(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の復号に用いられる第１の面内予測モードおよび第２の面内予測モードを復号する復号方法であって、
前記第１の面内予測モードを示す第１の二値化データと前記第２の面内予測モードを示す第２の二値化データとを含む符号化データを取得する取得ステップと、
前記符号化データからそれぞれ前記第１の面内予測モードおよび前記第２の面内予測モードを復号する復号ステップとを含み、
前記符号化データは、前記第１の二値化データの一部である第１のコンテキスト依存部分、および、前記第２の二値化データの一部である第２のコンテキスト依存部分を含み、前記第１のコンテキスト依存部分および前記第２のコンテキスト依存部分の後に、前記第１の二値化データの他の一部である第１のバイパス部分、および、前記第２の二値化データの他の一部である第２のバイパス部分を含み、
前記復号ステップでは、
可変確率を用いるコンテキスト適応算術復号によって、前記第１のコンテキスト依存部分および前記第２のコンテキスト依存部分を復号し、
予め定められた固定確率を用いるバイパス復号によって、前記第１のバイパス部分および前記第２のバイパス部分を復号する
復号方法。
【請求項２】
画像の復号に用いる複数の面内予測モードを復号する復号方法であって、
複数のコンテキスト依存部と、前記複数のコンテキスト依存部に後続する複数のコンテキスト非依存部とを含む符号化データを取得する取得ステップと、
前記複数のコンテキスト依存部に対して、可変確率を用いるコンテキスト適応算術復号を行うことにより、複数の復号済みコンテキスト依存部をそれぞれ生成するコンテキスト適応算術復号ステップと、
前記複数のコンテキスト非依存部に対して、固定確率を用いるバイパス復号を行うことにより、複数の復号済みコンテキスト非依存部をそれぞれ生成するバイパス復号ステップと、
前記複数の復号済みコンテキスト依存部の１つと前記複数の復号済みコンテキスト非依存部の１つとを含む、前記複数の面内予測モードの１つを導出する導出ステップとを含む
復号方法。
【請求項３】
画像の復号に用いる複数の面内予測モードを復号する復号装置であって、
複数のコンテキスト依存部と、前記複数のコンテキスト依存部に後続する複数のコンテキスト非依存部とを含む符号化データを取得する取得部と、
前記複数のコンテキスト依存部に対して、可変確率を用いるコンテキスト適応算術復号を行うことにより、複数の復号済みコンテキスト依存部をそれぞれ生成するコンテキスト適応算術復号部と、
前記複数のコンテキスト非依存部に対して、固定確率を用いるバイパス復号を行うことにより、複数の復号済みコンテキスト非依存部をそれぞれ生成するバイパス復号部と、
前記複数の復号済みコンテキスト依存部の１つと前記複数の復号済みコンテキスト非依存部の１つとを含む、前記複数の面内予測モードの１つを導出する導出部とを備える
復号装置。
【請求項４】
画像の復号に用いる複数の面内予測モードを復号する復号装置であって、
処理回路と、
前記処理回路に接続可能な記憶装置とを備え、
前記処理回路は、前記記憶装置を用いて、
複数のコンテキスト依存部と、前記複数のコンテキスト依存部に後続する複数のコンテキスト非依存部とを含む符号化データを取得する取得ステップと、
前記複数のコンテキスト依存部に対して、可変確率を用いるコンテキスト適応算術復号を行うことにより、複数の復号済みコンテキスト依存部をそれぞれ生成するコンテキスト適応算術復号ステップと、
前記複数のコンテキスト非依存部に対して、固定確率を用いるバイパス復号を行うことにより、複数の復号済みコンテキスト非依存部をそれぞれ生成するバイパス復号ステップと、
前記複数の復号済みコンテキスト依存部の１つと前記複数の復号済みコンテキスト非依存部の１つとを含む、前記複数の面内予測モードの１つを導出する導出ステップとを実行する
復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の面内予測モードを用いて画像を符号化する画像符号化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の面内予測モードを用いて画像を符号化する画像符号化方法に関する技術として、非特許文献１および非特許文献２に記載の技術がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【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「ＷＤ３：Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｄｒａｆｔ  ３  ｏｆ  Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ」、ＪＣＴＶＣ−Ｅ６０３、Ｍａｒｃｈ  ２０１１．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、画像の非効率な符号化は、処理の遅延を招き、画像の復号にも影響を及ぼす。
【０００５】
そこで、本発明は、画像の情報を効率的に符号化する画像符号化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、複数の面内予測モードを用いて画像を符号化する画像符号化方法であって、前記画像の符号化に用いられた第１の面内予測モードを示す第１の二値化データ、および、前記画像の符号化に用いられた第２の面内予測モードを示す第２の二値化データを符号化する符号化ステップを含み、前記符号化ステップでは、符号化済みデータに基づいて更新された変動確率を用いる算術符号化であるコンテキスト適応算術符号化によって、前記第１の二値化データの一部である第１のコンテキスト適応部分、および、前記第２の二値化データの一部である第２のコンテキスト適応部分を符号化し、予め定められた固定確率を用いる算術符号化であるバイパス符号化によって、前記第１の二値化データの他の一部である第１のバイパス部分、および、前記第２の二値化データの他の一部である第２のバイパス部分を符号化し、前記第１のコンテキスト適応部分および前記第２のコンテキスト適応部分を含み、前記第１のコンテキスト適応部分および前記第２のコンテキスト適応部分の後に前記第１のバイパス部分および前記第２のバイパス部分を含む符号化データを生成する。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る復号方法は、画像の復号に用いられる第１の面内予測モードおよび第２の面内予測モードを復号する復号方法であって、前記第１の面内予測モードを示す第１の二値化データと前記第２の面内予測モードを示す第２の二値化データとを含む符号化データを取得する取得ステップと、前記符号化データからそれぞれ前記第１の面内予測モードおよび前記第２の面内予測モードを復号する復号ステップとを含み、前記符号化データは、前記第１の二値化データの一部である第１のコンテキスト依存部分、および、前記第２の二値化データの一部である第２のコンテキスト依存部分を含み、前記第１のコンテキスト依存部分および前記第２のコンテキスト依存部分の後に、前記第１の二値化データの他の一部である第１のバイパス部分、および、前記第２の二値化データの他の一部である第２のバイパス部分を含み、前記復号ステップでは、可変確率を用いるコンテキスト適応算術復号によって、前記第１のコンテキスト依存部分および前記第２のコンテキスト依存部分を復号し、予め定められた固定確率を用いるバイパス復号によって、前記第１のバイパス部分および前記第２のバイパス部分を復号する復号方法でもよい。
【０００８】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、装置、システム、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などの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、方法、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の組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、画像の情報が効率的に符号化される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、面内予測モードの符号化処理を示すフローチャートである。
【図２】図２は、面内予測モード復号部の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、面内予測モードの復号処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は、算術復号方法の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、算術復号方法のバイパス算術復号処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、算術復号方法の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に係る面内予測モード復号部の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係る面内予測モード復号部の処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態１に係る動作の一例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係る画像復号装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１の変形例に係る面内予測モード復号部の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１の変形例に係る二値化符号列の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１の変形例に係る面内予測モード復号部の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の変形例に係るデータ構造の一例を示すシンタックス図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２に係る面内予測モードの符号化処理を示すフローチャートである。
【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、実施の形態３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１８】図１８は、実施の形態３に係る画像符号化装置の処理を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、実施の形態３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２０】図２０は、実施の形態３に係る画像復号装置の処理を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、実施の形態３に係るシンタックスの一例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態３に係る輝度の算術符号化を示す図である。
【図２３】図２３は、実施の形態３に係る色差の算術符号化を示す図である。
【図２４】図２４は、実施の形態３に係る画像のブロックを示す図である。
【図２５】図２５は、実施の形態３に係るシンタックスの第１の変形例を示す図である。
【図２６】図２６は、実施の形態３に係るシンタックスの第２の変形例を示す図である。
【図２７】図２７は、実施の形態３に係るシンタックスの第３の変形例を示す図である。
【図２８】図２８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２９】図２９は、デジタル放送用システムの全体構成図である。
【図３０】図３０は、テレビの構成例を示すブロック図である。
【図３１】図３１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３２】図３２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３３Ａ】図３３Ａは、携帯電話の一例を示す図である。
【図３３Ｂ】図３３Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。
【図３４】図３４は、多重化データの構成を示す図である。
【図３５】図３５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３６】図３６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３７】図３７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３８】図３８は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。
【図３９】図３９は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。
【図４０】図４０は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。
【図４１】図４１は、映像データを識別するステップを示す図である。
【図４２】図４２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４３】図４３は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。
