(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化対象ブロックに含まれる複数の係数の中で、予め定められた順番で最後の非ゼロ係数の位置を示すＬＡＳＴ位置情報を符号化する符号化方法であって、
前記ＬＡＳＴ位置情報を２値化することにより、（i）予め定められた最大の長さ以下の長さを有する第１の信号を含み、かつ第２の信号を含まない２値化信号、または、（ii）前記予め定められた最大の長さを有する第１の信号および第２の信号を含む２値化信号を生成する２値化ステップと、
前記第１の信号に含まれる各２値シンボルを、当該２値シンボルのビット位置に応じてコンテキストを切り替えて算術符号化する第１の符号化ステップと、
前記２値化信号が前記第２の信号を含む場合に、固定確率を用いて前記第２の信号を算術符号化する第２の符号化ステップとを含み、
前記第１の符号化ステップでは、前記第１の信号が前記予め定められた最大の長さを有する場合に、前記第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、前記最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術符号化し、前記第１の信号の最後のビット位置以外の少なくとも２つのビット位置の２値シンボルの各々を、前記少なくとも２つのビット位置で共用のコンテキストを用いて算術符号化する
符号化方法。
【請求項２】
前記予め定められた最大の長さは、前記符号化対象ブロックのサイズに応じて決定されている
請求項１に記載の符号化方法。
【請求項３】
符号化対象ブロックに含まれる複数の係数の中で、予め定められた順番で最後の非ゼロ係数の位置を示すＬＡＳＴ位置情報を符号化する符号化装置であって、
前記ＬＡＳＴ位置情報を２値化することにより、（i）予め定められた最大の長さ以下の長さを有する第１の信号を含み、かつ第２の信号を含まない２値化信号、または、（ii）前記予め定められた最大の長さを有する第１の信号および第２の信号を含む２値化信号を生成する２値化部と、
前記第１の信号に含まれる各２値シンボルを、当該２値シンボルのビット位置に応じてコンテキストを切り替えて算術符号化する第１の符号化部と、
前記２値化信号が前記第２の信号を含む場合に、固定確率を用いて前記第２の信号を算術符号化する第２の符号化部とを備え、
前記第１の符号化部は、前記第１の信号が前記予め定められた最大の長さを有する場合に、前記第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、前記最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術符号化し、前記第１の信号の最後のビット位置以外の少なくとも２つのビット位置の２値シンボルの各々を、前記少なくとも２つのビット位置で共用のコンテキストを用いて算術符号化する
符号化装置。
【請求項４】
符号化対象ブロックに含まれる複数の係数の中で、予め定められた順番で最後の非ゼロ係数の位置を示すＬＡＳＴ位置情報を符号化する符号化装置であって、
処理回路と、前記処理回路に接続される記憶装置とを備え、
前記処理回路は、前記記憶装置を用いて、
前記ＬＡＳＴ位置情報を２値化することにより、（i）予め定められた最大の長さ以下の長さを有する第１の信号を含み、かつ第２の信号を含まない２値化信号、または、（ii）前記予め定められた最大の長さを有する第１の信号および第２の信号を含む２値化信号を生成し、
前記第１の信号に含まれる各２値シンボルを、当該２値シンボルのビット位置に応じてコンテキストを切り替えて算術符号化する第１の符号化を実行し、
前記２値化信号が前記第２の信号を含む場合に、固定確率を用いて前記第２の信号を算術符号化する第２の符号化を実行し、
前記第１の符号化では、前記第１の信号が前記予め定められた最大の長さを有する場合に、前記第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、前記最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術符号化し、前記第１の信号の最後のビット位置以外の少なくとも２つのビット位置の２値シンボルの各々を、前記少なくとも２つのビット位置で共用のコンテキストを用いて算術符号化する
符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、算術符号化または算術復号を行う画像符号化技術および画像復号技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットを介したサービス（例えば、ビデオ会議、デジタルビデオ放送、および映像コンテンツのストリーミングを含むビデオ・オン・デマンドタイプのサービス）を提供するためのアプリケーションは右肩上がりに増えている。これらのアプリケーションは、映像データの送信に頼っている。これらのアプリケーションによって映像データが送信される時、映像データの多くは、限られたバンド幅を有する従来の伝送路を介して送信される。また、これらのアプリケーションによって映像データが記録される時、映像データの多くは、限られた記録容量を有する従来の記録媒体に記録される。従来の伝送路を介して映像データを送信する、または従来の記録媒体に映像データを記録するためには、映像データのデータ量を圧縮または削減することが不可欠である。【０００３】
そこで、映像データの圧縮のために、複数の映像符号化規格が開発されている。このような映像符号化規格は、例えば、Ｈ．２６ｘで示されるＩＴＵ−Ｔ規格、および、ＭＰＥＧ−ｘで示されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格である。最新かつ最も進んだ映像符号化規格は、現在、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣで示される規格である（非特許文献１および非特許文献２参照）。【０００４】
これらの映像符号化規格のほとんどの基礎をなす符号化アプローチは、以下の（ａ）〜（ｄ）で示される主な段階を含む予測符号化に基づいている。（ａ）映像フレームのそれぞれをブロックレベルでデータ圧縮するために、映像フレームを複数の画素を有するブロックに分割する。（ｂ）先に符号化された映像データから個々のブロックを予測することで、時間的および空間的冗長性を特定する。（ｃ）映像データから予測データを減ずることで、特定された冗長性を除去する。（ｄ）フーリエ変換、量子化、および、エントロピー符号化によって、残りのデータ（残差ブロック）を圧縮する。【０００５】
上記の（ａ）の工程において、現在の映像符号化規格では、各マクロブロックを予測するために用いられる予測モードが異なる。ほとんどの映像符号化規格は、前に符号化および復号されたフレームから映像データを予測するために動き検出および動き補償を用いる（インターフレーム予測）。あるいは、ブロックデータは、同じフレームの隣接するブロックから外挿されてもよい（イントラフレーム予測）。【０００６】
上記の（ｄ）の工程において、符号化対象ブロックに含まれる量子化された係数を予め定められた順番（スキャン順）にスキャンする。そして、スキャンされた係数が、ゼロ係数であるか、非ゼロ係数であるかを示す情報（ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔＦｌａｇ）（例えば非ゼロ係数を１、ゼロ係数を０と示す２値情報（シンボル））が符号化される。【０００７】
さらに、スキャン順で最後の非ゼロ係数の位置を示す情報（ＬＡＳＴ位置情報）が、２値化され、コンテキスト適応算術符号化によって符号化され、コンテキスト適応算術復号によって復号される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  Ｈ．２６４「Ａｄｖａｎｃｅｄ  ｖｉｄｅｏ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｇｅｎｅｒｉｃ  ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ  ｓｅｒｖｉｃｅｓ」、２０１０年３月
【非特許文献２】ＪＣＴ−ＶＣ“ＷＤ４：Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｄｒａｆｔ  ４  ｏｆ  Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ”、ＪＣＴＶＣ−Ｆ８０３，  Ｊｕｌｙ  ２０１１．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の技術では、ＬＡＳＴ位置情報のコンテキスト適応算術符号化およびコンテキスト適応算術復号において、コンテキストを適切に切り替えることは難しい。例えば、シンボル発生確率が互いに大きく異なる２値シンボルに対して同じコンテキストが用いられた場合、シンボル発生確率の予測の精度が低下し、符号化効率も低下する。【００１０】
そこで、本発明は、コンテキストを適切に切り替えてＬＡＳＴ位置情報を算術符号化および算術復号することができる画像符号化方法および画像復号方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様に係る符号化方法は、符号化対象ブロックに含まれる複数の係数の中で、予め定められた順番で最後の非ゼロ係数の位置を示すＬＡＳＴ位置情報を符号化する画像符号化方法であって、前記ＬＡＳＴ位置情報を２値化することにより、（i）予め定められた最大の長さ以下の長さを有する第１の信号を含み、かつ第２の信号を含まない２値化信号、または、（ii）前記予め定められた最大の長さを有する第１の信号および第２の信号を含む２値化信号を生成する２値化ステップと、前記第１の信号に含まれる各２値シンボルを、当該２値シンボルのビット位置に応じてコンテキストを切り替えて算術符号化する第１の符号化ステップと、前記２値化信号が前記第２の信号を含む場合に、固定確率を用いて前記第２の信号を算術符号化する第２の符号化ステップとを含み、前記第１の符号化ステップでは、前記第１の信号が前記予め定められた最大の長さを有する場合に、前記第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、前記最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術符号化し、前記第１の信号の最後のビット位置以外の少なくとも２つのビット位置の２値シンボルの各々を、前記少なくとも２つのビット位置で共用のコンテキストを用いて算術符号化する。
【００１２】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様に係る画像符号化方法は、コンテキストを適切に切り替えてＬＡＳＴ位置情報を算術符号化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、想定技術に係る画像復号装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、想定技術に係る画像復号方法の一例を示すフローチャートである。
【図３Ａ】図３Ａは、ブロックサイズが４ｘ４の場合におけるＬＡＳＴ位置情報の２値化信号の一例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ブロックサイズが８ｘ８の場合におけるＬＡＳＴ位置情報の２値化信号の例を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、ブロックサイズが１６ｘ１６の場合におけるＬＡＳＴ位置情報の２値化信号の例を示す図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、ブロックサイズが３２ｘ３２の場合におけるＬＡＳＴ位置情報の２値化信号の例を示す図である。
【図４】図４は、コンテキスト適応算術復号処理を示すフローチャートである。
【図５】図５は、バイパス復号処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、正規化処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態１に係る画像復号装置の機能構成を示すブロック図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態１に係る画像復号装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態１に係る画像復号装置の処理動作の他の一例を示すフローチャートである。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態１に係る第２の復号部の処理動作の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施の形態１におけるブロックサイズとプリフィックス部の最大長との関係の一例を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、実施の形態１におけるブロックサイズとプリフィックス部の最大長との関係の他の一例を示す図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、実施の形態１におけるブロックサイズとライスパラメタとの関係の一例を示す図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、実施の形態１におけるブロックサイズとライスパラメタとの関係の他の一例を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、ＲＰ値とプリフィックス部の最大長との決定方法の一例を示すフローチャートである。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、ＲＰ値とプリフィックス部の最大長との決定方法の他の一例を示すフローチャートである。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、ＲＰ値とプリフィックス部の最大長との決定方法の他の一例を示すフローチャートである。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、ＲＰ値とプリフィックス部の最大長との決定方法の他の一例を示すフローチャートである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、実施の形態１におけるビット位置とコンテキストとの関係を説明するための図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、比較例におけるビット位置とコンテキストとの関係を説明するための図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１の変形例に係る画像復号装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係る画像符号化装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、実施の形態２に係る画像符号化装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、実施の形態２に係る画像符号化装置の処理動作の他の一例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、ブロックサイズが１６ｘ１６の場合におけるＬＡＳＴ位置情報の２値化信号の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態２に係る画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１７】図１７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１８】図１８は、デジタル放送用システムの全体構成図である。
