(57)【要約】  本開示は、画質を維持しつつ、符号化速度を改善することができるようにする画像符号化装置および方法に関する。統計情報算出部は、算出した統計情報をテーブル選択部に供給する。テーブル選択部には、さらに、画面並べ替えバッファからの画像のピクチャタイプおよびピクチャデプスと、レート制御部からの量子化パラメータQpが供給される。テーブル選択部は、ピクチャタイプ、ピクチャデプス、統計情報、アプリケーション、Qpなどに応じて、テーブル記憶部に記憶されている、選択対象となる予測モードの種類が制限された状態にある複数のモードテーブルのうち、使用するモードテーブルを決定する。本開示は、例えば、符号化を行う画像処理装置に適用することができる。
2016140090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像のピクチャ間の参照関係を示すピクチャデプスに応じて選択対象となる予測モードの種類が制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する設定部と、
前記設定部により設定された予測モードに従って、前記画像を再帰的に分割された符号化ブロック毎に符号化する符号化部と
を備える画像符号化装置。
【請求項２】
前記設定部は、前記ピクチャデプスが小さい値である場合、ブロックサイズが小さい予測モードが選択対象とされた状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項３】
前記設定部は、前記ピクチャデプスが３以上の場合、イントラ予測モードが制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
請求項２に記載の画像符号化装置。
【請求項４】
前記設定部は、前記画像のピクチャタイプに応じて選択対象となる予測モードが制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項５】
前記設定部は、前記画像のピクチャタイプがIピクチャの場合、イントラ予測モードが選択対象とされた状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
請求項４に記載の画像符号化装置。
【請求項６】
前記設定部は、前記画像のピクチャタイプがBピクチャの場合、インター予測モードが選択対象とされた状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
請求項４に記載の画像符号化装置。
【請求項７】
前記設定部は、画像を符号化する際に用いる量子化パラメータに応じて選択対象となる予測モードが制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項８】
前記設定部は、前記量子化パラメータを大きくする場合、ブロックサイズが大きい予測モードが選択対象とされた状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
請求項７に記載の画像符号化装置。
【請求項９】
前記設定部は、前記画像の統計情報に応じて、前記ピクチャデプスと選択対象となる予測モードとの対応関係を変更する
請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項１０】
前記設定部は、符号化ブロックを再帰的分割する際の起点となるCTB（Coding Tree Block）毎に、前記ピクチャデプスと選択対象となる予測モードとの対応関係を変更する
請求項９に記載の画像符号化装置。
【請求項１１】
前記画像の統計情報は、前記画像の分散情報または動き情報である
請求項９に記載の画像符号化装置。
【請求項１２】
前記設定部は、アプリケーションに応じて、前記ピクチャデプスと選択対象となる予測モードとの対応関係を変更する
請求項９に記載の画像符号化装置。
【請求項１３】
前記設定部は、前記アプリケーションに応じて、選択対象となる予測モードの数を変更する
請求項１２に記載の画像符号化装置。
【請求項１４】
前記設定部は、前記アプリケーションに応じて、選択対象となる予測モードの種類を変更する
請求項１２に記載の画像符号化装置。
【請求項１５】
前記ピクチャデプスと選択対象となる予測モードとの対応関係をテーブル形式で記憶するメモリを
さらに備え、
前記設定部は、前記メモリに記憶されたテーブルを用いて、予測モードを設定する
請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項１６】
前記設定部により設定された予測モードに応じて、制限する予測モードのパターンを学習する学習部を
さらに備え、
前記設定部は、前記学習部により学習されたパターンに従って、予測モードを設定する
請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項１７】
前記学習部は、前記画像のピクチャデプスまたは前記画像のピクチャタイプに応じて、制限する予測モードのパターンを学習する
請求項１６に記載の画像符号化装置。
【請求項１８】
画像符号化装置が、
画像のピクチャ間の参照関係を示すピクチャデプスに応じて選択対象となる予測モードの種類が制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定し、
設定された予測モードに従って、前記画像を再帰的に分割された符号化ブロック毎に符号化する
画像符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は画像符号化装置および方法に関し、特に、画質を維持しつつ、符号化速度を改善することができるようにした画像符号化装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
HEVC(High Efficiency Video Coding)は、符号化効率を考慮した様々なエンコードツールを有している。その１つに多種多彩な予測モードが挙げられる。【０００３】
その予測モードを決めるとき、一般に、符号化装置は、ビット発生量に重み係数（量子化パラメータQpに依存している）をかけたものと歪み量を足したものを予測モードのコストとし、コストが最も小さいものを最適な予測モードと考えて選択している。【０００４】
なお、例えば、特許文献１においては、H．264及びMPEG-4 Part10（Advanced Video Coding、以下 AVCと記す）の場合の予測モード選択に対する演算量削減が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、AVCと比べて非常に多くの予測モードを用いて符号化する場合、全ての予測モードのコストを計算すると、計算量が膨大になってしまい、例えば、低遅延やリアルタイムといった用途のエンコーダとして使用することが困難であった。【０００７】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、画質を維持しつつ、符号化速度を改善することができるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一側面の画像符号化装置は、画像のピクチャ間の参照関係を示すピクチャデプスに応じて選択対象となる予測モードの種類が制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する設定部と、前記設定部により設定された予測モードに従って、前記画像を再帰的に分割された符号化ブロック毎に符号化する符号化部とを備える。【０００９】
前記設定部は、前記ピクチャデプスが小さい値である場合、ブロックサイズが小さい予測モードが選択対象とされた状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定することができる。【００１０】
前記設定部は、前記ピクチャデプスが３以上の場合、イントラ予測モードが制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定することができる。【００１１】
前記設定部は、前記画像のピクチャタイプに応じて選択対象となる予測モードが制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定することができる。【００１２】
前記設定部は、前記画像のピクチャタイプがIピクチャの場合、イントラ予測モードが選択対象とされた状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定することができる。【００１３】
前記設定部は、前記画像のピクチャタイプがBピクチャの場合、インター予測モードが選択対象とされた状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定することができる。【００１４】
前記設定部は、画像を符号化する際に用いる量子化パラメータに応じて選択対象となる予測モードが制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定することができる。【００１５】
前記設定部は、前記量子化パラメータを大きくする場合、ブロックサイズが大きい予測モードが選択対象とされた状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定することができる。【００１６】
前記設定部は、前記画像の統計情報に応じて、前記ピクチャデプスと選択対象となる予測モードとの対応関係を変更することができる。【００１７】
前記設定部は、符号化ブロックを再帰的分割する際の起点となるCTB（Coding Tree Block）毎に、前記ピクチャデプスと選択対象となる予測モードとの対応関係を変更することができる。【００１８】
前記画像の統計情報は、前記画像の分散情報または動き情報である。【００１９】
前記設定部は、アプリケーションに応じて、前記ピクチャデプスと選択対象となる予測モードとの対応関係を変更することができる。【００２０】
前記設定部は、前記アプリケーションに応じて、選択対象となる予測モードの数を変更することができる。【００２１】
