(57)【要約】【課題】符号化効率を向上した動画像符号化方法を提供する。【解決手段】動画像符号化方法は、複数のブロックのすべてのブロックをスキップモードで符号化するかどうかを判定し、その判定の判定結果に基づいて、各ブロックがスキップモードで符号化されるか否かを示す情報を決定し、少なくとも１つの動きベクトル候補の中から動きベクトル候補を選択し、上述の情報は、（Ｉ）符号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれるブロックが参照されるか否かを示す第１の情報、および（ＩＩ）各ブロックをスキップモードで符号化するか否かを示す第２の情報を含み、上述の判定において、すべてのブロックをスキップモードで符号化すると判定された場合には、選択された動きベクトル候補は零ベクトル候補であり、すべてのブロックは零ベクトル候補を使って符号化される。【選択図】図７
2019022226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化対象ブロックを符号化する動画像符号化方法であって、
複数のブロックのすべてのブロックをスキップモードで符号化するかどうかを判定し、
前記判定の判定結果に基づいて、前記複数のブロックに含まれる各ブロックがスキップモードで符号化されるか否かを示す情報を決定し、
少なくとも１つの動きベクトル候補の中から、前記符号化対象ブロックの予測に用いられる動きベクトル候補を選択し、
前記情報は、（Ｉ）符号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれるブロックが参照されるか否かを示す第１の情報、および（ＩＩ）前記符号化対象ピクチャに含まれる各ブロックをスキップモードで符号化するか否かを示す第２の情報を含み、
前記判定において、前記複数のブロックのすべてのブロックをスキップモードで符号化すると判定された場合には、前記選択された動きベクトル候補は零ベクトル候補であり、前記すべてのブロックは零ベクトル候補を使って符号化される、
動画像符号化方法。
【請求項２】
復号化対象ブロックを復号化する動画像復号化方法であって、
複数のブロックのすべてのブロックをスキップモードで復号化するかどうかを判定し、
前記判定の判定結果に基づいて、前記複数のブロックに含まれる各ブロックがスキップモードで復号されるか否かを示す情報を決定し、
少なくとも１つの動きベクトル候補の中から、前記復号化対象ブロックの予測に用いられる動きベクトル候補を選択し、
前記情報は、（Ｉ）復号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれるブロックが参照されるか否かを示す第１の情報、および（ＩＩ）前記復号化対象ピクチャに含まれる各ブロックをスキップモードで復号化するか否かを示す第２の情報を含み、
前記判定において、前記複数のブロックのすべてのブロックをスキップモードで復号化すると判定された場合には、前記選択された動きベクトル候補は零ベクトル候補であり、前記すべてのブロックは零ベクトル候補を使って復号化される
動画像復号化方法。
【請求項３】
制御回路と、前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、符号化対象ブロックを符号化する動画像符号化装置であって、
前記制御回路は、
複数のブロックのすべてのブロックをスキップモードで符号化するかどうかを判定し、
前記判定の判定結果に基づいて、前記複数のブロックに含まれる各ブロックがスキップモードで符号化されるか否かを示す情報を決定し、
少なくとも１つの動きベクトル候補の中から、前記符号化対象ブロックの予測に用いられる動きベクトル候補を選択し、
前記情報は、（Ｉ）符号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれるブロックが参照されるか否かを示す第１の情報、および（ＩＩ）前記符号化対象ピクチャに含まれる各ブロックをスキップモードで符号化するか否かを示す第２の情報を含み、
前記判定において、前記複数のブロックのすべてのブロックをスキップモードで符号化すると判定された場合には、前記選択された動きベクトル候補は零ベクトル候補であり、前記すべてのブロックは零ベクトル候補を使って符号化される
動画像符号化装置。
【請求項４】
制御回路と、前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、復号化対象ブロックを復号化する動画像復号化装置であって、
前記制御回路は、
複数のブロックのすべてのブロックをスキップモードで復号化するかどうかを判定し、
前記判定の判定結果に基づいて、前記複数のブロックに含まれる各ブロックがスキップモードで復号されるか否かを示す情報を決定し、
少なくとも１つ以上の動きベクトル候補の中から、前記復号化対象ブロックの予測に用いられる動きベクトル候補を選択し、
前記情報は、（Ｉ）復号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれるブロックが参照されるか否かを示す第１の情報、および（ＩＩ）前記復号化対象ピクチャに含まれる各ブロックをスキップモードで復号化するか否かを示す第２の情報を含み、
前記判定において、前記複数のブロックのすべてのブロックをスキップモードで復号化すると判定された場合には、前記選択された動きベクトル候補は零ベクトル候補であり、前記すべてのブロックは零ベクトル候補を使って復号化される
動画像復号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像符号化方法および動画像復号化方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像符号化処理では、一般に、動画像が有する空間方向および時間方向の冗長性を利用して情報量の圧縮が行われる。ここで一般に、空間方向の冗長性を利用する方法としては、周波数領域への変換が用いられ、時間方向の冗長性を利用する方法としては、ピクチャ間予測（以降、インター予測と呼ぶ）符号化処理が用いられる。インター予測符号化処理では、あるピクチャを符号化する際に、符号化対象ピクチャに対して表示時間順で前方または後方にある符号化済みのピクチャを、参照ピクチャとして用いる。そして、その参照ピクチャに対する符号化対象ピクチャの動き検出により、動きベクトルを導出し、動きベクトルに基づいて動き補償を行って得られた予測画像データと符号化対象ピクチャの画像データとの差分を取ることにより、時間方向の冗長性を取り除く。ここで、動き検出では、符号化ピクチャ内の符号化対象ブロックと、参照ピクチャ内のブロックとの差分値を算出し、最も差分値の小さい参照ピクチャ内のブロックを参照ブロックとする。そして、符号化対象ブロックと、参照ブロックとを用いて、動きベクトルを検出する。H.264と呼ばれる動画像符号化方式が既に標準化されている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  Ｈ．２６４「Ａｄｖａｎｃｅｄ  ｖｉｄｅｏ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｇｅｎｅｒｉｃ  ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ  ｓｅｒｖｉｃｅｓ」、２０１０年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、近年、高精細画像（４Ｋ×２Ｋ）による放送、コンテンツ配信が検討されており、既に標準化されている動画像符号化方式よりも、更に符号化効率を向上させる必要がある。
【０００５】
そこで、本発明は、符号化効率を向上させる動画像符号化方法および動画像復号化方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る動画像符号化方法は、符号化対象ブロックを符号化する動画像符号化方法であって、複数のブロックのすべてのブロックをスキップモードで符号化するかどうかを判定し、前記判定の判定結果に基づいて、前記複数のブロックに含まれる各ブロックがスキップモードで符号化されるか否かを示す情報を決定し、少なくとも１つの動きベクトル候補の中から、前記符号化対象ブロックの予測に用いられる動きベクトル候補を選択し、前記情報は、（Ｉ）符号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれるブロックが参照されるか否かを示す第１の情報、および（ＩＩ）前記符号化対象ピクチャに含まれる各ブロックをスキップモードで符号化するか否かを示す第２の情報を含み、前記判定において、前記複数のブロックのすべてのブロックをスキップモードで符号化すると判定された場合には、前記選択された動きベクトル候補は零ベクトル候補であり、前記すべてのブロックは零ベクトル候補を使って符号化される。
【０００７】
なお、この包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係る動画像符号化方法および動画像復号化方法によれば、符号化効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、Ｂピクチャにおける参照ピクチャリストの一例を説明するための図である。
【図２】図２は、時間予測動きベクトルモードにおけるインター予測符号化方法を説明するための図である。
【図３】図３は、マージモードにおいて用いられる隣接ブロックの動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの一例を示す図である。
【図４】図４は、マージブロック候補リストの一例を示す図である。
【図５】図５は、マージブロック候補リストサイズとマージブロックインデックスに割り当てられるビット列との関係を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施の形態１に係る動画像符号化装置によって行われる動画像符号化方法を示すフローチャートである。
【図８】図８は、図７のＳ１００の詳細な処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態１に係るマージブロック候補リストの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、図７のＳ１０５の詳細な処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る、ピクチャスキップフラグが１の場合における各ブロックのスキップモードの動きベクトルを示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係る動画像復号化装置によって行われる動画像復号化方法を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施の形態２におけるシンタックスの一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態３に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、実施の形態３に係る動画像符号化装置によって行われる動画像符号化方法を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施の形態４に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、実施の形態４に係る動画像復号化装置によって行われる動画像復号化方法を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、実施の形態４におけるシンタックスの一例を示す図である。
【図２０】図２０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２１】図２１は、デジタル放送用システムの全体構成図である。
【図２２】図２２は、テレビの構成例を示すブロック図である。
【図２３】図２３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２４】図２４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２５Ａ】図２５Ａは、携帯電話の一例を示す図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。
【図２６】図２６は、多重化データの構成を示す図である。
【図２７】図２７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２８】図２８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２９】図２９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３０】図３０は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。
【図３１】図３１は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。
【図３２】図３２は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。
【図３３】図３３は、映像データを識別するステップを示す図である。
【図３４】図３４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３５】図３５は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。
