(57)【要約】【課題】動画像符号化ビデオビットストリームのシンタックスの条件分岐処理で高精度の分岐予測を可能とする。【解決手段】動画像復号処理装置３０は、第１可変長復号器３２、第２可変長復号器３３、逆量子化器３４、逆離散コサイン変換器３５、動き補償器３８、シンタックス解析・分岐予測部３９を含む。シンタックス解析部３９１はビットストリームＢＳ中に含まれるシーケンスとグループオブピクチャＧＯＰとピクチャーとスライスの各レベルの情報を解析して、シーケンスレベル情報３９３とピクチャーレベル情報３９４を生成する。分岐予測処理部３９２はこの情報３９３、３９４に応答して、第１可変長復号器３２、第２可変長復号器３３の各動作を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１可変長復号機能と、第２可変長復号機能と、逆量子化機能と、逆離散コサイン変換機能と、動き補償機能とを具備する動画像復号処理装置であって、
前記第１可変長復号機能によって、動画像符号化ビットストリームからピクチャーのマクロブロックを構成する複数のブロックの予測残差信号が復号可能とされ、
前記第２可変長復号機能によって、前記動画像符号化ビットストリームから前記マクロブロックの動きベクトルが復号可能とされ、
前記逆量子化機能と前記逆離散コサイン変換機能とによって前記予測残差信号の逆量子化の処理と逆離散コサイン変換の処理がそれぞれ実行され、前記動き補償機能によって前記動きベクトルの処理が処理され、復号ビデオ信号が生成可能とされ、
前記動画像復号処理装置は、シンタックス解析・分岐予測部を更に具備して。
前記シンタックス解析・分岐予測部は、シンタックス解析部と分岐予測処理部とを含み、
前記シンタックス解析部は前記動画像符号化ビットストリームに含まれるシーケンスレベルとグループオブピクチャレベルとピクチャーレベルとスライスレベルとの各情報を解析することによって、シーケンスレベル情報とピクチャーレベル情報とを生成して、
前記分岐予測処理部は前記シーケンスレベル情報と前記ピクチャーレベル情報に応答して、前記第１可変長復号機能と前記第２可変長復号機能の各動作を制御することを特徴とする動画像復号処理装置。
【請求項２】
前記動画像復号処理装置は、インターレース走査とプログレッシブ走査との両方の走査方式の前記動画像符号化ビットストリームに対応可能とされており、
前記シンタックス解析部は、前記シーケンスレベルに含まれるプログレッシブシーケンスのパラメータが前記プログレッシブ走査に関係する値であるか否か判別可能とされ、
前記プログレッシブシーケンスの前記パラメータが前記プログレッシブ走査に関係する値であることを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記シーケンスレベル情報に応答して前記分岐予測処理部は前記マクロブロックレベルのデコード処理のマクロブロック予測タイプをフィールドベースではなくフレームベースに設定することを特徴とする請求項１に記載の動画像復号処理装置。
【請求項３】
前記プログレッシブシーケンスの前記パラメータが前記プログレッシブ走査に関係する値であることを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記分岐予測処理部はフレームモーションタイプのパラメータを前記フレームベースに設定することを特徴とする請求項２に記載の動画像復号処理装置。
【請求項４】
前記シンタックス解析部は、前記ピクチャーレベルに含まれるピクチャーコーディングタイプのパラメータが独立フレームに関係する値であるか否か判別可能とされ、
前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する値であることを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記ピクチャーレベル情報に応答して前記分岐予測処理部は前記マクロブロックレベルの動きベクトルのデコード処理で、前記動きベクトルの大きさをゼロに設定することを特徴とする請求項３に記載の動画像復号処理装置。
【請求項５】
前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する値でないことを前記シンタックス解析部が判別した場合に、前記ピクチャーレベルに含まれる他のパラメータから、現時点のピクチャーが前記独立フレームであることを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記ピクチャーレベル情報に応答して前記分岐予測処理部は前記マクロブロックレベルの前記動きベクトルの前記デコード処理で、前記動きベクトルの前記大きさをゼロに設定することを特徴とする請求項４に記載の動画像復号処理装置。
【請求項６】
前記第１可変長復号機能は、前記マクロブロックレベルに含まれるコーデッドブロックパターンのパラメータの値がゼロであるか否か判別可能とされ、
前記コーデッドブロックパターンの前記パラメータの前記値がゼロでないことを前記第１可変長復号機能が判別した場合には、前記第１可変長復号機能は前記マクロブロックレベルの前記予測残差信号のデコード処理で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを実行するものであり、
前記コーデッドブロックパターンの前記パラメータの前記値がゼロであることを前記第１可変長復号機能が判別した場合には、前記第１可変長復号機能は前記マクロブロックレベルの前記予測残差信号のデコード処理で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを実質的に省略するものであり、
前記シンタックス解析部は、前記ピクチャーレベルに含まれる前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する前記値であるか否か判別可能とされ、
前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する値であることを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記第１可変長復号機能による前記コーデッドブロックパターンの前記パラメータの前記値がゼロであるか否か判別の処理が省略されて、前記第１可変長復号機能は前記マクロブロックレベルの前記予測残差信号のデコード処理で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを直接実行することを特徴とする請求項５に記載の動画像復号処理装置。
【請求項７】
前記シンタックス解析部は、前記スライスレベルに含まれる量子化器スケールのパラメータの値が所定値より大きいか否か判別可能とされ、
前記量子化器スケールの前記パラメータが前記所定値より大きくないことを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記シンタックス解析部は前記マクロブロックレベルの前記予測残差信号のデコード処理で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを実行するものであり、
前記量子化器スケールの前記パラメータが前記所定値より大きいことを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記シンタックス解析部は前記マクロブロックレベルの前記予測残差信号のデコード処理で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを実質的に省略するものであり、
前記シンタックス解析部は、前記ピクチャーレベルに含まれる前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する前記値であるか否か判別可能とされ、
前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する値であることを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記シンタックス解析部による前記量子化器スケールの前記パラメータが前記所定値より大きいか否か判別の処理が省略されて、前記シンタックス解析部は前記マクロブロックレベルの前記予測残差信号のデコード処理で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを直接実行することを特徴とする請求項５に記載の動画像復号処理装置。
【請求項８】
前記シンタックス解析部は前記動画像符号化ビットストリームに含まれる前記スライスレベルの情報を解析することによって、更にスライスレベル情報を生成して、
前記分岐予測処理部は更に前記スライスレベル情報に応答して、前記各動作を制御することを特徴とする請求項７に記載の動画像復号処理装置。
【請求項９】
前記第１可変長復号機能と前記第２可変長復号機能は中央処理ユニットによるソフトウェア処理によって実現され、前記逆量子化機能と前記逆離散コサイン変換機能と前記動き補償機能とはハードウェアによって実現されたことを特徴とする請求項１に記載の動画像復号処理装置。
【請求項１０】
前記第１可変長復号機能と前記第２可変長復号機能と前記逆量子化機能と前記逆離散コサイン変換機能と前記動き補償機能の各機能は、中央処理ユニットによるソフトウェア処理によって実現されたことを特徴とする請求項１に記載の動画像復号処理装置。
【請求項１１】
第１可変長復号機能と、第２可変長復号機能と、逆量子化機能と、逆離散コサイン変換機能と、動き補償機能とを具備する動画像復号処理装置の動作方法であって、
前記第１可変長復号機能によって、動画像符号化ビットストリームからピクチャーのマクロブロックを構成する複数のブロックの予測残差信号が復号可能とされ、
前記第２可変長復号機能によって、前記動画像符号化ビットストリームから前記マクロブロックの動きベクトルが復号可能とされ、
前記逆量子化機能と前記逆離散コサイン変換機能とによって前記予測残差信号の逆量子化の処理と逆離散コサイン変換の処理がそれぞれ実行され、前記動き補償機能によって前記動きベクトルの処理が処理され、復号ビデオ信号が生成可能とされ、
前記動画像復号処理装置は、シンタックス解析・分岐予測部を更に具備して。
前記シンタックス解析・分岐予測部は、シンタックス解析部と分岐予測処理部とを含み、
前記動作方法は、
前記シンタックス解析部によって前記動画像符号化ビットストリームに含まれるシーケンスレベルとグループオブピクチャレベルとピクチャーレベルとスライスレベルとの各情報を解析することによって、シーケンスレベル情報とピクチャーレベル情報とを生成するステップと、
前記シーケンスレベル情報と前記ピクチャーレベル情報に応答する前記分岐予測処理部によって、前記第１可変長復号機能と前記第２可変長復号機能の各動作を制御するするステップとを含むことを特徴と動画像復号処理装置の動作方法。
【請求項１２】
