(57)【要約】【課題】処理量を低減する。【解決手段】原画像と予測画像との差分である予測誤差をブロック毎に符号化する画像符号化方法であって、前記予測誤差の特性を示す特徴量を抽出する特徴量抽出ステップ（Ｓ１０１、Ｓ１０２）と、前記特徴量に基づいて、前記予測誤差に対して周波数変換を実行するか否かを決定する変換選択ステップ（Ｓ１０３、Ｓ１０４）と、前記変換選択ステップにおいて、前記予測誤差に対して周波数変換を実行しないと決定された場合、前記周波数変換をスキップする変換スキップステップ（Ｓ１０５）とを含む。【選択図】図６
2014131270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像と予測画像との差分である予測誤差をブロック毎に符号化する画像符号化方法であって、
前記予測誤差の特性を示す特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
前記特徴量に基づいて、前記予測誤差に対して周波数変換を実行するか否かを決定する変換選択ステップと、
前記変換選択ステップにおいて、前記予測誤差に対して前記周波数変換を実行しないと決定された場合、前記周波数変換をスキップする変換スキップステップとを含む
画像符号化方法。
【請求項２】
前記変換選択ステップでは、
前記特徴量に基づいて、対象ブロックに、画素値の変化量が予め定められた閾値以下となる平坦部が存在し、かつ、前記対象ブロックが高周波成分を有しているか否かを判定し、
前記対象ブロックに前記平坦部があり、かつ、前記対象ブロックが前記高周波成分を有していると判定された場合、前記周波数変換を実行しないと決定し、
前記対象ブロックに前記平坦部がない、又は、前記対象ブロックが前記高周波成分を有していないと判定された場合、前記周波数変換を実行すると決定する
請求項１記載の画像符号化方法。
【請求項３】
前記特徴量抽出ステップでは、
前記対象ブロックの前記予測誤差から、前記平坦部に関連する特徴量及び前記高周波成分に関連する特徴量を抽出する
請求項２記載の画像符号化方法。
【請求項４】
前記特徴量抽出ステップでは、前記平坦部に関連する特徴量として、前記予測誤差のヒストグラムの最大頻度を抽出し、
前記変換選択ステップでは、前記最大頻度が第１閾値以上である領域であり、かつ広さが第２閾値以上である領域を前記平坦部と判定する
請求項３記載の画像符号化方法。
【請求項５】
前記特徴量抽出ステップでは、前記高周波成分に関連する特徴量として、前記予測誤差に含まれる隣接成分間の絶対差分値の最大値を抽出し、
前記変換選択ステップでは、前記最大値が第３閾値よりも大きい場合に、前記高周波成分を有していると判定する
請求項３記載の画像符号化方法。
【請求項６】
原画像と予測画像との差分である予測誤差をブロック毎に符号化する画像符号化方法であって、
前記原画像に関連する情報を取得する情報取得ステップと、
前記情報に基づいて前記予測誤差に対して周波数変換を実行するか否かを決定する変換選択ステップと、
前記変換選択ステップにおいて、前記予測誤差に対して周波数変換を実行しないと決定された場合、前記周波数変換をスキップする変換スキップステップとを含む
画像符号化方法。
【請求項７】
前記情報取得ステップでは、前記情報として、文字と写真とを判別できる情報を取得する
請求項６記載の画像符号化方法。
【請求項８】
原画像と予測画像との差分である予測誤差をブロック毎に符号化する画像符号化装置であって、
前記予測誤差の特性を示す特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
前記特徴量に基づいて、前記予測誤差に対して周波数変換を実行するか否かを決定する変換選択部と、
前記変換選択部において、前記予測誤差に対して周波数変換を実行しないと決定された場合、前記周波数変換をスキップする変換スキップ部とを備える
画像符号化装置。
【請求項９】
原画像と予測画像との差分である予測誤差をブロック毎に符号化する画像符号化装置であって、
前記原画像に関連する情報を取得する情報取得部と、
前記情報に基づいて前記予測誤差に対して周波数変換を実行するか否かを決定する変換選択部と、
前記変換選択部において、前記予測誤差に対して周波数変換を実行しないと決定された場合、前記周波数変換をスキップする変換スキップ部とを備える
画像符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像符号化方法及び画像符号化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代動画像符号化標準規格であるＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）規格では、符号化効率を向上させるために様々な検討がされている（非特許文献１参照）。この方式は、従来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、及び、ＭＰＥＧ−ｘで示されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格であり、Ｈ．２６４／ＡＶＣ、又はＭＰＥＧ−４  ＡＶＣで示される規格（非特許文献２参照）の次の映像符号化規格として検討されている。
【０００３】
ＨＥＶＣ規格では、符号化対象ピクチャが予め定められた単位に分割され、その分割単位で符号化が行われる。例えば、符号化対象ピクチャが、水平１６画素及び垂直１６画素のブロック単位で符号化される。具体的には、ＨＥＶＣ規格では、ブロック毎に、周波数変換、量子化、及び、エントロピー符号化が行われることで、符号化対象ピクチャが符号化される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ  Ｔｅａｍ  ｏｎ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ（ＪＣＴ−ＶＣ）  ｏｆ  ＩＴＵ−Ｔ  ＳＧ１６  ＷＰ３  ａｎｄ  ＩＳＯ／ＩＥＣ  ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１  １０ｔｈ  Ｍｅｅｔｉｎｇ：Ｓｈａｎｇｈａｉ，ＣＨ，−６−２１  Ｏｃｔｏｂｅｒ，２０１２  ＪＣＴＶＣ−Ｋ１００３  Ｔｉｔｌｅ：Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ（ＨＥＶＣ）ｔｅｘｔ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｄｒａｆｔ  ９  （ＳｏＤＩＳ） ｈｔｔｐ：／／ｐｈｅｎｉｘ．ｉｎｔ−ｅｖｒｙ．ｆｒ／ｊｃｔ／ｄｏｃ＿ｅｎｄ＿ｕｓｅｒ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／１１＿Ｓｈａｎｇｈａｉ／ｗｇ１１／ＪＣＴＶＣ−Ｋ１００３−ｖ１１．ｚｉｐ
【非特許文献２】ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０“ＭＰＥＧ−４  Ｐａｒｔ１０  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような符号化において、さらに処理量を低減することが望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、処理量を低減できる画像符号化方法及び画像符号化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係わる画像符号化方法は、原画像と予測画像との差分である予測誤差をブロック毎に符号化する画像符号化方法であって、前記予測誤差の特性を示す特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、前記特徴量に基づいて、前記予測誤差に対して周波数変換を実行するか否かを決定する変換選択ステップと、前記変換選択ステップにおいて、前記予測誤差に対して前記周波数変換を実行しないと決定された場合、前記周波数変換をスキップする変換スキップステップとを含む。
【０００８】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、処理量を低減できる画像符号化方法及び画像符号化装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、画像符号化装置のブロック図である。
【図２】図２は、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐ選択処理のフローチャートである。
【図３Ａ】図３Ａは、リンギングノイズの発生を説明するための模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、リンギングノイズの発生を説明するための模式図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、リンギングノイズの発生を説明するための模式図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係るＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐ処理のフローチャートである。
【図５】図５は、実施の形態１に係るＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐによる符号化効率の向上を説明するための模式図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係るＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐ選択処理のフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態１に係る量子化係数生成部のブロック図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係る平坦度に関する特徴量の抽出処理のフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態１に係る平坦度に関する特徴量の抽出処理を説明するための模式図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実施の形態１に係る高周波成分に関する特徴量の抽出処理のフローチャートである。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実施の形態１に係る高周波成分に関する特徴量の抽出処理を説明するための模式図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２に係るＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐ選択処理のフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係る平坦度に関する特徴量の抽出処理を説明するための模式図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施の形態２に係る高周波成分に関する特徴量の抽出処理のフローチャートである。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、実施の形態２に係る高周波成分に関する特徴量の抽出処理を説明するための模式図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、実施の形態２に係る高周波成分に関する特徴量の抽出処理を説明するための模式図である。
