(57)【要約】【課題】適切に復号できる符号化信号を生成する。【解決手段】画像符号化方法は、所定の画像符号化規格の所定の拡張規格が使用されるか否かを示す第１フラグを符号化する第１フラグ符号化ステップ（Ｓ５０１）と、前記第１フラグにより前記拡張規格が使用されることが示される場合（Ｓ５０２でＹｅｓ）、前記拡張規格に含まれる符号化方式であって、対象ブロックの差分信号に含まれる互いに隣接するサンプルの差分を符号化する第１方式が用いられるか否かを示す第２フラグを符号化する第２フラグ符号化ステップ（Ｓ５０３）と、前記第２フラグにより前記第１方式が用いられることが示される場合（Ｓ５０４でＹｅｓ）、前記第１方式を用いて前記画像を符号化する画像符号化ステップ（Ｓ５０５）とを含む。【選択図】図９
2015019355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を符号化する画像符号化方法であって、
所定の画像符号化規格の所定の拡張規格が使用されるか否かを示す第１フラグを符号化する第１フラグ符号化ステップと、
前記第１フラグにより前記拡張規格が使用されることが示される場合、前記拡張規格に含まれる符号化方式であって、対象ブロックの差分信号に含まれる互いに隣接するサンプルの差分を符号化する第１方式が用いられるか否かを示す第２フラグを符号化する第２フラグ符号化ステップと、
前記第２フラグにより前記第１方式が用いられることが示される場合、前記第１方式を用いて前記画像を符号化する画像符号化ステップとを含む
画像符号化方法。
【請求項２】
前記第２フラグ符号化ステップでは、前記第２フラグを、複数のピクチャを含む単位であるシーケンスのヘッダに書き込む
請求項１記載の画像符号化方法。
【請求項３】
前記画像符号化ステップでは、前記第２フラグにより前記第１方式が用いられないことが示される場合、前記画像符号化規格に含まれる符号化方式であって、前記対象ブロックの前記差分信号を符号化する第２方式を用いて前記画像を符号化する
請求項１又は２記載の画像符号化方法。
【請求項４】
前記画像符号化方法は、さらに、
前記拡張規格に含まれる符号化方式であって、輝度信号から色差信号を予測する第３方式が用いられるか否かを示す第３フラグを符号化する第３フラグ符号化ステップを含み、
前記画像符号化ステップでは、前記第３フラグにより前記第３方式が用いられることが示される場合、前記第３方式を用いて前記画像を符号化する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項５】
前記第３フラグ符号化ステップでは、前記第３フラグを、ピクチャ単位のヘッダに書き込む
請求項４記載の画像符号化方法。
【請求項６】
画像が符号化されることにより得られたビットストリームを復号する画像復号方法であって、
前記ビットストリームから、所定の画像符号化規格の拡張規格が使用されているか否かを示す第１フラグを復号する第１フラグ復号ステップと、
前記第１フラグにより前記拡張規格が使用されることが示される場合、前記拡張規格に含まれる符号化方式であって、対象ブロックの差分信号に含まれる互いに隣接するサンプルの差分を符号化する第１方式が用いられているか否かを示す第２フラグを前記ビットストリームから復号する第２フラグ復号ステップと、
前記第２フラグにより前記第１方式が用いられることが示される場合、前記第１方式で符号化された信号を復号する復号方式で、前記ビットストリームから前記画像を復号する画像復号ステップとを含む
画像復号方法。
【請求項７】
前記第２フラグ復号ステップでは、前記ビットストリームに含まれる複数のピクチャを含む単位であるシーケンスのヘッダから前記第２フラグを復号する
請求項６記載の画像復号方法。
【請求項８】
前記画像復号ステップでは、前記第２フラグにより前記第１方式が用いられていないことが示される場合、前記画像符号化規格に含まれる符号化方式であって、前記対象ブロックの前記差分信号を符号化する第２方式で符号化された信号を復号する復号方式で、前記ビットストリームから前記画像を復号する
請求項６又は７記載の画像復号方法。
【請求項９】
前記画像復号方法は、さらに、
前記拡張規格に含まれる符号化方式であって、輝度信号から色差信号を予測する第３方式が用いられるか否かを示す第３フラグを復号する第３フラグ復号ステップを含み、
前記画像復号ステップでは、前記第３フラグにより前記第３方式が用いられることが示される場合、前記第３方式で符号化された信号を復号する復号方式で、前記画像を復号する
請求項６〜８のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項１０】
前記第３フラグ復号ステップでは、前記ビットストリームに含まれるピクチャ単位のヘッダから前記第３フラグを復号する
請求項９記載の画像復号方法。
【請求項１１】
画像を符号化する画像符号化装置であって、
処理回路と、
前記処理回路からアクセス可能な記憶装置とを備え、
前記処理回路は、前記記憶装置を用いて、
請求項１記載の画像符号化方法を実行する
画像符号化装置。
【請求項１２】
画像が符号化されることにより得られたビットストリームを復号する画像復号装置であって、
処理回路と、
前記処理回路からアクセス可能な記憶装置とを備え、
前記処理回路は、前記記憶装置を用いて、
請求項６記載の画像復号方法を実行する
画像復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像符号化方法及び画像復号方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｈ．２６ｘと称されるＩＴＵ−Ｔ規格及びＭＰＥＧ−ｘと称されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格に代表される画像符号化規格が知られている。また、最新の画像符号化規格としてＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）が検討されている（非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ  Ｔｅａｍ  ｏｎ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ  （ＪＣＴ−ＶＣ）  ｏｆ  ＩＴＵ−Ｔ  ＳＧ１６  ＷＰ３  ａｎｄ  ＩＳＯ／ＩＥＣ  ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１６  ＷＰ３  ａｎｄ  ＩＳＯ／ＩＥＣ  ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１  １２ｔｈ  Ｍｅｅｔｉｎｇ：  Ｇｅｎｅｖａ，  ＣＨ，  １４−２３  Ｊａｎ．  ２０１３，  ＪＣＴＶＣ−Ｌ１００３，  “Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ  （ＨＥＶＣ）  ｔｅｘｔ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｄｒａｆｔ  １０  （ｆｏｒ  ＦＤＩＳ  ＆  Ｌａｓｔ  Ｃａｌｌ）”
【非特許文献２】Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ  Ｔｅａｍ  ｏｎ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ  （ＪＣＴ−ＶＣ）  ｏｆ  ＩＴＵ−Ｔ  ＳＧ１６  ＷＰ３  ａｎｄ  ＩＳＯ／ＩＥＣ  ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１  １３ｔｈ  Ｍｅｅｔｉｎｇ：  Ｉｎｃｈｅｏｎ，  ＫＲ，  １８−２６  Ａｐｒｉｌ  ２０１３，  ＪＣＴＶＣ−Ｍ１００５，“Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ  （ＨＥＶＣ）  Ｒａｎｇｅ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ  ｔｅｘｔ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ：  Ｄｒａｆｔ  ３”
【非特許文献３】Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ  Ｔｅａｍ  ｏｎ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ  （ＪＣＴ−ＶＣ）  ｏｆ  ＩＴＵ−Ｔ  ＳＧ１６  ＷＰ３  ａｎｄ  ＩＳＯ／ＩＥＣ  ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１，  ５ｔｈ  Ｍｅｅｔｉｎｇ：  Ｇｅｎｅｖａ，  ＣＨ，  １６−２３  Ｍａｒｃｈ，  ２０１１，  ＪＣＴＶＣ−Ｅ６０３，“ＷＤ３：  Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｄｒａｆｔ  ３  ｏｆ  Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像符号化方法及び画像復号方法では、適切に符号化信号を復号できることが望まれている。
【０００５】
そこで本発明は、適切に復号できる符号化信号を生成できる画像符号化方法、又は、符号化信号を適切に復号できる画像復号方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る画像符号化方法は、画像を符号化する画像符号化方法であって、所定の画像符号化規格の所定の拡張規格が使用されるか否かを示す第１フラグを符号化する第１フラグ符号化ステップと、前記第１フラグにより前記拡張規格が使用されることが示される場合、前記拡張規格に含まれる符号化方式であって、対象ブロックの差分信号に含まれる互いに隣接するサンプルの差分を符号化する第１方式が用いられるか否かを示す第２フラグを符号化する第２フラグ符号化ステップと、前記第２フラグにより前記第１方式が用いられることが示される場合、前記第１方式を用いて前記画像を符号化する画像符号化ステップとを含む。