前記動画像復号処理装置は、インターレース走査とプログレッシブ走査との両方の走査方式の前記動画像符号化ビットストリームに対応可能とされており、
前記シンタックス解析部は、前記シーケンスレベルに含まれるプログレッシブシーケンスのパラメータが前記プログレッシブ走査に関係する値であるか否か判別可能とされ、
前記プログレッシブシーケンスの前記パラメータが前記プログレッシブ走査に関係する値であることを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記シーケンスレベル情報に応答して前記分岐予測処理部は前記マクロブロックレベルのデコード処理のマクロブロック予測タイプをフィールドベースではなくフレームベースに設定することを特徴とする請求項１１に記載の動画像復号処理装置の動作方法。
【請求項１３】
前記プログレッシブシーケンスの前記パラメータが前記プログレッシブ走査に関係する値であることを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記分岐予測処理部はフレームモーションタイプのパラメータを前記フレームベースに設定することを特徴とする請求項１２に記載の動画像復号処理装置の動作方法。
【請求項１４】
前記シンタックス解析部は、前記ピクチャーレベルに含まれるピクチャーコーディングタイプのパラメータが独立フレームに関係する値であるか否か判別可能とされ、
前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する値であることを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記ピクチャーレベル情報に応答して前記分岐予測処理部は前記マクロブロックレベルの動きベクトルのデコード処理で、前記動きベクトルの大きさをゼロに設定することを特徴とする請求項１３に記載の動画像復号処理装置の動作方法。
【請求項１５】
前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する値でないことを前記シンタックス解析部が判別した場合に、前記ピクチャーレベルに含まれる他のパラメータから、現時点のピクチャーが前記独立フレームであることを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記ピクチャーレベル情報に応答して前記分岐予測処理部は前記マクロブロックレベルの前記動きベクトルの前記デコード処理で、前記動きベクトルの前記大きさをゼロに設定することを特徴とする請求項１４に記載の動画像復号処理装置の動作方法。
【請求項１６】
前記第１可変長復号機能は、前記マクロブロックレベルに含まれるコーデッドブロックパターンのパラメータの値がゼロであるか否か判別可能とされ、
前記コーデッドブロックパターンの前記パラメータの前記値がゼロでないことを前記第１可変長復号機能が判別した場合には、前記第１可変長復号機能は前記マクロブロックレベルの前記予測残差信号のデコード処理で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを実行するものであり、
前記コーデッドブロックパターンの前記パラメータの前記値がゼロであることを前記第１可変長復号機能が判別した場合には、前記第１可変長復号機能は前記マクロブロックレベルの前記予測残差信号のデコード処理で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを実質的に省略するものであり、
前記シンタックス解析部は、前記ピクチャーレベルに含まれる前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する前記値であるか否か判別可能とされ、
前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する値であることを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記第１可変長復号機能による前記コーデッドブロックパターンの前記パラメータの前記値がゼロであるか否か判別の処理が省略されて、前記第１可変長復号機能は前記マクロブロックレベルの前記予測残差信号のデコード処理で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを直接実行することを特徴とする請求項１５に記載の動画像復号処理装置の動作方法。
【請求項１７】
前記シンタックス解析部は、前記スライスレベルに含まれる量子化器スケールのパラメータの値が所定値より大きいか否か判別可能とされ、
前記量子化器スケールの前記パラメータが前記所定値より大きくないことを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記シンタックス解析部は前記マクロブロックレベルの前記予測残差信号のデコード処理で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを実行するものであり、
前記量子化器スケールの前記パラメータが前記所定値より大きいことを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記シンタックス解析部は前記マクロブロックレベルの前記予測残差信号のデコード処理で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを実質的に省略するものであり、
前記シンタックス解析部は、前記ピクチャーレベルに含まれる前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する前記値であるか否か判別可能とされ、
前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する値であることを前記シンタックス解析部が判別した場合には、前記シンタックス解析部による前記量子化器スケールの前記パラメータが前記所定値より大きいか否か判別の処理が省略されて、前記シンタックス解析部は前記マクロブロックレベルの前記予測残差信号のデコード処理で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを直接実行することを特徴とする請求項１５に記載の動画像復号処理装置の動作方法。
【請求項１８】
前記シンタックス解析部は前記動画像符号化ビットストリームに含まれる前記スライスレベルの情報を解析することによって、更にスライスレベル情報を生成して、
前記分岐予測処理部は更に前記スライスレベル情報に応答して、前記各動作を制御することを特徴とする請求項１７に記載の動画像復号処理装置の動作方法。
【請求項１９】
前記第１可変長復号機能と前記第２可変長復号機能は中央処理ユニットによるソフトウェア処理によって実現され、前記逆量子化機能と前記逆離散コサイン変換機能と前記動き補償機能とはハードウェアによって実現されたことを特徴とする請求項１１に記載の動画像復号処理装置の動作方法。
【請求項２０】
前記第１可変長復号機能と前記第２可変長復号機能と前記逆量子化機能と前記逆離散コサイン変換機能と前記動き補償機能の各機能は、中央処理ユニットによるソフトウェア処理によって実現されたことを特徴とする請求項１１に記載の動画像復号処理装置の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像復号処理装置およびその動作方法に関し、特に動画像符号化ビデオビットストリームのシンタックスの条件分岐処理で高精度の分岐予測を可能とするのに有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＥＧ−２と呼ばれる動画像の一般的な圧縮方式は、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８−２で標準化された規格であり、例えば、下記非特許文献１に記載されている。ＭＰＥＧ−２は、ビデオストリームから冗長な情報を削除することによって、ビデオ記憶容量と必要な帯域幅とを削減すると言う原理に基づいている。尚、ＭＰＥＧは、Moving Picture Experts Groupの略である。
【０００３】
ＭＰＥＧ−２の規格はエンコードプロセスによるビットストリームのシンタックス(圧縮符号化データ列の規則または符号化データのビットストリームの構成方法)のみを規定しているので、衛星放送・サービス、ケーブルテレビジョン、インターラクティブテレビジョン、インターネット等の種々の状況で十分利用可能なようにフレキシブルなものである。
【０００４】
ＭＰＥＧ−２のエンコードプロセスでは、最初にデジタルビデオの各画素のカラーと輝度との成分を規定するために、ビデオ信号はサンプルされ量子化される。カラーと輝度との成分を示す値は、マクロブロックとして知られている構造に蓄積される。マクロブロックに蓄積されたカラーと輝度との値は、離散コサイン変換(ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform)を使用して周波数値に変換される。ＤＣＴによって得られる変換係数は、ピクチャーの輝度とカラーで異なった周波数を持つ。量子化されたＤＣＴ変換係数は、ビデオストリームを更に圧縮する可変長コーディング(ＶＬＣ：Variable Length Coding)によってエンコードされる。
【０００５】
ＭＰＥＧ−２のエンコードプロセスでは、動き圧縮技術による付加圧縮が規定されている。ＭＰＥＧ−２の規格では、Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームの３種類のピクチャーもしくはフレームが存在している。Ｉフレームは、そのフレームはビデオストリームで他のいかなるピクチャーまたはフレームを参照することなく再生されることを意味するイントラコードされたものである。ＰフレームとＢフレームとは、そのフレームは他のピクチャーまたはフレームの参照によって再生されることを意味するインターコードされたものである。例えば、ＰフレームとＢフレームとは、参照フレームに関して動き推定を示す動きベクトルを含む。動きベクトルの使用によって、ＭＰＥＧエンコーダは特定のビデオストリームに必要な帯域幅の低減が可能となる。尚、Ｉフレームは独立(intra-coded)フレームと呼ばれ、Ｐフレームは片方向予測(predictive-coded)フレームと呼ばれ、Ｂフレームは両方向予測(bi-directionally predictive-coded)フレームと呼ばれる。
【０００６】
