(57)【要約】  処理の効率化を図った動画像符号化方法では、入力画像の符号化で生成される画像に含まれる画素の画素値にオフセット値を与える処理であるＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）に用いられる複数種のＳＡＯ情報のうちの第１の情報を、可変の確率値が用いられるコンテキスト適応算術符号化によって符号化し（Ｓ１１）、その複数種のＳＡＯ情報のうちの第２の情報および第３の情報を、固定の確率値が用いられるバイパス算術符号化によって連続して符号化し（Ｓ１２）、ビットストリーム中には、符号化された第１の情報の後に、符号化された第２の情報および第３の情報が配置される。
2013175748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像を符号化することによりビットストリームを生成する動画像符号化方法であって、
前記入力画像の符号化で生成される画像に含まれる画素の画素値にオフセット値を与える処理であるＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）に用いられる複数種のＳＡＯ情報のうちの第１の情報を、可変の確率値が用いられるコンテキスト適応算術符号化によって符号化し、
前記複数種のＳＡＯ情報のうちの第２の情報および第３の情報を、固定の確率値が用いられるバイパス算術符号化によって連続して符号化し、
前記ビットストリーム中には、符号化された前記第１の情報の後に、符号化された前記第２の情報および前記第３の情報が配置される
動画像符号化方法。
【請求項２】
前記第２の情報および前記第３の情報のうちの一方は、前記ＳＡＯが適用される画素値の範囲を示すｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎである
請求項１に記載の動画像符号化方法。
【請求項３】
前記第２の情報および前記第３の情報のうちの他方は、前記ＳＡＯが適用される画素値に対して与えられるオフセット値が正であるか負であるかを示すｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎである
請求項２に記載の動画像符号化方法。
【請求項４】
前記第２の情報および前記第３の情報を符号化する際には、
前記ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎの符号化の後に、前記ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎを符号化する
請求項３に記載の動画像符号化方法。
【請求項５】
前記ＳＡＯが適用される画素は複数種の成分を有し、
成分ごとに、当該成分に対応する前記第１の情報の符号化と、当該成分に対応する前記第２の情報および前記第３の情報の符号化とを行う
請求項１〜４の何れか１項に記載の動画像符号化方法。
【請求項６】
前記第２の情報および前記第３の情報を符号化する際には、
さらに、前記第２の情報および前記第３の情報の符号化に連続して、前記複数種のＳＡＯ情報のうちの少なくとも１つの他の情報を前記バイパス算術符号化によって符号化する
請求項１〜５の何れか１項に記載の動画像符号化方法。
【請求項７】
前記第１の情報は、前記ＳＡＯを行なわないこと、または前記ＳＡＯの種別を示すｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの一部である
請求項１〜６の何れか１項に記載の動画像符号化方法。
【請求項８】
ビットストリームに含まれる符号化画像を復号する動画像復号方法であって、
前記符号化画像の復号で生成される画像に含まれる画素の画素値にオフセット値を与える処理であるＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）に用いられる、前記ビットストリームに含まれる複数種のＳＡＯ情報のうちの第１の情報を、可変の確率値が用いられるコンテキスト適応算術復号によって復号し、
前記複数種のＳＡＯ情報のうちの、前記ビットストリーム中で前記第１の情報の後にある第２の情報および第３の情報を、固定の確率値が用いられるバイパス算術復号によって連続して復号する
動画像復号方法。
【請求項９】
前記第２の情報および前記第３の情報のうちの一方は、前記ＳＡＯが適用される画素値の範囲を示すｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎである
請求項８に記載の動画像復号方法。
【請求項１０】
前記第２の情報および前記第３の情報のうちの他方は、前記ＳＡＯが適用される画素値に対して与えられるオフセット値が正であるか負であるかを示すｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎである
請求項９に記載の動画像復号方法。
【請求項１１】
前記第２の情報および前記第３の情報を復号する際には、
前記ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎの復号の後に、前記ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎを復号する
請求項１０に記載の動画像復号方法。
【請求項１２】
前記ＳＡＯが適用される画素は複数種の成分を有し、
成分ごとに、当該成分に対応する前記第１の情報の復号と、当該成分に対応する前記第２の情報および前記第３の情報の復号とを行う
請求項８〜１１の何れか１項に記載の動画像復号方法。
【請求項１３】
前記第２の情報および前記第３の情報を復号する際には、
さらに、前記第２の情報および前記第３の情報の復号に連続して、前記複数種のＳＡＯ情報のうちの少なくとも１つの他の情報を前記バイパス算術復号によって復号する
請求項８〜１２の何れか１項に記載の動画像復号方法。
【請求項１４】
前記第１の情報は、前記ＳＡＯを行なわないこと、または前記ＳＡＯの種別を示すｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの一部である
請求項８〜１３の何れか１項に記載の動画像復号方法。
【請求項１５】
制御回路と、前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、入力画像を符号化することによりビットストリームを生成する動画像符号化装置であって、
前記制御回路は、
前記入力画像の符号化で生成される画像に含まれる画素の画素値にオフセット値を与える処理であるＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）に用いられる複数種のＳＡＯ情報のうちの第１の情報を、可変の確率値が用いられるコンテキスト適応算術符号化によって符号化し、
前記複数種のＳＡＯ情報のうちの第２の情報および第３の情報を、固定の確率値が用いられるバイパス算術符号化によって連続して符号化し、
前記ビットストリーム中には、符号化された前記第１の情報の後に、符号化された前記第２の情報および前記第３の情報が配置される
動画像符号化装置。
【請求項１６】
制御回路と、前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、ビットストリームに含まれる符号化画像を復号する動画像復号装置であって、
前記制御回路は、
前記符号化画像の復号で生成される画像に含まれる画素の画素値にオフセット値を与える処理であるＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）に用いられる、前記ビットストリームに含まれる複数種のＳＡＯ情報のうちの第１の情報を、可変の確率値が用いられるコンテキスト適応算術復号によって復号し、
前記複数種のＳＡＯ情報のうちの、前記ビットストリーム中で前記第１の情報の後にある第２の情報および第３の情報を、固定の確率値が用いられるバイパス算術復号によって連続して復号する
動画像復号装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の動画像符号化装置と、
請求項１６に記載の動画像復号装置とを備える
動画像符号化復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像の符号化方法および復号方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代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）。また、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規格がある。最新かつ最も進んだ画像符号化規格は、現在、Ｈ．２６４／ＡＶＣ、又はＭＰＥＧ−４  ＡＶＣで示される規格（非特許文献２参照）の次の規格として検討されているものである。【０００３】
上述のＨＥＶＣ規格では、さらに符号化劣化（符号化前の現信号と符号化および復号後の信号との差）を低減するため、ＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）と呼ばれる符号化劣化低減処理が検討されている。ＳＡＯは、符号化劣化を低減するために、あらかじめ決められた領域、区分または種類ごとにオフセット値を加えるオフセット処理であり、仮復号画像（再構成画像）に対して実行される（非特許文献３参照）。
【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 9th Meeting: Geneva, CH, 27 April - 7 May 2012, JCTVC-I1003_d1, " High efficiency video coding (HEVC) text specification draft 7"
【非特許文献２】ＩＴＵ−Ｔ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  Ｈ．２６４「Ａｄｖａｎｃｅｄ  ｖｉｄｅｏ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｇｅｎｅｒｉｃ  ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ  ｓｅｒｖｉｃｅｓ」、２０１０年３月
【非特許文献３】Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 9th Meeting: Geneva, CH, 27 April - 7 May 2012, JCTVC-I0602, "BoG report on integrated text of SAO adoptions on top of JCTVC-I0030"
【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、上記非特許文献３のＳＡＯを用いた動画像符号化方法および動画像復号方法では、処理の効率化を図ることができないという問題がある。【０００６】
そこで、本発明は、処理の効率化を図ることができる動画像符号化方法および動画像復号方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る動画像符号化方法は、入力画像を符号化することによりビットストリームを生成する動画像符号化方法であって、前記入力画像の符号化で生成される画像に含まれる画素の画素値にオフセット値を与える処理であるＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）に用いられる複数種のＳＡＯ情報のうちの第１の情報を、可変の確率値が用いられるコンテキスト適応算術符号化によって符号化し、前記複数種のＳＡＯ情報のうちの第２の情報および第３の情報を、固定の確率値が用いられるバイパス算術符号化によって連続して符号化し、前記ビットストリーム中には、符号化された前記第１の情報の後に、符号化された前記第２の情報および前記第３の情報が配置される。【０００８】
なお、これらの包括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（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）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および記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の動画像符号化方法および動画像復号方法は、処理の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、ＳＡＯと呼ばれるオフセット処理に用いられる情報を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、ＳＡＯと呼ばれるオフセット処理に用いられる他の情報を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、ＳＡＯと呼ばれるオフセット処理に用いられる他の情報を示す図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、ＳＡＯと呼ばれるオフセット処理に用いられる他の情報を示す図である。
【図２】図２は、ＳＡＯ情報復号部の機能構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、ＳＡＯ情報復号部の動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、コンテキスト適応算術復号を示すフローチャートである。
【図５】図５は、バイパス算術復号を示すフローチャートである。