【０００７】
本発明の一態様に係る画像復号方法は、画像が符号化されることにより得られたビットストリームを復号する画像復号方法であって、前記ビットストリームから、所定の画像符号化規格の拡張規格が使用されているか否かを示す第１フラグを復号する第１フラグ復号ステップと、前記第１フラグにより前記拡張規格が使用されることが示される場合、前記拡張規格に含まれる符号化方式であって、対象ブロックの差分信号に含まれる互いに隣接するサンプルの差分を符号化する第１方式が用いられているか否かを示す第２フラグを前記ビットストリームから復号する第２フラグ復号ステップと、前記第２フラグにより前記第１方式が用いられることが示される場合、前記第１方式で符号化された信号を復号する復号方式で、前記ビットストリームから前記画像を復号する画像復号ステップとを含む。
【０００８】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、適切に復号できる符号化信号を生成できる画像符号化方法、又は、符号化信号を適切に復号できる画像復号方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、画像符号化方法の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る画像符号化又は復号方法を説明するための図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る画像符号化又は復号処理のフローチャートである。
【図４】図４は、実施の形態１の変形例に係る画像符号化又は復号処理のフローチャートである。
【図５】図５は、実施の形態１に係る符号化又は復号処理のフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態１に係るビットストリームの構成例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態１に係るビットストリームの構成例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、実施の形態１に係るビットストリームの構成例を示す図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、実施の形態１に係るビットストリームの構成例を示す図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、実施の形態１に係るビットストリームの構成例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係る画像符号化装置のブロック図である。
【図８】図８は、実施の形態２に係る画像復号装置のブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態に係る画像符号化方法のフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施の形態の変形例に係る画像符号化方法のフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施の形態に係る画像復号方法のフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態の変形例に係る画像復号方法のフローチャートである。
【図１３】図１３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１４】図１４は、デジタル放送用システムの全体構成図である。
【図１５】図１５は、テレビの構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１６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１７】図１７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１８Ａ】図１８Ａは、携帯電話の一例を示す図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、多重化データの構成を示す図である。
【図２０】図２０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２１】図２１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２２】図２２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２３】図２３は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。
【図２４】図２４は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。
【図２５】図２５は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。
【図２６】図２６は、映像データを識別するステップを示す図である。
【図２７】図２７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２８】図２８は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。
【図２９】図２９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３０】図３０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３１Ａ】図３１Ａ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３１Ｂ】図３１Ｂは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、画像符号化装置又は画像復号装置に関して、以下の問題が生じることを見出した。
【００１２】
ＨＥＶＣでは、入力信号と符号化及び復号後の信号とが一致するロスレス符号化をブロック単位で指定することができる（非特許文献１を参照）。
【００１３】
一方、ＨＥＶＣのメイン規格（非特許文献１）と拡張規格（非特許文献２）とでは、ロスレスモードの場合に符号化（又は復号）処理の方法が異なる。
【００１４】
図１は、ＨＥＶＣの拡張規格における画像符号化又は復号処理のフローチャートである。まず、装置は、処理対象ブロックが、ロスレスが用いられるロスレスブロックかどうかを判断する（Ｓ１０１）。次に、装置は、使用される予測モードを取得する（Ｓ１０２）。ロスレスモードが使用され、かつ予測モードが特定のモード（垂直予測又は水平予測）である場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）、装置は、ＤＰＣＭ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｐｕｌｓｅ−ｃｏｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）処理を用いる（Ｓ１０４）。ＤＰＣＭは、差分パルス符号変調と呼ばれ、符号化の対象となるブロックの内の隣接するサンプルの差分をＰＣＭ符号化する。これにより、簡便に圧縮効率を高めることができる。一般的に、サンプルとは、未処理の画素値、又は何らかの予測又は変換処理が行われた後の画素値などである。例えば、画像符号化処理では、原画像と予測画像との差分である残差信号が算出される。ＤＰＣＭでは、残差信号に含まれる、対象エレメントと、対象エレメントに左隣接又は上隣接するエレメントとの差分が符号化又は復号される。なお、ＤＰＣＭ処理に関しては非特許文献２の、Ｒｅｓｉｄｕａｌ  ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  ｉｎｔｒａ  ｂｌｏｃｋｓに詳しく記載されている。
【００１５】
一方、上記以外の場合には（Ｓ１０３でＮｏ）、装置は、通常通りの処理（符号化又は復号処理）を用いる（Ｓ１０５）。なお、通常処理に関しては非特許文献１及び２に記載されている。
【００１６】
一方で、ＨＥＶＣのメイン規格（非特許文献１）では、通常処理（Ｓ１０５）しか存在せず、ステップＳ１０３の条件が満たされた場合の処理が定義されていない。これにより、ＨＥＶＣのメイン規格と拡張規格とで回路を共通化することが困難であるという課題がある。
【００１７】
また、規格のプロファイル（メイン規格又は拡張規格等）を切り換えることができる単位はシーケンスと言われる複数のピクチャを含む単位である。よって、ビットストリームがメイン規格か、拡張規格かを示す情報（プロファイルを示す情報）は、シーケンスのヘッダ情報にのみ含まれる。このため、例えば、画像復号装置が、シーケンスよりも細かい、ピクチャ又はスライス単位でデータを受け取った場合、誤った規格に従った処理を行ってしまう可能性がある。また、このような場合に、画像復号装置において、エラーが発見しにくい。つまり、画像復号装置における、エラー判定が困難であるという課題がある。
【００１８】