【図３６】図３６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３７】図３７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３８Ａ】図３８Ａ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３８Ｂ】図３８Ｂ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】
【００１０】
（本発明の基礎となった知見）
既に標準化されている、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、情報量の圧縮のために、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャという３種類のピクチャタイプを用いている。Ｉピクチャは、インター予測符号化処理を行わない、すなわち、ピクチャ内予測（以降、イントラ予測と呼ぶ）符号化処理を行うピクチャである。Ｐピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの１つのピクチャを参照してインター予測符号化を行うピクチャである。Ｂピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの２つのピクチャを参照してインター予測符号化を行うピクチャである。
【００１１】
インター予測符号化においては、参照ピクチャを特定するための参照ピクチャリストを生成する。参照ピクチャリストは、インター予測で参照する符号化済みの参照ピクチャに参照ピクチャインデックスを割り当てたリストである。例えば、Ｂピクチャでは、２つのピクチャを参照して符号化を行えるため、２つの参照ピクチャリスト（Ｌ０、Ｌ１）を保持する。
【００１２】
図１は、Ｂピクチャにおける参照ピクチャリストの一例を説明するための図である。図１における参照ピクチャリスト０（Ｌ０）は、双方向予測における予測方向０の参照ピクチャリストの例であり、参照ピクチャインデックス０の値０に表示順２の参照ピクチャ０、参照ピクチャインデックス０の値１に表示順１の参照ピクチャ１、参照ピクチャインデックス０の値２に表示順０の参照ピクチャ２を割り当てている。つまり、符号化対象ピクチャに対して、表示順で時間的に近い順に参照ピクチャインデックスを割り当てている。一方、参照ピクチャリスト１（Ｌ１）は、双方向予測における予測方向１の参照ピクチャリストの例であり、参照ピクチャインデックス１の値０に表示順１の参照ピクチャ１、参照ピクチャインデックス１の値１に表示順２の参照ピクチャ０、参照ピクチャインデックス２の値２に表示順０の参照ピクチャ２を割り当てている。このように、各参照ピクチャに対して、予測方向毎に異なる参照ピクチャインデックスを割り当てることや（図１の参照ピクチャ０、１）、同じ参照ピクチャインデックスを割り当てることが可能である（図１の参照ピクチャ２）。
【００１３】
また、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、Ｂピクチャにおける各符号化対象ブロックのインター予測の符号化モードとして、予測画像データと符号化対象ブロックとの画像データの差分値と、予測画像データ生成に用いた動きベクトルとを符号化する動きベクトル検出モードがある。動きベクトル検出モードは、予測方向として、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの２つのピクチャを参照して予測画像を生成する双方向予測と、前方または後方にある既に符号化済みの１つのピクチャを参照して予測画像を生成する片方向予測を選択することができる。
【００１４】
また、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、Ｂピクチャの符号化において、動きベクトルを導出する際に、時間予測動きベクトルモードと呼ぶ符号化モードを選択することができる。
【００１５】
図２は、時間予測動きベクトルモードにおけるインター予測符号化方法を説明するための図である。図２は、時間予測動きベクトルモードにおける動きベクトルを示す説明図であり、ピクチャＢ２のブロックａを時間予測動きベクトルモードで符号化する場合を示している。この場合、ピクチャＢ２の後方にある参照ピクチャであるピクチャＰ３中の、ブロックａと同じ位置にあるブロックｂ（以下、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロック）を符号化した際に用いた動きベクトルｖｂを利用する。動きベクトルｖｂは、ブロックｂが符号化された際に用いられた動きベクトルであり、ピクチャＰ１を参照している。ブロックａは、動きベクトルｖｂと平行な動きベクトルを用いて、前方向参照ピクチャであるピクチャＰ１と、後方参照ピクチャであるピクチャＰ３とから参照ブロックを取得し、２方向予測を行って符号化される。すなわち、ブロックａを符号化する際に用いられる動きベクトルは、ピクチャＰ１に対しては動きベクトルｖａ１、ピクチャＰ３に対しては動きベクトルｖａ２となる。
【００１６】
また、ＢピクチャやＰピクチャにおける各符号化対象ブロックのインター予測モードとして、マージモードが検討されている。マージモードでは、符号化対象ブロックの隣接ブロックから動きベクトルや参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化を行う。この際に、コピーに用いた隣接ブロックのインデックス等をビットストリームに付随させることによって、復号化時にも、その動きベクトルや参照ピクチャインデックスを選択できる。
【００１７】
図３は、マージモードにおいて用いられる隣接ブロックの動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの一例を示す図である。図３において、符号化対象ブロックの左隣接の符号化済みブロックは隣接ブロックＡであり、符号化対象ブロックの上隣接の符号化済みブロックは隣接ブロックＢであり、符号化対象ブロックの右上隣接の符号化済みブロックは隣接ブロックＣであり、符号化対象ブロックの左下隣接の符号化済みブロックは隣接ブロックＤである。
【００１８】
また、図３において、隣接ブロックＡは予測方向０の片方向予測で符号化されたブロックであり、予測方向０の参照ピクチャインデックスＲｅｆＬ０＿Ａの示す参照ピクチャに対し、予測方向０の動きベクトルＭｖＬ０＿Ａを持つ。ここで、ＭｖＬ０とは、参照ピクチャリスト０（Ｌ０）により特定した参照ピクチャを参照する動きベクトルであり、ＭｖＬ１とは、参照ピクチャリスト１（Ｌ１）により特定した参照ピクチャを参照する動きベクトルである。また、隣接ブロックＢは予測方向１の片方向予測で符号化されたブロックであり、予測方向１の参照ピクチャインデックスＲｅｆＬ１＿Ｂの示す参照ピクチャに対し、予測方向１の動きベクトルＭｖＬ１＿Ｂを持つ。また、隣接ブロックＣはイントラ予測で符号化されたブロックである。また、隣接ブロックＤは予測方向０の片方向予測で符号化されたブロックであり、予測方向０の参照ピクチャインデックスＲｅｆＬ０＿Ｄの示す参照ピクチャに対し、予測方向０の動きベクトルＭｖＬ０＿Ｄを持つ。
【００１９】
図３のような場合では、符号化対象ブロックの動きベクトルや参照ピクチャインデックスとして、例えば、隣接ブロックＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤの動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスと、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックを用いて求めた時間予測動きベクトルモードによる動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスとの中から、符号化対象ブロックの動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスとして、最も符号化効率の良いもの選択する。そして、選択した隣接ブロックを表すマージブロックインデックスをビットストリームに付随させる。例えば、隣接ブロックＡを選択した場合、予測方向０の動きベクトルＭｖＬ０＿Ａおよび参照ピクチャインデックスＲｅｆＬ０＿Ａを用いて符号化対象ブロックを符号化する。そして、図４に示すように、隣接ブロックＡを用いたことを表すマージブロックインデックスの値０のみをビットストリームに付随させることで、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの情報量を削減できる。
【００２０】
図４は、マージブロック候補リストの一例を示す図である。
【００２１】
図４に示すように、マージモードでは、マージが不可能である候補（以下、マージ不可能候補）と、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスが他の候補のそれらと一致するような候補（以下、重複候補）とを、マージブロック候補から削除する。さらに、その代わりとして、動きベクトルの値が水平成分および垂直成分ともに０でかつ、参照ピクチャインデックスの値が０であるような零ベクトル候補等を新規候補として追加する。このようにマージ可能な候補の数を増やすことにより符号化効率を向上する。
【００２２】
ここで、マージが不可能であるということは、マージブロック候補がイントラ予測で符号化されている場合や、スライスやピクチャ境界外にある場合や、まだ符号化されていない等を表している。図４の例では、隣接ブロックＣがイントラ予測のため、その隣接ブロックＣであるマージブロック候補は、マージ不可能候補であり、マージブロック候補リストに追加されない。また、図４において、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄは、マージブロック候補リストサイズ（マージ候補数）を算出するためのパラメータであり、スライスヘッダ、ＳＰＳ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｓｅｔ）、または、ＰＰＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｓｅｔ）等のヘッダ情報に含まれるパラメータとしてビットストリームに付加される。マージブロック候補リストサイズは５からｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄを減算することにより算出される。
【００２３】
図５は、マージブロック候補リストサイズとマージブロックインデックスに割り当てられるビット列との関係を示す図である。
【００２４】
マージブロックインデックスには、マージブロック候補リストサイズの大きさに応じて、図５に示すように、ビット列が割り当てられて、そのマージブロックインデックスは可変長符号化される。このように、マージモードでは、マージブロックインデックスに割り当てるビット列を、マージブロック候補リストサイズの大きさによって変化させることにより、符号量を削減している。
【００２５】
また、ＢピクチャやＰピクチャにおける各符号化対象ブロックのインター予測モードとして、図４のようなマージブロック候補リストを用いたスキップモードが検討されている。例えば、図４のように作成したマージブロック候補リストを用いて、マージモードと同様に符号化対象ブロックの隣接ブロックから動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化を行う。その結果、符号化対象ブロックのすべての予測誤差データが０であれば、スキップフラグを１にセットし、スキップフラグおよびマージブロックインデックスをビットストリームに付随させることによって、スキップモードを実現する。
【００２６】
しかしながら、従来のスキップモードは、符号化対象ブロックの動きベクトルとして、マージブロック候補のいずれかの動きベクトルをコピーして用いるため、例えば、連続する静止画像等に対し、インター予測を用いて符号化する際に、ノイズ等の影響により動きベクトルを零ベクトルに固定することができず、符号化効率が低下するという課題がある。
【００２７】
このような課題を解決するために、本発明の一態様に係る動画像符号化方法は、マージ候補の予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをマージして、符号化対象ブロックを符号化する動画像符号化方法であって、符号化対象ピクチャ内のすべてのブロックをスキップモードで符号化するかどうかを判定するピクチャスキップ判定ステップと、前記符号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれる、前記符号化対象ブロックに時間的に隣接するブロックを参照するかどうかを示す第１のフラグを、前記判定の結果に基づいて設定する第１のフラグ設定ステップと、マージ候補数を決定するためのパラメータの値を、前記判定の結果に基づいて設定するパラメータ設定ステップと、前記符号化対象ピクチャに含まれる各ブロックに対して、当該ブロックをスキップモードで符号化するかどうかを示す第２のフラグを、前記判定の結果に基づいて設定する第２のフラグ設定ステップと、前記符号化対象ブロックと同一ピクチャ内にある、前記符号化対象ブロックに空間的に隣接するブロックまたは、前記符号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれる、前記符号化対象ブロックに時間的に隣接するブロックである隣接ブロックを含む、少なくとも１つ以上の候補から、前記マージに用いることが可能な少なくとも１つの候補をそれぞれマージ候補として、前記第１のフラグおよび前記マージ候補数に基づいて決定するマージ候補決定ステップと、決定された少なくとも１つのマージ候補の中から、前記符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択するマージ候補選択ステップと、選択された前記マージ候補を特定するためのインデックスを前記マージ候補数の値に応じて符号化し、ビットストリームに付随させるインデックス符号化ステップと、を有する。