一方、下記特許文献１には、ＭＰＥＧプログラムストリームのビデオパケットとオーディオパケットの各ヘッダーを監視してヘッダーを検出すると、ヘッダー中に含まれる識別コードに基づいて分岐手段によってヘッダー後続情報が映像情報か音声情報かを判別して、ＭＰＥＧプログラムストリームのリアルタイム処理することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３３９７２１号  公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ  １３８１８−２，  ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮ  ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６２，  “ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ−ＧＥＮＥＲＩＣ  ＣＯＤＩＮＧ  ＯＦ  ＭＯＶＩＮＧ  ＰＩＣＴＵＲＥＳ  ＡＮＤ  ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＤ  ＡＵＤＩＯ  ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ：  ＶＩＤＥＯ”ｈｔｔｐ：／／ｎｅｕｒｏｎ２．ｎｅｔ／ｌｉｂｒａｒｙ／ｍｐｅｇ２／ｉｓｏ１３８１８−２．ｐｄｆ[平成２１年１０月０５日検索]
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者等は本発明に先立って、ＭＰＥＧ−２の規格に準拠する動画像復号処理装置の研究・開発に従事した。
【００１０】
図１は、本発明に先立って本発明者等によって検討されたＭＰＥＧ−２の規格に準拠する動画像復号処理装置によりデコードされる符号化データのビットストリームを生成するためのＭＰＥＧの動画符号化方式における階層構造を説明する図である。
【００１１】
図１に示すように、ＭＰＥＧの動画符号化方式は動画像の全体に対応するシーケンス(Sequence)１０から離散コサイン変換(ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform)の処理単位のブロック(Block)１５、１６、１７までの６階層の構造を有する。すなわち、第１階層はシーケンス(Sequence)１０、第２階層はグループオブピクチャ(ＧＯＰ)１１、第３階層はピクチャー(Picture)１２、第４階層はスライス(Slice)１３、第５階層はマクロブロック(Macro-block)１４、第６階層はブロック(Block)１５、１６、１７である。この階層構造は動画像構造をベースとしたものであるが、グループオブピクチャ(ＧＯＰ)１１に含まれるピクチャー(Picture)１２の数もしくはスライス(Slice)１３に含まれるマクロブロック(Macro-block)１４の数は比較的柔軟となっている。
【００１２】
図２は、図１に示した階層構造のＭＰＥＧ−２の動画符号化方式によってエンコードされた典型的なビデオストリームを示す図である。
【００１３】
図２に示すビデオストリームは、シーケンスレベル２１１、グループオブピクチャ(ＧＯＰ)レベル２２１、ピクチャーレベル２３１、スライスレベル２４１、マクロブロック(ＭＢ)レベル２５１の異なったレベルの重ね合った階層となっている。従って、次の各レベルは、以前の各レベルの一部となっている。シーケンスレベル２１１はシーケンスの連続で、各シーケンスは複数のグループオブピクチャー(ＧＯＰ)のグループを含んでいる。グループオブピクチャ(ＧＯＰ)レベル２２１のグループはピクチャーのグループの連続で、各ＧＯＰは１つまたは多数のピクチャーを含んでいる。ピクチャーレベル２３１はピクチャー(Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームを含む)の連続で、各ピクチャー２３０は１つまたは多数のスライス２４０を含んでいる。スライスレベル２４２はスライス２４０の連続で、各スライス２４０は１つまたは多数のマクロブロック２５０を含んでいる。マクロブロック(ＭＢ)レベル２５１は、マクロブロックの連続である。
【００１４】
図２に示すビデオストリームをデコードするためにはビデオストリームに関する確実な情報が必要であり、しばしばこの情報はビデオストリームに含まれるヘッダーに含まれている。従って、ビデオストリームの各レベルのデータの各ブロックは、一般にビデオストリームのエンコーディングとデコーディングに関係する関連情報を含むヘッダーを有している。例えば、シーケンスレベル２１１でシーケンス２１０はシーケンスヘッダー２１２を有し、ＧＯＰレベル２２１でＧＯＰ２２０はＧＯＰヘッダー２２２を有し、ピクチャーレベル２３１でピクチャー２３０はピクチャーヘッダー２３２を有し、スライスレベル２４１でスライス２４０はスライスヘッダー２４２を有し、ＭＢレベル２５１ではマクロブロック(ＭＢ)２５０はマクロブロック(ＭＢ)ヘッダー２５２を有している。
【００１５】
シーケンスヘッダー２１２は、水平サイズ(horizontal_size)と呼ばれるピクチャーの幅、垂直サイズ(vertical_size)と呼ばれるピクチャーの高さ、アスペクトレシオ情報(aspect_ratio_information)と呼ばれる画素のアスペクト比、フレームレートコード(frame_rate_code)と呼ばれるピクチャーレート、ビットレート値(bit_rate_value)と呼ばれるビットレート、バッファサイズ値(vbv_buffer_size_value)と呼ばれるバッファサイズ、イントラ量子化器マトリックス(intra_quantizer_matrix)と非イントラ量子化器マトリックス(non_intra_quantizer_matrix)と呼ばれるイントラブロックと非イントラブロックとのための量子化器マトリックスを含んでいる。
【００１６】
ＧＯＰヘッダー２２２は、タイムコード(time_code)と呼ばれるパラメータとクローズドＧＯＰ(closed_gop)やブロークン・リンク(broken_link)と呼ばれるＧＯＰの構造を記述するパラメータとを含んでいる。
【００１７】
ピクチャーヘッダー２３２は、ピクチャーがＩピクチャーとＰピクチャーとＢピクチャーとのいずれかを示すピクチャーコーディングタイプ(picture_coding_type)と呼ばれるパラメータと、ピクチャーのデコード前の遅延を示すバッファ遅延(vbv_delay)と呼ばれるバッファパラメータと、全画素(full_pel)か半画素(half_pel)による動きベクトルを使用したかを示すエンコードパラメータを含んでいる。ピクチャーヘッダー２３２は、更に動きベクトルがどのピクチャーからエンコードされたかを示すエフコード(f_code)と呼ばれるパラメータを含んでいる。
【００１８】
スライスヘッダー２４２は、スライス開始を示すスライススタートコード(slice_start_code)と、スライスの最初のマクロブロック(ＭＢ)の垂直位置を示すスライス垂直位置(slice_vertical_position)と呼ばれるパラメータと、量子化器スケール(quantizer_scale_code)と呼ばれるパラメータ等とを含んでいる。
【００１９】
マクロブロック(ＭＢ)ヘッダー２５２は、マクロブロックアドレスと、マクロブロックのタイプと、マクロブロック２５０が動きベクトルと動きベクトルのタイプ(順方向、逆方向)を含むか否と、マクロブロック単位で指定する量子化器スケールを含んでいる。更にマクロブロック(ＭＢ)ヘッダー２５２は、離散コサイン変換(ＤＣＴ)のタイプと、ＤＣＴ係数と、符号化ブロックパターン(coded_block_pattern)等とを決定する。
【００２０】
以上、図１と図２とを使用して説明したように、ＭＰＥＧ−２規格によって符号化された動画像のビデオビットストリームのシンタックス(圧縮符号化データ列の規則、符号化ビットストリームの構成方法)は複雑である一方、このビデオビットストリームのシンタックスは、多くの条件分岐処理を含んでいる。すなわち、もし…ならば…を実行して、そうでなければ…を実行すると言うものである。その結果、従来の中央処理ユニット(ＣＰＵ)を含む動画像復号処理装置(ビデオデコーダ)においては、条件分岐処理で切り換え時間が必要であるので、高速動作が必要とされ、消費電力が大きいと言う問題を有していた。
【００２１】
一方、従来からマイクロプロセッサやマイクロコントローラ等の汎用データプロセッサにおいては、条件分岐処理を高速化するために、分岐キャッシュを使用した予測が使用されている。分岐予測では、以前の条件分岐処理結果を格納した分岐キャッシュを用い、次の条件分岐処理でも分岐キャッシュに格納された直前の処理結果が利用される。しかし、状況により、予測ミスが発生してミスを回復する処理に時間が必要となり、逆に条件分岐処理が長くなる場合もある。また、上記特許文献１に記載されたＭＰＥＧプログラムストリームの分岐処理はビデオとオーディオのパケット分岐処理であり、ビデオビットストリームのシンタックスでの条件分岐処理の高速化の問題を解決するものではない。
【００２２】
本発明は、以上のような本発明に先立った本発明者等による検討の結果、なされたものである。
【００２３】
従って、本発明の目的とするところは、動画像符号化ビデオビットストリームのシンタックスの条件分岐処理で高精度の分岐予測の可能な動画像復号処理装置およびその動作方法を提供することにある。
【００２４】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本願において開示される発明のうちの代表的なものについて簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００２６】
すなわち、本発明の代表的な実施の形態は、動画像復号処理装置(３０)は、第１可変長復号機能(３２)と、第２可変長復号機能(３３)と、逆量子化機能(３４)と、逆離散コサイン変換機能(３５)と、動き補償機能(３８)とを具備する。
【００２７】
前記第１可変長復号機能(３２)によって、動画像符号化ビットストリーム(ＢＳ)からピクチャー(１２)のマクロブロック(１４)を構成する複数のブロック(１５、１６、１７)の予測残差信号が復号される。
【００２８】
前記第２可変長復号機能(３３)によって、前記動画像符号化ビットストリーム(ＢＳ)から前記マクロブロック(１４)の動きベクトルが復号される。
【００２９】
前記予測残差信号の前記逆量子化機能(３４)と前記逆離散コサイン変換機能(３５)と前記動き補償機能(３８)による前記動きベクトルの処理により、復号ビデオ信号が生成される。
【００３０】
前記動画像復号処理装置(３０)は、シンタックス解析・分岐予測部(３９)を更に具備する。
【００３１】
前記シンタックス解析・分岐予測部(３９)は、シンタックス解析部(３９１)と分岐予測処理部(３９２)とを含む(図３参照)。
前記シンタックス解析部(３９１)は前記動画像符号化ビットストリーム(ＢＳ)に含まれるシーケンスレベル(２１１)とグループオブピクチャレベル(２２１)とピクチャーレベル(２３１)とスライスレベル(２４１)との各情報を解析して、シーケンスレベル情報(３９３)とピクチャーレベル情報(３９４)を生成する。
【００３２】
