(57)【要約】【課題】符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることができるようにする。【解決手段】入力データ量算出部３６１は、当該CUの入力データ量を算出する。PCM判定部３６２は、当該CUの発生符号量を取得し、それを入力データ量と比較する。PCM判定部３６２は、その比較結果に基づいて、CU毎にI_PCMモードを選択するか否かを判定する。その判定結果に基づいて、符号化制御部３６３は、CU符号化部３３２やI_PCM_flag生成部３４１を制御し、適応シフト制御部３６４は、適応左シフト部３０３、適応右シフト部３１３、および適応左シフト部３１５を制御し、フィルタ制御部３６５は、画素仕分け部３５２を制御する。本発明は、例えば、画像処理装置に適用することができる。【選択図】図９
2014099895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを符号化する際の符号化モードとして、前記画像データを符号化データとして出力する符号化モードである非圧縮モードが選択されたかを、階層構造を有する符号化単位毎に判定する符号化モード判定部と、
前記符号化モード判定部により判定されたモードに従って、前記符号化データを前記符号化単位毎に復号する復号部と
を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記符号化モード判定部により前記非圧縮モードが選択されたと判定された符号化単位を対象として、符号化する際に設定されたビット深度に従って復号させるように制御する制御部
をさらに備える請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記符号化モード判定部により前記非圧縮モードが選択されたと判定された符号化単位を対象として、符号化する際に設定されたビット深度を変更する処理をスキップさせるように制御する制御部
をさらに備える請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記符号化モード判定部により前記非圧縮モードが選択されたと判定された符号化単位を対象として、前記復号部により復号された画像にフィルタリングを行うフィルタ処理をスキップさせるように制御する制御部
をさらに備える請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記フィルタ処理が行われるかを識別するフィルタ識別情報を用いて、前記復号部により復号された画像にフィルタリングを行うフィルタ処理部
をさらに備える請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記符号化モード判定部は、前記符号化単位毎に前記非圧縮モードが選択されたかを示す符号化モード識別情報に基づいて、前記非圧縮モードが選択されたかを判定する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項７】
複数の符号化単位から構成されるブロックに、前記非圧縮モードが選択された符号化単位があることを識別する識別情報を用いて、前記復号部により復号された画像にフィルタリングを行うフィルタ処理部をさらに備える
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記複数の符号化単位から構成されるブロックは、最大サイズの符号化単位であるLCU（Largest Coding Unit）である
請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
画像処理装置の画像処理方法であって、
画像データを符号化する際の符号化モードとして、前記画像データを符号化データとして出力する符号化モードである非圧縮モードが選択されたかを、階層構造を有する符号化単位毎に判定し、
判定されたモードに従って前記符号化データを前記符号化単位毎に復号する
画像処理方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の画像処理装置により生成された画像データが記録された記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置および方法に関し、特に、符号化処理の効率の低減を抑制しながら、符号化効率を向上させることができるようにした画像処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像情報をデジタルとして取り扱い、その際、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的とし、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償により圧縮するMPEG（Moving Picture Experts Group）などの方式に準拠した装置が、放送局などの情報配信、及び一般家庭における情報受信の双方において普及しつつある。
【０００３】
特に、MPEG2（ISO（International Organization for Standardization）/IEC（International Electrotechnical Commission） 13818-2）は、汎用画像符号化方式として定義されており、飛び越し走査画像及び順次走査画像の双方、並びに標準解像度画像及び高精細画像を網羅する標準で、プロフェッショナル用途及びコンシューマ用途の広範なアプリケーションに現在広く用いられている。MPEG2圧縮方式を用いることにより、例えば７２０×４８０画素を持つ標準解像度の飛び越し走査画像であれば４〜８Ｍｂｐｓ、１９２０×１０８８画素を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば１８〜２２Ｍｂｐｓの符号量（ビットレート）を割り当てることで、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能である。
【０００４】
MPEG2は主として放送用に適合する高画質符号化を対象としていたが、MPEG1より低い符号量（ビットレート）、つまりより高い圧縮率の符号化方式には対応していなかった。携帯端末の普及により、今後そのような符号化方式のニーズは高まると思われ、これに対応してMPEG4符号化方式の標準化が行われた。画像符号化方式に関しては、１９９８年１２月にISO/IEC 14496-2としてその規格が国際標準に承認された。
【０００５】
更に、近年、当初テレビ会議用の画像符号化を目的として、H.26L （ITU-T（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector） Q6/16 VCEG（Video Coding Expert Group））という標準の規格化が進んでいる。H.26LはMPEG2やMPEG4といった従来の符号化方式に比べ、その符号化、復号化により多くの演算量が要求されるものの、より高い符号化効率が実現されることが知られている。また、現在、MPEG4の活動の一環として、このH.26Lをベースに、H.26Lではサポートされない機能をも取り入れ、より高い符号化効率を実現する標準化がJoint Model of Enhanced-Compression Video Codingとして行われている。
【０００６】
標準化のスケジュールとしては、２００３年３月にはH.264及びMPEG-4 Part10 （Advanced Video Coding、以下AVCと記す）という名の元に国際標準となった。
【０００７】
更に、その拡張として、RGBや4:2:2、4:4:4といった、業務用に必要な符号化ツールや、MPEG-2で規定されていた8x8DCT（Discrete Cosine Transform）や量子化マトリクスをも含んだFRExt（Fidelity Range Extension）の標準化が２００５年２月に完了し、これにより、AVCを用いて、映画に含まれるフィルムノイズをも良好に表現することが可能な符号化方式となって、Blu-Ray Disc等の幅広いアプリケーションに用いられる運びとなった。
【０００８】
しかしながら、昨今、ハイビジョン画像の４倍の、４０００×２０００画素程度の画像を圧縮したい、或いは、インターネットのような、限られた伝送容量の環境において、ハイビジョン画像を配信したいといった、更なる高圧縮率符号化に対するニーズが高まっている。このため、ITU-T傘下のVCEG（Video Coding Expert Group）において、符号化効率の改善に関する検討が継続され行なわれている。
【０００９】
ところで、現在、AVCより更なる符号化効率の向上を目的として、ITU-Tと、ISO/IECの共同の標準化団体であるJCTVC（Joint Collaboration Team - Video Coding）により、HEVC（High Efficiency Video Coding）と呼ばれる符号化方式の標準化が進められている（例えば、非特許文献１参照）。
【００１０】
このHEVC符号化方式においては、AVCにおけるマクロブロックと同様の処理単位としてコーディングユニット（CU（Coding Unit））が定義されている。このCUは、AVCのマクロブロックのようにサイズが16×16画素に固定されず、それぞれのシーケンスにおいて、画像圧縮情報中において指定される。
【００１１】
CUは、最大のLCU（Largest Coding Unit）から最小のSCU（Smallest Coding Unit）まで階層的に構成される。つまり、概ね、LCUがAVCのマクロブロックに相当し、そのLCUより下の階層のCU（LCUより小さなCU）がAVCのサブマクロブロックに相当すると考えることもできる。
【００１２】
ところで、画像データを符号化して出力する符号化モードと、画像データを符号化せずに出力する非符号化モードとを有し、符号化モードにするか非符号化モードにするかをマクロブロック単位で選択し、１ピクチャ内において符号化モードと非符号化モードとを混在させることができる符号化方式がある（例えば特許文献１参照）。AVC符号化方式においても、mb_typeとして、画像データを符号化せずに出力させるI_PCMモードがサポートされている（例えば特許文献２参照）。これは、量子化パラメータをQP=0のように小さな値にした場合、符号化データの情報量が、入力画像を上回る場合、算術符号化処理のリアルタイム動作を保証するために用いられる。また、I-PCMを用いることにより、ロスレス符号化を実現することも可能である。
【００１３】
また、内部演算を増大させる方法が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。これにより、直交変換や動き補償といった処理における内部演算誤差をより小さいものにし、符号化効率を向上させることが可能である。
【００１４】
さらに、動き補償ループ内にFIRフィルタを持つ手法が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。符号化装置においては、このFIRフィルタ係数を、入力画像との誤差を最小にするよう、Wiener Filterにより求めることで、参照画像における劣化を最小限に抑え、出力となる画像圧縮情報の符号化効率を向上させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第３９９２３０３号
【特許文献２】特許第４２４０２８３号
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】"Test Model under Consideration",JCTVC-B205,Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG112nd Meeting:Geneva,CH,21-28 July, 2010
【非特許文献２】Takeshi Chujoh,Reiko Noda,"Internal bit depth increase except frame memory",VCEG-AF07,ITU - Telecommunications Standardization SectorSTUDY GROUP 16 Question 6Video Coding Experts Group (VCEG)32nd Meeting: San Jose, USA, 20-21 April, 2007
【非特許文献３】Takeshi Chujoh,Goki Yasuda,Naofumi Wada,Takashi Watanabe,Tomoo Yamakage,"Block-based Adaptive Loop Filter",VCEG-AI18,ITU - Telecommunications Standardization SectorSTUDY GROUP 16 Question 6Video Coding Experts Group (VCEG)35th Meeting: Berlin, Germany, 16-18 July, 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、HEVCのようにCUを定義し、そのCUを単位として各種処理を行うような符号化方式の場合、AVCにおけるマクロブロックはLCUに相当すると考えられるが、LCU単位でしかI_PCMを設定できないと、処理の単位が、最大128×128画素単位であるため、不要な符号化処理が増大し、符号化処理の効率が低減する恐れがあった。例えば、CABACのリアルタイム動作を保証するのが困難になる恐れがあった。
【００１８】
また、非特許文献２や非特許文献３において提案されている符号化方式は、AVC符号化方式に含まれないものであり、I_PCMモードへの対応は開示されていなかった。
【００１９】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の一側面は、画像データを符号化する際の符号化モードとして、前記画像データを符号化データとして出力する符号化モードである非圧縮モードが選択されたかを、階層構造を有する符号化単位毎に判定する符号化モード判定部と、前記符号化モード判定部により判定されたモードに従って、前記符号化データを前記符号化単位毎に復号する復号部とを備える画像処理装置である。
【００２１】
前記符号化モード判定部により前記非圧縮モードが選択されたと判定された符号化単位を対象として、符号化する際に設定されたビット深度に従って復号させるように制御する制御部をさらに備えることができる。
【００２２】
前記符号化モード判定部により前記非圧縮モードが選択されたと判定された符号化単位を対象として、符号化する際に設定されたビット深度を変更する処理をスキップさせるように制御する制御部をさらに備えることができる。
【００２３】
前記符号化モード判定部により前記非圧縮モードが選択されたと判定された符号化単位を対象として、前記復号部により復号された画像にフィルタリングを行うフィルタ処理をスキップさせるように制御する制御部をさらに備えることができる。
【００２４】
前記フィルタ処理が行われるかを識別するフィルタ識別情報を用いて、前記復号部により復号された画像にフィルタリングを行うフィルタ処理部をさらに備えることができる。
【００２５】
前記符号化モード判定部は、前記符号化単位毎に前記非圧縮モードが選択されたかを示す符号化モード識別情報に基づいて、前記非圧縮モードが選択されたかを判定することができる。
【００２６】
複数の符号化単位から構成されるブロックに、前記非圧縮モードが選択された符号化単位があることを識別する識別情報を用いて、前記復号部により復号された画像にフィルタリングを行うフィルタ処理部をさらに備えることができる。
【００２７】
前記複数の符号化単位から構成されるブロックは、最大サイズの符号化単位であるLCU（Largest Coding Unit）であることができる。
【００２８】
本発明の一側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、画像データを符号化する際の符号化モードとして、前記画像データを符号化データとして出力する符号化モードである非圧縮モードが選択されたかを、階層構造を有する符号化単位毎に判定し、判定されたモードに従って前記符号化データを前記符号化単位毎に復号する画像処理装置である。
【００２９】
本発明の一側面は、さらに、請求項１に記載の画像処理装置により生成された画像データが記録された記録媒体である。
【００３０】
本発明の一側面においては、画像データを符号化する際の符号化モードとして、前記画像データを符号化データとして出力する符号化モードである非圧縮モードが選択されたかが、階層構造を有する符号化単位毎に判定され、判定されたモードに従って前記符号化データが前記符号化単位毎に復号される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、画像を処理することができる。特に、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】AVC符号化方式に基づく画像圧縮情報を出力する画像符号化装置を示すブロック図である。
【図２】AVC符号化方式に基づく画像圧縮情報を入力とする画像復号装置を示すブロック図である。
【図３】マクロブロックの種類の例を示す図である。
【図４】コーディングユニットの構成例を説明する図である。
【図５】内部演算においてビット量を増大させる方法を説明する図である。
【図６】適応ループフィルタを説明する図である。
【図７】本実施の画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図８】図７の可逆符号化部、ループフィルタ、およびPCM符号化部の主な構成例を示すブロック図である。
【図９】図８のPCM決定部の主な構成例を示すブロック図である。
【図１０】符号化処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１１】PCM符号化制御処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１２】PCM符号化処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１３】参照画像生成処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１４】ループフィルタ処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１５】本実施の画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１５の可逆復号部、ループフィルタ、およびPCM復号部の主な構成例を示すブロック図である。
【図１７】復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１８】復号処理の流れの例を説明する、図１７に続くフローチャートである。
【図１９】ループフィルタ処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図２０】I_PCM情報の例を説明する図である。
【図２１】本実施のパーソナルコンピュータの主な構成例を示すブロック図である。
【図２２】本実施のテレビジョン受像機の主な構成例を示すブロック図である。
【図２３】本実施の携帯電話機の主な構成例を示すブロック図である。
【図２４】本実施のハードディスクレコーダの主な構成例を示すブロック図である。
【図２５】本発明を適用したカメラの主な構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（画像符号化装置）
２．第２の実施の形態（画像復号装置）
３．第３の実施の形態（パーソナルコンピュータ）
４．第４の実施の形態（テレビジョン受像機）
５．第５の実施の形態（携帯電話機）
６．第６の実施の形態（ハードディスクレコーダ）
７．第７の実施の形態（カメラ）
【００３４】
＜１．第１の実施の形態＞
［AVC符号化方式の画像符号化装置］
図１は、H．264及びMPEG（Moving Picture Experts Group）4 Part10（AVC（Advanced Video Coding））符号化方式により画像を符号化する画像符号化装置の一実施の形態の構成を表している。
【００３５】
図１に示される画像符号化装置１００は、AVC規格に基づいた符号化方式で画像を符号化し、出力する装置である。図１に示されるように、画像符号化装置１００は、A/D変換部１０１、画面並べ替えバッファ１０２、演算部１０３、直交変換部１０４、量子化部１０５、可逆符号化部１０６、および蓄積バッファ１０７を有する。また、画像符号化装置１００は、逆量子化部１０８、逆直交変換部１０９、演算部１１０、デブロックフィルタ１１１、フレームメモリ１１２、選択部１１３、イントラ予測部１１４、動き予測・補償部１１５、選択部１１６、およびレート制御部１１７を有する。
【００３６】
A/D変換部１０１は、入力された画像データをA/D変換し、画面並べ替えバッファ１０２に出力し、記憶させる。画面並べ替えバッファ１０２は、記憶した表示の順番のフレームの画像を、GOP（Group of Picture）構造に応じて、符号化のためのフレームの順番に並べ替える。画面並べ替えバッファ１０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、演算部１０３に供給する。また、画面並べ替えバッファ１０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５にも供給する。
【００３７】
演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算し、その差分情報を直交変換部１０４に出力する。
【００３８】
例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、イントラ予測部１１４から供給される予測画像を減算する。また、例えば、インター符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算する。
【００３９】
直交変換部１０４は、演算部１０３から供給される差分情報に対して、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換を施し、その変換係数を量子化部１０５に供給する。
【００４０】