【００２８】
これにより、符号化対象ピクチャ内のすべてのブロックをスキップモードで符号化するかどうかの判定の結果に基づいて、第１のフラグ、パラメータおよび第２のフラグがそれぞれ設定されるため、マージブロック候補（マージ候補）を用いたスキップモードの動きベクトルを零ベクトルに固定することができる。その結果、符号化効率を向上することができる。
【００２９】
また、前記ピクチャスキップ判定ステップで、すべてのブロックをスキップモードで符号化すると判定された場合には、前記第１のフラグ設定ステップでは、前記時間的に隣接するブロックを参照しないことを示す値に、前記第１のフラグを設定してもよい。
【００３０】
また、前記ピクチャスキップ判定ステップで、すべてのブロックをスキップモードで符号化すると判定された場合には、前記パラメータ設定ステップでは、前記マージ候補数が１に決定されるための値に、前記パラメータを設定してもよい。
【００３１】
また、前記ピクチャスキップ判定ステップで、すべてのブロックをスキップモードで符号化すると判定された場合には、前記第２のフラグ設定ステップでは、前記符号化対象ピクチャに含まれる各ブロックに対して、当該ブロックをスキップモードで符号化することを示す前記第２のフラグを設定してもよい。
【００３２】
また、前記ピクチャスキップ判定ステップでは、さらに、前記判定の結果を示すピクチャスキップフラグを前記ビットストリームに付随し、前記第１のフラグ設定ステップでは、前記ピクチャスキップフラグに基づいて前記第１のフラグを設定し、前記パラメータ設定ステップでは、前記ピクチャスキップフラグに基づいて前記パラメータの値を設定し、前記第２のフラグ設定ステップでは、前記ピクチャスキップフラグに基づいて、前記符号化対象ピクチャに含まれる各ブロックに対して前記第２のフラグを設定してもよい。
【００３３】
また、前記第１のフラグ設定ステップでは、前記ピクチャスキップフラグが、すべてのブロックをスキップモードで符号化することを示す場合は、前記時間的に隣接するブロックを参照しないことを示す値に前記第１のフラグを設定して、前記ビットストリームに前記第１のフラグを付随せず、前記ピクチャスキップフラグが、すべてのブロックをスキップモードで符号化することはないことを示す場合は、前記第１のフラグを前記ビットストリームに付随してもよい。
【００３４】
また、前記パラメータ設定ステップでは、前記ピクチャスキップフラグが、すべてのブロックをスキップモードで符号化することを示す場合は、前記マージ候補数が１に決定されるための値に前記パラメータを設定して、前記ビットストリームに前記パラメータを付随せず、前記ピクチャスキップフラグが、すべてのブロックをスキップモードで符号化することはないことを示す場合は、前記パラメータを前記ビットストリームに付随してもよい。
【００３５】
また、前記第２のフラグ設定ステップでは、前記ピクチャスキップフラグが、すべてのブロックをスキップモードで符号化することを示す場合は、前記符号化対象ピクチャに含まれる各ブロックに対して、当該ブロックをスキップモードで符号化することを示す前記第２のフラグを設定して、前記ビットストリームに前記第２のフラグを付随せず、前記ピクチャスキップフラグが、すべてのブロックをスキップモードで符号化することはないことを示す場合は、前記符号化対象ピクチャに含まれる各ブロックに対して設定される前記第２のフラグを前記ビットストリームに付随してもよい。
【００３６】
また、前記インデックス符号化ステップでは、前記マージ候補数が１の場合は、選択された前記マージ候補を特定するための前記インデックスを前記ビットストリームに付随しなくてもよい。
【００３７】
上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係る動画像復号化方法は、マージ候補の予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをマージして、復号化対象ブロックを復号化する動画像復号化方法であって、復号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれる、前記復号化対象ブロックに時間的に隣接するブロックを参照するかどうかを示す第１のフラグを復号化する第１のフラグ復号化ステップと、マージ候補数を決定するためのパラメータの値を復号化するパラメータ復号化ステップと、前記復号化対象ピクチャに含まれる各ブロックに設定された、当該ブロックをスキップモードで復号化するかどうかを示す第２のフラグを復号化する第２のフラグ復号化ステップと、前記復号化対象ブロックと同一ピクチャ内にある、前記復号化対象ブロックに空間的に隣接するブロックまたは、前記復号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれる、前記復号化対象ブロックに時間的に隣接するブロックである隣接ブロックを含む、少なくとも１つ以上の候補から、前記マージに用いることが可能な少なくとも１つの候補をそれぞれマージ候補として、前記第１のフラグおよび前記マージ候補数に基づいて決定するマージ候補決定ステップと、決定された少なくとも１つのマージ候補の中から、前記復号化対象ブロックの復号化に用いられるマージ候補を特定するためのインデックスを、前記マージ候補数の値に応じて復号化するインデックス復号化ステップと、を有する。
【００３８】
また、前記動画像復号化方法は、さらに、前記復号化対象ピクチャ内のすべてのブロックをスキップモードで復号化するかどうかを示すピクチャスキップフラグを復号化するピクチャスキップフラグ復号化ステップを有し、前記第１のフラグ復号化ステップでは、前記ピクチャスキップフラグに基づいて前記第１のフラグを復号化し、前記パラメータ復号化ステップでは、前記ピクチャスキップフラグに基づいて前記パラメータの値を復号化し、前記第２のフラグ復号化ステップでは、前記ピクチャスキップフラグに基づいて、前記復号化対象ピクチャに含まれる各ブロックに対して設定された前記第２のフラグを復号化してもよい。
【００３９】
また、前記第１のフラグ復号化ステップでは、前記ピクチャスキップフラグの値が１の場合は、前記第１のフラグを復号化しなくてもよい。
【００４０】
また、前記パラメータ復号化ステップでは、前記ピクチャスキップフラグの値が１の場合は、前記パラメータを復号化しなくてもよい。
【００４１】
また、前記第２のフラグ復号化ステップでは、前記ピクチャスキップフラグの値が１の場合は、前記第２のフラグを復号化しなくてもよい。
【００４２】
また、前記インデックス復号化ステップでは、前記マージ候補数が１の場合は、復号化に用いられる前記マージ候補を特定するためのインデックスを復号化しなくてもよい。
【００４３】
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または記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００４４】
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。
【００４５】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００４６】
（実施の形態１）
図６は、本実施の形態に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００４７】
動画像符号化装置１００は、図６に示すように、減算部１０１と、直交変換部１０２と、量子化部１０３と、逆量子化部１０４と、逆直交変換部１０５と、加算部１０６、ブロックメモリ１０７と、フレームメモリ１０８と、イントラ予測部１０９と、インター予測部１１０と、インター予測制御部１１１と、ピクチャタイプ決定部１１２と、スイッチ１１３と、マージブロック候補算出部１１４と、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５と、可変長符号化部１１６と、ピクチャスキップ判定部１１７とを備える。
【００４８】
減算部１０１は、ブロック毎に、入力画像列に含まれる入力画像データから予測画像データを減算することにより予測誤差データを生成する。
【００４９】
直交変換部１０２は、生成された予測誤差データに対し、画像領域から周波数領域への変換を行う。
【００５０】
量子化部１０３は、周波数領域に変換された予測誤差データに対し、量子化処理を行う。
【００５１】
逆量子化部１０４は、量子化部１０３によって量子化処理された予測誤差データに対し、逆量子化処理を行う。
【００５２】
逆直交変換部１０５は、逆量子化処理された予測誤差データに対し、周波数領域から画像領域への変換を行う。
【００５３】
加算部１０６は、ブロック毎に、予測画像データと、逆直交変換部１０５によって逆量子化処理された予測誤差データとを加算することにより、再構成画像データを生成する。
【００５４】
ブロックメモリ１０７には、再構成画像データがブロック単位で保存される。
【００５５】
フレームメモリ１０８には、再構成画像データがフレーム単位で保存される。
【００５６】
ピクチャタイプ決定部１１２は、Ｉピクチャ、Ｂピクチャ、およびＰピクチャのいずれのピクチャタイプで入力画像データを符号化するかを決定する。そして、ピクチャタイプ決定部１１２は、決定されたピクチャタイプを示すピクチャタイプ情報を生成する。
【００５７】
イントラ予測部１０９は、ブロックメモリ１０７に保存されているブロック単位の再構成画像データを用いてイントラ予測を行うことにより、符号化対象ブロックのイントラ予測画像データを生成する。
【００５８】
インター予測部１１０は、フレームメモリ１０８に保存されているフレーム単位の再構成画像データと、動き検出等により導出した動きベクトルとを用いてインター予測を行うことにより、符号化対象ブロックのインター予測画像データ（予測画像）を生成する。
【００５９】
スイッチ１１３は、符号化対象ブロックがイントラ予測符号化される場合に、イントラ予測部１０９によって生成されたイントラ予測画像データを、符号化対象ブロックの予測画像データとして減算部１０１および加算部１０６に出力する。一方、スイッチ１１３は、符号化対象ブロックがインター予測符号化される場合に、インター予測部１１０によって生成されたインター予測画像データを、符号化対象ブロックの予測画像データとして減算部１０１および加算部１０６に出力する。
【００６０】
ピクチャスキップ判定部１１７は、後述する方法で、ピクチャスキップフラグの値を算出し、その算出されたピクチャスキップフラグをマージブロック候補算出部１１４に出力する。ここで、ピクチャスキップフラグが１と設定された場合は、ピクチャ内のすべてのブロックは、零ベクトルの動きベクトルを用いたスキップモードで符号化される。
【００６１】
マージブロック候補算出部１１４は、後述する方法で、符号化対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトル等、および、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５に格納されているｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等（ｃｏｌＰｉｃ情報）を用いて、マージモードおよびスキップモードのマージブロック候補（マージ候補）を導出する。そして、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補リストサイズ（マージ候補数）を算出する。また、マージブロック候補算出部１１４は、導出したマージブロック候補に対して、マージブロックインデックスの値を割り当てる。そして、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補とマージブロックインデックスとを、インター予測制御部１１１に送信する。また、マージブロック候補算出部１１４は、算出したマージブロック候補リストサイズ（具体的には、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄ）を可変長符号化部１１６に送信する。
【００６２】
インター予測制御部１１１は、ピクチャスキップフラグの値に応じて、符号化対象ブロックを、スキップモードで符号化するか、動き検出により導出された動きベクトルを用いる動きベクトル符号化モード（動きベクトル検出モード）で符号化するか、または、マージモードで符号化するかを判断する。つまり、インター予測制御部１１１は、スキップモード、動きベクトル符号化モード、およびマージモードの中から、符号化対象ブロックに適用される予測モード（符号化モードまたは予測符号化モード）を決定する。また、インター予測制御部１１１は、その予測モードがスキップモードであれば、スキップモードかどうかを表すスキップフラグ（第２のフラグ）、および、決定したマージブロック候補に対応するマージブロックインデックスを、可変長符号化部１１６に送信する。さらに、インター予測制御部１１１は、符号化対象ブロックの動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をｃｏｌＰｉｃメモリ１１５に転送する。
【００６３】
可変長符号化部１１６は、量子化処理された予測誤差データ、スキップフラグ、およびピクチャタイプ情報（ピクチャタイプ）に対し、可変長符号化処理を行うことで、ビットストリームを生成する。また、可変長符号化部１１６は、符号化に用いるマージブロックインデックスに、マージブロック候補リストサイズに応じたビット列を割り当てて、割り当てられたビット列に対して可変長符号化を行う。
【００６４】