【図１４】図１４は、実施の形態３に係る画像符号化装置のブロック図である。
【図１５】図１５は、実施の形態３に係るＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐ処理のフローチャートである。
【図１６Ａ】図１６Ａは、実施の形態３に係るＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐ選択処理を説明するための模式図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、実施の形態３に係るＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐ選択処理を説明するための模式図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、実施の形態３に係るＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐ選択処理を説明するための模式図である。
【図１７】図１７は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。
【図１８】図１８は、デジタル放送用システムの全体構成図である。
【図１９】図１９は、テレビの構成例を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生／記録部の構成例を示すブロック図である。
【図２１】図２１は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、携帯電話の一例を示す図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。
【図２３】図２３は、多重化データの構成を示す図である。
【図２４】図２４は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。
【図２５】図２５は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。
【図２６】図２６は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。
【図２７】図２７は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。
【図２８】図２８は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。
【図２９】図２９は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。
【図３０】図３０は、映像データを識別するステップを示す図である。
【図３１】図３１は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号化方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。
【図３２】図３２は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。
【図３３】図３３は、映像データを識別し、駆動周波数を切り替えるステップを示す図である。
【図３４】図３４は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図３５Ａ】図３５Ａは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図である。
【図３５Ｂ】図３５Ｂは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、画像符号化方法に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１２】
まず、図１を用いてＨＥＶＣ規格における符号化手法を説明する。図１は、画像符号化装置２０００の構成を示すブロック図である。図１に示す画像符号化装置２０００は、減算部２００５と、周波数変換部２０１０と、量子化部２０１５と、エントロピー符号化部２０２０と、逆量子化部２０２５と、逆周波数変換部２０３０と、加算部２０３５と、イントラ予測部２０４０と、ループフィルタリング２０４５と、フレームメモリ２０５０と、動き検出部２０５５と、動き補償部２０６０と、イントラ／インター切換部２０６５とを備える。
【００１３】
画像符号化装置２０００は、入力画像をブロックごとに符号化することで符号化信号を生成する。減算部２００５は、入力画像から予測画像を減算することで予測誤差ブロック（残差ブロック）を算出する。周波数変換部２０１０は、減算部２００５で得られた予測誤差ブロックを周波数変換することで周波数係数ブロックを生成する。量子化部２０１５は、周波数変換部２０１０で得られた周波数係数ブロックに対して量子化を行うことで量子化係数ブロックを生成する。エントロピー符号化部２０２０は、量子化部２０１５で得られた量子化係数ブロックをエントロピー符号化することでビットストリーム（符号化信号）を生成する。
【００１４】
逆量子化部２０２５、逆周波数変換部２０３０、加算部２０３５、イントラ予測部２０４０、ループフィルタリング２０４５、フレームメモリ２０５０、動き検出部２０５５、動き補償部２０６０、及びイントラ／インター切換部２０６５は、ローカルデコード処理を行う。このローカルデコード処理によって、減算部２００５で利用する予測画像が生成される。
【００１５】
ＨＥＶＣ規格では、４×４サイズのブロックに対して、周波数変換部２０１０による周波数変換処理を行わずに量子化部２０１５による量子化処理のみを行う、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐという機能がある。この機能は、自然画像を符号化する際の符号化効率をあまり悪化させず、ＣＧ又はコンピュータ上の画面といった特定の動画像を符号化する時の符号化効率を向上させる機能として提案された。
【００１６】
しかし、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを使用するか否かを決定するためには、符号化までの処理を複数回行う必要があるため、処理量が大きくなるという課題があることを本発明者は見出した。以下では、この課題について詳細に説明する。
【００１７】
まず、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐの詳細について説明する。図２は、一般的なＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐ処理のフローチャートである。
【００１８】
まず、画像符号化装置２０００は、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択しない場合の処理を行う。すなわち、画像符号化装置２０００は、周波数変換（直交変換）及び量子化処理により量子化係数を算出し、得られた量子化係数に符号化処理を行う（Ｓ２１０１）。次に、画像符号化装置２０００は、ステップＳ２１０１で得られた符号化結果を用いてコスト計算を行うことでコストＡを算出する（Ｓ２１０２）。次に、画像符号化装置２０００は、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択する場合の処理を行う。すなわち、画像符号化装置２０００は、量子化処理のみで量子化係数を算出し、得られた量子化係数に符号化処理を行う（Ｓ２１０３）。次に、画像符号化装置２０００は、ステップＳ２１０３で得られた符号化結果を用いてコスト計算を行うことでコストＢを算出する（Ｓ２１０４）。
【００１９】
なお、ステップＳ２１０２及びＳ２１０４では、下記（式１）で示されるようなＲ−Ｄ最適化モデルを用いてコスト計算が行われる。
【００２０】
Ｃｏｓｔ＝Ｄ＋λ×Ｒ  ・・・  （式１）
【００２１】
ここで、Ｄは符号化歪を表す。例えば、Ｄは、ＴｒａｎｓｏｆｏｒｍＳｋｉｐを選択して符号化対象ブロックを符号化し、符号化結果を復号して得られた画素値と、符号化対象ブロックの元の画素値との差分絶対値和である。また、Ｒは、発生符号量を表す。例えば、Ｒは、周波数変換及び量子化処理によって生成された量子化係数が符号化されることにより得られた符号化信号の符号量である。また、λはラグランジュの未定乗数である。
【００２２】
次に、画像符号化装置２０００は、コストＡとコストＢとを比較する（Ｓ２１０５）。コストＡがコストＢより大きい場合（Ｓ２１０５でＹｅｓ）、画像符号化装置２０００は、「ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択する」と決定する（Ｓ２１０６）。一方、コストＡがコストＢ以下であった場合（Ｓ２１０５でＮｏ）、画像符号化装置２０００は、「ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択しない」と決定する（Ｓ２１０７）。
【００２３】
なお、ステップＳ２１０２及びＳ２１０４における、量子化などの各処理は図１に示す量子化部２０１５などと同じ処理を行ってもよいし、簡略化した擬似的な量子化処理及び変換処理であってもよい。このような処理により、特定の予測誤差ブロックに関してＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択することで符号化効率が向上する。
【００２４】