【図６】図６は、算術復号方法の正規化処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態１に係る動画像復号装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係るＳＡＯ情報復号部の機能構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態１に係るＳＡＯ情報復号部による算術復号を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実施の形態１における、ＳＡＯ情報に含まれる各パラメタの並びおよび各パラメタの復号順序の一例を説明するための図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図３のフローチャートに対応する、ＳＡＯ情報に含まれる各パラメタの並びおよび各パラメタの復号順序の一例を説明するための図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、実施の形態１における、ＳＡＯ情報に含まれる各パラメタの並びおよび各パラメタの復号順序の他の例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２に係る動画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係るＳＡＯ情報符号化部による算術符号化を示すフローチャートである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、従来のビットストリームを生成するためのシンタックスを示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、実施の形態２におけるビットストリームを生成するためのシンタックスを示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態２における他のビットストリームを生成するためのシンタックスを示す図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、実施の形態における動画像符号化方法のフローチャートである。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、実施の形態における動画像符号化装置のブロック図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、実施の形態における動画像復号方法のフローチャートである。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、実施の形態における動画像復号装置のブロック図である。
【図１６】図１６は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。
【図１７】図１７は、デジタル放送用システムの全体構成図である。
【図１８】図１８は、テレビの構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生／記録部の構成例を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、携帯電話の一例を示す図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、多重化データの構成を示す図である。
【図２３】図２３は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。
【図２４】図２４は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。
【図２５】図２５は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。
【図２６】図２６は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。
【図２７】図２７は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。
【図２８】図２８は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。
【図２９】図２９は、映像データを識別するステップを示す図である。
【図３０】図３０は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。
【図３１】図３１は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。
【図３２】図３２は、映像データを識別し、駆動周波数を切り替えるステップを示す図である。
【図３３】図３３は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図３４Ａ】図３４Ａは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図である。
【図３４Ｂ】図３４Ｂは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。
【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）
図１Ａ〜１Ｄは、ＳＡＯと呼ばれるオフセット処理に用いられる４種類の情報を示す図である。これらの４種類の情報（パラメタ）は、ＳＡＯ種別情報（ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘ）、ＳＡＯ画素値幅位置情報（ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＳＡＯオフセット値（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ［ｉ］）およびＳＡＯオフセット正負符号（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ［ｉ］）である。なお、これらの情報を総称してＳＡＯ情報という。
【００１２】
ＳＡＯ種別情報（ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘ）は、図１Ａに示すように、オフセット処理を行わないこと、または、行われるオフセット処理の種類を示す。オフセット処理には、エッジ方向のパターンに対してオフセット処理を行うエッジオフセットと、ある一定幅（予め定められた画素値の範囲）に含まれる画素値に対してオフセット処理を行うバンドオフセットとがある。また、エッジオフセットは、さらに、エッジの方向に応じて幾つかの種類に区別される。例えば、非特許文献３では、ＳＡＯ種別情報によって示される内容は、図１Ａに示すように、６種類に分類される。このＳＡＯ種別情報のうちの一部は、可変の確率値に対応するコンテキストを用いて算術符号化（コンテキスト適応算術符号化）され、ビットストリーム中に記録される。
【００１３】
ＳＡＯ画素値幅位置情報（ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、バンドオフセットに用いられる情報である。例えば、扱われる画像信号のレベル幅（８ビットの場合は０〜２５５）は３２区分に分割される。ＳＡＯ画素値幅位置情報は、この３２区分のうち、どの地点からの区分（少なくとも１つの連続する区分）に対してバンドオフセットが適用されるかを示す。例えば、非特許文献３では、この連続する区分の数は４である。そして、ＳＡＯ画素値幅位置情報が１を示し、８ビットの画像信号の場合には、そのＳＡＯ画素値幅位置情報は、画素値８〜１５、１６〜２３、２４〜３１、および３２〜３９のそれぞれの区分に対してオフセット処理をすることを示す。図１Ｂの「ＸＸＸＸＸ」で示されるように、ＳＡＯ画素値幅位置情報は、５ビットの固定長であり、可変の確率値を用いずに固定の確率値を用いるバイパス算術符号化という方法で符号化されてビットストリーム中に記録される。
【００１４】
ＳＡＯオフセット値（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ［ｉ］）は、ＳＡＯ種別情報によって示されるエッジオフセットの種類、または、ＳＡＯ画素値幅位置情報によって示される区分（少なくとも１つの連続する区分）に対して、実際に与えるオフセット値を示す。なお、ｉは、上述の種類または区分を示す。つまり、ＳＡＯオフセット値は、ｉごとに、そのｉによって示されるエッジオフセットの種類またはバンドオフセットの区分に対するオフセット値を示す。例えば非特許文献３では、ｉは０〜３までの４種類をとる。つまり、エッジオフセットのオフセット値の場合には、ＳＡＯオフセット値は、前述のエッジ方向（０、４５、９０、１３５度のそれぞれ）ごとに、パターン（例えば∨型、Λ型、／型、＼型）の４種類に対してそれぞれ０〜７の値をオフセット値として示す。バンドオフセットのオフセット値の場合には、ＳＡＯオフセット値は、前述の４区分のそれぞれに対して０〜７の値をオフセット値として示す。そして、ＳＡＯオフセット値の少なくとも一部は、上述のコンテキストを用いて算術符号化されてビットストリーム中に記録される（図１Ｃ参照）。
【００１５】
ＳＡＯオフセット正負符号（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ［ｉ］）は、前述のＳＡＯオフセット値の正負符号を示す。なお、ｉは、前述のＳＡＯオフセット値に用いられるｉと同じものであって、ＳＡＯオフセット値とＳＡＯオフセット正負符号とを対応付ける。例えば非特許文献３では、ＳＡＯ種別情報がエッジオフセットを示す場合には、ＳＡＯ正負符号は用いられず、ＳＡＯオフセット値によって示されるオフセット値は常に正として扱われる。したがって、このＳＡＯオフセット正負符号はビットストリーム中には記載されない。一方、ＳＡＯ種別情報がバンドオフセットを示す場合には、４区分のそれぞれのＳＡＯオフセット値に対してＳＡＯオフセット正負符号が用いられる。したがって、それぞれのＳＡＯオフセット正負符号は、上述のバイパス算術符号化という方法で符号化されてビットストリーム中に記録される（図１Ｄ参照）。
【００１６】
次に、ＳＡＯ情報（上記４種類）の復号方法の従来例について、図２及び図３を用いて説明する。
【００１７】
図２は、ＳＡＯ情報復号部の機能構成を示すブロック図である。
【００１８】
このＳＡＯ情報復号部Ａ０１は、ＳＡＯ情報の一部であるＳＡＯ種別情報（ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘ）、ＳＡＯ画素値幅位置情報（ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＳＡＯオフセット値（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ［ｉ］）、およびＳＡＯオフセット正負符号（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ［ｉ］）の可変長復号（算術復号）を行う。
【００１９】
このＳＡＯ情報復号部Ａ０１は、ＳＡＯ種別情報を復号するＳａｏ＿Ｔｙｐｅ復号部Ａ０２と、ＳＡＯ種別情報によって示されるオフセット処理の種類などを判定するＳａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部Ａ０３と、スイッチＡ０４，Ａ０５，Ａ０６と、ＳＡＯ画素値幅位置情報を復号するＳａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ復号部Ａ０７と、ＳＡＯオフセット値を復号するＳａｏ＿Ｏｆｆｓｅｔ復号部Ａ０８と、ＳＡＯオフセット正負符号を復号するＳａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ復号部Ａ０９と、データ格納位置設定部Ａ１０と、データ格納部Ａ１１とを備え、ＳＡＯ情報をビットストリームＢＳから復元する。
【００２０】
このＳＡＯ情報復号部Ａ０１の動作について、図３を用いて詳しく説明する。
【００２１】
図３は、ＳＡＯ情報復号部Ａ０１の動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【００２２】
まずＳＡＯ情報復号部Ａ０１のＳａｏ＿Ｔｙｐｅ復号部Ａ０２は、ビットストリームＢＳより、ＳＡＯ種別情報（ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘ）を復号する（ＳＢ０１）。次に、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部Ａ０３は、ある一定幅（予め定められた画素値の範囲）に含まれる画素値に対してオフセット処理を行うバンドオフセットをｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが示すかどうかを判定する（ＳＢ０２）。バンドオフセットを示すと判定した場合（ＳＢ０２でＹＥＳ）、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部Ａ０３は、スイッチＡ０４をＯＮにセットする。これにより、Ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ復号部Ａ０７は、ＳＡＯ画素値幅位置情報（ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を復号する（ＳＢ０３）。データ格納位置設定部Ａ１０は、復号されたＳＡＯ画素値幅位置情報に基づいて、データ格納部Ａ１１内の格納場所を決定する。一方、バンドオフセットを示さないと判定した場合（ＳＢ０２でＮＯ）、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部Ａ０３は、スイッチＡ０４をＯＦＦにセットする。次に、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部Ａ０３は、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘがオフセット処理を行わないこと（Ｓａｏオフ）を示すかどうかを判定する（ＳＢ０４）。ここで、Ｓａｏオフを示すと判定した場合（ＳＢ０４でＹＥＳ）、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部Ａ０３は、スイッチＡ０４、Ａ０５，Ａ０６をＯＦＦにセットし、ＳＡＯ情報の復号処理を終了する。
【００２３】
一方、Ｓａｏオフを示さないと判定した場合（ＳＢ０４でＮＯ）、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部Ａ０３は、スイッチＡ０５をＯＮにセットする。これにより、Ｓａｏ＿Ｏｆｆｓｅｔ復号部Ａ０８は、ビットストリームＢＳよりＳＡＯオフセット値（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ）を復号する（ＳＢ０５）。なお、復号したＳＡＯオフセット値は、データ格納位置設定部Ａ１０により設定されたデータ格納部Ａ１１の位置に格納される。ここで、所定の数のＳＡＯオフセット値が復号されるまで（ＳＢ０６でＮＯとなる間）、ステップＳＢ０５の復号が続けられる。全てのＳＡＯオフセット値が復号された場合（ＳＢ０６でＹＥＳ）、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部Ａ０３は、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘがバンドオフセットを示すかどうかを判定する（ＳＢ０７）。バンドオフセットを示すと判定した場合（ＳＢ０７でＹＥＳ）、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部Ａ０３は、スイッチＡ０６をＯＮにセットする。
【００２４】