【図１９】図１９は、テレビ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２１】図２１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２２Ａ】図２２Ａは、携帯電話の一例を示す図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。
【図２３】図２３は、多重化データの構成を示す図である。
【図２４】図２４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２５】図２５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２６】図２６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２７】図２７は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。
【図２８】図２８は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。
【図２９】図２９は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。
【図３０】図３０は、映像データを識別するステップを示す図である。
【図３１】図３１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３２】図３２は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。
【図３３】図３３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３４】図３４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３５Ａ】図３５Ａ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３５Ｂ】図３５Ｂ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】
【００１５】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者らは、「背景技術」の欄において記載したＬＡＳＴ位置情報の算術符号化および算術復号に関して以下のことを見出した。
【００１６】
なお、以下において、ＬＡＳＴ位置情報は、対象ブロックに含まれる複数の係数の中で、予め定められた順番で最後の非ゼロ係数の水平方向および垂直方向の位置を示す。ここでは、ＬＡＳＴ位置情報は、水平成分（以下、「Ｘ成分」と呼ぶ）と垂直成分（以下、「Ｙ成分」と呼ぶ）とを含む。Ｘ成分は、対象ブロック内の水平方向の位置を示す。また、Ｙ成分は、対象ブロック内の垂直方向の位置を示す。
【００１７】
図１は、想定技術に係る画像復号装置１０００の構成の一例を示すブロック図である。また、図２は、想定技術に係る画像復号方法の一例を示すフローチャートである。図１に示すように、画像復号装置１０００は、第１の復号部１００１と、第２の復号部１００２と、復号制御部１００３と、復元部１００４とを備える。
【００１８】
画像復号装置１０００は、ＬＡＳＴ位置情報を含むビットストリームＢＳを取得する。そして、画像復号装置１０００は、ビットストリームＢＳを第１の復号部１００１と第２の復号部１００２と復号制御部１００３とに入力する。
【００１９】
復号制御部１００３は、取得したビットストリームＢＳ内の各信号がＬＡＳＴ位置情報のＸ成分かＹ成分かを管理する。
【００２０】
第１の復号部１００１は、ビットストリームＢＳに含まれるＬＡＳＴ位置情報のＸ成分のプリフィックス部を算術復号する（Ｓ１００１）。具体的には、第１の復号部１００１は、コンテキスト適応算術復号によって、Ｘ成分のプリフィックス部を算術復号する。ここで、プリフィックス部とは、Ｘ成分またはＹ成分の２値化信号の中で、コンテキスト適応算術符号化される部分である。
【００２１】
次に、第１の復号部１００１は、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを判定する（Ｓ１００２）。サフィックス部とは、Ｘ成分またはＹ成分の２値化信号の中で、バイパス符号化によって符号化される部分である。
【００２２】
これらのプリフィックス部およびサフィックス部は、例えば図３Ａ〜図３Ｄに示すように、Ｘ成分およびＹ成分の各値（以下、「Ｌａｓｔ値」とも呼ぶ）によって定まる。したがって、第１の復号部１００１は、予め定められた方法で、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを判定することができる。
【００２３】
具体的には、例えば、変換ブロックのサイズ（以下、「変換サイズ」と呼ぶ）が４ｘ４の場合は図３Ａに示すように、Ｘ成分の２値化信号は、Ｌａｓｔ値に関わらず、プリフィックス部のみを含み、サフィックス部を含まない。したがって、第１の復号部１００１は、復号対象ブロックのサイズが４ｘ４の場合は、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含まないと判定する。
【００２４】
また例えば、変換サイズが８ｘ８の場合は図３Ｂに示すように、復号されたＸ成分の２値化信号の４ビット目までの２値シンボルの値のいずれかが「１」であるときに、第１の復号部１００１は、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含まないと判定する。一方、復号されたＸ成分の２値化信号の４ビット目までの２値シンボルの値の全てが「０」であるときに、第１の復号部１００１は、Ｘ成分の２値化信号が固定長２ビットのサフィックス部を含むと判定する。
【００２５】
また例えば、変換サイズが１６ｘ１６の場合は図３Ｃに示すように、復号されたＸ成分の２値化信号の８ビット目までの２値シンボルの値のいずれかが「１」であるときに、第１の復号部１００１は、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含まないと判定する。一方、復号されたＸ成分の２値化信号の８ビット目までの２値シンボルの値の全てが「０」であるときに、第１の復号部１００１は、Ｘ成分の２値化信号が固定長３ビットのサフィックス部を含むと判定する。
【００２６】
また例えば、変換サイズが３２ｘ３２の場合は図３Ｄに示すように、復号されたＸ成分の２値化信号の１６ビット目までの２値シンボルの値のいずれかが「１」であるときに、第１の復号部１００１は、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含まないと判定する。一方、復号されたＸ成分の２値化信号の１６ビット目までの２値シンボルの値の全てが「０」であるときに、第１の復号部１００１は、Ｘ成分の２値化信号が固定長４ビットのサフィックス部を含むと判定する。
【００２７】
ここで、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含む場合（Ｓ１００２でＹｅｓ）、第２の復号部１００２は、予め定められた固定長のビット数のサフィックス部を算術復号する（Ｓ１００３）。具体的には、第２の復号部１００２は、バイパス復号によって、Ｘ成分のサフィックス部を復号する。一方、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含まない場合（Ｓ１００２でＮｏ）、サフィックス部の復号処理はスキップされる。
【００２８】
復元部１００４は、復号されたプリフィックス部およびサフィックス部を用いて、ＬＡＳＴ位置情報のＸ成分を復元する（Ｓ１００４）。つまり、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含む場合は、復元部１００４は、復号されたプリフィックス部およびサフィックス部を含む２値化信号を多値化することによりＸ成分を復元する。一方、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含まない場合は、復号されたプリフィックス部を含む２値化信号を多値化することによりＸ成分を復元する。
【００２９】
次に、第１の復号部１００１は、ステップＳ１００１と同様に、ＬＡＳＴ位置情報のＹ成分のプリフィックス部を算術復号する（Ｓ１００５）。続いて、第１の復号部１００１は、ステップＳ１００２と同様に、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを判定する（Ｓ１００６）。
【００３０】
ここで、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含む場合（Ｓ１００６でＹｅｓ）、第２の復号部１００２は、ステップＳ１００３と同様に、予め定められた固定長のサフィックス部を算術復号する（Ｓ１００７）。一方、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含まない場合（Ｓ１００６でＮｏ）、サフィックス部の復号処理はスキップされる。
【００３１】
最後に、復元部１００４は、ステップＳ１００４と同様に、ＬＡＳＴ位置情報のＹ成分を復元する（Ｓ１００８）。つまり、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含む場合は、復元部１００４は、復号されたプリフィックス部およびサフィックス部を含む２値化信号を多値化することによりＹ成分を復元する。一方、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含まない場合は、復号されたプリフィックス部を含む２値化信号を多値化することによりＹ成分を復元する。
【００３２】
以上のように、ＬＡＳＴ位置情報に含まれるＸ成分およびＹ成分が復元される。
【００３３】
次に、可変長符号化および可変長復号について説明する。Ｈ．２６４では、可変長符号化方法の１つとして、コンテキスト適応算術符号化（ＣＡＢＡＣ：Ｃｏｎｔｅｘｔ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｂｉｎａｒｙ  Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  Ｃｏｄｉｎｇ）が用いられる。プリフィックス部は、このＣＡＢＡＣによって符号化される。一方、サフィックス部は、固定確率（例えば「０．５」）を用いた算術符号化であるバイパス符号化によって符号化される。そこで、コンテキスト適応算術復号処理およびバイパス復号処理について、図４〜図６を用いて説明する。
【００３４】
図４は、コンテキスト適応算術復号処理を示すフローチャートである。なお、この図４は、非特許文献１より抜粋した図面である。特に説明がない限り、図４の説明は、非特許文献１に記載の通りである。
【００３５】
算術復号処理では、まず、復号対象信号の信号種別に基づいて決められるコンテキスト（ｃｔｘＩｄｘ）が入力される。
【００３６】
次に、ステップＳ２００１において、以下の処理が行われる。
【００３７】
まず、現在の算術復号の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅから、ｑＣｏｄＩＲａｎｇｅＩｄｘを算出する。さらに、ｃｔｘＩｄｘに対応した状態値であるｐＳｔａｔｅＩｄｘを取得する。そして、テーブル（ｒａｎｇｅＴａｂｌｅＬＰＳ）を参照することにより、その２つの値（ｑＣｏｄＩＲａｎｇｅＩｄｘおよびｐＳｔａｔｅＩｄｘ）に対応するｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳを取得する。
【００３８】
なお、このｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳは、算術復号の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅに対してＬＰＳが発生した場合の算術復号の状態を示す。ＬＰＳは、シンボル「０」および「１」のうち発生確率が低い側のシンボルを指し示す。
【００３９】
さらに、ｃｏｄＩＲａｎｇｅに、現在のｃｏｄＩＲａｎｇｅから前述のｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳを減算した値をセットする。