前記設定部は、前記アプリケーションに応じて、選択対象となる予測モードの種類を変更することができる。【００２２】
前記ピクチャデプスと選択対象となる予測モードとの対応関係をテーブル形式で記憶するメモリをさらに備え、前記設定部は、前記メモリに記憶されたテーブルを用いて、予測モードを設定する。【００２３】
前記設定部により設定された予測モードに応じて、制限する予測モードのパターンを学習する学習部をさらに備え、前記設定部は、前記学習部により学習されたパターンに従って、予測モードを設定する。【００２４】
前記学習部は、前記画像のピクチャデプスまたは前記画像のピクチャタイプに応じて、制限する予測モードのパターンを学習する。【００２５】
本開示の一側面の画像符号化方法は、画像符号化装置が、画像のピクチャ間の参照関係を示すピクチャデプスに応じて選択対象となる予測モードの種類が制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定し、設定された予測モードに従って、前記画像を再帰的に分割された符号化ブロック毎に符号化する。【００２６】
本開示の一側面においては、画像のピクチャ間の参照関係を示すピクチャデプスに応じて選択対象となる予測モードの種類が制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードが設定される。そして、設定された予測モードに従って、前記画像を再帰的に分割された符号化ブロック毎に符号化される。【００２７】
なお、上述の画像符号化装置は、独立した画像処理装置であっても良いし、１つの画像符号化装置を構成している内部ブロックであってもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本開示の一側面によれば、画像を符号化することができる。特に、画質を維持しつつ、符号化速度を改善することができる。【００２９】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】HEVCにおけるCUについての再帰的なブロック分割の概要を説明するための説明図である。
【図２】図１に示したCUへのPUの設定について説明するための説明図である。
【図３】図１に示したCUへのTUの設定について説明するための説明図である。
【図４】CU／PUの走査順について説明するための説明図である。
【図５】インター予測処理における隣接PUの参照について説明するための説明図である。
【図６】イントラ予測処理における隣接PUの参照について説明するための説明図である。
【図７】AVCとHEVCとの画面内予測の違いを示す図である。
【図８】Planar予測を説明する図である。
【図９】直流（DC）予測を説明する図である。
【図１０】predModeIntraと参照方向を示す図である。
【図１１】predModeIntra=22の場合の予測例を示す図である。
【図１２】本技術を適用した符号化装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図１３】モードテーブル設定部の構成例を示すブロック図である。
【図１４】ピクチャデプスについて説明する図である。
【図１５】ピクチャデプスについて説明する図である。
【図１６】モードテーブルの例を示す図である。
【図１７】符号化処理を説明するフローチャートである。
【図１８】符号化処理を説明するフローチャートである。
【図１９】モードテーブル選択処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図２０】クラウドコンピューティングシステムの一実施の形態の構成例を示す図である。
【図２１】モードテーブル設定部の他の構成例を示すブロック図である。
【図２２】コンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
【図２３】本開示を適用したテレビジョン装置の概略構成例を示す図である。
【図２４】本開示を適用した携帯電話機の概略構成例を示す図である。
【図２５】本開示を適用した記録再生装置の概略構成例を示す図である。
【図２６】本開示を適用した撮像装置の概略構成例を示す図である。
【図２７】本開示を適用したビデオセットの概略的な構成の一例を示している。
【図２８】本開示を適用したビデオプロセッサの概略的な構成の一例を示している。
【図２９】本開示を適用したビデオプロセッサの概略的な構成の他の例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本開示を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
０．概要
１．第１の実施の形態（符号化装置）
２．第２の実施の形態（ネットワーク）
３．第３の実施の形態（コンピュータ）
４．第４の実施の形態（テレビジョン装置）
５．第５の実施の形態（携帯電話機）
６．第６の実施の形態（記録再生装置）
７．第７の実施の形態（撮像装置）
８．第８の実施の形態（実施のその他の例）
【００３２】
＜概要＞
（符号化方式）
以下においては、HEVC（High Efficiency Video Coding）方式の画像符号化・復号に適用する場合を例に、本技術を説明する。
【００３３】
（ブロック分割）
MPEG2又はH．264／AVC（以下、AVCと称する）などの旧来の画像符号化方式では、符号化処理は、マクロブロックと呼ばれる処理単位で実行される。マクロブロックは、16×16画素の均一なサイズを有するブロックである。これに対し、HEVCでは、符号化処理は、符号化単位（CU：Coding  Unit）と呼ばれる処理単位で実行される。CUは、最大符号化単位（LCU：Largest  Coding  Unit）を再帰的に分割することにより形成される、可変的なサイズを有するブロックである。選択可能なCUの最大サイズは、64×64画素である。選択可能なCUの最小サイズは、8×8画素である。最小サイズのCUは、(SCU:Smallest  Coding  Unit）と呼ばれる。
【００３４】
このように、可変的なサイズを有するCUが採用される結果、HEVCでは、画像の内容に応じて画質及び符号化効率を適応的に調整することが可能である。予測符号化のための予測処理は、予測単位（PU：Prediction  Unit）と呼ばれる処理単位で実行される。PUは、CUをいくつかの分割パターンのうちの１つで分割することにより形成される。さらに、直交変換処理は、変換単位（TU：Transform  Unit）と呼ばれる処理単位で実行される。TUは、CU又はPUをある深さまで分割することにより形成される。
【００３５】
（再帰的なブロックの分割）
図１は、HEVCにおけるCUについての再帰的なブロック分割の概要を説明するための説明図である。CUのブロック分割は、1つのブロックの4（＝2×2）個のサブブロックへの分割を再帰的に繰り返すことにより行われ、結果として四分木（Quad-Tree）状のツリー構造が形成される。１つの四分木の全体をCTB（Coding  Tree  Block）といい、CTBに対応する論理的な単位をCTU（Coding  Tree  Unit）という。
【００３６】
図１の上部には、一例として、64×64画素のサイズを有するCUであるＣ０１が示されている。Ｃ０１の分割の深さは、ゼロに等しい。これは、Ｃ０１がCTUのルートでありLCUに相当することを意味する。LCUサイズは、SPS（Sequence  Parameter  Set）又はPPS（Picture  Parameter  Set）において符号化されるパラメータにより指定され得る。CUであるＣ０２は、Ｃ０１から分割される４つのCUのうちの１つであり、３２×３２画素のサイズを有する。Ｃ０２の分割の深さは、１に等しい。CUであるＣ０３は、Ｃ０２から分割される４つのCUのうちの１つであり、16×16画素のサイズを有する。Ｃ０３の分割の深さは、２に等しい。CUであるＣ０４は、Ｃ０３から分割される４つのCUのうちの１つであり、8×8画素のサイズを有する。Ｃ０４の分割の深さは、３に等しい。このように、CUは、符号化される画像を再帰的に分割することにより形成される。分割の深さは、可変的である。例えば、青空のような平坦な画像領域には、より大きいサイズの（即ち、深さが小さい）CUが設定され得る。一方、多くのエッジを含む急峻な画像領域には、より小さいサイズの（即ち、深さが大きい）CUが設定され得る。そして、設定されたCUの各々が、符号化処理の処理単位となる。
【００３７】
（CUへのPUの設定）
PUは、イントラ予測及びインター予測を含む予測処理の処理単位である。PUは、CUをいくつかの分割パターンのうちの１つで分割することにより形成される。図２は、図１に示したCUへのPUの設定について説明するための説明図である。図２の右には、２Ｎ×２Ｎ、２Ｎ×Ｎ、Ｎ×２Ｎ、Ｎ×Ｎ、２Ｎ×ｎＵ、２Ｎ×ｎＤ、ｎＬ×２Ｎ及びｎＲ×２Ｎという、8種類の分割パターンが示されている。これら分割パターンのうち、イントラ予測では、２Ｎ×２Ｎ及びＮ×Ｎの２種類が選択可能である（Ｎ×ＮはSCUでのみ選択可能）。一方、インター予測では、非対称動き分割が有効化されている場合に、8種類の分割パターンの全てが選択可能である。
【００３８】
（CUへのTUの設定）
TUは、直交変換処理の処理単位である。TUは、CU（イントラCUについては、CU内の各PU）をある深さまで分割することにより形成される。図３は、図１に示したCUへのTUの設定について説明するための説明図である。図３の右には、Ｃ０２に設定され得る１つ以上のTUが示されている。例えば、TUであるＴ０１は、32×32画素のサイズを有し、そのTU分割の深さはゼロに等しい。TUであるＴ０２は、16×16画素のサイズを有し、そのTU分割の深さは１に等しい。TUであるＴ０３は、8×8画素のサイズを有し、そのTU分割の深さは２に等しい。
【００３９】
上述したCU、PU及びTUといったブロックを画像に設定するためにどのようなブロック分割を行うかは、典型的には、符号化効率を左右するコストの比較に基づいて決定される。エンコーダは、例えば１つの２Ｍ×２Ｍ画素のCUと、4つのＭ×Ｍ画素のCUとの間でコストを比較し、4つのＭ×Ｍ画素のCUを設定した方が符号化効率が高いならば、２Ｍ×２Ｍ画素のCUを4つのＭ×Ｍ画素のCUへと分割することを決定する。