さらに、この選択方法では、副次的にリンギングノイズと呼ばれる画質劣化の発生を抑制する効果が生じる場合がある。リンギングノイズの発生について、図３Ａ〜図３Ｃを用いて説明する。図３Ａは入力信号（予測誤差）の一例を示す図である。この入力信号にＤＣＴ（離散コサイン変換）が行われ、入力信号が周波数成分に分解されると図３Ｂに示すような量子化係数が得られる。ここでは、量子化によって高周波成分が失われたと仮定し、高周波成分に対する係数を０（ａ７＝０）と仮定している。その状態で逆ＤＣＴが行われると図３Ｃに示すような波形が得られる。この波形を入力信号と比較すると、入力信号では平坦な部分に、ギザギザな波形が顕著に現れている。二次元の画像においても同様であり、このさざ波のようなノイズが、主観的な画質を低下させる原因となる。図２に示すＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐ選択処理では、コストが算出され、算出されたコストが比較され、より効率のよい符号化方法が選択されるため、このリンギングノイズを抑制できる場合がある。しかしながら、（式１）で示すコスト関数では、符号化歪みＤの算出方法によっては、リンギングノイズが発生している処理を選択してしまう可能性もある。
【００２５】
このように、図２に示すＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐ選択方法では、符号化までの処理を複数回行う必要があるため、処理量が大きくなるという問題と、リンギングノイズを必ずしも抑制できないという問題があることを本発明者は見出した。
【００２６】
以下の実施の形態では、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを使用するか否かを低処理量で決定できる画像符号化方法を説明する。また、リンギングノイズを抑制できる画像符号化方法を説明する。
【００２７】
本発明の一態様に係る画像符号化方法は、原画像と予測画像との差分である予測誤差をブロック毎に符号化する画像符号化方法であって、前記予測誤差の特性を示す特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、前記特徴量に基づいて、前記予測誤差に対して周波数変換を実行するか否かを決定する変換選択ステップと、前記変換選択ステップにおいて、前記予測誤差に対して前記周波数変換を実行しないと決定された場合、前記周波数変換をスキップする変換スキップステップとを含む。
【００２８】
これによれば、当該画像符号化方法は、予測誤差の特徴量に応じて周波数変換を行うか否かを決定する。これにより、当該画像符号化方法は、少ない処理量で周波数変換を行うか否かを決定できる。
【００２９】
例えば、前記変換選択ステップでは、前記特徴量に基づいて、対象ブロックに、画素値の変化量が予め定められた閾値以下となる平坦部が存在し、かつ、前記対象ブロックが高周波成分を有しているか否かを判定し、前記対象ブロックに前記平坦部があり、かつ、前記対象ブロックが前記高周波成分を有していると判定された場合、前記周波数変換を実行しないと決定し、前記対象ブロックに前記平坦部がない、又は、前記対象ブロックが前記高周波成分を有していないと判定された場合、前記周波数変換を実行すると決定してもよい。
【００３０】
これによれば、当該画像符号化方法は、対象ブロックに平坦部が存在するか否か、及び対象ブロックが高周波成分を有するか否か、に応じて、周波数変換を行うか否かを決定する。これにより、当該画像符号化方法は、少ない処理量で周波数変換を行うか否かを決定できる。
【００３１】
例えば、前記特徴量抽出ステップでは、前記対象ブロックの前記予測誤差から、前記平坦部に関連する特徴量及び前記高周波成分に関連する特徴量を抽出してもよい。
【００３２】
例えば、前記特徴量抽出ステップでは、前記平坦部に関連する特徴量として、前記予測誤差のヒストグラムの最大頻度を抽出し、前記変換選択ステップでは、前記最大頻度が第１閾値以上である領域であり、かつ広さが第２閾値以上である領域を前記平坦部と判定してもよい。
【００３３】
例えば、前記特徴量抽出ステップでは、前記高周波成分に関連する特徴量として、前記予測誤差に含まれる隣接成分間の絶対差分値の最大値を抽出し、前記変換選択ステップでは、前記最大値が第３閾値よりも大きい場合に、前記高周波成分を有していると判定してもよい。
【００３４】
また、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、原画像と予測画像との差分である予測誤差をブロック毎に符号化する画像符号化方法であって、前記原画像に関連する情報を取得する情報取得ステップと、前記情報に基づいて前記予測誤差に対して周波数変換を実行するか否かを決定する変換選択ステップと、前記変換選択ステップにおいて、前記予測誤差に対して周波数変換を実行しないと決定された場合、前記周波数変換をスキップする変換スキップステップとを含む。
【００３５】
これによれば、当該画像符号化方法は、原画像に応じて周波数変換を行うか否かを決定する。これにより、当該画像符号化方法は、少ない処理量で周波数変換を行うか否かを決定できる。
【００３６】
例えば、前記情報取得ステップでは、前記情報として、文字と写真とを判別できる情報を取得してもよい。
【００３７】
これによれば、当該画像符号化方法は、文字領域か写真領域かに応じて、周波数変換を行うか否かを決定する。これにより、当該画像符号化方法は、少ない処理量で周波数変換を行うか否かを決定できる。
【００３８】
また、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、原画像と予測画像との差分である予測誤差をブロック毎に符号化する画像符号化装置であって、前記予測誤差の特性を示す特徴量を抽出する特徴量抽出部と、前記特徴量に基づいて、前記予測誤差に対して周波数変換を実行するか否かを決定する変換選択部と、前記変換選択部において、前記予測誤差に対して周波数変換を実行しないと決定された場合、前記周波数変換をスキップする変換スキップ部とを備える。
【００３９】
これによれば、当該画像符号化装置は、予測誤差の特徴量に応じて周波数変換を行うか否かを決定する。これにより、当該画像符号化装置は、少ない処理量で周波数変換を行うか否かを決定できる。
【００４０】
また、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、原画像と予測画像との差分である予測誤差をブロック毎に符号化する画像符号化装置であって、前記原画像に関連する情報を取得する情報取得部と、前記情報に基づいて前記予測誤差に対して周波数変換を実行するか否かを決定する変換選択部と、前記変換選択部において、前記予測誤差に対して周波数変換を実行しないと決定された場合、前記周波数変換をスキップする変換スキップ部とを備える。
【００４１】
これによれば、当該画像符号化装置は、原画像に応じて周波数変換を行うか否かを決定する。これにより、当該画像符号化装置は、少ない処理量で周波数変換を行うか否かを決定できる。
【００４２】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４４】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。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。
【００４５】
（実施の形態１）
本実施の形態に係る画像符号化方法は、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択するか否かを、処理対象ブロックが平坦部を有するか、及び高周波成分を有するかに基づき決定する。これにより、当該画像符号化方法は、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐの選択処理の処理量を低減できる。
【００４６】
また、本実施の形態に係る画像符号化方法は、予測誤差が持つ、平坦度及び高周波成分を考慮して、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐに関する選択を行う。これにより、当該画像符号化方法は、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐの選択処理を低処理量で実現できる。なお、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択するとは、例えば、ＨＥＶＣ規格においては、ｔｒａｎｓｆｏｒｍ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに１をセットして符号化することを表す。また、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択しないとは、例えば、ＨＥＶＣ規格においては、ｔｒａｎｓｆｏｒｍ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに０をセットする、又はｔｒａｎｓｆｏｒｍ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇを使用しない状態で符号化を行うことを表している。なお、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐに関する符号化方法はこの限りではない。
【００４７】
図４は、本実施の形態に係る画像符号化方法のフローチャートである。
【００４８】
まず、画像符号化装置は、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択するかを指定する（Ｓ２００１）。ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択された場合（Ｓ２００２でＹｅｓ）、画像符号化装置は、量子化処理のみを行う（Ｓ２００３）。一方、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択されなかった場合（Ｓ２００２でＮｏ）、画像符号化装置は、周波数変換（直交変換）処理を行った後に量子化処理を行う（Ｓ２００４）。
【００４９】
ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐによって符号化効率が向上する一例を、図５の模式図を用いて説明する。図１０に示す符号化対象ブロック２００は、４×４サイズのブロックにおいて左上の１つの係数のみに値が存在し、それ以外の係数が０である入力信号（予測誤差）である。なお、係数に値が存在するとは、当該係数が非０であることを意味する。
【００５０】
