(57)【要約】【課題】画像を効率的に符号化できる画像符号化方法、又は画像効率的に復号できる画像復号方法を提供する。【解決手段】画像符号化方法は、複数の画像を符号化する画像符号化方法であって、複数の画像から、ランダムアクセス可能なキーフレーム１０４を選択する選択ステップ（Ｓ１０１）と、キーフレーム１０４を、当該キーフレーム１０４とは異なるキーフレーム参照ピクチャを参照するインター予測を用いて符号化する符号化ステップ（Ｓ１０３、Ｓ２０４）とを含む。【選択図】図９
2018142752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像を符号化する画像符号化方法であって、
前記複数の画像から、ランダムアクセス可能なキーフレームを選択する選択ステップと、
前記キーフレームを、当該キーフレームとは異なる参照ピクチャを参照するインター予測を用いて符号化する符号化ステップとを含む
画像符号化方法。
【請求項２】
前記画像符号化方法は、さらに、
前記複数の画像から前記インター予測を用いて符号化されたキーフレームを特定するための情報を符号化する情報符号化ステップを含む
請求項１記載の画像符号化方法。
【請求項３】
前記参照ピクチャは、前記キーフレームと復号順及び表示順で隣接しないピクチャである
請求項１又は２記載の画像符号化方法。
【請求項４】
前記参照ピクチャは、ロングターム参照ピクチャである
請求項３記載の画像符号化方法。
【請求項５】
前記選択ステップでは、前記複数の画像から、前記キーフレームを含む複数のキーフレームを選択し、
前記符号化ステップでは、前記複数のキーフレームに含まれる対象キーフレームを、前記複数のキーフレームのうちの他のキーフレームを参照して符号化する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項６】
前記参照ピクチャは、ネットワークを介して取得された画像である
請求項１又は２記載の画像符号化方法。
【請求項７】
前記参照ピクチャは、前記キーフレームとは異なる符号化方法で符号化された画像である
請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項８】
前記符号化ステップでは、
前記キーフレームの領域のうち背景領域を判定し、
前記背景領域に対して、前記参照ピクチャを特定するための情報を符号化し、当該背景領域の画像情報を符号化しない
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項９】
前記符号化ステップでは、
前記キーフレームと前記参照ピクチャとの類似度を判定し、
前記類似度が所定値以上の場合、前記参照ピクチャを特定するための情報を符号化し、前記キーフレームの画像情報を符号化しない
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項１０】
複数の画像を復号する画像復号方法であって、
前記複数の画像から、ランダムアクセス可能なキーフレームを判別する判別ステップと、
前記キーフレームを、当該キーフレームとは異なる参照ピクチャを参照するインター予測を用いて復号する復号ステップとを含む
画像復号方法。
【請求項１１】
前記画像復号方法は、さらに、
前記複数の画像から前記インター予測を用いて符号化されたキーフレームを特定するための情報を復号する情報復号ステップを含み、
前記判別ステップでは、さらに、前記情報に基づき前記キーフレームがインター予測を用いて符号化されたキーフレームであるかを判別し、
前記復号ステップでは、前記インター予測を用いて符号化されたキーフレームをインター予測を用いて復号する
請求項１０記載の画像復号方法。
【請求項１２】
前記参照ピクチャは、前記キーフレームと復号順及び表示順で隣接しないピクチャである
請求項１０又は１１記載の画像復号方法。
【請求項１３】
前記参照ピクチャは、ロングターム参照ピクチャである
請求項１２記載の画像復号方法。
【請求項１４】
前記判別ステップでは、前記複数の画像から、前記キーフレームを含む複数のキーフレームを判別し、
前記復号ステップでは、前記複数のキーフレームに含まれる対象キーフレームを、前記複数のキーフレームのうちの他のキーフレームを参照して復号する
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項１５】
前記参照ピクチャは、ネットワークを介して取得された画像である
請求項１０又は１１記載の画像復号方法。
【請求項１６】
前記参照ピクチャは、前記キーフレームとは異なる符号化方法で符号化された画像である
請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項１７】
前記復号ステップでは、
前記キーフレームの領域のうち背景領域に対して、前記参照ピクチャを特定するための情報を復号し、当該背景領域の画像として、前記情報で特定される前記参照ピクチャを出力する
請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項１８】
前記復号ステップでは、前記参照ピクチャを特定するための情報を復号し、前記情報で特定される前記参照ピクチャを、前記キーフレームとして出力する
請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項１９】
前記画像復号方法は、さらに、
複数の画像を格納している記憶装置から、指定した画像の撮影状況に合致する画像を取得する取得ステップと、
前記取得された画像を前記参照ピクチャとして格納する格納ステップとを含む
請求項１０〜１８のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項２０】
前記撮影状況は、画像が撮影された時刻、画像が撮影された場所、又は、画像が撮影された時の天候である
請求項１９記載の画像復号方法。
【請求項２１】
複数の画像を符号化する画像符号化装置であって、
前記複数の画像から、ランダムアクセス可能なキーフレームを選択する選択部と、
前記キーフレームを、当該キーフレームとは異なる参照ピクチャを参照するインター予測を用いて符号化する符号化部とを備える
画像符号化装置。
【請求項２２】
複数の画像を復号する画像復号装置であって、
前記複数の画像から、ランダムアクセス可能なキーフレームを判別する判別部と、
前記キーフレームを、当該キーフレームとは異なる参照ピクチャを参照するインター予測を用いて復号する復号部とを備える
画像復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像符号化方法又は画像復号方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｈ．２６ｘと称されるＩＴＵ−Ｔ規格又はＭＰＥＧ−ｘと称されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格に代表される画像符号化方式を用いる高品質な映像伝送システムの普及が予測される。なお、現在の最新の国際標準規格はＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）と呼ばれる方式である（非特許文献１）。
【０００３】
また、ロングターム参照ピクチャ（長期参照画像）を用いて符号化を行なう方法に関する技術として、特許文献１に記載の技術がある。
【０００４】
ところで、複数のカメラ映像を切り替えて復号したり、長時間の録画映像の中で任意の時間のカメラ映像を正しく再生する場合、予め決められたフレームでのみ切り替え行う、又は再生を開始することができる。ここで、予め決められたフレームとは、例えば、ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ、及びＨＥＶＣ等では、イントラ（画面内）符号化されたＩフレームである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【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  １２ｔｈ  Ｍｅｅｔｉｎｇ：  Ｇｅｎｅｖａ，  ＣＨ，  １４−２３  Ｊａｎ．  ２０１３  ＪＣＴＶＣ−Ｌ１００３＿ｖ３４．ｄｏｃ，  Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ  （ＨＥＶＣ）  ｔｅｘｔ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｄｒａｆｔ  １０  （ｆｏｒ  ＦＤＩＳ  ＆  Ｌａｓｔ  Ｃａｌｌ）  ｈｔｔｐ：／／ｐｈｅｎｉｘ．ｉｔ−ｓｕｄｐａｒｉｓ．ｅｕ／ｊｃｔ／ｄｏｃ＿ｅｎｄ＿ｕｓｅｒ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／１２＿Ｇｅｎｅｖａ／ｗｇ１１／ＪＣＴＶＣ−Ｌ１００３−ｖ３４．ｚｉｐ
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２３４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術に係る画像符号化方法又は画像復号方法において、頻繁に映像を切り替えるためには、イントラ符号化されたＩフレーム等を高頻度で符号化する必要がある。これにより、符号化効率が悪くなるという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、画像を効率的に符号化できる画像符号化方法、又は画像を効率的に復号できる画像復号方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、複数の画像を符号化する画像符号化方法であって、前記複数の画像から、ランダムアクセス可能なキーフレームを選択する選択ステップと、前記キーフレームを、当該キーフレームとは異なる参照ピクチャを参照するインター予測を用いて符号化する符号化ステップとを含む。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る画像復号方法は、複数の画像を復号する画像復号方法であって、前記複数の画像から、ランダムアクセス可能なキーフレームを判別する判別ステップと、前記キーフレームを、当該キーフレームとは異なる参照ピクチャを参照するインター予測を用いて復号する復号ステップとを含む。
【００１１】
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】
【００１２】
本発明は、画像を効率的に符号化できる画像符号化方法、又は画像を効率的に復号できる画像復号方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、画像配信システムの一例を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、画像復号装置における再生動作を説明するための図である。
【図２】図２は、従来の符号列の一例を示す図である。
【図３】図３は、画像配信システムの動作の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る符号列の一例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態１に係る符号列の一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、従来の符号列の一例を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態１に係る符号列の一例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、従来の符号列の一例を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施の形態１に係る符号列の一例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施の形態１に係る符号列の一例を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、実施の形態１に係る符号列の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係る画像符号化装置のブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態１に係る画像符号化処理のフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係るキーフレーム符号化処理のフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る画像符号化処理のフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態１に係る画像符号化処理のフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係る画像復号装置のブロック図である。