【００４０】
しかしながら、HEVCにおいて選択可能なブロックサイズの種類は、旧来の画像符号化方式と比較すると格段に多い。選択可能なブロックサイズの種類が多いということは、最適なブロックサイズを探索するためにコストを比較すべきブロックサイズの組合せが多いことを意味する。対照的に、AVCにおける（符号化処理の処理単位である）マクロブロックのブロックサイズは16×16画素に限定されていた。AVCにおける予測ブロックのブロックサイズは可変的であったが、そのサイズの上限は16×16画素であった。AVCにおける変換ブロックのブロックサイズは、4×4画素又は8×8画素であった。HEVCにおける選択可能なブロックサイズの種類の増加は、限られた時間内でより多くの情報をより速く処理しなければならないという要件をエンコーダに課し、エンコーダの実装コストを増加させる。
【００４１】
（CU／PUの走査順）
画像を符号化する際、画像（又はスライス、タイル）内に格子状に設定されるCTB（又はLCU）が、ラスタスキャン順に走査される。１つのCTBの中では、CUは、四分木を左から右、上から下に辿るように走査される。カレントブロックを処理する際、上及び左の隣接ブロックの情報が入力情報として利用される。図４は、CU／PUの走査順について説明するための説明図である。図４の左上には、１つのCTBに含まれ得る4つのCUである、Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２及びＣ１３が示されている。各CUの枠内の数字は、処理の順序を表現している。符号化処理は、左上のCUであるＣ１０、右上のCUであるＣ１１、左下のCUであるＣ１２、右下のCUであるＣ１３の順で実行される。図４の右には、CUであるＣ１１に設定され得るインター予測のための１つ以上のPUが示されている。図４の下には、CUであるＣ１２に設定され得るイントラ予測のための１つ以上のPUが示されている。これらPUの枠内の数字に示したように、PUもまた、左から右、上から下に辿るように走査される。１つのブロックがより多くのサブブロックに分割されると、直列的に走査されるべきサブブロックの数が増加する結果、処理回路のクロックがタイトになり、メモリアクセスの回数も増大する。よって、こうしたより小さいブロックへのブロック分割もまた、エンコーダの性能要件の上昇の原因となり得る。
【００４２】
（隣接ブロックの参照）
HEVCのインター予測は、適応動きベクトル予測（AMVP：Adaptive  Motion  Vector  Prediction）と呼ばれる仕組みを有する。AMVPでは、動きベクトル情報の符号量を削減するために、カレントPUの動きベクトル情報が、隣接PUの動きベクトル情報に基づいて予測符号化される。図５は、インター予測処理における隣接PUの参照について説明するための説明図である。図５の例において、カレントCUに２つのPUである、Ｐ１０、Ｐ１１が設定されている。PUであるＰ１１は、カレントPUである。PUであるＰ１１についてのインター予測処理のAMVPでは、左の隣接ブロックＮA0及びＮA1並びに上の隣接ブロックＮB0、ＮB1及びＮB2に設定された動きベクトルが、予測動きベクトルの候補として参照される。従って、PUであるＰ１１についてのインター予測処理は、これら上及び左の隣接ブロックについてのインター予測処理の終了を待ってから実行されることになる。
【００４３】
HEVCのイントラ予測では、カレントPUの予測画素値が、隣接PUの参照画素値を用いて計算される。図６は、イントラ予測処理における隣接PUの参照について説明するための説明図である。図６の例において、PU  Ｐ２１がカレントPUである。画素ＰＸ１１は、PU  Ｐ１１に属する画素である。一方、画素ｑ０乃至ｑ６は上の隣接PUに属する参照画素であり、画素ｒ１乃至ｒ６は左の隣接PUに属する参照画素である。例えば、イントラＤＣ予測における画素ＰＸ１１の予測画素値は、参照画素ｑ１、ｑ２、ｑ３、ｑ４、ｒ１、ｒ２、ｒ３及びｒ４の画素値の平均に等しい。
【００４４】
図５及び図６を用いて説明したブロック間の参照関係もまた、１つのブロックがより多くのブロックに分割された場合のエンコーダの性能要件の上昇の要因である。例えば、隣接ブロックの処理の終了までカレントブロックの処理を開始できない結果として、処理回路のクロックはタイトになり得る。また、隣接ブロックの画素値を保持するバッファへのアクセスの回数は、参照画素が利用される回数に依存し得る。
【００４５】
（モード選択）
ところで、AVCそしてHEVC符号化方式において、より高い符号化効率を達成するには、適切な予測モードの選択が重要である。
【００４６】
かかる選択方式の例として、JM (Joint Model) と呼ばれるAVCの参照ソフトウエア (http://iphome.hhi.de/suehring/tml/index.htm において公開されている) に実装されている方法を挙げることが出来る。
【００４７】
JMにおいては、以下に述べる、High Complexity Modeと、Low Complexity Modeの2通りのモード判定方法を選択することが可能である。どちらも、それぞれの予測モードModeに関するコスト関数値を算出し、これを最小にする予測モードを当該ブロック乃至マクロブロックに対する最適モードとして選択する。
【００４８】
High Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（１）のように示される。
【００４９】
2016140090.tif 000003
【００５０】
ここで、Ωは、当該ブロック乃至マクロブロックを符号化するための候補モードの全体集合、Dは、当該予測モードで符号化した場合の、復号画像と入力画像の差分エネルギーである。λは、量子化パラメータの関数として与えられるLagrange未定乗数である。Ｒは、直交変換係数を含んだ、当該モードで符号化した場合の総符号量である。
【００５１】
つまり、High Complexity Modeでの符号化を行うには、上記パラメータＤ及びＲを算出するため、全ての候補モードにより、一度、仮エンコード処理を行う必要があり、より高い演算量を要する。
【００５２】
Low Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（２）のように示される。
【００５３】
2016140090.tif 000004
【００５４】
ここで、Dは、High Complexity Modeの場合と異なり、予測画像と入力画像の差分エネルギーとなる。Qp2Quant(QP)は、量子化パラメータQpの関数として与えられ、HeaderBitは、直交変換係数を含まない、動きベクトルや、モードといった、Headerに属する情報に関する符号量である。
【００５５】
すなわち、Low Complexity Modeにおいては、それぞれの候補モードに関して、予測処理を行う必要があるが、復号画像までは必要ないため、符号化処理まで行う必要はない。このため、High Complexity Modeより低い演算量での実現が可能である。
【００５６】
（画面間予測）
HEVCにおける動き補償処理は、AVCと同様に、輝度信号は1/4画素精度、色差信号は1/8画素精度の動き補償処理をすることが可能である。
【００５７】
ただし、AVCにおいては、輝度信号に6タップのフィルタを用い、色差信号は線形内挿による動き補償を行うのに対し、HEVCにおいては、輝度信号には8または7タップの、色差信号には4タップのフィルタによって動き補償が行われる。すなわち、HEVCにおいては、AVCと比して、タップ長が長くなっていることに加え、演算精度が16ビットに向上されている。
【００５８】
さらに、水平方向の積和演算を行って丸め処理を行い、垂直方向の積和演算を行って丸め処理を行うといった２段階の処理を行うのではなく、水平方向と垂直方向の積和演算を行った後、１度だけ丸め処理を行うことによって、演算誤差を減少させ、より高い符号化効率を実現させている。
【００５９】
また、HEVCにおいては、対称分割（単一のCUを、上下もしくは左右に均等な大きさのPU形状に分割）による動き補償パーティションに加え、非対称分割（単一のCUを、上下もしくは左右に不均等な大きさのPU形状に分割）による動き補償パーティションを用いることも可能であり、これによって、さらに符号化効率を向上させている。
【００６０】
（画面内予測）
図７は、AVCとHEVCとの画面内予測の違いを示す図である。HEVCにおいては、近接画素間の相関関係を利用し圧縮率を向上させるため、復号済みの画素値を用いた画面内予測符号化が行われる。画面内予測の場合、予測は正方形のTU単位で行われ、4×4、8×8、16×16、32×32の4サイズがある。HEVCの画面内予測は、AVCの画面内予測と比して、次のようにさまざまに改良されている。
【００６１】
まず、被符号化ブロックに隣接する参照画素に、条件によりフィルタをかけるため、雑音除去によって予測効率が高まり、とくに参照画素から遠い場所での予測効率が高まっている。また、上記フィルタ処理において、グラデーション領域符号化の視覚的な品質を高めるための特別なフィルタ処理が条件によって施される。
【００６２】
方向性予測は、AVCが9方向であったのに対して、HEVCにおいては、33方向と、方向性予測がより細かく指定できるようになっており、微妙な角度でも高い効率で予測か可能である。
【００６３】
また、HEVCにおいては、AVCにもあったDC予測、水平・垂直予測がそれぞれ改良されており、AVCのPlane予測に代わる、より高性能なPlanar予測が導入されている。
【００６４】
AVCの画面内予測ブロックサイズは、4×4、8×8、16×16であったが、HEVCは、これらに加えて、32×32もある。また、全ブロックサイズで予測の種類が共通である。
【００６５】
以上のように、HEVCにおいては、PU毎に2通りの非方向性予測と33通りの方向性予測をまとめて0乃至34と番号付けされた画面内予測モード番号（predModeIntra）が与えられる。TUは、PUと同じか、より小さいサイズの正方形となり、符号化・復号、画面内予測はTU単位に行われる。PU内の各TUでは、同一のpredModeIntraが用いられる。