図７は、本実施の形態に係る動画像符号化装置１００によって行われる動画像符号化方法を示すフローチャートである。まず、Ｓ１００では、後述する方法で、ピクチャスキップ判定を行い、ピクチャスキップフラグの値を決定する。Ｓ１０１では、ピクチャスキップフラグが１かどうかを判定し、その判定結果が真ならば（Ｓ１０１のＹｅｓ）、Ｓ１０２において、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ（第１のフラグ）に０を設定する。ここで、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇは、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルから時間予測動きベクトルモードによる動きベクトルを算出するかどうかを表すフラグである。このフラグは、スライスヘッダ、ＳＰＳ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｓｅｔ）、または、ＰＰＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｓｅｔ）等のヘッダ情報に付加される。ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇの値が１であれば、そのフラグは、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルから時間予測動きベクトルモードによる動きベクトルを算出し、そのｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックをｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄマージブロックとしてマージブロック候補リストに追加することを表す。また、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇの値が０であれば、そのフラグは、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルから時間予測動きベクトルモードによる動きベクトルの算出を行わないことを表す。Ｓ１０３では、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに４を設定し、Ｓ１０４では、上述のスキップフラグであるｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに１を設定する。
【００６５】
このように、Ｓ１０１において、ピクチャスキップフラグの値が１であると判定される場合は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇに値０、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値４、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに値１が設定される。
【００６６】
一方、Ｓ１０１の判定結果が偽の場合は（Ｓ１０１のＮｏ）、Ｓ１１０において、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇに値１が設定され、Ｓ１１１において、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値０が設定され、Ｓ１１２において、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに値０が設定される。なお、本実施の形態では、Ｓ１１１において、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値０を設定するとしたが、必ずしもこれには限らず、０以外の値を設定するようにしても構わない。
【００６７】
Ｓ１０５では、後述する方法で、符号化対象ブロックの隣接ブロックおよびｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックからマージブロック候補を生成し、また、マージブロック候補リストサイズを算出する。例えば、図３のような場合では、符号化対象ブロックの動きベクトルや参照ピクチャインデックスに対して、例えば、隣接ブロックＡ、Ｂ、ＣおよびＤと、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルから時間予測動きベクトルモードによって算出した動きベクトル等を含むｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄマージブロックとをマージブロック候補とする。そして、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄの値が０の場合、つまり、マージブロック候補リストサイズが５の場合は、図４のように各マージブロック候補に対してマージブロックインデックスを割当てる。また、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄの値が４の場合、つまり、マージブロック候補リストサイズが１の場合は、図９のように１つのマージブロック候補に対して１つのマージブロックインデックスを割当てる。
【００６８】
マージブロックインデックスの符号化では、値の小さいマージブロックインデックスに対し短い符号が割り振られる。即ち、マージブロックインデックスの値が小さい場合に必要な情報量が少なくなる。一方、値が大きくなると、必要な情報量が大きくなる。従って、より精度の高い動きベクトルや参照ピクチャインデックスとなる可能性の高いマージブロック候補に対して、値の小さいマージブロックインデックスを割り当てると、符号化効率が高くなる。例えば、マージブロックとして選ばれた回数をマージブロック候補毎に計測し、その回数が多いマージブロック候補に対し、値の小さいマージブロックインデックスを割り振る等が考えられる。具体的には、隣接ブロックの中から選択されたマージブロックを特定しておき、符号化対象ブロックの符号化の際に、特定したマージブロックに対するマージブロックインデックスの値を小さくすることが考えられる。
【００６９】
なお、ブロックが、イントラ予測で符号化されたブロックである場合や、ピクチャやスライスの境界外などに位置する場合や、まだ符号化されていない場合など、動きベクトル等の情報を保持しない場合には、そのブロックはマージブロック候補として利用できないと判断される。本実施の形態では、マージブロック候補として利用できないブロックをマージ不可能候補とし、マージブロック候補として利用できるブロックをマージ可能候補と記述する。また、他のいずれかのマージブロック候補と、動きベクトル、参照ピクチャインデックス、および、予測方向が一致しているマージブロック候補を重複候補と呼ぶ。図３の場合では、隣接ブロックＣがイントラ予測で符号化されたブロックであるため、隣接ブロックＣをマージ不可能候補とする。
【００７０】
Ｓ１０６では、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇを可変長符号化し、Ｓ１０７では、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇが１かどうかを判定する。Ｓ１０７の判定結果が真の場合は（Ｓ１０７のＹｅｓ）、Ｓ１０８において、符号化対象ブロックをスキップモードで符号化する。具体的には、スキップモードの予測画像生成に用いるマージブロック候補のマージブロックインデックスを、マージブロック候補リストサイズの大きさに従って可変長符号化する。なお、マージブロック候補リストサイズが１の場合は、マージブロックインデックスの値は０と推定できるため、マージブロックインデックスをビットストリームに付加しないことにより、符号化効率を向上するようにしても構わない。Ｓ１０７の判定結果が偽の場合は（Ｓ１０７のＮｏ）、Ｓ１０９において、動き検出により導出された動きベクトルを用いて生成したインター予測画像の予測誤差と、マージブロック候補によって生成したマージモードの予測画像の予測誤差とを比較する等によって決定した予測符号化モードで、符号化対象ブロックを符号化する。つまり、マージモードまたは動きベクトル符号化モードで符号化対象ブロックを符号化する。
【００７１】
なお、本実施の形態では、図４のように、隣接ブロックＡに対応するマージブロックインデックスの値を０とし、隣接ブロックＢに対応するマージブロックインデックスの値を１とし、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄマージブロックに対応するマージブロックインデックスの値を２とし、隣接ブロックＤに対応するマージブロックインデックスの値を３としている。しかし、必ずしも、マージブロックインデックスの割り当て方は、この例に限らない。例えば、後述する方法を用いて零ベクトル候補等の新規候補を追加した場合などには、元々のマージブロック候補には小さい値を割り振り、新規候補には大きい値を割り振るように、元々のマージブロック候補を優先するようにしても構わない。また、必ずしも、マージブロック候補は、隣接ブロックＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤに限定されず、例えば、左下隣接ブロックＤの上に位置する隣接ブロック等をマージブロック候補としても構わない。また、必ずしもすべての隣接ブロックを使用することに限定されず、例えば、隣接ブロックＡおよびＢのみをマージブロック候補としても良い。
【００７２】
また、本実施の形態では、図７のＳ１０８において、マージブロックインデックスをビットストリームに付随するとしたが、マージブロック候補リストサイズが１の場合は、マージブロックインデックスを付随させないようにしても構わない。これにより、マージブロックインデックスの情報量を削減できる。
【００７３】
なお、例えば、Ｓ１００の処理はピクチャスキップ判定部１１７によって行われ、Ｓ１０１〜Ｓ１０５およびＳ１１０〜Ｓ１１２の各処理はマージブロック候補算出部１１４によって行われる。また、例えば、Ｓ１０６の処理は可変長符号化部１１６によって行われ、Ｓ１０７〜Ｓ１０９の各処理は、インター予測部１１０およびインター予測制御部１１１を含む構成要素群によって行われる。
【００７４】
図８は、図７のＳ１００の詳細な処理の一例を示すフローチャートである。つまり、このフローチャートは、ピクチャスキップ判定部１１７が、符号化対象ピクチャの動き量を検出することによって、ピクチャスキップフラグの値を決める処理の一例を示す。以下、図８に基づいて詳細に説明する。
【００７５】
Ｓ１００ａでは、符号化対象ピクチャと参照ピクチャとを用いたブロックマッチング等により、ピクチャ間の全体の動き量を検出する。なお、画面全体の動き量は、符号化済みのピクチャを符号化する際に用いた動きベクトルの平均値等から算出するなど、どのような方法を用いて算出しても構わない。Ｓ１００ｂでは、画面全体の動き量が所定の閾値以下であるかどうかを判定する。その判定結果が真ならば（Ｓ１００ｂのＹｅｓ）、符号化対象ピクチャが動きの少ないピクチャであると判定し、Ｓ１００ｃにおいて、ピクチャスキップフラグに１を設定する。Ｓ１００ｂの判定結果が偽ならば（Ｓ１００ｂのＮｏ）、Ｓ１００ｄにおいて、ピクチャスキップフラグに０を設定する。このように、画面全体の動き量に応じてピクチャスキップフラグを設定することにより、例えば、連続する静止画像のような場合には、常にピクチャスキップフラグを１に設定でき、ピクチャスキップを用いることで符号化効率を向上できる。
【００７６】
図１０は、図７のＳ１０５の詳細な処理の一例を示すフローチャートである。つまり、このフローチャートは、マージブロック候補およびマージブロック候補リストサイズを算出する方法を表す。以下、図１０について説明する。
【００７７】
Ｓ１０５ａでは、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄを用いて、マージブロック候補リストサイズを算出する。Ｓ１０５ｂでは、マージブロック候補［Ｎ］がｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄマージブロックではない、または、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇの値が１であるかどうかを判定する。この判定結果が真ならば（Ｓ１０５ｂのＹｅｓ）、Ｓ１０５ｃにおいて、マージブロック候補［Ｎ］がマージ可能かどうかを判定し、マージ可能候補数を更新する。ここで、Ｎは各マージブロック候補を表すためのインデックス値であり、本実施の形態では０から４までの値をとる。具体的には、マージブロック候補［０］には図３の隣接ブロックＡ、マージブロック候補［１］には図３の隣接ブロックＢ、マージブロック候補［２］にはｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄマージブロック、マージブロック候補［３］には図３の隣接ブロックＣ、マージブロック候補［４］には図３の隣接ブロックＤを割り振る。また、マージ可能かどうかの判定には、マージブロック候補［Ｎ］がイントラ予測されるブロックかどうか、スライスまたはピクチャ境界外に位置するブロックかどうか、または、まだ符号化されていないブロックかどうかを判定する。この判定結果が真ならば、マージブロック候補［Ｎ］をマージ不可能候補と判定し、偽ならば、マージブロック候補［Ｎ］をマージ可能候補と判定する。
【００７８】
Ｓ１０５ｄでは、マージブロック候補［Ｎ］の動きベクトル、参照ピクチャインデックス、および予測方向を取得して、マージブロック候補リストに追加する。Ｓ１０５ｂの判定結果が偽、つまり、マージブロック候補［Ｎ］がｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄマージブロックで、かつ、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇが０の場合は（Ｓ１０５のＮｏ）、マージブロック候補［Ｎ］をマージブロック候補リストに追加しない。