なお、プロファイルとは、デジタル蓄積媒体、テレビ放送、及びリアルタイム通信などの様々な実施バリエーションに適した圧縮方式を選択的に使用することができるために準備されたものである。言い換えると、プロファイルは、画像復号装置の実装における相互操作性を示すために使用される。つまり、プロファイルは、そのプロファイルに対応する画像復号装置がサポートする必要があるアルゴリズム及び制限を示す。例えば、拡張規格は、メイン規格と比較して、処理負荷が大きくなるが圧縮効率が上がるような符号化技術、又は、逆に通常の処理をスキップすることで処理負荷を小さくするような技術などである。このように、拡張規格を規定することで、様々なオプション機能の使用を許可できる。また、拡張規格では、上記を実現するためにシンタックスなどの送信方法が決められている。
【００１９】
例えば、ＤＰＣＭについては、符号化の単位であるコーディングユニット単位で送られるフラグに基づいて、処理が行われるか否かが決定されている。
【００２０】
本発明の一態様に係る画像符号化方法は、画像を符号化する画像符号化方法であって、所定の画像符号化規格の所定の拡張規格が使用されるか否かを示す第１フラグを符号化する第１フラグ符号化ステップと、前記第１フラグにより前記拡張規格が使用されることが示される場合、前記拡張規格に含まれる符号化方式であって、対象ブロックの差分信号に含まれる互いに隣接するサンプルの差分を符号化する第１方式が用いられるか否かを示す第２フラグを符号化する第２フラグ符号化ステップと、前記第２フラグにより前記第１方式が用いられることが示される場合、前記第１方式を用いて前記画像を符号化する画像符号化ステップとを含む。
【００２１】
これによれば、当該画像符号化方法は、規格の違いを示す第１フラグに加えて、第２フラグを符号化する。これにより、画像復号装置は、当該画像符号化方法により生成された符号化信号を復号する際に、第２フラグを参照することで、適切に符号化方式を判定できる。このように、当該画像符号化方法は、適切に復号できる符号化信号を生成できる。
【００２２】
例えば、前記第２フラグ符号化ステップでは、前記第２フラグを、複数のピクチャを含む単位であるシーケンスのヘッダに書き込んでもよい。
【００２３】
例えば、前記画像符号化ステップでは、前記第２フラグにより前記第１方式が用いられないことが示される場合、前記画像符号化規格に含まれる符号化方式であって、前記対象ブロックの前記差分信号を符号化する第２方式を用いて前記画像を符号化してもよい。
【００２４】
例えば、前記画像符号化方法は、さらに、前記拡張規格に含まれる符号化方式であって、輝度信号から色差信号を予測する第３方式が用いられるか否かを示す第３フラグを符号化する第３フラグ符号化ステップを含み、前記画像符号化ステップでは、前記第３フラグにより前記第３方式が用いられることが示される場合、前記第３方式を用いて前記画像を符号化してもよい。
【００２５】
例えば、前記第３フラグ符号化ステップでは、前記第３フラグを、ピクチャ単位のヘッダに書き込んでもよい。
【００２６】
また、本発明の一態様に係る画像復号方法は、画像が符号化されることにより得られたビットストリームを復号する画像復号方法であって、前記ビットストリームから、所定の画像符号化規格の拡張規格が使用されているか否かを示す第１フラグを復号する第１フラグ復号ステップと、前記第１フラグにより前記拡張規格が使用されることが示される場合、前記拡張規格に含まれる符号化方式であって、対象ブロックの差分信号に含まれる互いに隣接するサンプルの差分を符号化する第１方式が用いられているか否かを示す第２フラグを前記ビットストリームから復号する第２フラグ復号ステップと、前記第２フラグにより前記第１方式が用いられることが示される場合、前記第１方式で符号化された信号を復号する復号方式で、前記ビットストリームから前記画像を復号する画像復号ステップとを含む。
【００２７】
これによれば、当該画像復号方法は、第２フラグを参照することで、適切に符号化方式を判定できる。このように、当該画像復号方法は、符号化信号を適切に復号できる。
【００２８】
例えば、前記第２フラグ復号ステップでは、前記ビットストリームに含まれる複数のピクチャを含む単位であるシーケンスのヘッダから前記第２フラグを復号してもよい。
【００２９】
例えば、前記画像復号ステップでは、前記第２フラグにより前記第１方式が用いられていないことが示される場合、前記画像符号化規格に含まれる符号化方式であって、前記対象ブロックの前記差分信号を符号化する第２方式で符号化された信号を復号する復号方式で、前記ビットストリームから前記画像を復号してもよい。
【００３０】
例えば、前記画像復号方法は、さらに、前記拡張規格に含まれる符号化方式であって、輝度信号から色差信号を予測する第３方式が用いられるか否かを示す第３フラグを復号する第３フラグ復号ステップを含み、前記画像復号ステップでは、前記第３フラグにより前記第３方式が用いられることが示される場合、前記第３方式で符号化された信号を復号する復号方式で、前記画像を復号してもよい。
【００３１】
例えば、前記第３フラグ復号ステップでは、前記ビットストリームに含まれるピクチャ単位のヘッダから前記第３フラグを復号してもよい。
【００３２】
また、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、画像を符号化する画像符号化装置であって、処理回路と、前記処理回路からアクセス可能な記憶装置とを備え、前記処理回路は、前記記憶装置を用いて、前記画像符号化方法を実行する。
【００３３】
これによれば、当該画像符号化装置は、規格の違いを示す第１フラグに加えて、第２フラグを符号化する。これにより、画像復号装置は、当該画像符号化装置により生成された符号化信号を復号する際に、第２フラグを参照することで、適切に符号化方式を判定できる。このように、当該画像符号化装置は、適切に復号できる符号化信号を生成できる。
【００３４】
また、本発明の一態様に係る画像復号装置は、画像が符号化されることにより得られたビットストリームを復号する画像復号装置であって、処理回路と、前記処理回路からアクセス可能な記憶装置とを備え、前記処理回路は、前記記憶装置を用いて、前記画像復号方法を実行する。
【００３５】
これによれば、当該画像復号装置は、第２フラグを参照することで、適切に符号化方式を判定できる。このように、当該画像復号装置は、符号化信号を適切に復号できる。
【００３６】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム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。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３８】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体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。
【００３９】
（実施の形態１）
本実施の形態では、画像符号化装置が複数の符号化方式（プロファイル）を識別する情報以外に適切な情報を出力する。これにより、回路を共通化できる。また、複数の符号化方式に対応できる。
【００４０】
図２は、本実施の形態に係る画像符号化又は復号方法を説明するための図である。図２の（ａ）は、本発明が解決しようとする課題を有する状態を示す表である。図２の（ａ）に示す方法では、方式１と方式２とで、条件１及び条件２に対する処理が異なる。具体的には、方式１では、条件１及び条件２共に処理Ａが用いられる。方式２では、条件１と条件２とで処理が異なる。具体的には、方式２では、条件１の場合には処理Ａが用いられ、条件２の場合には処理Ｂが用いられる。
【００４１】
ここで、方式１は、例えば、既存のＨＥＶＣ方式（メイン規格）であり、方式２は、ＨＥＶＣ拡張方式（拡張規格）である。また、条件１は、ロスレス符号化が用いられ、かつ、特定モードが用いられる場合であり、条件２は、それ以外の場合（ロスレス符号化又は特定モードが用いられない場合）である。なお、ロスレス符号化とは、変換及び量子化処理をスキップする符号化方式である。ロスレス符号化では、量子化誤差が発生しないので、入力画像と同じ復号画像を得られる。また、特定モードとは、使用される予測方向が特定方向の場合であり、例えば、垂直方向或いは水平方向、又はそれに準ずる方向の場合である。
【００４２】
また、処理Ａは、メイン規格の通常処理であり、ＤＰＣＭを用いない処理である。つまり、通常の予測方法により予測画像が生成され、入力画像と予測画像との差分である残差信号が符号化される。また、通常の予測方法は、面内予測で用いられる３５の予測方法を含む。この３５の予測方法は、３３方向の予測と、平均値（ＤＣ）予測と、平面（Ｐｌａｎａｒ）予測とを含む。また、処理Ｂは、隣接画素の残差信号の差分値を符号化する方式であるＤＰＣＭである。なお、ＤＰＣＭの詳細は非特許文献２に記載されている。
【００４３】
ここで、従来の方法では、画像復号装置は、シーケンスヘッダに含まれるプロファイル情報に応じて、方式１と方式２とを切り換える。ここで、シーケンスヘッダは、シーケンス（一連の映像の単位）に代表値として出力されるデータであり、シーケンス内で共通に用いられるデータである。
【００４４】
しかし、方式１と方式２との違いは、条件１及び条件２によって処理Ａと処理Ｂとを切り替える処理だけである。また、符号化信号に、条件１と条件２とを切り換えるための情報が含まれていたとしても、処理Ａと処理Ｂのどちらが使用されるかを示す独立した情報は含まれない。このため、画像復号装置は、前述のプロファイルの情報を参照する必要がある。
【００４５】