前記分岐予測処理部(３９２)は前記シーケンスレベル情報(３９３)と前記ピクチャーレベル情報(３９４)に応答して、前記第１可変長復号機能(３２)と前記第２可変長復号機能(３３)と前記逆量子化機能(３４)と前記逆離散コサイン変換機能(３５)と前記動き補償機能(３８)の各動作を制御することを特徴とするものである(図３参照)。
【発明の効果】
【００３３】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００３４】
すなわち、本発明によれば、動画像符号化ビデオビットストリームのシンタックスの条件分岐処理で高精度の分岐予測を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明に先立って本発明者等によって検討されたＭＰＥＧ−２の規格に準拠する動画像復号処理装置によりデコードされる符号化データのビットストリームを生成するためのＭＰＥＧの動画符号化方式における階層構造を説明する図である。
【図２】図２は、図１に示した階層構造のＭＰＥＧ−２の動画符号化方式によってエンコードされる典型的なビデオストリームを示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置(ビデオデコーダ)３０の構成を示す図である。
【図４】図４は、図３に示した本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０が動画像のインターレース走査とプログレッシブ走査の両方の走査方式に対応する動作を説明する図である。
【図５】図５は、図３に示した本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０がマクロブロックの動きベクトルを算出する動作を説明する図である。
【図６】図６は、図３に示した本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０がマクロブロックの予測残差信号をデコードする動作を説明する図である。
【図７】図７は、図３に示した動画像復号処理装置３０が本発明の実施の形態２の動作に従ってマクロブロックの予測残差信号をデコードする動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
１．実施の形態の概要
まず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００３７】
〔１〕本発明の代表的な実施の形態による動画像復号処理装置(３０)は、第１可変長復号機能(３２)と、第２可変長復号機能(３３)と、逆量子化機能(３４)と、逆離散コサイン変換機能(３５)と、動き補償機能(３８)とを具備するものである。
【００３８】
前記第１可変長復号機能(３２)によって、動画像符号化ビットストリーム(ＢＳ)からピクチャー(１２)のマクロブロック(１４)を構成する複数のブロック(１５、１６、１７)の予測残差信号が復号可能とされる。
【００３９】
前記第２可変長復号機能(３３)によって、前記動画像符号化ビットストリーム(ＢＳ)から前記マクロブロック(１４)の動きベクトルが復号可能とされる。
【００４０】
前記逆量子化機能(３４)と前記逆離散コサイン変換機能(３５)とによって前記予測残差信号の逆量子化の処理と逆離散コサイン変換の処理がそれぞれ実行され、前記動き補償機能(３８)によって前記動きベクトルの処理が処理され、復号ビデオ信号が生成可能とされる。
【００４１】
前記動画像復号処理装置(３０)は、シンタックス解析・分岐予測部(３９)を更に具備する。
【００４２】
前記シンタックス解析・分岐予測部(３９)は、シンタックス解析部(３９１)と分岐予測処理部(３９２)とを含む(図３参照)。
前記シンタックス解析部(３９１)は前記動画像符号化ビットストリーム(ＢＳ)に含まれるシーケンスレベル(２１１)とグループオブピクチャレベル(２２１)とピクチャーレベル(２３１)とスライスレベル(２４１)との各情報を解析することによって、シーケンスレベル情報(３９３)とピクチャーレベル情報(３９４)とを生成する。
【００４３】
前記分岐予測処理部(３９２)は前記シーケンスレベル情報(３９３)と前記ピクチャーレベル情報(３９４)に応答して、前記第１可変長復号機能(３２)と前記第２可変長復号機能(３３)との各動作を制御することを特徴とするものである(図３参照)。
【００４４】
前記実施の形態によれば、動画像符号化ビデオビットストリームのシンタックスの条件分岐処理で高精度の分岐予測を可能とすることができる。
【００４５】
好適な実施の形態は、前記動画像復号処理装置(３０)は、インターレース走査とプログレッシブ走査との両方の走査方式の前記動画像符号化ビットストリーム(ＢＳ)に対応可能とされている。
【００４６】
前記シンタックス解析部(３９１)は、前記シーケンスレベル(２１１)に含まれるプログレッシブシーケンスのパラメータ(progressive_sequence)が前記プログレッシブ走査に関係する値(“１”)であるか否か判別可能とされる(図４のステップ４１参照)。
【００４７】
前記プログレッシブシーケンスの前記パラメータが前記プログレッシブ走査に関係する値(“１”)であることを前記シンタックス解析部(３９１)が判別した場合には、前記シーケンスレベル情報(３９３)に応答して前記分岐予測処理部(３９２)は前記マクロブロックレベル(２５１)のデコード処理(４００)のマクロブロック予測タイプをフィールドベース(“０１”)ではなくフレームベース(“１０”)に設定することを特徴とする(図４のステップ４９参照)。
【００４８】
他の好適な実施の形態は、前記プログレッシブシーケンスの前記パラメータが前記プログレッシブ走査に関係する値(“１”)であることを前記シンタックス解析部(３９１)が判別した場合には、前記分岐予測処理部(３９２)はフレームモーションタイプのパラメータ(frame_motion_type)を前記フレームベース(“１０”)に設定することを特徴とする。
【００４９】
より好適な実施の形態では、前記シンタックス解析部(３９１)は、前記ピクチャーレベル(２３１)に含まれるピクチャーコーディングタイプのパラメータ(picture_coding_type)が独立フレーム(intra-coded)に関係する値(“００１”)であるか否か判別可能とされる(図５のステップ５１参照)。
【００５０】
前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する値であることを前記シンタックス解析部(３９１)が判別した場合には、前記ピクチャーレベル情報(３９４)に応答して前記分岐予測処理部(３９２)は前記マクロブロックレベル(２５１)の動きベクトルのデコード処理(５００)で、前記動きベクトルの大きさをゼロに設定することを特徴とする(図５のステップ５６、５７参照)。
【００５１】
他のより好適な実施の形態は、前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する値でないことを前記シンタックス解析部が判別した場合に、前記ピクチャーレベル(２３１)に含まれる他のパラメータ(f_code)から、現時点のピクチャーが前記独立フレームであることを前記シンタックス解析部が判別した場合には(図５のステップ５２参照)、前記ピクチャーレベル情報(３９４)に応答して前記分岐予測処理部(３９２)は前記マクロブロックレベル(２５１)の前記動きベクトルの前記デコード処理(５００)で、前記動きベクトルの前記大きさをゼロに設定することを特徴とする(図５のステップ５６、５７参照)。
【００５２】
更に他のより好適な実施の形態は、前記第１可変長復号機能(３２)は、前記マクロブロックレベル(２５１)に含まれるコーデッドブロックパターンのパラメータ(coded_block_pattern)の値がゼロであるか否か判別可能とされる(図６のステップ６２参照)。
【００５３】
前記コーデッドブロックパターンの前記パラメータの前記値がゼロでないことを前記第１可変長復号機能(３２)が判別した場合には、前記第１可変長復号機能(３２)は前記マクロブロックレベル(２５１)の前記予測残差信号のデコード処理(６００)で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを実行するものである(図６のステップ６３参照)。
【００５４】
前記コーデッドブロックパターンの前記パラメータの前記値がゼロであることを前記第１可変長復号機能(３２)が判別した場合には、前記第１可変長復号機能(３２)は前記マクロブロックレベル(２５１)の前記予測残差信号のデコード処理(６００)で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを実質的に省略するものである(図６のステップ６４参照)。
【００５５】
前記シンタックス解析部(３９１)は、前記ピクチャーレベル(２３１)に含まれる前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータ(picture_coding_type)が前記独立フレーム(intra-coded)に関係する前記値(“００１”)であるか否か判別可能とされる(図６のステップ６１参照)。
【００５６】
前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する値であることを前記シンタックス解析部(３９１)が判別した場合には、前記第１可変長復号機能(３２)による前記コーデッドブロックパターンの前記パラメータの前記値がゼロであるか否か判別の処理が省略されて(図６の経路Ａ参照)、前記第１可変長復号機能(３２)は前記マクロブロックレベル(２５１)の前記予測残差信号のデコード処理(６００)で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを直接実行する(図６のステップ６３参照)ことを特徴とする。
【００５７】
具体的な実施の形態は、前記シンタックス解析部(３９１)は、前記スライスレベル(２４１)に含まれる量子化器スケールのパラメータ(quantizer_scale_code)の値が所定値(Ｘ)より大きいか否か判別可能とされる(図７のステップ６２参照)。
【００５８】
前記量子化器スケールの前記パラメータが前記所定値(Ｘ)より大きくないことを前記シンタックス解析部(３９１)が判別した場合には、前記シンタックス解析部(３９１)は前記マクロブロックレベル(２５１)の前記予測残差信号のデコード処理(６００)で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを実行するものである(図７のステップ６３参照)。
【００５９】
前記量子化器スケールの前記パラメータが前記所定値(Ｘ)より大きいことを前記シンタックス解析部(３９１)が判別した場合には、前記シンタックス解析部(３９１)は前記マクロブロックレベル(２５１)の前記予測残差信号のデコード処理(６００)で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを実質的に省略するものである(図７のステップ６４参照)。