量子化部１０５は、直交変換部１０４が出力する変換係数を量子化する。量子化部１０５は、レート制御部１１７から供給される符号量の目標値に関する情報に基づいて量子化パラメータを設定し、量子化を行う。量子化部１０５は、量子化された変換係数を可逆符号化部１０６に供給する。
【００４１】
可逆符号化部１０６は、その量子化された変換係数に対して、可変長符号化、算術符号化等の可逆符号化を施す。係数データは、レート制御部１１７の制御の下で量子化されているので、この符号量は、レート制御部１１７が設定した目標値となる（若しくは目標値に近似する）。
【００４２】
可逆符号化部１０６は、イントラ予測を示す情報などをイントラ予測部１１４から取得し、インター予測モードを示す情報や動きベクトル情報などを動き予測・補償部１１５から取得する。なお、イントラ予測（画面内予測）を示す情報は、以下、イントラ予測モード情報とも称する。また、インター予測（画面間予測）を示す情報モードを示す情報は、以下、インター予測モード情報とも称する。
【００４３】
可逆符号化部１０６は、量子化された変換係数を符号化するとともに、フィルタ係数、イントラ予測モード情報、インター予測モード情報、および量子化パラメータなどの各種情報を、符号化データのヘッダ情報の一部とする（多重化する）。可逆符号化部１０６は、符号化して得られた符号化データを蓄積バッファ１０７に供給して蓄積させる。
【００４４】
例えば、可逆符号化部１０６においては、可変長符号化または算術符号化等の可逆符号化処理が行われる。可変長符号化としては、H．264/AVC方式で定められているCAVLC（Context-Adaptive Variable Length Coding）などがあげられる。算術符号化としては、CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）などがあげられる。
【００４５】
蓄積バッファ１０７は、可逆符号化部１０６から供給された符号化データを、一時的に保持し、所定のタイミングにおいて、H．264/AVC方式で符号化された符号化画像として、例えば、後段の図示せぬ記録装置や伝送路などに出力する。
【００４６】
また、量子化部１０５において量子化された変換係数は、逆量子化部１０８にも供給される。逆量子化部１０８は、その量子化された変換係数を、量子化部１０５による量子化に対応する方法で逆量子化する。逆量子化部１０８は、得られた変換係数を、逆直交変換部１０９に供給する。
【００４７】
逆直交変換部１０９は、供給された変換係数を、直交変換部１０４による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。逆直交変換された出力（復元された差分情報）は、演算部１１０に供給される。
【００４８】
演算部１１０は、逆直交変換部１０９より供給された逆直交変換結果、すなわち、復元された差分情報に、選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を加算し、局部的に復号された画像（復号画像）を得る。
【００４９】
例えば、差分情報が、イントラ符号化が行われる画像に対応する場合、演算部１１０は、その差分情報にイントラ予測部１１４から供給される予測画像を加算する。また、例えば、差分情報が、インター符号化が行われる画像に対応する場合、演算部１１０は、その差分情報に動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を加算する。
【００５０】
その加算結果は、デブロックフィルタ１１１またはフレームメモリ１１２に供給される。
【００５１】
デブロックフィルタ１１１は、適宜デブロックフィルタ処理を行うことにより復号画像のブロック歪を除去する。デブロックフィルタ１１１は、そのフィルタ処理結果をフレームメモリ１１２に供給する。なお、演算部１１０から出力される復号画像は、デブロックフィルタ１１１を介さずにフレームメモリ１１２に供給することができる。すなわち、デブロックフィルタ１１１のデブロックフィルタ処理は省略することができる。
【００５２】
フレームメモリ１１２は、供給される復号画像を記憶し、所定のタイミングにおいて、記憶している復号画像を参照画像として、選択部１１３を介してイントラ予測部１１４または動き予測・補償部１１５に出力する。
【００５３】
例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、フレームメモリ１１２は、参照画像を、選択部１１３を介してイントラ予測部１１４に供給する。また、例えば、インター符号化が行われる場合、フレームメモリ１１２は、参照画像を、選択部１１３を介して動き予測・補償部１１５に供給する。
【００５４】
選択部１１３は、フレームメモリ１１２から供給される参照画像がイントラ符号化を行う画像である場合、その参照画像をイントラ予測部１１４に供給する。また、選択部１１３は、フレームメモリ１１２から供給される参照画像がインター符号化を行う画像である場合、その参照画像を動き予測・補償部１１５に供給する。
【００５５】
イントラ予測部１１４は、選択部１１３を介してフレームメモリ１１２から供給される処理対象ピクチャ内の画素値を用いて予測画像を生成するイントラ予測（画面内予測）を行う。イントラ予測部１１４は、予め用意された複数のモード（イントラ予測モード）でこのイントラ予測を行う。
【００５６】
H.264画像情報符号化方式において、輝度信号に対しては、イントラ4×4予測モード、イントラ8×8予測モード及びイントラ16×16予測モードが定義されており、また、色差信号に関しては、それぞれのマクロブロックごとに、輝度信号とは独立した予測モードを定義することが可能である。イントラ4×4予測モードについては、それぞれの4×4輝度ブロックに対して、イントラ8×8予測モードについては、それぞれの8×8輝度ブロックに対して、１つのイントラ予測モードが定義されることになる。イントラ16×16予測モード、並びに、色差信号に対しては、１つのマクロブロックに対して、それぞれ１つの予測モードが定義されることになる。
【００５７】
イントラ予測部１１４は、候補となる全てのイントラ予測モードで予測画像を生成し、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像を用いて各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。イントラ予測部１１４は、最適なイントラ予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、選択部１１６を介して演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【００５８】
また、上述したように、イントラ予測部１１４は、採用されたイントラ予測モードを示すイントラ予測モード情報等の情報を、適宜可逆符号化部１０６に供給する。
【００５９】
動き予測・補償部１１５は、インター符号化が行われる画像について、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像と、選択部１１３を介してフレームメモリ１１２から供給される参照画像とを用いて、動き予測（インター予測）を行い、検出された動きベクトルに応じて動き補償処理を行い、予測画像（インター予測画像情報）を生成する。動き予測・補償部１１５は、予め用意された複数のモード（インター予測モード）でこのようなインター予測を行う。
【００６０】
動き予測・補償部１１５は、候補となる全てのインター予測モードで予測画像を生成し、各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。動き予測・補償部１１５は、生成された予測画像を、選択部１１６を介して演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【００６１】
また、動き予測・補償部１１５は、採用されたインター予測モードを示すインター予測モード情報や、算出した動きベクトルを示す動きベクトル情報を可逆符号化部１０６に供給する。
【００６２】
選択部１１６は、イントラ符号化を行う画像の場合、イントラ予測部１１４の出力を演算部１０３や演算部１１０に供給し、インター符号化を行う画像の場合、動き予測・補償部１１５の出力を演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【００６３】
レート制御部１１７は、蓄積バッファ１０７に蓄積された圧縮画像に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
【００６４】
［AVC符号化方式の画像復号装置］
図２は、離散コサイン変換若しくはカルーネン・レーベ変換等の直交変換と動き補償により画像圧縮を実現する画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。図２に示される画像復号装置２００は、図１の画像符号化装置１００に対応する復号装置である。
【００６５】
画像符号化装置１００より符号化された符号化データは、例えば伝送路や記録媒体等、任意の経路を介して、この画像符号化装置１００に対応する画像復号装置２００に供給され、復号される。
【００６６】
図２に示されるように、画像復号装置２００は、蓄積バッファ２０１、可逆復号部２０２、逆量子化部２０３、逆直交変換部２０４、演算部２０５、デブロックフィルタ２０６、画面並べ替えバッファ２０７、およびD/A変換部２０８を有する。また、画像復号装置２００は、フレームメモリ２０９、選択部２１０、イントラ予測部２１１、動き予測・補償部２１２、および選択部２１３を有する。
【００６７】
蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化データを蓄積する。この符号化データは、画像符号化装置１００により符号化されたものである。可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１から所定のタイミングで読み出された符号化データを、図１の可逆符号化部１０６の符号化方式に対応する方式で復号する。
【００６８】
また、当該フレームがイントラ符号化されたものである場合、符号化データのヘッダ部にはイントラ予測モード情報が格納されている。可逆復号部２０２は、このイントラ予測モード情報も復号し、その情報をイントラ予測部２１１に供給する。これに対して、当該フレームがインター符号化されたものである場合、符号化データのヘッダ部には動きベクトル情報が格納されている。可逆復号部２０２は、この動きベクトル情報も復号し、その情報を動き予測・補償部２１２に供給する。
【００６９】
逆量子化部２０３は、可逆復号部２０２により復号されて得られた係数データ（量子化係数）を、図１の量子化部１０５の量子化方式に対応する方式で逆量子化する。つまり、逆量子化部２０３は、図１の逆量子化部１０８と同様の方法で量子化係数の逆量子化を行う。
【００７０】
逆量子化部２０３は、逆量子化された係数データ、つまり、直交変換係数を、逆直交変換部２０４に供給する。逆直交変換部２０４は、図１の直交変換部１０４の直交変換方式に対応する方式（図１の逆直交変換部１０９と同様の方式）で、その直交変換係数を逆直交変換し、画像符号化装置１００において直交変換される前の残差データに対応する復号残差データを得る。例えば、４次の逆直交変換が施される。
【００７１】
逆直交変換されて得られた復号残差データは、演算部２０５に供給される。また、演算部２０５には、選択部２１３を介して、イントラ予測部２１１若しくは動き予測・補償部２１２から予測画像が供給される。
【００７２】
演算部２０５は、その復号残差データと予測画像とを加算し、画像符号化装置１００の演算部１０３により予測画像が減算される前の画像データに対応する復号画像データを得る。演算部２０５は、その復号画像データをデブロックフィルタ２０６に供給する。
【００７３】
デブロックフィルタ２０６は、供給された復号画像のブロック歪を除去した後、画面並べ替えバッファ２０７に供給する。
【００７４】
画面並べ替えバッファ２０７は、画像の並べ替えを行う。すなわち、図１の画面並べ替えバッファ１０２により符号化の順番のために並べ替えられたフレームの順番が、元の表示の順番に並べ替えられる。D/A変換部２０８は、画面並べ替えバッファ２０７から供給された画像をD/A変換し、図示せぬディスプレイに出力し、表示させる。
【００７５】
デブロックフィルタ２０６の出力は、さらに、フレームメモリ２０９に供給される。
【００７６】
フレームメモリ２０９、選択部２１０、イントラ予測部２１１、動き予測・補償部２１２、および選択部２１３は、画像符号化装置１００のフレームメモリ１１２、選択部１１３、イントラ予測部１１４、動き予測・補償部１１５、および選択部１１６にそれぞれ対応する。
【００７７】
選択部２１０は、インター処理される画像と参照される画像をフレームメモリ２０９から読み出し、動き予測・補償部２１２に供給する。また、選択部２１０は、イントラ予測に用いられる画像をフレームメモリ２０９から読み出し、イントラ予測部２１１に供給する。
【００７８】
イントラ予測部２１１には、ヘッダ情報を復号して得られたイントラ予測モードを示す情報等が可逆復号部２０２から適宜供給される。イントラ予測部２１１は、この情報に基づいて、フレームメモリ２０９から取得した参照画像から予測画像を生成し、生成した予測画像を選択部２１３に供給する。
【００７９】
動き予測・補償部２１２は、ヘッダ情報を復号して得られた情報（予測モード情報、動きベクトル情報、参照フレーム情報、フラグ、および各種パラメータ等）を可逆復号部２０２から取得する。
【００８０】
動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給されるそれらの情報に基づいて、フレームメモリ２０９から取得した参照画像から予測画像を生成し、生成した予測画像を選択部２１３に供給する。
【００８１】
選択部２１３は、動き予測・補償部２１２またはイントラ予測部２１１により生成された予測画像を選択し、演算部２０５に供給する。
【００８２】
［マクロブロックタイプ］
ところで、特許文献１に示されるように、画像データを符号化して出力する符号化モードと、画像データを符号化せずに出力する非符号化モードとを有し、符号化モードにするか非符号化モードにするかをマクロブロック単位で選択し、１ピクチャ内において符号化モードと非符号化モードとを混在させることができる符号化方式がある。特許文献２に示されるように、AVC符号化方式においても、図３に示されるとおり、マクロブロックの種類（mb_type）の１つとして、画像データを符号化せずに出力させるI_PCM（Intra-block pulse code modulation）モードがサポートされている。
【００８３】
これは、量子化パラメータをQP=0のように小さな値にした場合、符号化データの情報量が、入力画像を上回る場合、算術符号化処理のリアルタイム動作を保証するために用いられる。また、I-PCMモードを用いることにより、ロスレス符号化を実現することも可能である。
【００８４】
［コスト関数］
ところで、AVC符号化方式において、より高い符号化効率を達成するには、適切な予測モードの選択が重要である。
【００８５】
かかる選択方式の例として、http://iphome.hhi.de/suehring/tml/index.htm において公開されている、JM (Joint Model) と呼ばれるH.264/MPEG-4 AVCの参照ソフトウエアに実装されている方法を挙げることが出来る。
【００８６】
JMにおいては、以下に述べる、High Complexity Modeと、Low Complexity Modeの2通りのモード判定方法を選択することが可能である。どちらも、それぞれの予測モードModeに関するコスト関数値を算出し、これを最小にする予測モードを当該ブロック乃至マクロブロックに対する最適モードとして選択する。
【００８７】
High Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（１）のようになる。
【００８８】
Cost（Mode∈Ω）＝D＋λ＊R  ・・・（１）
【００８９】
ここで、Ωは、当該ブロック乃至マクロブロックを符号化するための候補モードの全体集合、Dは、当該予測モードModeで符号化した場合の、復号画像と入力画像の差分エネルギーである。λは、量子化パラメータの関数として与えられるLagrange未定乗数である。Rは、直交変換係数を含んだ、当該モードModeで符号化した場合の総符号量である。
【００９０】
つまり、High Complexity Modeでの符号化を行うには、上記パラメータD及びRを算出するため、全ての候補モード（Mode）により、一度、仮エンコード処理を行なう必要があり、より高い演算量を要する。
【００９１】
Low Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（２）のようになる。
【００９２】
Cost（Mode∈Ω）＝D＋QP2Quant(QP)＊HeaderBit  ・・・（２）
【００９３】
ここで、Dは、High Complexity Modeの場合と異なり、予測画像と入力画像の差分エネルギーとなる。QP2Quant(QP) は、量子化パラメータQPの関数として与えられ、HeaderBitは、直交変換係数を含まない、動きベクトルや、モードといった、Headerに属する情報に関する符号量である。
【００９４】
すなわち、Low Complexity Modeにおいては、それぞれの候補モード（Mode）に関して、予測処理を行う必要があるが、復号化画像までは必要ないため、符号化処理まで行う必要はない。このため、High Complexity Modeより低い演算量での実現が可能である。
【００９５】
［コーディングユニット］
次に、非特許文献１に記載のHEVC符号化方式において定められている、コーディングユニット（Coding Unit）について説明する。
【００９６】
Coding Unit（CU）は、Coding Tree Block（CTB）とも呼ばれ、AVCにおけるマクロブロックと同様の役割を果たす、ピクチャ単位の画像の部分領域である。後者は、１６×１６画素の大きさに固定されているのに対し、前者の大きさは固定されておらず、それぞれのシーケンスにおいて、画像圧縮情報中において指定されることになる。
【００９７】
特に、最大の大きさを持つCUを、LCU（Largest Coding Unit）と呼び、また、最小の大きさを持つCUをSCU（Smallest Coding Unit）と称する。例えば画像圧縮情報に含まれるシーケンスパラメータセット（SPS）において、これらの領域のサイズが指定されることになるが、それぞれ、正方形で、２の冪乗で表される大きさに限定される。
【００９８】
図４に、HEVCで定義されているコーディングユニット（Coding Unit）の例を示す。図４の例では、LCUの大きさが１２８であり、最大階層深度が５となる。２Ｎ×２Ｎの大きさのCUは、split_flagの値が「１」である時、１つ下の階層となる、Ｎ×Ｎの大きさのCUに分割される。
【００９９】
更に、CUは、イントラ若しくはインター予測の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）であるプレディクションユニット（Prediction Unit（PU））に分割され、また、直交変換の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）である、トランスフォームユニット（Transform Unit（TU））に分割される。現在、HEVCにおいては、４×４及び８×８に加え、１６×１６及び３２×３２直交変換を用いることが可能である。
【０１００】
［IBDI］
ところで、非特許文献２においては、図５に示されるような、内部演算を増大させる方法（IBDI（Internal bit depth increase except frame memory））が提案されている。この方法の場合、図５に示されるように、符号化装置および復号装置の、量子化処理、可逆符号化処理、逆量子化処理、フィルタ処理、予測処理、および可逆復号処理等において、データのビット深度を例えば８ビットから１２ビットに拡張する。これにより、直交変換や動き補償といった処理における内部演算誤差をより小さいものにし、符号化効率を向上させることが可能である。
【０１０１】
［BALF］
ところで、非特許文献３においては、図５に示されるように、動き補償ループ内にFIRフィルタを持ち、そのフィルタにより適応的にループフィルタ処理（BALF（Block-based Adaptive Loop Filter））を行う手法が提案されている。符号化装置においては、このFIRフィルタ係数を、入力画像との誤差を最小にするよう、Wiener Filterにより求めることで、参照画像における劣化を最小限に抑え、出力となる画像圧縮情報の符号化効率を向上させることが可能である。
【０１０２】
［符号化処理の効率］
ところで、HEVCのようにCUを定義し、そのCUを単位として各種処理を行うような符号化方式の場合、AVCにおけるマクロブロックはLCUに相当すると考えることができる。しかしながら、CUは図４に示されるように階層構造を有するので、その最上位階層のLCUのサイズは、例えば128×128画素のように、AVCのマクロブロックより大きく設定されることが一般的である。
【０１０３】
したがって、このような符号化方式においてもAVCの場合と同様に、LCU単位でI_PCMモードを設定するようにすると、処理の単位が、例えば128×128画素単位のように、AVCの場合よりも大きくなってしまう。
【０１０４】
イントラ予測やインター予測のモードは、上述したようにコスト関数値を算出し、比較することにより決定される。すなわち、全てのモードで予測や符号化が行われ、それぞれのコスト関数値が算出され、最適なモードが選択され、その最適なモードで符号化データが生成される。
【０１０５】
しかしながら、I_PCMモードが採用されると、その最適なモードで生成された符号化データは破棄され、入力画像（非符号化データ）がそのまま符号化結果として採用される。従って、I_PCMモードが選択された場合、その最適なモードの符号化データを生成するための処理は全て不要な処理となってしまう。つまり、このI_PCMモードの選択制御の単位が大きくなると不要な処理がさらに増大することになる。つまり、上述したようにLCU毎にI_PCMモードを採用するか否かを選択するようにすると、符号化処理の効率がより低減してしまう恐れがあった。したがって、例えば、CABACのリアルタイム動作を保証することが困難になる恐れがあった。
【０１０６】
また、上述したIBDIやBALFといった技術は、AVC符号化方式に含まれないものであり、I_PCMモードが採用される場合において、これらの処理をどのように制御するかが不明であった。