しかし、映像情報（符号化信号）は、例えばネットワーク網を用いて伝送される。また、蓄積されたストリーム情報が編集されて分割されることもある。この際に、シーケンスヘッダの情報がネットワークのエラーにより失われることもある。また、編集の際に、この情報が誤って変更されてしまう場合もある。このような場合であっても、プロファイル情報とは別に、処理Ａと処理Ｂとのどちらが使用されるかを示す情報が存在すれば、送信装置又は編集装置は、当該情報を用いてエラーを検出できる。よって、エラーを含む映像信号が出力されることはない。
【００４６】
一方、映像信号にエラーが含まれる場合であっても、処理Ａと処理Ｂとのどちらが使用されるかの違いだけなので、画像復号装置は、当該映像信号を復号することはできる。ただし、符号化時の想定（例えば方式１が用いられる）と復号時の想定（例えば方式２が用いられる）とが異なる場合には、得られる映像が符号化時に想定した映像とは異なる。つまり、正常な復号画像を得ることができなくなるという問題がある。
【００４７】
図３は、本実施の形態に係る符号化処理（又は復号処理）のフローチャートである。
【００４８】
本実施の形態では、図１で示した処理のように、ブロック処理する際に処理方式（ＤＰＣＭ又は通常処理）が確認されるのではなく、画像符号化装置（又は画像復号装置）は、図３に示すように符号化処理（又は復号処理）に用いる処理方式を示す処理方式情報を符号化（又は復号）する（Ｓ２００）。例えば、この処理は、ブロック層よりも上層で行われ、ステップＳ２０１以降の処理は、ブロック単位で行われる。
【００４９】
このように、画像符号化装置（又は画像復号装置）は、例えば、ブロック層よりも上層で、符号化方式情報を出力（又は取得）することにより、ブロック層でロスレスかつ特定モードであるかどうかを判断するだけで、どの処理方式（処理Ａ又は処理Ｂ）を用いればよいかを特定できる。これにより前述のエラーを抑制することができる。
【００５０】
ここでステップＳ２０１〜Ｓ２０５はＳ２０３（Ｓ１０３）を除いて、Ｓ１０１〜Ｓ１０５と同じである。
【００５１】
画像符号化装置（又は画像復号装置）は、ステップＳ２０３において、ロスレスかつ特定モードであるかに加え、ステップＳ２００で取得された処理方式情報を参照することで処理Ｂ（ＤＰＣＭ）が用いられるか否かを判定する。このように、処理方式情報を用いることで、画像符号化装置（又は画像復号装置）は、プロファイル（符号化方式の違い）を示す情報にアクセスする必要がなくなり、安定的な符号化（又は復号）処理を実行できる。
【００５２】
なお、ここで処理方式情報は、全てのブロックをロスレスにするかどうかを示す情報を含んでもよい。この場合は、図２の（ｂ）に示すように、全てロスレスでない場合（方式２ａの場合）には、ステップＳ２０３の切換えが不要になる（常にＮＯになる）ので安定的な処理が可能となる。全てロスレスの場合には、処理方式情報は、さらに、処理Ａか処理Ｂかを示す情報を含む。一般的にロスレスが用いられる場合には、全てのデータ、又はピクチャ単位で、ロスレスが用いられることが多い。よって、上記の方法は有効である。
【００５３】
また、別の方法として、処理方式情報は、どのような符号化ツールを活用するかを示す情報を含んでもよい。例えば、方式２に複数の符号化ツールが含まれ、図２の（ｃ）に示すように、処理方式情報で方式１と同じ符号化ツールを使う（例えば、ＤＰＣＭが使用されない）方式（方式２ａ）が示される場合、ステップＳ２０３の切換えが不要になるので安定的な処理が可能となる。
【００５４】
また、上記説明では、条件１が満たされる場合に、ＤＰＣＭが用いられる場合を説明したが、方式１（ＨＥＶＣのメイン規格）に含まれない処理方式であればＤＰＣＭ以外の処理方式に対しても上記と同様の方法を適用できる。例えば、別の処理方式として輝度信号から色差信号を予測する予測方式であるＬＭモード（又はＩｎｔｒａ＿ＦｒｏｍＬｕｍａモードとも呼ばれる）に本実施の形態の処理を適用してもよい。なお、ＬＭモードについては、非特許文献３に詳しく記載されている。
【００５５】
このＬＭモードは、ＨＥＶＣのメイン規格には採用されていないが、符号化効率を向上させる効果がある。このＬＭモードが使用されるかどうかを示す情報が処理方式情報に含まれてもよい。これにより、画像復号装置は、処理方式に応じた分岐処理においてプロファイル情報を参照する必要がなくなる。また、画像符号化装置において、符号化効率を向上させるツールを選択的に用いることを可能になる。
【００５６】
また、処理方式情報は、変換スキップ時に係数スキャンの順番を変更するかどうかを示す情報を含んでもよい。この変換スキップ時に係数スキャンの順番を変更するモードは、ＨＥＶＣのメイン規格（方式１）には採用されていないが、符号化効率を向上させる効果がある。このモードが使用されるかどうかを示す情報が処理方式情報に含まれてもよい。これにより、画像復号装置は、処理方式に応じた分岐処理においてプロファイル情報を参照する必要がなくなる。また、画像符号化装置において、符号化効率を向上させるツールを選択的に用いることが可能になる。
【００５７】
なお、図４に、ロスレスを使うかどうかの判定に特化した場合の処理のフローチャートを示す。まず、画像符号化装置（又は画像復号装置）は、ロスレスを使用するかどうかを示す情報を符号化（又は復号）する（Ｓ３０１）。ロスレスが用いられる場合のみ別の処理が行われるロスレス特殊処理の条件が満たされる場合（Ｓ３０２でＹｅｓ）、画像符号化装置（又は画像復号装置）は、ロスレス向け処理セット（例えば、ＤＰＣＭ用の処理セット）を用いる（Ｓ３０３）。一方、上記条件が満たされない場合（Ｓ３０２でＮｏ）、画像符号化装置（又は画像復号装置）は、方式１と同じ通常の処理セットを用いる（Ｓ３０４）。
【００５８】
処理の流れを見てわかるとおり、非常に簡便な処理を実現できるため、エラーを低減することが可能である。
【００５９】
また、本実施の形態では、例えば、ピクチャ単位でこの処理方式情報を出力（符号化）する。図５は、符号化ストリームの処理（書き込み又は読み込み）を示すフローチャートである。図５に示すように、符号化ストリームは、シーケンス情報（ストリーム情報）、ピクチャ情報、スライス情報、及びブロック情報がこの順に処理される（Ｓ４０１〜Ｓ４０４及びＳ４０６〜Ｓ４０８）。また、予測処理、変換処理、及び量子化処理はブロック処理（Ｓ４０５）に含まれる。
【００６０】
このため、シーケンス情報を用いて、ブロック処理を切り換えるのは好ましい方式ではない。そこで、本実施の形態に係るストリームの構造では、シーケンス情報より下位（小さい単位）に処理方式の切換えを示す情報が含まれる。また、別の方法として、ロスレス方式を禁止することを示す情報が上位の情報に含まれる。すなわち、この情報を参照することで、下位において処理Ｂが使われないことを判別できるようにする。これにより、前述の課題を解決できる。
【００６１】
図６Ａ〜図６Ｅは、処理方式情報の構造例を示す図である。
【００６２】
図６Ａは、映像の情報を入れる単位（ＶＵＩ：  Ｖｉｄｅｏ  Ｕｓａｂｉｌｉｔｙ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）に対して、ロスレスが使用されるどうかを示すフラグ（ｌｏｓｓｌｅｓｓ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｆｌａｇ）が符号化される場合の例を示す図である。このｌｏｓｓｌｅｓｓ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｆｌａｇがオン（１）の場合、ＶＵＩに含まれる全てのブロックに対してロスレスが使用される。また、このｌｏｓｓｌｅｓｓ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｆｌａｇがオフ（０）の場合、ＶＵＩに含まれる全てのブロックに対してロスレスが使用されない（使用が禁止される）。
【００６３】
図６Ｂは、ｘｘｘ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇがオン（１）の場合に、ｌｏｓｓｌｅｓｓ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｆｌａｇが符号化（又は復号）される場合の例を示す図である。ｘｘｘ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇは、ｘｘｘ単位の拡張符号化用のデータ構造を記録するかどうかを示すフラグである。つまり、ｘｘｘ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇは、ＨＥＶＣの拡張規格が用いられるか否かを示す。また、ｘｘｘ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇがオフ（０）の場合には、ｌｏｓｓｌｅｓｓ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｆｌａｇは符号化（又は復号）されない。
【００６４】
また、ｌｏｓｓｌｅｓｓ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｆｌａｇの意味は上記と同様であるが、この場合には、ｌｏｓｓｌｅｓｓ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｆｌａｇは、ｘｘｘ単位に含まれる全ての符号化データに対してロスレスが使用されるか否かを示す。なお、ｘｘｘ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇは、シーケンス単位、ピクチャ単位、ビデオ単位及びスライス単位のいずれかの単位ごとに設けられる。ｘｘｘは、シーケンス単位である場合は「ｓｐｓ」であり、ピクチャ単位であれば「ｐｐｓ」であり、ビデオ単位であれば「ｖｐｓ」であり、スライス単位であれば「ｓｌｉｃｅ」である。
【００６５】