これにより、復号済みのＳＡＯオフセット値がゼロでない場合（ＳＢ０８でＮＯ）、Ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ復号部Ａ０９は、ＳＡＯオフセット値に対応するＳＡＯオフセット正負符号を復号する（ＳＢ０９）。この場合、復号されたＳＡＯオフセット正負符号によって、データ格納部Ａ１１中のＳＡＯオフセット値が更新される。復号済みのＳＡＯオフセット値がゼロである場合には（ＳＢ０８でＹＥＳ）、ＳＡＯオフセット正負符号に特に意味が無くなるため、Ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ復号部Ａ０９は、復号をスキップする。ここで、所定の数のＳＡＯオフセット値に対するＳＡＯオフセット正負符号が復号されるまで（ＳＢ１０でＮＯとなる間）、Ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ復号部Ａ０９は、復号を続ける。全てのＳＡＯオフセット正負符号が復号された場合（ＳＢ１０でＹＥＳ）、ＳＡＯ情報復号部Ａ０１はＳＡＯ情報の復号を終了する。
【００２５】
なお、図３中の二重枠線で囲ったステップで復号される情報であるパラメタは、可変の確率値が不要なバイパス算術復号によって復号されるパラメタである。通常の枠線で囲ったステップで復号される情報であるパラメタは、そのパラメタの少なくとも一部が可変の確率値を用いて復号される情報であるパラメタであり、ビットストリーム中に散在する。
【００２６】
次に、可変の確率値を用いたコンテキスト適応算術符号化や可変の確率値を用いないバイパス算術符号化等の可変長符号化について説明する。Ｈ．２６４またはＨＥＶＣでは、可変長符号化方法の１つとして、コンテキスト適応算術符号化（ＣＡＢＡＣ：Ｃｏｎｔｅｘｔ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｂｉｎａｒｙ  Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  Ｃｏｄｉｎｇ）がある。このＣＡＢＡＣについて、図４、図５、および図６を用いて以下に説明する。
【００２７】
図４は、コンテキスト適応算術復号を示すフローチャートである。なお、この図４は非特許文献２より抜粋したものであり、特に説明がない限り、非特許文献２に記載の通りである。
【００２８】
コンテキスト適応算術復号では、まず、信号種別に基づいて決められるコンテキスト（ｃｔｘＩｄｘ）を入力する。
【００２９】
次に、現時点での算術復号装置内の状態を示す第１のパラメタ“ｃｏｄＩＲａｎｇｅ”から値“ｑＣｏｄＩＲａｎｇｅＩｄｘ”を算出し、ｃｔｘＩｄｘに対応した状態値であるｐＳｔａｔｅＩｄｘを取得し、その２つの値により、テーブル（ｒａｎｇｅＴａｂｌｅＬＰＳ）を参照することにより、ｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳを取得する。なおこのｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳとは、算術復号装置内の状態を示す第１のパラメタ“ｃｏｄＩＲａｎｇｅ”に対してＬＰＳ（シンボル０および１のうちの発生確率の低いシンボルを指し示す）が発生した場合の算術復号装置内の状態を示すパラメタである。
【００３０】
また、ｃｏｄＩＲａｎｇｅには、現在のｃｏｄＩＲａｎｇｅから前述のｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳを引いた値を入れておく（ステップＳＣ０１）。次に、算出したｃｏｄＩＲａｎｇｅと、算術復号装置内の状態を示す第２のパラメタ“ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔ”とを比較する（ステップＳＣ０２）。ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔが等しいか大きい場合には（ＳＣ０２でＹｅｓ）、ＬＰＳのシンボルが発生したと判断し、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに、ｖａｌＭＰＳ（シンボル０および１のうちの発生確率の高いシンボルを指し示す具体的な値であり、０もしくは１を示す）と異なる値（ｖａｌＭＰＳ＝１の場合は０、ｖａｌＭＰＳ＝０の場合は１）をセットする。また、算術復号装置内の状態を示す第２のパラメタ“ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔ”には、ｃｏｄＩＲａｎｇｅを引いた値をセットする。算術復号装置内の状態を示す第１のパラメタ“ｃｏｄＩＲａｎｇｅ”には、ＬＰＳが発生したため、ステップＳＣ０１で算出したｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳの値をセットする（ステップＳＣ０３）。なお、ここで前述のｃｔｘＩｄｘに対応した状態値であるｐＳｔａｔｅＩｄｘが０である場合（ステップＳＣ０５でＹｅｓ）、ＬＰＳの確率がＭＰＳの確率を上回る場合を示すため、ｖａｌＭＰＳを入れ替える（ｖａｌＭＰＳ＝１の場合は０、ｖａｌＭＰＳ＝０の場合は１）（ステップＳＣ０６）。一方、ｐＳｔａｔｅＩｄｘが０でない場合（ステップＳＣ０５でＮｏ）、ｐＳｔａｔｅＩｄｘをＬＰＳが発生した場合の変換テーブル“ｔｒａｎｓＩｄｘＬＰＳ”に基づいて更新する（ステップＳＣ０７）。
【００３１】
また、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔが小さい場合には、（ＳＣ０２でＮｏ）、ＭＰＳのシンボルが発生したと判断し、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに、ｖａｌＭＰＳをセットし、ｐＳｔａｔｅＩｄｘをＭＰＳが発生した場合の変換テーブル“ｔｒａｎｓＩｄｘＭＰＳ”に基づいて更新する（ステップＳＣ０４）。
【００３２】
最後に、正規化処理（ＲｅｎｏｒｍＤ）を行い（ステップＳＣ０８）、コンテキスト適応算術復号を終了する。
【００３３】
このようにコンテキスト適応算術復号では、２値シンボルの発生確率であるシンボル発生確率（確率値）をコンテキストインデックスに対応づけて複数保持し、条件に応じて（例えば隣接ブロックの値を参照）切り替えるため、処理の順番を維持する必要がある。
【００３４】
図５は、バイパス算術復号のフローチャートである。なお、この図５は非特許文献２より抜粋したものであり、特に説明がない限り、非特許文献２に記載の通りである。
【００３５】
まず、現時点での算術復号装置内の状態を示す第２のパラメタ“ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔ”を左シフト（２倍）し、ビットストリームから１ビット読出し、その読出したビットが１であれば、さらに＋１、０であればそのまま（２倍）の値をセットする（ＳＤ０１）。
【００３６】
次に、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔが算術復号装置内の状態を示す第１のパラメタ“ｃｏｄＩＲａｎｇｅ”と等しいもしくは大きい場合には（ＳＤ０２でＹｅｓ）、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに”１”をセットし、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔにｃｏｄＩＲａｎｇｅを引いた値をセットする（ステップＳＤ０３）。一方、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔが算術復号装置内の状態を示す第１のパラメタ“ｃｏｄＩＲａｎｇｅ”より小さい場合には（ＳＤ０２でＮｏ）、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに”０”をセットする（ステップＳＤ０４）。
【００３７】
図６は、図４のステップＳＣ０８で示した正規化処理（ＲｅｎｏｒｍＤ）を詳しく説明するためのフローチャートである。この図面は非特許文献２より抜粋したものであり、特に説明がない限り、非特許文献２に記載の通りである。
【００３８】
コンテキスト適応算術復号で算術復号装置内の状態を示す第１のパラメタ“ｃｏｄＩＲａｎｇｅ”が０ｘ１００（１６進：２５６（１０進））よりも小さくなった場合には（ステップＳＥ０１でＹｅｓ）、ｃｏｄＩＲａｎｇｅを左シフト（２倍）し、算術復号装置内の状態を示す第２のパラメタ“ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔ”を左シフト（２倍）し、ビットストリームから１ビット読出し、その読出しビットが１であれば、さらに＋１、０であればそのまま（２倍）の値をセットする（ＳＥ０２）。
【００３９】
この処理で、最終的にｃｏｄＩＲａｎｇｅが２５６以上になった段階で（ステップＳＥ０１でＮｏ）、正規化処理が終了する。
【００４０】
上記の処理を行うことにより、算術復号を行う。
【００４１】
しかしながら、前述のように非特許文献３に示す方法では、データ格納性を高めることを重視しているため、算術符号化または算術復号における並列度合いや、符号化ビットの配置等が不十分であり、余分なビット長が必要であり、その結果、ＳＡＯ情報の符号化および復号に負担がかかってしまうという課題がある。
【００４２】
そこで、本発明は、ＳＡＯに必要な情報であるＳＡＯ情報を算術符号化または算術復号する場合に、データ格納性を維持しつつ、符号化効率を低下させずに処理の効率化を図ることが可能な動画像符号化方法、動画像符号化装置、動画像復号方法、および動画像復号装置などを提供する。なお、下記では、符号化（ｃｏｄｉｎｇ）はｅｎｃｏｄｉｎｇの意味で使用される場合もある。
【００４３】
本発明の一態様に係る動画像符号化方法は、入力画像を符号化することによりビットストリームを生成する動画像符号化方法であって、前記入力画像の符号化で生成される画像に含まれる画素の画素値にオフセット値を与える処理であるＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）に用いられる複数種のＳＡＯ情報のうちの第１の情報を、可変の確率値が用いられるコンテキスト適応算術符号化によって符号化し、前記複数種のＳＡＯ情報のうちの第２の情報および第３の情報を、固定の確率値が用いられるバイパス算術符号化によって連続して符号化し、前記ビットストリーム中には、符号化された前記第１の情報の後に、符号化された前記第２の情報および前記第３の情報が配置される。
【００４４】
ここで、コンテキスト適応算術符号化は並列処理ができず、バイパス算術符号化はビット単位で並列処理が可能である。したがって、本発明の一態様に係る動画像符号化方法では、第１の情報のコンテキスト適応算術符号化によって、第２の情報のバイパス算術符号化と、第３の情報のバイパス算術符号化とが断続的に行われることなく、連続して行われるため、連続して並列処理可能な情報量を増やすことができ、その結果、その並列処理の効率化を図ることができる。例えば、バイパス算術符号化が並列に行われるビット数を増やして並列度合いを高めることができる。また、バイパス算術符号化では、確率値が固定であるため、符号化対象のシンボルを取得する前に、そのシンボルが０である場合の算術符号化と、１である場合の算術符号化とを事前に並列に行っておくことができる。つまり、シンボルの発生パターンごとに、その発生パターンに応じた算術符号化を事前に行っておくことができる。言い換えれば、バイパス算術符号化では、先読みした処理を行っておくことができる。したがって、第２の情報のバイパス算術符号化と第３の情報のバイパス算術符号化とが連続して行われることによって、上述の先読みした処理を有効に活用することができる。
【００４５】
さらに、本発明の一態様に係る動画像符号化方法によって生成されるビットストリーム中には、バイパス算術符号化された第２の情報と第３の情報とが、コンテキスト適応算術符号化によって符号化された第１の情報によって分断されず、その第１の情報の後に配置されているため、動画像復号装置も、第２の情報および第３の情報をバイパス算術復号によって容易に連続して復号することができる。その結果、復号するときにも、並列処理の効率化を図ることができる。また、ビットストリーム中には、コンテキスト適応算術符号化によって符号化された第１の情報が、バイパス算術符号化によって符号化された第２の情報および第３の情報の前にあるため、動画像復号装置は、その第１の情報のコンテキスト適応算術復号を、第２の情報および第３の情報のバイパス算術復号よりも先に開始することができ、その結果、その第１の情報の復号が終了する前から、第２の情報および第３の情報の復号を開始することができる。これにより、処理の高速化を図ることができる。
【００４６】
また、前記第２の情報および前記第３の情報のうちの一方は、前記ＳＡＯが適用される画素値の範囲を示すｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎであってもよい。
【００４７】
これにより、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎを効率よく符号化することができる。また、例えば、第１の情報がオフセット値の絶対値を示すｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔである場合には、ビットストリーム中には、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの後に、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎが配置される。これによって、動画像復号装置では、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの後に、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎが復号されるため、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔが復号されても、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎが復号されていなければ、復号されたｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔを、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎによって示される画素値の範囲（位置）に対応付けられたメモリの格納位置に格納することができない。しかし、復号されたｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔをその範囲に係らずメモリに格納しておき、後に復号されるｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎと関連付けておくことで、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎによって示される画素値の範囲に含まれる画素値に対して、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔによって示されるオフセット値の絶対値を適切に適用することができる。その結果、処理の効率化を図りつつ、ＳＡＯを適切に行うことができる。