【００６６】
次に、３種類の画面内予測処理について説明する。なお、以降、TU内で生成される予測画素値をpreSamples[x][y]と記す。
【００６７】
1.Planar予測（predModeIntra=0の場合）
Planar予測においては、予測画素値が、４個の参照画素値を使って滑らかに生成される。Planar予測の予測画素値は、次の式（３）で表わされる。
【数１】
2016140090.tif 000005
【００６８】
図８は、Planar予測を説明する図である。Planar予測においては、p[N][-1]が(N,y)でなく、(N+1,y)の位置にあるかのように、また、p[-1][N]が(x,N-1)の位置にあるかのように見立て、(x,y)の位置で、水平/垂直にそれぞれ線形補間した値（○）の平均が補間値となる。
【００６９】
すなわち、AVCのplane予測では、最小二乗平面で予測画像が作られたが、HEVCのPlanar予測では、予測画像は曲面となる。
【００７０】
2.直流（DC）予測（predModeIntra=1の場合）
予測画像は、図９の黒丸で示される参照画素（2N個）の平均値(dcVal)でTU内を埋め尽くすことで生成される。DC予測の予測画素値は、次の式（４）で表わされる。
【数２】
2016140090.tif 000006
【００７１】
ただし、輝度信号でTUサイズ(N)が32未満の場合、TUの上縁・左縁の画素については、最近傍の参照画像（図９の白丸で示される予測画素と破線で繋がれた黒丸で示される参照画素）との重み付き平均をとることで、破線方向の画素値変化を低減させることができる。
【００７２】
すなわち、次の式（５）に示されるように、AVCのDC予測では参照画素平均値で予測画像が作られたが、HEVCのDC予測では、参照画素に隣接する部分を馴染ませる処理が加えられている。
【数３】
2016140090.tif 000007
なお、縁以外はdeValそのままである。
【００７３】
3.方向性予測（predModeIntra=2乃至34の場合）
・参照方向の傾き
図１０は、predModeIntraと参照方向を示す図である。図１０の矢印が、方向性予測（predModeIntra=2乃至34の33通り）における画素値参照方向を表している。矢印が指している先の数字をみると参照方向の傾きがわかる。例えば、predModeIntra=10の場合は水平方向（y方向の変化が0であるため）の参照、13の場合は-9/32の傾きの参照（x方向の変化が-32、y方向の変化が-9であるため）、22の場合は32/13の傾きの参照(x方向の変化が-13、y方向の変化が-32であるため)になる。
【００７４】
・内分値による予測
図１１は、predModeIntra=22の場合の予測例を示す図である。なお、図１１においては、図９の場合と同じ座標系が用いられている。predModeIntra=22の場合の(3,2)の位置を求めるには、参照方向の傾きが32/13であるので、参照画素のあるラインまでy方向に-3移動すると、x軸方向には13/32*3＝39/32ずれてしまう。すなわち、実際には、(1,-1)から25/32、(2,-1)から7/32離れたところ（図１１の破線の丸）の画素値を仮想的に求めることになってしまう。
【００７５】
HEVCにおいては、この値を参照画素からの距離に応じた内分計算により求める。すなわち、次の式（６）が(3,2)の位置の画面内予測値となる。なお、参照先が整数画素位置であれば、内分計算は行われず、その位置の参照画素値がそのまま予測値となる。
【数４】
2016140090.tif 000008
【００７６】
・invAngleを使った間引き転写と予測
図１１において、(0,2)の位置の予測値を求める場合、AVCでは、左の参照画素列から三角の位置の画素値を求めるが、HEVCでは、補間値計算に先立って、参照画素が一直線（この場合(predModeIntra=22＞18)水平。predModeIntraが18未満のときは垂直）に並ぶように指定されるinvAngle(inverse angle parameter,図１０の矢印が指す数字(-2乃至32の整数)の逆数に8192(=213)をかけ整数に丸めたもの)という値を使った間引き転写が行われる。この間引き転写は、次の式（７）で表わされる。
【数５】
2016140090.tif 000009
【００７７】
predModeIntra=22の場合、invAngleは-630であるので、次の式（８）のように間引き転写がなされる。
【数６】
2016140090.tif 000010
【００７８】
その後、次に式（９）に示されるように、上述の(3,2)の場合とまったく同様に補間値が求められる。
【数７】
2016140090.tif 000011
【００７９】
・予測値の例外処理
さらに、輝度信号でN＜32の場合、以下の例外的な予測が行われる。
【００８０】
predModeIntra=10（水平方向参照）の場合は予測画像上端の一行を、
predSamples[x][0]=Clip(p[-1][0]+((p[x][-1]-p[-1][-1])>>1))(x=0..N-1)
と、predModeIntra=26（垂直方向参照）の場合は左端の一行を、
predSamples[0][y]=Clip(p[0][-1]+((p[-1][y]-p[-1][-1])>>1))(y=0..N-1)
と予測します。なお、Clip（）は、引数を輝度信号の取り得る値（8ビット画像であれば0乃至255）にクリッピングする（上下限内におさめる）関数である。
【００８１】
以上のように、HEVCは、AVCに対しても非常に多くの予測モードがあり、さらに、符号化効率向上のための改良により計算量も増えている。したがって、上述した式（１）や式（２）を用いて、全てのモードのコストを計算すると、計算量が膨大になってしまい、例えば、低遅延やリアルタイムといった用途のエンコーダとして使用することが困難であった。
【００８２】
単純に候補となるモードの数を限定するということでエンコード時間を減らすことができるが、符号化効率が悪化してしまう恐れがある。符号化効率とは圧縮率とも呼ばれ、符号化効率が悪化すると、同じ画質（上記の歪み量（差分エネルギ）に相当）では、圧縮されたデータのサイズが大きくなり、同じデータのサイズであれば、画質が低下してしまう。したがって、画質がよく、データのサイズを小さくしたいという目的から望ましくはない。
【００８３】
そこで、本技術においては、画像ピクチャ間の参照関係を示す情報であるピクチャデプスに応じて選択対象となる予測モードの種類が制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードが設定される。そして、設定された予測モードに従って、画像が再帰的に分割された符号化ブロック毎に符号化される。
【００８４】
次に、以上のような本技術について、具体的な装置への適用例について説明する。
【００８５】
＜第１の実施の形態＞
（符号化装置の一実施の形態の構成例）
図１２は、本技術を適用した符号化装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【００８６】
図１２の符号化装置１２は、A/D変換部３１、画面並べ替えバッファ３２、演算部３３、直交変換部３４、量子化部３５、可逆符号化部３６、蓄積バッファ３７、逆量子化部３８、逆直交変換部３９、および加算部４０を有する。また、符号化装置１２は、フィルタ４１、フレームメモリ４４、スイッチ４５、イントラ予測部４６、動き予測・補償部４７、予測画像選択部４８、レート制御部４９、およびモードテーブル設定部５０を有する。
【００８７】
符号化装置１２のA/D変換部３１は、符号化対象として入力されたフレーム単位の画像をA/D変換する。A/D変換部３１は、変換後のデジタル信号である画像を画面並べ替えバッファ３２に出力して記憶させる。
【００８８】
画面並べ替えバッファ３２は、記憶した表示の順番のフレーム単位の画像を、GOP構造に応じて、符号化のための順番に並べ替える。画面並べ替えバッファ３２は、並べ替え後の画像を、演算部３３、イントラ予測部４６、動き予測・補償部４７、およびモードテーブル設定部５０に出力する。また、画面並べ替えバッファ３２は、画像の種類の情報として、画像のピクチャタイプ（スライスタイプも含む）と、画像間の参照関係を示す情報として、画像のピクチャデプスを、モードテーブル設定部５０に出力する。
【００８９】
演算部３３は、画面並べ替えバッファ３２から供給される画像から、予測画像選択部４８から供給される予測画像を減算することにより符号化を行う。演算部３３は、その結果得られる画像を、残差情報(差分)として直交変換部３４に出力する。なお、予測画像選択部４８から予測画像が供給されない場合、演算部３３は、画面並べ替えバッファ３２から読み出された画像をそのまま残差情報として直交変換部３４に出力する。
【００９０】
直交変換部３４は、TU単位で、演算部３３からの残差情報に対して直交変換処理を行う。直交変換部３４は、直交変換処理後の直交変換処理結果を量子化部３５に供給する。
【００９１】
量子化部３５は、直交変換部３４から供給される直交変換処理結果を量子化する。量子化部３５は、量子化の結果得られる量子化値を可逆符号化部３６に供給する。
【００９２】
可逆符号化部３６は、最適イントラ予測モードを示す情報（以下、イントラ予測モード情報という）をイントラ予測部４６から取得する。また、可逆符号化部３６は、最適インター予測モードを示す情報（以下、インター予測モード情報という）、動きベクトル、参照画像を特定する情報などを動き予測・補償部４７から取得する。また、可逆符号化部３６は、フィルタ４１からオフセットフィルタに関するオフセットフィルタ情報を取得する。
【００９３】
可逆符号化部３６は、量子化部３５から供給される量子化値に対して、可変長符号化や算術符号化などの可逆符号化を行う。
【００９４】
また、可逆符号化部３６は、イントラ予測モード情報、または、インター予測モード情報、動きベクトル、および参照画像を特定する情報、並びにオフセットフィルタ情報などを、符号化に関する符号化情報として可逆符号化する。可逆符号化部３６は、可逆符号化された符号化情報と量子化値を、符号化データとして蓄積バッファ３７に供給し、蓄積させる。
【００９５】