【００６０】
前記シンタックス解析部(３９１)は、前記ピクチャーレベル(２３１)に含まれる前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータ(picture_coding_type)が前記独立フレーム(intra-coded)に関係する前記値(“００１”)であるか否か判別可能とされる(図７のステップ６１参照)。
【００６１】
前記ピクチャーコーディングタイプの前記パラメータが前記独立フレームに関係する値であることを前記シンタックス解析部(３９１)が判別した場合には、前記シンタックス解析部(３９１)による前記量子化器スケールの前記パラメータが前記所定値(Ｘ)より大きいか否か判別の処理が省略されて(図７の経路Ａ参照)、前記シンタックス解析部(３９１)は前記マクロブロックレベル(２５１)の前記予測残差信号のデコード処理(６００)で前記逆量子化の前記処理と前記逆離散コサイン変換の前記処理とを直接実行する(図７のステップ６３参照)ことを特徴とする。
【００６２】
他の具体的な実施の形態では、前記シンタックス解析部(３９１)は前記動画像符号化ビットストリーム(ＢＳ)に含まれる前記スライスレベル(２４１)の情報を解析することによって、更にスライスレベル情報(３９５)を生成する。
【００６３】
前記分岐予測処理部(３９２)は更に前記スライスレベル情報(３９５)に応答して、前記各動作を制御することを特徴とするものである。
【００６４】
最も具体的な実施の形態は、前記第１可変長復号機能(３２)と前記第２可変長復号機能(３３)とは中央処理ユニット(ＣＰＵ)によるソフトウェア処理によって実現され、前記逆量子化機能(３４)と前記逆離散コサイン変換機能(３５)と前記動き補償機能(３８とはハードウェアによって実現されたことを特徴とするものである。
【００６５】
他の最も具体的な実施の形態は、前記第１可変長復号機能(３２)と前記第２可変長復号機能(３３)と前記逆量子化機能(３４)と前記逆離散コサイン変換機能(３５)と前記動き補償機能(３８)の各機能は、中央処理ユニット(ＣＰＵ)によるソフトウェア処理によって実現されたことを特徴とするものである。
【００６６】
〔２〕本発明の別の観点の代表的な実施の形態は、第１可変長復号機能(３２)と、第２可変長復号機能(３３)と、逆量子化機能(３４)と、逆離散コサイン変換機能(３５)と、動き補償機能(３８)とを具備する動画像復号処理装置(３０)の動作方法である。
【００６７】
前記第１可変長復号機能(３２)によって、動画像符号化ビットストリーム(ＢＳ)からピクチャー(１２)のマクロブロック(１４)を構成する複数のブロック(１５、１６、１７)の予測残差信号が復号可能とされる。
【００６８】
前記第２可変長復号機能(３３)によって、前記動画像符号化ビットストリーム(ＢＳ)から前記マクロブロック(１４)の動きベクトルが復号可能とされる。
【００６９】
前記逆量子化機能(３４)と前記逆離散コサイン変換機能(３５)とによって前記予測残差信号の逆量子化の処理と逆離散コサイン変換の処理がそれぞれ実行され、前記動き補償機能(３８)によって前記動きベクトルの処理が処理され、復号ビデオ信号が生成可能とされる。
【００７０】
前記動画像復号処理装置(３０)は、シンタックス解析・分岐予測部(３９)を更に具備する。
【００７１】
前記シンタックス解析・分岐予測部(３９)は、シンタックス解析部(３９１)と分岐予測処理部(３９２)とを含む(図３参照)。前記動作方法は、下記のステップを含むことを特徴とするものである。
【００７２】
前記シンタックス解析部(３９１)によって前記動画像符号化ビットストリーム(ＢＳ)に含まれるシーケンスレベル(２１１)とグループオブピクチャレベル(２２１)とピクチャーレベル(２３１)とスライスレベル(２４１)との各情報を解析することによって、シーケンスレベル情報(３９３)とピクチャーレベル情報(３９４)とを生成するステップ(図３参照)。
【００７３】
前記シーケンスレベル情報(３９３)と前記ピクチャーレベル情報(３９４)に応答する前記分岐予測処理部(３９２)によって、前記第１可変長復号機能(３２)と前記第２可変長復号機能(３３)との各動作を制御するステップ(図３参照)。
【００７４】
前記実施の形態によれば、動画像符号化ビデオビットストリームのシンタックスの条件分岐処理で高精度の分岐予測を可能とすることができる。
【００７５】
２．実施の形態の詳細
次に、実施の形態について更に詳述する。尚、発明を実施するための最良の形態を説明するための全図において、前記の図と同一の機能を有する部品には同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。
【００７６】
［実施の形態１］
《動画像復号処理装置の構成》
図３は、本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置(ビデオデコーダ)３０の構成を示す図である。
【００７７】
図３に示した本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０は、バッファ(Ｂｕｆｆｅｒ)３１、第１可変長復号器(ＶＬＤ)３２、第２可変長復号器(ＶＬＤ)３３、逆量子化器(ＩＱ)３４、逆離散コサイン変換器(ＩＤＣＴ)３５、加算器(＋)３６、メモリ(Ｍｅｍｏｒｙ)３７、動き補償器(ＭＣ)３８、シンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９を含んでいる。
【００７８】
バッファ(Ｂｕｆｆｅｒ)３１の入力端子にはＭＰＥＧ−２の動画符号化方式によって符号化されたビデオビットストリームＢＳが供給されて、バッファ(Ｂｕｆｆｅｒ)３１にはビデオビットストリームＢＳが格納される。尚、図３に示されていないがビデオパケッタイズドエレメンタリィーストリーム(Ｖｉｄｅｏ・ＰＥＳ)とオーディオパケッタイズドエレメンタリィーストリーム(Ａｕｄｉｏ・ＰＥＳ)が多重化されたＭＰＥＧ多重符号化ストリームからデマルチプレクサー(ＤＥＭＵＸ)によって各ＰＥＳのヘッダー情報に従ってビデオＰＥＳが分離され、ビデオＰＥＳに含まれるＰＥＳパケットデータがビデオビットストリームＢＳとしてバッファ(Ｂｕｆｆｅｒ)３１に入力端子に供給される。
【００７９】
バッファ(Ｂｕｆｆｅｒ)３１に格納されたビデオビットストリームＢＳは、シンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９を介して、第１可変長復号器(ＶＬＤ)３２と第２可変長復号器(ＶＬＤ)３３に供給される。第１可変長復号器(ＶＬＤ)３２では、ビデオビットストリームＢＳからピクチャーのマクロブロックを構成する複数のブロックのカラーと輝度の予測残差成分が復号される。この成分は逆量子化器(ＩＱ)３４で逆量子化処理され、逆離散コサイン変換器(ＩＤＣＴ)３５で逆離散コサイン変換処理された後、加算器(＋)３６の一方の入力端子に供給される。一方、第２可変長復号器(ＶＬＤ)３３ではビデオビットストリームＢＳからピクチャーのマクロブロックの動きベクトルが復号され、この動きベクトルは動き補償器(ＭＣ)３８の一方の入力端子に供給される。メモリ(Ｍｅｍｏｒｙ)３７から参照フレームの画像が動き補償器(ＭＣ)３８の他方の入力端子に供給され、動き補償器(ＭＣ)３８の出力から動き補償されたマクロブロックの予測信号が加算器(＋)３６の他方の入力端子に供給され、加算器(＋)３６の出力から復号ビデオ信号Ｄｅｃｏｄｅｄ  ｖｉｄｅｏが生成される。また、この復号ビデオ信号Ｄｅｃｏｄｅｄ  ｖｉｄｅｏはメモリ(Ｍｅｍｏｒｙ)３７に格納されて、他のフレームの予測のための参照フレームとして使用される。
【００８０】
《シンタックス解析・分岐予測部》
図３に示した本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０が一般的な動画像復号処理装置と特に相違するのは、動画像復号処理装置３０がシンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９を含んだことである。
【００８１】
図３の下部には、シンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９の詳細な構成が示されている。図３の下部に示すようにこのシンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９は、シンタックス解析部(Ｓｙｔａｘ  Ａｎａｌｉｚｅｒ)３９１と分岐予測処理部(Ｂｒａｎｃｈ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ)３９２とを含んでいる。
シンタックス解析部３９１はビデオビットストリームＢＳに含まれるシーケンスレベル２１１、グループオブピクチャレベル２２１、ピクチャーレベル２３１、スライスレベル２４１、マクロブロックレベル２５１(図２参照)の各情報を解析することによって、シーケンスレベル情報３９３とピクチャーレベル情報３９４とスライスレベル情報３９５を生成して分岐予測処理部３９２に供給する。分岐予測処理部３９２はこれらの情報３９３、３９４、３９５に応答して、第１可変長復号器(ＶＬＤ)３２、第２可変長復号器(ＶＬＤ)３３、逆量子化器(ＩＱ)３４、逆離散コサイン変換器(ＩＤＣＴ)３５、加算器(＋)３６、動き補償器(ＭＣ)３８の動作を制御する。その結果、動画像符号化ビデオビットストリームＢＳの復号処理で、複雑な条件分岐処理の高精度の分岐予測が可能となるものである。
【００８２】
ここで、第１可変長復号器(ＶＬＤ)３２、第２可変長復号器(ＶＬＤ)３３、逆量子化器(ＩＱ)３４、逆離散コサイン変換器(ＩＤＣＴ)３５、加算器(＋)３６、動き補償器(ＭＣ)３８の動作を制御するシーケンスレベル情報３９３とピクチャーレベル情報３９４とスライスレベル情報３９５は、分岐予測処理部３９２の内部の制御レジスタに格納される。その間に、シンタックス解析部３９１がシーケンスレベル２１１、グループオブピクチャレベル２２１、ピクチャーレベル２３１、スライスレベル２４１、マクロブロックレベル２５１(図２参照)の各情報を解析して、シンタックス解析部３９１は分岐予測処理の状況変化が発生するか否かを監視している。この状況変化が発生するとシーケンスレベル情報３９３とピクチャーレベル情報３９４とスライスレベル情報３９５の少なくとも何れかに状況変化が反映され、更新された動作制御情報は動画像復号処理装置３０の内部回路の動作を制御する一方、分岐予測処理部３９２の内部の制御レジスタに格納される。従って、分岐予測処理部３９２内部の制御レジスタは分岐キャッシュとして動作するものであるが、制御レジスタの内容は分岐予測処理の新しい状況変化が反映されるので、複雑な条件分岐処理の高精度の分岐予測が可能となるものである。
【００８３】
《インターレース走査とプログレッシブ走査》