量子化係数２０１は、符号化対象ブロック２００に対して量子化処理のみが行われることで得られる。量子化係数２０２は、符号化対象ブロック２００に対して周波数変換及び量子化処理が行われることで得られる。つまり、量子化係数２０１はＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択された場合の量子化係数である。量子化係数２０２はＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択されなかった場合（通常の場合）の量子化係数である。
【００５１】
量子化係数２０１の値は、符号化対象ブロック２００の各成分を量子化した値であるため、左上以外の係数は０のままである。一方、量子化係数２０２では、周波数変換により全体的に値が分散している。
【００５２】
これらの量子化係数には、後処理としてエントロピー符号化が行われる。このエントロピー符号化では、出現頻度の高いシンボルに短い符号が割り当てられ、逆に出現頻度の低いシンボルに長い符号が割り当てられる。ここでいうシンボルは、量子化係数である。すなわち、連続して同じシンボル（例えば０）が出現するほど符号化効率が向上する。したがって、量子化係数２０１の方が出現シンボルに偏りが大きく、量子化係数２０２に比べて符号化効率が良くなる。すなわち、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択することにより、符号化効率が向上することがわかる。
【００５３】
以下、本実施の形態におけるＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐの選択手法を説明する。図６は、図４に示すステップＳ２００１の処理の詳細を示すフローチャートである。
【００５４】
まず、画像符号化装置は、処理対象ブロック（予測誤差）の特徴量を抽出し（Ｓ１０１及びＳ１０２）、抽出された特徴量に基づいて変換処理を選択する（Ｓ１０３〜Ｓ１０６）。以下、これらを詳細に説明する。
【００５５】
まず、画像符号化装置は、予測誤差の平坦度に関する特徴量を算出する（Ｓ１０１）。例えば、画像符号化装置は、ヒストグラムを利用して平坦度を示す特徴量を算出する。
【００５６】
次に、画像符号化装置は、予測誤差の高周波成分に関する特徴量を算出する（Ｓ１０２）。例えば、画像符号化装置は、隣接差分値の最大値を用いて、予測誤差の高周波成分に関する特徴量を算出する。なお、平坦度及び高周波成分の特徴量算出手法に関する詳細は後述する。
【００５７】
次に、画像符号化装置は、ステップＳ１０１において得られた平坦度に関する特徴量が閾値以上であるかを判定する（Ｓ１０３）。平坦度に関する特徴量が閾値以上の場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）、画像符号化装置は、ステップＳ１０２において得られた高周波成分に関する特徴量が閾値以上であるかを判定する（Ｓ１０４）。高周波成分に関する特徴量が閾値以上である場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、画像符号化装置は、「ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択する」ことを決定する（Ｓ１０５）。一方、平坦度に関する特徴量が閾値未満の場合（Ｓ１０３でＮｏ）、又は、高周波成分に関する特徴量が閾値未満である場合（Ｓ１０４でＮｏ）、画像符号化装置は、「ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択しない」ことを決定する（Ｓ１０６）。
【００５８】
このように、本実施の形態では、画像符号化装置は、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択するか否かを決定するために、変換及び量子化処理を行うのではなく、予測誤差の特徴量を用いて決定する。これにより、低処理量で、変換処理を行うか否かを選択することが可能になる。また、画像符号化装置は、平坦度及び高周波成分の特徴量を用いて選択を切り替えることで、リンギングノイズを抑制できる。具体的には、予測誤差に画素値の変化が所定閾値以下となるような平坦部、及び高周波成分が存在している場合に、リンギングノイズが顕著に表れる。本実施の形態では、このような場合に、変換処理を行わないので、リンギングノイズを抑制できる。これにより、当該画像符号化装置は、画質向上を実現できる。
【００５９】
また、図１に示す画像符号化装置２０００に含まれる量子化係数生成部２０７０を、図７に示す量子化係数生成部２０７０Ａに変更することで、上記処理を実現できる。図７に示すように、量子化係数生成部２０７０Ａは、量子化係数生成部２０７０の構成に加え、特徴量抽出部１０１と、変換選択部１０２と、変換スキップ部１０３とを備える。なお、量子化係数生成部２０７０Ａ以外の構成は、図１と同様である。
【００６０】
本実施の形態に係る画像符号化装置は、原画像と予測画像との差分である予測誤差をブロック毎に符号化する。
【００６１】
特徴量抽出部１０１は、予測誤差の特性を示す特徴量を抽出する。例えば、特徴量抽出部１０１は、対象ブロックの予測誤差から、平坦部に関連する特徴量及び高周波成分に関連する特徴量を抽出する。より具体的には、特徴量抽出部１０１は、平坦部に関連する特徴量として、予測誤差のヒストグラムの最大頻度を抽出する。また、特徴量抽出部１０１は、高周波成分に関連する特徴量として、予測誤差に含まれる隣接成分間の絶対差分値の最大値を抽出する。
【００６２】
変換選択部１０２は、抽出された特徴量に基づいて、予測誤差に対して周波数変換を実行するか否かを決定する。具体的には、変換選択部１０２は、抽出された特徴量に基づいて、対象ブロックに、画素値の変化量が予め定められた閾値以下となる平坦部が存在し、かつ、対象ブロックが高周波成分を有しているか否かを判定する。例えば、変換選択部１０２は、ヒストグラムの最大頻度が第１閾値以上である領域であり、かつ広さが第２閾値以上である領域を平坦部と判定する。また、変換選択部１０２は、隣接成分間の絶対差分値の最大値が第３閾値よりも大きい場合に、対象ブロックが高周波成分を有していると判定する。
【００６３】
変換選択部１０２は、対象ブロックに平坦部があり、かつ、対象ブロックが高周波成分を有していると判定された場合、周波数変換を実行しないと決定する。また、変換選択部１０２は、対象ブロックに平坦部がない、又は、対象ブロックが高周波成分を有していないと判定された場合、周波数変換を実行すると決定する。
【００６４】
変換スキップ部１０３は、変換選択部１０２において、予測誤差に対して周波数変換を実行しないと決定された場合、周波数変換をスキップする。
【００６５】
次に、平坦度に関する特徴量の算出処理（図６のＳ１０１）の一例であり、ヒストグラムを用いた平坦度算出処理を説明する。図８は、この平坦度算出処理のフローチャートである。
【００６６】
まず、画像符号化装置は、入力された予測誤差ブロックのヒストグラムを求める（Ｓ３０１）。次に、画像符号化装置は、ステップＳ３０１で得られたヒストグラムの最大頻度を算出する（Ｓ３０２）。次に、画像符号化装置は、ステップＳ３０２で得られた最大頻度を平坦度の特徴量として設定する（Ｓ３０３）。ここで、平坦な領域とは、隣接している値が似ている領域であるため、ヒストグラムにおいては、特定の頻度が大きくなると考えられる。したがって、図９に示すように、平坦なブロックほどヒストグラム中の最大頻度は大きくなるため、画像符号化装置は、この最大頻度を平坦度の特徴量として使用する。この手法を用いることで、画像符号化装置は、ヒストグラムから容易に平坦度を導出することができるので、少ない処理量で平坦度を算出することができる。なお、ヒストグラムを用いて平坦度の特徴量を求める特徴量抽出手法はこの限りではなく、これ以外の方法が用いられてもよい。
【００６７】
次に、高周波成分の特徴量算出処理（図６のＳ１０２）の一例であり、隣接画素間の絶対差分値を用いた高周波成分の特徴量算出を説明する。図１０Ａは、この高周波成分の特徴量算出処理のフローチャートである。
【００６８】
まず、画像符号化装置は、各画素に対して、対象画素と隣接画素との間の絶対差分値を算出する（Ｓ４０１）。次に、画像符号化装置は、ステップＳ４０１で得られた絶対差分値の中から最大の絶対差分値を抽出する（Ｓ４０２）。次に、画像符号化装置は、ステップＳ４０２で得られた最大の絶対差分値を高周波成分の特徴量として設定する（Ｓ４０３）。
【００６９】
ここで、高周波成分として一般的に挙げられるエッジ部分では、概して隣接画素間の絶対差分値が大きくなる。したがって、画像符号化装置は、予測誤差ブロックの各画素に対して、対象画素と、当該対象画素の上下左右に存在する画素との絶対差分値を算出する。図１０Ｂに示すように、４×４サイズのブロックの場合は全体で２４個の絶対差分値が算出される。画像符号化装置は、この中から最大値を抽出し、それを高周波成分の特徴量として利用する。
【００７０】
この手法は、大まかな高周波成分を表現することが可能であり、特徴量を加減算のみで表現できるため計算量が非常に軽いという利点がある。なお、隣接画素間の絶対差分値を用いて高周波成分の特徴量を求める特徴量抽出手法はこの限りではなく、これ以外の方法が用いられてもよい。
【００７１】
以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置は、特徴量抽出部１０１、変換選択部１０２及び変換スキップ部１０３により、予測誤差の平坦度及び高周波成分に関する特徴をあらかじめ算出するため、低処理量でＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐの選択が可能となる。また、この構成により、当該画像符号化装置は、特徴量をもとにリンギングノイズの発生しやすい領域を判別できるので、その領域に対してＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択できる。これにより、リンギングノイズを抑制することが可能である。
【００７２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態１の変形例について説明する。
【００７３】
以下、本実施の形態に係るＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐの選択手法を説明する。図１１は、本実施の形態に係るＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐの選択処理のフローチャートである。
【００７４】