なお、可逆符号化された符号化情報は、可逆符号化された量子化値のヘッダ情報（例えばスライスヘッダ）とされてもよい。
【００９６】
蓄積バッファ３７は、可逆符号化部３６から供給される符号化データを、一時的に記憶する。また、蓄積バッファ３７は、記憶している符号化データを、符号化ストリームとして伝送部１３に供給する。
【００９７】
また、量子化部３５より出力された量子化値は、逆量子化部３８にも入力される。逆量子化部３８は、量子化値を逆量子化する。逆量子化部３８は、逆量化の結果得られる直交変換処理結果を逆直交変換部３９に供給する。
【００９８】
逆直交変換部３９は、TU単位で、逆量子化部３８から供給される直交変換処理結果に対して逆直交変換処理を行う。逆直交変換の方式としては、例えば、IDCT(逆離散コサイン変換)とIDST(逆離散サイン変換)がある。逆直交変換部３９は、逆直交変換処理の結果得られる残差情報を加算部４０に供給する。
【００９９】
加算部４０は、逆直交変換部３９から供給される残差情報と、予測画像選択部４８から供給される予測画像を加算し、復号を行う。加算部４０は、復号された画像をフィルタ４１とフレームメモリ４４に供給する。
【０１００】
フィルタ４１は、加算部４０から供給される復号された画像に対して、フィルタ処理を行う。具体的には、フィルタ４１は、デブロックフィルタ処理と適応オフセットフィルタ(SAO（Sample adaptive offset)）処理を順に行う。フィルタ４１は、フィルタ処理後の符号化済みのピクチャをフレームメモリ４４に供給する。また、フィルタ４１は、行われた適応オフセットフィルタ処理の種類とオフセットを示す情報を、オフセットフィルタ情報として可逆符号化部３６に供給する。
【０１０１】
フレームメモリ４４は、フィルタ４１から供給される画像と、加算部４０から供給される画像を蓄積する。フレームメモリ４４に蓄積されたフィルタ処理が行われていない画像のうちのPU（Prediction Unit）に隣接する画像は、周辺画像としてスイッチ４５を介してイントラ予測部４６に供給される。一方、フレームメモリ４４に蓄積されたフィルタ処理が行われた画像は、参照画像としてスイッチ４５を介して動き予測・補償部４７に出力される。
【０１０２】
イントラ予測部４６は、PU単位で、フレームメモリ４４からスイッチ４５を介して読み出された周辺画像を用いて、候補となる全てのイントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。
【０１０３】
また、イントラ予測部４６は、画面並べ替えバッファ３２から読み出された画像と、イントラ予測処理の結果生成される予測画像とに基づき、モードテーブル設定部５０から供給される情報が示す使用可能であるイントラ予測モードに対してコスト関数値（詳細は後述する）を算出する。そして、イントラ予測部４６は、コスト関数値が最小となるイントラ予測モードを、最適イントラ予測モードに決定する。
【０１０４】
イントラ予測部４６は、最適イントラ予測モードで生成された予測画像、および、対応するコスト関数値を、予測画像選択部４８に供給する。イントラ予測部４６は、予測画像選択部４８から最適イントラ予測モードで生成された予測画像の選択が通知された場合、イントラ予測モード情報を可逆符号化部３６に供給する。なお、イントラ予測モードとはPUのサイズ、予測方向などを表すモードである。
【０１０５】
動き予測・補償部４７は、モードテーブル設定部５０から供給される情報が示す使用可能であるインター予測モードの動き予測・補償処理を行う。具体的には、動き予測・補償部４７は、画面並べ替えバッファ３２から供給される画像と、フレームメモリ４４からスイッチ４５を介して読み出される参照画像に基づいて、モードテーブル設定部５０から供給される情報が示す使用可能であるインター予測モードの動きベクトルをPU単位で検出する。そして、動き予測・補償部４７は、その動きベクトルに基づいてPU単位で参照画像に補償処理を施し、予測画像を生成する。
【０１０６】
このとき、動き予測・補償部４７は、画面並べ替えバッファ３２から供給される画像と予測画像とに基づいて、モードテーブル設定部５０から供給される情報が示す使用可能であるインター予測モードに対してコスト関数値を算出し、コスト関数値が最小となるインター予測モードを最適インター予測モードに決定する。そして、動き予測・補償部４７は、最適インター予測モードのコスト関数値と、対応する予測画像を予測画像選択部４８に供給する。また、動き予測・補償部４７は、予測画像選択部４８から最適インター予測モードで生成された予測画像の選択が通知された場合、インター予測モード情報、対応する動きベクトル、参照画像を特定する情報などを可逆符号化部３６に出力する。なお、インター予測モードとは、PUのサイズなどを表すモードである。
【０１０７】
予測画像選択部４８は、イントラ予測部４６および動き予測・補償部４７から供給されるコスト関数値に基づいて、最適イントラ予測モードと最適インター予測モードのうちの、対応するコスト関数値が小さい方を、最適予測モードに決定する。そして、予測画像選択部４８は、最適予測モードの予測画像を、演算部３３および加算部４０に供給する。また、予測画像選択部４８は、最適予測モードの予測画像の選択をイントラ予測部４６または動き予測・補償部４７に通知する。
【０１０８】
レート制御部４９は、蓄積バッファ３７に蓄積された符号化データに基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部３５の量子化動作のレートを制御する。また、レート制御部４９は、量子化パラメータQpを、モードテーブル設定部５０に供給する。
【０１０９】
モードテーブル設定部５０は、ピクチャタイプおよびピクチャデプス、統計情報、アプリケーション、並びに、量子化パラメータQpなどの少なくとも１つに応じて、どの予測モードが使用可能で、どの予測モードが使用不可能であるかが示されている（すなわち、選択対象となる予測モードの種類が制限されている状態である）複数のモードテーブルを有している。換言するに、これらのモードテーブルは、上述した情報と、選択対象となる予測モードとの対応関係をテーブル形式で表わしたものである。
【０１１０】
モードテーブル設定部５０は、例えば、CTB毎に、モードテーブル選択処理を行う。具体的には、モードテーブル設定部５０は、画面並べ替えバッファ３２から読み出された原画像から統計情報を算出し、算出した統計情報、画面並べ替えバッファ３２からのピクチャタイプおよびピクチャデプス、並びにレート制御部４９からの量子化パラメータQpなどに応じて、複数のモードテーブルのうち、使用するモードテーブルを決定し、使用可能な予測モードを決定する。モードテーブル設定部５０は、決定した使用可能な予測モードの情報を、イントラ予測部４６および動き予測・補償部４７に供給する。例えば、使用可能な予測モードが１つであれば、処理対象のCTBの予測モードは、それに決定される。すなわち、予測画像選択部４８で決定される予測モードは、モードテーブル設定部５０が決定した使用可能な予測モードのいずれかである。
【０１１１】
図１３は、モードテーブル設定部５０の構成例を示すブロック図である。
【０１１２】
図１３のモードテーブル設定部５０は、統計情報算出部６１、テーブル選択部６２、およびテーブル記憶部６３を含むように構成されている。
【０１１３】
統計情報算出部６１は、画面並べ替えバッファ３２から読み出された原画像から統計情報を算出する。統計情報としては、例えば、Variance64×64やSAD64×64がある。これらは、それぞれ、式（１０）と式（１１）で表わされる。
【数８】
2016140090.tif 000012
【数９】
2016140090.tif 000013
【０１１４】
ここで、統計情報としては、Variance64×64やSAD64×64に限らず、Complexityや動きを推定可能な統計情報であるならば他の情報でもよい。例えば、Complexityであれば、Total VariationやMAD(Mean Absolute Deviation : 平均絶対偏差)でもよい。また、統計情報を求める単位も一例として64×64を用いたが、8×8、16×16、32×32単位で算出してもよいし、さらに、いずれかの単位での平均値でもよい。
【０１１５】
なお、統計情報を用いた例としては、ピクチャタイプがIスライスであるか否か、または、統計情報が所定の閾値より大きいか小さいかなどに応じて、その領域が、グラデーションエリアか、ファストエッジエリアか、それら以外のノーマルエリアかが判定され、各エリアに対応するモードテーブルが選択される。なお、ファストエッジエリアとは、例えば、監視カメラなどで撮像される、例えば、通り過ぎる人の輪郭などの早い動きのエッジがあるエリアのことをいう。
【０１１６】
具体的には、Iスライスであって、Varianceが閾値Th_var_flat以下の場合、グラデーションエリアであると判定される。
【０１１７】
また、Iスライス以外であって、SADが、閾値Th_sao_low以上、かつ、閾値Th_sao_high（Th_sad_low<Th_sad_high）以下の場合（すなわち、ある程度の動きがある場合）で、Varianceが閾値Th_var_flat以下の場合、グラデーションエリアであると判定される。
【０１１８】
Iスライス以外であって、SADが、閾値Th_sao_low以上、かつ、閾値Th_sao_high（Th_sad_low<Th_sad_high）以下の場合（すなわち、ある程度の動きがある場合）で、Varianceが閾値Th_var_flatより大きく、閾値Th_var_edge_low以上であり、閾値Th_var_edge_highである場合（すなわち、ある程度の複雑さがある場合）、ファストエッジエリアであると判定される。なお、Th_var_flat<Th_var_edge_low<Th_var_edge_highである。
【０１１９】
それ以外の場合、ノーマルエリアであると判定される。すなわち、Iスライスであって、Varianceが閾値Th_var_flatより大きい場合、ノーマルエリアであると判定される。Iスライス以外であって、SADが、閾値Th_sao_low以上、かつ、閾値Th_sao_high（Th_sad_low<Th_sad_high）以下の場合（すなわち、ある程度の動きがある場合）で、Varianceが閾値Th_var_flatより大きいが、閾値Th_var_edge_low以下、または、閾値Th_var_edge_high以上である場合、ノーマルエリアであると判定される。