【００７９】
Ｓ１０５ｅでは、Ｓ１０５ｂからＳ１０５ｄまでの処理を繰り返すことによって算出したマージ可能候補数がマージブロック候補リストサイズより小さいかどうかを判定する。この判定結果が真ならば（Ｓ１０５ｅのＹｅｓ）、Ｓ１０５ｆにおいて、新規候補として、マージブロック候補に零ベクトル候補を追加する。ここで、零ベクトル候補とは、動きベクトルの水平成分および垂直成分がともに値０であって、かつ、参照ピクチャインデックスが０であるような候補を示す。Ｓ１０５ｇでは、マージブロック候補リストサイズ以下の候補に、マージブロックインデックスを割り当てる。ここで、新規候補を追加する際には、元々あるマージブロック候補に小さいマージブロックインデックスが割りあたるように、マージブロックインデックスの再割当を行ってもよい。つまり、新規候補には値の大きいマージブロックインデックスを割当てるなど、元々あるマージブロック候補を優先するようにしても構わない。これによりマージブロックインデックスの符号量を削減できる。
【００８０】
図１１は、ピクチャスキップフラグが１の場合における各ブロックのスキップモードの動きベクトルを示す図である。つまり、図１１は、図７のＳ１００において、ピクチャスキップフラグを１に設定し、図７および図１０のフローチャートに従って、各ブロックのスキップモードの動きベクトルを算出した例を表す。
【００８１】
ピクチャの左上端に位置するブロックＡを符号化する場合は、ピクチャスキップフラグが１に設定されると、マージブロック候補リストサイズが１、かつ、隣接ブロックがピクチャ境界の外にある。そのため、すべてのブロックがマージ不可能、かつ、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇの値が０のため、マージブロック候補リストには零ベクトル候補のみが追加される。その結果、零ベクトルを用いたスキップモードによるブロックＡの符号化が行われる。
【００８２】
ピクチャの上端に位置する符号化対象ブロックＢを符号化する場合は、ピクチャスキップフラグが１に設定されると、マージブロック候補リストサイズが１、かつ、左隣接ブロックのみマージ可能、かつ、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇの値が０となる。したがって、マージブロック候補リストには、ブロックＡの動きベクトル、つまり、零ベクトル候補のみが追加される。その結果、零ベクトルを用いたスキップモードによるブロックＢの符号化が行われる。
【００８３】
ピクチャの左端に位置する符号化対象ブロックＣを符号化する場合は、ピクチャスキップフラグが１に設定されると、マージブロック候補リストサイズが１、かつ、上隣接ブロックのみマージ可能、かつ、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇの値が０となる。したがって、マージブロック候補リストには、ブロックＡの動きベクトル、つまり、零ベクトル候補のみが追加される。その結果、零ベクトルを用いたスキップモードによるブロックＣの符号化が行われる。
【００８４】
符号化対象ブロックＤを符号化する場合は、ピクチャスキップフラグが１に設定されると、マージブロック候補リストサイズが１、かつ、左隣接ブロックがマージ可能、かつ、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇの値が０となる。したがって、マージブロック候補リストには、ブロックＣの動きベクトル、つまり、零ベクトル候補のみが追加される。その結果、零ベクトルを用いたスキップモードによるブロックＤの符号化が行われる。
【００８５】
このように、ピクチャスキップフラグの値が１の場合は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇに値０、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値４（マージブロック候補リストサイズに値１）、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに値１を設定することによって、ピクチャ内のすべてのブロックを、零ベクトルを用いたスキップモードで符号化することができる。
【００８６】
このように、本実施の形態によれば、ピクチャスキップフラグの値を１に設定することによって、ピクチャ内のすべてのブロックを、零ベクトルを用いたスキップモードで符号化することができ、特に、連続する静止画像等に対する符号化効率を向上することができる。より具体的には、ピクチャスキップフラグの値が１の場合は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇに値０、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに値１を設定することによって、ピクチャ内のすべてのブロックを、零ベクトルを用いたスキップモードで符号化することができる。さらに、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値４（マージブロック候補リストサイズに値１）に設定することによって、マージブロックインデックスを送信する必要がなくなるため、ピクチャスキップ時の符号化効率を向上することができる。
【００８７】
なお、本実施の形態では、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値４（マージブロック候補リストサイズに値１）を設定し、マージブロック候補の零ベクトル候補を用いることによって、ピクチャ内のすべてのブロックを、零ベクトル候補を用いたスキップモードで符号化するとしたが、必ずしもこれには限らない。例えば、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値５（マージブロック候補リストサイズに値０）を設定し、マージブロック候補リストサイズが０の場合は、零ベクトルを用いたスキップモードで符号化することにより、マージブロック候補の算出を省略する。これにより、処理量を削減しながら、ピクチャ内のすべてのブロックを、零ベクトルを用いたスキップモードで符号化するようにしても構わない。
【００８８】
なお、本実施の形態は、符号化対象ブロックの隣接ブロックから動きベクトルや参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化を行うマージモードを用いた例を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、図９のように作成したマージブロック候補リストを用いて、動きベクトル検出モードの動きベクトルを符号化するようにしても構わない。つまり、動きベクトル検出モードの動きベクトルから、マージブロックインデックスで指定したマージブロック候補の動きベクトルを減ずることにより差分を求め、その差分および、マージブロックインデックスをビットストリームに付随するようにしても構わない。また、動きベクトル検出モードの参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿ＭＥと、マージブロック候補の参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿Ｍｅｒｇｅを用いて、マージブロック候補の動きベクトルＭＶ＿Ｍｅｒｇｅをスケーリングし、動きベクトル検出モードの動きベクトルからスケーリング後のマージブロック候補の動きベクトルｓｃａｌｅｄＭＶ＿Ｍｅｒｇｅを減ずることにより差分を求め、その差分および、マージブロックインデックスをビットストリームに付随するようにしても構わない。スケーリングの式の例を以下の（式１）に示す。
【００８９】
（式１）ｓｃａｌｅｄＭＶ＿Ｍｅｒｇｅ＝ＭＶ＿Ｍｅｒｇｅ×（ＰＯＣ（ＲｅｆＩｄｘ＿ＭＥ）−ｃｕｒＰＯＣ）／（ＰＯＣ（ＲｅｆＩｄｘ＿Ｍｅｒｇｅ）−ｃｕｒＰＯＣ）
【００９０】
ここで、ＰＯＣ（ＲｅｆＩｄｘ＿ＭＥ）は、参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿ＭＥが示す参照ピクチャの表示順、ＰＯＣ（ＲｅｆＩｄｘ＿Ｍｅｒｇｅ）は、参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿Ｍｅｒｇｅが示す参照ピクチャの表示順、ｃｕｒＰＯＣは、符号化対象ピクチャの表示順を示す。
【００９１】
（実施の形態２）
図１２は、本実施の形態に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００９２】
動画像復号化装置３００は、例えば、実施の形態１に係る動画像符号化装置１００によって生成されたビットストリームに含まれる符号化画像をブロック毎に復号化する。このような動画像復号化装置３００は、図１２に示すように、可変長復号化部３０１と、逆量子化部３０２と、逆直交変換部３０３と、加算部３０４と、ブロックメモリ３０５と、フレームメモリ３０６と、イントラ予測部３０７と、インター予測部３０８と、インター予測制御部３０９と、スイッチ３１０と、マージブロック候補算出部３１１と、ｃｏｌＰｉｃメモリ３１２とを備える。
【００９３】
可変長復号化部３０１は、入力されたビットストリームに対し、可変長復号化処理を行い、ピクチャタイプ情報（ピクチャタイプ）、スキップフラグ、マージブロック候補リストサイズ（具体的には、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄ）および量子化係数を生成する。また、可変長復号化部３０１は、マージブロック候補リストサイズを用いて、マージブロックインデックスの可変長復号化処理を行う。
【００９４】
逆量子化部３０２は、可変長復号化処理によって得られた量子化係数に対し、逆量子化処理を行う。
【００９５】
逆直交変換部３０３は、逆量子化処理によって得られた直交変換係数を、周波数領域から画像領域へ変換することにより、予測誤差データを生成する。
【００９６】
ブロックメモリ３０５には、予測誤差データと予測画像データとが加算されて生成された復号化画像列が、ブロック単位で保存される。
【００９７】
フレームメモリ３０６には、復号化画像列がフレーム単位で保存される。
【００９８】
イントラ予測部３０７は、ブロックメモリ３０５に保存されているブロック単位の復号化画像列を用いてイントラ予測することにより、復号化対象ブロックの予測画像データを生成する。
【００９９】
インター予測部３０８は、フレームメモリ３０６に保存されているフレーム単位の復号化画像列を用いてインター予測することにより、復号化対象ブロックのインター予測画像データ（予測画像）を生成する。
【０１００】
スイッチ３１０は、復号化対象ブロックがイントラ予測復号化される場合に、イントラ予測部３０７によって生成されたイントラ予測画像データを、復号化対象ブロックの予測画像データとして加算部３０４に出力する。一方、スイッチ３１０は、復号化対象ブロックがインター予測復号化される場合に、インター予測部３０８によって生成されたインター予測画像データを、復号化対象ブロックの予測画像データとして加算部３０４に出力する。
【０１０１】
マージブロック候補算出部３１１は、後述する方法で、マージブロック候補リストサイズを算出し、復号化対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトル等、および、ｃｏｌＰｉｃメモリに格納されているｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等（ｃｏｌＰｉｃ情報）を用いて、マージモードおよびスキップモードのマージブロック候補を導出する。また、マージブロック候補算出部３１１は、導出した各マージブロック候補に対し、マージブロックインデックスの値を割当て、マージブロック候補とマージブックインデックスとをインター予測制御部３０９に送信する。
【０１０２】
インター予測制御部３０９は、復号化されたスキップフラグが「０」ならば、動きベクトル検出モードまたはマージモードの情報を用いて、インター予測部３０８にインター予測画像を生成させる。一方、スキップフラグが「１」ならば、インター予測制御部３０９は、複数のマージブロック候補から、復号化したマージブロックインデックスに基づいて、インター予測に用いる動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向を決定する。そして、インター予測制御部３０９は、決定された動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向を用いて、インター予測部３０８にインター予測画像を生成させる。また、インター予測制御部３０９は、復号化対象ブロックの動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をｃｏｌＰｉｃメモリ３１２に転送する。
【０１０３】
最後に、加算部３０４は、予測画像データと予測誤差画像データとを加算することにより、復号化画像列を生成する。
【０１０４】