【００４０】
次に、ステップＳ２００２において、ｃｏｄＩＲａｎｇｅと、算術復号の状態を示す第２のパラメタｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔとを比較する。
【００４１】
ここで、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔがｃｏｄＩＲａｎｇｅと等しいか大きい場合には（Ｓ２００２でＹｅｓ）、ステップＳ２００３において、以下の処理が行われる。
【００４２】
まず、ＬＰＳが発生したと判断し、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに、ｖａｌＭＰＳと異なる値（ｖａｌＭＰＳ＝１の場合は「０」、ｖａｌＭＰＳ＝０の場合は「１」）をセットする。ｖａｌＭＰＳは、ＭＰＳの具体的な値（「０」または「１」）を示す。また、ＭＰＳは、２値シンボルの値「０」および「１」のうち発生確率が高い側の２値シンボルを指し示す。
【００４３】
また、算術復号の状態を示す第２のパラメタｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔに、現在のｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔからｃｏｄＩＲａｎｇｅを減算した値をセットする。さらに、算術復号の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅに、ステップＳ２００１でセットしたｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳの値をセットする。
【００４４】
次に、ステップＳ２００５において、ｐＳｔａｔｅＩｄｘの値が「０」であるか否かを判定する。
【００４５】
ここで、ｐＳｔａｔｅＩｄｘの値が「０」である場合（ステップＳ２００５でＹｅｓ）、ＬＰＳの確率がＭＰＳの確率を上回ることを示しているので、ｖａｌＭＰＳの値を入れ替える（ｖａｌＭＰＳ＝１の場合は「０」、ｖａｌＭＰＳ＝０の場合は「１」を設定する）（ステップＳ２００６）。一方、ｐＳｔａｔｅＩｄｘ値が「０」でない場合（ステップＳ２００５でＮｏ）、ｐＳｔａｔｅＩｄｘの値を、ＬＰＳが発生した場合に参照する変換テーブルｔｒａｎｓＩｄｘＬＰＳに基づいて更新する（ステップＳ２００７）。
【００４６】
また、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔがｃｏｄＩＲａｎｇｅより小さい場合には（Ｓ２００２でＮｏ）、ＭＰＳが発生したと判断し、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに、ｖａｌＭＰＳをセットし、ｐＳｔａｔｅＩｄｘの値をＭＰＳが発生した場合に参照する変換テーブルｔｒａｎｓＩｄｘＭＰＳに基づいて更新する（ステップＳ２００４）。
【００４７】
最後に、正規化処理（ＲｅｎｏｒｍＤ）を行い（ステップＳ２００８）、算術復号を終了する。
【００４８】
このようにコンテキスト適応算術復号処理では、２値シンボルの発生確率であるシンボル発生確率をコンテキストインデックスに対応づけて複数保持する。そして、条件（例えば隣接ブロックの値）に応じてコンテキストを切り替えるため、処理の順番を維持する必要がある。
【００４９】
図５は、バイパス復号処理を示すフローチャートである。なお、この図５は、非特許文献１より抜粋した図面である。特に説明がない限り、図５の説明は、非特許文献１に記載の通りである。
【００５０】
まず、現在の算術復号の状態を示す第２のパラメタｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔを左シフト（２倍）する。さらに、ビットストリームから１ビット読出し、その読出しビットが「１」であれば、さらにｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔに１を加算する（Ｓ３００１）。
【００５１】
次に、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔが算術復号の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅと等しいもしくは大きい場合には（Ｓ３００２でＹｅｓ）、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに「１」をセットし、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔに、現在のｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔからｃｏｄＩＲａｎｇｅを減算した値をセットする（ステップＳ３００３）。一方、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔが算術復号の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅより小さい場合には（Ｓ３００２でＮｏ）、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに「０」をセットする（ステップＳ３００４）。
【００５２】
図６は、図４のステップＳ２００８で示した正規化処理（ＲｅｎｏｒｍＤ）を詳しく説明するためのフローチャートである。この図６は、非特許文献１より抜粋した図面である。特に説明がない限り、図６の説明は、非特許文献１に記載の通りである。
【００５３】
算術復号の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅが０ｘ１００（１６進：２５６（１０進））よりも小さくなった場合には（Ｓ４００１でＹｅｓ）、ｃｏｄＩＲａｎｇｅを左シフト（２倍）する。さらに、算術復号の状態を示す第２のパラメタｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔを左シフト（２倍）する。さらに、ビットストリームから１ビット読出し、その読出しビットが「１」であれば、さらにｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔに１を加算する（Ｓ４００２）。
【００５４】
このステップＳ４００２の処理によって、最終的にｃｏｄＩＲａｎｇｅが２５６以上になったときに（Ｓ４００１でＮｏ）、正規化処理を終了する。
【００５５】
以上のように、算術復号は行われる。
【００５６】
しかしながら、プリフィックス部をコンテキスト適応算術符号化またはコンテキスト適応算術復号によって符号化または復号する際に、コンテキスト（コンテキストモデル）を適切に切り替えることは難しい。例えば、プリフィックス部の算術符号化および算術復号では、２値化信号のビット位置に応じてコンテキストが切り替えられる。このとき、メモリの必要量およびメモリアクセスを削減するために、複数のビット位置でコンテキストを共用した場合、シンボル発生確率が大きく異なるビット位置に対して同じコンテキストが用いられる場合がある。このような場合、シンボル発生確率の予測の精度が低下し、符号化効率も低下する。
【００５７】
そこで、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、符号化対象ブロックに含まれる複数の係数の中で、予め定められた順番で最後の非ゼロ係数の位置を示すＬＡＳＴ位置情報を符号化する画像符号化方法であって、前記ＬＡＳＴ位置情報を２値化することにより、（i）予め定められた最大の長さ以下の長さを有する第１の信号を含み、かつ第２の信号を含まない２値化信号、または、（ii）前記予め定められた最大の長さを有する第１の信号および第２の信号を含む２値化信号を生成する２値化ステップと、前記第１の信号に含まれる各２値シンボルを、当該２値シンボルのビット位置に応じてコンテキストを切り替えて算術符号化する第１の符号化ステップと、前記２値化信号が前記第２の信号を含む場合に、固定確率を用いて前記第２の信号を算術符号化する第２の符号化ステップとを含み、前記第１の符号化ステップでは、前記第１の信号が前記予め定められた最大の長さを有する場合に、前記第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、前記最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術符号化する。
【００５８】
第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルは、２値化信号が第２の信号を含むか否かを示す。つまり、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルは、符号化効率に対する影響が大きい。したがって、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルは、他のビット位置の２値シンボルとシンボル発生の特徴が異なる。ゆえに、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、当該最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術符号化することにより、符号化効率を向上させることが可能となる。
【００５９】
例えば、前記第１の符号化ステップでは、前記第１の信号の最後のビット位置以外の少なくとも２つのビット位置の２値シンボルの各々を、前記少なくとも２つのビット位置で共用のコンテキストを用いて算術符号化してもよい。
【００６０】
これによれば、第１の信号の最後のビット位置以外の少なくとも２つのビット位置の２値シンボルの各々を、少なくとも２つのビット位置で共用のコンテキストを用いて算術符号化することができる。したがって、ビット位置ごとに異なるコンテキストが用いられる場合よりもコンテキストの数を削減することができ、メモリの必要量を削減することができる。
【００６１】
例えば、前記２値化ステップでは、さらに、前記符号化対象ブロックのサイズに応じて前記予め定められた最大の長さを変化させてもよい。
【００６２】
これによれば、符号化対象ブロックのサイズに応じて第１の信号の最大長を変えることができる。したがって、第１の信号の最大長を適切に設定することが可能となり、符号化効率を向上させることが可能となる。
【００６３】
例えば、前記画像符号化方法は、さらに、第１規格に準拠する第１符号化処理、または第２規格に準拠する第２符号化処理に、符号化処理を切り替える切り替えステップと、切り替えられた前記符号化処理が準拠する前記第１規格または前記第２規格を示す識別情報をビットストリームに付加する付加ステップとを含み、前記符号化処理が前記第１符号化処理に切り替えられた場合に、前記第１符号化処理として、前記２値化ステップと、前記第１の符号化ステップと、前記第２の符号化ステップとが行われてもよい。
【００６４】
これによれば、第１規格に準拠する第１符号化処理と第２規格に準拠する第２符号化処理とを切り替えることが可能となる。
【００６５】
また、本発明の一態様に係る画像復号方法は、復号対象ブロックに含まれる複数の係数の中で、予め定められた順番で最後の非ゼロ係数の位置を示すＬＡＳＴ位置情報を復号する画像復号方法であって、前記ＬＡＳＴ位置情報の２値化信号に含まれる第１の信号であって予め定められた最大の長さ以下の長さを有する第１の信号に含まれる各２値シンボルを、当該２値シンボルのビット位置に応じてコンテキストを切り替えて算術復号する第１の復号ステップと、前記ＬＡＳＴ位置情報の２値化信号が第２の信号を含む場合に、固定確率を用いて前記第２の信号を算術復号する第２の復号ステップとを含み、前記第１の復号ステップでは、前記第１の信号が前記予め定められた最大の長さを有する場合に、前記第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、前記最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術復号する。
【００６６】
第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルは、２値化信号が第２の信号を含むか否かを示す。つまり、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルは、符号化効率に対する影響が大きい。したがって、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルは、他のビット位置の２値シンボルと値の発生の特徴が異なる。ゆえに、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、当該最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術復号することにより、符号化効率を向上させることが可能となる。
【００６７】
例えば、前記第１の復号ステップでは、前記第１の信号の最後のビット位置以外の少なくとも２つのビット位置の各２値シンボルを、前記少なくとも２つのビット位置で共用のコンテキストを用いて算術復号してもよい。
【００６８】
これによれば、第１の信号の最後のビット位置以外の少なくとも２つのビット位置の２値シンボルの各々を、少なくとも２つのビット位置で共用のコンテキストを用いて算術復号することができる。したがって、ビット位置ごとに異なるコンテキストが用いられる場合よりもコンテキストの数を削減することができ、メモリの必要量を削減することができる。
【００６９】
例えば、前記予め定められた最大の長さは、前記復号対象ブロックのサイズに応じて変化してもよい。
【００７０】
これによれば、復号対象ブロックのサイズに応じて第１の信号の最大長を変えることができる。したがって、第１の信号の最大長を適切に設定することが可能となり、符号化効率を向上させることが可能となる。
【００７１】