【図４４】図４４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４５】図４５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４６Ａ】図４６Ａ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４６Ｂ】図４６Ｂ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】
【００１１】
（本発明の基礎となった知見）
映像データを圧縮するための映像符号化規格には、Ｈ．２６ｘで示されるＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合電気通信標準化部門）規格、および、ＭＰＥＧ−ｘで示されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格がある。最新かつ最も進んだ映像符号化規格は、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣで示される規格である（非特許文献１）。そして、次世代画像符号化標準規格であるＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）規格が、次の規格として検討されている（非特許文献２）。
【００１２】
これらの規格において用いられる技術として、ピクチャ間の画素情報を参照して映像データを圧縮する面間予測符号化（インター予測符号化）、および、ピクチャ内の画素情報を参照して映像データを圧縮する面内予測符号化（イントラ予測符号化）がある。
【００１３】
面内予測符号化では、面内予測モード（ＩｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ）に従って、周辺画素値から予測画素値を生成するための方向等が区別される。面内予測符号化が用いられる場合、面内予測モードは、複数の面内予測モードから選択される。
【００１４】
この複数の面内予測モードの数（ｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅＮｕｍ）は、符号化対象のブロックのサイズに応じて決定される。例えば、面内予測モードの数は、ブロックのサイズを示すｌｏｇ２ＴｒａｆｏＳｉｚｅの値、および、予測ユニット（ＰＵ：Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  Ｕｎｉｔ）の種別に応じて決定される。より具体的には、ｌｏｇ２ＴｒａｆｏＳｉｚｅの値が３以上５以下であるブロックには、ｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅＮｕｍの値が３４に設定され、３４個の面内予測モードが用意されることが検討されている。
【００１５】
面内予測モードの値（あるいはラベル）は、予測の方向を示す。例えば、０は垂直（方向）を示し、１は水平（方向）を示し、２はＤＣモード予測と呼ばれる無方向を示し、３以上（所定のサイズのブロックでは３以上３３以下）は各々対応付けられた方向を示す。
【００１６】
輝度に対応する面内予測モードと、色差に対応する面内予測モードとが異なっていてもよい。以下、輝度に対応する面内予測モードを輝度予測モードと呼び、色差に対応する面内予測モードを色差予測モードと呼ぶ。
【００１７】
イントラ予測対象ブロックに対して複数の面内予測モードのうちどのモードを用いるかを特定するためのモード情報は、予測ユニットの情報として符号化される。現在、輝度予測モードのモード情報に、以下の３つの要素を含めることが検討されている。
【００１８】
第１の要素は、ｐｒｅｖ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｆｌａｇ（先面内輝度予測フラグ）である。ｐｒｅｖ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｆｌａｇは、以前に符号化（復号）された隣接する予測ユニットの面内予測モードの値を使用するか否かを決定するためのフラグである。
【００１９】
第２の要素は、ｍｐｍ＿ｉｄｘ（最確モードインデックス）である。ｍｐｍ＿ｉｄｘは、２以上の面内予測モードの候補（最確モード）がある場合にどの最確モードを選択するかを示すインデックスである。例えば、ｍｐｍ＿ｉｄｘのデフォルト値は、０であり、１つ目の最確モードを選択することを示す。
【００２０】
第３の要素は、ｒｅｍ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅ（残余面内輝度予測モード）である。ｒｅｍ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅは、輝度予測モードに対応付けられた符号（値）である。
【００２１】
一方、色差に対応する面内予測モードのモード情報に、ｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅ（面内色差予測モード）を含めることが検討されている。ｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅは、色差予測モードに対応する符号（値）である。
【００２２】
復号過程において、符号列からこのモード情報が算術復号方法等の所定の可変長復号方式によって抽出される。そして、モード情報を用いて面内予測モードが導出される。あるいは、面内予測モードを導出するための情報が導出される。例えば、輝度予測モードは、０以上３３以下の番号で表現され、３４個のモードのいずれかである。また、例えば、色差予測モードは、０以上４以下の番号で表現され、５個のモードのいずれかである。
【００２３】
図１は、面内予測モードの符号化処理を示すフローチャートである。算術符号化時には、輝度予測モードは、ｂｉｎｓとして二値化される（ＳＢ００）。そして、変数Ｎに１が代入される（ＳＢ０１）。
【００２４】
そして、輝度予測モード用のコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘに対応する確率値（より具体的には確率値を参照するためのインデックスｐＳｔａｔｅＩｄｘ）が取得される（ＳＢ０２）。そして、取得された確率値に基づいて、Ｎ番目のビットの算術符号化が行われる（ＳＢ０３）。符号化されたＮ番目のビットが０であるか１であるかに基づいて、ｃｔｘＩｄｘに対応する確率値（ｐＳｔａｔｅＩｄｘ）が更新される（ＳＢ０４）。
【００２５】
全てのビットの符号化がまだ完了していなければ（ＳＢ０６でＮｏ）、Ｎに１が加算され（ＳＢ０５）、次のビットが符号化される。
【００２６】
なお、輝度予測モード用のｃｔｘＩｄｘは、予め定められたインデックスである。同種のＮビットの信号の算術符号化には、同じｃｔｘＩｄｘに対応する確率値（ｐＳｔａｔｅＩｄｘ）が用いられる。より具体的には、１ビットを符号化する度に更新された確率値（ｐＳｔａｔｅＩｄｘ）が、符号化に用いられる。全ての二値化ビットの符号化が終了した時点で（ＳＢ０６でＹｅｓ）、処理は終了する。
【００２７】
また、色差について、同様に、色差予測モードを示すｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅが可変長のビットで取得される。ｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅの最初のビットは、上側および左側のブロックの状態によって導出されるｃｔｘＩｄｘに対応する確率値（ｐＳｔａｔｅＩｄｘ）に基づいて符号化される。以降のビットは、予め定められたｃｔｘＩｄｘに対応する確率値（ｐＳｔａｔｅＩｄｘ）に基づいて符号化される。また、最初のビットの符号化後、輝度と同様に、確率値が更新される。
【００２８】
次に、輝度予測モードおよび色差予測モードの可変長復号について、図２および図３を用いて説明する。
【００２９】
図２は、面内予測モード復号部の構成例を示すブロック図である。図３は、図２に示された面内予測モード復号部Ｘ００の動作を示すフローチャートである。
【００３０】
まず、輝度予測モード復号部Ｘ０１は、ビットストリームＢＳを取得し、輝度予測モード用の確率値を取得する（ＳＡ０１）。次に、輝度予測モード復号部Ｘ０１は、取得された確率値を参照して、輝度予測モードのビットを復号する（ＳＡ０２）。その後、輝度予測モード復号部Ｘ０１は、復号されたビットが０であるか１であるかに基づいて確率値を更新する（ＳＡ０３）。なお、算術復号の詳細については後述する。
【００３１】
復号されたビットが最後のビットでない、すなわち、復号されたビットがｂｉｎ（バイナリ）の最後でない場合（ＳＡ０４でＮｏ）、輝度予測モード復号部Ｘ０１は、再度、輝度予測モード用の確率値を取得する。一方、復号されたビットが最後のビットである場合、輝度予測モード復号部Ｘ０１は、輝度予測モードの復号処理を終了し、色差予測モードの復号処理を開始する。なお、復号されたビットが最後のビットであるか否かは、予め定められたルール（非特許文献２に記載）によって判定される。
【００３２】
次に、色差予測モード復号部Ｘ０２は、ビットストリームＢＳを取得し、色差予測モード用の確率値を取得する（ＳＡ０５）。次に、色差予測モード復号部Ｘ０２は、取得された確率値を参照して、色差予測モードを復号する（ＳＡ０６）。その後、色差予測モード復号部Ｘ０２は、復号されたビットが０であるか１であるかに基づいて、確率値を更新する（ＳＡ０７）。
【００３３】
復号されたビットが最後のビットでない場合（ＳＡ０８でＮｏ）、色差予測モード復号部Ｘ０２は、再度、色差予測モード用の確率値を取得する。一方、復号されたビットが最後のビットである場合、色差予測モード復号部Ｘ０２は、色差予測モードの復号処理を終了する。なお、復号されたビットが最後のビットであるか否かは、輝度と同様に、予め定められたルール（非特許文献２に記載）によって判定される。
【００３４】
次に、輝度予測モードおよび色差予測モードの算術復号について説明する。Ｈ．２６４またはＨＥＶＣに係る技術の１つとして、コンテキスト適応算術符号化（ＣＡＢＡＣ：Ｃｏｎｔｅｘｔ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｂｉｎａｒｙ  Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  Ｃｏｄｉｎｇ）がある。輝度予測モードおよび色差予測モードの算術復号は、ＣＡＢＡＣに基づいて、実行される。このＣＡＢＡＣについて、図４、図５および図６を用いて以下に説明する。
【００３５】
図４は、コンテキスト適応算術復号処理のフローを示す図である。なお、図４は、非特許文献１から抜粋された図であり、コンテキスト適応算術復号処理は、特に説明がない限り、非特許文献１に記載の通りである。
【００３６】
算術復号処理では、まず、信号種別に基づいて決められるコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘが入力される。
【００３７】
次に、算術復号の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅからｑＣｏｄＩＲａｎｇｅＩｄｘが導出される。そして、ｃｔｘＩｄｘに対応した状態値であるｐＳｔａｔｅＩｄｘが取得される。そして、ｑＣｏｄＩＲａｎｇｅＩｄｘおよびｐＳｔａｔｅＩｄｘを用いてテーブルｒａｎｇｅＴａｂｌｅＬＰＳを参照することにより、ｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳが取得される。
【００３８】
なお、このｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳは、ＬＰＳ（シンボル０および１のうち発生確率の低いシンボル）が発生した場合の算術復号の状態を示すｃｏｄＩＲａｎｇｅに対応する値を示す。
【００３９】
また、ｃｏｄＩＲａｎｇｅには、現在のｃｏｄＩＲａｎｇｅから前述のｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳを引いた値が入れられる（ＳＣ０１）。次に、算出したｃｏｄＩＲａｎｇｅと、算術復号の状態を示す第２のパラメタｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔとが比較される（ＳＣ０２）。
【００４０】
ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔがｃｏｄＩＲａｎｇｅに等しいかｃｏｄＩＲａｎｇｅよりも大きい場合（ＳＣ０２でＹｅｓ）、ＬＰＳのシンボルが発生したと判定される。そして、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに、ｖａｌＭＰＳとは異なる値がセットされる。すなわち、ｖａｌＭＰＳ＝１の場合、ｂｉｎＶａｌに０がセットされ、ｖａｌＭＰＳ＝０の場合、ｂｉｎＶａｌに１がセットされる。なお、ｖａｌＭＰＳは、シンボル０および１のうち発生確率の高いシンボルを示すＭＰＳの具体的な値であり、０もしくは１である。
【００４１】
また、算術復号の状態を示す第２のパラメタｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔには、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔからｃｏｄＩＲａｎｇｅを引いた値がセットされる。算術復号の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅには、算出されたｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳの値がセットされる（ＳＣ０３）。
【００４２】