【図１４】図１４は、実施の形態２に係る画像復号処理のフローチャートである。
【図１５】図１５は、実施の形態２に係るキーフレーム復号処理のフローチャートである。
【図１６】図１６は、実施の形態３に係るシステムの構成を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態３に係るシステムの動作を示す図である。
【図１８】図１８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１９】図１９は、デジタル放送用システムの全体構成図である。
【図２０】図２０は、テレビ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２２】図２２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２３Ａ】図２３Ａは、携帯電話の一例を示す図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、多重化データの構成を示す図である。
【図２５】図２５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２６】図２６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２７】図２７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２８】図２８は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。
【図２９】図２９は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。
【図３０】図３０は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。
【図３１】図３１は、映像データを識別するステップを示す図である。
【図３２】図３２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３３】図３３は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。
【図３４】図３４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３５】図３５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３６Ａ】図３６Ａ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３６Ｂ】図３６Ｂ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】
【００１４】
（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、画像を符号化する画像符号化装置、または、画像を復号する画像復号装置に関して、以下の問題が生じることを見出した。
【００１５】
近年、デジタル映像機器の技術進歩が著しい。これにより、ビデオカメラ又はテレビチューナから入力された映像信号（時系列順に並んだ複数のピクチャ）が圧縮符号化され、得られた信号がＤＶＤ又はハードディスク等の記録メディアに記録される機会が増えている。画像符号化規格としてはＨ．２６４／ＡＶＣ（ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ）があり、次世代の標準規格としてＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）規格（非特許文献１）がある。また、画像を長期的に保存し、それを参照ピクチャとして使うことにより符号化効率を高める技術が特許文献１に開示されている。
【００１６】
ＨＥＶＣ規格（非特許文献１）には特許文献１に記載の技術を使用できるようにロングターム参照ピクチャという仕組みがある。復号画像がロングターム参照ピクチャに指定されることで当該復号画像は長期的にフレームメモリに保存される。これにより、それ以降の復号画像に対してはそのロングターム参照ピクチャを参照することが可能となる。
【００１７】
しかしながら、長時間映像を記録した場合、又は複数の映像を記録した場合、特許文献１の技術を用いると、任意の時間から再生を開始する、又は、複数の映像の再生を切り替えるといった場合に、再生開始までに長時間待つ必要がある、又は符号化効率が向上しないという課題があった。
【００１８】
より具体的には、イントラ符号化されたＩフレームから再生開始点まで復号する必要がある。よって、より短時間での再生開始又は映像切替を実現するためには、一般的に符号化効率が悪いＩフレームを高頻度で符号化する必要がある。これにより、符号化効率が向上しない。
【００１９】
図１Ａ及び図１Ｂは、本実施の形態で解決しようとする課題を説明するための模式図である。図１Ａは、複数カメラからの映像を再生端末（復号装置）で適宜切り替えて再生する場合を示す。
【００２０】
図１Ａは、例えば、カメラ１０１Ａ〜１０１Ｃで撮影した映像をそれぞれの画像符号化装置１０２Ａ〜１０２Ｃが出力する符号列（ＢｉｔＳｔｒｅａｍ）１０３Ａ〜１０３Ｃの例を示している。なお、符号列１０３Ａ〜１０３Ｃは、キーフレーム１０４（ＫｅｙＦｒａｍｅ）と呼ばれる復号の開始点となるフレームと、通常フレーム１０５と呼ばれるキーフレーム以外のフレームとで構成される。
【００２１】
キーフレーム１０４は、従来技術では、面内予測符号化されたフレーム（イントラ予測フレーム）である。例えば、タブレット端末又はスマートフォンなどの携帯デバイスである画像復号装置１０６では、伝送帯域に制約がある。これにより、画像復号装置１０６は、これら複数の画像符号化装置１０２Ａ〜１０２Ｃから伝送される符号列１０３Ａ〜１０３Ｃの全てを同時に受信するのではなく、ユーザが見たい（表示又は再生したい）映像を選択し、その映像のストリームだけを再生する。例えば、画像復号装置１０６が、符号列１０３Ａ、符号列１０３Ｂ、符号列１０３Ｃの順で再生を行う場合には、図１Ｂに示すように、画像復号装置１０６は、キーフレーム１０４の単位でしかこの切り替えを行えない。
【００２２】
この動作を、従来の符号列１０３の構成を示す図２を用いて説明する。ここでキーフレーム１０４はイントラ予測フレーム（Ｉ）である。また、ピクチャ内の「Ｉ」は、イントラ予測が用いられるＩフレーム（イントラ予測フレーム）を示し、「Ｐ」は、１枚のフレームのみが参照される単方向予測が用いられるＰフレームを示す。ピクチャ内の（）内の数値は、処理順（表示順）を示す。また、矢印は参照関係を示し、矢印の元のピクチャが矢印の先のピクチャの予測処理に用いられる（参照される）ことを示す。
【００２３】
図２に示すように、キーフレーム１０４以外の通常フレーム１０５、例えば３番目のフレームＰ（３）から映像を再生する場合を想定する。この場合、フレームＰ（３）はフレームＰ（２）がなければ復号できず、フレームＰ（２）はフレームＰ（１）がなければ復号できず、フレームＰ（１）はフレームＩ（０）がなければ復号できないという関係にある。よって、フレームＰ（３）から映像を再生することはできない。
【００２４】
このため、複数のカメラ映像を頻繁に切り替えることを可能にするためには、キーフレーム１０４を符号列１０３に頻繁に入れる必要がある。一方、従来技術においてキーフレーム１０４として用いられるイントラ予測フレームは、一般的にインター（画面間）予測フレームよりも符号化効率が悪いことが知られている。これは、イントラ予測フレームでは、動画像を時間的な連続性の特徴を用いて画像を圧縮することができないためである。ここで、インター予測フレームとは、他のフレームを参照するインター予測を用いて符号化されるフレームである。さらに、カメラが固定されている環境にある監視カメラなどでは、インター予測が非常に効果的であるため、符号列１０３のデータ量のなかでイントラ予測フレームの占める割合が非常に高いことが知られている。そこで、イントラ予測フレームを減らしつつ、再生開始点（キーフレーム）とする点を増やすことが重要である。
【００２５】
一方、同様の課題が長時間映像でも存在することを、図３を用いて説明する。画像符号化装置１０２は、例えば、２４時間監視カメラで撮影された映像などの長時間映像を符号化することで符号列１０３を生成する。この場合、画像復号装置１０６は、映像を再生する際に、符号列１０３の復号開始点までジャンプすることが求められる。例えば、キーフレーム１０４が１時間に１枚しか無い場合には、画像復号装置１０６は、最悪１時間のデータを復号しなければ目的の場面を再生することができなくなる。これを防ぐため、任意再生ポイントとしてキーフレーム１０４を適宜入れることが知られている。一方で、前述と同様に従来のイントラ予測フレームを用いたキーフレーム１０４は符号化効率が悪いため、特に長時間録画した映像に対しては全データ量に対するイントラ予測フレームのデータの比率が大きいことが知られている。
【００２６】
本実施の形態では、この両方のケースで必要となるキーフレームをインター予測して符号化効率を向上することにより、上記課題を解決する。本実施の形態では、複数映像の切り替えに必要な時間を短くすることができる、又は、長時間の映像を任意のタイミングで再生開始するために必要な時間を短くすることができる符号列を効率よく生成できる又は復号できる画像符号化方法又は画像復号方法について説明する。
【００２７】
本発明の一態様に係る画像符号化方法は、複数の画像を符号化する画像符号化方法であって、前記複数の画像から、ランダムアクセス可能なキーフレームを選択する選択ステップと、前記キーフレームを、当該キーフレームとは異なる参照ピクチャを参照するインター予測を用いて符号化する符号化ステップとを含む。
【００２８】
これによれば、キーフレームがインター予測により符号化されるので、キーフレームがイントラ予測により符号化される場合に比べて符号化効率を向上できる。
【００２９】
例えば、前記画像符号化方法は、さらに、前記複数の画像から前記インター予測を用いて符号化されたキーフレームを特定するための情報を符号化する情報符号化ステップを含んでもよい。
【００３０】
例えば、前記参照ピクチャは、前記キーフレームと復号順及び表示順で隣接しないピクチャであってもよい。
【００３１】
例えば、前記参照ピクチャは、ロングターム参照ピクチャであってもよい。
【００３２】
例えば、前記選択ステップでは、前記複数の画像から、前記キーフレームを含む複数のキーフレームを選択し、前記符号化ステップでは、前記複数のキーフレームに含まれる対象キーフレームを、前記複数のキーフレームのうちの他のキーフレームを参照して符号化してもよい。
【００３３】
これによれば、キーフレームを復号するために必要な画像の数を低減できるので、ランダム再生時において映像が表示されるまので時間を低減できる。
【００３４】
例えば、前記参照ピクチャは、ネットワークを介して取得された画像であってもよい。
【００３５】
これによれば、参照ピクチャとして用いることができる画像を増加できるので、符号化効率を向上できる。
【００３６】
例えば、前記参照ピクチャは、前記キーフレームとは異なる符号化方法で符号化された画像であってもよい。
【００３７】
これによれば、参照ピクチャとして用いることができる画像を増加できるので、符号化効率を向上できる。