図１１に示す処理は、図６に示す実施の形態１の処理に対して、ステップＳ５０１及びＳ５０２が追加されている。また、ステップＳ１０１Ａ及びＳ１０１ＢがステップＳ１０１及びＳ１０１と異なる。具体的には、ステップＳ１０１Ａでは、平坦度に関する特徴量抽出手法としてエッジ検出フィルタが利用され、ステップＳ１０２Ａでは、高周波成分に関する特徴量抽出手法としてＤＨＴ（離散アダマール変換）が利用される。なお、これらの手法に、実施の形態１と同様の特徴量抽出手法が用いられてもよい。以下では、実施の形態１と同様の処理については、詳細な説明を省略し、相違点を主に説明する。
【００７５】
まず、ステップＳ１０１Ａにおけるエッジ検出フィルタを用いた平坦度抽出手法の一例について説明する。エッジ検出フィルタは、平坦な領域においては値が小さくエッジ近辺では値が大きくなるようなフィルタである。画像符号化装置は、このフィルタを各画素に施し、得られた値が閾値以下である画素の個数を平坦度の特徴量に設定する。この手法は、フィルタの種類により処理量が増加する度合いは異なるが、画素の位置関係を考慮した特徴量であるため、特徴量に含まれる情報量が多くなる。図１２は、この処理を説明するための図である。例えば、画像符号化装置は、図１２に示す、処理対象ブロック２１０（予測誤差）にエッジ検出フィルタ（例えば、ラプラシアンフィルタ）を施すことにより、処理対象ブロック２１１を生成する。次に、画像符号化装置は、処理対象ブロック２１１に含まれる値のうち、閾値（例えば２０）以下の値の個数をカウントし、カウントした個数を平坦度の特徴量に設定する。なお、エッジ検出フィルタを利用して平坦度の特徴量を求める特徴量抽出手法はこの限りではなく、これ以外の方法が用いられてもよい。
【００７６】
次に、Ｓ１０２ＡにおけるＤＨＴを利用した高周波成分に関する特徴量抽出手法について説明する。図１３Ａは、この処理のフローチャートである。
【００７７】
ＤＨＴは、周波数変換処理の一種であり、整数の加減算のみで実現できるといった利点がある。そのため、ＤＨＴを用いることで、低処理量で周波数変換を行うことができる。
【００７８】
まず、画像符号化装置は、予測誤差に対してＤＨＴを施すことで周波数係数ブロックを生成する（Ｓ６０１）。次に、画像符号化装置は、ステップＳ６０１で得られた周波数係数ブロックを低周波成分領域と高周波成分領域とに分割し、高周波成分の絶対値の総和を算出する（Ｓ６０２）。次に、画像符号化装置は、高周波成分の特徴量として高周波成分の絶対値の総和を設定する（Ｓ６０３）。周波数係数において高周波成分が多いほど、高周波成分の絶対値の総和は大きくなるため、高周波成分の絶対値の総和を特徴量として用いることが可能である。この手法は、ＤＣＴより簡単な演算を用いて大まかな周波数に関する解析を行うことができ、より正確な高周波成分を表す特徴量を算出することが可能となる。
【００７９】
図１３Ｂ及び図１３Ｃは、この処理を説明するための図である。例えば、画像符号化装置は、図１３Ｂに示す処理対象ブロック（予測誤差）に対してＤＨＴを施すことで、図１３Ｃに示す周波数係数ブロックを生成する。次に、画像符号化装置は、この周波数係数ブロックを低周波成分領域と高周波成分領域とに分割し、高周波成分の絶対値の総和（この例では６５）を算出する。なお、周波数変換を利用して高周波成分の特徴量を求める特徴量抽出手法はこの限りではなく、これ以外の方法が用いられてもよい。
【００８０】
再度、図１１を参照して説明を行う。ステップＳ１０４でＹｅｓの場合、画像符号化装置は、処理対象ブロック（予測誤差）に対し量子化処理を行うことで量子化係数を算出する（Ｓ５０１）。なお、この処理の一例としては、量子化部２０１５と同様な処理を行うことが挙げられる。また、この処理は、全成分に対して一定の値を除算するなどの簡易な処理であっても構わない。なお、この処理は、ここで述べた手法の限りではない。
【００８１】
次に、画像符号化装置は、ステップＳ５０１で得られた量子化係数に非０の値があるかを判定する（Ｓ５０２）。量子化係数に非０の値が存在すると判定された場合（Ｓ５０２でＹｅｓが選択された場合）、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択される（Ｓ１０７）。一方、量子化係数に非０の値が存在しないと判定された場合（Ｓ５０２でＮｏ）、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択されない（Ｓ１０８）。
【００８２】
ここで、量子化係数が全て０である場合、復号結果においては予測誤差の情報が全く存在しないため予測画像がそのまま復号画像として出力される。本実施の形態のＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐ選択手法では、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択された場合に、全ての量子化係数が０になる場合がある。しかし、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択しなかった場合には、全ての量子化係数は０でない可能性がある。ステップＳ５０１及びＳ５０２によって、このような場合に、「ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択しない」が選ばれる。これにより、符号化時に予測誤差の情報を利用することが可能となるので、復号画像の画質を向上できる。
【００８３】
以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置は、実施の形態１と同様に、低処理量でＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐの選択ができ、かつ、リンギングノイズも抑制することができる。さらに、当該画像符号化装置は、予測誤差の情報をより多く符号化できるような判定を行うため、復号画像の画質の向上を実現できる。
【００８４】
（その他の変形例）
上記、各実施の形態において、平坦度及び高周波成分の特徴量抽出手法としていくつかの手法について詳細を述べたが、処理対象ブロックにおいて平坦な領域が存在するか、及び高周波成分を保有しているかの２つの項目がわかればどのような値を利用しても構わない。
【００８５】
例えば、平坦度の特徴量抽出手法に分散を用いてもよい。この場合、画像符号化装置は、ブロックを小領域に分割し、各小領域の分散値を算出し、その最小値を平坦度の特徴量として設定する。具体的には、画像符号化装置は、４×４サイズのブロックを、４つの２×２ブロックに分割し、これら４つのブロックの各々の分散値を算出し、４つの分散値の最小値を求める。ここで、分散は、領域内の成分のばらつきを表現しており、分散が小さいほど領域内の値のばらつきが小さく平坦であるとみなすことが可能である。この手法は、分散を算出する処理で実現することができ、低処理量で実現が可能である。なお、分散を利用して平坦度の特徴量の抽出手法はこの限りではなく、これ以外の方法が用いられてもよい。
【００８６】
また、平坦度の特徴量抽出手法に、クラスタリングを用いてもよい。クラスタリングとは、各画素において画素間の情報又は画素自身の情報を利用して、各画素をグループ（クラス）に分類することである。例えば、画像符号化装置は、隣接画素間の絶対差分値が閾値以下なら、その隣接画素間は同じクラスと判定する処理を各画素において行うことで、各画素に関する分類を行う。次に、画像符号化装置は、得られたクラス毎の画素数を求め、画素数が最大のクラスの画素数を平坦度の特徴量に設定する。これは、同じクラスに属する画素は似た値を有しているため、最大のクラスの画素数が多いほど視覚的に平坦であると言えるからである。この手法では、空間的な特徴を表現することができるため、より情報量の多い特徴量を得ることができる。
【００８７】
また、平坦度及び高周波成分の特徴量の両方を同時に抽出するような手法を用いても構わない。例えば、画像符号化装置は、平坦度の特徴量抽出手法の一例として述べたエッジ検出フィルタを利用し、そのエッジフィルタにより得られた最大のエッジ成分を高周波成分の特徴量として利用する。ここで、エッジ部分において高周波成分が多く存在するため、エッジの大きさが大きいほど高周波成分が大きくなる傾向にある。よって、最大のエッジ成分を高周波成分の特徴量として利用できる。このように、平坦度及び高周波成分のそれぞれの特徴量を同時に抽出することにより、平坦度及び高周波成分の特徴量を個別の処理で抽出する場合より、少ない計算量で特徴量の抽出を実現することが可能となる。
【００８８】
また、上記説明では、全体の処理の流れとして、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを使わない場合のコスト計算、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを使う場合のコスト計算の順番で説明したが、これに限らない。例えば、これらの処理の順番は逆で合ってもよいし、これらの処理が並列演算により並列に実行されてもよい。これにより高速な処理が可能となる。
【００８９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、入力画像の種別（文字又は画像等）に応じて、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐの選択する場合について説明する。
【００９０】
図１４〜図１６Ｃを用いて、本実施の形態におけるＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐの選択手法を説明する。なお、実施の形態１及び２との主な違いは、入力画像信号に関連する位置情報を取得して、ＴｒａｎｓｏｆｏｒｍＳｋｉｐの選択を行うという点である。
【００９１】
以下、実施の形態１又は２と同様の処理については、詳細な説明を省略し、主に相違点を説明する。
【００９２】
図１４は本実施の形態に係る画像符号化装置２０００Ｂの構成を示すブロック図である。図１４に示す画像符号化装置２０００Ｂは、実施の形態１及び２で説明した構成に対して、さらに、画面特徴抽出部１１００を備える。また、量子化係数生成部２０７０Ｂの構成が、量子化係数生成部２０７０Ａと異なる。具体的には、量子化係数生成部２０７０Ｂは、特徴量抽出部１０１を備えず、変換選択部１０２の代わりに変換選択部１１２を備える。
【００９３】
画面特徴抽出部１１００は、外部情報を取得し、外部情報を分析することで入力信号の画面特徴を抽出する。変換選択部１１２は、抽出された画面特徴を用いて、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを行うか否かを判定する。
【００９４】
図１５は、本実施の形態に係る画像符号化装置２０００Ｂの処理のフローチャートである。
【００９５】
まず、画面特徴抽出部１１００は、外部情報を取得する（Ｓ１２０１）。なお、外部情報とは、例えば入力画像と同じ信号であってもよいし、表示画面の制御信号であってもよいし、予め決められたフォーマット情報であってもよい。それぞれの場合の違いについては、後で図１６Ａ〜図１６Ｃを用いて詳しく述べる。