【０１２０】
また、Iスライス以外であって、SADが、閾値Th_sao_lowより小さいか、または、閾値Th_sao_high（Th_sad_low<Th_sad_high）より大きい場合も、ノーマルエリアであると判定される。
【０１２１】
なお、閾値Th_var_flat、閾値Th_sad_low、閾値Th_sad_high、閾値Th_var_edge_low、閾値Th_var_edge_は、量子化パラメータQpに応じて値が変わる閾値である。これは、Qpが大きい場合に発生量増分対策であり、このようにすることで、領域が調整されるので、Qpが大きい場合の発生量増分を抑えることができる。
【０１２２】
そして、グラデーションエリアの場合とファストエッジエリアの場合、対応するテーブルとして、例えば、主観画質を考慮したテーブルが選択される。それら以外のノーマルエリアの場合、対応するテーブルとして、符号化効率最大値化を考慮したテーブルが選択される。
【０１２３】
なお、例えば、主観画質を考慮して作成されたモードテーブルは、8×8より大きいサイズを選択すると画質に影響がでてしまうので、8×8より大きいサイズは選択されない。符号化効率最大値化を考慮したテーブルにおいては、例えば、量子化パラメータQpが低いほど、コスト関数値の計算における歪み量の重要度が高いので、一般的に歪み量の小さい4×4のインター予測モードまたはイントラ予測モードが使用可能とされている。一方、量子化パラメータQpが高いほど、コスト関数値の計算におけるビット発生量の重要度が高いので、符号化効率の高い64×64などの大きなインター予測モードまたはイントラ予測モードが使用可能とされている。
【０１２４】
また、一般に平坦部では、64×64のインター予測モードやイントラ予測モードを選択した方が、符号化効率がよくなる傾向がある。これに対して、同じ平坦部でも滑らかなグラデーションエリアにおいては、また、人物や物体の輪郭などエッジのあるファストエッジエリアについても同様に4×4などの細かいインター予測モードやイントラ予測モードを選択した方が主観上よくなる傾向がある。このような傾向があることに基づいて、テーブルの選択が行われている。
【０１２５】
統計情報算出部６１は、算出した統計情報（Variance64×64、SAD64×64）をテーブル選択部６２に供給する。テーブル選択部６２には、さらに、画面並べ替えバッファ３２からの画像のピクチャタイプおよびピクチャデプスと、レート制御部４９からの量子化パラメータQpが供給される。
【０１２６】
テーブル選択部６２は、ピクチャタイプ、ピクチャデプス、統計情報、アプリケーション、Qpなどに応じて、テーブル記憶部６３に記憶されている、選択対象となる予測モードの種類が制限された状態にある複数のモードテーブルのうち、使用するモードテーブルを決定する。
【０１２７】
そして、テーブル選択部６２は、決定したテーブルから（すなわち、選択対象となる予測モードの種類が制限された状態で）、使用可能な予測モードを取得する。なお、使用が制限された状態とは、すなわち使用不可能な状態であり、換言するに、全予測モードから、使用可能なモードの数を絞り込んだ状態である。テーブル選択部６２は、取得した使用可能な予測モードの情報を、イントラ予測部４６と動き予測・補償部４７に供給する。
【０１２８】
テーブル記憶部６３は、メモリなどで構成され、ピクチャタイプおよびピクチャデプス、統計情報、アプリケーション、並びに、量子化パラメータQpに応じて、どの予測モードが使用可能で、どの予測モードが使用不可能であるかが示されている（すなわち、選択対象となる予測モードの種類が制限されている状態である）複数のモードテーブルを記憶している。
【０１２９】
次に、図１４および図１５を参照して、ピクチャデプスについて説明する。動画像のエンコードには、インター予測が用いられる。インター予測においては、エンコード済みのピクチャを用いて、現時のエンコード対象のブロックが予測される。そのため、エンコードするピクチャの順序と参照関係が重要になる。ピクチャデプスは、画像のピクチャ間（GOP構造）の参照関係を示す情報であり、詳しくは、参照関係において、同じ状況にあるものを、例えば、１乃至５にグルーピングするものである。
【０１３０】
図１４および図１５の例においては、横方向がデコード順序の時間を表しており、長方形は、ピクチャを表しており、長方形の中のI,B,Pは、ピクチャタイプが、Iピクチャ、Bピクチャ、Pピクチャであることを表している。また、ピクチャから出ている矢印は、インター予測を行うために参照するピクチャを表している。
【０１３１】
ピクチャデプス１には、IピクチャとPピクチャが含まれている。ピクチャデプス１のIピクチャは何も参照しない。ピクチャデプス１の左のPピクチャは、ピクチャデプス１のIピクチャを参照している。ピクチャデプス１の右のPピクチャは、左のPピクチャを参照している。
【０１３２】
ピクチャデプス２には、ピクチャデプス１のピクチャを参照するBピクチャが含まれている。ピクチャデプス２の左側のBピクチャは、ピクチャデプス１のIピクチャと左のPピクチャを参照している。ピクチャデプス２の右側のBピクチャは、ピクチャデプス１の左のPピクチャと右のPピクチャを参照している。
【０１３３】
ピクチャデプス３には、１方向は、ピクチャデプス１のピクチャを参照し、他の１方向はピクチャデプス２のBピクチャを参照するBピクチャが含まれている。ピクチャデプス３の一番左のBピクチャは、ピクチャデプス１のIピクチャと、ピクチャデプス２の左側のBピクチャを参照している。ピクチャデプス３の左から２番目のBピクチャは、ピクチャデプス２の左側のBピクチャと、ピクチャデプス１の左のPピクチャとを参照している。
【０１３４】
ピクチャデプス３の左から３番目のBピクチャは、ピクチャデプス１の左のPピクチャとピクチャデプス２の右側のBピクチャとを参照している。ピクチャデプス３の左から４番目のBピクチャは、ピクチャデプス２の右側のBピクチャと、ピクチャデプス１の右のPピクチャとを参照している。
【０１３５】
すなわち、図１４の例において、ピクチャデプス２のBピクチャは、ピクチャデプス１のピクチャを参照することが示されている。ピクチャデプスが同じピクチャは参照関係が似ているため、高速化するための条件も似ていることからモードテーブルの１つの条件となっている。
【０１３６】
図１５の例においては、ピクチャデプス１には、同じデプスのピクチャと、下のデプスのピクチャとの２つのピクチャから参照すされるピクチャが含まれている。ピクチャデプス１のIピクチャは何も参照しない。ピクチャデプス１の左のPピクチャは、ピクチャデプス１のIピクチャを参照している。ピクチャデプス１の右のPピクチャは、左のPピクチャを参照している。
【０１３７】
ピクチャデプス２には、下のデプスのピクチャだけから参照されるPピクチャが含まれている。ピクチャデプス２の左側のPピクチャは、ピクチャデプス１のIピクチャを参照している。ピクチャデプス２の右側のPピクチャは、ピクチャデプス１の左のPピクチャを参照している。
【０１３８】
ピクチャデプス３には、他のピクチャから参照されないピクチャが含まれている。ピクチャデプス３の左側のPピクチャは、ピクチャデプス２の左のPピクチャを参照している。ピクチャデプス３の右側のPピクチャは、ピクチャデプス２の右のPピクチャを参照している。
【０１３９】
図１５の例の場合も、同じピクチャデプスのピクチャの参照関係は似ていることがわかる。
【０１４０】
なお、ここで、図１４および図１５のピクチャデプスと、式（１）のλのとの関係について説明する。Pピクチャの品質に対しては、IピクチャのPSNRが影響を与える。つまり、IピクチャのPSNRがよいということは、Pの予測性能をあげることに結び付く。
【０１４１】
I,P,Pが同じ品質であるよりも、ビットストリームの割り振りを変えて、Iの品質をよくして、Pの品質をだんだん悪くしていったほうが、ピクチャ全体の平均的な性能がよくなる傾向がある。
【０１４２】
すなわち、Iピクチャの品質をよくするということは、式(１)におけるPSNRをよくする、すなわち、式(１)におけるλを小さくしていることと同意である。これは、式（１）において、Dに対して、Rを軽視してもよいということである。すなわち、PよりもIの方のビットレートを高くしてもよいということであり、このような条件におけるコスト関数の計算の結果においては、小さなブロックの予測モードが選ばれやすい傾向がある。
【０１４３】
したがって、ピクチャデプスが１や２という小さな数字の場合、一般的に、小さいブロックサイズの予測モードが使われ、大きなブロックサイズの予測モードは使用が制限されるようなモードテーブルが選択される。
【０１４４】
（モードテーブルの例）
図１６は、モードテーブルの例を示す図である。図１６の例において、イントラ予測の候補としては、64×64、32×32、16×16、8×8、4×4の予測モードがあり、インター予測の候補としては、64×64、64×32、32×64、32×32、32×24、32×16、32×8、24×32、16×32、8×32、16×16、16×12、16×8、16×4、12×16、8×16、4×16、8×8、8×4、4×8、4×4の予測モードがある。また、図１６の例において、丸は使用可能なモードであることを示し、バツは使用不可能なモードであることを示している。
【０１４５】
図１６の例においては、上から順に、生放送インターネット配信アプリケーション用（生放送用インターネット配信とも称する）のモードテーブルが３種類と、インターネット配信向け録画アプリケーション用（インターネット配信向け録画とも称する）のモードテーブルが３種類と、監視カメラアプリケーション用（監視カメラとも称する）のモードテーブルが３種類の合計９種類のモードテーブルが示されている。
【０１４６】
生放送インターネット配信においては、持ち運びが簡単な機材で撮影しながらエンコードしてインターネットを介してコンテンツ配信を行うものであるため、画質を犠牲にして処理速度を上げる（すなわち、処理量を減らす）必要がある。式（１）のコスト関数を計算する予測モードを極力少なくする。