図４は、図３に示した本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０が動画像のインターレース(飛び越し)走査とプログレッシブ(順次)走査の両方の走査方式に対応する動作を説明する図である。
【００８４】
良く知られているように、古くからテレビジョン放送で使用されているインターレース走査では１／６０秒毎に交互に切り換えられる奇数フィールドと偶数フィールドとで走査線が切り換えられ、両フィールドで１つのフレームが構成される。また、コンピュータ・ディスプレイやデジタルテレビジョン放送やＤＶＤ−ＶｉｄｅｏやＢｌｕｅ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｋ等で使用可能なプログレッシブ走査では全走査線を含むフレームが１／６０秒毎に順次に切り換えられる。従って、図３に示す本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０も、インターレース走査とプログレッシブ走査の両方の走査方式の動画像符号化ビデオビットストリームＢＳを復号することが必要とされる。
【００８５】
図４のステップ４０で、図３に示す本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０のシンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９は、ビデオビットストリームＢＳに含まれる図２のシーケンスレベル２１１のシーケンスヘッダー２１２の解析を実行する。
【００８６】
《プログレッシブシーケンス、フレームモーションタイプ》
次に図４のステップ４１でシンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９は、ビデオビットストリームＢＳの図２のシーケンスレベル２１１のシーケンス２１０に含まれるプログレッシブシーケンス(progressive_sequence)と呼ばれるパラメータが“１”にセットされている否かを判別する。
【００８７】
ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１３−２で標準化されたＭＰＥＧ−２の動画像圧縮の規格を記載した上記非特許文献１のページ５０には、このパラメータが“１”にセットされた場合は符号化されたビデオシーケンスはプログレッシブフレームピクチャーのみを含む一方、このパラメータが“０”にセットされた場合は符号化されたビデオシーケンスはフレームピクチャーとフィールドピクチャーとの両者を含む可能性があり、フレームピクチャーはプログレッシブフレームまたはインターレースフレームの可能性があることが記載されている。
【００８８】
従って、図４のステップ４１でプログレッシブシーケンス(progressive_sequence)のパラメータが“１”にセットされていると判別されると、シンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９はこの判別結果に基づいて分岐予測処理を実行する。すなわち、この分岐予測処理によって図４のマクロブロックレベルのデコード処理４００のステップ４９で、フレームモーションタイプ(frame_motion_type)と呼ばれるパラメータが“１０”にセットされるものである。
【００８９】
一方、図４のステップ４１でプログレッシブシーケンス(progressive_sequence)のパラメータが“１”にセットされていないと判別されると、シンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９はステップ４２にてビデオビットストリームＢＳに含まれる図２のＧＯＰレベル２２１の解析とステップ４３にてビデオビットストリームＢＳに含まれる図２のピクチャーレベル２３１の解析とステップ４４にてビデオビットストリームＢＳに含まれる図２のスライスレベル２４１の解析とをそれぞれ実行する。その後、第１可変長復号器(ＶＬＤ)３２と第２可変長復号器(ＶＬＤ)３３との少なくともいずれか一方は、図４のマクロブロックレベルのデコード処理４００のステップ４５でフレームモーションタイプ(frame_motion_type)と呼ばれるパラメータが“１０”にセットされているか否かを判別する。
【００９０】
ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１３−２で標準化されたＭＰＥＧ−２の動画像圧縮の規格を記載した上記非特許文献１のページ７２〜７３には、ビデオビットストリームＢＳの図２のマクロブロックレベル２５１に含まれるフレームモーションタイプ(frame_motion_type)と呼ばれるパラメータはマクロブロック予測タイプを示す２ビットのコードであり、下記のように定義されると記載されている。
【００９１】
２ビットコード  予測タイプ        動きベクトルフォーマット
“００”      予約済み                  −
“０１”      フィールドベース      フィールド
“１０”      フレームベース        フレーム
“１１”      デュアル・プライム    フィールド
【００９２】
尚、デュアル・プライム(Dual-Prime)はフィールド単位の予測であり、２つのフィールドを動き補償して加算した平均値を予測信号とする方式である。この方式はフレームピクチャーとフィールドピクチャーとの両者で使用されるが、グループオブピクチャー(ＧＯＰ)がＢピクチャーを含まないＩＰＰＰＰ…等の場合にのみ使用可能である。
【００９３】
従って図４のマクロブロックレベルのデコード処理４００において、ステップ４５でフレームモーションタイプ(frame_motion_type)が“１０”にセットされていると判別された場合と、ステップ４９でフレームモーションタイプ(frame_motion_type)が“１０”にセットされると、その後のステップ４７でマクロブロック予測タイプはフレームベースにセットされる。逆に図４のマクロブロックレベルのデコード処理４００において、ステップ４５でフレームモーションタイプ(frame_motion_type)が“１０”にセットされていないと判別された場合には、ステップ４６でマクロブロック予測タイプはフィールドベースにセットされる。
【００９４】
図４のマクロブロックレベルのデコード処理４００の最後のステップ４８では、ステップ４６にてセットされたフィールドベースのマクロブロック予測タイプにより生成されるマクロブロックまたはステップ４７にてセットされたフレームベースのマクロブロック予測タイプにより生成されるマクロブロックを使用して、Ｉピクチャー、ＰピクチャーまたはＢピクチャーが復号されることができる。
【００９５】
図４に示す本発明の実施の形態１の動画像復号処理装置３０の動作によれば、ステップ４１でプログレッシブシーケンス(progressive_sequence)のパラメータが“１”にセットされていると判別されると、ビデオビットストリームＢＳの現時点のシーケンス１０中に含まれるグループオブピクチャ(ＧＯＰ)１１の全てのピクチャー１２はプログレッシブ走査(プログレッシブフレームピクチャー)であると判断される。この判断に基づき、分岐予測処理が開始され、図４のマクロブロックレベルのデコード処理４００のステップ４９で、フレームモーションタイプ(frame_motion_type)のパラメータが“１０”に高速にセットされることが可能となる。
【００９６】
フレームモーションタイプ(frame_motion_type)のパラメータは、本来は図４のマクロブロックレベルのデコード処理４００のステップ４５で正確に判別されることが可能である。しかし、この正確な判別の前には、ステップ４２のＧＯＰレベル２２１の解析、ステップ４３のピクチャーレベル２３１の解析、ステップ４４のスライスレベル２４１の解析の処理が必要であり、ステップ４５での条件分岐処理までに処理時間が必要である。しかし図４に示す動作によれば、ステップ４１で動画像の階層構造の最上層であるシーケンスレベル２１１に含まれるプログレッシブシーケンス(progressive_sequence)のパラメータが“１”にセットされているとステップ４１で判別されることで、ステップ４９での高精度の分岐予測処理が可能となる。尚、ステップ４１で判別されたプログレッシブシーケンス(progressive_sequence)のパラメータは、図３の動画像復号処理装置３０のシンタックス解析部３９１によるシーケンスレベル情報３９３に含まれている。
【００９７】
図２に示した１個のシーケンス２１０の終了は、シーケンス２１０に含まれるシーケンス終了コード(sequence_end_code)をシンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９が検出することで、判定することができる。シンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９がシーケンス２１０に含まれるシーケンス終了コード(sequence_end_code)を検出すると、シンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９はデコード処理４００のステップ４９で“１０”にセットされたフレームモーションタイプ(frame_motion_type)のパラメータをリセットする。その後、シンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９は、ステップ４１で再度、ビデオビットストリームＢＳに含まれる次のシーケンス２１０に含まれるプログレッシブシーケンス(progressive_sequence)と呼ばれるパラメータが“１”にセットされている否かを判別するものである。
【００９８】
《マクロブロックの動きベクトル》
図５は、図３に示した本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０がマクロブロックの動きベクトルを算出する動作を説明する図である。
【００９９】
図５のステップ５０で、図３に示す本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０のシンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９は、ビデオビットストリームＢＳに含まれる図２のピクチャーレベル２３１のピクチャーヘッダー２３２の解析を開始する。
【０１００】
《ピクチャーコーディングタイプ》
次に図５のステップ５１でシンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９は、図２のピクチャーレベル２３１のピクチャーヘッダー２３２に含まれるピクチャーコーディングタイプ(picture_coding_type)と呼ばれるパラメータが“００１”にセットされているか否かを判別する。
【０１０１】
ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１３−２で標準化されたＭＰＥＧ−２の動画像圧縮の規格を記載した上記非特許文献１のページ５９〜６０には、図２のピクチャーレベル２３１のピクチャーヘッダー２３２に含まれるピクチャーコーディングタイプ(picture_coding_type)と呼ばれるパラメータはピクチャーがＩピクチャーかＰピクチャーかＢピクチャーかを示すものであり、下記のように定義されると記載されている。
【０１０２】
ピクチャーコーディングタイプ  コーディング方法
“０００”                  禁止
“００１”                  独立(Ｉ)
“０１０”                  片方向予測(Ｐ)
“０１１”                  両方向予測(Ｂ)
“１００”                  使用せず
“１０１”                  予約済み
“１１０”                  予約済み
“１１１”                  予約済み
【０１０３】
従って、図５のステップ５１でピクチャーコーディングタイプ(picture_coding_type)のパラメータが“００１”にセットされていると判別されると、シンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９はこの判別結果に基づいて分岐予測処理を実行する。すなわち、この分岐予測処理によって、現時点のピクチャーは動きベクトルを使用しないＩピクチャーであると予測される。この予測に基づき、図５のマクロブロックレベルの動きベクトルのデコード処理５００のステップ５６ではモーションレジュデュアル(motion_residual)と呼ばれるパラメータが“０”にセットされ、ステップ５７ではモーションベクトルは０にセットされるものである。
【０１０４】
一方、図５のステップ５１でピクチャーコーディングタイプ(picture_coding_type)が“００１”にセットされていないと判別されると、シンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９は図５のステップ５２にてエフコード(f_code)と呼ばれるパラメータが１５にセットされているか否かを判別する。エフコード(f_code)と呼ばれるパラメータは、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１３−２で標準化されたＭＰＥＧ−２の動画像圧縮の規格を記載した上記非特許文献１のページ５９〜６１に記載のようにピクチャーヘッダ２３２に続くピクチャーコーディングエックステンション(picture coding extension)に含まれ、動きベクトルの符号化に使用され、１から９までと１５の値を示す４ビットの非符号の整数であり、ゼロ値は禁止されており、１０から１４の値は予約済みである。また、上記非特許文献１のページ５９〜６１に記載のように、Ｉピクチャーでは動きベクトルは使用されていないので、潜伏動きベクトルはゼロであり、エフコード(f_code)は使用されずに１５の値を持たなければならない。従って、図５のステップ５２にてエフコード(f_code)のパラメータの値が１５にセットされていると判別されると、シンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９はこの判別結果に基づいて分岐予測処理を実行する。すなわち、この分岐予測処理によって、現時点のピクチャーは動きベクトルを使用しないＩピクチャーであると予測される。この予測に基づき、図５のマクロブロックレベルの動きベクトルのデコード処理５００のステップ５６ではモーションレジュデュアル(motion_residual)と呼ばれるパラメータがゼロにセットされ、ステップ５７ではモーションベクトルはゼロにセットされるものである。
【０１０５】
一方、図５のステップ５２にてエフコード(f_code)のパラメータの値が１５にセットにセットされていないと判別されると、第２可変長復号器(ＶＬＤ)３３は図５のステップ５３で直前に使用されていたモーションコード(motion_code)と呼ばれるパラメータが“０”にセットされているか否かを判別する。ステップ５３でモーションコード(motion_code)のパラメータの値が“０”にセットされていると判別されると、第２可変長復号器(ＶＬＤ)３３はこの判別結果に基づいて分岐予測処理を実行する。すなわち、この分岐予測処理によって現時点のマクロブロックは動きベクトルを使用しないマクロブロックであると予測される。この予測に基づき、図５のマクロブロックレベルの動きベクトルのデコード処理５００のステップ５６ではモーションレジュデュアル(motion_residual)と呼ばれるパラメータがゼロにセットされ、ステップ５７ではモーションベクトルはゼロにセットされるものである。
【０１０６】
モーションコード(motion_code)と呼ばれるパラメータとモーションレジュデュアル(motion_residual)と呼ばれるパラメータは、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１３−２で標準化されたＭＰＥＧ−２の動画像圧縮の規格を記載した上記非特許文献１のページ７４に記載のように、動きベクトルの符号化で使用されるものである。モーションコード(motion_code)は−１６〜０〜１６までの値を示す可変長コードであり、モーションレジュデュアル(motion_residual)は整数である。
【０１０７】
直前使用のモーションコード(motion_code)が“０”にセットされていたと言う図５のステップ５３の判別結果から、この直前使用のモーションコード(motion_code)の動きベクトルを持つマクロブロックを含むピクチャーが動きベクトルを使用しないＩピクチャーであると予測することができる。この予測に基づき、ステップ５６では残留動きベクトル量に対応するモーションレジュデュアル(motion_residual)がゼロにセットされ、ステップ５７ではモーションベクトルはゼロにセットされる。
【０１０８】
一方、図５のステップ５３にて直前使用のモーションコード(motion_code)のパラメータが“０”にセットされていなかったと判別されると、この判別結果に基づき第２可変長復号器(ＶＬＤ)３３はこの時点のピクチャーは動きベクトルを使用するＰピクチャーもしくはＢピクチャーであると予測する。この予測に基づき、図５のマクロブロックレベルの動きベクトルのデコード処理５００のステップ５４でモーションレジュデュアル(motion_residual)の値を計算して、ステップ５５でＰピクチャーもしくはＢピクチャーのマクロブロックの動きベクトルを計算する。尚、ステップ５４のモーションレジュデュアル(motion_residual)の値の計算にステップ５２のエフコード(f_code)の値が使用でき、ステップ５５のマクロブロックの動きベクトル)の値の計算にステップ５４のモーションレジュデュアル(motion_residual)の値が使用されることができる。
【０１０９】
図５のマクロブロックレベルの動きベクトルのデコード処理５００の処理結果は、以下に説明する図６の処理および図７の処理のステップ６５に使用される。
【０１１０】
《予測残差信号》
図１に示したように、４：２：０と呼ばれる構造のマクロブロック１４は、４個の輝度(Ｙ)ブロック１５と２個の色差(Ｃb、Ｃr)ブロック１６、１７とを含んでいる。また４：２：２と呼ばれる構造のマクロブロックは４個の輝度(Ｙ)ブロックと２個の色差(Ｃb)ブロックと２個の色差(Ｃr)ブロックとを含み、更に４：４：４と呼ばれる構造のマクロブロックは４個の輝度(Ｙ)ブロックと４個の色差(Ｃb)ブロックと４個の色差(Ｃr)ブロックとを含んでいる。これらは、上記非特許文献１のページ２７に記載されている。
【０１１１】
ＭＰＥＧ−２の動画像圧縮を行う動画像符号化処理装置(ビデオエンコーダ)によって、マクロブロックの輝度情報と色差情報とは離散コサイン変換(ＤＣＴ)と量子化(Ｑ)と可変長符号化(ＶＬＣ)の処理により符号化される。符号化されるマクロブロックの輝度情報と色差情報とは、符号化済みの参照フレーム中に含まれる対応するマクロブロックの輝度情報と色差情報との差分となっている。動画像符号化処理装置により符号化される差分情報は、予測残差信号と呼ばれる。また符号化されるマクロブロックの離散コサイン変換(ＤＣＴ)と量子化(Ｑ)の処理後の輝度ブロックと色差ブロックとは、それぞれ複数のＤＣＴ係数を含んでいる。符号化されるマクロブロックの輝度情報および色差情報と符号化済みの参照フレームに含まれる対応するマクロブロックの輝度情報および色差情報との差分がゼロであれば複数のＤＣＴ係数の全てはゼロとなって、この差分が増加すると複数のＤＣＴ係数の多くが非ゼロ値となる。
【０１１２】
《コーデッドブロックパターン》
符号化されるマクロブロックの複数のＤＣＴ係数の全てがゼロの場合はマクロブロックのコーデッドブロックパターン(coded_block_pattern)と呼ばれるパラメータの値はゼロとされ、符号化されるマクロブロックの複数のＤＣＴ係数の１個でも非ゼロ値の場合はコーデッドブロックパターン(coded_block_pattern)の値は１〜６３のいずれかの値となる。尚、このコーデッドブロックパターン(coded_block_pattern)と呼ばれるパラメータは、上記非特許文献１のページ７４とページ１５９とに記載されている。
【０１１３】
動画像復号処理装置(ビデオデコーダ)においてデコードされるピクチャーが動きベクトルを使用しないIピクチャーの場合には、このピクチャーに含まれるマクロブロックのコーデッドブロックパターン(coded_block_pattern)は６３であるとみなされ、ピクチャー中に含まれるブロックのデコードに際して逆量子化(ＩＱ)と逆離散コサイン変換(ＩＤＣＴ)の処理が必ず実施される。それは、この場合に符号化されるブロックの輝度情報および色差情報と符号化済みの参照フレームに含まれる対応するブロックの輝度情報および色差情報の差分がゼロとはならず、逆量子化(ＩＱ)と逆離散コサイン変換(ＩＤＣＴ)との処理結果もゼロとはならないためである。
【０１１４】
《予測残差信号のデコード》
図６は、図３に示した本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０がマクロブロックの予測残差信号をデコードする動作を説明する図である。
【０１１５】
図６のステップ６０で、図３に示す本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０のシンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９は、ビデオビットストリームＢＳに含まれる図２のピクチャーレベル２３１のピクチャーヘッダー２３２の解析を開始する。
【０１１６】