【００３８】
例えば、前記符号化ステップでは、前記キーフレームの領域のうち背景領域を判定し、
前記背景領域に対して、前記参照ピクチャを特定するための情報を符号化し、当該背景領域の画像情報を符号化しなくてもよい。
【００３９】
これによれば、背景領域の符号化データのデータ量を削減できる。
【００４０】
例えば、前記符号化ステップでは、前記キーフレームと前記参照ピクチャとの類似度を判定し、前記類似度が所定値以上の場合、前記参照ピクチャを特定するための情報を符号化し、前記キーフレームの画像情報を符号化しなくてもよい。
【００４１】
これによれば、符号化データのデータ量を削減できる。
【００４２】
また、本発明の一態様に係る画像復号方法は、複数の画像を復号する画像復号方法であって、前記複数の画像から、ランダムアクセス可能なキーフレームを判別する判別ステップと、前記キーフレームを、当該キーフレームとは異なる参照ピクチャを参照するインター予測を用いて復号する復号ステップとを含む。
【００４３】
これによれば、キーフレームがインター予測により符号化されるので、キーフレームがイントラ予測により符号化される場合に比べて符号化効率を向上できる。
【００４４】
例えば、前記画像復号方法は、さらに、前記複数の画像から前記インター予測を用いて符号化されたキーフレームを特定するための情報を復号する情報復号ステップを含み、前記判別ステップでは、さらに、前記情報に基づき前記キーフレームがインター予測を用いて符号化されたキーフレームであるかを判別し、前記復号ステップでは、前記インター予測を用いて符号化されたキーフレームをインター予測を用いて復号してもよい。
【００４５】
例えば、前記参照ピクチャは、前記キーフレームと復号順及び表示順で隣接しないピクチャであってもよい。
【００４６】
例えば、前記参照ピクチャは、ロングターム参照ピクチャであってもよい。
【００４７】
例えば、前記判別ステップでは、前記複数の画像から、前記キーフレームを含む複数のキーフレームを判別し、前記復号ステップでは、前記複数のキーフレームに含まれる対象キーフレームを、前記複数のキーフレームのうちの他のキーフレームを参照して復号してもよい。
【００４８】
これによれば、キーフレームを復号するために必要な画像の数を低減できるので、ランダム再生時において映像が表示されるまので時間を低減できる。
【００４９】
例えば、前記参照ピクチャは、ネットワークを介して取得された画像であってもよい。
【００５０】
これによれば、参照ピクチャとして用いることができる画像を増加できるので、符号化効率を向上できる。
【００５１】
例えば、前記参照ピクチャは、前記キーフレームとは異なる符号化方法で符号化された画像であってもよい。
【００５２】
これによれば、参照ピクチャとして用いることができる画像を増加できるので、符号化効率を向上できる。
【００５３】
例えば、前記復号ステップでは、前記キーフレームの領域のうち背景領域に対して、前記参照ピクチャを特定するための情報を復号し、当該背景領域の画像として、前記情報で特定される前記参照ピクチャを出力してもよい。
【００５４】
これによれば、背景領域の符号化データのデータ量を削減できる。
【００５５】
例えば、前記復号ステップでは、前記参照ピクチャを特定するための情報を復号し、前記情報で特定される前記参照ピクチャを、前記キーフレームとして出力してもよい。
【００５６】
これによれば、符号化データのデータ量を削減できる。
【００５７】
例えば、前記画像復号方法は、さらに、複数の画像を格納している記憶装置から、指定した画像の撮影状況に合致する画像を取得する取得ステップと、前記取得された画像を前記参照ピクチャとして格納する格納ステップとを含んでもよい。
【００５８】
これによれば、必要になる可能性が高い参照ピクチャを選択的に取得できる。
【００５９】
例えば、前記撮影状況は、画像が撮影された時刻、画像が撮影された場所、又は、画像が撮影された時の天候であってもよい。
【００６０】
本発明の一態様に係る画像符号化装置は、複数の画像を符号化する画像符号化装置であって、前記複数の画像から、ランダムアクセス可能なキーフレームを選択する選択部と、前記キーフレームを、当該キーフレームとは異なる参照ピクチャを参照するインター予測を用いて符号化する符号化部とを備える。
【００６１】
これによれば、キーフレームがインター予測により符号化されるので、キーフレームがイントラ予測により符号化される場合に比べて符号化効率を向上できる。
【００６２】
また、本発明の一態様に係る画像復号装置は、複数の画像を復号する画像復号装置であって、前記複数の画像から、ランダムアクセス可能なキーフレームを判別する判別部と、前記キーフレームを、当該キーフレームとは異なる参照ピクチャを参照するインター予測を用いて復号する復号部とを備える。
【００６３】
これによれば、キーフレームがインター予測により符号化されるので、キーフレームがイントラ予測により符号化される場合に比べて符号化効率を向上できる。
【００６４】
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及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００６５】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも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。
【００６６】
なお、本実施の形態では、フレームを、ピクチャ又は画像と言い換えて記載する場合がある。さらに、符号化対象又は復号対象のフレーム（ピクチャ又は画像）をカレントピクチャ又はアクセスフレームなどと言い換える場合がある。これら以外にもコーデック技術分野において一般的に用いられる種々の用語にも言い換えられる。
【００６７】
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。
【００６８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、複数カメラからの映像の適宜切り替えを可能にする、又は長時間の映像を任意の点から再生できつつ、高効率の符号化を実現できる画像符号化装置及び画像符号化方法について説明する。
【００６９】
本実施の形態に係る画像符号化装置２００が出力する符号列２５０を、図４を用いて説明する。図４は、画像符号化装置２００が出力する符号列２５０の一例を示す図である。また、図４は、前述の従来の構成で示した図２に対する本実施の形態における符号列２５０の一例を示す。図２の説明と同様に、矢印は参照関係を示す。また、各ピクチャ内の文字及び数字の意味も図２と同様である。
【００７０】
図２の場合と同様に、キーフレーム１０４以外の通常フレーム１０５から再生を開始することはできない。また、図２では、キーフレーム１０４はＩフレームであったが、本実施の形態では、キーフレーム１０４としてＩフレーム以外が設定される場合がある。具体的には、図２に示す例では、キーフレーム１０４であるフレームＰ（ｔ）はＰフレームである。
【００７１】
また、このフレームＰ（ｔ）は、フレームＩ（０）をロングターム参照する。なお、フレームＩ（０）のようにロングターム参照に用いることができるフレームのことをロングターム参照ピクチャと呼ぶ。このロングターム参照ピクチャは、画像符号化装置及び画像復号装置のメモリに蓄積され、いつでも参照することができるという特徴を持つ。
【００７２】
また、フレームＰ（ｔ）から再生するために必要な画像はフレームＩ（０）だけであり、フレームＩ（０）がフレームメモリに格納されていれば、画像復号装置は、フレームＰ（ｔ）から再生開始することができる。
【００７３】
このように、本実施の形態では、キーフレーム１０４としてロングターム参照が用いられるＰフレームが用いられる。これにより、キーフレーム１０４としてＩフレームを用いる場合に比べて、符号化効率を向上できる。また、キーフレーム１０４の近傍の画像が復号されていない場合であっても、ロングターム参照ピクチャのみを復号することで、当該キーフレーム１０４を復号できる。このように、Ｐフレームをキーフレーム１０４に設定した場合の復号が必要になる画像の枚数を削減できる。
【００７４】
次に、Ｐフレームであるキーフレーム１０４をロングターム参照ピクチャとして用いる場合を説明する。図５Ａは、本実施の形態に係る符号列２５０の一例を示す図である。また、図５Ｂは、比較のための図であり、従来の符号列１０３の一例を示す図である。
【００７５】
例えば、ロングターム参照ピクチャは、監視カメラ映像などにおいて、背景などが長時間同じ映像である場合に用いられる。図５Ａ及び図５Ｂでは、通常フレーム１０５は、直前のフレームではなく、ロングターム参照ピクチャを参照する。これにより、図２及び図４に示す構成と比べて、符号化効率が落ちるものの、エラー耐性を向上できる。
【００７６】
例えば、フレームＰ（２）が通信エラー又はデータ破損により復号できない場合、図２及び図４に示す構成では、フレームＰ（３）からフレームＰ（ｔ−１）のフレームを復号できない。一方、図５Ａ及び図５Ｂに示す構成では、フレームＰ（２）が復号できない場合であっても、フレームＰ（２）は他のフレームの予測に使われない。よって、フレームＩ（０）が正しく復号できていれば、画像復号装置は、フレームＰ（３）からフレームＰ（ｔ−１）のフレームの復号を正しく行うことができる。
【００７７】
このような構成の場合にも、図５Ｂに示すように、従来の符号列１０３では、定期的にロングターム参照ピクチャであるイントラ予測フレーム（キーフレーム１０４）が使用される。これにより、ロングターム参照ピクチャを適宜更新できるので、背景等の静止領域の変化に対応できる。
【００７８】
一方、図５Ａに示す、本実施の形態に係る符号列２５０は、イントラ予測フレームの代わりに、ロングターム参照ピクチャＩ（０）のみを参照するインター予測フレームＰ（ｔ）（キーフレーム１０４）が用いられる。これにより、図４に示す構成と同様に、符号化効率を向上できる。
【００７９】
なお、図４及び図５Ａでは、通常フレーム１０５としてＰフレームだけが用いられる場合を説明した。インター予測フレームは時間的に近いフレームを参照するほうが、一般的に符号化効率が良くなる。よって、Ｐフレームだけを用いることで、処理量を低減しつつ、遅延を少なくかつ、符号化効率の悪化を抑制できる。
【００８０】
以下、ロングターム参照ピクチャと隣接フレームとを参照する複数予測フレーム（Ｂフレーム）を用いる場合を説明する。Ｂフレームを用いることで、さらに符号化効率を高めることができる。
【００８１】
図６Ａは、本実施の形態に係る符号列２５０の一例を示す図である。また、図６Ｂは、比較のための図であり、従来の符号列１０３の一例を示す図である。
【００８２】
図６Ａ及び図６Ｂでは、通常フレーム１０５は、ロングターム参照ピクチャと、直前のフレームとを参照する。
【００８３】
ここで、図６Ｂに示す従来の符号列１０３では、Ｂフレームを連続させるために、ロングターム参照ピクチャであるフレームＢ（ｔ）は、キーフレーム１０４に設定できず、通常フレーム１０５に設定されている。なお、この場合でも、キーフレーム１０４を増やすためには図２又は図５Ｂと同様にイントラ予測フレームＩをキーフレーム１０４として用いる必要がある。
【００８４】
一方で、図６Ａに示す本実施の形態に係る符号列２５０では、キーフレーム１０４としてインター予測フレームであるフレームＰ（ｔ）を用いる。これにより、符号化効率を維持しつつ、アクセス性を高めることができる。
【００８５】
以下、前述した図５Ｂ等に示す通常フレーム１０５であるＰフレームと、図４等に示すキーフレームであるＰフレームとの役割の違いに関して、図７Ａを用いて、より詳しく説明する。図７Ａは、本実施の形態に係る画像符号化装置及び画像復号装置における処理を説明するための模式図である。図７Ａに示す符号列は、図４に示す符号列２５０と同じ構成である。そのため、フレームＩ（０）、Ｐ（８）及びＩ（１６）がキーフレーム１０４として扱われる。
【００８６】
この場合、画像復号装置は伝送遅延後に復号を開始できる。また、画像復号装置は、フレームＩ（０）を復号後にフレームＰ（８）の復号を行なうことや、フレームＩ（１６）から復号を開始することができる。また、高い頻度で再生ポイントを作りたい場合には、フレームＰ（８）のようにＰフレームのキーフレーム１０４を入れることで、符号化効率を高めることが可能である。