ｐＳｔａｔｅＩｄｘが０である場合（ＳＣ０５でＹｅｓ）、ＬＰＳの確率がＭＰＳの確率を上回る。そのため、ｖａｌＭＰＳが入れ替えられる。つまり、ｖａｌＭＰＳ＝１の場合、ｖａｌＭＰＳに０が入れられ、ｖａｌＭＰＳ＝０の場合、ｖａｌＭＰＳに１が入れられる（ＳＣ０６）。一方、ｐＳｔａｔｅＩｄｘが０でない場合（ＳＣ０５でＮｏ）、ｖａｌＭＰＳは維持される。そして、ＬＰＳが発生した場合に対応する変換テーブルｔｒａｎｓＩｄｘＬＰＳに基づいて、ｐＳｔａｔｅＩｄｘが更新される（ＳＣ０７）。
【００４３】
ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔがｃｏｄＩＲａｎｇｅよりも小さい場合（ＳＣ０２でＮｏ）、ＭＰＳのシンボルが発生したと判定される。そして、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに、ｖａｌＭＰＳがセットされる。また、ＭＰＳが発生した場合に対応する変換テーブルｔｒａｎｓＩｄｘＭＰＳに基づいて、ｐＳｔａｔｅＩｄｘが更新される（ＳＣ０４）。
【００４４】
最後に、正規化処理（ＲｅｎｏｒｍＤ）が行われる（ＳＣ０８）。そして、算術復号が終了する。
【００４５】
コンテキスト適応算術復号処理では、二値シンボルの発生確率であるシンボル発生確率に対応するコンテキストインデックスが、条件に応じて切替えられる。例えば、コンテキストインデックスは、隣接ブロックの値に応じて切替えられる。そのため、コンテキスト適応算術復号処理では、処理の順番が維持される。
【００４６】
図５は、バイパス算術復号処理（バイパス復号処理）のフローを示す図である。なお、図５は、非特許文献１から抜粋された図であり、バイパス算術復号処理は、特に説明がない限り、非特許文献１に記載の通りである。
【００４７】
まず、算術復号の状態を示す第２のパラメタｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔが左シフト（２倍）され、ビットストリームからビットが読出される。読出されたビットが１である場合、２倍されたｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔに１が加えられる。読出されたビットが０である場合、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔには、そのまま（２倍）の値がセットされる（ＳＤ０１）。
【００４８】
次に、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔが、算術復号の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅに等しいかｃｏｄＩＲａｎｇｅよりも大きい場合（ＳＤ０２でＹｅｓ）、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに１がセットされる。そして、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔには、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔからｃｏｄＩＲａｎｇｅを引いた値がセットされる（ＳＤ０３）。一方、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔが、算術復号の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅよりも小さい場合（ＳＤ０２でＮｏ）、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに０がセットされる（ＳＤ０４）。
【００４９】
図６は、図４の正規化処理（ＲｅｎｏｒｍＤ、ＳＣ０８）を詳しく説明するためのフローチャートである。図６は、非特許文献１から抜粋された図であり、正規化処理は、特に説明がない限り、非特許文献１に記載の通りである。
【００５０】
まず、算術復号の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅが１６進における０ｘ１００（１０進における２５６）よりも小さいか否かが判定される（ＳＥ０１）。
【００５１】
そして、ｃｏｄＩＲａｎｇｅが０ｘ１００よりも小さい場合（ＳＥ０１でＹｅｓ）、ｃｏｄＩＲａｎｇｅが左シフト（２倍）される。また、算術復号の状態を示す第２のパラメタｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔが左シフト（２倍）される。そして、ビットストリームからビットが読出される。読出されたビットが１である場合、２倍されたｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔに１が加えられる。読出されたビットが０である場合、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔには、そのまま（２倍）の値がセットされる（ＳＥ０２）。
【００５２】
上述の処理が繰り返され、最終的にｃｏｄＩＲａｎｇｅが０ｘ１００以上になった段階で（ＳＥ０１でＮｏ）、正規化処理は終了する。
【００５３】
図４、図５および図６に示された処理を行うことにより、面内予測モードの算術復号が行われる。
【００５４】
しかしながら、面内予測モードの符号化および復号には、時間がかかる場合がある。例えば、３４個の輝度予測モードおよび５個の色差予測モードから選択された輝度予測モードおよび色差予測モードを特定するための符号列は短くない。そのような符号列の復号には、比較的長い時間がかかる。そして、比較的長い時間がブロック毎に費やされることにより、全体として、遅延が顕著に発生する可能性がある。
【００５５】
そのため、面内予測モードの算術符号化および算術復号において、符号化効率を低下させず、処理の並列度を高めることができる画像符号化方法および画像復号方法は有益である。
【００５６】
そこで、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、複数の面内予測モードを用いて画像を符号化する画像符号化方法であって、前記画像の符号化に用いられた第１の面内予測モードを示す第１の二値化データ、および、前記画像の符号化に用いられた第２の面内予測モードを示す第２の二値化データを符号化する符号化ステップを含み、前記符号化ステップでは、符号化済みデータに基づいて更新された変動確率を用いる算術符号化であるコンテキスト適応算術符号化によって、前記第１の二値化データの一部である第１のコンテキスト適応部分、および、前記第２の二値化データの一部である第２のコンテキスト適応部分を符号化し、予め定められた固定確率を用いる算術符号化であるバイパス符号化によって、前記第１の二値化データの他の一部である第１のバイパス部分、および、前記第２の二値化データの他の一部である第２のバイパス部分を符号化し、前記第１のコンテキスト適応部分および前記第２のコンテキスト適応部分を含み、前記第１のコンテキスト適応部分および前記第２のコンテキスト適応部分の後に前記第１のバイパス部分および前記第２のバイパス部分を含む符号化データを生成する。
【００５７】
これにより、バイパス復号が用いられる複数の部分が連続する符号化データが生成される。したがって、復号処理の並列度が上がる可能性がある。すなわち、面内予測モードが効率的に符号化される。
【００５８】
例えば、前記符号化ステップでは、前記画像の輝度の予測に用いられた前記第１の面内予測モードを示す前記第１の二値化データ、および、前記画像の色差の予測に用いられた前記第２の面内予測モードを示す前記第２の二値化データを符号化してもよい。
【００５９】
これにより、バイパス復号が用いられる複数の部分が輝度予測モードと色差予測モードとの組み合わせによって連続する符号化データが生成される。したがって、復号処理の並列度が上がる可能性がある。
【００６０】
また、例えば、前記符号化ステップでは、前記第１のコンテキスト適応部分、前記第２のコンテキスト適応部分、前記第２のバイパス部分および前記第１のバイパス部分の順で、前記第１のコンテキスト適応部分、前記第２のコンテキスト適応部分、前記第２のバイパス部分および前記第１のバイパス部分を含む前記符号化データを生成してもよい。
【００６１】
これにより、第２の面内予測モードを示す第２の二値化データが連続する符号化データが生成される。したがって、処理の複雑度が低減される。
【００６２】
また、例えば、前記符号化ステップでは、前記第２の二値化データが前記第２のバイパス部分を含まない場合、前記コンテキスト適応算術符号化によって、前記第２の二値化データの全てを前記第２のコンテキスト適応部分として符号化し、前記第２のバイパス部分を含まない前記符号化データを生成してもよい。
【００６３】
これにより、第２の面内予測モードを示す第２の二値化データに、バイパス符号化が用いられる部分が存在しない場合でも、第２の二値化データが適切に符号化される。
【００６４】
また、例えば、前記符号化ステップでは、前記画像に含まれる第１のブロックの輝度の予測に用いられた前記第１の面内予測モードを示す前記第１の二値化データ、および、前記画像に含まれる第２のブロックの輝度の予測に用いられた前記第２の面内予測モードを示す前記第２の二値化データを符号化してもよい。
【００６５】
これにより、バイパス復号が用いられる複数の部分が複数の輝度予測モードの組み合わせによって連続する符号化データが生成される。したがって、復号処理の並列度が上がる可能性がある。
【００６６】
また、例えば、前記符号化ステップでは、前記画像に含まれるブロックの色差の予測に用いられた前記第２の面内予測モードを示す前記第２の二値化データを符号化し、前記ブロックを構成する４つのサブブロックの輝度の予測に用いられた前記第１の面内予測モード、第３の面内予測モード、第４の面内予測モードおよび第５の面内予測モードをそれぞれ示す前記第１の二値化データ、第３の二値化データ、第４の二値化データおよび第５の二値化データを符号化し、前記第３の二値化データ、前記第４の二値化データおよび前記第５の二値化データを符号化する際、前記コンテキスト適応算術符号化によって、前記第３の二値化データの第３のコンテキスト適応部分、前記第４の二値化データの第４のコンテキスト適応部分、および、前記第５の二値化データの第５のコンテキスト適応部分を符号化し、前記バイパス符号化によって、前記第３の二値化データの第３のバイパス部分、前記第４の二値化データの第４のバイパス部分、および、前記第５の二値化データの第５のバイパス部分を符号化し、前記第１のコンテキスト適応部分、前記第３のコンテキスト適応部分、前記第４のコンテキスト適応部分、前記第５のコンテキスト適応部分、前記第２のコンテキスト適応部分、前記第２のバイパス部分、前記第１のバイパス部分、前記第３のバイパス部分、前記第４のバイパス部分および前記第５のバイパス部分の順で、前記第１のコンテキスト適応部分、前記第３のコンテキスト適応部分、前記第４のコンテキスト適応部分、前記第５のコンテキスト適応部分、前記第２のコンテキスト適応部分、前記第２のバイパス部分、前記第１のバイパス部分、前記第３のバイパス部分、前記第４のバイパス部分および前記第５のバイパス部分を含む前記符号化データを生成してもよい。
【００６７】
これにより、４つの輝度予測モードと１つの色差予測モードとがブロックの予測に用いられる場合でも、バイパス復号が用いられる複数の部分が連続する符号化データが生成される。したがって、復号処理の並列度が上がる可能性がある。
【００６８】
また、例えば、前記符号化ステップでは、前記第１のバイパス部分および前記第２のバイパス部分を並行して符号化してもよい。
【００６９】
これにより、バイパス符号化が用いられる複数の部分が並行して符号化される。したがって、複数の面内予測モードが効率的に符号化される。
【００７０】
また、例えば、前記符号化ステップでは、第１の規格に準拠する第１の符号化処理、または、第２の規格に準拠する第２の符号化処理に、符号化処理を切替え、切替えられた前記符号化処理が準拠する前記第１の規格または前記第２の規格を示す識別情報を含むビットストリームを生成し、前記符号化処理が前記第１の符号化処理に切替えられた場合、前記第１のコンテキスト適応部分および前記第２のコンテキスト適応部分の後に前記第１のバイパス部分および前記第２のバイパス部分を含む前記符号化データを生成し、前記識別情報と前記符号化データとを含む前記ビットストリームを生成してもよい。
【００７１】
これにより、符号化処理の形式が復号側に通知される。したがって、復号側で復号処理の適切な切替えが可能である。
【００７２】
また、本発明の一態様に係る画像復号方法は、複数の面内予測モードを用いて画像を復号する画像復号方法であって、前記画像の復号に用いられる第１の面内予測モードを示す第１の二値化データ、および、前記画像の復号に用いられる第２の面内予測モードを示す第２の二値化データを復号する復号ステップを含み、前記復号ステップでは、前記第１の二値化データの一部である第１のコンテキスト適応部分、および、前記第２の二値化データの一部である第２のコンテキスト適応部分を含み、前記第１のコンテキスト適応部分および前記第２のコンテキスト適応部分の後に、前記第１の二値化データの他の一部である第１のバイパス部分、および、前記第２の二値化データの他の一部である第２のバイパス部分を含む符号化データを取得し、復号済みデータに基づいて更新された変動確率を用いる算術復号であるコンテキスト適応算術復号によって、前記第１のコンテキスト適応部分および前記第２のコンテキスト適応部分を復号し、予め定められた固定確率を用いる算術復号であるバイパス復号によって、前記第１のバイパス部分および前記第２のバイパス部分を復号する画像復号方法でもよい。
【００７３】
これにより、バイパス復号が用いられる複数の部分が連続する符号化データが取得される。したがって、復号処理の並列度が上がる可能性がある。すなわち、面内予測モードが効率的に復号される。
【００７４】