図１３は、本実施の形態に係る動画像復号化装置３００によって行われる動画像復号化方法を示すフローチャートである。まず、Ｓ３００では、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇを復号化し、Ｓ３０１では、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄを復号化する。Ｓ３０２では、図１０に示す方法と同様の方法で、マージブロック候補リストサイズを算出し、復号化対象ブロックの隣接ブロックおよびｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックからマージブロック候補を生成する。Ｓ３０３では、算出したマージブロック候補リストサイズを用いて、ビットストリーム中のマージブロックインデックスを可変長復号化する。なお、マージブロック候補リストサイズが１の場合は、マージブロックインデックスを復号化せずに、マージブロックインデックスの値を０と推定するようにしても構わない。Ｓ３０４では、ビットストリーム中のｓｋｉｐ＿ｆｌａｇを復号化し、Ｓ３０５では、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇが１かどうかを判定する。Ｓ３０５の判定結果が真であれば（Ｓ３０５のＹｅｓ）、Ｓ３０６において、マージブロックインデックスの示すマージブロック候補の動きベクトル、参照ピクチャインデックス、および、予測方向を用いて、スキップモードのインター予測画像を生成する。つまり、スキップモードで復号化対象ブロックを復号化する。Ｓ３０５の判定結果が偽ならば（Ｓ３０５のＮｏ）、Ｓ３０７において、マージモードまたは動きベクトル符号化モードの情報を用いて、インター予測画像を生成する。つまり、マージモードまたは動きベクトル符号化モードで復号化対象ブロックを復号化する。
【０１０５】
なお、例えば、Ｓ３００、Ｓ３０１、Ｓ３０３およびＳ３０４の各処理は可変長復号化部３０１によって行われ、Ｓ３０３の処理はマージブロック候補算出部３１１によって行われる。また、例えば、Ｓ３０５〜Ｓ３０７の各処理はインター予測制御部３０９およびインター予測部３０８を含む構成要素群によって行われる。
【０１０６】
図１４は、本実施の形態におけるシンタックスの一例を示す図である。具体的には、このシンタックスは、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄおよび、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇをビットストリームに付随させる際のシンタックスである。
【０１０７】
このように、本実施の形態では、ピクチャスキップフラグの値を１に設定することによって、ピクチャ内のすべてのブロックを、零ベクトルを用いたスキップモードで符号化することによって生成されたビットストリーム、特に、連続する静止画像等の符号化効率を向上したビットストリームを、適切に復号化することができる。より具体的には、ピクチャスキップフラグの値が１の場合は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇに値０、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに値１が設定される。この設定によって、ピクチャ内のすべてのブロックが、零ベクトルを用いたスキップモードで符号化されることによって生成されたビットストリームを、適切に復号化することができる。さらに、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値４（マージブロック候補リストサイズに値１）が設定されることによって、動画像符号化装置１００はマージブロックインデックスを送信する必要がなくなる。したがって、本実施の形態における動画像復号化装置３００は、ピクチャスキップ時の符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号化することができる。
【０１０８】
（実施の形態３）
図１５は、本実施の形態に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態は、ピクチャスキップフラグをビットストリームに付加する点のみ、実施の形態１と異なり、その他の点は同様のため説明を省略する。
【０１０９】
動画像符号化装置１００ａは、図１５に示すように、減算部１０１と、直交変換部１０２と、量子化部１０３と、逆量子化部１０４と、逆直交変換部１０５と、加算部１０６、ブロックメモリ１０７と、フレームメモリ１０８と、イントラ予測部１０９と、インター予測部１１０と、インター予測制御部１１１と、ピクチャタイプ決定部１１２と、スイッチ１１３と、マージブロック候補算出部１１４と、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５と、可変長符号化部１１６ａと、ピクチャスキップ判定部１１７とを備える。
【０１１０】
ピクチャスキップ判定部１１７は、図８に示す方法と同様の方法で、ピクチャスキップフラグの値を算出する。ここで、ピクチャスキップフラグが１と設定された場合は、ピクチャ内のすべてのブロックが、零ベクトルの動きベクトルを用いたスキップモードで符号化される。そして、ピクチャスキップ判定部１１７は、その算出されたピクチャスキップフラグをマージブロック候補算出部１１４および可変長符号化部１１６ａに出力する。
【０１１１】
マージブロック候補算出部１１４は、後述する方法で、符号化対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトル等、および、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５に格納されているｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等（ｃｏｌＰｉｃ情報）を用いて、マージモードおよびスキップモードのマージブロック候補を導出する。そして、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補リストサイズを算出する。また、マージブロック候補算出部１１４は、導出したマージブロック候補に対して、マージブロックインデックスの値を割り当てる。そして、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補とマージブロックインデックスとを、インター予測制御部１１１に送信する。また、マージブロック候補算出部１１４は、算出したマージブロック候補リストサイズを可変長符号化部１１６ａに送信する。
【０１１２】
可変長符号化部１１６ａは、スキップフラグ、マージブロックインデックス、ピクチャタイプおよびマージブロック候補リストサイズ（具体的には、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄ）だけでなく、ピクチャスキップフラグに対しても可変長符号化を行う。
【０１１３】
図１６は、本実施の形態に係る動画像符号化装置１００ａによって行われる動画像符号化方法を示すフローチャートである。まず、Ｓ５００では、図８に示す方法と同様の方法で、ピクチャスキップ判定を行い、ピクチャスキップフラグの値を決定する。そして、ピクチャスキップフラグをヘッダに付加する。Ｓ５０１では、ピクチャスキップフラグが１かどうかを判定し、その判定結果が真ならば（Ｓ５０１のＹｅｓ）、Ｓ５０２において、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇに０を設定する。Ｓ５０３では、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに４を設定し、Ｓ５０４では、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに１を設定する。
【０１１４】
このように、Ｓ５０１において、ピクチャスキップフラグの値が１であると判定される場合は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇに値０、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値４、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに値１が設定される。
【０１１５】
一方、Ｓ５０１の判定結果が偽の場合は（Ｓ５０１のＮｏ）、Ｓ５１０において、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇに値１を設定してヘッダに付加し、Ｓ５１１において、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値０を設定してヘッダに付加する。そして、Ｓ５１２において、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに値０が設定される。
【０１１６】
このように、ピクチャスキップ時（Ｓ５０１のＹｅｓ）にｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ、および、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄをビットストリームに付加しないことで、符号化効率を向上することができる。なお、本実施の形態では、Ｓ５１１において、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値０を設定するとしたが、必ずしもこれには限らず、０以外の値を設定するようにしても構わない。
【０１１７】
Ｓ５０５では、図１０に示す方法と同様の方法で、符号化対象ブロックの隣接ブロックおよびｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックからマージブロック候補を生成し、また、マージブロック候補リストサイズを算出する。Ｓ５０６では、ピクチャスキップフラグの値に応じてｓｋｉｐ＿ｆｌａｇを可変長符号化する。具体的には、ピクチャスキップフラグが１の場合は、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇは１と推定できるため、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇをビットストリームに付加しない。ピクチャスキップフラグが０の場合は、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇを可変長符号化してビットストリームに付加する。これにより、ピクチャスキップ時にｓｋｉｐ＿ｆｌａｇをビットストリームに付加することを省略できるため、符号化効率を向上することができる。
【０１１８】
Ｓ５０７では、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇが１かどうかを判定する。Ｓ５０７の判定結果が真の場合は（Ｓ５０７のＹｅｓ）、Ｓ５０８において、符号化対象ブロックをスキップモードで符号化する。具体的には、スキップモードの予測画像生成に用いるマージブロック候補のマージブロックインデックスを、マージブロック候補リストサイズの大きさに従って可変長符号化する。なお、マージブロック候補リストサイズが１の場合は、マージブロックインデックスの値は０と推定できるため、マージブロックインデックスをビットストリームに付加しないことにより、符号化効率を向上するようにしても構わない。Ｓ５０７の判定結果が偽の場合は（Ｓ５０７のＮｏ）、Ｓ５０９において、動き検出により導出された動きベクトルを用いて生成したインター予測画像の予測誤差と、マージブロック候補によって生成した予測画像の予測誤差とを比較する等によって決定した予測符号化モードで、符号化対象ブロックを符号化する。つまり、マージモードまたは動きベクトル符号化モードで符号化対象ブロックを符号化する。
【０１１９】
なお、例えば、Ｓ５００の処理はピクチャスキップ判定部１１７および可変長符号化部１１６ａによって行われ、Ｓ５０１〜Ｓ５０５およびＳ５１０〜Ｓ５１２の各処理はマージブロック候補算出部１１４および可変長符号化部１１６ａによって行われる。また、例えば、Ｓ５０６の処理は可変長符号化部１１６ａによって行われ、Ｓ５０７〜Ｓ５０９の各処理は、インター予測部１１０およびインター予測制御部１１１を含む構成要素群によって行われる。
【０１２０】
なお、本実施の形態では、図４のように、隣接ブロックＡに対応するマージブロックインデックスの値を０とし、隣接ブロックＢに対応するマージブロックインデックスの値を１とし、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄマージブロックに対応するマージブロックインデックスの値を２とし、隣接ブロックＤに対応するマージブロックインデックスの値を３としている。しかし、必ずしも、マージブロックインデックスの割り当て方は、この例に限らない。例えば、後述する方法を用いて零ベクトル候補等の新規候補を追加した場合などには、元々のマージブロック候補には小さい値を割り振り、新規候補には大きい値を割り振るように、元々のマージブロック候補を優先するようにしても構わない。また、必ずしも、マージブロック候補は、隣接ブロックＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤに限定されず、例えば、左下隣接ブロックＤの上に位置する隣接ブロック等をマージブロック候補としても構わない。また、必ずしもすべての隣接ブロックを使用することに限定されず、例えば、隣接ブロックＡおよびＢのみをマージブロック候補としても良い。
【０１２１】
また、本実施の形態では、図１６のＳ５０８において、マージブロックインデックスをビットストリームに付随するとしたが、マージブロック候補リストサイズが１の場合は、マージブロックインデックスを付随させないようにしても構わない。これにより、マージブロックインデックスの情報量を削減できる。
【０１２２】