【００８７】
また、図７Ｂに示すように、ストレージ４００に、キーフレーム１０４が保存されていてもよい。なお、符号列の構成は、図７Ａと同じである。また、ここに示す例では、フレームＩ（１６）はフレームＩ（０）と同じ画像である。
【００８８】
監視カメラ等で撮影された長時間映像では、動きが少ないため、このようにすることも可能である。この場合、フレームＩ（１６）に関する符号列情報は、フレームＩ（０）と同じことを示すパラメタ情報であってもよい。それにより、さらに符号化効率を高めることができる。
【００８９】
また、図７Ｂでは、さらに画像復号装置が備えるストレージ４００に例えば背景情報を示すフレームＩ（０）が保存される。例えば、画像復号装置は、このフレームＩ（０）を取得（例えば、ネットワークを介してダウンロードする）してストレージに蓄積している。この場合、画像復号装置は、フレームＰ（８）を、ストレージに蓄積しているフレームＩ（０）の画像を参照することにより復号できる。これにより、符号化効率を高めつつ、再生ポイントを追加（キーフレームを追加）できる。
【００９０】
また、複数の入力画像を切り替える場合であれば、ストレージ４００に、複数の入力画像毎の参照用画像（例えば背景画像）を保存しておくことで、Ｐフレームであるキーフレーム１０４の単位で参照する画像を切り替えることが可能となり、帯域の狭いネットワークが用いられる場合であっても高品質の映像の切り替えを実現できる。
【００９１】
さらに、図７Ｃは、ストレージ４００内に複数のキーフレーム１０４の画像、或いはキーフレーム１０４の参照用画像であるキーフレーム参照ピクチャが蓄積されている場合、又は、クラウド或いはネットワークを介して複数のキーフレーム１０４或いはキーフレーム参照ピクチャにアクセスできる場合を示している。
【００９２】
また、図７Ｃでは、キーフレーム１０４としてＢフレームが設定される。具体的には、画像復号装置は、キーフレーム１０４であるフレームＢ（８）を、ストレージ４００に格納されている複数のキーフレーム参照ピクチャ、又はネットワークを介して取得したキーフレーム参照ピクチャを用いて復号する。これにより、画像復号装置は、フレームＢ（８）から復号を開始できるため、複数のカメラ映像の切り替え、又は飛び込み再生を実現できる。
【００９３】
なお、図７Ａ〜図７Ｂでは、画像符号化装置から画像復号装置にデータを伝送した場合の伝送遅延を記載しているが、例えば、事前に画像復号装置からアクセスできるストレージにデータがある場合には、伝送遅延は発生しない。
【００９４】
また、ここで説明したＩフレーム、Ｐフレーム及びＢフレームといった名称及び参照関係はこれに限らない。例えばＢフレームとして記載したフレームが周囲との関係でＰフレームとして符号化されてもよいし、Ｐフレームとして記載したフレームがＢフレームとして符号化されてもよい。例えば、図７Ｃで示したようにキーフレーム１０４がＢフレームとして符号化される場合に、ストレージ４００を使用しなくてもよい。この場合、キーフレーム１０４であるＢフレームは、例えば過去の複数のキーフレーム１０４のみを参照してもよい。
【００９５】
また、上記説明では、通常フレーム１０５が直前のフレームだけを参照しているが、二つ前のフレームを参照してもよいし、双方向予測又は複数予測が用いられてもよい。
【００９６】
以上のように、本実施の形態では、従来技術においてＩフレームが用いられていたキーフレームの少なくとも一部にＰフレームを用いる。これにより、キーフレームの符号化効率を改善できるので、キーフレーム（ランダムアクセスポイント）を増加させた場合における符号化効率の低下を抑制できる。
【００９７】
ここで、キーフレームとは、ランダムアクセス可能なフレームであり、言い換えると、画像復号装置が再生（復号又は表示）を開始できるフレームである。また、例えば、映像に含まれる複数の画像のうち、どの画像がキーフレームであるかを示す情報は、符号列に含まれる。
【００９８】
また、キーフレームは、キーフレーム参照ピクチャのみを参照してインター予測される。例えば、キーフレーム参照ピクチャとは、通常の参照ピクチャとは異なり、処理対象のキーフレームと復号順（符号化順）及び表示順で隣接しないピクチャである。具体的には、キーフレーム参照ピクチャは、ロングターム参照ピクチャである。
【００９９】
また、キーフレーム参照ピクチャは、復号済み（符号化済み）のキーフレーム、又は、ネットワークを介して取得された画像である。
【０１００】
次に、これまで説明した符号列２５０を生成する画像符号化装置２００について図８を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係る画像符号化装置２００の構成を示すブロック図である。
【０１０１】
この画像符号化装置２００は動画像データ２５１を符号化することで符号列２５０を生成する。画像符号化装置２００は、予測部２０１と、減算部２０２と、変換量子化部２０３と、可変長符号化部２０４と、逆量子化逆変換部２０５と、加算部２０６と、予測制御部２０７と、選択部２０８と、フレームメモリ２１２とを備える。
【０１０２】
予測部２０１は、動画像データ２５１に含まれる対象画像と、選択部２０８で選択された参照画像２５６とを元に予測画像２５７を生成し、生成された予測画像２５７を減算部２０２及び加算部２０６に出力する。また、予測部２０１は、予測画像２５７の生成に用いたパラメタである予測パラメタ２５８を可変長符号化部２０４に出力する。
【０１０３】
減算部２０２は、動画像データ２５１に含まれる対象画像と予測画像２５７との差分である差分信号２５２を算出し、算出された差分信号２５２を変換量子化部２０３に出力する。変換量子化部２０３は、差分信号２５２を変換量子化することで量子化信号２５３を生成し、生成された量子化信号２５３を可変長符号化部２０４及び逆量子化逆変換部２０５に出力する。
【０１０４】
可変長符号化部２０４は、量子化信号２５３と、予測部２０１及び予測制御部２０７から出力された予測パラメタ２５８とを可変長符号化することで符号列２５０を生成する。例えば、予測パラメタ２５８は、使用された予測方法、予測モード及び参照ピクチャを示す情報等を含む。
【０１０５】
一方、逆量子化逆変換部２０５は、量子化信号２５３を逆量子化及び逆変換することで復号差分信号２５４を生成し、生成された復号差分信号２５４を加算部２０６に出力する。加算部２０６は、予測画像２５７と復号差分信号２５４とを加算することで復号画像２５５を生成し、生成された復号画像２５５をフレームメモリ２１２に出力する。
【０１０６】
フレームメモリ２１２は、キーフレーム用のロングターム参照ピクチャであるキーフレーム参照ピクチャが蓄積されるキーフレームメモリ２０９と、その他の既に復号済みで参照可能な画像が蓄積される近傍フレームメモリ２１０と、現在の符号化対象の画像に含まれる部分復号画像が蓄積される面内フレームメモリ２１１とを含む。これらのメモリは予測制御部２０７によって制御され、予測画像２５７の作成に必要な参照画像が、選択部２０８に出力される。
【０１０７】
予測制御部２０７は、動画像データ２５１に基づき、どのメモリに格納されている参照画像を用いるかを決定する。ここで、キーフレームメモリ２０９は、復号画像２５５だけではなく、別途外部から取得された画像データ２５９を参照画像として格納してもよい。
【０１０８】
なお、ここでは、フレームメモリ２１２が３種類のメモリを含む例を説明したが、実際の実装においては、個別のメモリ空間を設ける必要性はなく、例えば同一のメモリ上に各参照画像が格納されてもよい。つまり、フレームメモリ２１２は、予測制御部２０７からの指示に基づき、いずれかの参照画像を出力できる構成であればよい。
【０１０９】
なお、予測部２０１での予測画像２５７の生成処理、並びに、変換量子化部２０３、逆量子化逆変換部２０５及び可変長符号化部２０４での処理の方法に関しては、例えば、非特許文献１に記載の方式を用いることができる。なお、これらの処理として、その他の動画像符号化方法の方式が用いられてもよい。
【０１１０】
次に、画像符号化装置２００による画像符号化処理の流れを説明する。図９は、予測制御部２０７、選択部２０８及びフレームメモリ２１２に関する動作のフローチャートである。
【０１１１】
まず、予測制御部２０７は、動画像データ２５１に含まれる複数の画像のうちキーフレームに設定する画像を選択する（Ｓ１０１）。具体的には、予測制御部２０７は、ランダムアクセス可能なポイントであるアクセスポイントに位置するフレームをキーフレームに設定する。例えば、アクセスしたい（切り替えたい、又は飛び越えたい）頻度が予め設定されており、予測制御部２０７は、この頻度に応じて、複数枚数おきにキーフレームを設定する。または、予測制御部２０７は、物体が大きく動いた（画像の動きが大きい）、又は予め指定された物体が画像に含まれる画像をキーフレームに設定してもよい。また、予測制御部２０７は、この両方の手法を組み合わせてもよい。
【０１１２】
このように、自動的にアクセスポイントであるキーフレームを入れることで、スムーズに複数の映像を切り替えられる。また、物体が発生した際にアクセスポイントであるキーフレームを入れることで、調べたい物体が映った画像を素早く表示することが可能となるため、非常に有用である。
【０１１３】
また、画像符号化装置２００は、他の装置等からキーフレーム参照ピクチャを取得し、キーフレームメモリ２０９に格納してもよい。この場合には、画像符号化装置２００は、動画像データ２５１と、他の装置に格納されている複数のキーフレーム参照ピクチャとを比較し、類似度の高いキーフレーム参照ピクチャを取得し、取得したキーフレーム参照ピクチャをキーフレームメモリ２０９に格納する。
【０１１４】
また、画像符号化装置２００は、どの画像がキーフレームであるかを示す情報（キーフレームを特定するための情報）を符号化することで、この情報を含む符号列２５０を生成する。なお、キーフレームを特定するための情報は、従来のイントラ予測されたキーフレームと、本実施の形態に係るインター予測されたキーフレームとをそれぞれ特定する。つまり、この情報は、各キーフレームが、イントラ予測を用いて符号化されたキーフレームか、インター予測を用いて符号化されたキーフレームかを示す。
【０１１５】
次に、画像符号化装置２００は、各画像の符号化処理を行う。まず、画像符号化装置２００は、動画像データ２５１に含まれる、符号化対象の画像である対象画像がキーフレームであるかを判定する（Ｓ１０２）。対象画像がキーフレームである場合は（Ｓ１０２でＹＥＳ）、画像符号化装置２００は、キーフレーム符号化処理により対象画像を符号化する（Ｓ１０３）。
【０１１６】
キーフレーム符号化処理の流れを、図１０を用いて説明する。図１０は、ステップＳ１０３の動作を示すフローチャートである。
【０１１７】
画像符号化装置２００は、対象画像と、キーフレームメモリ２０９に格納されているキーフレーム参照ピクチャとを比較することで、対象画像に類似するキーフレーム参照ピクチャが存在するかを判定する（Ｓ２０１）。ここで、類似するとは差分が所定値未満であることを意味する。
【０１１８】
対象画像に類似するキーフレーム参照ピクチャが存在する場合（Ｓ２０２でＹＥＳ）、予測部２０１は、キーフレームメモリ２０９に格納されている類似するキーフレーム参照ピクチャを参照して、対象画像をインター予測符号化する（Ｓ２０３）。
【０１１９】
一方、対象画像に類似するキーフレーム参照ピクチャが存在しない場合（Ｓ２０２でＮＯ）、予測部２０１は、対象画像をイントラ予測符号化する（Ｓ２０４）。
【０１２０】
また、画像符号化装置２００は、キーフレームを符号化後に復号し、得られた復号画像を、キーフレーム参照ピクチャとしてキーフレームメモリ２０９に格納する（Ｓ２０５）。
【０１２１】
なお、ここでの説明では、キーフレームメモリ２０９に格納されているキーフレーム参照ピクチャと対象画像とが比較されているが、取得してキーフレームメモリ２０９へ格納できる画像との比較が行われてもよい。例えば、画像符号化装置２００は、ネットワークを介して取得できる参照画像から対象画像に類似する画像があるかを判定してもよい。この場合には、予測部２０１は、その参照画像を用いたインター予測符号化を行う。また、この場合には、ネットワーク等を介して取得できる画像が参照画像として使用されることを示す情報と、使用される参照画像を特定する情報とが符号列２５０に含まれ、画像復号装置に送られる。このようにすることで、さらに符号化効率を向上しつつ、画像復号装置に類似する参照画像を特定する情報を通知できる。これにより、画像復号装置は、復号時に、この情報を用いて、ネットワークを介して参照画像を取得し、当該参照画像を用いて画像を復号できる。