【００９６】
次に、画面特徴抽出部１１００は、入力された外部情報を元に、処理対象ブロックがＴＳ優先領域かどうかを判別する（Ｓ１２０２）。ここで、ＴＳ優先領域に含まれるブロックは、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択することが優先される。次に、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐの選択処理Ｓ１２０３（図４のＳ２００１）へと処理が進む。
【００９７】
ここで、処理対象ブロックがＴＳ優先領域である場合のステップＳ２００１の動作例について説明する。まず、ステップＳ２００１として図２に示す処理が行われる場合について説明する。この場合には、画像符号化装置は、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを使用した場合のコストであるコストＢを下げる、又は、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを使用しない場合のコストであるコストＡを上げることにより、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択されやすくする。これにより、ＴＳ優先領域でＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択されやすくなる。なお、ステップＳ２１０１〜Ｓ２１０５の処理が省略され、処理対象ブロックがＴＳ優先領域である場合には、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択され、処理対象ブロックがＴＳ優先領域でない場合にはＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択されなくてもよい。これにより処理量を大幅に削減することができる。なお、この場合であっても、特定のブロックサイズ以上（例えば８×８以上）のサイズには、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが実施されなくてもよい。
【００９８】
また、別の方法としては、画像符号化装置は、入力画像が、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを殆ど選択しない方が良い映像、（例えば自然画像のみの映像）である場合には、前述のＴＳ優先領域だけに、ステップＳ２００１の処理を実行してもよい。これにより、ＴＳ優先領域に対してのみ、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択され、ＴＳ優先領域以外の領域では、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択されない。これにより、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐが選択されることによる副作用（画質劣化又は符号量増加）を抑制することができる。
【００９９】
また、上記実施の形態１と実施の形態２と組み合わせて動作させることも可能である。例えば、画像符号化装置は、ＴＳ優先領域だけ閾値を下げることにより、よりＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択しやすくしてもよい。また、画像符号化装置は、前述のようにＴＳ優先領域に対してだけＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐの選択処理を行い、ＴＳ優先領域に対してだけＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択してもよい。
【０１００】
図１６Ａ〜図１６Ｃは、外部情報に基づいて画面特徴を抽出する画面特徴抽出部１１００の動作例を示す概要図である。
【０１０１】
図１６Ａは、表示画面の一例を示す図である。図１６Ａに示すように、表示画像１３０１上に、例えば、表示設定変更用のＯＳＤ（Ｏｎ  Ｓｃｒｅｅｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）が表示される場合がある。このＯＳＤの部分であるＯＳＤ領域１３０２には、文字及び図形が主に表示されることが多いため、画面特徴抽出部１１００は、このＯＳＤ領域１３０２をＴＳ優先領域として設定する。これにより、高画質な符号化が実現される。
【０１０２】
次に図１６Ｂに示す例について説明する。図１６Ｂに示すように、映画映像１３０３に、字幕が表示される字幕領域１３０４が含まれている。この場合、画面特徴抽出部１１００は、字幕領域１３０４をＴＳ優先領域として設定する。これにより、エッジ領域を多く含むテキスト情報である字幕領域が高画質に符号化される。
【０１０３】
次に図１６Ｃに示す例について説明する。図１６Ｃに示す画面１３０５は、例えばインターネット上のＷＥＢページ、新聞又は雑誌であり、文字領域と画像領域とを含む。この場合、画面特徴抽出部１１００は、画面１３０５に含まれる、文字領域１３０７及び１３１０をＴＳ優先領域に設定し、自然画像を含む自然画像領域１３０６をＴＳ優先領域に設定しない。また、画面特徴抽出部１１００は、図形領域１３０８及び１３０９を、画像内容に応じてＴＳ優先領域に設定する。前述のように、文字部分はエッジが多いため、文字領域１３０７及び１３１０がＴＳ優先領域に設定されることで画質が改善する。
【０１０４】
なお、画面特徴抽出部１１００は、図形領域１３０８及び１３０９を、自然画像領域１３０６と同様にＴＳ優先領域に設定しなくてもよい。また、画面特徴抽出部１１００は、自然画像領域１３０６を、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを使用しない領域に決定する。これにより、画像符号化装置は、画質劣化を抑制しつつ、高速に演算することができる。なお、この場合、画像符号化装置は、図形領域１３０８及び１３０９に対して、従来又は、実施の形態１或いは２で説明したＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐ選択処理（Ｓ２００１）を実行してもよい。この場合はさらに画質を向上させることが期待できる。なお、画像符号化装置は、図形領域１３０８及び１３０９を、ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐを選択しない領域に設定してもよい。これにより処理を高速にすることができる。
【０１０５】
ここで、抽出方法について説明する。図１６Ａの場合は、画面特徴抽出部１１００は、例えば、入力画像を画像処理することにより、ＯＳＤ領域１３０２を検出する。または、画面特徴抽出部１１００は、例えば表示画面の制御信号である、ＯＳＤの位置情報及びＯＮ／ＯＦＦの情報を取得し、その取得した位置情報に基づいて、ＯＳＤ領域１３０２を抽出してもよい。
【０１０６】
また、図１６Ｂの場合には、画面特徴抽出部１１００は、例えば、字幕のＯＮ／ＯＦＦの情報を取得する。また、画面特徴抽出部１１０は、字幕の表示領域を示す、ＤＶＤ或いはＢＤといった光ディスクのシステム情報、又は放送の字幕システムの情報をもとに字幕の表示位置を取得することにより、字幕領域１３０４を抽出する。または、画面特徴抽出部１１００は、入力画像に対して、例えば文字検出を行い、検出された文字の領域を継続的に字幕領域１３０４として抽出してもよい。
【０１０７】
また、図１６Ｃの場合には、画面特徴抽出部１１００は、例えばインターネット上のホームページのスタイルシートの情報、又は、雑誌或いは新聞のシステム上の写真等の図面位置とテキスト入力位置とを示すスタイル情報等をもとに各領域を判別すればよい。なお、画面特徴抽出部１１００は、入力画像から文字領域と写真（又は図形）領域とを認識することにより各領域を抽出してもよい。
【０１０８】
上記のように、画像符号化装置２０００Ｂは、外部情報（又は入力画像の解析）によりＴＳ優先領域を判別し、判別結果に基づいてＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐの使用を制御することにより、画質を向上することができる。
【０１０９】
以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置２０００Ｂは、原画像と予測画像との差分である予測誤差をブロック毎に符号化する。画面特徴抽出部１１００（情報取得部）は、原画像に関連する情報を取得する。例えば、画面特徴抽出部１１００は、当該情報として、文字と写真とを判別できる情報を取得する。変換選択部１１２は、上記情報に基づいて予測誤差に対して周波数変換を実行するか否かを決定する。変換スキップ部１０３は、変換選択部１１２において、予測誤差に対して周波数変換を実行しないと決定された場合、周波数変換をスキップする。
【０１１０】
これにより、画像符号化装置２０００Ｂは、原画像に応じて周波数変換を行うか否かを決定できるので、少ない処理量で周波数変換を行うか否かを決定できる。
【０１１１】
以上、実施の形態に係る画像符号化装置及び画像符号化方法ついて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【０１１２】
また、上記実施の形態に係る画像符号化装置に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。
【０１１３】
また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又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）、又は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。
【０１１４】
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又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又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。
【０１１５】