このように、本実施の形態によれば、ピクチャスキップフラグの値を１に設定し、ヘッダに付加することによって、ピクチャ内のすべてのブロックを、零ベクトルを用いたスキップモードで符号化することができ、特に、連続する静止画像等の符号化効率を向上することができる。より具体的には、ピクチャスキップフラグの値が１の場合は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇに値０、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに値１を設定することによって、ピクチャ内のすべてのブロックを、零ベクトルを用いたスキップモードで符号化することができる。さらに、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値４（マージブロック候補リストサイズに値１）に設定することによって、マージブロックインデックスを送信する必要がなくなるため、ピクチャスキップ時の符号化効率を向上することができる。さらに、ピクチャスキップフラグが１の場合は、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇ、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ、および、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄをビットストリームに付加しないことにより、符号化効率を向上することができる。
【０１２３】
なお、本実施の形態では、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値４（マージブロック候補リストサイズに値１）を設定し、マージブロック候補の零ベクトル候補を用いることによって、ピクチャ内のすべてのブロックを、零ベクトル候補を用いたスキップモードで符号化するとしたが、必ずしもこれには限らない。例えば、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値５（マージブロック候補リストサイズに値０）を設定し、マージブロック候補リストサイズが０の場合は、零ベクトルを用いたスキップモードで符号化することにより、マージブロック候補の算出を省略する。これにより、処理量を削減しながら、ピクチャ内のすべてのブロックを、零ベクトルを用いたスキップモードで符号化するようにしても構わない。
【０１２４】
（実施の形態４）
図１７は、本実施の形態に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態は、ビットストリームからピクチャスキップフラグを復号化する点のみ、実施の形態２と異なり、その他の点は同様のため説明を省略する。
【０１２５】
動画像復号化装置３００ａは、例えば、実施の形態３に係る動画像符号化装置１００ａによって生成されたビットストリームに含まれる符号化画像をブロック毎に復号化する。このような動画像復号化装置３００ａは、図１７に示すように、可変長復号化部３０１ａと、逆量子化部３０２と、逆直交変換部３０３と、加算部３０４と、ブロックメモリ３０５と、フレームメモリ３０６と、イントラ予測部３０７と、インター予測部３０８と、インター予測制御部３０９と、スイッチ３１０と、マージブロック候補算出部３１１と、ｃｏｌＰｉｃメモリ３１２とを備える。
【０１２６】
可変長復号化部３０１ａは、入力されたビットストリームに対し、可変長復号化処理を行い、ピクチャタイプ情報（ピクチャタイプ）、ピクチャスキップフラグ、スキップフラグ、マージブロック候補リストサイズ（具体的には、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄ）および量子化係数を生成する。また、可変長復号化部３０１ａは、マージブロック候補リストサイズを用いて、マージブロックインデックスの可変長復号化処理を行う。
【０１２７】
マージブロック候補算出部３１１は、後述する方法で、マージブロック候補リストサイズを算出し、復号化対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトル等、および、ｃｏｌＰｉｃメモリに格納されているｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等（ｃｏｌＰｉｃ情報）を用いて、マージモードおよびスキップモードのマージブロック候補を導出する。また、マージブロック候補算出部３１１は、導出した各マージブロック候補に対し、マージブロックインデックスの値を割当て、マージブロック候補とマージブロックインデックスとを、インター予測制御部３０９に送信する。
【０１２８】
インター予測制御部３０９は、復号化されたスキップフラグが「０」ならば、動きベクトル検出モードまたはマージモードの情報を用いて、インター予測部３０８にインター予測画像を生成させる。一方、スキップフラグが「１」ならば、インター予測制御部３０９は、複数のマージブロック候補から、復号化したマージブロックインデックスに基づいて、インター予測に用いる動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向を決定する。そして、インター予測制御部３０９は、決定された動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向を用いて、インター予測部３０８にインター予測画像を生成させる。また、インター予測制御部３０９は、復号化対象ブロックの動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をｃｏｌＰｉｃメモリ３１２に転送する。
【０１２９】
最後に、加算部３０４は、予測画像データと予測誤差画像データとを加算することにより、復号化画像列を生成する。
【０１３０】
図１８は、本実施の形態に係る動画像復号化装置３００ａによって行われる動画像復号化方法を示すフローチャートである。まず、Ｓ７００では、ビットストリームから、ピクチャスキップフラグを復号化する。Ｓ７０１では、ピクチャスキップフラグが０かどうかを判定する。その判定結果が真ならば（Ｓ７０１のＹｅｓ）、Ｓ７０２において、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇを復号化し、Ｓ７０３において、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄを復号化する。
【０１３１】
一方、Ｓ７０１の判定結果が偽ならば（Ｓ７０１のＮｏ）、Ｓ７０４において、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇに値０を設定し、Ｓ７０５において、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値４を設定する。Ｓ７０６では、図１０に示す方法と同様の方法で、マージブロック候補リストサイズを算出し、復号化対象ブロックの隣接ブロックおよびｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックからマージブロック候補を生成する。Ｓ７０７では、算出したマージブロック候補リストサイズを用いて、ビットストリーム中のマージブロックインデックスを可変長復号化する。なお、マージブロック候補リストサイズが１の場合は、マージブロックインデックスを復号化せずに、マージブロックインデックスを０と推定するようにしても構わない。Ｓ７０８では、ピクチャスキップフラグが０かどうかを判定する。この判定結果が真ならば（Ｓ７０８のＹｅｓ）、Ｓ７０９において、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇを復号化する。Ｓ７０８の判定結果が偽ならば（Ｓ７０８のＮｏ）、Ｓ７１０において、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに値１を設定する。Ｓ７１１では、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇが１かどうかを判定する。Ｓ７１１の判定結果が真であれば（Ｓ７１１のＹｅｓ）、Ｓ７１２において、マージブロックインデックスの示すマージブロック候補の動きベクトル、参照ピクチャインデックス、および、予測方向を用いて、スキップモードのインター予測画像を生成する。つまり、スキップモードで復号化対象ブロックを復号化する。Ｓ７１１の判定結果が偽ならば（Ｓ７１１のＮｏ）、Ｓ７１３において、マージモードまたは動きベクトル符号化モードの情報を用いて、インター予測画像を生成する。つまり、マージモードまたは動きベクトル符号化モードで復号化対象ブロックを復号化する。
【０１３２】
なお、例えば、Ｓ７００〜Ｓ７０５およびＳ７０７〜Ｓ７１０の各処理は可変長復号化部３０１ａによって行われ、Ｓ７０６の処理はマージブロック候補算出部３１１によって行われる。また、例えば、Ｓ７１１〜Ｓ７１３の各処理はインター予測制御部３０９およびインター予測部３０８を含む構成要素群によって行われる。
【０１３３】
図１９は、本実施の形態におけるシンタックスの一例を示す図である。具体的には、このシンタックスは、ピクチャスキップフラグ（ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇ）、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄおよび、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇをビットストリームに付随させる際のシンタックスである。なお、ピクチャスキップフラグは、ＳＰＳやＰＰＳ等の他のヘッダに付加するようにしても構わない。
【０１３４】
このように、本実施の形態では、ピクチャスキップフラグの値を１に設定し、ヘッダに付加することによって、ピクチャ内のすべてのブロックを、零ベクトルを用いたスキップモードで符号化することによって生成されたビットストリーム、特に、連続する静止画像等の符号化効率を向上したビットストリームを、適切に復号化できる。より具体的には、ピクチャスキップフラグの値が１の場合は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇに値０、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇに値１が設定される。この設定によって、ピクチャ内のすべてのブロックが、零ベクトルを用いたスキップモードで符号化されることによって生成されたビットストリームを、適切に復号化することができる。さらに、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄに値４（マージブロック候補リストサイズに値１）が設定されることによって、動画像符号化装置１００ａはマージブロックインデックスを送信する必要がなくなる。したがって、本実施の形態における動画像復号化装置３００ａは、ピクチャスキップ時の符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号化することができる。さらに、ピクチャスキップフラグが１の場合は、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇ、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ、および、ｆｉｖｅ＿ｍｉｎｕｓ＿ｍａｘ＿ｎｕｍ＿ｍｅｒｇｅ＿ｃａｎｄはビットストリームに付加されない。したがって、本実施の形態における動画像復号化装置３００ａは、上述の各情報が付加されないことによって符号化効率を向上したビットストリームを、適切に復号化することができる。
【０１３５】
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の動画像符号化装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【０１３６】
すなわち、このプログラムは、コンピュータに以下の動画像符号化方法を実行させる。この動画像符号化方法は、マージ候補の予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをマージして、符号化対象ブロックを符号化する動画像符号化方法であって、符号化対象ピクチャ内のすべてのブロックをスキップモードで符号化するかどうかを判定するピクチャスキップ判定ステップと、前記符号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれる、前記符号化対象ブロックに時間的に隣接するブロックを参照するかどうかを示す第１のフラグを、前記判定の結果に基づいて設定する第１のフラグ設定ステップと、マージ候補数を決定するためのパラメータの値を、前記判定の結果に基づいて設定するパラメータ設定ステップと、前記符号化対象ピクチャに含まれる各ブロックに対して、当該ブロックをスキップモードで符号化するかどうかを示す第２のフラグを、前記判定の結果に基づいて設定する第２のフラグ設定ステップと、前記符号化対象ブロックと同一ピクチャ内にある、前記符号化対象ブロックに空間的に隣接するブロックまたは、前記符号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれる、前記符号化対象ブロックに時間的に隣接するブロックである隣接ブロックを含む、少なくとも１つ以上の候補から、前記マージに用いることが可能な少なくとも１つの候補をそれぞれマージ候補として、前記第１のフラグおよび前記マージ候補数に基づいて決定するマージ候補決定ステップと、決定された少なくとも１つのマージ候補の中から、前記符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択するマージ候補選択ステップと、選択された前記マージ候補を特定するためのインデックスを前記マージ候補数の値に応じて符号化し、ビットストリームに付随させるインデックス符号化ステップと、を有する。
【０１３７】