例えば、前記画像復号方法は、さらに、ビットストリームに付加された第１規格または第２規格を示す識別情報に応じて、前記第１規格に準拠する第１復号処理、または前記第２規格に準拠する第２復号処理に、復号処理を切り替える切り替えステップを含み、前記復号処理が第１復号処理に切り替えられた場合に、前記第１復号処理として、前記第１の復号ステップと、前記第２の復号ステップとが行われてもよい。
【００７２】
これによれば、第１規格に準拠する第１復号処理と第２規格に準拠する第２復号処理とを切り替えることが可能となる。
【００７３】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００７４】
以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００７５】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示す。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、請求の範囲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、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、任意の構成要素として説明される。
【００７６】
（実施の形態１）
図７は、実施の形態１に係る画像復号装置１００の機能構成を示すブロック図である。この画像復号装置１００は、ＬＡＳＴ位置情報を復号する。
【００７７】
図７に示すように、画像復号装置１００は、算術復号部１１０と、復元部１０４とを備える。算術復号部１１０は、第１の復号部１０１と、第２の復号部１０２と、復号制御部１０３とを有する。
【００７８】
画像復号装置１００は、符号化されたＬＡＳＴ位置情報を含むビットストリームＢＳを取得する。
【００７９】
第１の復号部１０１は、ＬＡＳＴ位置情報の２値化信号に含まれる第１の信号に含まれる各２値シンボルを、当該２値シンボルのビット位置に応じてコンテキストを切り替えて算術復号する。つまり、第１の復号部１０１は、第１の信号をコンテキスト適応算術復号によって復号する。
【００８０】
第１の信号は、ＬＡＳＴ位置情報の２値化信号のうち、コンテキストを切り替えて算術符号化された部分である。この第１の信号は、予め定められた最大の長さ以下の長さを有する。第１の信号は、例えば、プリフィックス部に相当する。
【００８１】
ここで、第１の信号が予め定められた最大の長さを有する場合には、第１の復号部１０１は、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術復号する。つまり、第１の復号部１０１は、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、他のビット位置の２値シンボルの算術復号で用いられたコンテキストとは異なるコンテキストを用いて算術復号する。
【００８２】
例えば、図３Ｃに示すＬａｓｔ値「７」に対応するプリフィックス部を復号する場合、第１の復号部１０１は、８ビット目の２値シンボルを、８ビット目の２値シンボルに専用のコンテキストを用いて算術復号する。つまり、第１の復号部１０１は、８ビット目のビット位置のコンテキストとして、１〜７ビット目のビット位置のコンテキストと異なるコンテキストを用いて、８ビット目の２値シンボルを算術復号する。
【００８３】
第２の復号部１０２は、ＬＡＳＴ位置情報の２値化信号が第２の信号を含む場合に、固定確率を用いて第２の信号を算術復号する。つまり、第２の復号部１０２は、バイパス復号によって第２の信号を復号する。
【００８４】
第２の信号は、ＬＡＳＴ位置情報の２値化信号のうち、固定確率を用いて算術符号化された部分である。第２の信号は、例えば、サフィックス部に相当する。
【００８５】
復号制御部１０３は、ビットストリームＢＳ内の各部がＬＡＳＴ位置情報のＸ成分であるかＹ成分であるかを管理する。なお、復号制御部１０３は、算術復号部１１０に含まれなくてもよい。つまり、画像復号装置１００は、復号制御部１０３を備えなくてもよい。
【００８６】
復元部１０４は、（i）第１の信号を含み、かつ第２の信号を含まない２値化信号、または、（ii）第１の信号および第２の信号を含む２値化信号を多値化することにより、ＬＡＳＴ位置情報に含まれる水平成分または垂直成分を復元する。
【００８７】
次に、以上のように構成された画像復号装置１００の動作について、図８Ａおよび図８Ｂを用いて詳しく説明する。以下では、第１の信号がプリフィックス部であり、第２の信号がサフィックス部である場合について説明する。
【００８８】
図８Ａは、実施の形態１に係る画像復号装置１００の処理動作の一例を示すフローチャートである。図８Ａにおいて、ビットストリームＢＳには、Ｘ成分のプリフィックス部、Ｘ成分のサフィックス部、Ｙ成分のプリフィックス部、およびＹ成分のサフィックス部が、この順に符号化され、配置されている。なお、各成分のサフィックス部は、各成分の値によってはビットストリームＢＳに含まれない場合がある。
【００８９】
まず、第１の復号部１０１は、ビットストリームＢＳから、符号化されたＸ成分のプリフィックス部をコンテキスト適応算術復号によって復号する（Ｓ１０１）。例えば、第１の復号部１０１は、予め定められた最大の長さまで、または、「１」が復号されるまで、符号化されたプリフィックス部を１ビットずつ算術復号していく。なお、コンテキストの切り替えについては後述する。
【００９０】
次に、第１の復号部１０１は、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを判定する（Ｓ１０２）。例えば、プリフィックス部が予め定められた最大の長さを有し、かつ、プリフィックス部に含まれる２値シンボルの値の全てが「０」である場合に、第１の復号部１０１は、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含むと判定する。
【００９１】
なお、このプリフィックス部の最大長は、例えば変換サイズに応じて予め定められる。例えば、プリフィックス部の最大長は、図９Ｂまたは図９Ｃのように定められる。
【００９２】
ここで、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含む場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）、第２の復号部１０２は、符号化されたＸ成分のサフィックス部をバイパス復号によって復号する（Ｓ１０３）。一方、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含まない場合には（Ｓ１０２でＮｏ）、ステップＳ１０３はスキップされる。
【００９３】
次に、復元部１０４は、プリフィックス部およびサフィックス部の両方を含む、または、プリフィックス部のみを含むＸ成分の２値化信号を多値化することにより、ＬＡＳＴ位置情報のＸ成分を復元する（Ｓ１０４）。
【００９４】
続いて、第１の復号部１０１は、ビットストリームＢＳから、符号化されたＹ成分のプリフィックス部をコンテキスト適応算術復号によって復号する（Ｓ１０５）。具体的には、第１の復号部１０１は、Ｘ成分のプリフィックス部の復号と同様に、Ｙ成分のプリフィックス部を復号する。
【００９５】
そして、第１の復号部１０１は、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを判定する（Ｓ１０６）。具体的には、第１の復号部１０１は、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かの判定と同様に、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを判定する。
【００９６】
ここで、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含む場合（Ｓ１０６でＹｅｓ）、第２の復号部１０２は、符号化されたＹ成分のサフィックス部をバイパス復号によって復号する（Ｓ１０７）。一方、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含まない場合には（Ｓ１０６でＮｏ）、ステップＳ１０７はスキップされる。
【００９７】
最後に、復元部１０４は、プリフィックス部およびサフィックス部の両方を含む、または、プリフィックス部のみを含むＹ成分の２値化信号を多値化することにより、ＬＡＳＴ位置情報のＹ成分を復元する（Ｓ１０８）。
【００９８】
次に、図８Ａとは異なる順番でビットストリーム内に、各成分のプリフィックス部およびサフィックス部が配置される場合について説明する。
【００９９】
図８Ｂは、実施の形態１に係る画像復号装置１００の処理動作の他の一例を示すフローチャートである。なお、図８Ｂにおいて、図８Ａと同じ符号が付されたステップの処理は、原則として図８Ａで説明した処理と同じである。また、ここでは、サフィックスフラグには、初期値として、「ＯＦＦ」が設定されているとする。なお、サフィックスフラグは、ＬＡＳＴ位置情報のＸ成分の２値化信号にサフィックス部が含まれているか否かを示す内部フラグである。
【０１００】
また、図８Ｂにおいて、ビットストリームＢＳには、Ｘ成分のプリフィックス部、Ｙ成分のプリフィックス部、Ｙ成分のサフィックス部、およびＸ成分のサフィックス部が、この順に符号化され、配置されている。なお、図８Ａの場合と同様に、各成分のサフィックス部は、各成分の値によってはビットストリームＢＳに含まれない場合がある。
【０１０１】
まず、第１の復号部１０１は、符号化されたＸ成分のプリフィックス部をコンテキスト適応算術復号によって復号する（Ｓ１０１）。そして、第１の復号部１０１は、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを判定する（Ｓ１０２）。ここで、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含む場合、（Ｓ１０２でＹｅｓ）、第１の復号部１０１は、サフィックスフラグに「ＯＮ」を設定する（Ｓ１１１）。
【０１０２】
一方、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含まない場合（Ｓ１０２でＮｏ）、第１の復号部１０１は、サフィックスフラグに「ＯＮ」を設定しない。つまり、サフィックスフラグには、初期値である「ＯＦＦ」が設定されたままとなる。なお、第１の復号部１０１は、ここでサフィックスフラグに「ＯＦＦ」を設定してもよい。
【０１０３】
次に、ステップＳ１０５からＳ１０８まで、図８Ａと同様にＹ成分に関する処理が実行される。
【０１０４】
その後、第２の復号部１０２は、サフィックスフラグに「ＯＮ」が設定されているか否かを判定する（Ｓ１１２）。ここで、サフィックスフラグに「ＯＮ」が設定されている場合（Ｓ１１２でＹｅｓ）、第２の復号部１０２は、Ｘ成分のサフィックス部をバイパス復号によって復号する（Ｓ１０３）。一方、サフィックスフラグに「ＯＮ」が設定されていない場合（Ｓ１１２でＮｏ）、ステップＳ１０３はスキップされる。
【０１０５】
最後に、復元部１０４は、プリフィックス部およびサフィックス部の両方を含む、または、プリフィックス部のみを含むＸ成分の２値化信号を多値化することにより、ＬＡＳＴ位置情報のＸ成分を復元する（Ｓ１０４）。
【０１０６】
このように、Ｘ成分およびＹ成分のプリフィックス部を連続して復号し、Ｘ成分およびＹ成分のサフィックス部を連続して復号することにより、算術復号方法（コンテキスト適応算術復号およびバイパス復号）の切り替え回数を削減することができる。したがって、算術復号部１１０は、符号化されたＬＡＳＴ位置情報を効率的に算術復号することができる。
【０１０７】
また、Ｘ成分およびＹ成分のサフィックス部を連続して復号することにより、バイパス復号を並列に実行することが容易となり、処理速度を向上させることも可能となる。
【０１０８】
さらに、Ｙ成分のプリフィックス部とサフィックス部とを連続して復号することにより、Ｙ成分に対するサフィックスフラグの設定が不要となる。つまり、Ｘ成分のプリフィックス部、Ｙ成分のプリフィックス部、Ｘ成分のサフィックス部、およびＹ成分のサフィックス部を、この順に復号する場合よりも、メモリの必要量を削減することができる。
【０１０９】
次に、符号化されたＸ成分およびＹ成分のサフィックス部の復号処理（Ｓ１０８、Ｓ１１１）の一例について説明する。ここでは、サフィックス部が、ゴロム−ライス符号によって２値化されている場合について説明する。
【０１１０】
ゴロム−ライス符号では、サフィックス部の長さは、固定長ではない。サフィックス部は、前半部分と後半部分との２部分に分けられる。
【０１１１】
後半部分は、ライスパラメタ（以下、「ＲＰ」と呼ぶ）が示す長さを有する固定長部分である。
【０１１２】
前半部分は、２のＲＰ乗（２ＲＰ）で表現できる数（例えば、ＲＰが「２」の場合は「４」）の単位で増加する「１」と、最後のビット位置に設定される「０」とで表現される。つまり、ＲＰが「２」の場合、前半部分の長さは、０、０、０、０、１０、１０、１０、１０、１１０、１１０、１１０、１１０、・・・というように、２のＲＰ乗の単位ごとに１ビットずつ増加する。
【０１１３】
なお、ここでは、サフィックス部が表現すべき情報量が既に分かっているため、前半部分が最大長となる場合には、前半部分の最後の「０」を省略することができる。例えば、ＲＰが「２」であり、かつ、最大の情報量が「１２」である場合、前半部分は、０、０、０、０、１０、１０、１０、１０、１１、１１、１１、１１のいずれかで表現することができる。このように、前半部分の最後の「０」を省略することにより、２値化信号の符号量を１ビット削減することができる。
【０１１４】
この最大の情報量は、変換サイズの長さと、プリフィックス部の長さとの差分であらわすことができる。これにより、冗長なビットを削減することができる。
【０１１５】
また、このＲＰは、例えば図９Ｄまたは図９Ｅのように変換サイズに対して予め定められればよい。これにより、変換サイズに応じて適切な長さの２値化信号でサフィックス部を表現することが可能となり、符号化効率を向上させることができる。
【０１１６】
このようにゴロム−ライス符号によって２値化されたサフィックス部を復号する場合の第２の復号部１０２の動作について図９Ａを用いて説明する。図９Ａは、実施の形態１に係る第２の復号部１０２の処理動作の一例を示すフローチャートである。