【００４８】
また、前記第２の情報および前記第３の情報のうちの他方は、前記ＳＡＯが適用される画素値に対して与えられるオフセット値が正であるか負であるかを示すｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎであってもよい。
【００４９】
これにより、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを効率よく符号化することができる。また、例えば、第１の情報がオフセット値の絶対値を示すｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔである場合には、ビットストリーム中には、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの後に、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎが配置される。ここで、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔによって示されるオフセット値の絶対値が０である場合には、そのｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを省略することができる。その結果、符号化効率の向上を図ることができる。
【００５０】
また、前記第２の情報および前記第３の情報を符号化する際には、前記ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎの符号化の後に、前記ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎを符号化してもよい。
【００５１】
これにより、例えば、第１の情報がオフセット値の絶対値を示すｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔである場合には、ビットストリーム中には、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎの順に、それらの各情報が配置される。その結果、動画像復号装置は、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎよりも先に、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔおよびｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを復号することができ、その結果、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎの復号を待たずに、画素値に与えられるオフセット値を早く決定することができる。その結果、オフセット値をメモリに容易に格納することができる。
【００５２】
また、前記ＳＡＯが適用される画素は複数種の成分を有し、成分ごとに、当該成分に対応する前記第１の情報の符号化と、当該成分に対応する前記第２の情報および前記第３の情報の符号化とを行ってもよい。
【００５３】
これにより、例えば、複数種の成分がｃＩｄｘによって示される輝度および色差である場合には、ビットストリーム中には、輝度に適用される符号化された第１の情報と、輝度に適用される第２の情報および第３の情報とが纏めて配置され、色差に適用される符号化された第１の情報と、色差に適用される符号化された第２の情報および第３の情報とが纏めて配置される。その結果、動画像復号装置は、輝度に適用されるＳＡＯ情報と、色差に適用されるＳＡＯ情報とのうちの何れか一方のみを必要に応じて復号することができる。つまり、輝度に対してのみＳＡＯを行う場合には、不要とされる色差に適用されるＳＡＯ情報まで復号してしまうことを防ぐことができる。その結果、処理の効率化を図ることができる。
【００５４】
また、前記第２の情報および前記第３の情報を符号化する際には、さらに、前記第２の情報および前記第３の情報の符号化に連続して、前記複数種のＳＡＯ情報のうちの少なくとも１つの他の情報を前記バイパス算術符号化によって符号化してもよい。
【００５５】
これにより、連続して並列処理可能な情報量をさらに増やすことができ、その結果、その並列処理のさらなる効率化を図ることができる。
【００５６】
また、前記第１の情報は、前記ＳＡＯを行なわないこと、または前記ＳＡＯの種別を示すｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの一部であってもよい。
【００５７】
これにより、第２の情報および第３の情報に対する並列処理の効率が、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘに対するコンテキスト適応算術符号化によって低下してしまうことを防ぐことができる。
【００５８】
また、本発明の一態様に係る動画像復号方法は、ビットストリームに含まれる符号化画像を復号する動画像復号方法であって、前記符号化画像の復号で生成される画像に含まれる画素の画素値にオフセット値を与える処理であるＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）に用いられる、前記ビットストリームに含まれる複数種のＳＡＯ情報のうちの第１の情報を、可変の確率値が用いられるコンテキスト適応算術復号によって復号し、前記複数種のＳＡＯ情報のうちの、前記ビットストリーム中で前記第１の情報の後にある第２の情報および第３の情報を、固定の確率値が用いられるバイパス算術復号によって連続して復号する。
【００５９】
ここで、コンテキスト適応算術復号は並列処理ができず、バイパス算術復号はビット単位で並列処理が可能である。したがって、本発明の一態様に係る動画像復号方法では、第１の情報のコンテキスト適応算術復号によって、第２の情報のバイパス算術復号と、第３の情報のバイパス算術復号とが断続的に行われることなく、連続して行われるため、連続して並列処理可能な情報量を増やすことができ、その結果、その並列処理の効率化を図ることができる。例えば、バイパス算術復号が並列に行われるビット数を増やして並列度合いを高めることができる。また、バイパス算術復号では、確率値が固定であるため、復号対象のデータを取得する前に、そのデータが０である場合の算術復号と、１である場合の算術復号とを事前に並列に行っておくことができる。つまり、データの発生パターンごとに、その発生パターンに応じた算術復号を事前に行っておくことができる。言い換えれば、バイパス算術復号では、先読みした処理を行っておくことができる。したがって、第２の情報のバイパス算術復号と第３の情報のバイパス算術復号とが連続して行われることによって、上述の先読みした処理を有効に活用することができる。
【００６０】
また、ビットストリーム中には、コンテキスト適応算術符号化によって符号化された第１の情報が、バイパス算術符号化によって符号化された第２の情報および第３の情報の前にあるため、その第１の情報のコンテキスト適応算術復号を、第２の情報および第３の情報のバイパス算術復号よりも先に開始することができ、その結果、その第１の情報の復号が終了する前から、第２の情報および第３の情報の復号を開始することができる。これにより、処理の高速化を図ることができる。
【００６１】
また、前記第２の情報および前記第３の情報のうちの一方は、前記ＳＡＯが適用される画素値の範囲を示すｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎであってもよい。
【００６２】
これにより、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎを効率よく復号することができる。また、例えば、第１の情報がオフセット値の絶対値を示すｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔである場合には、ビットストリーム中には、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの後に、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎが配置されている。これによって、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの後に、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎが復号されるため、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔが復号されても、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎが復号されていなければ、復号されたｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔを、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎによって示される画素値の範囲（位置）に対応付けられたメモリの格納位置に格納することができない。しかし、復号されたｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔをその範囲に係らずメモリに格納しておき、後に復号されるｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎと関連付けておくことで、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎによって示される画素値の範囲に含まれる画素値に対して、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔによって示されるオフセット値の絶対値を適切に適用することができる。その結果、処理の効率化を図りつつ、ＳＡＯを適切に行うことができる。
【００６３】
また、前記第２の情報および前記第３の情報のうちの他方は、前記ＳＡＯが適用される画素値に対して与えられるオフセット値が正であるか負であるかを示すｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎであってもよい。
【００６４】
これにより、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを効率よく復号することができる。また、例えば、第１の情報がオフセット値の絶対値を示すｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔである場合には、ビットストリーム中には、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの後に、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎが配置されている。ここで、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔによって示されるオフセット値の絶対値が０である場合には、そのｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎは省略されている。その結果、符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することができる。
【００６５】
また、前記第２の情報および前記第３の情報を復号する際には、前記ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎの復号の後に、前記ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎを復号してもよい。
【００６６】
これにより、例えば、第１の情報がオフセット値の絶対値を示すｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔである場合には、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎよりも先に、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔおよびｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを復号することができ、その結果、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎの復号を待たずに、画素値に与えられるオフセット値を早く決定することができる。その結果、オフセット値をメモリに容易に格納することができる。
【００６７】
また、前記ＳＡＯが適用される画素は複数種の成分を有し、成分ごとに、当該成分に対応する前記第１の情報の復号と、当該成分に対応する前記第２の情報および前記第３の情報の復号とを行ってもよい。
【００６８】
これにより、例えば、複数種の成分がｃＩｄｘによって示される輝度および色差である場合には、輝度に適用されるＳＡＯ情報と、色差に適用されるＳＡＯ情報とのうちの何れか一方のみを必要に応じて復号することができる。つまり、輝度に対してのみＳＡＯを行う場合には、不要とされる色差に適用されるＳＡＯ情報まで復号してしまうことを防ぐことができる。その結果、処理の効率化を図ることができる。
【００６９】
また、前記第２の情報および前記第３の情報を復号する際には、さらに、前記第２の情報および前記第３の情報の復号に連続して、前記複数種のＳＡＯ情報のうちの少なくとも１つの他の情報を前記バイパス算術復号によって復号してもよい。
【００７０】
これにより、連続して並列処理可能な情報量をさらに増やすことができ、その結果、その並列処理のさらなる効率化を図ることができる。
【００７１】
また、前記第１の情報は、前記ＳＡＯを行なわないこと、または前記ＳＡＯの種別を示すｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの一部であってもよい。これにより、第２の情報および第３の情報に対する並列処理の効率が、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘに対するコンテキスト適応算術復号によって低下してしまうことを防ぐことができる。
【００７２】
なお、これらの包括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および記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００７３】
以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００７４】