次に図６のステップ６１でシンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９は、図２のピクチャーレベル２３１のピクチャーヘッダー２３２に含まれるピクチャーコーディングタイプ(picture_coding_type)と呼ばれるパラメータが“００１”にセットされているか否か判別する。ステップ６１でピクチャーコーディングタイプ(picture_coding_type)が“００１”にセットされていないと判別されると、現時点のピクチャーはＰピクチャーもしくはＢピクチャーと判断される。この判断結果に基づいて第１可変長復号器(ＶＬＤ)３２は、図６のステップ６２で図２のマクロブロックレベル２５１に含まれるマクロブロックのコーデッドブロックパターン(coded_block_pattern)の値がゼロとなっているか否かを判別する。ステップ６２でコーデッドブロックパターン(coded_block_pattern)の値がゼロとなっていると判別されると、図６のマクロブロックの予測残差信号のデコード処理６００のステップ６４でノーオペレーション処理を実行する。
【０１１７】
一方、ステップ６２でコーデッドブロックパターン(coded_block_pattern)の値がゼロでないと判別されると、図６のマクロブロックの予測残差信号のデコード処理６００のステップ６３で逆量子化(ＩＱ)と逆離散コサイン変換(ＩＤＣＴ)の処理が実行され、マクロブロックの予測残差信号がデコードされるものである。
【０１１８】
またステップ６１でピクチャーコーディングタイプ(picture_coding_type)の値が“００１”であると判別されると、現時点のピクチャーはＩピクチャーと判断される。Ｉピクチャーのデコードでは参照フレームは参照されないので、Ｉピクチャー中に含まれるマクロブロックの輝度情報および色差情報の差分は大きな非ゼロ値となる。従って、ステップ６１でピクチャーコーディングタイプ(picture_coding_type)の値が“００１”であると判別された場合には、図６のバイパス経路Ａを経由してステップ６３に直接移行する。図６のマクロブロックの予測残差信号のデコード処理６００のステップ６３では逆量子化(ＩＱ)と逆離散コサイン変換(ＩＤＣＴ)の処理が実行され、マクロブロックの予測残差信号がデコードされる。
【０１１９】
ステップ６４のノーオペレーション処理の後およびステップ６３の逆量子化(ＩＱ)と逆離散コサイン変換(ＩＤＣＴ)の処理の後に、ステップ６５で図５のステップ５５、５７で求められた動きベクトルを使用して動き補償(ＭＣ)の処理が実行される。このステップ６５の動き補償(ＭＣ)の処理では、動き補償の処理だけでなく、符号化済みの参照フレームに含まれる対応するマクロブロックの輝度情報および色差情報とステップ６３での逆量子化(ＩＱ)と逆離散コサイン変換(ＩＤＣＴ)の処理でデコードされた予測残差信号との加算も実行される。その結果、図６のマクロブロックの予測残差信号のデコード処理６００により、Ｉピクチャー、Ｐピクチャー、Ｂピクチャーの全てのタイプのピクチャーを含む復号ビデオ信号が生成される。尚、図６の動作の分岐予測の予測結果が正しかった場合は、上述した一連の処理結果が次回の処理でもそのまま使用されることが可能となる。
【０１２０】
［実施の形態２］
図７は、図３に示した動画像復号処理装置３０が本発明の実施の形態２の動作に従ってマクロブロックの予測残差信号をデコードする動作を説明する図である。
【０１２１】
図７のデコード動作が図６のデコード動作と相違するのは、ステップ６２の処理内容が変更されている点であり、その他の点に関しては図７のデコード動作と図６のデコード動作と同一である。
【０１２２】
図７のステップ６０では、図６のステップ６０と同様に、図３に示す本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０のシンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９は、ビデオビットストリームＢＳに含まれる図２のピクチャーレベル２３１のピクチャーヘッダー２３２の解析を開始する。
【０１２３】
次に図７のステップ６１で、図６のステップ６１と同様に、シンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９は、図２のピクチャーレベル２３１のピクチャーヘッダー２３２に含まれるピクチャーコーディングタイプ(picture_coding_type)と呼ばれるパラメータが“００１”にセットされているか否か判別する。図７のステップ６１でピクチャーコーディングタイプ(picture_coding_type)が“００１”にセットされていないと判別されると、現時点のピクチャーはＰピクチャーもしくはＢピクチャーと判断される。この判断結果に基づいてシンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)３９は、図７のステップ６２で図２のスライスヘッダー２４２に含まれる量子化器スケール(quantizer_scale_code)と呼ばれるパラメータが所定値Ｘよりも大きいか否かを判別する。量子化器スケール(quantizer_scale_code)は、上記非特許文献１のページ７０に記載されているように図２のスライスヘッダー２４２に含まれるパラメータであり、１〜３１の値を持つ５ビットの非符号整数である。
【０１２４】
所定値Ｘは例えば２５に設定され、量子化器スケール(quantizer_scale_code)の値が所定値Ｘよりも大きいと判別されると、スライス２４０中に含まれる複数のマクロブロック２５０のコーデッドブロックパターン(coded_block_pattern)の値がゼロとなっていると予測される。この予測結果に基づき、図６のステップ６４と同様に、図７のマクロブロックの予測残差信号のデコード処理６００のステップ６４でノーオペレーション処理が実行される。
【０１２５】
一方、図７のステップ６２で量子化器スケール(quantizer_scale_code)の値が所定値Ｘよりも大きくないと判別されると、図７のマクロブロックの予測残差信号のデコード処理６００のステップ６３で図６のステップ６３と同様に逆量子化(ＩＱ)と逆離散コサイン変換(ＩＤＣＴ)の処理が実行され、マクロブロックの予測残差信号がデコードされるものである。
【０１２６】
また図７のステップ６１でピクチャーコーディングタイプ(picture_coding_type)の値が“００１”であると判別されると、現時点のピクチャーはＩピクチャーと判断される。Ｉピクチャーのデコードでは参照フレームは参照されないので、Ｉピクチャーに含まれる複数のマクロブロックの輝度情報および色差情報の差分は大きな非ゼロ値となる。従って、ピクチャーコーディングタイプ(picture_coding_type)の値が“００１”であると図７のステップ６１で判別された場合には、図７のバイパス経路Ａを経由してステップ６３に直接移行する。図７のマクロブロックの予測残差信号のデコード処理６００のステップ６３で逆量子化(ＩＱ)と逆離散コサイン変換(ＩＤＣＴ)の処理が実行され、マクロブロックの予測残差信号がデコードされる。
【０１２７】
図７のステップ６４でのノーオペレーション処理の後およびステップ６３の逆量子化(ＩＱ)と逆離散コサイン変換(ＩＤＣＴ)の処理の後に、ステップ６５での図５のステップ５５、５７で求められた動きベクトルを使用して動き補償(ＭＣ)の処理が実行される。このステップ６５の動き補償(ＭＣ)の処理では、動き補償の処理だけでなく、符号化済みの参照フレームに含まれる対応するマクロブロックの輝度情報および色差情報とステップ６３での逆量子化(ＩＱ)と逆離散コサイン変換(ＩＤＣＴ)の処理でデコードされた予測残差信号との加算も実行される。その結果、図７のマクロブロックの予測残差信号のデコード処理６００によって、Ｉピクチャー、Ｐピクチャー、Ｂピクチャーの全てのタイプのピクチャーを含む復号ビデオ信号が生成可能とされる。尚、図７の動作の分岐予測の予測結果が正しかった場合には、上述した一連の処理結果が次回の処理でもそのまま使用されることが可能となる。
【０１２８】
以上、本発明者によってなされた発明を種々の実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１２９】
例えば、図３に示した本発明の実施の形態１による動画像復号処理装置３０は、第１可変長復号器(ＶＬＤ)３２と第２可変長復号器(ＶＬＤ)３３と逆量子化器(ＩＱ)３４と逆離散コサイン変換器(ＩＤＣＴ)３５と加算器(＋)３６と動き補償器(ＭＣ)３８の各機能はハードウェアと中央処理ユニット(ＣＰＵ)によるソフトウェア処理とのいずれかによって実現されることが可能である。
【０１３０】
更に、本発明はＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１２−２の規格で符号化されたＭＰＥＧ−２の符号化ビットストリームのデコードを実行する動画像復号処理装置(ビデオデコーダ)のみに限定されるものではなく、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６の規格で符号化されたＭＰＥＧ−４にも適用可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１３１】
３０…動画像復号処理装置
３１…バッファ(Ｂｕｆｆｅｒ)
３２…第１可変長復号器(ＶＬＤ)
３３…第２可変長復号器(ＶＬＤ)
３４…逆量子化器(ＩＱ)
３５…逆離散コサイン変換器(ＩＤＣＴ)
３６…加算器(＋)
３７…メモリ(Ｍｅｍｏｒｙ)
３８…動き補償器(ＭＣ)
３９…シンタックス解析・分岐予測部(ＳＡ＆ＰＤ)
３９１…シンタックス解析部(Ｓｙｔａｘ  Ａｎａｌｉｚｅｒ)
３９２…分岐予測処理部(Ｂｒａｎｃｈ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ)
３９３…シーケンスレベル情報
３９４…ピクチャーレベル情報
３９５…スライスレベル情報
１０…シーケンス(Sequence)
１１…グループオブピクチャ(ＧＯＰ)
１２…ピクチャー(Picture)
１３…スライス(Slice)
１４…マクロブロック(Macro-block)
１５、１６、１７…ブロック(Block)
２１０…シーケンス
２１１…シーケンスレベル
２１２…シーケンスヘッダー
２２０…グループオブピクチャ(ＧＯＰ)
２２１…グループオブピクチャ(ＧＯＰ)レベル
２２２…ＧＯＰヘッダー
２３０…ピクチャー
２３１…ピクチャーレベル
２３２…ピクチャーヘッダー
２４０…スライス
２４１…スライスレベル
２４２…スライスヘッダー
２５０…マクロブロック
２５１…マクロブロックレベル
２５２…マクロブロックヘッダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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