【０１２２】
また、ここでは、類似するキーフレーム参照ピクチャが存在しない場合に、イントラ予測符号化が行われているが、この処理に加え、予め定められた頻度で、イントラ予測符号化が行われてもよい。
【０１２３】
また、ここでは、全てのキーフレームがキーフレーム参照ピクチャとして用いられるが、一部のキーフレームのみがキーフレーム参照ピクチャとして用いられてもよい。
【０１２４】
再度、図９の説明を行なう。対象画像がキーフレームでなく通常フレームである場合（Ｓ１０２でＮＯ）、画像符号化装置２００は、近傍ピクチャを参照して対象画像を符号化する通常の符号化処理を行う（Ｓ１０４）。つまり、画像符号化装置２００は、復号順などを考慮せず、圧縮効率が高くなる参照画像をフレームメモリ２１２から探索し、得られた参照画像を参照するインター予測符号化を行う。言い換えると、この符号化処理では、前述のキーフレーム符号化処理のように、アクセス性を考慮した符号化は行われない。なお、低遅延が求められる環境では、直前のフレームを参照するなど、必ずしも符号化効率が最もよい手法が選択される必要はない。
【０１２５】
動画像データ２５１に含まれる全ての画像の処理が終了した場合（Ｓ１０５でＹＥＳ）、画像符号化装置２００は処理を終了する。一方、動画像データ２５１の入力が続く場合には（Ｓ１０５でＮＯ）、画像符号化装置２００は、次の画像に対してステップＳ１０２以降の処理を行う。
【０１２６】
また、画像符号化装置２００により生成される符号列２５０には、どの画像がキーフレームであるか、又はアクセスポイントを示す情報（キーフレームを特定するための情報）が含まれる。また、符号列２５０は、各キーフレームにイントラ予測が用いられたか、キーフレーム参照ピクチャが用いられるインター予測が用いられたかを示す情報、及び用いられたキーフレーム参照ピクチャを示す情報を含む。なお、符号列２５０は、キーフレーム参照ピクチャが、符号列２５０に含まれる画像であるか、ネットワークを介して取得されたかを示す情報を含んでもよい。さらに、ネットワークを介してキーフレーム参照ピクチャが取得された場合には、当該キーフレーム参照ピクチャを画像復号装置が取得できるように、当該キーフレーム参照ピクチャを特定する識別情報又は格納先等を示す情報が含まれる。なお、これらの情報の少なくとも一部は、符号列２５０とは別の信号により画像復号装置に通知されてもよい。
【０１２７】
なお、例えば設置されたカメラの映像など、背景としてみなせる領域と、移動物体等が含まれる前景領域としてみなせる領域とが区別できる映像に対して、画像符号化装置２００は、次のような処理を行ってもよい。図１１は、この場合の処理の流れを示すフローチャートである。
【０１２８】
まず、画像符号化装置２００は、対象画像に含まれる各領域と背景画像とを比較し、各領域が背景領域か前景領域かを判定する（Ｓ３０１）。具体的には、画像符号化装置２００は、背景画像として予め決めておいたフレームと対象画像との比較し、背景画像と類似度が所定値以上の領域を背景領域と判定し、類似度が所定値未満の領域を前景領域と判定する。または、画像符号化装置２００は、対象画像と、一定時間前の画像との平均変化量を算出し、平均変化量が少ない領域を背景画像と判定し、変化量が大きい領域を前景画像と判定する。
【０１２９】
対象画像に含まれる処理対象の領域である対象領域が背景領域である場合（Ｓ３０２でＹＥＳ）、画像符号化装置２００は、対象領域を背景画像であるキーフレーム参照ピクチャを特定するための情報、例えばキーフレーム参照ピクチャのＩＤのみを符号化し、当該背景領域の画像情報（差分信号等）を符号化しない（Ｓ３０３）。例えば、画像符号化装置２００は、背景画像だけを示す予測モードを用いる。これにより、情報量を大きく削減することができる。具体的には、画像符号化装置２００は、スキップモードで、参照画像として背景画像（キーフレーム参照ピクチャ）を指定する。つまり、画像符号化装置２００は、対象画像と背景画像との差分信号を符号化せず、背景画像を指定する情報をのみを符号化する。これにより、画像復号装置は、背景領域の画像として、当該情報で指定された背景画像をそのまま出力（表示）する。
【０１３０】
一方、対象領域が背景領域でなく、前景領域である場合（Ｓ３０２でＮＯ）、通常の符号化処理を行う（Ｓ３０４）。ここで、通常の符号化処理とは、例えば、近傍の参照画像を用いた予測を行い、差分信号を符号化する、又は、背景画像との差分信号を符号化など、一般的に動画像符号化で用いられる予測符号化であり、例えば、図９に示すステップＳ１０４の処理と同様である。
【０１３１】
なお、前景領域は背景領域よりも手前にある必要はない。背景とは、一定量以上の変化がない領域が一定以上の範囲存在する場合のその領域のことを示し、前景とは、一定量以上の変化がある領域を示してもよい。言い換えると、背景領域は例えば変化量が少ないため、動画像符号化でいう差分信号を送らないでも主観画質に影響が少ない領域のことを示す。前景領域は、比較対象とした背景画像又は一定時間前の画像と、異なる画像を含む領域を示し、動画像符号化でいう差分画像を送らない場合、復号画像が原画像と大きくかけ離れる画像である。
【０１３２】
このように、背景領域と判定した場合に強制的に背景画像を用いることにより、例えば固定されたカメラの映像であっても、風などによる微妙な動きに対する差分を符号化しないことにより主観画質を向上できるとともに、符号化効率を高めることができる。また、本実施の形態では、キーフレーム参照ピクチャ（背景画像）としてネットワークを介して参照できる複数の画像を用いることで、背景領域と判定できる領域が増える。これにより、さらに少ない符号量で長時間の映像を記録できる。また、無線環境等の非常に狭帯域なネットワークが用いられる場合であっても映像を伝送できる。
【０１３３】
なお、ここでは１フレーム内の領域毎に背景と前景とを判定し、処理を切り替えたが、フレーム単位で、背景と前景とを判定し、処理を切り替えてもよい。この場合、フレーム全体を背景と判定できれば、大きく符号量を削減できるし、背景ではないと判定される場合は、通常の符号化方法を用いればよい。このよう、画像符号化装置２００の処理を単純化できる。
【０１３４】
図１２は、この場合の動作の流れを示すフローチャートである。まず、画像符号化装置２００は、キーフレームメモリ２０９に格納されている、又は、ネットワークを介して取得できるキーフレーム参照ピクチャと、対象画像とを比較し、対象画像と類似するキーフレーム参照ピクチャ（例えば背景画像）が存在するかを判定する（Ｓ４０１）。具体的には、画像符号化装置２００は、対象画像と各キーフレーム参照ピクチャと類似度を判定し、類似度が所定値以上のキーフレーム参照ピクチャを、対象画像と類似すると判定する。
【０１３５】
対象画像に類似するキーフレーム参照ピクチャが存在する場合（Ｓ４０２でＹＥＳ）、画像符号化装置２００は、対象画像の画像情報（差分信号等）を符号化せず、対象画像に類似するキーフレーム参照ピクチャを特定するための情報、例えばキーフレーム参照ピクチャのＩＤのみを符号化する（Ｓ４０３）。
【０１３６】
一方、対象画像に類似するキーフレーム参照ピクチャが存在しない場合は（Ｓ４０２でＮＯ）、画像符号化装置２００は、対象画像を、イントラ予測を用いて符号化する（Ｓ４０４）。また、画像符号化装置２００は、対象画像をキーフレーム参照ピクチャに設定する（Ｓ４０５）。これにより、以降の画像の符号化時に、この画像を活用することができる。これにより、符号列２５０の情報量をさらに削減することができるので、符号化効率を高めることができる。
【０１３７】
なお、画像符号化装置２００は、ステップＳ４０５で対象画像を新たなキーフレーム参照ピクチャに設定する際に、今まで参照された頻度が低いキーフレーム参照ピクチャをキーフレームメモリ２０９から削除してもよい。これにより、キーフレームメモリ２０９の容量の増大を抑制できる。
【０１３８】
また、画像符号化装置２００は、ステップＳ４０４及びＳ４０５の代わりに、通常の符号化処理を行ってもよい。この処理は、例えば、図１１に示すステップＳ１０４と同様の処理である。この場合であっても、対象画像に類似するキーフレーム参照ピクチャが存在する場合に、キーフレーム参照ピクチャを示すＩＤのみを符号化することで符号化効率を向上できる。
【０１３９】
また、図１１又は図１２に示す処理は、動画像データ２５１に含まれる全ての画像に対して行われてもよし、一部の画像のみに行なわれてもよい。例えば、これらの処理は、キーフレームに対してのみ行われてもよい。
【０１４０】
なお、画像符号化装置２００における、特に説明していない処理に関しては、例えば非特許文献１に記載の方法を用いてもよいし、別の符号化方法を用いてもよい。例えば、可変長符号化部２０４は、算術符号化を用いてもよいし、エントロピーに応じて設計された符号化テーブルを用いてもよい。
【０１４１】
以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置２００は、複数の画像を符号化する。画像符号化装置２００は、複数の画像から、ランダムアクセス可能なキーフレーム１０４を選択する。画像符号化装置２００は、キーフレーム１０４を、当該キーフレーム１０４とは異なるキーフレーム参照ピクチャを参照するインター予測を用いて符号化する。これにより、キーフレーム１０４がインター予測により符号化されるので、キーフレーム１０４がイントラ予測により符号化される場合に比べて符号化効率を向上できる。
【０１４２】
また、画像符号化装置２００は、複数の画像から複数のキーフレームを選択し、複数のキーフレームに含まれる対象キーフレームを、複数のキーフレームのうちの他のキーフレームを参照して符号化する。これにより、キーフレームを復号するために必要な画像の数を低減できるので、ランダム再生時において映像が表示されるまので時間を低減できる。
【０１４３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、複数カメラからの映像の適宜切り替え、又は長時間の映像を任意の点から再生を実現できる画像復号装置及び画像復号方法について説明する。
【０１４４】
なお、本実施の形態に係る画像復号装置は、実施の形態１において説明した図１Ａ等の状況を実現する画像復号方法であり、図４、図５Ａ及び図６Ａに示す符号列２５０を正しく復号する画像復号方法に関するものである。
【０１４５】
まず、実施の形態１で説明した符号列２５０を復号する画像復号装置３００の構造を、図１３を用いて説明する。図１３は、本実施の形態に係る画像復号装置３００のブロック図である。
【０１４６】
図１３に示す画像復号装置３００は符号列２５０を復号することで復号画像３５０を生成する。符号列２５０は、例えば、上述した画像符号化装置２００により生成された符号列２５０である。この画像復号装置３００は、可変長復号部３０１と、逆量子化逆変換部３０２と、加算部３０３と、予測制御部３０４と、選択部３０５と、予測部３０６と、フレームメモリ３１０とを備える。
【０１４７】
可変長復号部３０１は、符号列２５０を可変長復号することにより、量子化信号３５１と、予測パラメタ３５５とを取得し、量子化信号３５１を逆量子化逆変換部３０２に出力し、予測パラメタ３５５を予測制御部３０４及び予測部３０６に出力する。
【０１４８】
逆量子化逆変換部３０２は、量子化信号３５１を逆量子化及び逆変換することにより、復号差分信号３５２を生成し、生成された復号差分信号３５２を加算部３０３に出力する。
【０１４９】
予測制御部３０４は、予測パラメタ３５５に基づき、予測処理に用いる参照画像を決定する。なお、この処理に関しては、後述する。
【０１５０】
予測部３０６は、予測パラメタ３５５に含まれる、予測モードなどの予測画像３５４の生成に必要な情報と、選択部３０５から出力される参照画像３５３とを用いて、予測画像３５４を生成し、生成された予測画像３５４を加算部３０３に出力する。加算部３０３は、予測画像３５４と復号差分信号３５２とを加算することにより復号画像３５０を生成する。この復号画像３５０は、例えば、表示部等に表示される。