また、ここで、上記各実施の形態の動画像復号化装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。すなわち、このプログラムは、コンピュータに以下の動画像復号化方法を実行させる。この動画像復号化方法は、マージ候補の予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをマージして、復号化対象ブロックを復号化する動画像復号化方法であって、復号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれる、前記復号化対象ブロックに時間的に隣接するブロックを参照するかどうかを示す第１のフラグを復号化する第１のフラグ復号化ステップと、マージ候補数を決定するためのパラメータの値を復号化するパラメータ復号化ステップと、前記復号化対象ピクチャに含まれる各ブロックに設定された、当該ブロックをスキップモードで復号化するかどうかを示す第２のフラグを復号化する第２のフラグ復号化ステップと、前記復号化対象ブロックと同一ピクチャ内にある、前記復号化対象ブロックに空間的に隣接するブロックまたは、前記復号化対象ピクチャと異なるピクチャに含まれる、前記復号化対象ブロックに時間的に隣接するブロックである隣接ブロックを含む、少なくとも１つ以上の候補から、前記マージに用いることが可能な少なくとも１つの候補をそれぞれマージ候補として、前記第１のフラグおよび前記マージ候補数に基づいて決定するマージ候補決定ステップと、決定された少なくとも１つのマージ候補の中から、前記復号化対象ブロックの復号化に用いられるマージ候補を特定するためのインデックスを、前記マージ候補数の値に応じて復号化するインデックス復号化ステップと、を有する。
【０１３８】
以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る動画像符号化装置および動画像復号化装置について、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、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１３９】
（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（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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
図２０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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図２０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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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）。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図２１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）。
【０１５１】
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。
【０１５２】
図２２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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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２３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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
図２４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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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２２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。
【０１６２】
図２５Ａ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。
【０１６３】
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図２５Ｂ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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
（実施の形態６）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
図２６は、多重化データの構成を示す図である。図２６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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
図２７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。
【０１７９】
図２８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２８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２８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。
【０１８０】
図２９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２９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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
図３０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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
多重化データ情報ファイルは、図３１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。
【０１８５】
多重化データ情報は図３１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。
【０１８６】
ストリーム属性情報は図３２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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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３３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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
（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３４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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
（実施の形態８）
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。
【０１９８】
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３５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。
【０１９９】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図３４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３４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６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６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３７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。
【０２００】
図３６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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
（実施の形態９）
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。
【０２０６】
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３８Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明の一態様に特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
【０２０７】
また、処理を一部共有化する他の例を図３８Ｂ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。
【０２０８】
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】
【０２０９】
本発明に係る動画像符号化方法および動画像復号化方法は、あらゆるマルチメディアデータに適用することができ、動画像符号化および復号化のエラー耐性を向上させることが可能であり、例えば携帯電話、ＤＶＤ装置、およびパーソナルコンピュータ等を用いた蓄積、伝送、通信等における動画像符号化方法および動画像復号化方法として有用である。
【符号の説明】
【０２１０】
１００、１００ａ    動画像符号化装置
１０１    減算部
１０２    直交変換部
１０３    量子化部
１０４、３０２    逆量子化部
１０５、３０３    逆直交変換部
１０６、３０４    加算部
１０７、３０５    ブロックメモリ
１０８、３０６    フレームメモリ
１０９、３０７    イントラ予測部
１１０、３０８    インター予測部
１１１、３０９    インター予測制御部
１１２    ピクチャタイプ決定部
１１３、３１０    スイッチ
１１４、３１１    予測動きベクトル候補算出部
１１５、３１２    ｃｏｌＰｉｃメモリ
１１６、１１６ａ    可変長符号化部
１１７    ピクチャスキップ判定部
３００、３００ａ    動画像復号化装置
３０１、３０１ａ    可変長復号化部
【図１】
2019022226.tif 000003
【図２】
2019022226.tif 000004
【図３】
2019022226.tif 000005
【図４】
2019022226.tif 000006
【図５】
2019022226.tif 000007
【図６】
2019022226.tif 000008
【図７】
2019022226.tif 000009
【図８】
2019022226.tif 000010
【図９】
2019022226.tif 000011
【図１０】
2019022226.tif 000012
【図１１】
2019022226.tif 000013
【図１２】
2019022226.tif 000014
【図１３】
2019022226.tif 000015
【図１４】
2019022226.tif 000016
【図１５】
2019022226.tif 000017
【図１６】
2019022226.tif 000018
【図１７】
2019022226.tif 000019
【図１８】
2019022226.tif 000020
【図１９】
2019022226.tif 000021
【図２０】
2019022226.tif 000022
【図２１】
2019022226.tif 000023
【図２２】
2019022226.tif 000024
【図２３】
2019022226.tif 000025
【図２４】
2019022226.tif 000026
【図２５Ａ】
2019022226.tif 000027
【図２５Ｂ】
2019022226.tif 000028
【図２６】
2019022226.tif 000029
【図２７】
2019022226.tif 000030
【図２８】
2019022226.tif 000031
【図２９】
2019022226.tif 000032
【図３０】
2019022226.tif 000033
【図３１】
2019022226.tif 000034
【図３２】
2019022226.tif 000035
【図３３】
2019022226.tif 000036
【図３４】
2019022226.tif 000037
【図３５】
2019022226.tif 000038
【図３６】
2019022226.tif 000039
【図３７】
2019022226.tif 000040
【図３８Ａ】
2019022226.tif 000041
【図３８Ｂ】
2019022226.tif 000042