言い換えると、画像符号化装置は、処理回路（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）と、当該処理回路に電気的に接続された（当該処理回路からアクセス可能な）記憶装置（ｓｔｏｒａｇｅ）とを備える。処理回路は、専用のハードウェア及びプログラム実行部の少なくとも一方を含む。また、記憶装置は、処理回路がプログラム実行部を含む場合には、当該プログラム実行部により実行されるソフトウェアプログラムを記憶する。処理回路は、記憶装置を用いて、上記実施の形態に係る画像符号化方法を実行する。
【０１１６】
さらに、本発明は上記ソフトウェアプログラムであってもよいし、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【０１１７】
また、上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
【０１１８】
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
【０１１９】
また、上記の画像符号化方法又は画像復号方法に含まれるステップが実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。
【０１２０】
以上、本発明の一つ又は複数の態様に係る画像符号化装置及び画像復号装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、こ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、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１２１】
（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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
図１７は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex１０６、ex１０７、ex１０８、ex１０９、ex１１０が設置されている。
【０１２４】
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。
【０１２５】
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図１７のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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）。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図１８に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置によって符号化されたデータである）。これを受けた放送衛星ex２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ex３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex２１７等の装置が復号化して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。
【０１３３】
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。
【０１３４】
図１９は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図２０に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報および記録メディアex２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex４０５は記録メディアex２１５を回転させる。サーボ制御部ex４０６は、ディスクモータex４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドex４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex４０７は、情報再生／記録部ex４００全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex４０７が、バッファex４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex４０２、再生復調部ex４０３、サーボ制御部ex４０６を協調動作させながら、光ヘッドex４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex４０７は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。
【０１４０】
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。
【０１４１】
図２１に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。
【０１４２】
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。
【０１４３】
また、デジタル放送用システムex２００において、アンテナex２０５を有する車ex２１０で衛星ex２０２等からデータを受信し、車ex２１０が有するカーナビゲーションex２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex２１１の構成は例えば図１９に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。
【０１４４】
図２２Ａは、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いた携帯電話ex１１４を示す図である。携帯電話ex１１４は、基地局ex１１０との間で電波を送受信するためのアンテナex３５０、映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ex３６５、カメラ部ex３６５で撮像した映像、アンテナex３５０で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ex３５８を備える。携帯電話ex１１４は、さらに、操作キー部ex３６６を有する本体部、音声を出力するためのスピーカ等である音声出力部ex３５７、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ex３５６、撮影した映像、静止画、録音した音声、または受信した映像、静止画、メール等の符号化されたデータもしくは復号化されたデータを保存するメモリ部ex３６７、又は同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ex３６４を備える。
【０１４５】
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図２２Ｂを用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
（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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
図２３は、多重化データの構成を示す図である。図２３に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ−３、Ｄｏｌｂｙ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ−ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。
【０１５９】
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。
【０１６０】
図２４は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６およびex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７およびex２４０に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex２４１およびインタラクティブグラフィックスex２４４のデータをそれぞれＰＥＳパケット列ex２４２およびex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３およびex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。
【０１６１】
図２５は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図２５における第１段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第２段目は、ＰＥＳパケット列を示す。図２５の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，ｙｙ３，ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ  Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）が格納される。
【０１６２】
図２６は、多重化データに最終的に書き込まれるＴＳパケットの形式を示している。ＴＳパケットは、ストリームを識別するＰＩＤなどの情報を持つ４ＢｙｔｅのＴＳヘッダとデータを格納する１８４ＢｙｔｅのＴＳペイロードから構成される１８８Ｂｙｔｅ固定長のパケットであり、上記ＰＥＳパケットは分割されＴＳペイロードに格納される。ＢＤ−ＲＯＭの場合、ＴＳパケットには、４ＢｙｔｅのＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿Ｈｅａｄｅｒが付与され、１９２Ｂｙｔｅのソースパケットを構成し、多重化データに書き込まれる。ＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿ＨｅａｄｅｒにはＡＴＳ（Ａｒｒｉｖａｌ＿Ｔｉｍｅ＿Ｓｔａｍｐ）などの情報が記載される。ＡＴＳは当該ＴＳパケットのデコーダのＰＩＤフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図２６下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。
【０１６３】