【０１０７】
そこで、本実施においては、I_PCMモードの選択をより詳細に制御することができるようにし、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることができるようにする。また、I_PCMモードの選択に応じて、適切にIBDIやBALFの実行の有無を制御するようにし、符号化処理の効率の低減をさらに抑制することができるようにする。
【０１０８】
［画像符号化装置］
図７は、本発明を適用した画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
【０１０９】
図７に示される画像符号化装置３００は、図１の画像符号化装置１００と基本的に同様の装置であり、画像データを符号化する。図７に示されるように画像符号化装置３００は、A/D変換部３０１、画面並べ替えバッファ３０２、適応左シフト部３０３、演算部３０４、直交変換部３０５、量子化部３０６、可逆符号化部３０７、および蓄積バッファ３０８を有する。また、画像符号化装置３００は、逆量子化部３０９、逆直交変換部３１０、演算部３１１、ループフィルタ３１２、適応右シフト部３１３、フレームメモリ３１４、適応左シフト部３１５、選択部３１６、イントラ予測部３１７、動き予測・補償部３１８、選択部３１９、およびレート制御部３２０を有する。
【０１１０】
画像符号化装置３００は、さらに、PCM符号化部３２１を有する。
【０１１１】
A/D変換部３０１は、A/D変換部１０１の場合と同様に、入力された画像データをA/D変換する。A/D変換部３０１は、変換後の画像データ（デジタルデータ）を、画面並べ替えバッファ３０２に供給し、記憶させる。画面並べ替えバッファ３０２は、画面並べ替えバッファ１０２の場合と同様に、記憶した表示の順番のフレームの画像を、GOP（Group of Picture）構造に応じて、符号化のためのフレームの順番に並べ替える。画面並べ替えバッファ３０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、適応左シフト部３０３に供給する。
【０１１２】
また、画面並べ替えバッファ３０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、可逆符号化部３０７およびPCM符号化部３２１にも供給する。
【０１１３】
適応左シフト部３０３は、PCM符号化部３２１に制御され、画面並べ替えバッファ３０２から読み出された画像データを左方向にシフトし、そのビット深度を所定ビット数（例えば４ビット）増大させる。例えば、適応左シフト部３０３は、画面並べ替えバッファ３０２から読み出された画像データのビット深度を、８ビットから１２ビットに増大させる。このようにビット深度を増大させることにより、直交変換処理、量子化処理、可逆符号化処理、および予測処理等の各処理における内部演算の精度を向上させ、誤差を抑制することができる。
【０１１４】
なお、この左シフト量（ビット量）は任意であり、固定値であってもよいし、可変であっても良い。また、PCM符号化部３２１の制御により、この左シフト処理は省略されることもある。
【０１１５】
適応左シフト部３０３は、左シフト処理後の画像データを（処理が省略された場合は、画面並べ替えバッファ３０２から出力された画像データをそのまま）演算部３０４に供給する。また、適応左シフト部３０３は、その画像データを、イントラ予測部３１７および動き予測・補償部３１８にも供給する。
【０１１６】
演算部３０４は、演算部１０３の場合と同様に、適応左シフト部３０３から供給された画像から、選択部３１９を介してイントラ予測部３１７若しくは動き予測・補償部３１８から供給される予測画像を減算する。演算部３０４は、その差分情報を直交変換部３０５に出力する。
【０１１７】
例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、演算部３０４は、適応左シフト部３０３から供給された画像から、イントラ予測部３１７から供給される予測画像を減算する。また、例えば、インター符号化が行われる画像の場合、演算部３０４は、適応左シフト部３０３から供給された画像から、動き予測・補償部３１８から供給される予測画像を減算する。
【０１１８】
直交変換部３０５は、直交変換部１０４の場合と同様に、演算部３０４から供給される差分情報に対して、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換を施す。なお、この直交変換の方法は任意である。直交変換部３０５は、その変換係数を量子化部３０６に供給する。
【０１１９】
量子化部３０６は、量子化部１０５の場合と同様に、直交変換部３０５から供給される変換係数を量子化する。量子化部３０６は、レート制御部３２０から供給される符号量の目標値に関する情報に基づいて量子化パラメータを設定し、その量子化を行う。なお、この量子化の方法は任意である。量子化部３０６は、量子化された変換係数を可逆符号化部３０７に供給する。
【０１２０】
可逆符号化部３０７は、可逆符号化部１０６の場合と同様に、量子化部３０６において量子化された変換係数に対して、可変長符号化、算術符号化等の可逆符号化を施す。係数データは、レート制御部３２０の制御の下で量子化されているので、この符号量は、レート制御部３２０が設定した目標値となる（若しくは目標値に近似する）。
【０１２１】
なお、可逆符号化部３０７は、PCM符号化部３２１によりI_PCMモードが選択された場合、画面並べ替えバッファ３０２から供給される入力画像（非符号化データ）を符号化結果とする（つまり、実際には符号化は省略される）。
【０１２２】
また、可逆符号化部３０７は、イントラ予測のモードを示す情報などをイントラ予測部３１７から取得し、インター予測のモードを示す情報や動きベクトル情報などを動き予測・補償部３１８から取得する。さらに、可逆符号化部３０７は、ループフィルタ３１２において使用されたフィルタ係数を取得する。
【０１２３】
可逆符号化部３０７は、これらのフィルタ係数、イントラ予測やインター予測のモードを示す情報、並びに量子化パラメータなどの各種情報を、可逆符号化部１０６の場合と同様に符号化し、符号化データのヘッダ情報の一部とする（多重化する）。可逆符号化部３０７は、符号化して得られた符号化データ（I_PCMモードの場合の非符号化データを含む）を蓄積バッファ３０８に供給して蓄積させる。
【０１２４】
例えば、可逆符号化部３０７においては、可逆符号化部１０６の場合と同様に、可変長符号化または算術符号化等の可逆符号化処理が行われる。可変長符号化としては、H．264/AVC方式で定められているCAVLC（Context-Adaptive Variable Length Coding）などがあげられる。算術符号化としては、CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）などがあげられる。もちろん、可逆符号化部３０７が、これらの方法以外の方法で符号化を行うようにしてもよい。
【０１２５】
蓄積バッファ３０８は、蓄積バッファ１０７の場合と同様に、可逆符号化部３０７から供給された符号化データ（I_PCMモードの場合の非符号化データを含む）を、一時的に保持する。蓄積バッファ３０８は、所定のタイミングにおいて、保持している符号化データを、例えば、後段の図示せぬ記録装置（記録媒体）や伝送路などに出力する。
【０１２６】
また、量子化部３０６において量子化された変換係数は、逆量子化部３０９にも供給される。逆量子化部３０９は、その量子化された変換係数を、逆量子化部１０８の場合と同様に、量子化部３０６による量子化に対応する方法で逆量子化する。この逆量子化の方法は、量子化部３０６による量子化処理に対応する方法であればどのような方法であってもよい。逆量子化部３０９は、得られた変換係数を、逆直交変換部３１０に供給する。
【０１２７】
逆直交変換部３１０は、逆量子化部３０９から供給された変換係数を、逆直交変換部１０９の場合と同様に、直交変換部３０５による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。この逆直交変換の方法は、直交変換部３０５による直交変換処理に対応する方法であればどのようなものであってもよい。逆直交変換された出力（復元された差分情報）は、演算部３１１に供給される。
【０１２８】
演算部３１１は、演算部１１０の場合と同様に、逆直交変換部３１０から供給された逆直交変換結果、すなわち、復元された差分情報に、選択部３１９を介してイントラ予測部３１７若しくは動き予測・補償部３１８から供給される予測画像を加算し、局部的に復号された画像（復号画像）を得る。
【０１２９】
例えば、差分情報が、イントラ符号化が行われる画像に対応する場合、演算部３１１は、その差分情報にイントラ予測部３１７から供給される予測画像を加算する。また、例えば、差分情報が、インター符号化が行われる画像に対応する場合、演算部３１１は、その差分情報に動き予測・補償部３１８から供給される予測画像を加算する。
【０１３０】
その加算結果（復号画像）は、ループフィルタ３１２または適応右シフト部３１３に供給される。
【０１３１】
ループフィルタ３１２は、デブロックフィルタや適応ループフィルタ等を含み、演算部３１１から供給される復号画像に対して適宜フィルタ処理を行う。例えば、ループフィルタ３１２は、復号画像に対して、デブロックフィルタ１１１と同様のデブロックフィルタ処理を行うことにより復号画像のブロック歪を除去する。また、例えば、ループフィルタ３１２は、PCM符号化部３２１に制御されて、そのデブロックフィルタ処理結果（ブロック歪みの除去が行われた復号画像）に対して、ウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いてループフィルタ処理を行うことにより画質改善を行う。なお、PCM符号化部３２１の制御により、この適応ループフィルタ処理は省略されることもある。
【０１３２】
なお、ループフィルタ３１２が、復号画像に対して任意のフィルタ処理を行うようにしてもよい。また、ループフィルタ３１２は、必要に応じて、フィルタ処理に用いたフィルタ係数を可逆符号化部３０７に供給し、それを符号化させるようにすることもできる。
【０１３３】
ループフィルタ３１２は、フィルタ処理結果（フィルタ処理後の復号画像）を適応右シフト部３１３に供給する。なお、上述したように、演算部３１１から出力される復号画像は、ループフィルタ３１２を介さずに適応右シフト部３１３に供給することができる。つまり、ループフィルタ３１２によるフィルタ処理は省略することができる。
【０１３４】
適応右シフト部３１３は、PCM符号化部３２１に制御され、演算部３１１若しくはループフィルタ３１２から供給された画像データを右方向にシフトし、そのビット深度を所定ビット数（例えば４ビット）低減させる。つまり、適応右シフト部３１３は、適応左シフト部３０３において左シフトされたビット数分右シフトし、画像データのビット深度を左シフトされる前の状態（画面並べ替えバッファ３０２から読み出された時点の状態）に戻す。
【０１３５】
例えば、適応右シフト部３１３は、演算部３１１若しくはループフィルタ３１２から供給された画像データのビット深度を、１２ビットから８ビットに低減させる。このようにビット深度を低減させることにより、フレームメモリに格納される際の画像データのデータ量を低減させることができる。
【０１３６】
なお、この右シフト量（ビット量）は、適応左シフト部３０３における左シフト量と一致する限り、任意である。すなわち、固定値であってもよいし、可変であっても良い。また、PCM符号化部３２１の制御により、この右シフト処理は省略されることもある。
【０１３７】
適応右シフト部３１３は、右シフト処理後の画像データを（処理が省略された場合は、演算部３１１若しくはループフィルタ３１２から出力された画像データをそのまま）フレームメモリ３１４に供給する。
【０１３８】
フレームメモリ３１４は、フレームメモリ１１２の場合と同様に、供給される復号画像を記憶し、所定のタイミングにおいて、記憶している復号画像を参照画像として、適応左シフト部３１５に出力する。
【０１３９】
適応左シフト部３１５は、適応左シフト部３０３と同様の処理部であり、PCM符号化部３２１に制御され、フレームメモリ３１４から読み出された画像データ（参照画像）を適宜左方向にシフトし、そのビット深度を所定ビット数（例えば４ビット）増大させる。
【０１４０】
例えば、I_PCMモードでない場合、入力画像のデータは適応左シフト部３０３において左シフトされる。そこで、適応左シフト部３１５は、PCM符号化部３２１の制御に従って、フレームメモリ３１４から読み出された参照画像のデータを左シフトし、ビット深度を適応左シフト部３０３の場合と同じビット数分増大させる（例えば、ビット深度を８ビットから１２ビットにする）。
【０１４１】
そして、適応左シフト部３１５は、その左シフト処理後の画像データを選択部３１６に供給する。このようにビット深度を増大させることにより、参照画像のビット深度を入力画像のビット深度に合わせることができ、参照画像を入力画像に加算させることができるようになる。また、予測処理等の内部演算の精度を向上させ、誤差を抑制することができる。
【０１４２】
これに対して、例えば、I_PCMモードの場合、入力画像のデータは適応左シフト部３０３において左シフトされない。そこで適応左シフト部３１５は、PCM符号化部３２１の制御に従って、フレームメモリ３１４から読み出された参照画像を、ビット深度を増大させずに選択部３１６に供給する。
【０１４３】
選択部３１６は、選択部１１３の場合と同様に、イントラ予測の場合、適応左シフト部３１５から供給される参照画像をイントラ予測部３１７に供給する。また、インター予測の場合、選択部３１６は、選択部１１３の場合と同様に、適応左シフト部３１５から供給される参照画像を動き予測・補償部３１８に供給する。
【０１４４】
イントラ予測部３１７は、選択部３１６を介して適応左シフト部３１５から供給される参照画像を用いて予測画像を生成するイントラ予測（画面内予測）を行う。イントラ予測部３１７は、予め用意された複数のモード（イントラ予測モード）でこのイントラ予測を行う。イントラ予測部３１７は、AVC符号化方式において規定されるモード以外の任意のモードでこのイントラ予測を行うこともできる。
【０１４５】
イントラ予測部３１７は、候補となる全てのイントラ予測モードで予測画像を生成し、適応左シフト部３０３から供給される入力画像を用いて各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。イントラ予測部３１７は、最適なイントラ予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、選択部３１９を介して演算部３０４や演算部３１１に供給する。
【０１４６】
また、上述したように、イントラ予測部３１７は、採用されたイントラ予測モードを示すイントラ予測モード情報等の情報を、適宜可逆符号化部３０７に供給し、符号化させる。
【０１４７】
動き予測・補償部３１８は、インター符号化が行われる画像について、適応左シフト部３０３から供給される入力画像と、選択部３１６を介して適応左シフト部３１５から供給される参照画像とを用いて、動き予測（インター予測）を行い、検出された動きベクトルに応じて動き補償処理を行い、予測画像（インター予測画像情報）を生成する。動き予測・補償部３１８は、予め用意された複数のモード（インター予測モード）でこのようなインター予測を行う。動き予測・補償部３１８は、AVC符号化方式において規定されるモード以外の任意のモードでこのインター予測を行うこともできる。
【０１４８】
動き予測・補償部３１８は、候補となる全てのインター予測モードで予測画像を生成し、各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。動き予測・補償部３１８は、最適なインター予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、選択部３１９を介して演算部３０４や演算部３１１に供給する。
【０１４９】
また、動き予測・補償部３１８は、採用されたインター予測モードを示すインター予測モード情報や、算出した動きベクトルを示す動きベクトル情報を可逆符号化部３０７に供給し、符号化させる。
【０１５０】
選択部３１９は、選択部１１６の場合と同様に、イントラ符号化を行う画像の場合、イントラ予測部３１７の出力を演算部３０４や演算部３１１に供給し、インター符号化を行う画像の場合、動き予測・補償部３１８の出力を演算部３０４や演算部３１１に供給する。
【０１５１】
レート制御部３２０は、蓄積バッファ３０８に蓄積された符号化データの符号量に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部３０６の量子化動作のレートを制御する。
【０１５２】
また、レート制御部３２０は、蓄積バッファ３０８に蓄積された符号化データの符号量（発生符号量）をPCM符号化部３２１に供給する。
【０１５３】
PCM符号化部３２１は、レート制御部３２０から供給される符号量と、画面並べ替えバッファ３０２から供給される入力画像のデータ量とを比較し、I_PCMモードを採用するか否かを選択する。その際、PCM符号化部３２１は、この選択を、LCUより小さいCU単位で行う。すなわち、PCM符号化部３２１は、I_PCMモードであるか否かを、より詳細に制御する。
【０１５４】
PCM符号化部３２１は、その選択結果に応じて、可逆符号化部３０７、適応左シフト部３０３、適応右シフト部３１３、適応左シフト部３１５、およびループフィルタ３１２の動作を制御する。
【０１５５】
［可逆符号化部、PCM符号化部、およびループフィルタ］
図８は、図７の可逆符号化部３０７、PCM符号化部３２１、およびループフィルタ３１２の主な構成例を示すブロック図である。
【０１５６】
図８に示されるように、可逆符号化部３０７は、NAL（Network Abstraction Layer）符号化部３３１およびCU符号化部３３２を有する。
【０１５７】
NAL符号化部３３１は、図示せぬユーザインタフェースを介して入力されるユーザ指示や、仕様等に基づいて、例えばシーケンスパラメータセット（SPS（Sequence Parameter Set）やPPS（Picture Parameter Set）等のNALを符号化する。NAL符号化部３３１は、符号化したNAL（NALデータ）を蓄積バッファ３０８に供給し、CU符号化部３３２から蓄積バッファ３０８に供給される符号化されたVCL（Video Coding Layer）であるCUデータに付加させる。
【０１５８】
CU符号化部３３２は、PCM符号化部３２１に制御されて（PCM符号化部３２１から供給されるOn/Off制御信号に基づいて）、VCLの符号化を行う。例えば、PCM符号化部３２１によりI_PCMモードが選択されなかった場合（PCM符号化部３２１から「On」を示す制御信号が供給された場合）、CU符号化部３３２は、CU毎の量子化された直交変換係数を符号化する。CU符号化部３３２は、符号化した各CUの符号化データ（CUデータ）を蓄積バッファ３０８に供給する。
【０１５９】
また、例えば、PCM符号化部３２１によりI_PCMモードが選択された場合（PCM符号化部３２１から「Off」を示す制御信号が供給された場合）、CU符号化部３３２は、画面並べ替えバッファ３０２から供給される入力画素値を符号化結果（CUデータ）として蓄積バッファ３０８に供給する。
【０１６０】
また、CU符号化部３３２は、PCM符号化部３２１から供給される、符号化のモードがI_PCMモードであるか否かを示すフラグ（I_PCM_flag）も符号化し、CUデータとして蓄積バッファ３０８に供給する。さらに、CU符号化部３３２は、ループフィルタ３１２から供給される適応フィルタフラグやフィルタ係数等のフィルタ処理に関する情報を符号化し、CUデータとして蓄積バッファ３０８に供給する。
【０１６１】
CU符号化部３３２による符号化の方法は任意である（例えばCABACやCAVLC等）。蓄積バッファ３０８に供給されたNALデータおよびCUデータは、合成されて蓄積される。
【０１６２】
なお、実際には、PCM符号化部３２１は、CU符号化部３３２において量子化された直交変換係数が符号化された符号化データの符号量を用いてI_PCMモードを選択するか否かを制御する。
【０１６３】
従って、例えば、I_PCMモードが選択されなかった場合、蓄積バッファ３０８に供給済みの符号化データが、当該CUの量子化された直交変換係数の符号化結果としてそのまま採用される。したがって、CU符号化部３３２は、I_PCM_flag等の付加情報の符号化のみを行えばよい。
【０１６４】
これに対して、例えば、I_PCMモードが選択された場合、CU符号化部３３２は、画面並べ替えバッファ３０２から供給される当該CUの入力画素値を符号化結果（CUデータ）として蓄積バッファ３０８に供給する。したがって、この場合、既に供給済みの当該CUの符号化データ（量子化された直交変換係数が符号化された符号化データ）は、破棄される。つまり、その符号化データの生成に関する処理は全て冗長な処理となる。
【０１６５】
図８に示されるように、PCM符号化部３２１は、I_PCM_flag生成部３４１およびPCM決定部３４２を有する。
【０１６６】
I_PCM_flag生成部３４１は、PCM決定部３４２の決定に従って、I_PCM_flagを生成し、その値を決定する。I_PCM_flag生成部３４１は、生成したI_PCM_flagを可逆符号化部３０７のCU符号化部３３２に供給する。例えば、PCM決定部３４２がI_PCMモードを選択した場合、I_PCM_flag生成部３４１は、I_PCM_flagの値を、I_PCMモードが選択されたことを示す値（例えば「１」）に設定し、そのI_PCM_flagをCU符号化部３３２に供給する。また、例えば、例えば、PCM決定部３４２がI_PCMモードを選択しなかった場合、I_PCM_flag生成部３４１は、I_PCM_flagの値を、I_PCMモードが選択されなかったことを示す値（例えば「０」）に設定し、そのI_PCM_flagをCU符号化部３３２に供給する。
【０１６７】
PCM決定部３４２は、符号化のモードをI_PCMモードにするか否かを決定する。PCM決定部３４２は、画面並べ替えバッファ３０２から供給される入力画素値のデータ量を求め、レート制御部３２０から供給される発生符号量と比較し、その比較結果に基づいて、I_PCMモードを選択するか否かを決定する。PCM決定部３４２は、その選択結果を示すOn/Off制御信号をCU符号化部３３２やI_PCM_flag生成部３４１に供給することにより、選択結果に応じた動作の制御を行う。
【０１６８】