例えば、前記復号ステップでは、前記画像の輝度の予測に用いられる前記第１の面内予測モードを示す前記第１の二値化データ、および、前記画像の色差の予測に用いられる前記第２の面内予測モードを示す前記第２の二値化データを復号してもよい。
【００７５】
これにより、バイパス復号が用いられる複数の部分が輝度の面内予測モードと色差の面内予測モードとの組み合わせによって連続する符号化データが取得される。したがって、復号処理の並列度が上がる可能性がある。
【００７６】
また、例えば、前記復号ステップでは、前記第１のコンテキスト適応部分、前記第２のコンテキスト適応部分、前記第２のバイパス部分および前記第１のバイパス部分の順で、前記第１のコンテキスト適応部分、前記第２のコンテキスト適応部分、前記第２のバイパス部分および前記第１のバイパス部分を含む前記符号化データを取得してもよい。
【００７７】
これにより、第２の面内予測モードを示す第２の二値化データが連続する符号化データが取得される。したがって、処理の複雑度が低減される。
【００７８】
また、例えば、前記復号ステップでは、取得された前記符号化データが前記第２のバイパス部分を含まない場合、前記コンテキスト適応算術復号によって、前記第２のコンテキスト適応部分を復号することにより、前記第２の二値化データの全てを復号してもよい。
【００７９】
これにより、第２の面内予測モードを示す第２の二値化データに、バイパス復号が用いられる部分が存在しない場合でも、第２の二値化データが適切に復号される。
【００８０】
また、例えば、前記復号ステップでは、前記画像に含まれる第１のブロックの輝度の予測に用いられる前記第１の面内予測モードを示す前記第１の二値化データ、および、前記画像に含まれる第２のブロックの輝度の予測に用いられる前記第２の面内予測モードを示す前記第２の二値化データを復号してもよい。
【００８１】
これにより、バイパス復号が用いられる複数の部分が複数の輝度予測モードの組み合わせによって連続する符号化データが取得される。したがって、復号処理の並列度が上がる可能性がある。
【００８２】
また、例えば、前記復号ステップでは、前記画像に含まれるブロックの色差の予測に用いられる前記第２の面内予測モードを示す前記第２の二値化データを復号し、前記ブロックを構成する４つのサブブロックの輝度の予測に用いられる前記第１の面内予測モード、第３の面内予測モード、第４の面内予測モードおよび第５の面内予測モードをそれぞれ示す前記第１の二値化データ、第３の二値化データ、第４の二値化データおよび第５の二値化データを復号し、前記第３の二値化データ、前記第４の二値化データおよび前記第５の二値化データを復号する際、前記コンテキスト適応算術復号によって、前記第３の二値化データの第３のコンテキスト適応部分、前記第４の二値化データの第４のコンテキスト適応部分、および、前記第５の二値化データの第５のコンテキスト適応部分を復号し、前記バイパス復号によって、前記第３の二値化データの第３のバイパス部分、前記第４の二値化データの第４のバイパス部分、および、前記第５の二値化データの第５のバイパス部分を復号し、前記符号化データを取得する際、前記第１のコンテキスト適応部分、前記第３のコンテキスト適応部分、前記第４のコンテキスト適応部分、前記第５のコンテキスト適応部分、前記第２のコンテキスト適応部分、前記第２のバイパス部分、前記第１のバイパス部分、前記第３のバイパス部分、前記第４のバイパス部分および前記第５のバイパス部分の順で、前記第１のコンテキスト適応部分、前記第３のコンテキスト適応部分、前記第４のコンテキスト適応部分、前記第５のコンテキスト適応部分、前記第２のコンテキスト適応部分、前記第２のバイパス部分、前記第１のバイパス部分、前記第３のバイパス部分、前記第４のバイパス部分および前記第５のバイパス部分を含む前記符号化データを取得してもよい。
【００８３】
これにより、４つの輝度予測モードと１つの色差予測モードとがブロックの予測に用いられる場合でも、バイパス復号が用いられる複数の部分が連続する符号化データが取得される。したがって、復号処理の並列度が上がる可能性がある。
【００８４】
また、例えば、前記復号ステップでは、前記第１のバイパス部分および前記第２のバイパス部分を並行して復号してもよい。
【００８５】
これにより、バイパス復号が用いられる複数の部分が並行して復号される。したがって、複数の面内予測モードが効率的に復号される。
【００８６】
また、例えば、前記復号ステップでは、第１の規格または第２の規格を示す識別情報を含むビットストリームを取得し、前記識別情報に基づいて、前記第１の規格に準拠する第１の復号処理、または、前記第２の規格に準拠する第２の復号処理に、復号処理を切替え、前記復号処理が前記第１の復号処理に切替えられた場合、前記ビットストリームから、前記第１のコンテキスト適応部分および前記第２のコンテキスト適応部分の後に前記第１のバイパス部分および前記第２のバイパス部分を含む前記符号化データを取得してもよい。
【００８７】
これにより、符号化側での符号化処理の形式に基づいて、復号処理の適切な切替えが可能である。
【００８８】
さらに、これらの全般的または具体的な態様は、装置、システム、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などの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意の組み合わせで実現されてもよい。
【００８９】
以下、本発明の一態様に係る画像符号化方法および画像復号方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示す。つまり、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。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。
【００９０】
（実施の形態１）
図７は、実施の形態１に係る輝度および色差に対応する面内予測モードである輝度予測モードおよび色差予測モードの可変長復号を行う面内予測モード復号部の構成を示すブロック図である。
【００９１】
本実施の形態に係る面内予測モード復号部１００は、輝度予測モードプリフィックス復号部１０１、輝度予測モードサフィックス復号部１０２、色差予測モードプリフィックス復号部１０３、色差予測モードサフィックス復号部１０４、輝度予測モード復元部１０５および色差予測モード復元部１０６で構成される。面内予測モード復号部１００は、ビットストリームＢＳから、輝度予測モードＬＵＭＡおよび色差予測モードＣＲＭを復元する。
【００９２】
本実施の形態の面内予測モード復号部１００の動作について、図８を用いて詳しく説明する。図８は、面内予測モード復号部１００の動作を示すフローチャートである。
【００９３】
面内予測モード復号部１００は、ビットストリームＢＳを取得する。そして、輝度予測モードプリフィックス復号部１０１は、輝度予測モードのプリフィックス用の確率値を取得する（Ｓ２０１）。この確率値は、輝度予測モードのプリフィックス用に予め定められたコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘで特定される。
【００９４】
次に、輝度予測モードプリフィックス復号部１０１は、取得された確率値を参照しながら輝度予測モードのプリフィックスのビットを復号する（Ｓ２０２）。その後、輝度予測モードプリフィックス復号部１０１は、復号されたビットが０であるか１であるかに基づいて確率値を更新する（Ｓ２０３）。なお、算術復号は、上述の方式でもよいし、効率向上のために改変された方式でもよい。
【００９５】
復号されたビットが最後のビットでない場合、すなわち、復号されたビットがｂｉｎ（バイナリ）の最後でない場合（Ｓ２０４でＮｏ）、輝度予測モードプリフィックス復号部１０１は、再度、輝度予測モードのプリフィックス用の確率値を取得する。一方、復号されたビットが最後のビットである場合、面内予測モード復号部１００は、輝度予測モードのプリフィックスの復号処理を終了し、色差予測モードのプリフィックスの復号処理を開始する。
【００９６】
なお、復号されたビットが最後のビットであるか否かは、予め定められたルールによって判定される。例えば、復号されたビットが最後のビットであるか否かが、ｂｉｎの長さによって判定されてもよいし、ｂｉｎの値（０または１が復号されること等）によって判定されてもよい。ｂｉｎの長さが１である場合、処理が簡便化され、高速処理が期待される。判定にｂｉｎの値が用いられる場合、ｂｉｎの長さの効率的な制御が可能であるため、符号化効率の向上が期待される。
【００９７】
次に、色差予測モードプリフィックス復号部１０３は、ビットストリームＢＳを取得し、色差予測モードのプリフィックス用の確率値を取得する（Ｓ２０５）。この確率値は、色差予測モードのプリフィックス用に予め定められたコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘで特定される。
【００９８】
次に、色差予測モードプリフィックス復号部１０３は、取得された確率値を参照しながら色差予測モードのプリフィックスのビットを復号する（Ｓ２０６）。その後、色差予測モードプリフィックス復号部１０３は、復号されたビットが０であるか１であるかに基づいて確率値を更新する（Ｓ２０７）。
【００９９】
復号されたビットが最後のビットでない場合、すなわち、復号されたビットがｂｉｎ（バイナリ）の最後でない場合（Ｓ２０８でＮｏ）、色差予測モードプリフィックス復号部１０３は、再度、色差予測モードのプリフィックス用の確率値を取得する。一方、復号されたビットが最後のビットである場合、面内予測モード復号部１００は、色差予測モードのプリフィックスの復号処理を終了する。なお、復号されたビットが最後のビットであるか否かは、輝度の場合と同様に、予め定められたルールによって判定される。
【０１００】
次に、輝度予測モードサフィックス復号部１０２は、輝度予測モードのサフィックスの復号処理を行う（Ｓ２０９）。輝度予測モードのサフィックスの復号処理は、算術復号のバイパス処理に対応する。輝度予測モードのプリフィックスの復号処理では、確率が更新されるが、輝度予測モードのサフィックスの復号処理では、確率が更新されない。したがって、輝度予測モードのサフィックスに対して、高速処理および並列処理が可能である。
【０１０１】
次に、色差予測モードサフィックス復号部１０４は、色差予測モードのサフィックスの復号処理を行う（Ｓ２１０）。色差予測モードのサフィックスの復号処理は、同様に、算術復号のバイパス処理に対応する。色差予測モードのプリフィックスの復号処理では、確率が更新されるが、色差予測モードのサフィックスの復号処理では、確率が更新されない。したがって、色差予測モードのサフィックスに対して、高速処理および並列処理が可能である。
【０１０２】
最後に、輝度予測モード復元部１０５は、輝度予測モードのプリフィックス、および、輝度予測モードのサフィックスから、輝度予測モードＬＵＭＡを復元する。また、色差予測モード復元部１０６は、色差予測モードのプリフィックス、および、色差予測モードのサフィックスから、色差予測モードＣＲＭを復元する。
【０１０３】
なお、プリフィックスは、シンボルの発生頻度の偏りが大きい部分に対応する。そのため、コンテキスト適応算術符号化によってプリフィックスを符号化することで、符号化効率が向上する。そして、復号時には、コンテキスト適応算術復号（図４）が実行される。
【０１０４】
一方、サフィックスは、大きいインデックス値に対応する部分として設計される。そのため、サフィックスの示す値の範囲は大きい。そして、サフィックスに対応する二値化符号列において、シンボルの発生頻度の偏りは小さい。そのため、シンボル発生確率は５０％とみなされる。そして、バイパス符号化によって、処理量が削減される。そして、サフィックスの復号時には、バイパス復号（図５）が実行される。
【０１０５】
また、図６に示すフローに従って、正規化処理は実行される。次に、図８で示した復号処理の動作例について図９を用いて説明する。
【０１０６】
図９は、実施の形態１に係る動作を説明するための図である。図９の（ａ）は、複数の処理が順次実行される場合の例を示す。輝度予測モードのプリフィックスの復号処理（ＬＵＭＡ＿ＰＲＥＦＩＸ）、色差予測モードのプリフィックスの復号処理（ＣＲＭ＿ＰＲＥＦＩＸ）、輝度予測モードのサフィックスの復号処理（ＬＵＭＡ＿ＳＵＦＦＩＸ）、および、色差予測モードのサフィックスの復号処理（ＣＲＭ＿ＳＵＦＦＩＸ）の順で、これらの処理が行われる。
【０１０７】
しかし、利用される画像解像度の拡大、および、高速度のリアルタイム通信が広まる中、高速化のため、処理が並列化される。しかし、プリフィックスの復号処理には、コンテキスト適応算術復号処理が用いられる。よって、シンボル発生確率の読み込み処理および更新処理が逐次的に行われる。したがって、プリフィックスの復号処理は、並列化されない。一方、サフィックスの復号処理の並列化は、図９の（ｂ）に示すように、ビット単位で可能である。
【０１０８】
図９の（ｃ）および（ｄ）は、輝度予測モードの次に色差予測モードが符号化されたビットストリームについて、各プリフィックスおよび各サフィックスを復号する場合の例を示す。図９の（ｃ）は、図９の（ａ）に対応し、図９の（ｄ）は、図９の（ｂ）に対応する。
【０１０９】
この場合も、同様に、プリフィックスは逐次的に処理される。また、図９の（ｂ）のように、ビット単位でサフィックスの並列処理が可能である。しかし、輝度予測モードのサフィックスと色差予測モードのサフィックスとがまとめられていない。そのため、並列化可能な部分が途切れる。よって、並列度が、比較的低い。
【０１１０】
図９の（ｃ）および（ｄ）における順序では、面内予測モードのプリフィックスを一時的に保存しなくても、面内予測モードの復元が可能であるという利点がある。しかし、図９の（ａ）および（ｂ）における順序の方が、図９の（ｃ）および（ｄ）における順序よりも高速処理には向いている。
【０１１１】