【０１１７】
まず、第２の復号部１０２は、ＲＰ値を設定する（Ｓ２０１）。具体的には、第２の復号部１０２は、例えば、予め定められたテーブルを参照して、ＲＰ値を設定する。この場合の、予め定められたテーブルは、例えば、図９Ｄまたは図９Ｅに示すテーブルである。
【０１１８】
なお、第２の復号部１０２は、テーブル参照せずに、ＲＰ値を設定してもよい。このＲＰ値の設定については、図１０Ａ〜図１０Ｄを用いて後で詳しく説明する。
【０１１９】
次に、第２の復号部１０２は、Ｍａｘ値を設定する（Ｓ２０２）。ここで、Ｍａｘ値とは、ゴロム−ライス符号の前半部分の長さの最大値を示す。つまり、Ｍａｘ値は、Ｌａｓｔ値の最大値からプリフィックス部の最大長を引いた値を表現できる最短の２値化信号の長さを示す。したがって、第２の復号部１０２は、Ｌａｓｔ値の最大値からプリフィックス部の長さを減算し、減算して得られた値を２のＲＰ乗で割る、もしくはＲＰビットだけ右シフト演算することにより、Ｍａｘ値を導出する。
【０１２０】
なお、プリフィックス部の最大長は、図９Ｂまたは図９Ｃに示すように、変換サイズに応じて変えられてもよい。
【０１２１】
次に、第２の復号部１０２は、ビットストリームＢＳから、ゴロム−ライス符号の１ビット分をバイパス復号によって復号し、カウント値（初期値は「０」）を１だけインクリメントする（Ｓ２０３）。
【０１２２】
ここで、復号された１ビット分の信号が「０」である場合（Ｓ２０４でＹｅｓ）、ゴロム−ライス符号の前半部分の復号を終了し、ステップＳ２０６へ進む。
【０１２３】
一方、復号された信号が「０」ではない（「１」である）場合（Ｓ２０４でＮｏ）、カウント値がＭａｘ値と同じであるかどうかを判定する（Ｓ２０５）。ここで、カウント値がＭａｘ値と同じではない場合（Ｓ２０５でＮｏ）、ステップＳ２０３に戻る。すなわち、第２の復号部１０２は、ゴロム−ライス符号の次の１ビット分をバイパス復号によって復号する。
【０１２４】
一方、カウント値がＭａｘ値と同じである場合は（Ｓ２０５でＹｅｓ）、サフィックス部の前半部分の復号を終了し、ステップＳ２０６へ進む。
【０１２５】
次に、第２の復号部１０２は、ゴロム−ライス符号の後半部分（ＲＰビットの固定長の２値化信号）をバイパス復号によって復号する（Ｓ２０６）。
【０１２６】
最後に、第２の復号部１０２は、ゴロム−ライス符号で表現された値を復元する（Ｓ２０７）。ここで、値の復元方法としては、ゴロム−ライス符号の前半部分で表される値から１引いた値をＲＰビットだけ左にシフトした値と、後半部分とを加算する。
【０１２７】
なお、後半部分の２値化信号の値を逆転させて２値化している場合もある。この場合、第２の復号部１０２は、この逆転を考慮して復元する。なお、２値化信号の値を逆転させるか否かは、予め復号側と符号化側とで決めておけばよい。２値化信号の値を逆転させるか否かは、符号化効率および処理負荷に影響しない。
【０１２８】
次に、ＲＰ値およびプリフィックス部の最大長の決定方法を図１０Ａ〜図１０Ｄを用いて説明する。
【０１２９】
図１０Ａは、変換サイズに応じて、ＲＰ値とプリフィックス部の最大長とを決定する方法を示す。
【０１３０】
まず、第２の復号部１０２は、変換サイズを取得する（Ｓ３０１）。そして、第２の復号部１０２は、図９Ｄまたは図９Ｅに示すような変換サイズとＲＰ値との関係を示すテーブルを参照することにより、取得された変換サイズに対応するＲＰ値を決定する（Ｓ３０２）。さらに、第２の復号部１０２は、図９Ｂまたは図９Ｃに示すような変換サイズとプリフィックス部の最大長との関係を示すテーブルを参照することにより、プリフィックス部の最大長を決定する（Ｓ３０３）。
【０１３１】
図１０Ｂは、予測情報に応じて、ＲＰ値とプリフィックス部の最大長とを決定する方法を示す。
【０１３２】
まず、第２の復号部１０２は、予測情報を取得する（Ｓ３１１）。この予測情報とは、復号対象ブロックである変換ブロックの予測に関する情報である。例えば、予測情報は、変換ブロックがイントラ予測であるか、インター予測であるかを示す。また例えば、予測情報は、イントラ予測の予測方向を示す情報であってもよい。
【０１３３】
次に、第２の復号部１０２は、予測情報に基づいてＲＰ値を決定する（Ｓ３１２）。例えば、インター予測の場合には、イントラ予測に比べて一般的に高周波数成分が少ないことが知られている。したがって、第２の復号部１０２は、予測情報がインター予測を示す場合に、小さい値を有するＸ成分およびＹ成分を短い２値化信号で表現できるようなＲＰ値を決定すればよい。具体的には、第２の復号部１０２は、予測情報がインター予測を示す場合に、予測情報がイントラ予測を示す場合に比べて小さなＲＰ値を決定すればよい。
【０１３４】
また、イントラ予測の方向が水平方向である場合には、一般的に、ＬＡＳＴ位置情報のＹ成分がＸ成分よりも小さくなることが想定される。そこで、イントラ予測の予測方向が水平方向である場合に、第２の復号部１０２は、Ｘ成分のＲＰ値よりも小さいＲＰ値をＹ成分のＲＰ値として決定すればよい。なお、イントラ予測の予測方向が垂直方向である場合は、第２の復号部１０２は、Ｙ成分のＲＰ値よりも小さいＲＰ値をＸ成分のＲＰ値として決定すればよい。
【０１３５】
最後に、第２の復号部１０２は、予測情報に基づいてプリフィックス部の最大長を決定する（Ｓ３１３）。
【０１３６】
このように、第２の復号部１０２は、予測情報に応じて２値化信号の符号長を変化させることができるため、符号化効率を上げることができる。
【０１３７】
図１０Ｃは、統計情報に応じて、ＲＰ値とプリフィックス部の最大長とを決定する方法を示す。
【０１３８】
まず、第２の復号部１０２は、統計情報を取得する（Ｓ３２１）。統計情報は、例えば、既に復号されたブロックのＬＡＳＴ位置情報に含まれるＸ成分またはＹ成分の２値化信号の長さの統計情報である。
【０１３９】
次に、第２の復号部１０２は、統計情報に基づいてＲＰ値を決定する（Ｓ３２２）。最後に、第２の復号部１０２は、統計情報に基づいてプリフィックス部の最大長を決定する（Ｓ３２３）。
【０１４０】
このように、第２の復号部１０２は、統計情報に応じて２値化信号の符号長を変化させることができるため、さらに符号化効率を向上させることができる。
【０１４１】
図１０Ｄは、Ｘ成分およびＹ成分のうちの既に復号済みの成分に応じて、ＲＰ値とプリフィックス部の最大長とを決定する方法を示す。
【０１４２】
まず、第２の復号部１０２は、Ｘ成分およびＹ成分のうちの既に復号済みの成分を取得する（Ｓ３３１）。例えば、第２の復号部１０２は、符号化されたＹ成分を復号しているときに、既に復号済みのＸ成分を取得する。また例えば、第２の復号部１０２は、符号化されたＸ成分を復号しているときに、既に復号済みのＹ成分を取得してもよい。
【０１４３】
そして、第２の復号部１０２は、Ｘ成分およびＹ成分のうちの既に復号済みの成分を用いて、Ｘ成分およびＹ成分のうちの未復号の成分のＲＰ値を決定する（Ｓ３３２）。一般的に、Ｘ成分とＹ成分とは、同じようなとなりやすい。そこで、第２の復号部１０２は、例えば復号済みのＸ成分の値が一定値（例えば変換サイズの半分）より小さい場合には、Ｙ成分のＲＰ値をＸ成分のＲＰ値よりも小さな値に決定する。
【０１４４】
最後に、第２の復号部１０２は、Ｘ成分およびＹ成分のうちの既に復号済みの成分に基づいて、Ｘ成分およびＹ成分のうちの未復号の成分のプリフィックス部の最大長を決定する（Ｓ３３３）。
【０１４５】
このように、第２の復号部１０２は、Ｘ成分およびＹ成分のうちの既に復号済みの成分に応じて２値化信号の符号長を変化させることができるため、さらに符号化効率を向上させることができる。
【０１４６】
なお、図１０Ａ〜図１０Ｄに示すＲＰ値およびプリフィックス部の最大長の決定方法は組み合わせて使用することも可能である。例えば、第２の復号部１０２は、参照する情報がない場合には、予め決めていた表からＲＰ値を決定し、参照できた情報に応じてＲＰ値を決定してもよい。
【０１４７】
また、第２の復号部１０２は、プリフィックス部の最大長もＲＰ値と同様に決定してもよい。なお、第２の復号部１０２は、Ｘ成分およびＹ成分の値が小さいことが予測される場合には、Ｘ成分およびＹ成分の値が小さいことが予測される場合よりもプリフィックス部の最大長を短く決定すればよい。このように、プリフィックス長を短くすることで、必要とするコンテキスト数を削減することができる。
【０１４８】
次に、ＬＡＳＴ位置情報をコンテキスト適応算術復号によって復号する際のコンテキストについて説明する。
【０１４９】
図１１Ａは、実施の形態１におけるビット位置とコンテキストとの関係の一例を示す図である。また、図１１Ｂは、比較例におけるビット位置とコンテキストとの関係の一例を示す図である。
【０１５０】
図１１Ａおよび図１１Ｂでは、４種類の変換サイズ（４ｘ４、８ｘ８、１６ｘ１６、３２ｘ３２）に対して、ビット位置とコンテキストとの関係が示されている。図１１Ａおよび図１１Ｂにおいて、水平方向に配置された複数の矩形状のブロックは、左から順に、１ビット目、２ビット目、３ビット目・・・のビット位置にそれぞれ対応する。また、ブロック内に記載された数値は、そのビット位置の２値シンボルを復号する際に用いる確率を導出するためのコンテキストのインデックス値である。
【０１５１】
図１１Ａでは、プリフィックス部の復号に用いられるコンテキストは、１６種類（０〜１５）である。また、図１１Ａでは、プリフィックス部の最大長は、変換サイズ４ｘ４、８ｘ８、１６ｘ１６、３２ｘ３２の各々に対して、「３」、「４」、「４」、「８」である。
【０１５２】
図１１Ａにおいて、例えば変換サイズが８ｘ８の場合、プリフィックス部の１ビット目の２値シンボルを復号するための確率値として、インデックス値「３」により特定されるコンテキストから導出される確率値が用いられる。同様に、２ビット目および３ビット目の２値シンボルを復号するために確率値として、インデックス値「４」により特定されるコンテキストから導出される確率値が用いられる。また同様に、４ビット目の２値シンボルを復号するために確率値として、インデックス値「５」により特定されるコンテキストから導出される確率値が用いられる。
【０１５３】
このように、図１１Ａでは、プリフィックス部の最後のビット位置の２値シンボルは、当該最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術復号される。つまり、最後のビット位置に対するコンテキストは、他のビット位置のコンテキストと異なるコンテキストが用いられる。
【０１５４】
プリフィックス部の最後のビット位置の２値シンボルは、Ｘ成分またはＹ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを示す。つまり、プリフィックス部の最後のビット位置の２値シンボルは、符号化効率に対する影響が大きい。したがって、プリフィックス部の最後のビット位置の２値シンボルは、他のビット位置の２値シンボルとシンボル発生の特徴が異なる。ゆえに、プリフィックス部の最後のビット位置の２値シンボルを、当該最後のビット位置に専用のコンテキストを用いることにより、符号化効率を向上させることができる。
【０１５５】
また、図１１Ａの変換サイズ８ｘ８の２ビット目および３ビット目のビット位置、または、変換サイズ３２ｘ３２の５〜７ビット目のビット位置のように、コンテキストは、複数のビット位置で共用されてもよい。つまり、プリフィックス部の最後のビット位置以外の少なくとも２つのビット位置の各２値シンボルは、当該少なくとも２つのビット位置で共用のコンテキストを用いて算術復号されてもよい。
【０１５６】
これにより、ビット位置ごとに異なるコンテキストが用いられる場合よりもコンテキストの数を削減することができ、メモリの必要量を削減することができる。
【０１５７】
なお、図１１Ａでは、予め定められた複数の変換サイズのすべてについて、プリフィックス部の最後のビット位置の２値シンボルは、当該最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて復号されていたが、必ずしもすべての変換サイズについてこのように復号されなくてもよい。つまり、一部の変換サイズについては、プリフィックス部の最後のビット位置と他のビット位置とでコンテキストが共用されてもよい。
【０１５８】
例えば、サフィックス部が１ビットの固定長である場合には、プリフィックス部の最後のビット位置と最後から１つ前のビット位置とでコンテキストが共用されてもよい。
【０１５９】
これにより、ビットストリーム内に、予め定められた最大の長さを有するプリフィックス部の数が少ない場合などでも、確率を安定的に推定することができる。例えば、符号化時に発生符号長を考慮してＬＡＳＴ位置が動的に変更された場合において、符号化効率を向上させることができる。
【０１６０】
以上のように、本実施の形態に係る画像復号装置１００によれば、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、当該最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術復号することができる。つまり、画像復号装置１００は、コンテキストを適切に切り替えてＬＡＳＴ位置情報を算術復号することができ、符号化効率を向上させることが可能となる。
【０１６１】
なお、図９Ｂ〜図９Ｅに示したＲＰ値およびプリフィックス部の最大長は一例であり、これらとは異なるＲＰ値およびプリフィックス部の最大長であってもよい。例えば、プリフィックス部の最大長をさらに小さくし、サフィックス部を長くしてもよい。これにより、算術復号処理の並列度を上げ、さらに高速な算術復号処理を実現することができる。
【０１６２】
なお、本実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、本実施の形態の画像復号装置を実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【０１６３】