例えば、入力画素値のデータ量が発生符号量より大きい場合、PCM決定部３４２は、I_PCMモードを選択しない。この場合、PCM決定部３４２は、「On」を示す制御信号をCU符号化部３３２に供給し、CU符号化部３３２に量子化された直交変換係数を符号化させる。また、PCM決定部３４２は、「On」を示す制御信号を、I_PCM_flag生成部３４１に供給し、I_PCMモードが選択されなかったことを示す値（例えば「０」）のI_PCM_flagを生成させる。
【０１６９】
これに対して、例えば、入力画素値のデータ量が発生符号量以下の場合、PCM決定部３４２は、I_PCMモードを選択する。この場合、PCM決定部３４２は、「Off」を示す制御信号をCU符号化部３３２に供給し、入力画素値を符号化結果（CUデータ）として出力させる。また、PCM決定部３４２は、「Off」を示す制御信号を、I_PCM_flag生成部３４１に供給し、I_PCMモードが選択されたことを示す値（例えば「１」）のI_PCM_flagを生成させる。
【０１７０】
PCM決定部３４２は、このようなI_PCMモードを選択するか否かの決定を、LCUだけでなく、シーケンスパラメータセットにおいて設定される、全ての大きさの（任意の階層の）CU毎に行うことができる。これにより、例えば、低いQPにおいて、多くのビットが発生してしまうのを、I_PCMモードによって制限するという処理を、より小さなCUを単位として実行することが可能となり、符号量（I_PCMモードによる非符号化データのデータ量を含む）の制御をより詳細に行うことができるだけでなく、I_PCMモードのときに生じる冗長な処理を低減させることができる。
【０１７１】
また、PCM決定部３４２は、選択結果を示すOn/Off制御信号を適応左シフト部３０３、適応右シフト部３１３、および適応左シフト部３１５に供給することにより、選択結果に応じてIBDIの制御を行う。つまり、PCM決定部３４２は、当該CUがI_PCMモードの場合、適応シフト装置による、ビット精度の増加及び減少の処理が行われないように制御する。
【０１７２】
例えば、I_PCMモードを選択しなかった場合、PCM決定部３４２は、「On」を示す制御信号を適応左シフト部３０３、適応右シフト部３１３、および適応左シフト部３１５に供給し、左シフト処理や右シフト処理を実行させ、内部処理におけるビット精度の拡張が行われるようにする。
【０１７３】
これに対して、例えば、I_PCMモードを選択した場合、PCM決定部３４２は、「Off」を示す制御信号を適応左シフト部３０３、適応右シフト部３１３、および適応左シフト部３１５に供給し、左シフト処理や右シフト処理を省略させ、内部処理におけるビット精度の拡張が行われないようにする。
【０１７４】
I_PCMモードにおいては、入力画像画素値そのものを画像圧縮情報に伝送するため、演算誤差を生じることがなく、これに対してビット演算精度を増大させることは、冗長な処理になってしまう。PCM決定部３４２は、上述したように処理を行うことにより、かかる冗長な処理を排除することができる。
【０１７５】
さらに、PCM決定部３４２は、選択結果を示すOn/Off制御信号をループフィルタ３１２に供給することにより、選択結果に応じて適応ループフィルタ処理（BALF）の制御を行う。つまり、PCM決定部３４２は、当該CUがI_PCMモードの場合、ループフィルタ３１２による、適応ループフィルタ処理が行われないように制御する。
【０１７６】
例えば、I_PCMモードを選択しなかった場合、PCM決定部３４２は、「On」を示す制御信号をループフィルタ３１２に供給し、適応ループフィルタ処理が行われるようにする。これに対して、例えば、I_PCMモードを選択した場合、PCM決定部３４２は、「Off」を示す制御信号をループフィルタ３１２に供給し、適応ループフィルタ処理を省略させる。
【０１７７】
I_PCMモードにおいては、入力画像画素値そのものを画像圧縮情報に伝送するため、劣化が生じることがなく、これに適応ループフィルタ処理を施すことは冗長となってしまう。PCM決定部３４２は、上述したように処理を行うことにより、かかる冗長な処理を排除することができる。
【０１７８】
図８に示されるように、ループフィルタ３１２は、デブロックフィルタ３５１、画素仕分け部３５２、フィルタ係数算出部３５３、およびフィルタリング部３５４を有する。
【０１７９】
デブロックフィルタ３５１は、デブロックフィルタ１１１の場合と同様に、演算部３１１から供給される復号画像（デブロックフィルタ前画素値）に対してデブロックフィルタ処理を行うことによりブロック歪を除去する。
【０１８０】
処理対象の当該CUがI_PCMモードで処理されても、その当該CUに隣接するCUがI_PCMモードで処理されたとは限らない。したがって、当該CUがI_PCMモードで処理される場合であっても、ブロック歪みが生じる恐れがある。したがって、デブロックフィルタ処理は、当該CUがI_PCMモードであるか否かに関わらず実行される。
【０１８１】
デブロックフィルタ３５１は、そのフィルタ処理結果（デブロックフィルタ後画素値）を画素仕分け部３５２に供給する。
【０１８２】
画素仕分け部３５２は、PCM決定部３４２から供給されるOn/Off制御信号の値に従って、各フィルタ処理結果（デブロックフィルタ後画素値）を、適応ループフィルタ処理を行う画素値と、適応ループフィルタ処理を行わない画素値とに仕分ける。
【０１８３】
例えば、PCM決定部３４２から「On」を示す制御信号が供給された場合、画素仕分け部３５２は、そのCUのデブロックフィルタ後画素値を、適応ループフィルタ処理を行う画素値に仕分ける。これに対して、例えば、PCM決定部３４２から「Off」を示す制御信号が供給された場合、画素仕分け部３５２は、そのCUのデブロックフィルタ後画素値を、適応ループフィルタ処理を行わない画素値に仕分ける。
【０１８４】
画素仕分け部３５２は、仕分けを行った各画素の画素値（デブロックフィルタ後画素値）をフィルタ係数算出部３５３に供給する。
【０１８５】
フィルタ係数算出部３５３は、供給されたデブロックフィルタ後画素値の内、適応ループフィルタ処理を行う方に仕分けられた画素値について、この適応ループフィルタのフィルタ係数（FIRフィルタ係数）を、入力画像との誤差を最小にするように、ウィナーフィルタ（Wiener Filter）により算出する。つまり、フィルタ係数算出部３５３は、I_PCMモードで処理される画素を除いて、フィルタ係数を算出する。
【０１８６】
フィルタ係数算出部３５３は、デブロックフィルタ後画素値と算出したフィルタ係数をフィルタリング部３５４に供給する。
【０１８７】
フィルタリング部３５４は、供給されたフィルタ係数を用いて、適応ループフィルタ処理を行う方に仕分けられた画素値に対して適応ループフィルタ処理を行う。フィルタリング部３５４は、このフィルタ処理後の画素値と、適応ループフィルタ処理を行わない方に仕分けられた画素値とを適応フィルタ後画素値として適応右シフト部３１３に供給する。
【０１８８】
また、フィルタリング部３５４は、フィルタ処理が行われたか否かを示す適応フィルタフラグ（on/off_flag）を、CUとは独立して設定される所定のブロック毎に生成する。この適応フィルタフラグの値の設定方法は任意である。
【０１８９】
例えば当該ブロック内の一部若しくは全部の画素について適応ループフィルタ処理が行われた場合、この適応フィルタフラグは、フィルタ処理が行われたことを示す値（例えば「１」）に設定されるようにしてもよい。また、例えば当該ブロック内の全ての画素が適応ループフィルタ処理されていない場合、この適応フィルタフラグは、フィルタ処理が行われていないことを示す値（例えば「０」）に設定されるようにしてもよい。その他の基準に基づいて適応フィルタフラグの値が設定されるようにしてもよい。
【０１９０】
フィルタリング部３５４は、生成した適応フィルタフラグを、可逆符号化部３０７のCU符号化部３３２に供給し、符号化させ、復号側に提供させる。ただし、適応フィルタフラグの値が、フィルタ処理が行われていないことを示す値（例えば「０」）の場合、この復号側への提供は省略することもできる。
【０１９１】
例えば、適応フィルタフラグの値が、フィルタ処理が行われていないことを示す値（例えば「０」）であり、かつ、可逆符号化部３０７（CU符号化部３３２）の符号化方式がVLCの場合、フィルタリング部３５４は、この適応フィルタフラグの供給を省略する（復号側に提供しない）。また、例えば、適応フィルタフラグの値が、フィルタ処理が行われていないことを示す値（例えば「０」）であり、かつ、可逆符号化部３０７（CU符号化部３３２）の符号化方式がCABACの場合、フィルタリング部３５４は、この適応フィルタフラグを可逆符号化部３０７のCU符号化部３３２に供給する（復号側に提供する）。
【０１９２】
これは、VLCの場合、入力情報が少ない場合、より高い符号化効率を実現することが可能であるが、CABACの場合、同一の入力情報が連続すると、算術符号化する際の確率に偏りが生じて、より高い符号化効率を実現することが可能であるためである。
【０１９３】
さらに、フィルタリング部３５４は、適応ループフィルタ処理に使用したフィルタ係数を可逆符号化部３０７のCU符号化部３３２に供給し、符号化させ、復号側に提供させる。
【０１９４】
［PCM決定部］
図９は、図８のPCM決定部３４２の主な構成例を示すブロック図である。
【０１９５】
図９に示されるように、PCM決定部３４２は、入力データ量算出部３６１、PCM判定部３６２、符号化制御部３６３、適応シフト制御部３６４、およびフィルタ制御部３６５を有する。
【０１９６】
入力データ量算出部３６１は、当該CUについて、画面並べ替えバッファ３０２から供給される入力画素値のデータ量である入力データ量を算出し、算出した入力データ量をPCM判定部３６２に供給する。
【０１９７】
PCM判定部３６２は、レート制御部３２０から供給される発生符号量（発生ビット）を取得し、入力データ量算出部３６１から供給される入力データ量と比較し、その比較結果に基づいて当該CUについてI_PCMモードを選択するか否かを判定する。つまり、PCM判定部３６２は、任意の階層のCU毎にI_PCMモードを選択するか否かを判定する。PCM判定部３６２は、その判定結果を符号化制御部３６３、適応シフト制御部３６４、およびフィルタ制御部３６５に供給する。
【０１９８】
符号化制御部３６３は、PCM判定部３６２から供給される判定結果（I_PCMモードが選択されたか否かを示す情報）に基づいて、CU符号化部３３２やI_PCM_flag生成部３４１に対してOn/Off制御信号を供給する。
【０１９９】
従って、符号化制御部３６３は、符号化のモードを任意の階層のCU毎に制御することができる。これにより、符号化制御部３６３は、符号量（I_PCMモードによる非符号化データのデータ量を含む）の制御をより詳細に行うことができるだけでなく、I_PCMモードが選択されたときの冗長な処理を低減させることができる。
【０２００】
適応シフト制御部３６４は、PCM判定部３６２から供給される判定結果（I_PCMモードが選択されたか否かを示す情報）に基づいて、適応左シフト部３０３、適応右シフト部３１３、および適応左シフト部３１５に対してOn/Off制御信号を供給する。
【０２０１】
従って、適応シフト制御部３６４は、I_PCMモードの際に、内部演算においてビット深度を拡張させないように制御することができる。これにより適応シフト制御部３６４は、冗長な処理を低減させることができる。
【０２０２】
フィルタ制御部３６５は、PCM判定部３６２から供給される判定結果（I_PCMモードが選択されたか否かを示す情報）に基づいて、画素仕分け部３５２に対してOn/Off制御信号を供給する。
【０２０３】
従って、フィルタ制御部３６５は、I_PCMモードの際に、適応ループフィルタ処理を実行させないように制御することができる。これによりフィルタ制御部３６５は、冗長な処理を低減させることができる。
【０２０４】
以上のように、画像符号化装置３００は、冗長な処理を低減させ、符号化処理の効率の低減を抑制することができる。また、画像符号化装置３００は、I_PCMモードの選択をより詳細に（小さなデータ単位毎に）行うことができ、符号化効率を向上させることができる。したがって、画像符号化装置３００は、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることができる。
【０２０５】
［符号化処理の流れ］
次に、以上のような画像符号化装置３００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１０のフローチャートを参照して、符号化処理の流れの例を説明する。
【０２０６】
ステップＳ３０１において、A/D変換部３０１は入力された画像をA/D変換する。ステップＳ３０２において、画面並べ替えバッファ３０２は、A/D変換された画像を記憶し、各ピクチャの表示する順番から符号化する順番への並べ替えを行う。
【０２０７】
ステップＳ３０３において、適応左シフト部３０３は、PCM符号化部３２１の制御に基づいて、入力画像に対して適応的に左シフトを行う。ステップＳ３０４において、適応左シフト部３１５は、参照画像に対して適応的に左シフトを行う。
【０２０８】
ステップＳ３０５において、イントラ予測部３１７は、ステップＳ３０４において左シフトされた参照画像を用いてイントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。ステップＳ３０６において、動き予測・補償部３１８は、ステップＳ３０４において左シフトされた参照画像を用いてインター予測モードでの動き予測や動き補償を行うインター動き予測処理を行う。
【０２０９】
なお、実際には、参照画像のビット深度を左シフトさせる処理は、イントラ予測処理若しくはインター動き予測処理において、参照画像がフレームメモリ３１４から読み出される際に行われればよい。
【０２１０】
ステップＳ３０７において、選択部３１９は、イントラ予測部３１７および動き予測・補償部３１８から出力された各コスト関数値に基づいて、最適なモードを決定する。つまり、選択部３１９は、イントラ予測部３１７により生成された予測画像と、動き予測・補償部３１８により生成された予測画像のいずれか一方を選択する。
【０２１１】
また、このいずれの予測画像が選択されたかを示す選択情報は、イントラ予測部３１７および動き予測・補償部３１８のうち、予測画像が選択された方に供給される。最適イントラ予測モードの予測画像が選択された場合、イントラ予測部３１７は、最適イントラ予測モード等を示すイントラ予測モード情報を、可逆符号化部３０７に供給する。最適インター予測モードの予測画像が選択された場合、動き予測・補償部３１８は、最適インター予測モードを示す情報と、必要に応じて、最適インター予測モードに応じた情報を可逆符号化部３０７に出力する。最適インター予測モードに応じた情報としては、動きベクトル情報やフラグ情報、参照フレーム情報などがあげられる。
【０２１２】
ステップＳ３０８において、演算部３０４は、ステップＳ３０３の処理によりビット深度が左シフトされた画像と、ステップＳ３０７の処理により選択された予測画像との差分を演算する。予測画像は、インター予測する場合は動き予測・補償部３１８から、イントラ予測する場合はイントラ予測部３１７から、選択部３１９を介して演算部３０４に供給される。
【０２１３】
差分データは元の画像データに較べてデータ量が低減される。したがって、画像をそのまま符号化する場合に比べて、データ量を圧縮することができる。
【０２１４】
ステップＳ３０９において、直交変換部３０５は、ステップＳ３０８の処理により生成された差分情報を直交変換する。具体的には、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換が行われ、変換係数が出力される。
【０２１５】
ステップＳ３１０において、量子化部３０６は、ステップＳ３０９の処理により得られた直交変換係数を量子化する。
【０２１６】
ステップＳ３１１において、可逆符号化部３０７は、ステップＳ３１０の処理により量子化された変換係数を符号化する。すなわち、差分画像に対して、可変長符号化や算術符号化等の可逆符号化が行われる。
【０２１７】
なお、可逆符号化部３０７は、ステップＳ３１０において算出された量子化パラメータを符号化し、符号化データに付加する。また、可逆符号化部３０７は、ステップＳ３０７の処理により選択された予測画像のモードに関する情報を符号化し、差分画像を符号化して得られる符号化データに付加する。つまり、可逆符号化部３０７は、イントラ予測部３１７から供給される最適イントラ予測モード情報、または、動き予測・補償部３１８から供給される最適インター予測モードに応じた情報なども符号化し、符号化データに付加する。
【０２１８】
さらに、可逆符号化部３０７は、ループフィルタ３１２から取得したフィルタ係数やフラグ情報を符号化し、符号化データに付加する。さらに、可逆符号化部３０７は、NALデータの符号化も行う。
【０２１９】
ステップＳ３１２において蓄積バッファ３０８は、可逆符号化部３０７から出力される符号化データを蓄積する。蓄積バッファ３０８に蓄積された符号化データは、適宜読み出され、伝送路や記録媒体を介して復号側に伝送される。
【０２２０】
ステップＳ３１３においてレート制御部３２０は、ステップＳ３１２の処理により蓄積バッファ３０８に蓄積された符号化データの符号量（発生符号量）を算出し、それに基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部３０６の量子化動作のレートを制御する。また、レート制御部３２０は、発生符号量をPCM符号化部３２１に供給する。
【０２２１】
ステップＳ３１４において、PCM符号化部３２１は、ステップＳ３１３において算出された発生符号量を用いてPCM符号化制御処理を行う。ステップＳ３１５において、可逆符号化部３０７は、PCM符号化部３２１の制御に従ってPCM符号化処理を行う。
【０２２２】
ステップＳ３１６において、逆量子化部３０９乃至フレームメモリ３１４は、ステップＳ３１０の処理により量子化された差分情報を局部的に復号し、参照画像を生成する参照画像生成処理を実行する。
【０２２３】
ステップＳ３１６の処理が終了すると、符号化処理が終了される。この符号化処理は、例えばCU毎に繰り返し実行される。
【０２２４】
［PCM符号化制御処理］
次に、図１１のフローチャートを参照して、図１０のステップＳ３１４において実行されるPCM符号化制御処理の流れの例について説明する。
【０２２５】
PCM符号化制御処理が開始されると、ステップＳ３３１において、PCM決定部３４２のPCM判定部３６２は、レート制御部３２０から供給される、当該CUの量子化された直交変換係数の符号化データの発生符号量を取得する。
【０２２６】
ステップＳ３３２において、入力データ量算出部３６１は、当該CUの入力画素値の入力データ量を算出する。
【０２２７】
ステップＳ３３３において、PCM判定部３６２は、ステップＳ３３１において取得した符号量と、ステップＳ３３２において算出した入力データ量とを比較し、I_PCMモードで符号化を行うか否かを判定する。
【０２２８】
ステップＳ３３４において、I_PCM_flag生成部３４１は、符号化制御部３６３が供給するステップＳ３３３の判定結果を示すOn/Off制御信号に基づいて、I_PCM_flagを生成する。
【０２２９】
ステップＳ３３５において、符号化制御部３６３は、CU符号化部３３２に対して、ステップＳ３３３の判定結果を示すOn/Off制御信号を供給することにより、CUデータの符号化を制御する。
【０２３０】
ステップＳ３３６において、適応シフト制御部３６４は、適応左シフト部３０３、適応右シフト部３１３、および適応左シフト部３１５に対して、ステップＳ３３３の判定結果を示すOn/Off制御信号を供給することにより、適応シフト処理を制御する。
【０２３１】
ステップＳ３３７において、符号化制御部３６３は、ループフィルタ３１２の画素仕分け部３５２に対して、ステップＳ３３３の判定結果を示すOn/Off制御信号を供給することにより、適応ループフィルタ処理を制御する。
【０２３２】
ステップＳ３３７の処理が終了すると、PCM決定部３４２は、PCM符号化制御処理を終了し、処理を図１０のステップＳ３１４に戻し、ステップＳ３１５以降の処理を実行させる。
【０２３３】
［PCM符号化処理の流れ］
次に、図１２のフローチャートを参照して、図１０のステップＳ３１５において実行されるPCM符号化処理の流れの例について説明する。
【０２３４】
PCM符号化処理が開始されると、ステップＳ３５１において、CU符号化部３３２は、I_PCMモードで符号化を行うか否かを判定する。上述したPCM符号化制御処理によりI_PCMモードで符号化を行うように制御された場合、CU符号化部３３２は、処理をステップＳ３５２に進める。ステップＳ３５２において、CU符号化部３３２は、当該CUの入力画素値を符号化結果として選択する。CU符号化部３３２は、蓄積バッファ３０８の当該CUのCUデータを破棄させ、その入力画素値を蓄積バッファ３０８に蓄積させる。
【０２３５】
ステップＳ３５２の処理が終了すると、CU符号化部３３２は、処理をステップＳ３５３に進める。また、ステップＳ３５１において、I_PCMモードで符号化を行わないと判定された場合、CU符号化部３３２は、処理をステップＳ３５３に進める。
【０２３６】
ステップＳ３５３において、CU符号化部３３２は、上述したPCM符号化制御処理により生成されたI_PCM_flagを符号化し、それを蓄積バッファ３０８に蓄積させる。
【０２３７】
ステップＳ３５３の処理が終了すると、CU符号化部３３２は、PCM符号化処理を終了し、処理を図１０のステップＳ３１５に戻し、ステップＳ３１６以降の処理を実行させる。
【０２３８】
［参照画像生成処理の流れ］
次に、図１３のフローチャートを参照して、図１０のステップＳ３１６において実行される参照画像生成処理の流れの例について説明する。
【０２３９】
参照画像生成処理が開始されると、適応左シフト部３１５は、ステップＳ３７１において、適応シフト制御部３６４の制御に基づいて、I_PCMモードが選択されたか否かを判定する。I_PCMモードが選択された場合、内部演算におけるビット深度の拡張が行われないので、予測処理からやり直しとなる。つまり、I_PCMモードが選択されたと判定されると、適応左シフト部３１５は、参照画像に対する左シフト処理を行わずに、処理をステップＳ３７２に進める。
【０２４０】
ステップＳ３７２において、イントラ予測部３１７は、ビット深度が左シフトされていない参照画像を用いてイントラ予測処理を行う。ステップＳ３７３において、動き予測・補償部３１８は、ビット深度が左シフトされていない参照画像を用いてインター動き予測処理を行う。
【０２４１】