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。
【０１６４】
図２７はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さなどを記したＰＭＴヘッダが配置される。その後ろには、多重化データに関するディスクリプタが複数配置される。上記コピーコントロール情報などが、ディスクリプタとして記載される。ディスクリプタの後には、多重化データに含まれる各ストリームに関するストリーム情報が複数配置される。ストリーム情報は、ストリームの圧縮コーデックなどを識別するためストリームタイプ、ストリームのＰＩＤ、ストリームの属性情報（フレームレート、アスペクト比など）が記載されたストリームディスクリプタから構成される。ストリームディスクリプタは多重化データに存在するストリームの数だけ存在する。
【０１６５】
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。
【０１６６】
多重化データ情報ファイルは、図２８に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。
【０１６７】
多重化データ情報は図２８に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのＰＩＤフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるＡＴＳの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのＰＴＳであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのＰＴＳに１フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。
【０１６８】
ストリーム属性情報は図２９に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。オーディオストリーム属性情報は、そのオーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。
【０１６９】
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。
【０１７０】
また、本実施の形態における動画像復号化方法のステップを図３０に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexＳ１０３において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。
【０１７１】
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。
【０１７２】
（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３１に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。このようなプログラマブル・ロジック・デバイスは、典型的には、ソフトウェア又はファームウェアを構成するプログラムを、ロードする又はメモリ等から読み込むことで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法、又は動画像復号化方法を実行することができる。
【０１７８】
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。
【０１７９】
（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。
【０１８０】
この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図３２は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。
【０１８１】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図３１のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図３１の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態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３４のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。
【０１８２】
図３３は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexＳ２０３において、駆動周波数を低く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
（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。
【０１８８】
この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図３５Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明の一態様に特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明の一態様は、直交変換及び量子化に特徴を有していることから、例えば、直交変換及び量子化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、エントロピー復号、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。
【０１８９】
また、処理を一部共有化する他の例を図３５Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明の一態様に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の一態様に係る動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明の一態様、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。
【０１９０】
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】
【０１９１】
本発明は、画像符号化方法、及び画像符号化装置に適用できる。また、本発明は、画像符号化装置を備える、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、及びデジタルビデオカメラ等の高解像度の情報表示機器又は撮像機器に利用可能である。
【符号の説明】
【０１９２】
１０１  特徴量抽出部
１０２、１１２  変換選択部
１０３  変換スキップ部
２００  符号化対象ブロック
２０１、２０２  量子化係数
２１０、２１１  処理対象ブロック
１１００  画面特徴抽出部
１３０１  表示画像
１３０２  ＯＳＤ領域
１３０３  映画映像
１３０４  字幕領域
１３０５  画面
１３０６  自然画像領域
１３０７、１３１０  文字領域
１３０８、１３０９  図形領域
２０００、２０００Ｂ  画像符号化装置
２００５  減算部
２０１０  周波数変換部
２０１５  量子化部
２０２０  エントロピー符号化部
２０２５  逆量子化部
２０３０  逆周波数変換部
２０３５  加算部
２０４０  イントラ予測部
２０４５  ループフィルタリング
２０５０  フレームメモリ
２０５５  動き検出部
２０６０  動き補償部
２０６５  イントラ／インター切換部
２０７０、２０７０Ａ、２０７０Ｂ  量子化係数生成部
【図１】
2014131270.tif 000003
【図２】
2014131270.tif 000004
【図３Ａ】
2014131270.tif 000005
【図３Ｂ】
2014131270.tif 000006
【図３Ｃ】
2014131270.tif 000007
【図４】
2014131270.tif 000008
【図５】
2014131270.tif 000009
【図６】
2014131270.tif 000010
【図７】
2014131270.tif 000011
【図８】
2014131270.tif 000012
【図９】
2014131270.tif 000013
【図１０Ａ】
2014131270.tif 000014
【図１０Ｂ】
2014131270.tif 000015
【図１１】
2014131270.tif 000016
【図１２】
2014131270.tif 000017
【図１３Ａ】
2014131270.tif 000018
【図１３Ｂ】
2014131270.tif 000019
【図１３Ｃ】
2014131270.tif 000020
【図１４】
2014131270.tif 000021
【図１５】
2014131270.tif 000022
【図１６Ａ】
2014131270.tif 000023
【図１６Ｂ】
2014131270.tif 000024
【図１６Ｃ】
2014131270.tif 000025
【図１７】
2014131270.tif 000026
【図１８】
2014131270.tif 000027
【図１９】
2014131270.tif 000028
【図２０】
2014131270.tif 000029
【図２１】
2014131270.tif 000030
【図２２Ａ】
2014131270.tif 000031
【図２２Ｂ】
2014131270.tif 000032
【図２３】
2014131270.tif 000033
【図２４】
2014131270.tif 000034
【図２５】
2014131270.tif 000035
【図２６】
2014131270.tif 000036
【図２７】
2014131270.tif 000037
【図２８】
2014131270.tif 000038
【図２９】
2014131270.tif 000039
【図３０】
2014131270.tif 000040
【図３１】
2014131270.tif 000041
【図３２】
2014131270.tif 000042
【図３３】
2014131270.tif 000043
【図３４】
2014131270.tif 000044
【図３５Ａ】
2014131270.tif 000045
【図３５Ｂ】
2014131270.tif 000046