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。つまり、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、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は、任意の構成要素として説明される。
【００７５】
（実施の形態１）
図７は、実施の形態１に係る動画像復号装置１００の構成の一例を示すブロック図である。
【００７６】
動画像復号装置１００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する。例えば、動画像復号装置１００には、符号化画像データ（ビットストリーム）がブロック毎に復号対象信号（入力信号）として入力される。動画像復号装置１００は、入力された復号対象信号に、可変長復号、逆量子化及び逆変換を行うことで、画像データを復元する。
【００７７】
図７に示すように、動画像復号装置１００は、エントロピー復号部１１０と、逆量子化・逆変換部１２０と、加算器１２５と、ループフィルタ１３０と、メモリ１４０と、イントラ予測部１５０と、動き補償部１６０と、イントラ／インター切換スイッチ１７０とを備える。
【００７８】
エントロピー復号部１１０は、入力信号を可変長復号することで、量子化係数を復元する。なお、ここで、入力信号は、復号対象信号であり、符号化画像データのブロック毎のデータに相当する。また、エントロピー復号部１１０は、入力信号から動きデータを取得し、取得した動きデータを動き補償部１６０に出力する。さらに、エントロピー復号部１１０は、入力信号を可変長復号することによって上述のＳＡＯ情報を復元し、そのＳＡＯ情報をループフィルタ１３０に出力する。
【００７９】
逆量子化・逆変換部１２０は、エントロピー復号部１１０によって復元された量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。そして、逆量子化・逆変換部１２０は、復元した変換係数を逆変換することで、予測誤差を復元する。
【００８０】
加算器１２５は、復元された予測誤差と予測信号とを加算することで、復号画像を生成する。
【００８１】
ループフィルタ１３０は、生成された復号画像にループフィルタ処理を行う。ループフィルタ処理された復号画像は、復号信号として出力される。なお、このループフィルタ処理には前述のＳＡＯが含まれる。
【００８２】
メモリ１４０は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ１４０は、ループフィルタ処理が施された復号画像を格納する。
【００８３】
イントラ予測部１５０は、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部１５０は、加算器１２５によって生成された復号画像における、復号対象ブロック（入力信号）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。
【００８４】
動き補償部１６０は、エントロピー復号部１１０から出力された動きデータに基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。
【００８５】
イントラ／インター切換スイッチ１７０は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として加算器１２５に出力する。
【００８６】
以上の構成により、実施の形態１に係る動画像復号装置１００は、圧縮符号化された画像データである符号化画像データを復号する。
【００８７】
なお、実施の形態１では、エントロピー復号部１１０は、ＳＡＯ情報を復号するＳＡＯ情報復号部を備える。
【００８８】
図８は、実施の形態１に係るＳＡＯ情報復号部の機能構成を示すブロック図である。
【００８９】
ＳＡＯ情報復号部１０１は、ＳＡＯ情報をビットストリームＢＳから復元する。つまり、ＳＡＯ情報復号部１０１は、それぞれ可変長符号化された、ＳＡＯ情報の一部であるＳＡＯ種別情報（ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘ）、ＳＡＯ画素値幅位置情報（ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＳＡＯオフセット値（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ［ｉ］）、およびＳＡＯオフセット正負符号（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ［ｉ］）を可変長復号する。
【００９０】
具体的には、ＳＡＯ情報復号部１０１は、ＳＡＯ種別情報を復号するＳａｏ＿Ｔｙｐｅ復号部１０２と、ＳＡＯ種別情報によって示されるオフセット処理の種類などを判定するＳａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部１０３と、スイッチ１０４，１０５と、ＳＡＯ画素値幅位置情報を復号するＳａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ復号部１０７と、ＳＡＯオフセット値を復号するＳａｏ＿Ｏｆｆｓｅｔ復号部１０８と、ＳＡＯオフセット正負符号を復号するＳａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ復号部１０９と、データ格納部１１１と備える。
【００９１】
本実施の形態のＳＡＯ情報復号部１０１の動作について、図９を用いて詳しく説明する。
【００９２】
図９は、ＳＡＯ情報復号部１０１による算術復号の流れの一例を示すフローチャートである。
【００９３】
まずＳＡＯ情報復号部１０１のＳａｏ＿Ｔｙｐｅ復号部１０２は、ビットストリームＢＳよりＳＡＯ種別情報（ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘ）を復号する（Ｓ２０１）。次に、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部１０３は、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘがＳＡＯを行わないこと（Ｓａｏオフ）を示すかどうかを判定する（Ｓ２０２）。ここで、ＳＡＯを行わないことを示すと判定した場合（Ｓ２０２でＹＥＳ）には、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部１０３は、ＳＡＯ種別情報以外のＳＡＯ情報はビットストリームＢＳ中にないため、スイッチ１０４，１０５をＯＦＦにセットし、ＳＡＯ情報の算術復号を終了する。
【００９４】
一方、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘがＳＡＯを行うことを示すと判定した場合（Ｓ２０２でＮＯ）、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部１０３はスイッチ１０５をＯＮにセットする。これにより、Ｓａｏ＿Ｏｆｆｓｅｔ復号部１０８は、ビットストリームＢＳよりＳＡＯオフセット値（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ）を復号する（Ｓ２０３）。なお、Ｓａｏ＿Ｏｆｆｓｅｔ復号部１０８は、復号したＳＡＯオフセット値を、データ格納部１１１内のあらかじめ確保されたオフセット用のレジスタもしくはメモリ部分に格納する。ここで、Ｓａｏ＿Ｏｆｆｓｅｔ復号部１０８は、所定の数のＳＡＯオフセット値が復号されるまで（Ｓ２０４でＮＯとなる間）、ステップＳ２０３の復号を続ける。Ｓａｏ＿Ｏｆｆｓｅｔ復号部１０８によって全てのＳＡＯオフセット値が復号されると（Ｓ２０４でＹＥＳ）、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部１０３は、ある一定幅（予め定められた画素値の範囲）に含まれる画素値に対してオフセット処理を行うバンドオフセットをｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが示すかどうかを判定する（Ｓ２０５）。
【００９５】
ここで、バンドオフセットを示さないと判定すると（Ｓ２０５でＮＯ）、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部１０３は、スイッチ１０４をＯＦＦにセットし、全てのＳＡＯ情報の算術復号を終了する。一方、バンドオフセットを示すと判定すると（Ｓ２０５でＹＥＳ）、Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部１０３は、スイッチ１０４をＯＮにセットする。これにより、復号済みのＳＡＯオフセット値がゼロでない場合（Ｓ２０６でＮＯ）、Ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ復号部１０９は、ＳＡＯオフセット値に対応するＳＡＯオフセット正負符号を復号する（Ｓ２０７）。この場合、復号されたＳＡＯオフセット正負符号によって、データ格納部１１１中のＳＡＯオフセット値が更新される。復号済みのＳＡＯオフセット値がゼロである場合には（Ｓ２０６でＹＥＳ）、ＳＡＯオフセット正負符号に特に意味が無くなるため、Ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ復号部１０９は、復号をスキップする。ここで、所定の数のＳＡＯオフセット値に対するＳＡＯオフセット正負符号が復号されるまで（Ｓ２０８でＮＯとなる間）、Ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ復号部１０９は、復号を続ける。全てのＳＡＯオフセット正負符号が復号された場合（Ｓ２０８でＹＥＳ）、Ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ復号部１０７は、ＳＡＯ画素値幅位置情報（ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を復号する（Ｓ２０９）。また、このＳＡＯ画素値幅位置情報によって、ＳＡＯオフセット値がどの画素値幅（区分）のオフセット値であるかを示すために、このＳＡＯ画素値幅位置情報はデータ格納部１１１に記録される。もしくは、このＳＡＯ画素値幅位置情報を元にデータ格納部１１１内の格納位置が変更される。この処理により、ＳＡＯ情報を正しく復号することができる。
【００９６】
なお、ここではＳＡＯ種別情報はビットストリームＢＳから常に復号されるが、これに限らない。例えば、あらかじめ決められたルール（例えば左の領域と同じＳＡＯ種別情報を用いるなど）にしたがって、処理対象となる領域のＳＡＯ種別情報を導出することによって、そのＳＡＯ種別情報を復号してもよい。この場合には、そのＳＡＯ種別情報はビットストリーム中に必ずしも記述されていなくてもよい。
【００９７】
本実施の形態では、ＳＡＯ情報に含まれる複数種の情報（パラメタ）の順序が、図３に示す場合の順序と異なるため、処理量削減および処理の効率化と、符号化効率が向上されたビットストリームの適切な復号とを図ることができる。
【００９８】
ここで、図９中の二重枠線で囲ったステップで復号される情報であるパラメタは、前述したバイパス算術復号によって復号されるパラメタである。通常の枠線で囲ったステップで復号される情報であるパラメタは、そのパラメタの少なくとも一部が可変の確率値を用いてコンテキスト適応算術復号されるパラメタである。本実施の形態における動画像復号方法では、図９に示すとおり、図３に示す方法と比較して、ビットストリームＢＳの後段において、バイパス算術復号によって、複数種のパラメタを纏めて（連続して）復号している。
【００９９】
なお、シンボル発生確率がほぼ５０％とならないパラメタの場合には、可変の確率値を用いたコンテキスト適応算術符号化によってそのパラメタを符号化すると、情報の偏りによって符号化効率を高めることができる。したがって、このように符号化されたパラメタに対しては、コンテキスト適応の算術復号が実行される（図４参照）。一方、取りうる値の範囲が大きいパラメタ、もしくは、シンボル発生確率がほぼ５０％となるパラメタの場合には、そのシンボル発生確率を５０％とみなし、そのパラメタをバイパス算術符号化することで処理量を削減することができる。つまり、ＳＡＯオフセット値に対応するＳＡＯオフセット正負符号と、ＳＡＯ画素値幅位置情報とに対してバイパス算術復号を行う（図５参照）ことによって、処理量を削減することができる。また、このバイパス算術復号では、正規化処理が図６に示すフローにしたがって実行される。
【０１００】
図１０Ａは、本実施の形態における、ＳＡＯ情報に含まれる各パラメタの並びおよび各パラメタの復号順序の一例を説明するための図である。
【０１０１】
図１０Ａの（ａ）は、ＳＡＯ情報に対する復号を１並列で実施した場合の例を示す。この図１０Ａの（ａ）に示すように、本実施の形態における動画像復号方法では、ＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴ、ＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴ＿ＳＩＧＮ、ＳＡＯ＿ＢＡＮＤ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮという順番でビットストリームＢＳ中に含まれているこれらの情報（パラメタ）を復号する。なお、図１０Ａ〜図１０Ｃでは、ＳＡＯオフセット値をＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴとして示し、ＳＡＯオフセット正負符号をＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴ＿ＳＩＧＮとして示し、ＳＡＯ画素値幅位置情報をＳＡＯ＿ＢＡＮＤ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮとして示す。
【０１０２】
これらの情報のうち、図１０Ａにおいて太い枠線で囲われている、ＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴ＿ＳＩＧＮおよびＳＡＯ＿ＢＡＮＤ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮは、全てバイパス算術復号される。ここで、利用される画像解像度の拡大と、高速度のリアルタイム通信が広まる中、高速処理が必要となるため、処理を並列化した実装が望まれる。しかし、ＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴの少なくとも一部は、コンテキスト適応算術符号化されているため、シンボル発生確率の読み込みと更新処理が逐次的に必要となる。したがって、そのＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴの算術復号を並列化することができない。そこで、バイパス算術復号される部分は、図１０Ａの（ｂ）に示すように、ビット単位で並列に復号される。また、さらに、バイパス算術復号が並列化される場合には、バイパス算術復号は、動画像復号装置１００の内部状態によらないで事前計算可能なため、動画像復号装置１００は、ビットストリームＢＳから情報を取得次第、コンテキスト適応算術復号が完了していなくても、そのバイパス算術復号を開始してもよい。これにより、さらに高速な復号が可能となる。