ステップＳ３７４において、選択部３１９は、イントラ予測部３１７および動き予測・補償部３１８から出力された各コスト関数値に基づいて、最適なモードを決定する。つまり、選択部３１９は、イントラ予測部３１７により生成された予測画像と、動き予測・補償部３１８により生成された予測画像のいずれか一方を選択する。
【０２４２】
また、このいずれの予測画像が選択されたかを示す選択情報は、イントラ予測部３１７および動き予測・補償部３１８のうち、予測画像が選択された方に供給される。最適イントラ予測モードの予測画像が選択された場合、イントラ予測部３１７は、最適イントラ予測モード等を示すイントラ予測モード情報を、可逆符号化部３０７に供給する。最適インター予測モードの予測画像が選択された場合、動き予測・補償部３１８は、最適インター予測モードを示す情報と、必要に応じて、最適インター予測モードに応じた情報を可逆符号化部３０７に供給する。最適インター予測モードに応じた情報としては、動きベクトル情報やフラグ情報、参照フレーム情報などがあげられる。
【０２４３】
I_PCMモードが選択された場合、内部演算におけるビット深度の拡張が行われない。つまり、適応左シフト部３０３による参照画像に対する左シフト処理は省略される。ステップＳ３７５において、演算部３０４は、ビット深度が左シフトされていない入力画像と、ステップＳ３７４の処理により選択された予測画像との差分を演算する。予測画像は、インター予測する場合は動き予測・補償部３１８から、イントラ予測する場合はイントラ予測部３１７から、選択部３１９を介して演算部３０４に供給される。
【０２４４】
ステップＳ３７６において、直交変換部３０５は、ステップＳ３７５の処理により生成された差分情報を直交変換する。具体的には、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換が行われ、変換係数が出力される。ステップＳ３７７において、量子化部３０６は、ステップＳ３７６の処理により得られた直交変換係数を量子化する。
【０２４５】
直交変換係数が量子化されると、量子化部３０６は、処理をステップＳ３７８に進め、ステップＳ３７７において量子化された直交変換係数（左シフト処理されてないデータ）を用いて参照画像の生成が行われる。
【０２４６】
これに対して、ステップＳ３７１において、I_PCMモードで無いと判定された場合、適応左シフト部３１５は、ステップＳ３７２乃至ステップＳ３７７の各処理を省略し、処理をステップＳ３７８に進める。つまり、I_PCMモードで無い場合、図１０のステップＳ３１０において量子化された直交変換係数（左シフト処理されたデータ）を用いて参照画像の生成が行われる。
【０２４７】
ステップＳ３７８において、逆量子化部３０９は、量子化された直交変換係数（量子化係数とも称する）を量子化部３０６の特性に対応する特性で逆量子化する。ステップＳ３７９において、逆直交変換部３１０は、ステップＳ３７８の処理により得られた直交変換係数を、直交変換部３０５の特性に対応する特性で逆直交変換する。
【０２４８】
ステップＳ３８０において、演算部３１１は、予測画像を局部的に復号された差分情報に加算し、局部的に復号された画像（演算部３０４への入力に対応する画像）を生成する。例えば、I_PCMモードの場合、演算部３１１は、左シフト処理されていない予測画像を、左シフト処理されていない差分情報に加算し、左シフト処理されていない復号画像を生成する。また、例えば、I_PCMモードでない場合、演算部３１１は、左シフト処理された予測画像を、左シフト処理された差分情報に加算し、左シフト処理された復号画像を生成する。
【０２４９】
ステップＳ３８１においてループフィルタ３１２は、フィルタ制御部３６５の制御に基づいて、ステップＳ３８０の処理により得られた局部的な復号画像に対してループフィルタ処理を行い、デブロックフィルタ処理や適応ループフィルタ処理等を含むループフィルタ処理を適宜行う。
【０２５０】
ステップＳ３８２において、適応右シフト部３１３は、適応シフト制御部３６４の制御に基づいて、I_PCMモードが選択されたか否かを判定する。I_PCMモードが選択されていないと判定された場合、適応右シフト部３１３は、処理をステップＳ３８３に進める。
【０２５１】
I_PCMモードでない場合、復号画像は内部演算におけるビット深度の拡張が行われているので、適応右シフト部３１３は、ステップＳ３８３において、ステップＳ３８１のループフィルタ処理により得られたフィルタ処理結果（復号画像）のビット深度に対して適応的に右シフトを行う。ステップＳ３８３の処理が終了すると、適応右シフト部３１３は、処理をステップＳ３８４に進める。
【０２５２】
また、ステップＳ３８２において、I_PCMモードが選択されたと判定された場合、適応右シフト部３１３は、右シフト処理を行わずに処理をステップＳ３８４に進める。
【０２５３】
ステップＳ３８４において、フレームメモリ３１４は、復号画像を記憶する。ステップＳ３８４の処理が終了すると、フレームメモリ３１４は、参照画像生成処理を終了し、処理を図１０のステップＳ３１６に戻し、符号化処理を終了する。
【０２５４】
［ループフィルタ処理の流れ］
次に、図１４のフローチャートを参照して、図１３のステップＳ３８１において実行されるループフィルタ処理の流れの例を説明する。
【０２５５】
ループフィルタ処理が開始されると、ループフィルタ３１２のデブロックフィルタ３５１は、ステップＳ４０１において、演算部３１１から供給される復号画像（デブロックフィルタ前画素値）に対してデブロックフィルタ処理を行う。
【０２５６】
ステップＳ４０２において、画素仕分け部３５２は、PCM決定部３４２のフィルタ制御部３６５に制御されて、I_PCMモードであるか否かに基づいて復号画像の各画素を仕分ける。
【０２５７】
ステップＳ４０３において、フィルタ係数算出部３５３は、フィルタ処理を行うように仕分けられた画素（処理対象画素）に対するフィルタ係数を算出する。ステップＳ４０４において、フィルタリング部３５４は、ステップＳ４０３において算出されるフィルタ係数を用いて、処理対象画素に対して適応フィルタ処理を行う。
【０２５８】
ステップＳ４０５において、フィルタリング部３５４は、処理対象ブロックについての適応フィルタフラグを設定し、その適応フィルタフラグやフィルタ係数をCU符号化部３３２に供給し、符号化させる。
【０２５９】
ステップＳ４０５の処理が終了すると、ループフィルタ３１２は、ループフィルタ処理を終了し、処理を図１３のステップＳ３８１に戻し、ステップＳ３８２以降の処理を実行させる。
【０２６０】
以上のように各処理を実行することにより、画像符号化装置３００は、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることができる。
【０２６１】
＜２．第２の実施の形態＞
［画像復号装置］
図１５は、本実施の画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。図１５に示される画像復号装置５００は、図２の画像復号装置２００と基本的に同様の装置であり、画像データが符号化された符号化データを復号する。
【０２６２】
図１５に示される画像復号装置５００は、図７の画像符号化装置３００に対応する復号装置である。画像符号化装置３００より符号化された符号化データは、例えば伝送路や記録媒体等、任意の経路を介して、この画像復号装置５００に供給され、復号される。
【０２６３】
図１５に示されるように、画像復号装置５００は、蓄積バッファ５０１、可逆復号部５０２、逆量子化部５０３、逆直交変換部５０４、演算部５０５、ループフィルタ５０６、適応右シフト部５０７、画面並べ替えバッファ５０８、およびD/A変換部５０９を有する。また、画像復号装置５００は、フレームメモリ５１０、適応左シフト部５１１、選択部５１２、イントラ予測部５１３、動き予測・補償部５１４、および選択部５１５を有する。
【０２６４】
画像復号装置５００は、さらに、PCM復号部５１６を有する。
【０２６５】
蓄積バッファ５０１は、蓄積バッファ２０１の場合と同様に、伝送されてきた符号化データを蓄積する。この符号化データは、画像符号化装置３００により符号化されたものである。
【０２６６】
可逆復号部５０２は、蓄積バッファ５０１から符号化データを所定のタイミングで読み出し、図１５の可逆符号化部３０７の符号化方式に対応する方式で復号する。その際、可逆復号部５０２は、符号化データに含まれるI_PCM_flagをPCM復号部５１６に供給し、I_PCMモードであるか否かを判定させる。
【０２６７】
I_PCMモードである場合、蓄積バッファ５０１から取得したCUデータは非符号化データであるので、可逆復号部５０２は、PCM復号部５１６の制御に従って、そのCUデータを逆量子化部５０３に供給する。
【０２６８】
I_PCMモードで無い場合、蓄積バッファ５０１から取得したCUデータは符号化データであるので、可逆復号部５０２は、PCM復号部５１６の制御に従って、そのCUデータを復号し、復号結果を逆量子化部５０３に供給する。
【０２６９】
なお、例えば、当該CUがイントラ符号化されたものである場合、符号化データのヘッダ部にはイントラ予測モード情報が格納されている。可逆復号部５０２は、このイントラ予測モード情報も復号し、その情報をイントラ予測部５１３に供給する。これに対して、例えば当該CUがインター符号化されたものである場合、符号化データのヘッダ部には動きベクトル情報やインター予測モード情報が格納されている。可逆復号部５０２は、この動きベクトル情報やインター予測モード情報も復号し、その情報を動き予測・補償部５１４に供給する。
【０２７０】
逆量子化部５０３は、I_PCMモードで無い場合、逆量子化部２０３の場合と同様に、可逆復号部５０２にから供給される係数データ（量子化係数）を、図７の量子化部３０６の量子化方式に対応する方式で逆量子化する。つまり、逆量子化部５０３は、図７の逆量子化部３０９と同様の方法で量子化係数の逆量子化を行う。逆量子化部５０３は、逆量子化された係数データ、つまり、直交変換係数を、逆直交変換部５０４に供給する。
【０２７１】
また、逆量子化部５０３は、I_PCMモードである場合、可逆復号部５０２から供給されるCUデータ（符号化されていない画像データ）を、逆直交変換部５０４に供給する。
【０２７２】
逆直交変換部５０４は、I_PCMモードで無い場合、逆直交変換部２０４の場合と同様に、図７の直交変換部３０５の直交変換方式に対応する方式（図７の逆直交変換部３１０と同様の方式）で、その直交変換係数を逆直交変換する。逆直交変換部５０４は、この逆直交変換処理により、画像符号化装置３００において直交変換される前の残差データに対応する復号残差データを得る。例えば、４次の逆直交変換が施される。逆直交変換部５０４は、逆直交変換して得られた復号残差データを、演算部５０５に供給する。
【０２７３】
また、逆直交変換部５０４は、I_PCMモードである場合、逆量子化部５０３から供給されるCUデータ（符号化されていない画像データ）を、演算部５０５に供給する。
【０２７４】
また、演算部５０５には、選択部５１５を介して、イントラ予測部５１３若しくは動き予測・補償部５１４から予測画像が供給される。
【０２７５】
演算部５０５は、I_PCMモードで無い場合、演算部２０５の場合と同様に、その復号残差データと予測画像とを加算し、画像符号化装置３００の演算部３０４により予測画像が減算される前の画像データに対応する復号画像データを得る。演算部５０５は、その復号画像データをループフィルタ５０６に供給する。
【０２７６】
また、演算部５０５は、I_PCMモードである場合、逆直交変換部５０４から供給されるCUデータ（符号化されていない画像データ）を、ループフィルタ５０６に供給する。この場合、CUデータは、残差情報ではないので、予測画像との加算は不要である。
【０２７７】
ループフィルタ５０６は、PCM復号部５１６により制御されて、演算部５０５から供給された復号画像に対して、デブロックフィルタ処理や適応ループフィルタ処理等を含むループフィルタ処理を適宜施す。
【０２７８】
より具体的には、ループフィルタ５０６は、復号画像に対して、デブロックフィルタ２０６と同様のデブロックフィルタ処理を行うことにより復号画像のブロック歪を除去する。そして、ループフィルタ５０６は、PCM復号部５１６の制御に従って、そのデブロックフィルタ処理結果（ブロック歪みの除去が行われた復号画像）に対して、ウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いてループフィルタ処理を行うことにより画質改善を行う。
【０２７９】
なお、ループフィルタ５０６が、復号画像に対して任意のフィルタ処理を行うようにしてもよい。また、ループフィルタ５０６が、図７の画像符号化装置３００から供給されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うようにしてもよい。
【０２８０】
ループフィルタ５０６は、フィルタ処理結果（フィルタ処理後の復号画像）を、適応右シフト部５０７に供給する。
【０２８１】
適応右シフト部５０７は、適応右シフト部３１３（図７）と同様の処理部であり、PCM復号部５１６に制御され、I_PCMモードで無い場合、ループフィルタ５０６から供給された復号画像データを右方向にシフトし、そのビット深度を所定ビット数（例えば４ビット）低減させる（例えば、ビット深度を１２ビットから８ビットに低減させる）。つまり、適応右シフト部５０７は、画像符号化装置３００において左シフトされたビット数分右シフトし、画像データのビット深度を左シフトされる前の状態（画面並べ替えバッファ３０２（図７）から読み出された時点の状態）に戻す。
【０２８２】
適応右シフト部５０７は、右シフト処理後の画像データを画面並べ替えバッファ５０８およびフレームメモリ５１０に供給する。
【０２８３】
なお、この右シフト量（ビット量）は、画像符号化装置３００（適応左シフト部３０３）における左シフト量と一致する限り、任意である。すなわち、固定値であってもよいし、可変であっても良い。例えば、シフト量が予め定められている（画像符号化装置３００と画像復号装置５００との間で予め共有されている）ようにしてもよいし、画像復号装置５００において、画像符号化装置３００におけるシフト量を算出することができるようにしてもよいし、画像符号化装置３００からシフト量を示す情報が提供されるようにしてもよい。
【０２８４】
また、PCM復号部５１６の制御により、この右シフト処理は省略されることもある。例えば、I_PCMモードの場合、画像符号化装置３００において画像データは左シフト処理されていない。したがって、この場合、適応右シフト部５０７は、PCM復号部５１６に制御され、ループフィルタ５０６から供給された復号画像データを右方向にシフトせずに画面並べ替えバッファ５０８およびフレームメモリ５１０に供給する。
【０２８５】
画面並べ替えバッファ５０８は、画面並べ替えバッファ２０７の場合と同様に、画像の並べ替えを行う。すなわち、図７の画面並べ替えバッファ３０２により符号化の順番のために並べ替えられたフレームの順番が、元の表示の順番に並べ替えられる。画面並べ替えバッファ５０８は、各フレームの復号画像データを、並べ替えた順にD/A変換部５０９に供給する。
【０２８６】
D/A変換部５０９は、D/A変換部２０８の場合と同様に、画面並べ替えバッファ５０８から供給されたフレーム画像をD/A変換し、図示せぬディスプレイに出力し、表示させる。
【０２８７】
フレームメモリ５１０は、適応右シフト部５０７から供給される復号画像を記憶し、所定のタイミングにおいて、記憶している復号画像を参照画像として、適応左シフト部５１１に供給する。
【０２８８】
適応左シフト部５１１は、適応左シフト部３１５と同様の処理部であり、PCM復号部５１６に制御され、フレームメモリ５１０から読み出された画像データ（参照画像）を適宜左方向にシフトし、そのビット深度を所定ビット数（例えば４ビット）増大させる。
【０２８９】
例えば、I_PCMモードでない場合、逆直交変換部５０４から演算部５０５に供給される復号画像データは、画像符号化装置３００において左シフトされた状態の画像データである（例えばビット深度が１２ビットである）。そこで適応左シフト部５１１は、PCM復号部５１６の制御に従って、フレームメモリ５１０から読み出された参照画像のビット深度を所定ビット数増大させる（例えば、ビット深度を８ビットから１２ビットにする）。
【０２９０】
そして、適応左シフト部５１１は、その左シフト処理後の画像データを選択部５１２に供給する。このようにビット深度を増大させることにより、参照画像のビット深度を復号画像のビット深度に合わせることができ、参照画像を復号画像に加算させることができるようになる。また、予測処理等の内部演算の精度を向上させ、誤差を抑制することができる。
【０２９１】
これに対して、例えば、I_PCMモードの場合、逆直交変換部５０４から演算部５０５に供給される復号画像データは、画像符号化装置３００において左シフト処理されていない状態の画像データである（例えばビット深度が８ビットである）。そこで適応左シフト部５１１は、PCM復号部５１６の制御に従って、フレームメモリ５１０から読み出された参照画像を、ビット深度を増大させずに選択部５１２に供給する。
【０２９２】
選択部５１２は、イントラ予測の場合、適応左シフト部５１１から供給される参照画像をイントラ予測部５１３に供給する。また、選択部５１２は、インター予測の場合、適応左シフト部５１１から供給される参照画像を動き予測・補償部５１４に供給する。
【０２９３】
イントラ予測部５１３には、ヘッダ情報を復号して得られたイントラ予測モードを示す情報等が可逆復号部５０２から適宜供給される。イントラ予測部５１３は、イントラ予測部３１７において用いられたイントラ予測モードで、フレームメモリ５１０から取得した参照画像を用いてイントラ予測を行い、予測画像を生成する。つまり、イントラ予測部５１３は、イントラ予測部３１７と同様に、AVC符号化方式において規定されるモード以外の任意のモードでこのイントラ予測を行うこともできる。
【０２９４】
イントラ予測部５１３は、生成した予測画像を選択部５１５に供給する。
【０２９５】
動き予測・補償部５１４には、ヘッダ情報を復号して得られた情報（予測モード情報、動きベクトル情報、参照フレーム情報、フラグ、および各種パラメータ等）が可逆復号部５０２から供給される。
【０２９６】
動き予測・補償部５１４は、動き予測・補償部３１８において用いられたインター予測モードで、フレームメモリ５１０から取得した参照画像を用いてインター予測を行い、予測画像を生成する。つまり、動き予測・補償部５１４は、動き予測・補償部３１８と同様に、AVC符号化方式において規定されるモード以外の任意のモードでこのイントラ予測を行うこともできる。
【０２９７】
動き予測・補償部５１４は、生成した予測画像を選択部５１５に供給する。
【０２９８】
選択部５１５は、選択部２１３の場合と同様に、動き予測・補償部５１４またはイントラ予測部５１３により生成された予測画像を選択し、演算部５０５に供給する。
【０２９９】
PCM復号部５１６は、可逆復号部５０２から供給されるI_PCM_flagに基づいて、可逆復号部５０２、ループフィルタ５０６、適応右シフト部５０７、および適応左シフト部５１１を制御する。
【０３００】
［可逆復号部、PCM復号部、およびループフィルタ］
図１６は、図１５の可逆復号部５０２、PCM復号部５１６、およびループフィルタ５０６の主な構成例を示すブロック図である。
【０３０１】
図１６に示されるように、可逆復号部５０２は、NAL復号部５３１およびCU復号部５３２を有する。NAL復号部５３１は、蓄積バッファ５０１から供給される、符号化されたNALデータを復号し、復号されたNALデータをCU復号部５３２に供給する。
【０３０２】
CU復号部５３２は、NAL復号部５３１から供給されるNALデータに基づいて、蓄積バッファ５０１から供給される、符号化されたCUデータを復号する。
【０３０３】
また、CU復号部５３２は、CUデータを復号してI_PCM_flagを取得すると、それをPCM復号部５１６に供給する。CU復号部５３２は、そのI_PCM_flagに基づくPCM復号部５１６の制御に従って（PCM符号化部３２１から供給されるOn/Off制御信号に基づいて）、符号化されたCUデータを復号する。
【０３０４】
例えば、I_PCM_flagがI_PCMモードで無いことを示す値であり、PCM復号部５１６から「On」を示す制御信号を取得すると、CU復号部５３２は、NAL復号部５３１から供給されるNALデータに基づいて、蓄積バッファ５０１から供給される、符号化されたCUデータを復号し、量子化された直交変換係数を逆量子化部５０３に供給する。
【０３０５】
これに対して、例えば、I_PCM_flagがI_PCMモードであることを示す値であり、PCM復号部５１６から「Off」を示す制御信号を取得すると、CU復号部５３２は、蓄積バッファ５０１から供給されるCUデータ（符号化されていない画像データ）を逆量子化部５０３に供給する。
【０３０６】
なお、CU復号部５３２は、CUデータを復号して得られるフィルタ係数や適応フィルタフラグ等の情報をループフィルタ５０６に供給する。
【０３０７】
図８に示されるように、PCM復号部５１６は、I_PCM_flagバッファ５４１およびPCM制御部５４２を有する。
【０３０８】
I_PCM_flagバッファ５４１は、可逆復号部５０２のCU復号部５３２から供給されるI_PCM_flagを記憶し、所定のタイミングにおいてそれをPCM制御部５４２に供給する。
【０３０９】
PCM制御部５４２は、I_PCM_flagバッファ５４１から取得したI_PCM_flagの値に基づいて、画像符号化装置３００において符号化時にI_PCMモードが選択されたか否かを判定する。PCM制御部５４２は、その判定結果に基づいて、CU復号部５３２にOn/Off制御信号を供給し、その動作を制御する。
【０３１０】
例えばI_PCMモードが選択されなかったと判定された場合、PCM制御部５４２は、「On」を示す制御信号をCU復号部５３２に供給し、CU復号部５３２に符号化されたCUデータを復号させ、その復号により得られた、量子化された直交変換係数を逆量子化部５０３に供給させる。
【０３１１】
これに対して、例えばI_PCMモードが選択されたと判定された場合、PCM制御部５４２は、「Off」を示す制御信号をCU復号部５３２に供給し、非符号化データであるCUデータを出力画素値として逆量子化部５０３に供給させる。
【０３１２】
このような制御により、CU復号部５３２は、画像符号化装置３００から供給される符号化データを適切に復号することができる。つまり、CU復号部５３２は、LCUより小さいCU単位でI_PCMモードか否かが制御されている場合であっても、より適切に復号することができる。
【０３１３】
また、PCM制御部５４２は、I_PCMモードの判定結果に基づいて、適応右シフト部５０７および適応左シフト部５１１にOn/Off制御信号を供給し、その動作を制御する。