なお、実施の形態１に係る面内予測モード復号部１００は、符号化画像データを復号する画像復号装置に備えられる。図１０は、実施の形態１に係る画像復号装置の構成の一例を示すブロック図である。
【０１１２】
図１０に示された画像復号装置４００は、符号化画像データを復号する。例えば、画像復号装置４００には、符号化画像データがブロック毎に復号対象信号として入力される。画像復号装置４００は、入力された復号対象信号に、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。
【０１１３】
図１０に示すように、画像復号装置４００は、エントロピー復号部４１０と、逆量子化逆変換部４２０と、加算器４２５と、デブロッキングフィルタ４３０と、メモリ４４０と、イントラ予測部４５０と、動き補償部４６０と、イントラ／インター切替えスイッチ４７０とを備える。
【０１１４】
エントロピー復号部４１０は、入力信号（入力ストリーム）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（入力ストリーム）は、復号対象信号であり、符号化画像データのブロック毎のデータに相当する。また、エントロピー復号部４１０は、入力信号から動きデータを取得し、取得した動きデータを動き補償部４６０に出力する。
【０１１５】
逆量子化逆変換部４２０は、エントロピー復号部４１０によって復元された量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。そして、逆量子化逆変換部４２０は、復元した変換係数を逆変換することで、予測誤差を復元する。
【０１１６】
加算器４２５は、復元された予測誤差と予測信号とを加算することで、復号画像を生成する。
【０１１７】
デブロッキングフィルタ４３０は、生成された復号画像にデブロッキングフィルタ処理を行う。デブロッキングフィルタ処理が施された復号画像は、復号信号として出力される。
【０１１８】
メモリ４４０は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ４４０には、デブロッキングフィルタ処理が施された復号画像が格納される。
【０１１９】
イントラ予測部４５０は、面内予測モードに従って、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部４５０は、加算器４２５によって生成された復号画像における、復号対象ブロック（入力信号）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。
【０１２０】
動き補償部４６０は、エントロピー復号部４１０から出力された動きデータに基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。
【０１２１】
イントラ／インター切替えスイッチ４７０は、イントラ予測信号およびインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として加算器４２５に出力する。
【０１２２】
以上の構成により、実施の形態１に係る画像復号装置４００は、符号化画像データを復号する。
【０１２３】
なお、画像復号装置４００において、実施の形態１に係る面内予測モード復号部１００は、エントロピー復号部４１０に含まれる。
【０１２４】
以上のように、実施の形態１に係る画像復号装置および画像復号方法によれば、面内予測モードを高速に復元する。具体的には、実施の形態１に示したように、輝度予測モードのコンテキスト適応部分と色差予測モードのコンテキスト適応部分とが組み合わされ、輝度予測モードのバイパス部分と色差予測モードのバイパス部分とが組み合わされる。これにより、並列処理の可能な複数の部分が連続する。したがって、並列処理、すなわち、高速な復号が可能である。
【０１２５】
なお、上記の説明では、主に輝度予測モードと色差予測モードとについてサフィックスの復号処理が示されているがこれに限らない。例えば、単純に、複数の輝度予測モードが、プリフィックスの復号処理とサフィックスの復号処理とに分けられ、複数の色差予測モードが、プリフィックスの復号処理とサフィックスの復号処理とに分けられてもよい。これによっても、一定の処理量削減の効果が見込まれる。
【０１２６】
この場合、内部メモリを小さくすることが可能である。また、この場合も、バイパス処理が行われる複数の部分が連続して発生するため、高速処理の効果が期待される。
【０１２７】
なお、面内予測モードの二値化列として、面内予測モードの発生頻度に基づいてハフマン符号（二値化列）が導出されてもよい。そして、面内予測モードとハフマン符号とを対応づけるテーブルが生成されてもよい。そして、ハフマン符号においてシンボルの発生確率が偏る部分が、プリフィックスとして選択されてもよい。このように二値化列およびプリフィックスを決めることで、並列度が上がり、復号処理がさらに高速化される。
【０１２８】
また、本実施の形態では、輝度予測モードと色差予測モードとが組み合わされているが、輝度予測モードのｒｅｍ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅと、色差予測モードのｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅとが組み合わされてもよい。
【０１２９】
（実施の形態１の変形例）
実施の形態１では、コンテキスト適応算術復号処理に対応するプリフィックスと、バイパス復号処理に対応するサフィックスとが、輝度予測モードおよび色差予測モードによらず分割される。これにより、処理が高速化される。また、実施の形態１は、次のように変形されてもよい。実施の形態１の変形例について、図１１、図１２、図１３および図１４を用いて詳しく説明する。
【０１３０】
図１１は、実施の形態１の変形例に係る面内予測モード復号部の構成の一例を示すブロック図である。図１２は、実施の形態１の変形例に係る輝度予測モードおよび色差予測モードの組み合わせのインデックスＪＯＩＮＴ＿ＩＤＸと、そのインデックスに対応する二値化列との例を示す図である。図１３は、図１１に示された面内予測モード復号部５００の処理を示すフローチャートである。
【０１３１】
実施の形態１では、輝度予測モードおよび色差予測モードについて、別々の二値化列が用いられる。しかし、実施の形態１の変形例では、輝度予測モードおよび色差予測モードの組み合わせに対応するインデックスおよび二値化列により、さらに符号化効率が向上し、復号処理が高速化する。
【０１３２】
例えば、図１２に示すように、輝度予測モードおよび色差予測モードの組み合わせに対応するインデックスＪＯＩＮＴ＿ＩＤＸに対して、二値の符号（０または１）が割り当てられる。以下、輝度予測モードおよび色差予測モードの組み合わせをミックスモードとも呼ぶ。
【０１３３】
組み合わせの発生頻度が高い場合に小さい値を示すインデックスＪＯＩＮＴ＿ＩＤＸが割り当てられ、組み合わせの発生頻度が低い場合に大きい値を示すインデックスＪＯＩＮＴ＿ＩＤＸが割り当てられる。
【０１３４】
例えば、１番目のビット（ｂｉｎ０）のみがプリフィックスとして予め定められてもよい。または、１番目のビット（ｂｉｎ０）から６番目までのビット（ｂｉｎ５）までがプリフィックスとして予め定められてもよい。
【０１３５】
実施の形態１では、輝度予測モードと色差予測モードとが別々の発生頻度に基づいて独立して処理されている。実施の形態１の変形例では、輝度予測モードと色差予測モードとの組み合わせにより符号化効率が向上し、バイパス部分が分割されないため、高速処理が可能である。
【０１３６】
ミックスモードプリフィックス復号部５０１は、ミックスモードのプリフィックス用の確率値を取得する（Ｓ６０１）。この確率値は、ミックスモードのプリフィックス用に予め定められたコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘで特定される。次に、取得された確率値を参照しながらミックスモードのプリフィックスのビットを復号する（Ｓ６０２）。その後、ミックスモードプリフィックス復号部５０１は、復号されたビットが０であるか１であるかに基づいて確率値を更新する（Ｓ６０３）。なお、算術復号は、上述の方式でもよいし、効率向上のために改変された方式でもよい。
【０１３７】
復号されたビットが最後のビットでない場合、すなわち、復号されたビットがｂｉｎ（バイナリ）の最後でない場合（Ｓ６０４でＮｏ）、ミックスモードプリフィックス復号部５０１は、再度、ミックスモードのプリフィックス用の確率値を取得する。一方、復号されたビットが最後のビットである場合、面内予測モード復号部５００は、ミックスモードのプリフィックスの復号処理を終了し、ミックスモードのサフィックスの復号処理を開始する。
【０１３８】
なお、復号されたビットが最後のビットであるか否かは、図１２に示されたｂｉｎの長さに基づいて判定されてよい。この場合、性能に対応する制御が可能であるため、符号化効率の向上が期待される。なお、プリフィックスの制御の一例として、プリフィックスが、予測ユニットの大きさ（ブロックの大きさ）によって変更されてもよい。例えば、大きいブロックの場合、処理時間に余裕があるため、プリフィックスが長くてよい。また、小さいブロックの場合、面内予測モードの数が少ないため、プリフィックスが短くてよい。
【０１３９】
次に、ミックスモードサフィックス復号部５０２は、ビットストリームＢＳを取得し、ミックスモードのサフィックスの復号処理を行う。なお、ミックスモードのサフィックスの復号処理は、算術復号のバイパス処理に対応する。ミックスモードのプリフィックスの復号処理では、確率が更新されるが、ミックスモードのサフィックスの復号処理では、確率が更新されない。したがって、ミックスモードのサフィックスに対して、高速処理および並列処理が可能である。
【０１４０】
具体的には、ミックスモードサフィックス復号部５０２は、ミックスモードのサフィックスのビットを復号する（Ｓ６０５）。ミックスモードサフィックス復号部５０２は、最後のビットまで、この処理を繰り返す（Ｓ６０６）。また、ミックスモードサフィックス復号部５０２は、ミックスモードのサフィックスの複数のビットを並列に復号してもよい。
【０１４１】
その後、プリフィックスとサフィックスとで構成されるミックスモードに基づいて、輝度予測モード復元部５０３が輝度予測モードを復元し、色差予測モード復元部５０４が色差予測モードを復元する（Ｓ６０７）。
【０１４２】
なお、図１２に示す対応表は一例である。この例では、発生頻度が線形に増えることが想定されている。なお、これに限らず、例えば、Ｅｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂにより得られる二値化列が用いられてもよい。対応表は、発生頻度に基づいて定められてもよい。これにより、さらに、符号化効率が向上する。この変形例でも、高速処理が実現され、符号化効率が向上する。
【０１４３】
また、図１４は、データ構造の例を示す図面である。例えば、図１４の順序でデータが構成されてもよい。なお、図１４では、輝度予測モードのｒｅｍ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅと、色差予測モードのｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅとが組み合わされている。そして、図１４では、ミックスモードが、Ｉｎｔｒａ＿ｃｏｍｂｏ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅとして含まれている。
【０１４４】
（実施の形態２）
本実施の形態の算術符号化方法の概要について説明する。本実施の形態の算術符号化方法は、輝度予測モードと色差予測モードとを別々に符号化せずに、コンテキスト適応算術符号化に対応するプリフィックスと、バイパス符号化に対応するサフィックスとを別々に符号化することを特徴とする。これにより、並列度が上がり、処理が全体として高速化される。
【０１４５】
以上が、本実施の形態の算術符号化方法の概要についての説明である。特に説明されていない構成および処理には、非特許文献１および非特許文献２に記載の構成および処理が用いられてもよい。次に、本実施の形態の面内予測モード符号化の処理の流れについて説明する。
【０１４６】
図１５は、実施の形態２に係る面内予測モード符号化部の処理を示すフローチャートである。面内予測モード符号化部は、まず、輝度予測モードを取得し、輝度予測モードを示す二値化データのプリフィックス用の確率値を取得する（Ｓ７０１）。なお、この確率値は、実施の形態１で説明された確率値と同様に、コンテキストインデックスに基づいて定められる。
【０１４７】
次に、面内予測モード符号化部は、確率値を参照しながら輝度予測モードのプリフィックスのビットを算術符号化によって符号化する（Ｓ７０２）。次に、面内予測モード符号化部は、輝度予測モードのプリフィックス用の確率値を更新する（Ｓ７０３）。なお、算術符号化方法および確率更新方法は、非特許文献１または非特許文献２に記載の方法でもよい。符号（シンボル）の確率に基づいて符号（シンボル）を符号化するいずれの方法でも、効果が得られる。
【０１４８】
符号化されたビットが最後のビットでない場合、すなわち、符号化されたビットがｂｉｎの最後でない場合（Ｓ７０４でＮｏ）、面内予測モード符号化部は、次のビットを処理する。
【０１４９】
符号化されたビットが最後のビットである場合（Ｓ７０４でＹｅｓ）、面内予測モード符号化部は、色差予測モードのプリフィックス用の確率値を取得する（Ｓ７０５）。そして、面内予測モード符号化部は、色差予測モードのプリフィックスのビットを算術符号化によって符号化する（Ｓ７０６）。そして、面内予測モード符号化部は、色差予測モードのプリフィックス用の確率値を更新する（Ｓ７０７）。
【０１５０】
符号化されたビットが最後のビットでない場合（Ｓ７０８でＮｏ）、面内予測モード符号化部は、次のビットを処理する。
【０１５１】