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、復号対象ブロックに含まれる複数の係数の中で、予め定められた順番で最後の非ゼロ係数の位置を示すＬＡＳＴ位置情報を復号する画像復号方法であって、前記ＬＡＳＴ位置情報の２値化信号に含まれる第１の信号であって予め定められた最大の長さ以下の長さを有する第１の信号に含まれる各２値シンボルを、当該２値シンボルのビット位置に応じてコンテキストを切り替えて算術復号する第１の復号ステップと、前記ＬＡＳＴ位置情報の２値化信号が第２の信号を含む場合に、固定確率を用いて前記第２の信号を算術復号する第２の復号ステップとを含み、前記第１の復号ステップでは、前記第１の信号が前記予め定められた最大の長さを有する場合に、前記第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、前記最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術復号する画像復号方法を実行させる。
【０１６４】
（実施の形態１の変形例）
なお、実施の形態１に係る画像復号装置１００は、以下の画像復号装置に含まれてもよい。図１２は、実施の形態１の変形例に係る画像復号装置２００の構成の一例を示すブロック図である。
【０１６５】
画像復号装置２００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する。例えば、画像復号装置２００は、符号化画像データがブロック毎に復号対象信号として入力される。画像復号装置２００は、入力された復号対象信号に、可変長復号、逆量子化および逆変換を行うことで、画像データを復元する。
【０１６６】
図１２に示すように、画像復号装置２００は、エントロピー復号部２１０と、逆量子化・逆変換部２２０と、加算器２２５と、デブロッキングフィルタ２３０と、メモリ２４０と、イントラ予測部２５０と、動き補償部２６０と、イントラ／インター切換スイッチ２７０とを備える。
【０１６７】
エントロピー復号部２１０は、入力信号（ビットストリーム）を可変長復号することで、量子化係数を復元する。なお、ここで、入力信号は、復号対象信号であり、符号化画像データのブロック毎のデータに相当する。この符号化画像データには、符号化されたＬＡＳＴ位置情報が含まれる。また、エントロピー復号部２１０は、入力信号から動きデータを取得し、取得した動きデータを動き補償部２６０に出力する。
【０１６８】
なお、実施の形態１に係る画像復号装置１００は、このエントロピー復号部２１０の一部に相当する。つまり、エントロピー復号部２１０は、符号化されたＬＡＳＴ位置情報を復号する。
【０１６９】
逆量子化・逆変換部２２０は、エントロピー復号部２１０によって復元された量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。そして、逆量子化・逆変換部２２０は、復元した変換係数を逆変換することで、予測誤差を復元する。
【０１７０】
加算器２２５は、復元された予測誤差と予測信号とを加算することで、復号画像を生成する。
【０１７１】
デブロッキングフィルタ２３０は、生成された復号画像にデブロッキングフィルタ処理を行う。デブロッキングフィルタ処理された復号画像は、復号信号として出力される。
【０１７２】
メモリ２４０は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ２４０は、デブロッキングフィルタ処理が施された復号画像を格納する。
【０１７３】
イントラ予測部２５０は、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部２５０は、加算器２２５によって生成された復号画像における、復号対象ブロック（入力信号）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。
【０１７４】
動き補償部２６０は、エントロピー復号部２１０から出力された動きデータに基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。
【０１７５】
イントラ／インター切換スイッチ２７０は、イントラ予測信号およびインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として加算器２２５に出力する。
【０１７６】
以上の構成により、画像復号装置２００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する。
【０１７７】
（実施の形態２）
実施の形態２画像符号化装置について図面を参照しながら説明する。
【０１７８】
図１３は、実施の形態２に係る画像符号化装置３００の機能構成を示すブロック図である。この画像符号化装置３００は、ＬＡＳＴ位置情報を符号化する。画像符号化装置３００は、２値化部３１０と、算術符号化部３２０とを備える。算術符号化部３２０は、第１の符号化部３２１と、第２の符号化部３２２と、符号化制御部３２３とを備える。
【０１７９】
２値化部３１０は、ＬＡＳＴ位置情報を２値化することにより、（i）予め定められた最大の長さ以下の長さを有する第１の信号を含み、かつ第２の信号を含まない２値化信号、または、（ii）予め定められた最大の長さを有する第１の信号および第２の信号を含む２値化信号を生成する。
【０１８０】
第１の信号は、コンテキストを切り替えて算術符号化される信号である。例えば、第１の信号は、プリフィックス部に相当する。
【０１８１】
第２の信号は、固定確率を用いて算術符号化される信号である。例えば、第２の信号は、サフィックス部に相当する。
【０１８２】
第１の符号化部３２１は、第１の信号に含まれる各２値シンボルを、当該２値シンボルのビット位置に応じてコンテキストを切り替えて算術符号化する。つまり、第１の符号化部３２１は、第１の信号をコンテキスト適応算術符号化によって符号化する。
【０１８３】
ここで、第１の信号が予め定められた最大の長さを有する場合には、第１の符号化部３２１は、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、当該最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術符号化する。つまり、第１の符号化部３２１は、予め定められた最大の長さを有する第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、当該最後のビット位置以外のビット位置の２値シンボルとは異なるコンテキストを用いて算術符号化する。
【０１８４】
第２の符号化部３２２は、２値化信号が第２の信号を含む場合に、固定確率を用いて第２の信号を算術符号化する。つまり、第２の符号化部３２２は、第２の信号をバイパス符号化によって符号化する。
【０１８５】
次に、以上のように構成された画像符号化装置３００の動作について、図１４Ａおよび図１４Ｂを用いて説明する。以下では、第１の信号がプリフィックス部であり、第２の信号がサフィックス部である場合について説明する。なお、サフィックスフラグには、初期値として、「ＯＦＦ」が設定されているとする。
【０１８６】
図１４Ａは、実施の形態２に係る画像符号化装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。具体的には、図１４Ａは、図８Ａの復号方法で復号可能なビットストリームを生成するための符号化方法を示す。
【０１８７】
まず、２値化部３１０は、ＬＡＳＴ位置情報のＸ成分およびＹ成分の各々を２値化する（Ｓ４０１）。具体的には、２値化部３１０は、例えば図１５に示すように、Ｘ成分およびＹ成分の各々（Ｌａｓｔ値）を２値化する。ここでは、サフィックス部は、ゴロム−ライス符号によって２値化される。
【０１８８】
次に、第１の符号化部３２１は、ＬＡＳＴ位置情報に含まれるＸ成分のプリフィックス部をコンテキスト適応算術符号化によって符号化する（Ｓ４０２）。
【０１８９】
コンテキスト適応算術符号化とは、図４に示すコンテキスト適応算術復号に対応する符号化である。コンテキスト適応算術符号化では、条件によりコンテキストを切り替え、コンテキストに対応するシンボル発生確率を取得する。そして、取得したシンボル発生確率を用いて２値シンボルを算術符号化する。さらに、符号化した２値シンボルの値に応じて、そのコンテキストに対応する確率値を更新する（非特許文献１参照）。
【０１９０】
ここで、第１の符号化部３２１は、実施の形態１と同様に、プリフィックス部が予め定められた最大の長さを有する場合に、プリフィックス部の最後のビット位置の２値シンボルを、最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術符号化する。
【０１９１】
なお、第１の符号化部３２１は、プリフィックス部の最後のビット位置以外の少なくとも２つのビット位置の２値シンボルの各々を、当該少なくとも２つのビット位置で共用のコンテキストを用いて算術符号化してもよい。これにより、第１の符号化部３２１は、ビット位置ごとに異なるコンテキストが用いられる場合よりもコンテキストの数を削減することができ、メモリの必要量を削減することができる。
【０１９２】
次に、第１の符号化部３２１は、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを判定する（Ｓ４０３）。具体的には、第１の符号化部３２１は、図８ＡのステップＳ１０２と同じ方法で、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを判定する。
【０１９３】
ここで、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含む場合（Ｓ４０３でＹｅｓ）、第２の符号化部３２２は、Ｘ成分のサフィックス部をバイパス符号化によって符号化する（Ｓ４０４）。一方、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含まない場合（Ｓ４０３でＮｏ）、ステップＳ４０４はスキップされる。
【０１９４】
次に、第１の符号化部３２１は、Ｙ成分のプリフィックス部をコンテキスト適応算術符号化によって符号化する（Ｓ４０５）。ここでは、第１の符号化部３２１は、ステップＳ４０２と同様の方法で、Ｙ成分のプリフィックス部を符号化する。
【０１９５】
そして、第１の符号化部３２１は、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを判定する（Ｓ４０６）。ここでは、第１の符号化部３２１は、ステップＳ４０３と同様の方法で、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを判定する。
【０１９６】
ここで、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含む場合（Ｓ４０６でＹｅｓ）、第２の符号化部３２２は、Ｙ成分のサフィックス部をバイパス符号化によって符号化する（Ｓ４０７）。一方、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含まない場合（Ｓ４０６でＮｏ）、ステップＳ４０７はスキップされる。
【０１９７】
以上のように、ＬＡＳＴ位置情報は符号化される。
【０１９８】
次に、図１４Ａとは異なる順番で各成分のプリフィックス部およびサフィックス部が符号化される場合について説明する。
【０１９９】
図１４Ｂは、実施の形態２に係る画像符号化装置３００の処理動作の他の一例を示すフローチャートである。具体的には、図１４Ｂは、図８Ｂの復号方法で復号可能なビットストリームを生成するための符号化方法を示す。なお、図１４Ｂにおいて、図１４Ａと同じ符号が付されたステップの処理は、原則として図１４Ａで説明した処理と同じである。
【０２００】
まず、２値化部３１０は、ＬＡＳＴ位置情報のＸ成分およびＹ成分の各々を２値化する（Ｓ４０１）。第１の符号化部３２１は、ＬＡＳＴ位置情報に含まれるＸ成分のプリフィックス部をコンテキスト適応算術符号化によって符号化する（Ｓ４０２）。第１の符号化部３２１は、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを判定する（Ｓ４０３）。
【０２０１】
ここで、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含む場合（Ｓ４０３でＹｅｓ）、第１の符号化部３２１は、サフィックスフラグに「ＯＮ」を設定する（Ｓ４１１）。一方、Ｘ成分の２値化信号がサフィックス部を含まない場合（Ｓ４０３でＮｏ）、第１の符号化部３２１は、Ｘ成分のサフィックスフラグに「ＯＮ」を設定しない。つまり、Ｘ成分のサフィックスフラグには、「ＯＦＦ」が設定されたままとなる。なお、第１の符号化部３２１は、ここでＸ成分のサフィックスフラグに「ＯＦＦ」を設定してもよい。
【０２０２】
次に、ステップＳ４０５からＳ４０７まで、図１４Ａと同様にＹ成分に関する処理が実行される。
【０２０３】
その後、第２の符号化部３２２は、サフィックスフラグに「ＯＮ」が設定されているか否かを判定する（Ｓ４１２）。ここで、サフィックスフラグに「ＯＮ」が設定されている場合（Ｓ４１２でＹｅｓ）、第２の符号化部３２２は、Ｘ成分のサフィックス部をバイパス符号化によって符号化する（Ｓ４０４）。一方、サフィックスフラグに「ＯＮ」が設定されていない場合（Ｓ４１２でＮｏ）、ステップＳ４０４はスキップされる。
【０２０４】
このように、Ｙ成分のプリフィックス部およびサフィックス部を連続して符号化することにより、Ｙ成分の２値化信号がサフィックス部を含むか否かを示す情報（例えば、Ｙ成分のためのサフィックスフラグ）をメモリ保持せずに、Ｙ成分の２値化信号を符号化することができる。したがって、メモリの必要量を削減することができる。
【０２０５】
次に、ＬＡＳＴ位置情報に含まれるプリフィックス部およびサフィックス部の符号化方法について、図１５を用いて簡単に説明する。
【０２０６】
図１５は、ブロックサイズが１６ｘ１６の場合におけるＬＡＳＴ位置情報の２値化信号の一例を示す図である。図１５では、プリフィックス部の最大長は「４」であり、ＲＰは「２」である。
【０２０７】
プリフィックス部が、プリフィックス部の最大長より短い場合には、第１の符号化部３２１は、Ｘ成分の値の数だけ「０」をコンテキスト適応算術符号化によって符号化し、最後に「１」をコンテキスト適応算術符号化によって符号化する。この場合は、Ｘ成分の２値化信号にサフィックス部は含まれていないので、これでＸ成分の符号化は終了する。
【０２０８】