【０３１４】
例えばI_PCMモードが選択されなかったと判定された場合、PCM制御部５４２は、「On」を示す制御信号を適応右シフト部５０７および適応左シフト部５１１に供給し、左シフト処理や右シフト処理を実行させ、内部処理におけるビット精度の拡張が行われるようにする。
【０３１５】
これに対して、例えばI_PCMモードが選択されたと判定された場合、PCM制御部５４２は、「Off」を示す制御信号を適応右シフト部５０７および適応左シフト部５１１に供給し、左シフト処理や右シフト処理を省略させ、内部処理におけるビット精度の拡張が行われないようにする。
【０３１６】
このような制御により、PCM制御部５４２は、LCUより小さいCU単位でI_PCMモードか否かが制御されている場合であっても、冗長な処理を適切に排除することができる。
【０３１７】
さらに、PCM制御部５４２は、I_PCMモードの判定結果に基づいて、ループフィルタ５０６にOn/Off制御信号を供給し、その動作を制御する。例えばI_PCMモードが選択されなかったと判定された場合、PCM制御部５４２は、「On」を示す制御信号をループフィルタ５０６に供給する。これに対して、例えばI_PCMモードが選択されたと判定された場合、PCM制御部５４２は、「Off」を示す制御信号をループフィルタ５０６に供給する。
【０３１８】
このような制御により、PCM制御部５４２は、LCUより小さいCU単位でI_PCMモードか否かが制御されている場合であっても、冗長な処理をより適切に排除することができる。
【０３１９】
図８に示されるように、ループフィルタ５０６は、デブロックフィルタ５５１、画素仕分け部５５２、およびフィルタリング部５５３を有する。
【０３２０】
デブロックフィルタ５５１は、デブロックフィルタ２０６の場合と同様に、演算部５０５から供給される復号画像（デブロックフィルタ前画素値）に対してデブロックフィルタ処理を行うことによりブロック歪を除去する。
【０３２１】
画像符号化装置３００の場合と同様に、デブロックフィルタ処理は、当該CUがI_PCMモードであるか否かに関わらず実行される。デブロックフィルタ５５１は、そのフィルタ処理結果（デブロックフィルタ後画素値）を画素仕分け部５５２に供給する。
【０３２２】
画素仕分け部５５２は、PCM制御部５４２から供給されるOn/Off制御信号の値に従って、各フィルタ処理結果（デブロックフィルタ後画素値）を、適応ループフィルタ処理を行う画素値と、適応ループフィルタ処理を行わない画素値とに仕分ける。
【０３２３】
例えば、PCM制御部５４２から「On」を示す制御信号が供給された場合、画素仕分け部５５２は、そのCUのデブロックフィルタ後画素値を、適応ループフィルタ処理を行う画素値に仕分ける。これに対して、例えば、PCM制御部５４２から「Off」を示す制御信号が供給された場合、画素仕分け部５５２は、そのCUのデブロックフィルタ後画素値を、適応ループフィルタ処理を行わない画素値に仕分ける。
【０３２４】
画素仕分け部５５２は、仕分けを行った各画素の画素値（デブロックフィルタ後画素値）をフィルタリング部５５３に供給する。
【０３２５】
フィルタリング部５５３は、CU復号部５３２から供給された適応ループフィルタフラグに基づいて、適応ループフィルタ処理を行う方に仕分けられた画素値に対して適応ループフィルタ処理を行う。
【０３２６】
適応ループフィルタ処理は、CUとは独立して設定される所定のブロック毎に行われる。フィルタリング部５５３は、当該ブロックの適応ループフィルタフラグの値が、符号化側においてフィルタ処理が行われなかったことを示す値（例えば「０」）の場合、当該ブロックに対する適応ループフィルタ処理を省略し、供給されたデブロックフィルタ後の画素値を適応フィルタ後画素値として適応右シフト部５０７に供給する。
【０３２７】
ところで、適応ループフィルタフラグの設定方法は、画像符号化装置３００の仕様等に依存する。従って、画像符号化装置３００による適応ループフィルタフラグの設定方法によっては、当該ブロックの適応ループフィルタフラグの値が、符号化側においてフィルタ処理が行われたことを示す値（例えば「１」）であっても、当該ブロック内にI_PCMモードの画素が含まれる可能性がある。
【０３２８】
そこで、フィルタリング部５５３は、当該ブロック内に適応ループフィルタ処理を行わない方に仕分けられた画素値が存在する場合、当該ブロックの適応ループフィルタフラグの値が、符号化側においてフィルタ処理が行われたことを示す値（例えば「１」）であっても、当該ブロックに対する適応ループフィルタ処理を省略し、供給されたデブロックフィルタ後の画素値を適応フィルタ後画素値として適応右シフト部５０７に供給する。
【０３２９】
つまり、フィルタリング部５５３は、当該ブロックの適応ループフィルタフラグの値が、符号化側においてフィルタ処理が行われたことを示す値（例えば「１」）であり、かつ、当該ブロック内の全ての画素が適応ループフィルタ処理を行う方に仕分けられた場合のみ、当該ブロックに対して適応ループフィルタ処理を行う。
【０３３０】
なお、フィルタリング部５５３は、適応ループフィルタ処理を行う場合、CU復号部５３２から供給されたフィルタ係数（符号化側の適応ループフィルタ処理において使用されたフィルタ係数）を用いて適応ループフィルタ処理を行う。
【０３３１】
フィルタリング部５５３は、適応ループフィルタ処理を行った画素値を適応フィルタ後画素値として適応右シフト部５０７に供給する。
【０３３２】
このような制御により、PCM制御部５４２は、LCUより小さいCU単位でI_PCMモードか否かが制御されている場合であっても、冗長な処理をより適切に排除することができる。
【０３３３】
以上のように、各処理部の処理により、画像復号装置５００は、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることを実現することができる。
【０３３４】
［復号処理の流れ］
次に、以上のような画像復号装置５００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１７および図１８のフローチャートを参照して、復号処理の流れの例を説明する。
【０３３５】
復号処理が開始されると、ステップＳ５０１において、蓄積バッファ５０１は、伝送されてきた画像（符号化データ）を蓄積する。ステップＳ５０２において、CU復号部５３２は、ステップＳ５０１において蓄積された符号化データから適応フィルタフラグを取得する。ステップＳ５０３において、CU復号部５３２は、ステップＳ５０１において蓄積された符号化データからI_PCM_flagを取得する。I_PCM_flagバッファ５４１は、そのI_PCM_flagを記憶する。
【０３３６】
ステップＳ５０４において、PCM制御部５４２は、I_PCM_flagバッファ５４１に記憶されたI_PCM_flagの値に基づいて、ステップＳ５０１において蓄積された符号化データ（CUデータ）の符号化のモードがI_PCMモードである（すなわち、非符号化データである）か否かを判定する。
【０３３７】
符号化のモードがI_PCMモードでないと判定された場合、PCM制御部５４２は、処理をステップＳ５０５に進める。ステップＳ５０５において、可逆復号部５０２は、可逆復号処理を行い、ステップＳ５０１において蓄積された符号化データ（CUデータ）を復号し、量子化された直交変換係数やフィルタ係数等を得る。
【０３３８】
ステップＳ５０６において、逆量子化部５０３は、ステップＳ５０５の処理により得られた、量子化された直交変換係数を逆量子化する。ステップＳ５０７において、逆直交変換部５０４は、ステップＳ５０６の処理により逆量子化された直交変換係数を逆直交変換し、復号画像データを生成する。
【０３３９】
ステップＳ５０８において、適応左シフト部５１１は、当該CUに対応する参照画像をフレームメモリ５１０から取得し、PCM復号部５１６の制御に従って、その参照画像に対して左シフト処理を行う。
【０３４０】
ステップＳ５０９において、ステップＳ５０８において左シフト処理された参照画像等を用いて、イントラ予測部５１３若しくは動き予測・補償部５１４は、予測処理を行い、予測画像を生成する。
【０３４１】
ステップＳ５１０において、演算部５０５は、ステップＳ５０７の処理により得られた差分情報に、ステップＳ５０９においてイントラ予測部５１３若しくは動き予測・補償部５１４により生成された予測画像を加算する。
【０３４２】
ステップＳ５１１において、ループフィルタ５０６は、ステップＳ５１０の加算結果に対してループフィルタ処理を行う。
【０３４３】
ステップＳ５１２において、適応右シフト部５０７は、ステップＳ５１１のループフィルタ処理結果に対して、PCM復号部５１６の制御に従って右シフト処理を行う。
【０３４４】
ステップＳ５１３において、フレームメモリ５１０は、復号画像データを参照画像として記憶する。
【０３４５】
ステップＳ５１４において、画面並べ替えバッファ５０８は、復号画像データのフレームの並べ替えを行う。すなわち、復号画像データの、画像符号化装置３００の画面並べ替えバッファ３０２（図７）により符号化のために並べ替えられたフレームの順序が、元の表示の順序に並べ替えられる。
【０３４６】
ステップＳ５１５において、D/A変換部５０９は、ステップＳ５１４において、フレームが並べ替えられた復号画像データをD/A変換する。この復号画像データが図示せぬディスプレイに出力され、その画像が表示される。
【０３４７】
また、ステップＳ５０４において、符号化のモードがI_PCMモードであると判定された場合、PCM制御部５４２は、処理を図１８のステップＳ５２１に進める。ステップＳ５２１において、可逆復号部５０２は、可逆復号処理を行い、ステップＳ５０１において蓄積された符号化データ（非圧縮データ）を符号化結果（出力画素値）とする。
【０３４８】
ステップＳ５２２において、ループフィルタ５０６は、ステップＳ５２１において得られた出力画素値に対してループフィルタ処理を行う。ステップＳ５２２の処理が終了すると、ループフィルタ５０６は、処理を図１７のステップＳ５１３に戻し、それ以降の処理を実行させる。
【０３４９】
［ループフィルタ処理の流れ］
次に、図１９のフローチャートを参照して、図１７のステップＳ５１１および図１８のステップＳ５２２において実行されるループフィルタ処理の流れの例を説明する。
【０３５０】
ループフィルタ処理が開始されると、デブロックフィルタ５５１は、ステップＳ５４１において、ステップＳ５１０若しくはステップＳ５２１において得られたデブロックフィルタ前画素値に対してデブロックフィルタ処理を行う。
【０３５１】
ステップＳ５４２において、フィルタリング部５５３は、フィルタ係数を取得する。ステップＳ５４３において、画素仕分け部５５２は、適応ループフィルタフラグの値に基づいて、適応ループフィルタを行うか否かを判定する。適応ループフィルタ処理を行うと判定した場合、画素仕分け部５５２は、処理をステップＳ５４４に進める。
【０３５２】
ステップＳ５４４において、画素仕分け部５５２は、PCM制御部５４２の制御に従って、I_PCMモードか否かによってデブロックフィルタ後画素値の仕分けを行う。
【０３５３】
ステップＳ５４５において、フィルタリング部５４５は、適応ループフィルタ処理を行う方に仕分けられたデブロックフィルタ後画素値に対して、ステップＳ５４２において取得したフィルタ係数を用いて適応ループフィルタ処理を行う。ステップＳ５４５の処理が終了すると、フィルタリング部５４５は、ループフィルタ処理を終了し、処理を図１７のステップＳ５１１若しくは図１８のステップＳ５２２に戻し、図１７のステップＳ５１２若しくは図１７のステップＳ５１３に処理を進める。
【０３５４】
また、図１９のステップＳ５４３において、適応ループフィルタ処理を行わないと判定した場合、画素仕分け部５５２は、ループフィルタ処理を終了し、処理を図１７のステップＳ５１１若しくは図１８のステップＳ５２２に戻し、図１７のステップＳ５１２若しくは図１７のステップＳ５１３に処理を進める。
【０３５５】
以上のように各処理を実行することにより、画像復号装置５００は、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることを実現することができる。
【０３５６】
［I_PCM情報の位置］
以上に説明したように、I_PCMモードの選択制御をCU単位で行うことができるようにすることにより、例えば図２０Ａに示されるように、LCU内の一部のCUのみI_PCMモードで符号化を行うようにすることもできる。図２０Ａは、１LCU内のCUの構造を示している。図２０Ａに示されるLCUは、CU0乃至CU6の７つのCUにより構成される。各数字は当該LCU内の処理順を示す。図２０Ａの例において、灰色で示されるCU（CU1,CU3,CU6）がI_PCMモードで符号化されるものとする。
【０３５７】
このような場合において、図２０Ｂに示されるように、コードストリームにおいてLCUのデータの先頭に、当該LCUの内部におけるI_PCMに関する情報であるI_PCM情報を付加するようにしてもよい。
【０３５８】
I_PCM情報は、例えば、当該LCUがI_PCMモードで符号化されるCUを含むか否かを示すフラグ情報を含む。図２０の例の場合、CU1,CU3、およびCU6がI_PCMモードで符号化されるCUであるので、このフラグ情報は、当該LCUがI_PCMモードで符号化されるCUを含むことを示す値（例えば「１」）に設定される。
【０３５９】
このように、画像符号化装置３００が、当該LCUの内部におけるI_PCMに関する情報を、LCUの先頭に付加することにより、画像復号装置５００は、当該LCUを復号する前に、当該LCU内にI_PCMモードで符号化されるCUが存在するか否かを容易に把握することができる。
【０３６０】
また、I_PCM情報は、例えば、当該LCUに含まれるI_PCMモードで符号化されるCUを示す情報を含む。図２０の例の場合、CU1,CU3、およびCU6がI_PCMモードで符号化されるCUであるので、I_PCM情報は、これらのCU（CU1,CU3,CU6）を示す情報を含む。
【０３６１】
このように、画像符号化装置３００が、当該LCUの内部におけるI_PCMに関する情報を、LCUの先頭に付加することにより、画像復号装置５００は、当該LCUを復号する前に、当該LCU内のどのCUがI_PCMモードで符号化されたかを容易に把握することができる。
【０３６２】
なお、以上においては、I_PCM_flag、適応フィルタフラグ、フィルタ係数、およびI_PCM情報等の画像データ以外の情報も、必要に応じて、画像符号化装置３００から画像復号装置４００に提供されるように説明したが、これらの情報は、符号化データの任意の位置に付加されるようにしてもよい。例えば、CUやLCUの先頭に付加されるようにしてもよいし、スライスヘッダに付加されるようにしてもよいし、シーケンスパラメータセット（SPS）やピクチャパラメータセット（PPS）等に格納されるようにしてもよい。また、例えば、これらの情報が、SEI（Suplemental Enhancement Information）等のパラメータセット（例えばシーケンスやピクチャのヘッダ等）に格納されるようにしてもよい。
【０３６３】
さらに、これらの情報が、符号化データとは別に復号側に伝送されるようにしてもよい。その場合、これらの情報と符号化データとの対応関係を明確にする（復号側で把握することができるようにする）必要があるが、その方法は任意である。例えば、別途、対応関係を示すテーブル情報を作成してもよいし、対応先のデータを示すリンク情報を互いのデータに埋め込むなどしてもよい。
【０３６４】
また、これらの情報を、画像符号化装置３００と画像復号装置４００とで予め共有しておくようにしてもよい。その場合、これらの情報の伝送を省略することができる場合もある。
【０３６５】
＜３．第３の実施の形態＞
［パーソナルコンピュータ］
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。この場合、例えば、図２１に示されるようなパーソナルコンピュータとして構成されるようにしてもよい。
【０３６６】
図２１において、パーソナルコンピュータ６００のCPU（Central Processing Unit）６０１は、ROM（Read Only Memory）６０２に記憶されているプログラム、または記憶部６１３からRAM（Random Access Memory）６０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM６０３にはまた、CPU６０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０３６７】
CPU６０１、ROM６０２、およびRAM６０３は、バス６０４を介して相互に接続されている。このバス６０４にはまた、入出力インタフェース６１０も接続されている。
【０３６８】
入出力インタフェース６１０には、キーボード、マウスなどよりなる入力部６１１、CRT（Cathode Ray Tube）やLCD（Liquid Crystal Display）などよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部６１２、ハードディスクなどより構成される記憶部６１３、モデムなどより構成される通信部６１４が接続されている。通信部６１４は、インターネットを含むネットワークを介しての通信処理を行う。
【０３６９】
入出力インタフェース６１０にはまた、必要に応じてドライブ６１５が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア６２１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部６１３にインストールされる。
【０３７０】
上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０３７１】
この記録媒体は、例えば、図２１に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM（Compact Disc - Read Only Memory）,DVD（Digital Versatile Disc）を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini Disc）を含む）、若しくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア６２１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM６０２や、記憶部６１３に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０３７２】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０３７３】
また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０３７４】
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
【０３７５】
また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０３７６】
例えば、図８に示される可逆符号化部３０７、ループフィルタ３１２、およびPCM符号化部３２１を、それぞれ、独立した装置として構成するようにしてもよい。また、図８に示されるNAL符号化部３３１、CU符号化部３３２、I_PCM_flag生成部３４１、PCM決定部３４２、デブロックフィルタ３５１、画素仕分け部３５２、フィルタ係数算出部３５３、およびフィルタリング部３５４を、それぞれ、独立した装置として構成するようにしてもよい。
【０３７７】
さらに、図９に示される入力データ量算出部３６１、PCM判定部３６２、符号化制御部３６３、適応シフト制御部３６４、およびフィルタ制御部を、それぞれ、独立した装置として構成するようにしてもよい。
【０３７８】
また、これらの各処理部を任意に組み合わせ、独立した装置として構成するようにしてもよい。もちろん、図７乃至図９に示される任意の処理部と組み合わせても良いし、図示せぬ処理部と組み合わせても良い。
【０３７９】
画像復号装置４００についても同様である。例えば、図１５に示される可逆復号部５０２、ループフィルタ５０６、およびPCM復号部５１６を、それぞれ、独立した装置として構成するようにしてもよい。また、図１６に示されるNAL復号部５３１、CU復号部５３２、I_PCM_flagバッファ５４１、PCM制御部５４２、デブロックフィルタ５５１、画素仕分け部５５２、およびフィルタリング部５５３を、それぞれ、独立した装置として構成するようにしてもよい。
【０３８０】
さらに、これらの各処理部を任意に組み合わせ、独立した装置として構成するようにしてもよい。もちろん、図１５および図１６に示される任意の処理部と組み合わせても良いし、図示せぬ処理部と組み合わせても良い。
【０３８１】
また、例えば、上述した画像符号化装置や画像復号装置は、任意の電子機器に適用することができる。以下にその例について説明する。
【０３８２】
＜４．第４の実施の形態＞
［テレビジョン受像機］
図２２は、本実施の画像復号装置５００を用いるテレビジョン受像機の主な構成例を示すブロック図である。
【０３８３】
図２２に示されるテレビジョン受像機１０００は、地上波チューナ１０１３、ビデオデコーダ１０１５、映像信号処理回路１０１８、グラフィック生成回路１０１９、パネル駆動回路１０２０、および表示パネル１０２１を有する。
【０３８４】
地上波チューナ１０１３は、地上アナログ放送の放送波信号を、アンテナを介して受信し、復調し、映像信号を取得し、それをビデオデコーダ１０１５に供給する。ビデオデコーダ１０１５は、地上波チューナ１０１３から供給された映像信号に対してデコード処理を施し、得られたデジタルのコンポーネント信号を映像信号処理回路１０１８に供給する。
【０３８５】
映像信号処理回路１０１８は、ビデオデコーダ１０１５から供給された映像データに対してノイズ除去などの所定の処理を施し、得られた映像データをグラフィック生成回路１０１９に供給する。
【０３８６】
グラフィック生成回路１０１９は、表示パネル１０２１に表示させる番組の映像データや、ネットワークを介して供給されるアプリケーションに基づく処理による画像データなどを生成し、生成した映像データや画像データをパネル駆動回路１０２０に供給する。また、グラフィック生成回路１０１９は、項目の選択などにユーザにより利用される画面を表示するための映像データ（グラフィック）を生成し、それを番組の映像データに重畳したりすることによって得られた映像データをパネル駆動回路１０２０に供給するといった処理も適宜行う。
【０３８７】