符号化されたビットが最後のビットである場合（Ｓ７０８でＹｅｓ）、面内予測モード符号化部は、輝度予測モードのサフィックスのバイパス符号化（Ｓ７０９）、および、色差予測モードのサフィックスのバイパス符号化（Ｓ７１０）を実行する。
【０１５２】
このバイパス符号化に、非特許文献１または非特許文献２に記載のバイパス符号化が用いられてもよい。なお、バイパス符号化は、確率を更新しない符号化である。本実施の形態に係るバイパス符号化は、非特許文献１または非特許文献２に記載のバイパス符号化とは異なる方法でもよい。そのような場合も、効果は損なわれない。
【０１５３】
なお、符号化においても、実施の形態１で説明した図９の（ａ）〜（ｄ）のように、処理の並列化が可能である。したがって、符号化処理の高速化が可能である。
【０１５４】
また、実施の形態１の変形例に対応する符号化方法として、面内予測モード符号化部は、図１２で示されたＪＯＩＮＴ＿ＩＤＸの二値化列を生成し、二値化列のプリフィックスおよびサフィックスを順に処理してもよい。この場合、面内予測モード符号化部は、コンテキスト適応算術符号化で、プリフィックスを符号化する。これにより、符号化効率が向上し、符号化処理が高速化する。
【０１５５】
図１６は、本実施の形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図１６に示された画像符号化装置２００は、減算器２０５と、変換量子化部２１０と、エントロピー符号化部２２０と、逆量子化逆変換部２３０と、加算器２３５と、デブロッキングフィルタ２４０と、メモリ２５０と、イントラ予測部２６０と、動き検出部２７０と、動き補償部２８０と、イントラ／インター切替えスイッチ２９０とを備える。
【０１５６】
減算器２０５は、入力信号と予測信号との差分、すなわち、予測誤差を算出する。変換量子化部２１０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２１０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２１０は、変換係数を量子化することで、量子化係数を生成する。
【０１５７】
エントロピー符号化部２２０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２２０は、動き検出部２７０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。
【０１５８】
逆量子化逆変換部２３０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２３０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２０５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。
【０１５９】
加算器２３５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。デブロッキングフィルタ２４０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。
【０１６０】
メモリ２５０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２５０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。
【０１６１】
イントラ予測部２６０は、面内予測モードに従って、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２６０は、加算器２３５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。
【０１６２】
動き検出部２７０は、入力信号と、メモリ２５０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。動き補償部２８０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。
【０１６３】
イントラ／インター切替えスイッチ２９０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２０５および加算器２３５に出力する。
【０１６４】
以上の構成により、実施の形態２に係る画像符号化装置２００は、画像データを符号化する。なお、画像符号化装置２００において、実施の形態２に係る面内予測モード符号化部は、例えば、エントロピー符号化部２２０に含まれる。
【０１６５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１、実施の形態１の変形例または実施の形態２に含まれる特徴的な構成および手順が確認的に示される。本実施の形態に係る構成および手順は、実施の形態１、実施の形態１の変形例または実施の形態２で示された構成および手順に対応する。すなわち、実施の形態１、実施の形態１の変形例および実施の形態２で示された概念は、本実施の形態に係る構成および手順を含む。
【０１６６】
図１７は、実施の形態３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に示された画像符号化装置８００は、複数の面内予測モードを用いて画像を符号化する。また、画像符号化装置８００は、符号化部８０１を含む。
【０１６７】
図１８は、図１７に示された画像符号化装置８００の処理を示すフローチャートである。符号化部８０１は、画像の符号化に用いられた第１の面内予測モードを示す第１の二値化データ、および、画像の符号化に用いられた第２の面内予測モードを示す第２の二値化データを符号化する（Ｓ８０１）。
【０１６８】
この時、符号化部８０１は、コンテキスト適応算術符号化によって、第１のコンテキスト適応部分および第２のコンテキスト適応部分を符号化する。また、符号化部８０１は、バイパス符号化によって、第１のバイパス部分および第２のバイパス部分を符号化する。そして、符号化部８０１は、第１のコンテキスト適応部分、第２のコンテキスト適応部分、第１のバイパス部分および第２のバイパス部分を含む符号化データを生成する。
【０１６９】
コンテキスト適応算術符号化は、符号化済みデータに基づいて更新された変動確率を用いる算術符号化である。バイパス符号化は、予め定められた固定確率を用いる算術符号化である。第１のコンテキスト適応部分は、第１の二値化データの一部である。第２のコンテキスト適応部分は、第２の二値化データの一部である。第１のバイパス部分は、第１の二値化データの他の一部である。第２のバイパス部分は、第２の二値化データの他の一部である。
【０１７０】
符号化データは、第１のコンテキスト適応部分および第２のコンテキスト適応部分の後に第１のバイパス部分および第２のバイパス部分を含む。
【０１７１】
これにより、バイパス復号が用いられる複数の部分が連続する符号化データが生成される。したがって、復号処理の並列度が上がる可能性がある。すなわち、面内予測モードが効率的に符号化される。
【０１７２】
上述の構成において、例えば、第１の面内予測モードは、画像の輝度の予測に用いられた面内予測モードでもよい。また、第２の面内予測モードは、画像の色差の予測に用いられた面内予測モードでもよい。
【０１７３】
また、例えば、符号化データは、第１のコンテキスト適応部分、第２のコンテキスト適応部分、第２のバイパス部分および第１のバイパス部分の順で、第１のコンテキスト適応部分、第２のコンテキスト適応部分、第２のバイパス部分および第１のバイパス部分を含んでもよい。
【０１７４】
また、例えば、第２の二値化データが第２のバイパス部分を含まない場合、符号化部８０１は、コンテキスト適応算術符号化によって、第２の二値化データの全てを第２のコンテキスト適応部分として符号化してもよい。そして、符号化部８０１は、第２のバイパス部分を含まない符号化データを生成してもよい。
【０１７５】
また、例えば、第１の面内予測モードは、画像に含まれる第１のブロックの輝度の予測に用いられた面内予測モードでもよい。第２の面内予測モードは、画像に含まれる第２のブロックの輝度の予測に用いられた面内予測モードでもよい。
【０１７６】
また、例えば、符号化部８０１は、第１、第２、第３、第４および第５の面内予測モードをそれぞれ示す第１、第２、第３、第４および第５の二値化データを符号化してもよい。第２の面内予測モードは、画像に含まれるブロックの色差の予測に用いられた面内予測モードでもよい。第１、第３、第４および第５の面内予測モードは、ブロックを構成する４つのサブブロックの輝度の予測に用いられた４つの面内予測モードでもよい。
【０１７７】
そして、符号化部８０１は、コンテキスト適応算術符号化によって、第１、第２、第３、第４および第５のコンテキスト適応部分を符号化してもよい。また、符号化部８０１は、バイパス符号化によって、第１、第２、第３、第４および第５のバイパス部分を符号化してもよい。
【０１７８】
第１、第２、第３、第４および第５のコンテキスト適応部分は、それぞれ、第１、第２、第３、第４および第５の二値化データの一部である。第１、第２、第３、第４および第５のバイパス部分は、それぞれ、第１、第２、第３、第４および第５の二値化データの他の一部である。
【０１７９】
この場合、生成される符号化データは、第１のコンテキスト適応部分、第３のコンテキスト適応部分、第４のコンテキスト適応部分、第５のコンテキスト適応部分、第２のコンテキスト適応部分、第２のバイパス部分、第１のバイパス部分、第３のバイパス部分、第４のバイパス部分および第５のバイパス部分の順で、第１のコンテキスト適応部分、第３のコンテキスト適応部分、第４のコンテキスト適応部分、第５のコンテキスト適応部分、第２のコンテキスト適応部分、第２のバイパス部分、第１のバイパス部分、第３のバイパス部分、第４のバイパス部分および第５のバイパス部分を含んでもよい。
【０１８０】
また、例えば、符号化部８０１は、第１のバイパス部分および第２のバイパス部分を並行して符号化してもよい。
【０１８１】
また、例えば、符号化部８０１は、第１の規格に準拠する第１の符号化処理、または、第２の規格に準拠する第２の符号化処理に、符号化処理を切替えてもよい。そして、符号化部８０１は、切替えられた符号化処理が準拠する第１の規格または第２の規格を示す識別情報を含むビットストリームを生成してもよい。
【０１８２】
そして、符号化処理が第１の符号化処理に切替えられた場合、符号化部８０１は、第１のコンテキスト適応部分および第２のコンテキスト適応部分の後に第１のバイパス部分および第２のバイパス部分を含む符号化データを生成してもよい。また、この場合、符号化部８０１は、識別情報と符号化データとを含むビットストリームを生成してもよい。
【０１８３】
図１９は、実施の形態３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１９に示された画像復号装置９００は、複数の面内予測モードを用いて画像を復号する。また、画像復号装置９００は、復号部９０１を含む。
【０１８４】
図２０は、図１９に示された画像復号装置９００の処理を示すフローチャートである。復号部９０１は、画像の復号に用いられる第１の面内予測モードを示す第１の二値化データ、および、画像の復号に用いられる第２の面内予測モードを示す第２の二値化データを復号する（Ｓ９０１）。
【０１８５】
この時、復号部９０１は、第１のコンテキスト適応部分、第２のコンテキスト適応部分、第１のバイパス部分および第２のバイパス部分を含む符号化データを取得する。そして、復号部９０１は、コンテキスト適応算術復号によって、第１のコンテキスト適応部分および第２のコンテキスト適応部分を復号する。また、バイパス復号によって、第１のバイパス部分および第２のバイパス部分を復号する。
【０１８６】
コンテキスト適応算術復号は、復号済みデータに基づいて更新された変動確率を用いる算術復号である。バイパス復号は、予め定められた固定確率を用いる算術復号である。第１のコンテキスト適応部分は、第１の二値化データの一部である。第２のコンテキスト適応部分は、第２の二値化データの一部である。第１のバイパス部分は、第１の二値化データの他の一部である。第２のバイパス部分は、第２の二値化データの他の一部である。
【０１８７】
符号化データは、第１のコンテキスト適応部分および第２のコンテキスト適応部分の後に、第１のバイパス部分および第２のバイパス部分を含む。
【０１８８】
これにより、バイパス復号が用いられる複数の部分が連続する符号化データが取得される。したがって、復号処理の並列度が上がる可能性がある。すなわち、面内予測モードが効率的に復号される。
【０１８９】
上述の構成において、例えば、第１の面内予測モードは、画像の輝度の予測に用いられる面内予測モードでもよい。また、第２の面内予測モードは、画像の色差の予測に用いられる面内予測モードでもよい。
【０１９０】
また、例えば、符号化データは、第１のコンテキスト適応部分、第２のコンテキスト適応部分、第２のバイパス部分および第１のバイパス部分の順で、第１のコンテキスト適応部分、第２のコンテキスト適応部分、第２のバイパス部分および第１のバイパス部分を含んでもよい。
【０１９１】
また、例えば、取得された符号化データが第２のバイパス部分を含まない場合、復号部９０１は、コンテキスト適応算術復号によって、第２のコンテキスト適応部分を復号することにより、第２の二値化データの全てを復号してもよい。
【０１９２】
また、例えば、第１の面内予測モードは、画像に含まれる第１のブロックの輝度の予測に用いられる面内予測モードでもよい。第２の面内予測モードは、画像に含まれる第２のブロックの輝度の予測に用いられる面内予測モードでもよい。
【０１９３】
また、例えば、復号部９０１は、第１、第２、第３、第４および第５の面内予測モードをそれぞれ示す第１、第２、第３、第４および第５の二値化データを復号してもよい。第２の面内予測モードは、画像に含まれるブロックの色差の予測に用いられる面内予測モードでもよい。第１、第３、第４および第５の面内予測モードは、ブロックを構成する４つのサブブロックの輝度の予測に用いられる４つの面内予測モードでもよい。