【０１４７】
具体的には、生放送インターネット配信の場合、画質は低く、処理速度の高速化が必要である。したがって、生放送インターネット配信の3種類のモードテーブルは、どれも、予測モード1種類のみが使用可能である例が示されている。
【０１４８】
まず、ピクチャデプスが１で、ピクチャタイプがIピクチャで、TV（Total Variation）が200で、Variance(分散)が200で、QPが30の場合、イントラ8×8予測モードのみが使用可能であるモードテーブルが選択される。なお、この場合、ピクチャタイプがIピクチャであるので、イントラモードでしか使えないので、イントラモードで１つのモードからなるモードテーブルが選択される。
【０１４９】
また、ピクチャデプスが２で、ピクチャタイプがPピクチャで、TV（Total Variation）が200で、Variance(分散)が200で、QPが30の場合、インター16×16予測モードのみが使用可能であるモードテーブルが選択される。なお、この場合、Pピクチャは、イントラまたはインター両モードで使用できるが、生放送インターネット配信であるので、速度を優先して、インター16×16予測モードのみとしている。
【０１５０】
さらに、ピクチャデプスが２で、ピクチャタイプがPピクチャで、TV（Total Variation）が200で、Variance(分散)が200で、QPが45の場合、インター32×32予測モードのみが使用可能であるモードテーブルが選択される。なお、この場合、ビットレートを低くしている(QPを大きくしている)ので、オーバヘッドを小さくするために大きいサイズだけが使用可能とされている。
【０１５１】
次に、インターネット配信向け録画の場合、一度録画したものをインターネットを介して配信するものであり、一度HDDなどの記憶部に録画して蓄えられるため、処理速度は遅くてもよい。一方、インターネットで配信するので、高画質（高圧縮）が求められる。
【０１５２】
具体的には、インターネット配信向け録画の場合、画質は高く、処理速度は低速でよい。したがって、インターネット配信向け録画の3種類のモードテーブルは、どれも、予測モードが複数使用可能であり、コスト関数を求め比較して用いる例が示されている。
【０１５３】
まず、ピクチャデプスが１で、ピクチャタイプがIピクチャで、TV（Total Variation）が200で、Variance(分散)が200で、QPが25の場合、64×64、32×32、16×16、8×8、4×4のイントラ予測モードが使用可能であるモードテーブルが選択される。なお、この場合、ピクチャタイプがIピクチャであるので、イントラモードでしか使えないので、イントラモードからなるモードテーブルが選択されている。
【０１５４】
また、ピクチャデプスが２で、ピクチャタイプがPピクチャで、TV（Total Variation）が200で、Variance(分散)が200で、QPが25の場合、32×32、16×16、8×8、4×4のイントラ予測モードと、すべてのインター予測モードが使用可能であるモードテーブルが選択される。なお、この場合、Pピクチャは、イントラまたはインター両モードで使用できるので、どちらの予測モードも使用可能とされている。
【０１５５】
さらに、ピクチャデプスが３で、ピクチャタイプがBピクチャで、TV（Total Variation）が200で、Variance(分散)が200で、QPが25の場合、64×64、32×32、16×16のイントラ予測モードと、32×64、32×32、32×24、32×16、32×8、24×32、16×32、8×32、16×16、16×12、16×8、16×4、12×16、8×16、4×16、8×8、8×4、4×8、4×4のインター予測モードが使用可能であるモードテーブルが選択される。なお、Bピクチャは、双方向予測が使えるので、インター予測の性能が高い。したがって、この場合、相対的にイントラ予測の性能が劣るため、使用可能なイントラ予測モードを減らしている。
【０１５６】
最後に、監視カメラの場合、監視カメラの画像をなるべく低遅延で配信するものであり、監視中の画像の遅れが少なくするためにPピクチャだけを用いるようにする。具体的には、監視カメラの場合、画質は中程度で、処理速度は高速が望まれる。
【０１５７】
まず、ピクチャデプスが１で、ピクチャタイプがIピクチャで、TV（Total Variation）が200で、Variance(分散)が200で、QPが25の場合、32×32、16×16、8×8のイントラ予測モードが使用可能であるモードテーブルが選択される。なお、この場合、ピクチャタイプがIピクチャであるので、イントラモードでしか使えないので、イントラモードからなるモードテーブルが選択されている。
【０１５８】
また、ピクチャデプスが２で、ピクチャタイプがPピクチャで、TV（Total Variation）が200で、Variance(分散)が200で、QPが25の場合、32×32、16×16、8×8のイントラ予測モードと、64×64と4×4以外のすべてのインター予測モードが使用可能であるモードテーブルが選択される。なお、この場合、Pピクチャは、イントラまたはインター両モードで使用できるので、どちらの予測モードも使用可能とされている。
【０１５９】
さらに、ピクチャデプスが３で、ピクチャタイプがPピクチャで、TV（Total Variation）が200で、Variance(分散)が200で、QPが25の場合、16×16のイントラ予測モードと、32×64、32×32、32×24、32×16、32×8、24×32、16×32、8×32、16×16、16×12、16×8、16×4、12×16、8×16、4×16、8×8、8×4のインター予測モードが使用可能であるモードテーブルが選択される。ピクチャデプスが２から３になると、参照されることが少なくなるので、速度を優先して、イントラ予測モードの一部を使用しないように制限させる。
【０１６０】
なお、上述したモードテーブルにおいて、制限する予測モードの数は、符号化のアプリケーションに応じて変更することができる。また、制限する予測モードの種類も、符号化のアプリケーションに応じて変更される。ここで、アプリケーションとは、使用目的や使用サービスの形態である。また、アプリケーションには、ビットストリームのビットレート、解像度、画枠などの符号化ツールにリンクするパラメータも含まれる。
【０１６１】
（符号化装置の処理の説明）
図１７および図１８は、図１２の符号化装置１２の符号化処理を説明するフローチャートである。
【０１６２】
図１７のステップＳ６１において、符号化装置１２のA/D変換部３１（図１２）は、符号化対象として入力されたフレーム単位の画像をA/D変換する。A/D変換部３１は、変換後のデジタル信号である画像を画面並べ替えバッファ３２に出力して記憶させる。
【０１６３】
ステップＳ６２において、画面並べ替えバッファ３２は、記憶した表示の順番のフレームの画像を、GOP構造に応じて、符号化のための順番に並べ替える。画面並べ替えバッファ３２は、並べ替え後のフレーム単位の画像を、演算部３３、イントラ予測部４６、動き予測・補償部４７、およびモードテーブル設定部５０に供給する。また、画面並べ替えバッファ３２は、画像のピクチャタイプを、モードテーブル設定部５０に出力する。
【０１６４】
ステップS６３において、モードテーブル設定部５０は、モードテーブル選択処理を行う。モードテーブル選択処理の詳細は、図１９を参照して後述される。すなわち、モードテーブル設定部５０は、画面並べ替えバッファ３２から読み出された原画像から統計情報を算出し、算出した統計情報、画面並べ替えバッファ３２からのピクチャタイプやピクチャデプス、およびレート制御部４９からの量子化パラメータQpなどに応じて、複数のモードテーブルのうち、使用するモードテーブルを決定し、使用可能な予測モードを決定する。モードテーブル設定部５０は、決定した使用可能な予測モードの情報を、イントラ予測部４６および動き予測・補償部４７に供給する。
【０１６５】
ステップＳ６４において、イントラ予測部４６は、PU単位で、モードテーブル設定部５０から供給される情報が示す使用可能であるイントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。すなわち、イントラ予測部４６は、画面並べ替えバッファ３２から読み出された画像と、イントラ予測処理の結果生成される予測画像とに基づいて、モードテーブル設定部５０から供給される情報が示す使用可能であるイントラ予測モードに対してコスト関数値を算出する。そして、イントラ予測部４６は、コスト関数値が最小となるイントラ予測モードを、最適イントラ予測モードに決定する。イントラ予測部４６は、最適イントラ予測モードで生成された予測画像、および、対応するコスト関数値を、予測画像選択部４８に供給する。
【０１６６】
また、動き予測・補償部４７は、ステップＳ６５においてPU単位で、モードテーブル設定部５０から供給される情報が示す使用可能であるインター予測モードの動き予測・補償処理を行う。また、動き予測・補償部４７は、画面並べ替えバッファ３２から供給される画像と予測画像とに基づいて、モードテーブル設定部５０から供給される情報が示す使用可能であるインター予測モードに対してコスト関数値を算出し、コスト関数値が最小となるインター予測モードを最適インター予測モードに決定する。そして、動き予測・補償部４７は、最適インター予測モードのコスト関数値と、対応する予測画像を予測画像選択部４８に供給する。
【０１６７】
ステップＳ６６において、予測画像選択部４８は、イントラ予測部４６および動き予測・補償部４７から供給されるコスト関数値に基づいて、最適イントラ予測モードと最適インター予測モードのうちのコスト関数値が最小となる方を、最適予測モードに決定する。そして、予測画像選択部４８は、最適予測モードの予測画像を、演算部３３および加算部４０に供給する。
【０１６８】
ステップＳ６７において、予測画像選択部４８は、最適予測モードが最適インター予測モードであるかどうかを判定する。ステップＳ６７で最適予測モードが最適インター予測モードであると判定された場合、予測画像選択部４８は、最適インター予測モードで生成された予測画像の選択を動き予測・補償部４７に通知する。