一方、プリフィックス部が、プリフィックス部の最大長より長い場合には、第１の符号化部３２１は、最大長の数だけ「０」をコンテキスト適応算術符号化によって符号化する。
【０２０９】
次に、第２の符号化部３２２は、サフィックス部の前半部分を符号化する。具体的には、第２の符号化部３２２は、２のＲＰ乗で表現できる数（ＲＰが「２」の場合は「４」）の単位で「１」を増加させて符号化し、最後に「０」を符号化する。
【０２１０】
すなわち、Ｘ成分の値が４以上８未満の場合には、第２の符号化部３２２は、前半部分として「０」のみを符号化する。また、Ｘ成分の値が８以上１２未満の場合には、第２の符号化部３２２は、前半部分として「１０」を符号化する。また、Ｘ成分の値が１２以上１６未満の場合には、第２の符号化部３２２は、前半部分として「１１０」を符号化する。
【０２１１】
なお、図１５の例では、サフィックス部が表現すべき情報量が「１２」（１６−４＝１２）であるので、Ｘ成分の値が１２以上１６未満の場合には、前半部分として、「１１０」ではなく、最後の「０」が省略された「１１」が符号化される。これにより符号長を削減することができる。
【０２１２】
次に、第２の符号化部３２２は、サフィックス部の後半部分を符号化する。後半部分は、ＲＰ値の長さを有する固定長部分である。図１５の例では、後半部分は、２のＲＰ乗の部分のサフィックス部の数値を２値化した値を左から読んだ形で出力した例である。すなわち、後半部分は、０、１、２、３を２値化した値となる。これは、一例であり、符号化側と復号側の方法が一致すれば特に符号化効率には影響がない。
【０２１３】
以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置３００によれば、第１の信号が予め定められた最大の長さを有する場合に、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、当該最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術符号化することができる。第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルは、２値化信号が第２の信号を含むか否かを示す。つまり、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルは、符号化効率に対する影響が大きい。したがって、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルは、他のビット位置の２値シンボルとシンボル発生の特徴が異なる。ゆえに、画像符号化装置３００は、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、当該最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術符号化することにより、符号化効率を向上させることが可能となる。
【０２１４】
なお、本実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、本実施の形態の画像符号化装置を実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【０２１５】
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、符号化対象ブロックに含まれる複数の係数の中で、予め定められた順番で最後の非ゼロ係数の位置を示すＬＡＳＴ位置情報を符号化する画像符号化方法であって、前記ＬＡＳＴ位置情報を２値化することにより、（i）予め定められた最大の長さ以下の長さを有する第１の信号を含み、かつ第２の信号を含まない２値化信号、または、（ii）前記予め定められた最大の長さを有する第１の信号および第２の信号を含む２値化信号を生成する２値化ステップと、前記第１の信号に含まれる各２値シンボルを、当該２値シンボルのビット位置に応じてコンテキストを切り替えて算術符号化する第１の符号化ステップと、前記２値化信号が前記第２の信号を含む場合に、固定確率を用いて前記第２の信号を算術符号化する第２の符号化ステップとを含み、前記第１の符号化ステップでは、前記第１の信号が前記予め定められた最大の長さを有する場合に、前記第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを、前記最後のビット位置に専用のコンテキストを用いて算術符号化する画像符号化方法を実行させる。
【０２１６】
（実施の形態２の変形例）
なお、実施の形態２に係る画像符号化装置３００は、以下の画像符号化装置に含まれてもよい。図１６は、実施の形態２の変形例に係る画像符号化装置４００の構成の一例を示すブロック図である。
【０２１７】
画像符号化装置４００は、画像データを圧縮符号化する。例えば、画像符号化装置４００には、画像データがブロック毎に入力信号として入力される。画像符号化装置４００は、入力された入力信号に、変換、量子化および可変長符号化を行うことで、符号化信号（ビットストリーム）を生成する。
【０２１８】
図１６に示すように、画像符号化装置４００は、減算器４０５と、変換・量子化部４１０と、エントロピー符号化部４２０と、逆量子化・逆変換部４３０と、加算器４３５と、デブロッキングフィルタ４４０と、メモリ４５０と、イントラ予測部４６０と、動き検出部４７０と、動き補償部４８０と、イントラ／インター切換スイッチ４９０とを備える。
【０２１９】
減算器４０５は、入力信号と予測信号との差分を、予測誤差として算出する。
【０２２０】
変換・量子化部４１０は、空間領域の予測誤差を変換することで、周波数領域の変換係数を生成する。例えば、変換・量子化部４１０は、予測誤差にＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換を行うことで、変換係数を生成する。さらに、変換・量子化部４１０は、変換係数を量子化することで、量子化係数を生成する。
【０２２１】
エントロピー符号化部４２０は、量子化係数を可変長符号化することで、符号化信号を生成する。また、エントロピー符号化部４２０は、動き検出部４７０によって検出された動きデータ（例えば、動きベクトル）を符号化し、符号化信号に含めて出力する。
【０２２２】
なお、実施の形態２に係る画像符号化装置３００は、このエントロピー符号化部４２０の一部に相当する。つまり、エントロピー符号化部４２０は、ＬＡＳＴ位置情報を符号化する。
【０２２３】
逆量子化・逆変換部４３０は、量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。さらに、逆量子化・逆変換部４３０は、復元した変換係数を逆変換することで、予測誤差を復元する。なお、復元された予測誤差は、量子化により情報が失われているので、減算器４０５が生成する予測誤差とは一致しない。すなわち、復元された予測誤差は、量子化誤差を含んでいる。
【０２２４】
加算器４３５は、復元された予測誤差と予測信号とを加算することで、ローカル復号画像を生成する。
【０２２５】
デブロッキングフィルタ４４０は、生成されたローカル復号画像にデブロッキングフィルタ処理を行う。
【０２２６】
メモリ４５０は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ４５０は、デブロッキングフィルタ処理が施されたローカル復号画像を格納する。
【０２２７】
イントラ予測部４６０は、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部４６０は、加算器４３５によって生成されたローカル復号画像における、符号化対象ブロック（入力信号）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。
【０２２８】
動き検出部４７０は、入力信号と、メモリ４５０に格納された参照画像との間の動きデータ（例えば、動きベクトル）を検出する。
【０２２９】
動き補償部４８０は、検出された動きデータに基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。
【０２３０】
イントラ／インター切換スイッチ４９０は、イントラ予測信号およびインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として減算器４０５および加算器４３５に出力する。
【０２３１】
以上の構成により、画像符号化装置４００は、画像データを圧縮符号化する。
【０２３２】
以上、１つまたは複数の態様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、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、１つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０２３３】
また、上記各実施の形態では、サフィックス部がゴロム−ライス符号によって２値化されていたが、サフィックス部は、他の方法によって２値化されてもよい。例えば、サフィックス部は、図３Ａ〜図３Ｄに示すように、固定長で２値化されてもよい。
【０２３４】
また、上記各実施の形態におけるＸ成分およびＹ成分の２値化方法は、一例であり、他の２値化方法によって２値化されてもよい。例えば、図３Ａ〜図３Ｄにおいて、「０」と「１」とを逆転してＬａｓｔ値が２値化されてもよい。具体的には例えば、図３Ｂにおいて、Ｌａｓｔ値「３」が「１１１０」と２値化されてもよい。
【０２３５】
また、上記各実施の形態における画像復号装置または画像符号化装置の構成は一例であり、画像復号装置または画像符号化装置は、図７または図１３に示す構成要素のすべてを備える必要はない。また、上記各実施の形態における画像復号方法または画像符号化方法を示すフローチャートも一例であり、必ずしもすべてのステップが実行される必要はない。
【０２３６】
例えば、ＬＡＳＴ位置情報が１つの値（例えばスキャン順など）で表わされる場合は、Ｘ成分およびＹ成分のいずれか一方の処理は実行されなくてもよい。例えば、図８Ａでは、少なくともステップＳ１０１とステップＳ１０３とが実行されればよい。このとき、画像復号装置１００は、復号制御部１０３および復元部１０４を備えなくてもよい。また、図１４Ａでは、少なくともステップＳ４０１と、ステップＳ４０２と、ステップＳ４０４とが実行されればよい。このとき、画像符号化装置３００は、符号化制御部３２３を備えなくてもよい。
【０２３７】
このような場合であっても、第１の信号の最後のビット位置の２値シンボルを算術復号または算術符号化する際に、最後のビット位置に専用のコンテキストを用いることにより、符号化効率を向上させることができる。
【０２３８】
（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（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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
図１７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。
【０２４１】
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。
【０２４２】
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図１７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。
【０２４３】
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。
【０２４４】
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、本発明の一態様に係る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、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。
【０２４５】
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。
【０２４６】
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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
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。
【０２４９】
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図１８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、本発明の一態様に係る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、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。
【０２５０】
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。
【０２５１】
図１９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。
【０２５２】
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（本発明の一態様に係る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。
【０２５３】
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。
【０２５４】
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。
【０２５５】
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。
【０２５６】