【０１０３】
図１０Ｂは、図３に示す動作を行うための、ＳＡＯ情報に含まれる各パラメタの並びおよび各パラメタの復号順序の一例を説明するための図である。なお、図１０Ｂの（ａ）は図１０Ａの（ａ）に対応し、図１０Ｂの（ｂ）は図１０Ａの（ｂ）に対応する。また、ＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴに対するコンテキスト適応算術復号は逐次処理となり、ＳＡＯ＿ＢＡＮＤ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮおよびＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴ＿ＳＩＧＮに対するバイパス算術復号は並列化できる。ただし、コンテキスト算術復号される部分の前後に、バイパス算術復号される部分があるため、並列処理が可能な部分が途切れる。したがって、図１０Ｂに示す各パラメタの並びよりも、図１０Ａに示す本実施の形態における各パラメタの並びの方がより高速化処理には向いている。ただし、図１０Ｂに示す各パラメタの並びでは、動画像復号装置は事前にバンドオフセットの位置（ＳＡＯ画素値幅位置情報）を知ることができるため、ＳＡＯオフセット値が格納されるメモリ内部の格納位置を、そのＳＡＯ画素値幅位置情報に応じて事前に決定することができるという利点がある。一方、本実施の形態では、バンドオフセットの位置（ＳＡＯ画素値幅位置情報）に関わらず上述の格納位置を決めておき、ＳＡＯを適応するときに、バンドオフセットの位置を示すＳＡＯ画素値幅位置情報をループフィルタ１３０に渡す。これにより、図１０Ａに示す各パラメタの順番にしたがって、問題なく、それらのパラメタを復号することができる。
【０１０４】
なお、図１０Ａの例では、ＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴの全てがコンテキスト算術符号化されていても、その一部だけがコンテキスト算術符号化されていても、ＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴがｉ個（ｉは２以上の整数）ある場合には、それらのＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴはビットストリームＢＳに含まれている順番に復号される。しかし、本発明はこれに限らず、各ＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴのうちの一部のみを纏めて構成されるＰＲＥＦＩＸ部分と、各ＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴのうちの残りの部分のみを纏めて構成されたＳＵＦＩＸ部分とを順番に復号してもよい。
【０１０５】
図１０Ｃは、ｉ個のＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴがＰＲＥＦＩＸ部分とＳＵＦＩＸ部分とで構成される場合の、ＳＡＯ情報に含まれる各パラメタの並びおよび各パラメタの復号順序の一例を説明するための図である。
【０１０６】
例えば、ＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴの最初のＮビットのみがコンテキスト算術符号化され、残りのビットがバイパス算術符号化される。さらに、前述のようにＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴはｉ（非特許文献ではｉ＝４）個ある。このような場合、ｉ個のＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴのそれぞれのうちの、コンテキスト算術符号化される部分（Ｎビット）を纏めて構成される、図１０Ｃの（ａ）に示すＰＲＥＦＩＸ部分（ＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴ＿ＰＲＥＦＩＸ）と、バイパス算術符号化される部分を纏めて構成される、図１０Ｃの（ａ）に示すＳＵＲＦＩＸ部分（ＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴ＿ＳＵＲＦＩＸ）とが、ビットストリームＢＳ中に含まれている。また、ＰＲＥＦＩＸ部分の後にＳＵＲＦＩＸ部分が続く。本実施の形態では、このようなビットストリームＢＳを復号する場合、図１０Ｃの（ｂ）に示すように、ＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴ＿ＳＩＧＮおよびＳＡＯ＿ＢＡＮＤ＿ＰＯＳＩＴＩＯＮだけでなく、ＳＵＲＦＩＸ部分であるＳＡＯ＿ＯＦＦＳＥＴ＿ＳＵＲＦＩＸも含めて、これらのパラメタを連続にバイパス算術復号する。これにより、さらに並列度合いを上げ、高速な復号を実現することができる。
【０１０７】
以上のように、実施の形態１に係る動画像復号装置及び動画像復号方法によれば、ビットストリームに含まれるＳＡＯ情報を効率よく高速に復号することができる。
【０１０８】
具体的には、実施の形態１に示したように、ＳＡＯ情報に含まれる複数種の情報のうち、所定の種類の情報に対してはコンテキスト適応算術復号を行い、他の複数種の情報に対しては連続してバイパス算術復号を行うことにより、並列演算可能な部分を長くとることができるので、効率的な並列処理、すなわち高速な復号をすることができる。
【０１０９】
さらに、バンドオフセットの関連情報（ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ）をｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの後に復号することで、さらに判定処理（例えば図３のステップＳＢ０２）を削減することができ、効率的に符号化されたビットストリームを復号することができる。
【０１１０】
なお、上記の説明では、主にパラメタごとに、そのパラメタに適用される復号をコンテキスト適応算術復号とバイパス算術復号とに切り替えたが、これに限らない。例えば図１０Ｃに示したように、パラメタに含まれる部分ごとに、その部分に適用される復号をコンテキスト適応算術復号とバイパス算術復号とに切り替えるだけでも一定の処理量削減の効果が見込まれる。この場合、本実施の形態における上述の効果だけでなく、内部メモリを小さくすることを実現できる。
【０１１１】
なお、二値化列の選び方の一例としては、発生頻度によって得られるモード番号からハフマン符号を導出し、その符号よりテーブルを生成し、発生確率の偏る部分をプリフィックス部として選んでもよい。このように二値化列を決めることで、並列度を上げ、さらに高速に復号することができる。
【０１１２】
別の二値化列の選び方としては、二値化列を固定長としてもよい。これは、ＳＡＯ情報は、ループフィルタ処理に用いられるため、出力画像の画質に影響を及ぼす。バイパス算術復号される部分は特に直接符号量と関わるため、動画像符号化装置が符号量に関わらず選択する場合に固定長を用いることにより、動画像符号化装置が映像の特徴に合わせたＳＡＯ情報を選択することができる。その結果、高画質な復号画像を提供することができる。
【０１１３】
なお、本実施の形態では、パラメタであるＳＡＯオフセット値（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ）の少なくとも一部がコンテキスト算術符号化されている場合について説明したが、これに限らない。このパラメタが全てバイパス算術符号化されている場合であっても、従来の方法とは異なる本実施の形態の順番を用いたバイパス算術復号の並列化によって、高速に復号することができる。さらに、バンドオフセットかどうかを判定する処理を削減できるという効果があり、処理負担の軽減を図ることができる。
【０１１４】
（実施の形態２）
本実施の形態における動画像符号化装置は、動画像を符号化することによって、実施の形態１の動画像復号装置１００によって復号されるビットストリームＢＳを生成する。
【０１１５】
図１１は、実施の形態２に係る動画像符号化装置２００の構成の一例を示すブロック図である。
【０１１６】
図１１に示すように、動画像符号化装置２００は、減算器２０５と、変換・量子化部２１０と、エントロピー符号化部２２０と、逆量子化・逆変換部２３０と、加算器２３５と、ループフィルタ２４０と、メモリ２５０と、イントラ予測部２６０と、動き検出部２７０と、動き補償部２８０と、イントラ／インター切換スイッチ２９０とを備える。
【０１１７】
減算器２０５は、画像を示す入力信号と予測信号との差分、すなわち、予測誤差を算出する。
【０１１８】
変換・量子化部２１０は、空間領域の予測誤差を変換することで、周波数領域の変換係数を生成する。例えば、変換・量子化部２１０は、予測誤差にＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換を行うことで、変換係数を生成する。さらに、変換・量子化部２１０は、変換係数を量子化することで、量子化係数を生成する。
【０１１９】
エントロピー符号化部２２０は、量子化係数を可変長符号化することで、符号化信号（ビットストリーム）を生成する。また、エントロピー符号化部２２０は、動き検出部２７０によって検出された動きデータ（例えば、動きベクトル）を符号化し、符号化信号に含めて出力する。さらに、エントロピー符号化部２２０は、ループフィルタ２４０で用いられたＳＡＯ情報を可変長符号化し、可変長符号化されたＳＡＯ情報を符号化信号に含める。
【０１２０】
逆量子化・逆変換部２３０は、量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。さらに、逆量子化・逆変換部２３０は、復元した変換係数を逆変換することで、予測誤差を復元する。なお、復元された予測誤差は、量子化により情報が失われているので、減算器２０５が生成する予測誤差とは一致しない。すなわち、復元された予測誤差は、量子化誤差を含んでいる。
【０１２１】
加算器２３５は、復元された予測誤差と予測信号とを加算することで、ローカル復号画像（仮復号画像）を生成する。
【０１２２】
ループフィルタ２４０は、生成されたローカル復号画像にループフィルタ処理を行う。なお、このループフィルタ処理には前述のＳＡＯが含まれる。つまり、ループフィルタ２４０は、ＳＡＯ情報を用いてローカル復号画像に対してＳＡＯを行い、そのＳＡＯ情報をエントロピー符号化部２２０に出力する。
【０１２３】
メモリ２５０は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ２５０は、ループフィルタ処理が施されたローカル復号画像を格納する。
【０１２４】
イントラ予測部２６０は、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部２６０は、加算器２３５によって生成されたローカル復号画像における、符号化対象ブロック（入力信号）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。
【０１２５】
動き検出部２７０は、入力信号と、メモリ２５０に格納された参照画像との間の動きデータ（例えば、動きベクトル）を検出する。
【０１２６】
動き補償部２８０は、検出された動きデータに基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。
【０１２７】
イントラ／インター切換スイッチ２９０は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として減算器２０５及び加算器２３５に出力する。
【０１２８】
以上の構成により、実施の形態２に係る動画像符号化装置２００は、画像データを圧縮符号化する。
【０１２９】
ここで、実施の形態２では、エントロピー符号化部２２０は、ＳＡＯ情報を符号化するＳＡＯ情報符号化部を備える。
【０１３０】
以下、本実施の形態のＳＡＯ情報符号化部による算術符号化方法の概要について説明する。本実施の形態のＳＡＯ情報符号化部による算術符号化方法は、従来のＳＡＯ情報の算術符号化方法とは異なり、ＳＡＯ情報に含まれる所定のパラメタをコンテキスト適応算術符号化し、ＳＡＯ情報に含まれる他の複数種のパラメタを連続してバイパス算術符号化することを特徴とする。これにより、処理の効率的な並列化を実現し、ＳＡＯ情報を高速に符号化することができる。
【０１３１】
以上が、本実施の形態の算術符号化方法の概要についての説明である。特に説明しない場合には、従来の算術符号化方法と同じ方法を取っても良い。
【０１３２】
次に、本実施の形態のＳＡＯ情報の算術符号化の流れについて説明する。
【０１３３】
図１２は、実施の形態２に係るＳＡＯ情報符号化部による算術符号化の流れを示すフローチャートである。まず、ＳＡＯ情報符号化部は、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘを符号化する（Ｓ５０１）。なお、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘは、図１Ａに示す情報そのものでなくてもよい。例えば、左の対象領域と同じＳＡＯ種別情報を用いることを示すフラグ等、ＳＡＯ種別情報を特定するための情報であれば、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘは、図１Ａに示す情報に限らない。本実施の形態では、以降のビットストリームの符号化の順番に特徴がある。
【０１３４】