図６Ｃは、ＤＰＣＭが使用されるか否かを示すフラグ（Ｄｐｃｍ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇ）が用いられる場合の例を示す図である。Ｄｐｃｍ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇがオン（１）の場合、対象単位に含まれる全てのブロックに対してＤＰＣＭの使用が許可される。また、Ｄｐｃｍ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇがオフ（０）の場合、対象単位に含まれる全てのブロックに対してＤＰＣＭが使用されない（使用が禁止される）。
【００６６】
また、図６Ｂの場合と同様に、ｘｘｘ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇがオン（１）の場合にのみ、Ｄｐｃｍ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇが符号化（又は復号）される。
【００６７】
図６Ｄは、予測処理にＬＭモードと呼ばれる、輝度から色差信号を推定する方法が使用されるかどうかを示すフラグ（ＬＭ＿ｐｒｅｄ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇ）が用いられる場合の例を示す図である。
【００６８】
ＬＭ＿ｐｒｅｄ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇがオン（１）の場合、対象単位に含まれる全てのブロックに対してＬＭモードの使用が許可される。また、ＬＭ＿ｐｒｅｄ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇがオフ（０）の場合、対象単位に含まれる全てのブロックに対してＬＭモードが使用されない（使用が禁止される）。
【００６９】
また、図６Ｂの場合と同様に、ｘｘｘ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇがオン（１）の場合にのみ、ＬＭ＿ｐｒｅｄ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇが符号化（又は復号）される。
【００７０】
図６Ｅは、Ｍｐ＿ｔｏｏｌ＿ｆｌａｇが用いられる場合の例を示す図である。Ｍｐ＿ｔｏｏｌ＿ｆｌａｇは、既存の符号化方式（例えば非特許文献１における、ＭａｉｎＰｒｏｆｉｌｅ又はＭａｉｎ１０Ｐｒｏｆｉｌｅと呼ばれる方式）と同じ処理方法を使うかどうかを示すフラグである。
【００７１】
また、図６Ｂの場合と同様に、ｘｘｘ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇがオン（１）の場合にのみ、Ｍｐ＿ｔｏｏｌ＿ｆｌａｇが符号化（又は復号）される。
【００７２】
なお、上述したように、これらの情報は、シーケンス単位、ピクチャ単位、ビデオ単位及びスライス単位のいずれかの単位ごとに設けられる。シーケンス単位の場合は、符号化方式の切換えよりも細かい単位で処理方式を制御できる。また、これらの情報は、予測方式を示す情報などであり、ブロック処理の部分に関わる情報である。よって、プロファイル情報に加え、これらの情報を用いることで、データの信頼性を向上できる。
【００７３】
ピクチャ単位の場合には、ピクチャ単位でフレームをスキップしたりする場合に効果的である。スライス単位の場合には、スライス単位で並列処理が行われる場合に、画像復号装置は、これらの情報を対象スライスの情報として取得できるため、これらの情報を取得するために他のデータへのアクセスをする必要が無い。よって、画像復号装置の処理量を削減できる。ＶＰＳの場合は、このデータ自体が重要な映像情報に関するデータの二重化の役目を持つ。よって、ＶＰＳにこれらの情報を入れることにより、これらの情報を信頼性の高い情報としてプロファイル情報とは別に伝送及び蓄積できる。これにより、エラーを抑制することができる。
【００７４】
このように、本実施の形態によれば、異なる符号化方式であっても、処理を共通化することができるので、回路規模を大きく削減することができる。また、予測方式が異なることをピクチャ単位又はそれよりも細かい単位で示すことができるため、間違った予測方式を用いて復号が行われることを抑制できる。よって、本実施の形態に係る手法は、複数の符号化方式が混在するデータ群が用いられる環境における実用的効果が非常に高い。
【００７５】
また、符号化方式において、共通化する単位を限定する（例えばロスレス符号化に限定する）ことで、複数ある符号化方式のうち、限定した用途だけで異なる方式を使うことができるため、回路の共通化を促進できる。これにより、資源の再利用を促進できる。
【００７６】
このように、本実施の形態に係る画像符号化方法は、安定的な処理を容易にする符号列を生成できる。また、本実施の形態に係る画像復号方法は、そのように生成された符号列を復号できる。また、本実施の形態によれば、従来は複数の回路が必要であった部分を削減できる。また、復号処理負荷を軽減することができる。これにより高速演算可能な画像復号装置を安価に実現できる。
【００７７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した画像符号化方法及び画像復号方法を実行する画像符号化装置及び画像復号装置の例を説明する。なお、本実施の形態の特徴的な処理は、制御部１１１及び制御部２０９により実行される。
【００７８】
まず、本実施の形態に係る画像符号化装置１００の構成を説明する。
【００７９】
図７は、本実施の形態に係る画像符号化装置１００の構成の一例を示すブロック図である。
【００８０】
画像符号化装置１００は、入力画像１２１を圧縮符号化することで符号化信号１２９（符号化ビットストリーム）を生成する。例えば、画像符号化装置１００には、入力画像１２１がブロック毎に入力される。画像符号化装置１００は、入力された入力画像１２１に、変換、量子化及び可変長符号化を行うことで、符号化信号１２９を生成する。
【００８１】
図７に示す画像符号化装置１００は、減算器１０１と、変換量子化部１０２と、エントロピー符号化部１０３と、逆量子化逆変換部１０４と、加算器１０５と、デブロッキング処理部１０６と、メモリ１０７と、イントラ予測部１０８と、動き補償部１０９と、動き検出部１１０と、制御部１１１と、切換スイッチ１１２とを備える。
【００８２】
減算器１０１は、入力画像１２１と予測信号１２７との差分である残差信号１２２（予測誤差又は差分信号とも呼ぶ）を算出する。
【００８３】
変換量子化部１０２は、空間領域の残差信号１２２を周波数領域の変換係数に変換する。例えば、変換量子化部１０２は、残差信号１２２にＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換を行うことで変換係数を生成する。さらに、変換量子化部１０２は、変換係数を量子化することで量子化係数１２３を生成する。
【００８４】
エントロピー符号化部１０３は、量子化係数１２３を可変長符号化することで符号化信号１２９を生成する。また、エントロピー符号化部１０３は、動き検出部１１０によって検出された動きデータ１２８（例えば、動きベクトル）を符号化し、得られた信号を符号化信号１２９に含めて出力する。
【００８５】
逆量子化逆変換部１０４は、量子化係数１２３を逆量子化することで変換係数を復元する。さらに、逆量子化逆変換部１０４は、復元した変換係数を逆変換することで残差信号１２４を復元する。なお、復元された残差信号１２４は、量子化により情報の一部が失われているので、減算器１０１で生成された残差信号１２２とは一致しない。すなわち、復元された残差信号１２４は、量子化誤差を含んでいる。
【００８６】
加算器１０５は、復元された残差信号１２４と予測信号１２７とを加算することで、ローカル復号画像１２５を生成する。
【００８７】
デブロッキング処理部１０６は、ローカル復号画像１２５にデブロッキングフィルタ処理を行うことでローカル復号画像１２６を生成する。
【００８８】
メモリ１０７は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ１０７は、デブロッキングフィルタ処理が施された後のローカル復号画像１２６を格納する。
【００８９】
なお、上述したロスレスモードの場合には、変換量子化部１０２及び逆量子化逆変換部１０４の処理はスキップされ、残差信号１２２がエントロピー符号化部１０３に入力され、入力画像１２１がメモリ１０７に入力される。
【００９０】
さらに、上述したＤＰＣＭが用いられる場合には、対象ブロックの残差信号１２２に含まれる隣接サンプルの差分が算出され、エントロピー符号化部１０３は、算出された差分を可変長符号化する。
【００９１】
イントラ予測部１０８は、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部１０８は、加算器１０５によって生成されたローカル復号画像１２５における、符号化対象ブロック（入力画像１２１）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。
【００９２】
動き検出部１１０は、入力画像１２１と、メモリ１０７に格納された参照画像との間の動きデータ１２８（例えば、動きベクトル）を検出する。
【００９３】
動き補償部１０９は、検出された動きデータ１２８に基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。
【００９４】
切換スイッチ１１２は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号１２７として減算器１０１及び加算器１０５に出力する。
【００９５】