【０１５１】
また、この復号画像３５０は、フレームメモリ３１０に格納される。フレームメモリ３１０は、キーフレーム参照ピクチャを格納するキーフレームメモリ３０７と、通常予測に用いられる復号対象画像と時間的に近い参照画像を格納する近傍フレームメモリ３０８と、復号対象画像内で既に復号した画像信号を蓄積する面内フレームメモリ３０９とを含む。なお、実施の形態１のフレームメモリ２１２と同様に、３種類のフレームメモリに対して、個別のメモリ空間を設ける必要性はなく、例えば同一のメモリ上に各参照画像が格納されてもよい。つまり、フレームメモリ３１０は、予測制御部３０４からの指示に基づき、いずれかの参照画像を出力できる構成であればよい。
【０１５２】
また、キーフレームメモリ３０７は、復号画像３５０だけではなく、別途外部から取得された画像データ３５６を参照画像として格納する。
【０１５３】
次に、画像復号装置３００による画像復号方法の流れを説明する。図１４は、画像復号装置３００の処理の流れを示すフローチャートである。
【０１５４】
まず、画像復号装置３００は、復号対象のフレームである対象画像の符号化データを符号列２５０から取得する（Ｓ５０１）。次に、画像復号装置３００は、復号対象のフレームである対象画像がキーフレームであるかを判断する（Ｓ５０２）。対象画像がキーフレームである場合（Ｓ５０２でＹＥＳ）、画像復号装置３００は、キーフレーム復号処理を行う（Ｓ５０３）。なお、キーフレーム復号処理に関しては、後で詳しく説明する。
【０１５５】
また、画像復号装置３００は、対象画像がキーフレームであるかどうか（アクセスポイントであるかどうか）を、符号列２５０に含まれる、キーフレームを特定するための情報を用いて判定してもよい。具体的には、この情報は、対象画像がキーフレームであるか否かを示す、又は、複数の画像のうちどの画像がキーフレームであるかを示す。さらにこの情報は、各キーフレームが、イントラ予測を用いて符号化されたキーフレームか、インター予測を用いて符号化されたキーフレームかを示す。例えば、この情報は、符号列２５０のヘッダ情報に含まれるパラメタ情報である。なお、この情報は、別途符号列２５０とは異なるシステムで画像符号化装置と共通な情報が記録されるフィールドに記録された情報であってもよい。前者の場合には、符号列２５０中に情報が記録されているため、画像復号装置３００は、他の情報にアクセスせず高速に判断することができる。一方、後者のように、画像復号装置３００が予め決められたフィールド情報を参照する場合には、符号列２５０に情報が無くてもよいため、より符号化効率を高めることができる。
【０１５６】
対象画像がキーフレームでない場合（Ｓ５０２でＮＯ）は、画像復号装置３００は、通常の復号処理を行う（Ｓ５０４）。なお、ここで通常の復号処理については詳しく説明しないが、通常の復号処理とは、非特許文献１に記載のインター予測フレームの復号方法と同様な処理である。具体的には、画像復号装置３００は、符号列２５０に含まれる情報で示された参照画像をフレームメモリ３１０から取得し、符号列２５０に含まれる予測パラメタ３５５に基づいて参照画像を用いながら予測画像３５４を作成し、予測画像３５４を用いて復号処理を行う。対象画像のデータが符号列２５０の終端のデータではない場合は（Ｓ５０５でＮＯ）、画像復号装置３００は、次の画像の符号化データを取得する（Ｓ５０１）。一方、対象画像のデータが符号列２５０の終端である場合は（Ｓ５０５でＹＥＳ）、画像復号装置３００は、復号処理を終了する。
【０１５７】
次に、キーフレーム復号処理（Ｓ５０３）について詳しく説明する。図１５は、キーフレーム復号処理のフローチャートである。
【０１５８】
実施の形態１で説明したように、キーフレームは、イントラ予測フレーム、又は、キーフレーム参照ピクチャを参照するインター予測フレームである。よって、画像復号装置３００は、まず、対象画像であるキーフレームがキーフレーム参照ピクチャを参照するインター予測フレームであるかを判定する（Ｓ５１１）。具体的には、符号列２５０に含まれる対象画像のヘッダ情報は、キーフレーム参照ピクチャを示す情報、又は、インター予測が用いられているかを示す情報を含む。画像復号装置３００は、その情報を復号し、得られた情報に基づき、上記判定を行う。
【０１５９】
キーフレームにキーフレーム参照ピクチャが用いられている場合（Ｓ５１１でＹＥＳ）、画像復号装置３００は、そのキーフレーム参照ピクチャを取得する（Ｓ５１２）。具体的には、画像復号装置３００は、例えばネットワークを介してキーフレーム参照ピクチャを取得する。または、画像復号装置３００は、既に復号されたキーフレームであるキーフレーム参照ピクチャを取得する。なお、符号列２５０は、キーフレーム参照ピクチャが、ネットワークを介して取得されるピクチャであるか、復号済みのピクチャであるかを示す情報、及びそのキーフレーム参照ピクチャを特定するための情報を含む。画像復号装置３００は、この情報を用いてキーフレーム参照ピクチャを取得する。また、画像復号装置３００は、ネットワークを介してキーフレーム参照ピクチャを予め取得しておいてもよい。
【０１６０】
次に、画像復号装置３００は、キーフレーム参照ピクチャを用いたインター予測復号処理により対象画像を復号する（Ｓ５１３）。
【０１６１】
なお、図１１に示す処理のように、符号列２５０にキーフレーム参照ピクチャを指定する情報（例えばＩＤ）のみが含まれる場合（差分信号が含まれない場合）、画像復号装置３００は、対象画像の領域のうち背景領域に対して、キーフレーム参照ピクチャを特定するための情報を復号し、当該背景領域の復号画像として、当該情報で特定されるキーフレーム参照ピクチャをそのまま出力する。また、この場合には、符号列２５０に、参照画像がそのまま出力される旨、又は差分信号が含まれない旨を示す情報が含まれる。画像復号装置３００は、当該情報を参照して、キーフレーム参照ピクチャをそのまま出力するか否かを判定する。
【０１６２】
図１２に示す処理の場合も同様に、画像復号装置３００は、キーフレーム参照ピクチャを特定するための情報を復号し、当該情報で特定されるキーフレーム参照ピクチャを、対象画像の復号画像としてそのまま出力する。
【０１６３】
一方、キーフレーム参照ピクチャが使用されない場合（Ｓ５１１でＮＯ）、画像復号装置３００は、インター予測復号により対象画像を復号する（Ｓ５１４）。
【０１６４】
また、画像復号装置３００は、キーフレームの復号画像を、キーフレーム参照ピクチャとしてキーフレームメモリ３０７に格納する（Ｓ５１５）。
【０１６５】
なお、画像復号装置３００は、キーフレーム参照ピクチャとして、例えば、得られた複数の復号画像のうち、代表的な画像、又は所定の周期で画像を選択し、これらの画像をネットワーク上のストレージに蓄積することで、画像符号化装置がこれらの画像にアクセスできるようにしてもよい。
【０１６６】
なお、画像復号装置３００における、特に説明していない処理に関しては、例えば非特許文献１に記載の方法を用いてもよいし、別の復号方法を用いてもよい。例えば、可変長復号部３０１は、算術復号を用いてもよいし、エントロピーに応じて設計された復号テーブルを用いてよい。つまり、画像復号装置３００と対となる画像符号化装置と関連付けされた方式を用いればよい。
【０１６７】
なお、上記の画像符号化装置２００と画像復号装置３００とが共通で有するキーフレーム参照ピクチャは、次のように変形することができる。
【０１６８】
（１）キーフレーム参照ピクチャは、符号列２５０に含まれる画像（符号化又は復号対象の画像）とは、異なる画像符号化方法によって符号化された画像であってもよい。つまり、キーフレーム参照ピクチャは、処理対象のキーフレームとは異なる符号化方法で符号化された画像であってもよい。
【０１６９】
例えば、画像符号化装置２００及び画像復号装置３００がＨＥＶＣに準拠した符号列２５０を生成又は復号する場合において、キーフレーム参照ピクチャは、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４−ＡＶＣ（Ｈ．２６４）、ＪＰＥＧ、又はＪＰＥＧ２０００といった別の符号化方式で符号化された画像であってもよい。例えば、画像符号化装置２００又は画像復号装置３００は、このキーフレーム参照ピクチャを、ネットワークを介して取得する。これにより、画像符号化装置２００又は画像復号装置３００とネットワークとの通信負荷を低減できる。また、画像符号化装置２００又は画像復号装置３００が備える、ストレージ（キーフレームメモリ２０９又は３０７）の容量を小さくできる。さらに、インターネットをはじめとする世の中に流通する画像データをキーフレーム参照ピクチャとして使うことが可能となるため、より符号化効率を高めることができる。
【０１７０】
なお、このように、異なる画像符号化方法に符号化された画像は、ネットワークを介して取得される画像に限らず、符号化（復号）対象の画像であってもよい。
【０１７１】
このように、画像符号化装置２００又は画像復号装置３００は、符号列２５０に含まれる画像とは異なる符号化方式で符号化された画像を復号する機能を有し、当該異なる符号化方式で符号化された画像を取得し、当該画像を復号し、得られた復号画像をキーフレーム参照ピクチャとして格納してもよい。
【０１７２】
（２）キーフレーム参照ピクチャは、符号列２５０に含まれる画像（符号化又は復号対象の画像）とは異なる解像度の画像であってもよい。つまり、キーフレーム参照ピクチャは、処理対象のキーフレームとは異なる解像度の画像であってもよい。
【０１７３】
例えば、符号化又は復号対象の映像信号の解像度が１９２０×１０８０である場合に、キーフレーム参照ピクチャの解像度は３８４０×２１６０であってもよい。本実施の形態の画像符号化装置２００及び画像復号装置３００は、キーフレームに対して、キーフレーム参照ピクチャを用いたインター予測処理を行うため、キーフレーム参照ピクチャの解像度が大きい場合、よりインター予測の効率を向上できる。これにより、伝送すべき差分信号のデータ量が小さくなるので、符号化効率を向上できる。
【０１７４】
また、キーフレーム参照ピクチャは静止画でも良いため、インターネットをはじめとするネットワーク上に多数ある写真画像等をキーフレーム参照ピクチャとして用いることができる。ここで、写真画像の解像度は多様であるため、異なる解像度に対応することにより、キーフレーム参照ピクチャとして用いることができる画像の数を増やすことができる。これにより、符号化効率を向上できる。なお、逆に符号化又は復号対象の画像解像度よりキーフレーム参照ピクチャの画像解像度が小さくてもよい。なぜなら、前述のようにネットワーク上には多数の画像があるため、同一の解像度ではなくとも予測に用いることのできる画像を用意することにより、差分画像を小さくすることができ、符号化効率を高めることができる。また、図７Ｃに示したように、画像符号化装置及び画像復号装置は、複数の画像を参照する際に、別々の解像度の画像を参照することで、よりキーフレームと類似した予測画像を生成することが可能となる。これにより、符号化効率をさらに高めることができる。
【０１７５】
以上のように、本実施の形態に係る画像復号装置３００は、複数の画像を復号する。画像復号装置３００は、複数の画像から、ランダムアクセス可能なキーフレーム１０４を判別する。画像復号装置３００は、キーフレーム１０４を、当該キーフレーム１０４とは異なるキーフレーム参照ピクチャを参照するインター予測を用いて復号する。これにより、キーフレーム１０４がインター予測により符号化されるので、キーフレーム１０４がイントラ予測により符号化される場合に比べて符号化効率を向上できる。
【０１７６】
また、画像復号装置３００は、複数の画像から複数のキーフレームを判別し、複数のキーフレームに含まれる対象キーフレームを、複数のキーフレームのうちの他のキーフレームを参照して復号する。これにより、キーフレームを復号するために必要な画像の数を低減できるので、ランダム再生時において映像が表示されるまので時間を低減できる。
【０１７７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１及び２において記載したネットワーク上のストレージ又はクラウドデータベースの構成を説明する。本実施の形態に係る構成により、画像符号化装置又は画像復号装置とのデータの受け渡しにおいて、より少ないデータ量での伝送、及び、ストレージ内のデータ量の削減を実現できる。