【０１９４】
そして、復号部９０１は、コンテキスト適応算術復号によって、第１、第２、第３、第４および第５のコンテキスト適応部分を復号してもよい。また、復号部９０１は、バイパス復号によって、第１、第２、第３、第４および第５のバイパス部分を復号してもよい。
【０１９５】
第１、第２、第３、第４および第５のコンテキスト適応部分は、それぞれ、第１、第２、第３、第４および第５の二値化データの一部である。第１、第２、第３、第４および第５のバイパス部分は、それぞれ、第１、第２、第３、第４および第５の二値化データの他の一部である。
【０１９６】
この場合、取得される符号化データは、第１のコンテキスト適応部分、第３のコンテキスト適応部分、第４のコンテキスト適応部分、第５のコンテキスト適応部分、第２のコンテキスト適応部分、第２のバイパス部分、第１のバイパス部分、第３のバイパス部分、第４のバイパス部分および第５のバイパス部分の順で、第１のコンテキスト適応部分、第３のコンテキスト適応部分、第４のコンテキスト適応部分、第５のコンテキスト適応部分、第２のコンテキスト適応部分、第２のバイパス部分、第１のバイパス部分、第３のバイパス部分、第４のバイパス部分および第５のバイパス部分を含んでもよい。
【０１９７】
また、例えば、復号部９０１は、第１のバイパス部分および第２のバイパス部分を並行して復号してもよい。
【０１９８】
また、例えば、復号部９０１は、第１の規格または第２の規格を示す識別情報を含むビットストリームを取得してもよい。そして、復号部９０１は、識別情報に基づいて、第１の規格に準拠する第１の復号処理、または、第２の規格に準拠する第２の復号処理に、復号処理を切替えてもよい。
【０１９９】
そして、復号処理が第１の復号処理に切替えられた場合、復号部９０１は、ビットストリームから、第１のコンテキスト適応部分および第２のコンテキスト適応部分の後に第１のバイパス部分および第２のバイパス部分を含む符号列を取得してもよい。
【０２００】
また、例えば、画像符号化復号装置は、画像符号化装置８００および画像復号装置９００を備えてもよい。
【０２０１】
本実施の形態の画像符号化装置８００および画像復号装置９００は、以下に示される例にも適用可能である。
【０２０２】
図２１は、実施の形態３に係るシンタックスの一例を示す図である。図２１に示されたｐｒｅｖ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｆｌａｇ、ｍｐｍ＿ｉｄｘおよびｒｅｍ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅは、輝度予測モードを示す要素である。ｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅは、色差予測モードを示す要素である。
【０２０３】
ｐｒｅｖ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｆｌａｇには、コンテキスト適応算術符号化が用いられる。ｍｐｍ＿ｉｄｘおよびｒｅｍ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅには、バイパス符号化が用いられる。ｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅには、コンテキスト適応算術符号化およびバイパス符号化が用いられる。
【０２０４】
なお、符号化側でコンテキスト適応算術符号化が用いられるコンテキスト適応部分には、復号側でコンテキスト適応算術復号が用いられる。同様に、符号化側でバイパス符号化が用いられるバイパス部分には、復号側でバイパス復号が用いられる。
【０２０５】
図２２は、実施の形態３に係る輝度の算術符号化を示す図である。輝度予測モードの特定には、ｍｐｍ＿ｉｄｘおよびｒｅｍ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅのいずれかが用いられる。ｍｐｍ＿ｉｄｘおよびｒｅｍ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅのいずれを用いるかは、ｐｒｅｖ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｆｌａｇによって特定される。ｍｐｍ＿ｉｄｘおよびｒｅｍ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅは、輝度予測モードを特定するための番号、および、その二値化値に対応する。
【０２０６】
図２３は、実施の形態３に係る色差の算術符号化を示す図である。色差予測モードの特定には、ｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅが用いられる。ｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅは、色差予測モードを特定するための番号、および、その二値化値に対応する。二値化値の１番目のビットには、コンテキスト適応算術符号化が用いられる。二値化値の２番目以降のビットには、バイパス符号化が用いられる。２番目以降のビットが存在しない場合、バイパス符号化は用いられない。
【０２０７】
図２４は、実施の形態３に係る画像のブロックを示す図である。画像のブロックには、符号化ユニット（ＣＵ：Ｃｏｄｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、予測ユニット（ＰＵ：Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  Ｕｎｉｔ）および変換ユニット（ＴＵ：Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ｕｎｉｔ）と呼ばれるデータ領域単位がある。符号化ユニットは、６４ｘ６４画素、３２ｘ３２画素、１６ｘ１６画素または８ｘ８画素である。最小の符号化ユニットのサイズは、現在、８ｘ８画素である。すなわち、最小の符号化ユニットのサイズを示すｌｏｇ２ＭｉｎＣＵｓｉｚｅは３である。
【０２０８】
面内予測の場合、予測ユニットのサイズは、基本的に、符号化ユニットのサイズに一致する。最小のサイズ（８ｘ８画素）よりも大きい符号化ユニットを４つの予測ユニットに分割することは認められていない。最小のサイズの符号化ユニットを４つの予測ユニットに分割することは認められている。すなわち、８ｘ８画素の符号化ユニットにおいて、４つの予測ユニットが含まれる場合がある。
【０２０９】
符号化ユニットのサイズに一致する予測ユニットの種別（ＰＵ＿ＴＹＰＥ）は、２Ｎｘ２Ｎと呼ばれる。４分割により得られる予測ユニットの種別は、ＮｘＮと呼ばれる。
【０２１０】
図２４は、符号化ユニット１０００に、予測ユニット１００１、予測ユニット１００２、予測ユニット１００３および予測ユニット１００４が含まれている例を示す。この場合、符号化ユニット１０００に対して、色差の面内予測が実行される。そして、予測ユニット１００１、予測ユニット１００２、予測ユニット１００３および予測ユニット１００４のそれぞれに対して、輝度の面内予測が実行される。したがって、符号化ユニット１０００に対して、１つの色差予測モードと、４つの輝度予測モードとが用いられる。
【０２１１】
図２５は、実施の形態３に係るシンタックスの第１の変形例を示す図である。図２４の場合、図２１に示されたシンタックスは、図２５のように変形される。図２５の場合、コンテキスト適応算術符号化と、バイパス符号化とが、交互に実行される。したがって、並列度を上げることは難しい。
【０２１２】
図２６は、実施の形態３に係るシンタックスの第２の変形例を示す図である。並列度を上げるため、図２５に示されたシンタックスは、図２６のように変形される。図２６では、ｐｒｅｖ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｆｌａｇが４回繰り返された後に、ｍｐｍ＿ｉｄｘまたはｒｅｍ＿ｉｎｔｒａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅが４回繰り返される。
【０２１３】
これにより、コンテキスト適応算術符号化が実行される複数のコンテキスト適応部分と、バイパス符号化が実行される複数のバイパス部分とが、それぞれ分けてまとめられる。したがって、並列度が上がる。
【０２１４】
図２７は、実施の形態３に係るシンタックスの第３の変形例を示す図である。図２７では、ｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅがｐｒｅｖ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｆｌａｇの次に配置される。これにより、輝度予測モードおよび色差予測モードの全体において、コンテキスト適応算術符号化が実行される複数のコンテキスト適応部分と、バイパス符号化が実行される複数のバイパス部分とが、それぞれ分けてまとめられる。したがって、並列度が改善される。
【０２１５】
また、ｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅのコンテキスト適応部分と、ｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅのバイパス部分とが連続するため、複雑度の増加が抑制される。
【０２１６】
なお、図２７において、ｐｒｅｖ＿ｉｎｔｒａ＿ｌｕｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｆｌａｇは、４回繰り返されてもよいし、繰り返されなくてもよい。同様に、ｍｐｍ＿ｉｄｘまたはｒｅｍ＿ｉｎｔｒａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅは、４回繰り返されてもよいし、繰り返されなくてもよい。すなわち、図２７の例は、符号化ユニットが４つの予測ユニットに分割される場合にも分割されない場合にも、適用可能である。いずれにしても、複数のバイパス部分がまとめられるため、並列度が改善される。
【０２１７】
また、符号化ユニットが４つの予測ユニットに分割される場合、図２５、図２６および図２７に示される各要素は、左上の予測ユニット１００１の要素として、符号化データに含まれてもよい。
【０２１８】
上記各実施の形態に示された画像符号化方法および画像復号方法では、複数の面内予測モードが組み合わされることにより、並列度が改善される。したがって、画像が、効率的に符号化され、効率的に復号される。
【０２１９】
上記各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、上記各実施の形態の画像符号化装置および画像復号方法など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。
【０２２０】
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、複数の面内予測モードを用いて画像を符号化する画像符号化方法であって、前記画像の符号化に用いられた第１の面内予測モードを示す第１の二値化データ、および、前記画像の符号化に用いられた第２の面内予測モードを示す第２の二値化データを符号化する符号化ステップを含み、前記符号化ステップでは、符号化済みデータに基づいて更新された変動確率を用いる算術符号化であるコンテキスト適応算術符号化によって、前記第１の二値化データの一部である第１のコンテキスト適応部分、および、前記第２の二値化データの一部である第２のコンテキスト適応部分を符号化し、予め定められた固定確率を用いる算術符号化であるバイパス符号化によって、前記第１の二値化データの他の一部である第１のバイパス部分、および、前記第２の二値化データの他の一部である第２のバイパス部分を符号化し、前記第１のコンテキスト適応部分および前記第２のコンテキスト適応部分を含み、前記第１のコンテキスト適応部分および前記第２のコンテキスト適応部分の後に前記第１のバイパス部分および前記第２のバイパス部分を含む符号化データを生成する画像符号化方法を実行させる。
【０２２１】
また、このプログラムは、コンピュータに、複数の面内予測モードを用いて画像を復号する画像復号方法であって、前記画像の復号に用いられる第１の面内予測モードを示す第１の二値化データ、および、前記画像の復号に用いられる第２の面内予測モードを示す第２の二値化データを復号する復号ステップを含み、前記復号ステップでは、前記第１の二値化データの一部である第１のコンテキスト適応部分、および、前記第２の二値化データの一部である第２のコンテキスト適応部分を含み、前記第１のコンテキスト適応部分および前記第２のコンテキスト適応部分の後に、前記第１の二値化データの他の一部である第１のバイパス部分、および、前記第２の二値化データの他の一部である第２のバイパス部分を含む符号化データを取得し、復号済みデータに基づいて更新された変動確率を用いる算術復号であるコンテキスト適応算術復号によって、前記第１のコンテキスト適応部分および前記第２のコンテキスト適応部分を復号し、予め定められた固定確率を用いる算術復号であるバイパス復号によって、前記第１のバイパス部分および前記第２のバイパス部分を復号する画像復号方法を実行させてもよい。
【０２２２】
以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る画像符号化方法および画像復号方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、こ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、本発明の１つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０２２３】