以上の構成により、本実施の形態に係る画像符号化装置１００は、画像データを圧縮符号化する。ここで、上述した実施の形態１に係る画像符号化方法の特徴的な処理である、データの制御、ロスレス（変換及び量子化処理のスキップ）、及び処理モード（ＤＰＣＭ等）の変更の処理は、制御部１１１によって行われる。
【００９６】
次に、本実施の形態に係る画像復号装置２００の構成を説明する。
【００９７】
図８は、本実施の形態に係る画像復号装置２００の構成の一例を示すブロック図である。
【００９８】
画像復号装置２００は、画像が圧縮符号化されることで得られた符号化信号２２１から復号画像２２５を生成する。ここで、符号化信号２２１は、例えば、上記画像符号化装置１００により生成された符号化信号１２９である。例えば、画像復号装置２００には、符号化信号２２１がブロック毎に復号対象信号として入力される。画像復号装置２００は、入力された復号対象信号に、可変長復号、逆量子化及び逆変換を行うことで、復号画像２２５を復元する。
【００９９】
図８に示す画像復号装置２００は、エントロピー復号部２０１と、逆量子化逆変換部２０２と、加算器２０３と、デブロッキング処理部２０４と、メモリ２０５と、イントラ予測部２０６と、動き補償部２０７と、切換スイッチ２０８と、制御部２０９とを備える。
【０１００】
エントロピー復号部２０１は、符号化信号２２１（符号化ストリーム）を可変長復号することで量子化係数２２２を復元する。なお、ここで、符号化信号２２１（入力ストリーム）は、復号対象信号であり、符号化画像データのブロック毎のデータに相当する。また、エントロピー復号部２０１は、符号化信号２２１から動きデータ２２７を取得し、取得した動きデータ２２７を動き補償部２０７に出力する。
【０１０１】
逆量子化逆変換部２０２は、エントロピー復号部２０１によって復元された量子化係数２２２を逆量子化することで変換係数を復元する。そして、逆量子化逆変換部２０２は、復元した変換係数を逆変換することで残差信号２２３（予測誤差又は差分信号とも呼ばれる）を復元する。
【０１０２】
加算器２０３は、復元された残差信号２２３と予測信号２２６とを加算することで復号画像２２４を生成する。
【０１０３】
デブロッキング処理部２０４は、生成された復号画像２２４にデブロッキングフィルタ処理を行うことで復号画像２２５を生成する。このデブロッキングフィルタ処理された後の復号画像２２５は、外部に出力される。
【０１０４】
メモリ２０５は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ２０５は、デブロッキングフィルタ処理が施された後の復号画像２２５を格納する。
【０１０５】
なお、上述したロスレスモードの場合には、エントロピー復号部２０１は、符号化信号２２１から残差信号２２３を復号し、逆量子化逆変換部２０２の処理はスキップされる。また、エントロピー復号部２０１で得られた残差信号２２３が加算器２０３に入力される。
【０１０６】
さらに、上述したＤＰＣＭが用いられる場合には、対象ブロックの残差信号２２３に含まれる隣接サンプルが加算され、得られた信号が加算器２０３に入力される。
【０１０７】
イントラ予測部２０６は、イントラ予測を行うことで予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部２０６は、加算器２０３によって生成された復号画像２２４における、復号対象ブロック（符号化信号２２１）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。
【０１０８】
動き補償部２０７は、エントロピー復号部２０１から出力された動きデータ２２７に基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。
【０１０９】
切換スイッチ２０８は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号２２６として加算器２０３に出力する。
【０１１０】
以上の構成により、本実施の形態に係る画像復号装置２００は、画像が圧縮符号化されることにより得られた符号化信号２２１から復号画像２２５を復号する。
【０１１１】
ここで、上述した実施の形態１に係る画像復号方法の特徴的な処理である、データの制御、ロスレス（変換量子化処理のスキップ）、及び処理モード（ＤＰＣＭ等）の変更の処理は制御部２０９によって行われる。
【０１１２】
以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置は、図９に示す処理を行う。
【０１１３】
まず、画像符号化装置は、所定の画像符号化規格の所定の拡張規格が使用されるか否かを示す第１フラグ（ｘｘｘ＿ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ＿ｆｌａｇ）を符号化する（Ｓ５０１）。言い換えると、第１フラグは、所定の画像符号化規格のプロファイルを示す。つまり、第１フラグは、所定の処理方式が使用されるか否かを示す。
【０１１４】
次に、画像符号化装置は、第１フラグにより拡張規格が使用されることが示される場合（Ｓ５０２でＹｅｓ）、拡張規格に含まれる符号化方式であって、対象ブロックの差分信号（残差信号）に含まれる互いに隣接するサンプルの差分を符号化する第１方式（ＤＰＣＭ）が用いられるか否かを示す第２フラグ（Ｄｐｃｍ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇ）を符号化する（Ｓ５０３）。
【０１１５】
なお、画像符号化装置は、第１フラグ及び第２フラグを、シーケンス単位（複数のピクチャを含む単位）のヘッダ、ピクチャ単位のヘッダ、ビデオ単位のヘッダ、及びスライス単位のヘッダのいずれかに書き込む。例えば、第１フラグ及び第２フラグは、同一のヘッダに書き込まれる。
【０１１６】
第２フラグにより第１方式（ＤＰＣＭ）が用いられることが示される場合（Ｓ５０４でＹｅｓ）、画像符号化装置は、第１方式（ＤＰＣＭ）を用いて画像を符号化する（Ｓ５０５）。
【０１１７】
一方、第２フラグにより第１方式（ＤＰＣＭ）が用いられないことが示される場合（Ｓ５０４でＮｏ）、画像符号化装置は、画像符号化規格に含まれる符号化方式であって、対象ブロックの差分信号を符号化する第２方式（通常方式）を用いて画像を符号化する（Ｓ５０６）。
【０１１８】
また、第１フラグにより拡張規格が使用されないことが示される場合（Ｓ５０２でＮｏ）、画像符号化装置は、第２方式（通常方式）を用いて画像を符号化する（Ｓ５０６）。
【０１１９】
また、本実施の形態に係る画像符号化装置は、図１０に示す処理を行ってもよい。
【０１２０】
まず、画像符号化装置は、所定の画像符号化規格の所定の拡張規格が使用されるか否かを示す第１フラグ（ｘｘｘ＿ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ＿ｆｌａｇ）を符号化する（Ｓ５１１）。言い換えると、第１フラグは、所定の画像符号化規格のプロファイルを示す。つまり、第１フラグは、所定の処理方式が使用されるか否かを示す。
【０１２１】
次に、画像符号化装置は、第１フラグにより拡張規格が使用されることが示される場合（Ｓ５１２でＹｅｓ）、輝度信号から色差信号を予測する第３方式（ＬＭモード）が用いられるか否かを示す第３フラグ（ＬＭ＿ｐｒｅｄ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇ）を符号化する（Ｓ５１３）。
【０１２２】
なお、画像符号化装置は、第１フラグ及び第３フラグを、シーケンス単位（複数のピクチャを含む単位）のヘッダ、ピクチャ単位のヘッダ、ビデオ単位のヘッダ、及びスライス単位のヘッダのいずれかに書き込む。例えば、第１フラグ及び第３フラグは、同一のヘッダに書き込まれる。
【０１２３】
第３フラグにより第１方式（ＤＰＣＭ）が用いられることが示される場合（Ｓ５１４でＹｅｓ）、画像符号化装置は、第３方式（ＬＭモード）を用いて画像を符号化する（Ｓ５１５）。
【０１２４】
一方、第３フラグにより第３方式（ＬＭモード）が用いられないことが示される場合（Ｓ５１４でＮｏ）、画像符号化装置は、画像符号化規格に含まれる符号化方式であって、対象ブロックの差分信号を符号化する第２方式（通常方式）を用いて画像を符号化する（Ｓ５１６）。
【０１２５】
また、第１フラグにより拡張規格が使用されないことが示される場合（Ｓ５１２でＮｏ）、画像符号化装置は、第２方式（通常方式）を用いて画像を符号化する（Ｓ５１６）。
【０１２６】
なお、ここでは、第１方式（ＤＰＣＭ）と第３方式（ＬＭモード）とに対する個別の処理を説明したが、これらの処理の両方が用いられてもよい。この場合、第２フラグ及び第３フラグは、同一のヘッダに含まれても良いし、異なる階層のヘッダに含まれてもよい。また、第２フラグ及び第３フラグが異なる階層のヘッダに含まれる場合、それぞれに対応する第１フラグが、第２フラグ及び第３フラグの各々と同一のヘッダに含まれてもよい。例えば、ｓｐｓ＿ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ＿ｆｌａｇとＤｐｃｍ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇとがシーケンス単位のヘッダ（例えばＳＰＳ）に含まれ、ｐｐｓ＿ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ＿ｆｌａｇとＬＭ＿ｐｒｅｄ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇとがピクチャ単のヘッダ（例えばＰＰＳ）に含まれてもよい。
【０１２７】
また、本実施の形態に係る画像復号装置は、図１１に示す処理を行う。
【０１２８】