パネル駆動回路１０２０は、グラフィック生成回路１０１９から供給されたデータに基づいて表示パネル１０２１を駆動し、番組の映像や上述した各種の画面を表示パネル１０２１に表示させる。
【０３８８】
表示パネル１０２１はLCD（Liquid Crystal Display）などよりなり、パネル駆動回路１０２０による制御に従って番組の映像などを表示させる。
【０３８９】
また、テレビジョン受像機１０００は、音声A/D（Analog/Digital)変換回路１０１４、音声信号処理回路１０２２、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３、音声増幅回路１０２４、およびスピーカ１０２５も有する。
【０３９０】
地上波チューナ１０１３は、受信した放送波信号を復調することにより、映像信号だけでなく音声信号も取得する。地上波チューナ１０１３は、取得した音声信号を音声A/D変換回路１０１４に供給する。
【０３９１】
音声A/D変換回路１０１４は、地上波チューナ１０１３から供給された音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声信号を音声信号処理回路１０２２に供給する。
【０３９２】
音声信号処理回路１０２２は、音声A/D変換回路１０１４から供給された音声データに対してノイズ除去などの所定の処理を施し、得られた音声データをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
【０３９３】
エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、音声信号処理回路１０２２から供給された音声データを音声増幅回路１０２４に供給する。
【０３９４】
音声増幅回路１０２４は、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３から供給された音声データに対してD/A変換処理、増幅処理を施し、所定の音量に調整した後、音声をスピーカ１０２５から出力させる。
【０３９５】
さらに、テレビジョン受像機１０００は、デジタルチューナ１０１６およびMPEGデコーダ１０１７も有する。
【０３９６】
デジタルチューナ１０１６は、デジタル放送（地上デジタル放送、BS（Broadcasting Satellite）／CS（Communications Satellite）デジタル放送）の放送波信号を、アンテナを介して受信し、復調し、MPEG-TS（Moving Picture Experts Group-Transport Stream）を取得し、それをMPEGデコーダ１０１７に供給する。
【０３９７】
MPEGデコーダ１０１７は、デジタルチューナ１０１６から供給されたMPEG-TSに施されているスクランブルを解除し、再生対象（視聴対象）になっている番組のデータを含むストリームを抽出する。MPEGデコーダ１０１７は、抽出したストリームを構成する音声パケットをデコードし、得られた音声データを音声信号処理回路１０２２に供給するとともに、ストリームを構成する映像パケットをデコードし、得られた映像データを映像信号処理回路１０１８に供給する。また、MPEGデコーダ１０１７は、MPEG-TSから抽出したEPG（Electronic Program Guide)データを図示せぬ経路を介してCPU１０３２に供給する。
【０３９８】
テレビジョン受像機１０００は、このように映像パケットをデコードするMPEGデコーダ１０１７として、上述した画像復号装置５００を用いる。なお、放送局等より送信されるMPEG-TSは、画像符号化装置３００によって符号化されている。
【０３９９】
MPEGデコーダ１０１７は、画像復号装置５００の場合と同様に、I_PCMモードの選択をLCUよりも小さいCU単位で制御された符号化データを適切に復号する。したがって、MPEGデコーダ１０１７は、符号化時の冗長な処理の低減と、符号化データに含まれる冗長な情報の低減を実現させることができる。これにより、MPEGデコーダ１０１７は、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることを実現することができる。
【０４００】
MPEGデコーダ１０１７から供給された映像データは、ビデオデコーダ１０１５から供給された映像データの場合と同様に、映像信号処理回路１０１８において所定の処理が施され、グラフィック生成回路１０１９において、生成された映像データ等が適宜重畳され、パネル駆動回路１０２０を介して表示パネル１０２１に供給され、その画像が表示される。
【０４０１】
MPEGデコーダ１０１７から供給された音声データは、音声A/D変換回路１０１４から供給された音声データの場合と同様に、音声信号処理回路１０２２において所定の処理が施され、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３を介して音声増幅回路１０２４に供給され、D/A変換処理や増幅処理が施される。その結果、所定の音量に調整された音声がスピーカ１０２５から出力される。
【０４０２】
また、テレビジョン受像機１０００は、マイクロホン１０２６、およびA/D変換回路１０２７も有する。
【０４０３】
A/D変換回路１０２７は、音声会話用のものとしてテレビジョン受像機１０００に設けられるマイクロホン１０２６により取り込まれたユーザの音声の信号を受信し、受信した音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声データをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
【０４０４】
エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、テレビジョン受像機１０００のユーザ（ユーザＡ）の音声のデータがA/D変換回路１０２７から供給されている場合、ユーザＡの音声データを対象としてエコーキャンセルを行い、他の音声データと合成するなどして得られた音声のデータを、音声増幅回路１０２４を介してスピーカ１０２５より出力させる。
【０４０５】
さらに、テレビジョン受像機１０００は、音声コーデック１０２８、内部バス１０２９、SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory)１０３０、フラッシュメモリ１０３１、CPU１０３２、USB（Universal Serial Bus) I/F１０３３、およびネットワークI/F１０３４も有する。
【０４０６】
A/D変換回路１０２７は、音声会話用のものとしてテレビジョン受像機１０００に設けられるマイクロホン１０２６により取り込まれたユーザの音声の信号を受信し、受信した音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声データを音声コーデック１０２８に供給する。
【０４０７】
音声コーデック１０２８は、A/D変換回路１０２７から供給された音声データを、ネットワーク経由で送信するための所定のフォーマットのデータに変換し、内部バス１０２９を介してネットワークI/F１０３４に供給する。
【０４０８】
ネットワークI/F１０３４は、ネットワーク端子１０３５に装着されたケーブルを介してネットワークに接続される。ネットワークI/F１０３４は、例えば、そのネットワークに接続される他の装置に対して、音声コーデック１０２８から供給された音声データを送信する。また、ネットワークI/F１０３４は、例えば、ネットワークを介して接続される他の装置から送信される音声データを、ネットワーク端子１０３５を介して受信し、それを、内部バス１０２９を介して音声コーデック１０２８に供給する。
【０４０９】
音声コーデック１０２８は、ネットワークI/F１０３４から供給された音声データを所定のフォーマットのデータに変換し、それをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
【０４１０】
エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、音声コーデック１０２８から供給される音声データを対象としてエコーキャンセルを行い、他の音声データと合成するなどして得られた音声のデータを、音声増幅回路１０２４を介してスピーカ１０２５より出力させる。
【０４１１】
SDRAM１０３０は、CPU１０３２が処理を行う上で必要な各種のデータを記憶する。
【０４１２】
フラッシュメモリ１０３１は、CPU１０３２により実行されるプログラムを記憶する。フラッシュメモリ１０３１に記憶されているプログラムは、テレビジョン受像機１０００の起動時などの所定のタイミングでCPU１０３２により読み出される。フラッシュメモリ１０３１には、デジタル放送を介して取得されたEPGデータ、ネットワークを介して所定のサーバから取得されたデータなども記憶される。
【０４１３】
例えば、フラッシュメモリ１０３１には、CPU１０３２の制御によりネットワークを介して所定のサーバから取得されたコンテンツデータを含むMPEG-TSが記憶される。フラッシュメモリ１０３１は、例えばCPU１０３２の制御により、そのMPEG-TSを、内部バス１０２９を介してMPEGデコーダ１０１７に供給する。
【０４１４】
MPEGデコーダ１０１７は、デジタルチューナ１０１６から供給されたMPEG-TSの場合と同様に、そのMPEG-TSを処理する。このようにテレビジョン受像機１０００は、映像や音声等よりなるコンテンツデータを、ネットワークを介して受信し、MPEGデコーダ１０１７を用いてデコードし、その映像を表示させたり、音声を出力させたりすることができる。
【０４１５】
また、テレビジョン受像機１０００は、リモートコントローラ１０５１から送信される赤外線信号を受光する受光部１０３７も有する。
【０４１６】
受光部１０３７は、リモートコントローラ１０５１からの赤外線を受光し、復調して得られたユーザ操作の内容を表す制御コードをCPU１０３２に出力する。
【０４１７】
CPU１０３２は、フラッシュメモリ１０３１に記憶されているプログラムを実行し、受光部１０３７から供給される制御コードなどに応じてテレビジョン受像機１０００の全体の動作を制御する。CPU１０３２とテレビジョン受像機１０００の各部は、図示せぬ経路を介して接続されている。
【０４１８】
USB I/F１０３３は、USB端子１０３６に装着されたUSBケーブルを介して接続される、テレビジョン受像機１０００の外部の機器との間でデータの送受信を行う。ネットワークI/F１０３４は、ネットワーク端子１０３５に装着されたケーブルを介してネットワークに接続し、ネットワークに接続される各種の装置と音声データ以外のデータの送受信も行う。
【０４１９】
テレビジョン受像機１０００は、MPEGデコーダ１０１７として画像復号装置５００を用いることにより、アンテナを介して受信する放送波信号や、ネットワークを介して取得するコンテンツデータを生成する際の符号化処理の効率の低減を抑制しながら、そのデータの符号化効率を向上させることを実現することができる。
【０４２０】
＜５．第５の実施の形態＞
［携帯電話機］
図２３は、本実施の画像符号化装置３００および画像復号装置５００を用いる携帯電話機の主な構成例を示すブロック図である。
【０４２１】
図２３に示される携帯電話機１１００は、各部を統括的に制御するようになされた主制御部１１５０、電源回路部１１５１、操作入力制御部１１５２、画像エンコーダ１１５３、カメラI/F部１１５４、LCD制御部１１５５、画像デコーダ１１５６、多重分離部１１５７、記録再生部１１６２、変復調回路部１１５８、および音声コーデック１１５９を有する。これらは、バス１１６０を介して互いに接続されている。
【０４２２】
また、携帯電話機１１００は、操作キー１１１９、CCD（Charge Coupled Devices）カメラ１１１６、液晶ディスプレイ１１１８、記憶部１１２３、送受信回路部１１６３、アンテナ１１１４、マイクロホン（マイク）１１２１、およびスピーカ１１１７を有する。
【０４２３】
電源回路部１１５１は、ユーザの操作により終話およ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機１１００を動作可能な状態に起動する。
【０４２４】
携帯電話機１１００は、CPU、ROMおよびRAM等でなる主制御部１１５０の制御に基づいて、音声通話モードやデータ通信モード等の各種モードで、音声信号の送受信、電子メールや画像データの送受信、画像撮影、またはデータ記録等の各種動作を行う。
【０４２５】
例えば、音声通話モードにおいて、携帯電話機１１００は、マイクロホン（マイク）１１２１で集音した音声信号を、音声コーデック１１５９によってデジタル音声データに変換し、これを変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（音声信号）は、公衆電話回線網を介して通話相手の携帯電話機に供給される。
【０４２６】
また、例えば、音声通話モードにおいて、携帯電話機１１００は、アンテナ１１１４で受信した受信信号を送受信回路部１１６３で増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理し、変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理し、音声コーデック１１５９によってアナログ音声信号に変換する。携帯電話機１１００は、その変換して得られたアナログ音声信号をスピーカ１１１７から出力する。
【０４２７】
更に、例えば、データ通信モードにおいて電子メールを送信する場合、携帯電話機１１００は、操作キー１１１９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を、操作入力制御部１１５２において受け付ける。携帯電話機１１００は、そのテキストデータを主制御部１１５０において処理し、LCD制御部１１５５を介して、画像として液晶ディスプレイ１１１８に表示させる。
【０４２８】
また、携帯電話機１１００は、主制御部１１５０において、操作入力制御部１１５２が受け付けたテキストデータやユーザ指示等に基づいて電子メールデータを生成する。携帯電話機１１００は、その電子メールデータを、変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（電子メール）は、ネットワークおよびメールサーバ等を介して、所定のあて先に供給される。
【０４２９】
また、例えば、データ通信モードにおいて電子メールを受信する場合、携帯電話機１１００は、基地局から送信された信号を、アンテナ１１１４を介して送受信回路部１１６３で受信し、増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理する。携帯電話機１１００は、その受信信号を変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理して元の電子メールデータを復元する。携帯電話機１１００は、復元された電子メールデータを、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示する。
【０４３０】
なお、携帯電話機１１００は、受信した電子メールデータを、記録再生部１１６２を介して、記憶部１１２３に記録する（記憶させる）ことも可能である。
【０４３１】
この記憶部１１２３は、書き換え可能な任意の記憶媒体である。記憶部１１２３は、例えば、RAMや内蔵型フラッシュメモリ等の半導体メモリであってもよいし、ハードディスクであってもよいし、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、USBメモリ、またはメモリカード等のリムーバブルメディアであってもよい。もちろん、これら以外のものであってもよい。
【０４３２】
さらに、例えば、データ通信モードにおいて画像データを送信する場合、携帯電話機１１００は、撮像によりCCDカメラ１１１６で画像データを生成する。CCDカメラ１１１６は、レンズや絞り等の光学デバイスと光電変換素子としてのCCDを有し、被写体を撮像し、受光した光の強度を電気信号に変換し、被写体の画像の画像データを生成する。CCDカメラ１１１６は、その画像データを、カメラI/F部１１５４を介して、画像エンコーダ１１５３で符号化し、符号化画像データに変換する。
【０４３３】
携帯電話機１１００は、このような処理を行う画像エンコーダ１１５３として、上述した画像符号化装置３００を用いる。画像エンコーダ１１５３は、画像符号化装置３００の場合と同様に、I_PCMモードの選択をLCUよりも小さいCU単位で制御する。つまり、画像エンコーダ１１５３は、符号化時の冗長な処理をより低減させることができるとともに、符号化データに含まれる冗長な情報をより低減させることができる。これにより、画像エンコーダ１１５３は、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることができる。
【０４３４】
なお、携帯電話機１１００は、このとき同時に、CCDカメラ１１１６で撮像中にマイクロホン（マイク）１１２１で集音した音声を、音声コーデック１１５９においてアナログデジタル変換し、さらに符号化する。
【０４３５】
携帯電話機１１００は、多重分離部１１５７において、画像エンコーダ１１５３から供給された符号化画像データと、音声コーデック１１５９から供給されたデジタル音声データとを、所定の方式で多重化する。携帯電話機１１００は、その結果得られる多重化データを、変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（画像データ）は、ネットワーク等を介して、通信相手に供給される。
【０４３６】
なお、画像データを送信しない場合、携帯電話機１１００は、CCDカメラ１１１６で生成した画像データを、画像エンコーダ１１５３を介さずに、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示させることもできる。
【０４３７】
また、例えば、データ通信モードにおいて、簡易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、携帯電話機１１００は、基地局から送信された信号を、アンテナ１１１４を介して送受信回路部１１６３で受信し、増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理する。携帯電話機１１００は、その受信信号を変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理して元の多重化データを復元する。携帯電話機１１００は、多重分離部１１５７において、その多重化データを分離して、符号化画像データと音声データとに分ける。
【０４３８】
携帯電話機１１００は、画像デコーダ１１５６において符号化画像データをデコードすることにより、再生動画像データを生成し、これを、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示させる。これにより、例えば、簡易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動画データが液晶ディスプレイ１１１８に表示される。
【０４３９】
携帯電話機１１００は、このような処理を行う画像デコーダ１１５６として、上述した画像復号装置５００を用いる。つまり、画像デコーダ１１５６は、画像復号装置５００の場合と同様に、I_PCMモードの選択をLCUよりも小さいCU単位で制御された符号化データを適切に復号する。したがって、画像デコーダ１１５６は、符号化時の冗長な処理の低減と、符号化データに含まれる冗長な情報の低減を実現させることができる。これにより、画像デコーダ１１５６は、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることを実現することができる。
【０４４０】
このとき、携帯電話機１１００は、同時に、音声コーデック１１５９において、デジタルの音声データをアナログ音声信号に変換し、これをスピーカ１１１７より出力させる。これにより、例えば、簡易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音声データが再生される。
【０４４１】
なお、電子メールの場合と同様に、携帯電話機１１００は、受信した簡易ホームページ等にリンクされたデータを、記録再生部１１６２を介して、記憶部１１２３に記録する（記憶させる）ことも可能である。
【０４４２】
また、携帯電話機１１００は、主制御部１１５０において、撮像されてCCDカメラ１１１６で得られた２次元コードを解析し、２次元コードに記録された情報を取得することができる。
【０４４３】
さらに、携帯電話機１１００は、赤外線通信部１１８１で赤外線により外部の機器と通信することができる。
【０４４４】
携帯電話機１１００は、画像エンコーダ１１５３として画像符号化装置３００を用いることにより、例えばCCDカメラ１１１６において生成された画像データを符号化して伝送する際に、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることができる。
【０４４５】
また、携帯電話機１１００は、画像デコーダ１１５６として画像復号装置５００を用いることにより、例えば、簡易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（符号化データ）を生成する際の符号化処理の効率の低減を抑制しながら、そのデータの符号化効率を向上させることを実現することができる。
【０４４６】
なお、以上において、携帯電話機１１００が、CCDカメラ１１１６を用いるように説明したが、このCCDカメラ１１１６の代わりに、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いたイメージセンサ（CMOSイメージセンサ）を用いるようにしてもよい。この場合も、携帯電話機１１００は、CCDカメラ１１１６を用いる場合と同様に、被写体を撮像し、被写体の画像の画像データを生成することができる。
【０４４７】
また、以上においては携帯電話機１１００として説明したが、例えば、PDA（Personal Digital Assistants）、スマートフォン、UMPC（Ultra Mobile Personal Computer）、ネットブック、ノート型パーソナルコンピュータ等、この携帯電話機１１００と同様の撮像機能や通信機能を有する装置であれば、どのような装置であっても携帯電話機１１００の場合と同様に、本実施の画像符号化装置３００および画像復号装置４００を適用することができる。
【０４４８】
＜６．第６の実施の形態＞
［ハードディスクレコーダ］