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２０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。
【０２５７】
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。
【０２５８】
図２１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。
【０２５９】
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。
【０２６０】
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１９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。
【０２６１】
図２２Ａ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。
【０２６２】
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図２２Ｂ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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
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、本発明の一態様に係る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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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、本発明の一態様に係る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。
【０２６９】
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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
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。
【０２７２】
（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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
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。
【０２７５】
図２３は、多重化データの構成を示す図である。図２３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。
【０２７６】
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。
【０２７７】
図２４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。
【０２７８】
図２５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２５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２５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。
【０２７９】
図２６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２６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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
図２７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。
【０２８２】
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。
【０２８３】
多重化データ情報ファイルは、図２８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。
【０２８４】
多重化データ情報は図２８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。
【０２８５】
ストリーム属性情報は図２９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。
【０２８６】
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。
【０２８７】
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３０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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
（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３１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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
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。
【０２９４】
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。
【０２９５】
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。
【０２９６】
（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。
【０２９７】
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３２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。
【０２９８】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図３１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３１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４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４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３４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。
【０２９９】
図３３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。
【０３００】
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。
【０３０１】
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。
【０３０２】
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。
【０３０３】
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。
【０３０４】
（実施の形態７）
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。
【０３０５】
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３５Ａ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、本発明の一態様に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、本発明の一態様は、エントロピー復号に特徴を有していることから、例えば、エントロピー復号については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のデブロッキング・フィルタ、動き補償、逆量子化のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
【０３０６】
また、処理を一部共有化する他の例を図３５Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明の一態様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、本発明の一態様に係る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、必ずしも本発明の一態様、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。
【０３０７】
このように、本発明の一態様に係る動画像復号方法と、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】
【０３０８】
本発明の一態様に係る画像符号化装置および画像復号装置は、例えば、テレビジョン受像機、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、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】
【０３０９】
１００、２００、１０００  画像復号装置
１０１、１００１  第１の復号部
１０２、１００２  第２の復号部
１０３、１００３  復号制御部
１０４、１００４  復元部
１１０  算術復号部
２１０  エントロピー復号部
２２０、４３０  逆量子化・逆変換部
２２５、４３５  加算器
２３０、４４０  デブロッキングフィルタ
２４０、４５０  メモリ
２５０、４６０  イントラ予測部
２６０、４８０  動き補償部
２７０、４９０  イントラ／インター切換スイッチ
３００、４００  画像符号化装置
３１０  ２値化部
３２０  算術符号化部
３２１  第１の符号化部
３２２  第２の符号化部
３２３  符号化制御部
４０５  減算器
４１０  変換・量子化部
４２０  エントロピー符号化部
４７０  動き検出部
【図１】
0005415656.tif 000002
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
0005415656.tif 000007
【図４】
0005415656.tif 000008
【図５】
0005415656.tif 000009
【図６】
0005415656.tif 000010
【図７】
0005415656.tif 000011
【図８Ａ】
0005415656.tif 000012
【図８Ｂ】
0005415656.tif 000013
【図９Ａ】
0005415656.tif 000014
【図９Ｂ】
0005415656.tif 000015
【図９Ｃ】
0005415656.tif 000016
【図９Ｄ】
0005415656.tif 000017
【図９Ｅ】
0005415656.tif 000018
【図１０Ａ】
0005415656.tif 000019
【図１０Ｂ】
0005415656.tif 000020
【図１０Ｃ】
0005415656.tif 000021
【図１０Ｄ】
0005415656.tif 000022
【図１１Ａ】
0005415656.tif 000023
【図１１Ｂ】
0005415656.tif 000024
【図１２】
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【図１３】
0005415656.tif 000026
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
0005415656.tif 000029
【図１６】
0005415656.tif 000030
【図１７】
0005415656.tif 000031
【図１８】
0005415656.tif 000032
【図１９】
0005415656.tif 000033
【図２０】
0005415656.tif 000034
【図２１】
0005415656.tif 000035
【図２２Ａ】
0005415656.tif 000036
【図２２Ｂ】
0005415656.tif 000037
【図２３】
0005415656.tif 000038
【図２４】
0005415656.tif 000039
【図２５】
0005415656.tif 000040
【図２６】
0005415656.tif 000041
【図２７】
0005415656.tif 000042
【図２８】
0005415656.tif 000043
【図２９】
0005415656.tif 000044
【図３０】
0005415656.tif 000045
【図３１】
0005415656.tif 000046
【図３２】
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【図３３】
0005415656.tif 000048
【図３４】
0005415656.tif 000049
【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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