まず、画像復号装置は、所定の画像復号規格の所定の拡張規格が使用されているか否かを示す第１フラグ（ｘｘｘ＿ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ＿ｆｌａｇ）をビットストリーム（符号化信号）から復号する（Ｓ６０１）。言い換えると、第１フラグは、所定の画像復号規格のプロファイルを示す。つまり、第１フラグは、所定の処理方式が使用されるか否かを示す。
【０１２９】
次に、画像復号装置は、第１フラグにより拡張規格が使用されていることが示される場合（Ｓ６０２でＹｅｓ）、拡張規格に含まれる復号方式であって、対象ブロックの差分信号に含まれる互いに隣接するサンプルの差分を復号する第１方式（ＤＰＣＭ）が用いられているか否かを示す第２フラグ（Ｄｐｃｍ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇ）をビットストリームから復号する（Ｓ６０３）。
【０１３０】
なお、画像復号装置は、第１フラグ及び第２フラグを、ビットストリームに含まれる、シーケンス単位（複数のピクチャを含む単位）のヘッダ、ピクチャ単位のヘッダ、ビデオ単位のヘッダ、及びスライス単位のヘッダのいずれかから復号する。例えば、第１フラグ及び第２フラグは、同一のヘッダに含まれる。
【０１３１】
第２フラグにより第１方式（ＤＰＣＭ）が用いられていることが示される場合（Ｓ６０４でＹｅｓ）、画像復号装置は、第１方式（ＤＰＣＭ）で符号化された信号を復号する復号方式を用いてビットストリームから画像を復号する（Ｓ６０５）。
【０１３２】
一方、第２フラグにより第１方式（ＤＰＣＭ）が用いられていないことが示される場合（Ｓ６０４でＮｏ）、画像復号装置は、画像復号規格に含まれる復号方式であって、対象ブロックの差分信号を符号化する第２方式（通常方式）で符号化された信号を復号する復号方式で、ビットストリームから画像を復号する（Ｓ６０６）。
【０１３３】
また、第１フラグにより拡張規格が使用されていないことが示される場合（Ｓ６０２でＮｏ）、画像復号装置は、第２方式（通常方式）で符号化された信号を復号する復号方式で、ビットストリームから画像を復号する（Ｓ６０６）。
【０１３４】
また、本実施の形態に係る画像復号装置は、図１２に示す処理を行ってもよい。
【０１３５】
まず、画像復号装置は、所定の画像復号規格の所定の拡張規格が使用されているか否かを示す第１フラグ（ｘｘｘ＿ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ＿ｆｌａｇ）をビットストリームから復号する（Ｓ６１１）。言い換えると、第１フラグは、所定の画像復号規格のプロファイルを示す。つまり、第１フラグは、所定の処理方式が使用されるか否かを示す。
【０１３６】
次に、画像復号装置は、第１フラグにより拡張規格が使用されていることが示される場合（Ｓ６１２でＹｅｓ）、輝度信号から色差信号を予測する第３方式（ＬＭモード）が用いられているか否かを示す第３フラグ（ＬＭ＿ｐｒｅｄ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇ）をビットストリームから復号する（Ｓ６１３）。
【０１３７】
なお、画像復号装置は、第１フラグ及び第３フラグを、シーケンス単位（複数のピクチャを含む単位）のヘッダ、ピクチャ単位のヘッダ、ビデオ単位のヘッダ、及びスライス単位のヘッダのいずれかから復号する。例えば、第１フラグ及び第３フラグは、同一のヘッダに含まれる。
【０１３８】
第３フラグにより第１方式（ＤＰＣＭ）が用いられていることが示される場合（Ｓ６１４でＹｅｓ）、画像復号装置は、第３方式（ＬＭモード）で符号化された信号を復号する復号方式でビットストリームから画像を復号する（Ｓ６１５）。
【０１３９】
一方、第３フラグにより第３方式（ＬＭモード）が用いられていないことが示される場合（Ｓ６１４でＮｏ）、画像復号装置は、画像復号規格に含まれる復号方式であって、対象ブロックの差分信号を復号する第２方式（通常方式）を用いてビットストリームから画像を復号する（Ｓ６１６）。
【０１４０】
また、第１フラグにより拡張規格が使用されていないことが示される場合（Ｓ６１２でＮｏ）、画像復号装置は、第２方式（通常方式）を用いてビットストリームから画像を復号する（Ｓ６１６）。
【０１４１】
なお、ここでは、第１方式（ＤＰＣＭ）と第３方式（ＬＭモード）とに対する個別の処理を説明したが、これらの処理の両方が用いられてもよい。この場合、第２フラグ及び第３フラグは、同一のヘッダに含まれても良いし、異なる階層のヘッダに含まれてもよい。また、第２フラグ及び第３フラグが異なる階層のヘッダに含まれる場合、それぞれに対応する第１フラグが、第２フラグ及び第３フラグの各々と同一のヘッダに含まれてもよい。例えば、ｓｐｓ＿ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ＿ｆｌａｇとＤｐｃｍ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇとがシーケンス単位のヘッダ（例えばＳＰＳ）に含まれ、ｐｐｓ＿ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ＿ｆｌａｇとＬＭ＿ｐｒｅｄ＿ｕｓｅ＿ｆｌａｇとがピクチャ単のヘッダ（例えばＰＰＳ）に含まれてもよい。
【０１４２】
以上、実施の形態に係る画像復号装置及び画像符号化装置ついて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【０１４３】
また、上記実施の形態に係る画像復号装置又は画像符号化装置に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。
【０１４４】
また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、又はＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０１４５】
上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
【０１４６】
言い換えると、画像復号装置及び画像符号化装置は、処理回路（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）と、当該処理回路に電気的に接続された（当該処理回路からアクセス可能な）記憶装置（ｓｔｏｒａｇｅ）とを備える。処理回路は、専用のハードウェア及びプログラム実行部の少なくとも一方を含む。また、記憶装置は、処理回路がプログラム実行部を含む場合には、当該プログラム実行部により実行されるソフトウェアプログラムを記憶する。処理回路は、記憶装置を用いて、上記実施の形態に係る画像復号方法又は画像符号化方法を実行する。
【０１４７】
さらに、本発明は上記ソフトウェアプログラムであってもよいし、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【０１４８】
また、上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
【０１４９】
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
【０１５０】
また、上記の画像復号方法又は画像符号化方法に含まれるステップが実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。
【０１５１】
以上、本発明の一つ又は複数の態様に係る画像復号装置及び画像符号化装置について、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、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１５２】
（実施の形態３）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）または動画像復号化方法（画像復号方法）の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
【０１５３】
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。
【０１５４】
図１３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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図１３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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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）。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図１４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）。
【０１６４】
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。
【０１６５】
図１５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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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１６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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