（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（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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
図２８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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図２８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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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）。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図２９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）。
【０２３５】
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。
【０２３６】
図３０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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
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。
【０２４１】
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３１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。
【０２４２】
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。
【０２４３】
図３２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。
【０２４４】
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。
【０２４５】
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３０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。
【０２４６】
図３３Ａ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。
【０２４７】
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図３３Ｂ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。
【０２４８】
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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
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。
【０２５３】
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。
【０２５４】
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。
【０２５５】
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。
【０２５６】
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。
【０２５７】
（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。
【０２５８】
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。
【０２５９】
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。
【０２６０】
図３４は、多重化データの構成を示す図である。図３４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。
【０２６１】
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。
【０２６２】
図３５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。
【０２６３】
図３６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３６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３６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。
【０２６４】
図３７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３７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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
図３８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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
多重化データ情報ファイルは、図３９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。
【０２６９】
多重化データ情報は図３９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。
【０２７０】
ストリーム属性情報は図４０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。
【０２７１】
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。
【０２７２】
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４１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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
（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４２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。
【０２７５】
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。
【０２７６】
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。
【０２７７】
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。
【０２７８】
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。
【０２７９】
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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
（実施の形態７）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置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。
【０２８２】
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４３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。
【０２８３】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図４２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４２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５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５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４５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。
【０２８４】
図４４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。
【０２８５】
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。
【０２８６】
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。
【０２８７】
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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
（実施の形態８）
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。
【０２９０】
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４６Ａ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、それ以外の逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
【０２９１】
また、処理を一部共有化する他の例を図４６Ｂ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。
【０２９２】
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】
【０２９３】
本発明の一態様に係る画像符号化方法および画像復号方法は、例えば、テレビジョン受像機、デジタルビデオレコーダ、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】
【０２９４】
１００、５００、Ｘ００  面内予測モード復号部
１０１  輝度予測モードプリフィックス復号部
１０２  輝度予測モードサフィックス復号部
１０３  色差予測モードプリフィックス復号部
１０４  色差予測モードサフィックス復号部
１０５、５０３  輝度予測モード復元部
１０６、５０４  色差予測モード復元部
２００、８００  画像符号化装置
２０５  減算器
２１０  変換量子化部
２２０  エントロピー符号化部
２３０、４２０  逆量子化逆変換部
２３５、４２５  加算器
２４０、４３０  デブロッキングフィルタ
２５０、４４０  メモリ
２６０、４５０  イントラ予測部
２７０  動き検出部
２８０、４６０  動き補償部
２９０、４７０  イントラ／インター切替えスイッチ
４００、９００  画像復号装置
４１０  エントロピー復号部
５０１  ミックスモードプリフィックス復号部
５０２  ミックスモードサフィックス復号部
８０１  符号化部
９０１  復号部
１０００  符号化ユニット（Ｃｏｄｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）
１００１、１００２、１００３、１００４  予測ユニット（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  Ｕｎｉｔ）
Ｘ０１  輝度予測モード復号部
Ｘ０２  色差予測モード復号部
【要約】
【課題】画像の情報を効率的に処理する。
【解決手段】復号方法は、第１の面内予測モードの第１の二値化データと第２の面内予測モードの第２の二値化データとを含む符号化データを取得する取得ステップと、符号化データから第１および第２の面内予測モードを復号する復号ステップとを含み、符号化データは、第１の二値化データの一部である第１のコンテキスト依存部分、および、第２の二値化データの一部である第２のコンテキスト依存部分を含み、第１および第２のコンテキスト依存部分の後に、第１の二値化データの他の一部である第１のバイパス部分、および、第２の二値化データの他の一部である第２のバイパス部分を含み、復号ステップでは、コンテキスト適応算術復号で第１および第２のコンテキスト依存部分を復号し、バイパス復号で第１および第２のバイパス部分を復号する。
【選択図】図２０【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６Ａ】
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【図４６Ｂ】
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