図２４は、本実施の画像符号化装置３００および画像復号装置５００を用いるハードディスクレコーダの主な構成例を示すブロック図である。
【０４４９】
図２４に示されるハードディスクレコーダ（HDDレコーダ）１２００は、チューナにより受信された、衛星や地上のアンテナ等より送信される放送波信号（テレビジョン信号）に含まれる放送番組のオーディオデータとビデオデータを、内蔵するハードディスクに保存し、その保存したデータをユーザの指示に応じたタイミングでユーザに提供する装置である。
【０４５０】
ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、放送波信号よりオーディオデータとビデオデータを抽出し、それらを適宜復号し、内蔵するハードディスクに記憶させることができる。また、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、ネットワークを介して他の装置からオーディオデータやビデオデータを取得し、それらを適宜復号し、内蔵するハードディスクに記憶させることもできる。
【０４５１】
さらに、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、内蔵するハードディスクに記録されているオーディオデータやビデオデータを復号してモニタ１２６０に供給し、モニタ１２６０の画面にその画像を表示させ、モニタ１２６０のスピーカよりその音声を出力させることができる。また、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、チューナを介して取得された放送波信号より抽出されたオーディオデータとビデオデータ、または、ネットワークを介して他の装置から取得したオーディオデータやビデオデータを復号してモニタ１２６０に供給し、モニタ１２６０の画面にその画像を表示させ、モニタ１２６０のスピーカよりその音声を出力させることもできる。
【０４５２】
もちろん、この他の動作も可能である。
【０４５３】
図２４に示されるように、ハードディスクレコーダ１２００は、受信部１２２１、復調部１２２２、デマルチプレクサ１２２３、オーディオデコーダ１２２４、ビデオデコーダ１２２５、およびレコーダ制御部１２２６を有する。ハードディスクレコーダ１２００は、さらに、EPGデータメモリ１２２７、プログラムメモリ１２２８、ワークメモリ１２２９、ディスプレイコンバータ１２３０、OSD（On Screen Display）制御部１２３１、ディスプレイ制御部１２３２、記録再生部１２３３、D/Aコンバータ１２３４、および通信部１２３５を有する。
【０４５４】
また、ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオエンコーダ１２４１を有する。記録再生部１２３３は、エンコーダ１２５１およびデコーダ１２５２を有する。
【０４５５】
受信部１２２１は、リモートコントローラ（図示せず）からの赤外線信号を受信し、電気信号に変換してレコーダ制御部１２２６に出力する。レコーダ制御部１２２６は、例えば、マイクロプロセッサなどにより構成され、プログラムメモリ１２２８に記憶されているプログラムに従って、各種の処理を実行する。レコーダ制御部１２２６は、このとき、ワークメモリ１２２９を必要に応じて使用する。
【０４５６】
通信部１２３５は、ネットワークに接続され、ネットワークを介して他の装置との通信処理を行う。例えば、通信部１２３５は、レコーダ制御部１２２６により制御され、チューナ（図示せず）と通信し、主にチューナに対して選局制御信号を出力する。
【０４５７】
復調部１２２２は、チューナより供給された信号を、復調し、デマルチプレクサ１２２３に出力する。デマルチプレクサ１２２３は、復調部１２２２より供給されたデータを、オーディオデータ、ビデオデータ、およびEPGデータに分離し、それぞれ、オーディオデコーダ１２２４、ビデオデコーダ１２２５、またはレコーダ制御部１２２６に出力する。
【０４５８】
オーディオデコーダ１２２４は、入力されたオーディオデータをデコードし、記録再生部１２３３に出力する。ビデオデコーダ１２２５は、入力されたビデオデータをデコードし、ディスプレイコンバータ１２３０に出力する。レコーダ制御部１２２６は、入力されたEPGデータをEPGデータメモリ１２２７に供給し、記憶させる。
【０４５９】
ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５またはレコーダ制御部１２２６より供給されたビデオデータを、ビデオエンコーダ１２４１により、例えばNTSC（National Television Standards Committee）方式のビデオデータにエンコードし、記録再生部１２３３に出力する。また、ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５またはレコーダ制御部１２２６より供給されるビデオデータの画面のサイズを、モニタ１２６０のサイズに対応するサイズに変換し、ビデオエンコーダ１２４１によってNTSC方式のビデオデータに変換し、アナログ信号に変換し、ディスプレイ制御部１２３２に出力する。
【０４６０】
ディスプレイ制御部１２３２は、レコーダ制御部１２２６の制御のもと、OSD（On Screen Display）制御部１２３１が出力したOSD信号を、ディスプレイコンバータ１２３０より入力されたビデオ信号に重畳し、モニタ１２６０のディスプレイに出力し、表示させる。
【０４６１】
モニタ１２６０にはまた、オーディオデコーダ１２２４が出力したオーディオデータが、D/Aコンバータ１２３４によりアナログ信号に変換されて供給されている。モニタ１２６０は、このオーディオ信号を内蔵するスピーカから出力する。
【０４６２】
記録再生部１２３３は、ビデオデータやオーディオデータ等を記録する記憶媒体としてハードディスクを有する。
【０４６３】
記録再生部１２３３は、例えば、オーディオデコーダ１２２４より供給されるオーディオデータを、エンコーダ１２５１によりエンコードする。また、記録再生部１２３３は、ディスプレイコンバータ１２３０のビデオエンコーダ１２４１より供給されるビデオデータを、エンコーダ１２５１によりエンコードする。記録再生部１２３３は、そのオーディオデータの符号化データとビデオデータの符号化データとをマルチプレクサにより合成する。記録再生部１２３３は、その合成データをチャネルコーディングして増幅し、そのデータを、記録ヘッドを介してハードディスクに書き込む。
【０４６４】
記録再生部１２３３は、再生ヘッドを介してハードディスクに記録されているデータを再生し、増幅し、デマルチプレクサによりオーディオデータとビデオデータに分離する。記録再生部１２３３は、デコーダ１２５２によりオーディオデータおよびビデオデータをデコードする。記録再生部１２３３は、復号したオーディオデータをD/A変換し、モニタ１２６０のスピーカに出力する。また、記録再生部１２３３は、復号したビデオデータをD/A変換し、モニタ１２６０のディスプレイに出力する。
【０４６５】
レコーダ制御部１２２６は、受信部１２２１を介して受信されるリモートコントローラからの赤外線信号により示されるユーザ指示に基づいて、EPGデータメモリ１２２７から最新のEPGデータを読み出し、それをOSD制御部１２３１に供給する。OSD制御部１２３１は、入力されたEPGデータに対応する画像データを発生し、ディスプレイ制御部１２３２に出力する。ディスプレイ制御部１２３２は、OSD制御部１２３１より入力されたビデオデータをモニタ１２６０のディスプレイに出力し、表示させる。これにより、モニタ１２６０のディスプレイには、EPG（電子番組ガイド）が表示される。
【０４６６】
また、ハードディスクレコーダ１２００は、インターネット等のネットワークを介して他の装置から供給されるビデオデータ、オーディオデータ、またはEPGデータ等の各種データを取得することができる。
【０４６７】
通信部１２３５は、レコーダ制御部１２２６に制御され、ネットワークを介して他の装置から送信されるビデオデータ、オーディオデータ、およびEPGデータ等の符号化データを取得し、それをレコーダ制御部１２２６に供給する。レコーダ制御部１２２６は、例えば、取得したビデオデータやオーディオデータの符号化データを記録再生部１２３３に供給し、ハードディスクに記憶させる。このとき、レコーダ制御部１２２６および記録再生部１２３３が、必要に応じて再エンコード等の処理を行うようにしてもよい。
【０４６８】
また、レコーダ制御部１２２６は、取得したビデオデータやオーディオデータの符号化データを復号し、得られるビデオデータをディスプレイコンバータ１２３０に供給する。ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５から供給されるビデオデータと同様に、レコーダ制御部１２２６から供給されるビデオデータを処理し、ディスプレイ制御部１２３２を介してモニタ１２６０に供給し、その画像を表示させる。
【０４６９】
また、この画像表示に合わせて、レコーダ制御部１２２６が、復号したオーディオデータを、D/Aコンバータ１２３４を介してモニタ１２６０に供給し、その音声をスピーカから出力させるようにしてもよい。
【０４７０】
さらに、レコーダ制御部１２２６は、取得したEPGデータの符号化データを復号し、復号したEPGデータをEPGデータメモリ１２２７に供給する。
【０４７１】
以上のようなハードディスクレコーダ１２００は、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダとして画像復号装置５００を用いる。つまり、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、画像復号装置５００の場合と同様に、I_PCMモードの選択をLCUよりも小さいCU単位で制御された符号化データを適切に復号する。したがって、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、符号化時の冗長な処理の低減と、符号化データに含まれる冗長な情報の低減を実現させることができる。これにより、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることを実現することができる。
【０４７２】
したがって、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、チューナや通信部１２３５が受信するビデオデータ（符号化データ）や、記録再生部１２３３が再生するビデオデータ（符号化データ）を生成する際の符号化処理の効率の低減を抑制しながら、そのデータの符号化効率を向上させることを実現することができる。
【０４７３】
また、ハードディスクレコーダ１２００は、エンコーダ１２５１として画像符号化装置３００を用いる。したがって、エンコーダ１２５１は、画像符号化装置３００の場合と同様に、I_PCMモードの選択をLCUよりも小さいCU単位で制御する。つまり、エンコーダ１２５１は、符号化時の冗長な処理をより低減させることができるとともに、符号化データに含まれる冗長な情報をより低減させることができる。これにより、エンコーダ１２５１は、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることができる。
【０４７４】
したがって、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、ハードディスクに記録する符号化データを生成する際に、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることができる。
【０４７５】
なお、以上においては、ビデオデータやオーディオデータをハードディスクに記録するハードディスクレコーダ１２００について説明したが、もちろん、記録媒体はどのようなものであってもよい。例えばフラッシュメモリ、光ディスク、またはビデオテープ等、ハードディスク以外の記録媒体を適用するレコーダであっても、上述したハードディスクレコーダ１２００の場合と同様に、本実施の画像符号化装置３００および画像復号装置５００を適用することができる。
【０４７６】
＜７．第７の実施の形態＞
［カメラ］
図２５は、本実施の画像符号化装置３００および画像復号装置５００を用いるカメラの主な構成例を示すブロック図である。
【０４７７】
図２５に示されるカメラ１３００は、被写体を撮像し、被写体の画像をLCD１３１６に表示させたり、それを画像データとして、記録メディア１３３３に記録したりする。
【０４７８】
レンズブロック１３１１は、光（すなわち、被写体の映像）を、CCD/CMOS１３１２に入射させる。CCD/CMOS１３１２は、CCDまたはCMOSを用いたイメージセンサであり、受光した光の強度を電気信号に変換し、カメラ信号処理部１３１３に供給する。
【０４７９】
カメラ信号処理部１３１３は、CCD/CMOS１３１２から供給された電気信号を、Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂの色差信号に変換し、画像信号処理部１３１４に供給する。画像信号処理部１３１４は、コントローラ１３２１の制御の下、カメラ信号処理部１３１３から供給された画像信号に対して所定の画像処理を施したり、その画像信号をエンコーダ１３４１で符号化したりする。画像信号処理部１３１４は、画像信号を符号化して生成した符号化データを、デコーダ１３１５に供給する。さらに、画像信号処理部１３１４は、オンスクリーンディスプレイ（OSD）１３２０において生成された表示用データを取得し、それをデコーダ１３１５に供給する。
【０４８０】
以上の処理において、カメラ信号処理部１３１３は、バス１３１７を介して接続されるDRAM（Dynamic Random Access Memory）１３１８を適宜利用し、必要に応じて画像データや、その画像データが符号化された符号化データ等をそのDRAM１３１８に保持させる。
【０４８１】
デコーダ１３１５は、画像信号処理部１３１４から供給された符号化データを復号し、得られた画像データ（復号画像データ）をLCD１３１６に供給する。また、デコーダ１３１５は、画像信号処理部１３１４から供給された表示用データをLCD１３１６に供給する。LCD１３１６は、デコーダ１３１５から供給された復号画像データの画像と表示用データの画像を適宜合成し、その合成画像を表示する。
【０４８２】
オンスクリーンディスプレイ１３２０は、コントローラ１３２１の制御の下、記号、文字、または図形からなるメニュー画面やアイコンなどの表示用データを、バス１３１７を介して画像信号処理部１３１４に出力する。
【０４８３】
コントローラ１３２１は、ユーザが操作部１３２２を用いて指令した内容を示す信号に基づいて、各種処理を実行するとともに、バス１３１７を介して、画像信号処理部１３１４、DRAM１３１８、外部インタフェース１３１９、オンスクリーンディスプレイ１３２０、およびメディアドライブ１３２３等を制御する。FLASH ROM１３２４には、コントローラ１３２１が各種処理を実行する上で必要なプログラムやデータ等が格納される。
【０４８４】
例えば、コントローラ１３２１は、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５に代わって、DRAM１３１８に記憶されている画像データを符号化したり、DRAM１３１８に記憶されている符号化データを復号したりすることができる。このとき、コントローラ１３２１は、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５の符号化・復号方式と同様の方式によって符号化・復号処理を行うようにしてもよいし、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５が対応していない方式により符号化・復号処理を行うようにしてもよい。
【０４８５】
また、例えば、操作部１３２２から画像印刷の開始が指示された場合、コントローラ１３２１は、DRAM１３１８から画像データを読み出し、それを、バス１３１７を介して外部インタフェース１３１９に接続されるプリンタ１３３４に供給して印刷させる。
【０４８６】
さらに、例えば、操作部１３２２から画像記録が指示された場合、コントローラ１３２１は、DRAM１３１８から符号化データを読み出し、それを、バス１３１７を介してメディアドライブ１３２３に装着される記録メディア１３３３に供給して記憶させる。
【０４８７】
記録メディア１３３３は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、または半導体メモリ等の、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアである。記録メディア１３３３は、もちろん、リムーバブルメディアとしての種類も任意であり、テープデバイスであってもよいし、ディスクであってもよいし、メモリカードであってもよい。もちろん、非接触ICカード等であっても良い。
【０４８８】
また、メディアドライブ１３２３と記録メディア１３３３を一体化し、例えば、内蔵型ハードディスクドライブやSSD（Solid State Drive）等のように、非可搬性の記憶媒体により構成されるようにしてもよい。
【０４８９】
外部インタフェース１３１９は、例えば、USB入出力端子などで構成され、画像の印刷を行う場合に、プリンタ１３３４と接続される。また、外部インタフェース１３１９には、必要に応じてドライブ１３３１が接続され、磁気ディスク、光ディスク、あるいは光磁気ディスクなどのリムーバブルメディア１３３２が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて、FLASH ROM１３２４にインストールされる。
【０４９０】
さらに、外部インタフェース１３１９は、LANやインターネット等の所定のネットワークに接続されるネットワークインタフェースを有する。コントローラ１３２１は、例えば、操作部１３２２からの指示に従って、DRAM１３１８から符号化データを読み出し、それを外部インタフェース１３１９から、ネットワークを介して接続される他の装置に供給させることができる。また、コントローラ１３２１は、ネットワークを介して他の装置から供給される符号化データや画像データを、外部インタフェース１３１９を介して取得し、それをDRAM１３１８に保持させたり、画像信号処理部１３１４に供給したりすることができる。
【０４９１】
以上のようなカメラ１３００は、デコーダ１３１５として画像復号装置５００を用いる。つまり、デコーダ１３１５は、画像復号装置５００の場合と同様に、I_PCMモードの選択をLCUよりも小さいCU単位で制御された符号化データを適切に復号する。したがって、デコーダ１３１５は、符号化時の冗長な処理の低減と、符号化データに含まれる冗長な情報の低減を実現させることができる。これにより、デコーダ１３１５は、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることを実現することができる。
【０４９２】
したがって、カメラ１３００は、例えば、CCD/CMOS１３１２において生成される画像データや、DRAM１３１８または記録メディア１３３３から読み出すビデオデータの符号化データや、ネットワークを介して取得するビデオデータの符号化データを生成する際の符号化処理の効率の低減を抑制しながら、そのデータの符号化効率を向上させることを実現することができる。
【０４９３】
また、カメラ１３００は、エンコーダ１３４１として画像符号化装置３００を用いる。エンコーダ１３４１は、画像符号化装置３００の場合と同様に、I_PCMモードの選択をLCUよりも小さいCU単位で制御する。つまり、エンコーダ１３４１は、符号化時の冗長な処理をより低減させることができるとともに、符号化データに含まれる冗長な情報をより低減させることができる。これにより、エンコーダ１３４１は、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることができる。
【０４９４】
したがって、カメラ１３００は、例えば、DRAM１３１８や記録メディア１３３３に記録する符号化データや、他の装置に提供する符号化データを生成する際に、符号化処理の効率の低減を抑制しながら符号化効率を向上させることができる。
【０４９５】
なお、コントローラ１３２１が行う復号処理に画像復号装置５００の復号方法を適用するようにしてもよい。同様に、コントローラ１３２１が行う符号化処理に画像符号化装置３００の符号化方法を適用するようにしてもよい。
【０４９６】
また、カメラ１３００が撮像する画像データは動画像であってもよいし、静止画像であってもよい。
【０４９７】
もちろん、本実施の画像符号化装置３００および画像復号装置５００は、上述した装置以外の装置やシステムにも適用可能である。
【０４９８】
本発明は、例えば、MPEG，H.26x等の様に、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償によって圧縮された画像情報（ビットストリーム）を、衛星放送、ケーブルＴＶ、インターネット、携帯電話などのネットワークメディアを介して受信する際に、若しくは光、磁気ディスク、フラッシュメモリのような記憶メディア上で処理する際に用いられる画像符号化装置や画像復号装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０４９９】
３００  画像符号化装置，  ３０３  適応左シフト部，  ３０７  可逆符号化部，  ３１２  ループフィルタ，  ３１３  適応右シフト部，  ３１５  適応左シフト部，  ３２０  レート制御部，  ３２１  PCM符号化部，  ３３１  NAL符号化部，  ３３２  CU符号化部，  ３４１  I_PCM_flag生成部，  ３４２  PCM決定部，  ３５１  デブロックフィルタ，  ３５２  画素仕分け部，  ３５３  フィルタ係数算出部，  ３５４  フィルタリング部，  ３６１  入力データ量算出部，  ３６２  PCM判定部，  ３６３  符号化制御部，  ３６４  適応シフト制御部，  ３６５  フィルタ制御部，  ５００  画像復号装置，  ５０２  可逆復号部，  ５０６  ループフィルタ，  ５０７  適応右シフト部，  ５１１  適応左シフト部，  ５１６  PCM復号部，  ５３１  NAL復号部，  ５３２  CU復号部，  ５４１  I_PCM_flagバッファ，  ５４２  PCM制御部，  ５５１  デブロックフィルタ，  ５５２  画素仕分け部，  ５５３  フィルタリング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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