【０１７８】
以下、本実施の形態に係るシステム５００について図１６及び図１７を用いて説明する。図１６は、本実施の形態のシステム５００を示す模式図である。
【０１７９】
このシステム５００は、画像復号装置３００からアクセスできるデータベース５０１を有する。このデータベース５０１は、前述の背景画像をはじめとするキーフレーム参照ピクチャである複数の画像ｇ１ｔ１〜ｇＮｔＭを格納している。また、データベース５０１は、図１６に示すように、各々が複数の画像を含む複数の組ｄ０〜ｄＬを格納していてもよい。
【０１８０】
ここで、画像復号装置３００は、例えば、実施の形態２で説明した画像復号装置３００である。
【０１８１】
また、システム５００は、制御部５０２を備える。制御部５０２は、画像復号装置３００から送信されるトリガ（信号）、又は時刻（システム５００が有する時刻信号）から得られるトリガ信号に基づき、データベース５０１が保持する複数のキーフレーム参照ピクチャから特定の画像又は画像群を画像復号装置３００に伝送する。伝送された画像又は画像群は、画像復号装置３００が有するローカルストレージであるデータバッファ（キーフレームメモリ３０７）に格納される。そして、このデータバッファに格納された画像が、キーフレーム参照ピクチャとしてキーフレームのインター予測に用いられる。
【０１８２】
以下、この処理の流れについて、図１７を用いて説明する。図１７は、本実施の形態に係るシステム５００及び画像復号装置３００の動作の流れを示す図である。
【０１８３】
まず、画像復号装置３００は、復号に必要、又は必要になりそうな画像を取得するためのトリガ信号（制御信号）をシステム５００に送信する（Ｓ６０１）。システム５００は、画像復号装置３００から送信されたトリガ信号を受信し、格納している複数の画像から、必要、又は必要になりそうな画像を選択し（Ｓ６０２）、選択した画像を画像復号装置３００に伝送する（Ｓ６０３）。画像復号装置３００は、システム５００から送信された画像を受信し、ローカルストレージに格納する（Ｓ６０４）。これにより、画像復号装置３００は、必要なキーフレーム参照ピクチャを取得できるので、適切に符号列を復号することが可能となる。
【０１８４】
以下、ここで、トリガ信号及びトリガ信号に基づく画像の選択処理について説明する。
【０１８５】
トリガ信号は、例えば、画像復号装置３００の現在位置を示す位置情報を含む。この場合、システム５００は、格納している画像又は画像群ごとに、当該画像又は画像群に含まれる画像が撮影された場所を示す位置情報を保持している。システム５００は、トリガ信号で示される現在位置に近い位置で撮影された画像又は画像群を選択し、選択した画像又は画像群を画像復号装置３００へ送信する。
【０１８６】
これにより、例えば、ユーザが、全国に多数設定されている監視カメラのうち、現在位置の近くに設定されている監視映像を、画像復号装置３００を備えるタブレット端末等の移動可能な端末が表示することで、隣接するビル群を確認する際に、画像復号装置３００が、その位置に関連する画像をシステム５００から取得することにより、全画像を取得するのに比べて端末のメモリサイズを小さくでき、かつ、伝送データ量を削減できる。
【０１８７】
なお、ここでは、トリガ信号が現在位置を示す位置情報を含む例を示したが、トリガ情報は、ユーザにより指定された位置を示す位置情報を含んでもよい。例えば、ユーザは、遠隔地から、不審者等が発生した地域を指定する。これにより、画像復号装置３００は、その地域に関連する画像を予め取得しておくことができるので、映像切替をスムーズに行うことができる。
【０１８８】
別の例として、例えばトリガ信号は時間情報を含む。例えば、リアルタイムで監視画像を確認する場合には、時間情報は現在時刻を示す。この場合、システム５００は、格納している画像又は画像群ごとに、当該画像又は画像群に含まれる画像が撮影された時刻又は時間帯を示す時間情報を保持している。これにより、システム５００は、現在時刻に近い時刻又は時間帯に撮影された画像又は画像群を選択し、選択した画像又は画像群を画像復号装置３００へ送信する。これにより、全画像を取得するのに比べて端末のメモリサイズを小さくでき、かつ、伝送データ量を削減できる。
【０１８９】
なお、時間情報は、現在時刻に限らず、ユーザにより指定された時刻を示してもよい。
【０１９０】
また、時間情報は、秒、分、時、日、月、及び季節（複数月）単位のいずれか又はこれららの組合せにより時間を示す。時間情報で示される単位として大きい単位が用いられることで、システム５００は、例えば、季節単位で画像を格納すればよいので、システム５００のメモリサイズを小さくできる。また、端末に送信される画像の数が減ることにより、端末のメモリサイズを小さくでき、かつ、伝送データ量を削減できる。また、トリガ信号のデータ量も削減できる。
【０１９１】
また、トリガ信号は、天候を示す天候情報を含んでもよい。この場合、システム５００は、格納している画像又は画像群ごとに、当該画像が撮影された際の天候を示す天候情報を保持している。これにより、システム５００は、トリガ情報で示される天候と同じ又は類似する天候において撮影された画像又は画像群を選択し、選択した画像又は画像群を画像復号装置３００へ送信する。これにより、全画像を取得するのに比べて端末のメモリサイズを小さくでき、かつ、伝送データ量を削減できる。なお、この手法は、野外に設置されている監視カメラ等のカメラ、及び野外の様子を撮影しているカメラにのみ適用されてもよい。これにより、システム５００に格納するデータ量を削減できるとともに、トリガ信号のデータ量を削減できる。
【０１９２】
なお、トリガ信号は、上述した位置情報、時間情報及び天候情報のうち２以上を含んでもよい。この場合、システム５００は、トリガ信号で示される複数の条件の全てに合致する画像を選択する。これにより、選択される画像をより特定できるので、画像復号装置３００に伝送されるデータ量をより削減できる。
【０１９３】
なお、画像復号装置３００に送信された画像と同じ画像が画像符号化装置２００に送信される。画像符号化装置２００は、画像復号装置３００に送信された画像と同じ画像を用いて符号列を生成し、生成した符号列を画像復号装置３００に送信する。また、システム５００は、トリガ信号で指定された画像を格納していない場合には、例えば、ネットワーク等を介して、又は、画像符号化装置２００から、トリガ信号での指定に合致する画像を新たに取得し、格納する。これにより、環境の変化に対応することができ、継続的に符号化効率を向上することができる。
【０１９４】
なお、ここでは画像復号装置３００からトリガ信号を伝送する例を述べたが、これに限らない。例えば、時間情報はシステム５００内で生成される時刻情報が用いられてもよい。これにより画像復号装置３００とシステム５００との間で伝送されるデータのデータ量を削減できる。なお、この場合には、どの時刻情報が用いられているかを画像符号化装置２００及び画像復号装置３００で共有する必要がある。例えば、どの時刻情報が用いられているかを示す情報が画像符号化装置２００及び画像復号装置３００に通知される。
【０１９５】
また、ここで、画像復号装置３００とシステム５００とが個別の装置である場合の例を示したがこれに限らない。例えば、システム５００は、画像復号装置３００を備えてもよい。この場合、画像復号装置３００とシステム５００との間の伝送はネットワークを介さない。
【０１９６】
また、上記説明では、システム５００には、各時間、各場所又は各天候等に対応付けてそれぞれ個別の画像が保持される例を説明したが、これに限らない。例えば、時間が異なる場合であっても、画像内容が同じ又は類似する場合には、複数の時間に一つの画像のみを対応付けて格納してもよい。これにより、システム５００に格納される画像の数を削減できるので、システム５００に格納する画像のデータ量を削減できる。
【０１９７】
なお、画像復号装置３００は、画像符号化装置２００が符号列の生成に用いた参照画像（キーフレーム参照ピクチャ）を取得できない場合は、参照画像を取得できなかったことを画像符号化装置２００、システム５００又はユーザに通知する。その場合、画像復号装置３００は、予め決めておいた方法で取得した別の画像（画像符号化装置２００と共有されていない画像）を予測に用いて復号画像を生成し、当該復号画像を表示してもよい。これにより、画像符号化装置２００が期待する復号画像ではないが、画像復号装置３００側で類似の画像を予測画像として用いることで、類似の復号画像を表示することができるため、映像が表示されないことを防止できる。
【０１９８】
以上、実施の形態に係る画像符号化方法に及び画像復号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。
【０１９９】
また、上記実施の形態に係る画像符号化装置及び画像復号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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
言い換えると、画像符号化装置及び画像復号装置は、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又は画像復号方法を実行する。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
また、上記の予測画像生成方法、符号化方法又は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。
【０２０７】
また、各実施の形態において説明した処理は、単一の装置（システム）を用いて集中処理することによって実現してもよく、又は、複数の装置を用いて分散処理することによって実現してもよい。また、上記プログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、又は分散処理を行ってもよい。
【０２０８】
以上、本発明の一つ又は複数の態様に係る予測画像生成装置、符号化装置及び復号装置について、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。
【０２０９】
（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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
図１８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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図１８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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
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）。
【０２１６】
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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
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。
【０２２０】
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図１９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）。
【０２２１】
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。
【０２２２】
図２０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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