図１７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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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１５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。
【０１７５】
図１８Ａ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。
【０１７６】
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図１８Ｂ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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
（実施の形態４）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
図１９は、多重化データの構成を示す図である。図１９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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
図２０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。
【０１９２】
図２１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２１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２１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。
【０１９３】
図２２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２２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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
図２３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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
多重化データ情報ファイルは、図２４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。
【０１９８】
多重化データ情報は図２４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。
【０１９９】
ストリーム属性情報は図２５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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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２６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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
（実施の形態５）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図２７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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
（実施の形態６）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
【０２１１】
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２８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。
【０２１２】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図２７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２７の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態４で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態４で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図３０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。
【０２１３】
図２９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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
（実施の形態７）
テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
【０２１９】
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３１Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明の一態様に特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明の一態様は、処理方式の切換えに特徴を有していることから、例えば、処理方式の切換えについては専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のエントロピー復号、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
【０２２０】
また、処理を一部共有化する他の例を図３１Ｂ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。
【０２２１】
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】
【０２２２】
本発明は、蓄積、伝送及び通信などの様々な用途に利用可能である。例えば、本発明は、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、及びデジタルビデオカメラ等の高解像度の情報表示機器又は撮像機器に利用可能である。
【符号の説明】
【０２２３】
１００  画像符号化装置
１０１  減算器
１０２  変換量子化部
１０３  エントロピー符号化部
１０４、２０２  逆量子化逆変換部
１０５、２０３  加算器
１０６、２０４  デブロッキング処理部
１０７、２０５  メモリ
１０８、２０６  イントラ予測部
１０９、２０７  動き補償部
１１０  動き検出部
１１１、２０９  制御部
１１２、２０８  切換スイッチ
１２１  入力画像
１２２、１２４、２２３  残差信号
１２３、２２２  量子化係数
１２５、１２６  ローカル復号画像
１２７、２２６  予測信号
１２８、２２７  動きデータ
１２９、２２１  符号化信号
２００  画像復号装置
２０１  エントロピー復号部
２２４、２２５  復号画像
【図１】
2015019355.tif 000003
【図２】
2015019355.tif 000004
【図３】
2015019355.tif 000005
【図４】
2015019355.tif 000006
【図５】
2015019355.tif 000007
【図６Ａ】
2015019355.tif 000008
【図６Ｂ】
2015019355.tif 000009
【図６Ｃ】
2015019355.tif 000010
【図６Ｄ】
2015019355.tif 000011
【図６Ｅ】
2015019355.tif 000012
【図７】
2015019355.tif 000013
【図８】
2015019355.tif 000014
【図９】
2015019355.tif 000015
【図１０】
2015019355.tif 000016
【図１１】
2015019355.tif 000017
【図１２】
2015019355.tif 000018
【図１３】
2015019355.tif 000019
【図１４】
2015019355.tif 000020
【図１５】
2015019355.tif 000021
【図１６】
2015019355.tif 000022
【図１７】
2015019355.tif 000023
【図１８Ａ】
2015019355.tif 000024
【図１８Ｂ】
2015019355.tif 000025
【図１９】
2015019355.tif 000026
【図２０】
2015019355.tif 000027
【図２１】
2015019355.tif 000028
【図２２】
2015019355.tif 000029
【図２３】
2015019355.tif 000030
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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