次に、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが、ＳＡＯを行わないこと（Ｓａｏオフ）を示す場合（Ｓ５０２でＹＥＳ）には、ＳＡＯ情報符号化部は、ＳＡＯ情報に関してはこれ以上符号化する必要がないため、ＳＡＯ情報の符号化を終了する。一方、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘがＳａｏオフを示さない場合（Ｓ５０２でＮＯ）、ＳＡＯ情報符号化部は、ＳＡＯオフセット値（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ）を符号化する（Ｓ５０３）。ここで、ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの少なくとも一部はコンテキスト算術符号化されて、所定の方法によりビットストリーム中に含まれる（Ｓ５０３）。なお、ＳＡＯ情報符号化部は、所定の数の全てのｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔが符号化されるまで（Ｓ５０４でＮＯとなる間）、ステップＳ５０３の符号化を繰り返し実行する。全てのｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔが符号化された場合（Ｓ５０４でＹＥＳ）、ＳＡＯ情報符号化部は、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘがバンドオフセットを示すかどうかを判定する（Ｓ５０５）。ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘがバンドオフセットを示さないと判定すると（Ｓ５０５でＮＯ）、ＳＡＯ情報符号化部は、ＳＡＯ情報の符号化を終了する。一方、ｓａｏ_ｔｙｐｅ＿ｉｄｘがバンドオフセットを示すと判定すると（Ｓ５０５でＹＥＳ）、ＳＡＯ情報符号化部は、既に符号化済みのｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの値がゼロかどうかを判定する（Ｓ５０６）。
【０１３５】
ここで、ゼロではないと判定すると（Ｓ５０６でＮＯ）、ＳＡＯ情報符号化部は、そのｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔに対するＳＡＯオフセット正負符号を符号化する（Ｓ５０７）。このＳＡＯオフセット正負符号はバイパス算術符号化される。なお、バイパス算術符号化の詳細については、非特許文献１〜３に記載のＣＡＢＡＣ符号化と同じであり、バイパス算術符号化はバイパス算術復号と対比できる処理である。一方、ｓａｏ_ｏｆｆｓｅｔの値がゼロであると判定すると（Ｓ５０６でＹＥＳ）、ＳＡＯ情報符号化部は符号化をスキップする。ＳＡＯ情報符号化部は、このステップＳ５０６およびＳ５０７を全てのｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの値に対して繰り返し（Ｓ５０８）、全てのｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの値に対する処理が終了すると（Ｓ５０８でＹＥＳ）、ＳＡＯ画素値幅位置情報（ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を符号化する（Ｓ５０９）。このパラメタも前述のようにバイパス算術符号化されるパラメタである。これによりＳＡＯ情報の符号化は終了する。
【０１３６】
なお、図１２中の二重枠線で囲ったステップで符号化される情報であるパラメタは、バイパス算術符号化によって符号化されるパラメタである。また、これらのパラメタに適用されるバイパス算術符号化では確率値は固定であるため、これらのパラメタのそれぞれを並列に符号化することが可能である。
【０１３７】
なお、このバイパス算術符号化には、従来のバイパス算術符号化を用いることができる。また、バイパス算術符号化は、確率値の更新が必要でない算術符号化であり、非特許文献１ないし２に記載のものと異なった算術符号化であってもよい。
【０１３８】
なお、本実施の形態におけるＳＡＯ情報の算術符号化方法であっても、実施の形態１で説明した図１０Ａおよび図１０Ｃのように、処理の効率的な並列化を行うことができるため、符号化を高速化できる。
【０１３９】
ここで、本実施の形態におけるビットストリームを生成するためのシンタックスについて、従来例と比較しながら説明する。
【０１４０】
図１３Ａは、非特許文献３に示される従来のビットストリームを生成するためのシンタックスを示す図である。
【０１４１】
このビットストリームでは、バイパス算術符号化される部分が、コンテキスト算術符号化される部分によって分断されている。さらに、そのビットストリームを生成する処理には、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘがバンドオフセットを示すか否かを判定する判定ステップが混在している。そのため、高速な符号化が困難である。
【０１４２】
図１３Ｂは、本実施の形態におけるビットストリームを生成するためのシンタックスを示す図である。
【０１４３】
このビットストリームでは、バイパス算術符号化される複数種のパラメタが後段に固まっている。さらに、上述の判定ステップが整頓されているため、高速な符号化が容易である。
【０１４４】
なお、本実施の形態では、ＳＡＯ情報のうちＳＡＯ画素値幅位置情報（ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を最後に符号化するため、ＳＡＯオフセット値（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ）の復号時に、そのＳＡＯオフセット値を格納する位置を考慮する必要があり、それだけ負担が増す。しかし、本実施の形態により得られる効果は、その負担によるデメリットを補って余りあるものであるため、本実施の形態による動画像符号化方法は有意義である。
【０１４５】
図１４は、本実施の形態における他のビットストリームを生成するためのシンタックスを示す図である。
【０１４６】
このビットストリームでは、ＳＡＯオフセット値（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ）が、コンテキスト算術符号化されるＰＲＥＦＩＸ部分と、バイパス算術符号化されるＳＵＲＦＩＸ部分とに分けられている。この場合、図１０Ｃに示したように、さらに高速に符号化することができる。
【０１４７】
なお、本実施の形態では、パラメタであるＳＡＯオフセット値（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ）の少なくとも一部がコンテキスト算術符号化される場合について説明したが、これに限らない。このパラメタが全てバイパス算術符号化される場合であっても、従来の方法とは異なる本実施の形態の順番を用いたバイパス算術符号化の並列化によって、高速に符号化することができる。さらに、バンドオフセットかどうかを判定する処理を削減できるという効果があり、処理負担の軽減を図ることができる。
【０１４８】
以上、複数の態様に係る動画像符号化方法および動画像復号方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１４９】
図１５Ａは、他の実施の形態における動画像符号化方法のフローチャートである。
【０１５０】
この動画像符号化方法は、入力画像を符号化することによりビットストリームを生成する動画像符号化方法であって、ステップＳ１１とステップＳ１２とを含む。ステップＳ１１では、入力画像の符号化で生成される画像に含まれる画素の画素値にオフセット値を与える処理であるＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）に用いられる複数種のＳＡＯ情報（パラメタ）のうちの第１の情報を、可変の確率値が用いられるコンテキスト適応算術符号化によって符号化する。ステップＳ１２では、その複数種のＳＡＯ情報のうちの第２の情報および第３の情報を、固定の確率値が用いられるバイパス算術符号化によって連続して符号化する。その結果、そのビットストリーム中には、符号化された前記第１の情報の後に、符号化された前記第２の情報および前記第３の情報が配置される。
【０１５１】
図１５Ｂは、他の実施の形態における動画像符号化装置のブロック図である。
【０１５２】
この動画像符号化装置１０は、入力画像を符号化することによりビットストリームを生成する動画像符号化装置であって、コンテキスト適応算術符号化部１１とバイパス算術符号化部１２とを備える。コンテキスト適応算術符号化部１１は、入力画像の符号化で生成される画像に含まれる画素の画素値にオフセット値を与える処理であるＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）に用いられる複数種のＳＡＯ情報（パラメタ）のうちの第１の情報を、可変の確率値が用いられるコンテキスト適応算術符号化によって符号化する。バイパス算術符号化部１２は、その複数種のＳＡＯ情報のうちの第２の情報および第３の情報を、固定の確率値が用いられるバイパス算術符号化によって連続して符号化する。その結果、そのビットストリーム中には、符号化された前記第１の情報の後に、符号化された前記第２の情報および前記第３の情報が配置される。
【０１５３】
図１５Ｃは、他の実施の形態における動画像復号方法のフローチャートである。
【０１５４】
この動画像復号方法は、ビットストリームに含まれる符号化画像を復号する動画像復号方法であって、ステップＳ２１とステップＳ２２とを含む。ステップＳ２１では、符号化画像の復号で生成される画像に含まれる画素の画素値にオフセット値を与える処理であるＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）に用いられる、そのビットストリームに含まれる複数種のＳＡＯ情報（パラメタ）のうちの第１の情報を、可変の確率値が用いられるコンテキスト適応算術復号によって復号する。ステップＳ２２では、その複数種のＳＡＯ情報のうちの、ビットストリーム中で第１の情報の後にある第２の情報および第３の情報を、固定の確率値が用いられるバイパス算術復号によって連続して復号する。
【０１５５】
図１５Ｄは、他の実施の形態における動画像復号装置のブロック図である。
【０１５６】
この動画像復号装置２０は、ビットストリームに含まれる符号化画像を復号する動画像復号装置であって、コンテキスト適応算術復号部２１とバイパス算術復号部２２とを含む。コンテキスト適応算術復号部２１は、符号化画像の復号で生成される画像に含まれる画素の画素値にオフセット値を与える処理であるＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）に用いられる、そのビットストリームに含まれる複数種のＳＡＯ情報（パラメタ）のうちの第１の情報を、可変の確率値が用いられるコンテキスト適応算術復号によって復号する。バイパス算術復号部２２は、その複数種のＳＡＯ情報のうちの、ビットストリーム中で第１の情報の後にある第２の情報および第３の情報を、固定の確率値が用いられるバイパス算術復号によって連続して復号する。
【０１５７】
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の動画像符号化装置を実現するソフトウェアは、図１５Ａに示す各ステップをコンピュータに実行させるプログラムである。また、上記各実施の形態の動画像復号装置を実現するソフトウェアは、図１５Ｃに示す各ステップをコンピュータに実行させるプログラムである。
【０１５８】
（実施の形態３）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）または動画像復号化方法（画像復号方法）の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
【０１５９】
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。
【０１６０】
図１６は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex１０６、ex１０７、ex１０８、ex１０９、ex１１０が設置されている。
【０１６１】
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。
【０１６２】
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図１６のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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）。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図１７に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである（即ち、本発明の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）。
【０１７０】
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。
【０１７１】
図１８は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図１９に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報および記録メディアex２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex４０５は記録メディアex２１５を回転させる。サーボ制御部ex４０６は、ディスクモータex４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドex４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex４０７は、情報再生／記録部ex４００全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex４０７が、バッファex４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex４０２、再生復調部ex４０３、サーボ制御部ex４０６を協調動作させながら、光ヘッドex４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex４０７は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。
【０１７７】
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。
【０１７８】
図２０に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。
【０１７９】
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。
【０１８０】
また、デジタル放送用システムex２００において、アンテナex２０５を有する車ex２１０で衛星ex２０２等からデータを受信し、車ex２１０が有するカーナビゲーションex２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex２１１の構成は例えば図１８に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。
【０１８１】