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２１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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
図２２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。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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２０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。
【０２３２】
図２３Ａ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。
【０２３３】
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図２３Ｂ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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
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。
【０２４１】
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。
【０２４２】
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。
【０２４３】
（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。
【０２４４】
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。
【０２４５】
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。
【０２４６】
図２４は、多重化データの構成を示す図である。図２４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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
図２５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。
【０２４９】
図２６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２６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２６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。
【０２５０】
図２７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２７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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
図２８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。
【０２５３】
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。
【０２５４】
多重化データ情報ファイルは、図２９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。
【０２５５】
多重化データ情報は図２９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。
【０２５６】
ストリーム属性情報は図３０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。
【０２５７】
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。
【０２５８】
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３１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。
【０２５９】
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。
【０２６０】
（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３２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。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
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。
【０２６７】
（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。
【０２６８】
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３３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。
【０２６９】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図３２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３２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３５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。
【０２７０】
図３４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。
【０２７１】
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。
【０２７２】
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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
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。
【０２７５】
（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。
【０２７６】
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３６Ａ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、キーフレームの処理に特徴を有していることから、例えば、キーフレームの処理については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のエントロピー復号、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
【０２７７】
また、処理を一部共有化する他の例を図３６Ｂ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。
【０２７８】
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】
【０２７９】
本発明は、画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置及び画像復号装置に適用できる。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】
【０２８０】
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ  カメラ
１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、２００  画像符号化装置
１０３、１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、２５０  符号列
１０４  キーフレーム
１０５  通常フレーム
１０６、３００  画像復号装置
２０１、３０６  予測部
２０２  減算部
２０３  変換量子化部
２０４  可変長符号化部
２０５、３０２  逆量子化逆変換部
２０６、３０３  加算部
２０７、３０４  予測制御部
２０８、３０５  選択部
２０９、３０７  キーフレームメモリ
２１０、３０８  近傍フレームメモリ
２１１、３０９  面内フレームメモリ
２１２、３１０  フレームメモリ
２５１  動画像データ
２５２  差分信号
２５３、３５１  量子化信号
２５４、３５２  復号差分信号
２５５、３５０  復号画像
２５６、３５３  参照画像
２５７、３５４  予測画像
２５８、３５５  予測パラメタ
２５９、３５６  画像データ
３０１  可変長復号部
４００  ストレージ
５００  システム
５０１  データベース
５０２  制御部
【図１Ａ】
2018142752.tif 000003
【図１Ｂ】
2018142752.tif 000004
【図２】
2018142752.tif 000005
【図３】
2018142752.tif 000006
【図４】
2018142752.tif 000007
【図５Ａ】
2018142752.tif 000008
【図５Ｂ】
2018142752.tif 000009
【図６Ａ】
2018142752.tif 000010
【図６Ｂ】
2018142752.tif 000011
【図７Ａ】
2018142752.tif 000012
【図７Ｂ】
2018142752.tif 000013
【図７Ｃ】
2018142752.tif 000014
【図８】
2018142752.tif 000015
【図９】
2018142752.tif 000016
【図１０】
2018142752.tif 000017
【図１１】
2018142752.tif 000018
【図１２】
2018142752.tif 000019
【図１３】
2018142752.tif 000020
【図１４】
2018142752.tif 000021
【図１５】
2018142752.tif 000022
【図１６】
2018142752.tif 000023
【図１７】
2018142752.tif 000024
【図１８】
2018142752.tif 000025
【図１９】
2018142752.tif 000026
【図２０】
2018142752.tif 000027
【図２１】
2018142752.tif 000028
【図２２】
2018142752.tif 000029
【図２３Ａ】
2018142752.tif 000030
【図２３Ｂ】
2018142752.tif 000031
【図２４】
2018142752.tif 000032
【図２５】
2018142752.tif 000033
【図２６】
2018142752.tif 000034
【図２７】
2018142752.tif 000035
【図２８】
2018142752.tif 000036
【図２９】
2018142752.tif 000037
【図３０】
2018142752.tif 000038
【図３１】
2018142752.tif 000039
【図３２】
2018142752.tif 000040
【図３３】
2018142752.tif 000041
【図３４】
2018142752.tif 000042
【図３５】
2018142752.tif 000043
【図３６Ａ】
2018142752.tif 000044
【図３６Ｂ】
2018142752.tif 000045