図２１Ａは、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いた携帯電話ex１１４を示す図である。携帯電話ex１１４は、基地局ex１１０との間で電波を送受信するためのアンテナex３５０、映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ex３６５、カメラ部ex３６５で撮像した映像、アンテナex３５０で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ex３５８を備える。携帯電話ex１１４は、さらに、操作キー部ex３６６を有する本体部、音声を出力するためのスピーカ等である音声出力部ex３５７、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ex３５６、撮影した映像、静止画、録音した音声、または受信した映像、静止画、メール等の符号化されたデータもしくは復号化されたデータを保存するメモリ部ex３６７、又は同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ex３６４を備える。
【０１８２】
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図２１Ｂを用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
（実施の形態４）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
図２２は、多重化データの構成を示す図である。図２２に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ−３、Ｄｏｌｂｙ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ−ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。
【０１９６】
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。
【０１９７】
図２３は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６およびex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７およびex２４０に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex２４１およびインタラクティブグラフィックスex２４４のデータをそれぞれＰＥＳパケット列ex２４２およびex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３およびex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。
【０１９８】
図２４は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図２４における第１段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第２段目は、ＰＥＳパケット列を示す。図２４の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，ｙｙ３，ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ  Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）が格納される。
【０１９９】
図２５は、多重化データに最終的に書き込まれるＴＳパケットの形式を示している。ＴＳパケットは、ストリームを識別するＰＩＤなどの情報を持つ４ＢｙｔｅのＴＳヘッダとデータを格納する１８４ＢｙｔｅのＴＳペイロードから構成される１８８Ｂｙｔｅ固定長のパケットであり、上記ＰＥＳパケットは分割されＴＳペイロードに格納される。ＢＤ−ＲＯＭの場合、ＴＳパケットには、４ＢｙｔｅのＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿Ｈｅａｄｅｒが付与され、１９２Ｂｙｔｅのソースパケットを構成し、多重化データに書き込まれる。ＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿ＨｅａｄｅｒにはＡＴＳ（Ａｒｒｉｖａｌ＿Ｔｉｍｅ＿Ｓｔａｍｐ）などの情報が記載される。ＡＴＳは当該ＴＳパケットのデコーダのＰＩＤフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図２５下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。
【０２００】
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。
【０２０１】
図２６はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さなどを記したＰＭＴヘッダが配置される。その後ろには、多重化データに関するディスクリプタが複数配置される。上記コピーコントロール情報などが、ディスクリプタとして記載される。ディスクリプタの後には、多重化データに含まれる各ストリームに関するストリーム情報が複数配置される。ストリーム情報は、ストリームの圧縮コーデックなどを識別するためストリームタイプ、ストリームのＰＩＤ、ストリームの属性情報（フレームレート、アスペクト比など）が記載されたストリームディスクリプタから構成される。ストリームディスクリプタは多重化データに存在するストリームの数だけ存在する。
【０２０２】
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。
【０２０３】
多重化データ情報ファイルは、図２７に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。
【０２０４】
多重化データ情報は図２７に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのＰＩＤフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるＡＴＳの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのＰＴＳであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのＰＴＳに１フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。
【０２０５】
ストリーム属性情報は図２８に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。オーディオストリーム属性情報は、そのオーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。
【０２０６】
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。
【０２０７】
また、本実施の形態における動画像復号化方法のステップを図２９に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexＳ１０３において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。
【０２０８】
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。
【０２０９】
（実施の形態５）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図３０に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
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。
【０２１６】
（実施の形態６）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
【０２１７】
この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図３１は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。
【０２１８】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図３０のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図３０の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態４で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態４で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図３３のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。
【０２１９】
図３２は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexＳ２０３において、駆動周波数を低く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
（実施の形態７）
テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
【０２２５】
この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図３４Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明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。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。
【０２２６】
また、処理を一部共有化する他の例を図３４Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明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。
【０２２７】
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】
【０２２８】
本発明の一態様に係る動画像符号化方法および動画像復号方法は、例えば、テレビジョン受像機、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、または、デジタルビデオカメラ等に利用可能である。
【符号の説明】
【０２２９】
１０，２００    動画像符号化装置
２０，１００    動画像復号装置
１０１    ＳＡＯ情報復号部
１０２    Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ復号部
１０３    Ｓａｏ＿Ｔｙｐｅ判定部
１０４，１０５    スイッチ
１０７    Ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎ復号部
１０８    Ｓａｏ＿Ｏｆｆｓｅｔ復号部
１０９    Ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ復号部
１１０    エントロピー復号部
１１１    データ格納部
１２０，２３０    逆量子化・逆変換部
１２５，２３５    加算器
１３０，２４０    ループフィルタ
１４０，２５０    メモリ
１５０，２６０    イントラ予測部
１６０，２８０    動き補償部
１７０    イントラ／インター切換スイッチ
２０５    減算器
２１０    変換・量子化部
２２０    エントロピー符号化部
２７０    動き検出部
【図１Ａ】
2013175748.tif 000003
【図１Ｂ】
2013175748.tif 000004
【図１Ｃ】
2013175748.tif 000005
【図１Ｄ】
2013175748.tif 000006
【図２】
2013175748.tif 000007
【図３】
2013175748.tif 000008
【図４】
2013175748.tif 000009
【図５】
2013175748.tif 000010
【図６】
2013175748.tif 000011
【図７】
2013175748.tif 000012
【図８】
2013175748.tif 000013
【図９】
2013175748.tif 000014
【図１０Ａ】
2013175748.tif 000015
【図１０Ｂ】
2013175748.tif 000016
【図１０Ｃ】
2013175748.tif 000017
【図１１】
2013175748.tif 000018
【図１２】
2013175748.tif 000019
【図１３Ａ】
2013175748.tif 000020
【図１３Ｂ】
2013175748.tif 000021
【図１４】
2013175748.tif 000022
【図１５Ａ】
2013175748.tif 000023
【図１５Ｂ】
2013175748.tif 000024
【図１５Ｃ】
2013175748.tif 000025
【図１５Ｄ】
2013175748.tif 000026
【図１６】
2013175748.tif 000027
【図１７】
2013175748.tif 000028
【図１８】
2013175748.tif 000029
【図１９】
2013175748.tif 000030
【図２０】
2013175748.tif 000031
【図２１Ａ】
2013175748.tif 000032
【図２１Ｂ】
2013175748.tif 000033
【図２２】
2013175748.tif 000034
【図２３】
2013175748.tif 000035
【図２４】
2013175748.tif 000036
【図２５】
2013175748.tif 000037
【図２６】
2013175748.tif 000038
【図２７】
2013175748.tif 000039
【図２８】
2013175748.tif 000040
【図２９】
2013175748.tif 000041
【図３０】
2013175748.tif 000042
【図３１】
2013175748.tif 000043
【図３２】
2013175748.tif 000044
【図３３】
2013175748.tif 000045
【図３４Ａ】
2013175748.tif 000046
【図３４Ｂ】
2013175748.tif 000047
【国際調査報告】
2013175748.tif 000048
2013175748.tif 000049
2013175748.tif 000050
2013175748.tif 000051