【０１６９】
そして、ステップＳ６８において、動き予測・補償部４７は、インター予測モード情報、動きベクトル、および参照画像を特定する情報を可逆符号化部３６に供給し、処理をステップＳ７０に進める。
【０１７０】
一方、ステップＳ６７で最適予測モードが最適インター予測モードではないと判定された場合、即ち最適予測モードが最適イントラ予測モードである場合、予測画像選択部４８は、最適イントラ予測モードで生成された予測画像の選択をイントラ予測部４６に通知する。そして、ステップＳ６９において、イントラ予測部４６は、イントラ予測モード情報を可逆符号化部３６に供給し、処理をステップＳ７０に進める。
【０１７１】
ステップＳ７０において、演算部３３は、画面並べ替えバッファ３２から供給される画像から、予測画像選択部４８から供給される予測画像を減算することにより符号化を行う。演算部３３は、その結果得られる画像を、残差情報として直交変換部３４に出力する。
【０１７２】
ステップＳ７１において、直交変換部３４は、TU単位で、残差情報に対して直交変換処理を行う。直交変換部３４は、直交変換処理後の直交変換処理結果を量子化部３５に供給する。
【０１７３】
ステップＳ７２において、量子化部３５は、直交変換部３４から供給される直交変換処理結果を量子化する。量子化部３５は、量子化の結果得られる量子化値を可逆符号化部３６と逆量子化部３８に供給する。
【０１７４】
ステップＳ７３において、逆量子化部３８は、量子化部３５からの量子化値に対して逆量子化を行う。逆量子化部３８は、逆量化の結果得られる直交変換処理結果を逆直交変換部３９に供給する。
【０１７５】
ステップＳ７４において、逆直交変換部３９は、TU単位で、逆量子化部３８から供給される直交変換処理結果に対して逆直交変換処理を行う。逆直交変換部３９は、逆直交変換処理の結果得られる残差情報を加算部４０に供給する。
【０１７６】
ステップＳ７５において、加算部４０は、逆直交変換部３９から供給される残差情報と、予測画像選択部４８から供給される予測画像を加算し、復号を行う。加算部４０は、復号された画像をフィルタ４１とフレームメモリ４４に供給する。
【０１７７】
ステップＳ７６において、フィルタ４１は、加算部４０から供給される復号された画像に対して、デブロッキングフィルタ処理を行う。
【０１７８】
ステップＳ７７において、フィルタ４１は、デブロッキングフィルタ後の画像に対して、適応オフセットフィルタ処理を行う。フィルタ４１は、その結果得られる画像をフレームメモリ４４に供給する。また、フィルタ４１は、LCUごとに、オフセットフィルタ情報を可逆符号化部３６に供給する。
【０１７９】
ステップＳ７８において、フレームメモリ４４は、フィルタ４１から供給される画像と加算部４０から供給される画像を蓄積する。フレームメモリ４４に蓄積されたフィルタ処理が行われていない画像のうちのPUに隣接する画像は、周辺画像としてスイッチ４５を介してイントラ予測部４６に供給される。一方、フレームメモリ４４に蓄積されたフィルタ処理が行われた画像は、参照画像としてスイッチ４５を介して動き予測・補償部４７に出力される。
【０１８０】
ステップＳ７９において、可逆符号化部３６は、イントラ予測モード情報、または、インター予測モード情報、動きベクトル、および参照画像を特定する情報、並びにオフセットフィルタ情報などを、符号化情報として可逆符号化する。
【０１８１】
ステップＳ８０において、可逆符号化部３６は、量子化部３５から供給される量子化値を可逆符号化する。そして、可逆符号化部３６は、ステップＳ７８の処理で可逆符号化された符号化情報と可逆符号化された量子化値から、符号化データを生成し、蓄積バッファ３７に供給する。
【０１８２】
ステップＳ８１において、蓄積バッファ３７は、可逆符号化部３６から供給される符号化データを、一時的に蓄積する。
【０１８３】
ステップＳ８２において、レート制御部４９は、蓄積バッファ３７に蓄積された符号化データに基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部３５の量子化動作のレートを制御する。その際、レート制御部４９は、量子化パラメータQpを、モードテーブル設定部５０に供給する。そして、符号化処理は終了される。
【０１８４】
次に、図１９のフローチャートを参照して、図１７のステップＳ６３のモードテーブル選択処理の詳細を説明する。なお、この処理は、例えば、CTB単位で行われる。
【０１８５】
モードテーブル設定部５０の統計情報算出部６１には、画面並べ替えバッファ３２から読み出された原画像が供給される。モードテーブル設定部５０のテーブル選択部６２には、画面並べ替えバッファ３２からのピクチャタイプとピクチャデプスを示す情報と、レート制御部４９からの量子化パラメータQpが供給される。また、アプリケーションの情報も、図示せぬ利用者などにより入力部などから供給される。
【０１８６】
統計情報算出部６１は、ステップＳ９１において、画面並べ替えバッファ３２から読み出された原画像から統計情報、例えば、Variance64×64やTotal Variationを算出する。統計情報算出部６１は、算出した統計情報（Variance64×64、Total Variation）をテーブル選択部６２に供給する。
【０１８７】
テーブル選択部６２は、ステップＳ９２において、アプリケーション、ピクチャタイプ、ピクチャデプス、統計情報、およびQpに応じて、例えば、図１６に示されたモードテーブルを選択する。そして、テーブル選択部６２は、ステップＳ９３において、選択されたモードテーブルから、使用可能な予測モードだけを選択（取得）し、それを示す情報を、イントラ予測部９４および動き予測・補償部９５に供給する。その後、処理は、モードテーブル選択処理は終了し、図１７のステップＳ６３に戻る。
【０１８８】
なお、図１９のステップＳ９３の後に、アプリケーション、ピクチャタイプ、ピクチャデプス、統計情報、およびQpと、それらに応じて選択されたモードテーブルによりモードテーブルの内容が更新されるようにしてもよい。
【０１８９】
以上のように、本技術により、エンコードの処理量を減らすことができるため、エンコードにかかる時間を高速化できる。
【０１９０】
単純に予測モードを削減するのではなく、ピクチャデプス、ピクチャタイプ、TV、Variance、Qpなどに依存して、選択される確率の低い予測モードについてのコスト関数を計算しないので、画像品質は維持し、符号化効率の悪化を軽減することができる。
【０１９１】
また、モードテーブルを作成した段階で省略（制限）する予想モードが確定しているため、期待できる高速化の程度が決められる。そのため、Early terminationと呼ばれる高速化テクニックのような条件によって高速化ができる場合とできない場合があるようなことが起こらない。これは、リアルタイム処理が要求される場合には、有効な効果である。
【０１９２】
なお、予めテーブルを用意してある場合、基本的に動画像の内容に依存する部分は、適切なテーブルになっていない。この場合、エンコードの途中でテーブルを更新することで、その動画像に向いた高速化が可能になる。ただし、この場合には、テーブルを更新するために行う処理中は高速化ができない。
【０１９３】
以上においては、符号化方式としてHEVCに準じた方式を用いるようにした。ただし、本技術はこれに限らず、その他の符号化方式／復号方式を適用することができる。
【０１９４】
なお、上記説明においては、モードテーブルを作成しておき、その中から選択する例を説明したが、モードテーブルを持たずに、原画像の統計情報と過去選択された予測モードから、現状の予測モードを学習し、予測モードを予測するようにしてもよい。その際、例えば、本技術は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
【０１９５】
＜第２の実施の形態＞
（本技術を適用したクラウドコンピューティングの構成例）
図２０は、本技術を適用したクラウドコンピューティングシステムの一実施の形態の構成例を示す図である。
【０１９６】
図２０に示されるように、クラウドコンピューティングシステム１００は、サーバ１０１が、クライアント１０２と、インターネットなどのネットワーク１０３を介して接続されて構成される。
【０１９７】
サーバ１０１は、図１２の符号化装置１２、および上述した統計情報と過去選択された予測モードのデータベース１１１を備えている。符号化装置１２は、図１３のモードモードテーブル設定部５０の代わりに、図２２の過去選択された予測モードを学習する機能を有するモードテーブル設定部５０を備える。
【０１９８】
符号化装置１２（モードテーブル設定部５０）は、クライアント１０２などから画像、ピクチャタイプ、ピクチャデプス、Qpおよび画像の統計情報を受ける。画像を受けた場合、符号化装置１２は、クライアント１０２などからサーバ１０１にアップされた画像を用いて、統計情報を算出する。
【０１９９】
符号化装置１２は、算出した、またはクライアント１０２からの画像、ピクチャタイプ、ピクチャデプス、Qpおよび画像の統計情報と、データベース１１１を用いて、過去選択された予測モードから現状の予測モードを、ニューラルネットワークやCNNなどで学習することで選択し、学習した予測モードの情報を、データベース１１１に登録する。
【０２００】
あるいは、符号化装置１２は、クライアント１０２からの統計情報を受けると、データベース１１１を用いて、予測モードを選択し、選択した予測モードの情報を、データベース１１１に登録し、学習していく。
【０２０１】
学習後、符号化装置１２は、選択した予測モードの情報を、クライアント１０２に提供してもよいし、あるいは、選択した予測モードを用いて、画像を符号化し、クライアント１０２に提供するために蓄積するようにしてもよい。
【０２０２】
データベース１１１は、ピクチャタイプ、ピクチャデプス、Qp、および統計情報となど過去選択された予測モードとを記憶している。データベース１１１は、例えば、それらの情報と過去選択された予測モードとを対応付けて記憶している。
【０２０３】
クライアント１０２は、例えば、携帯端末などで構成される。クライアント１０２は、撮像した画像情報や画像情報に基づいて算出された統計情報を、ネットワーク１０３を介して、サーバ１０１に送信する。サーバ１０１から予測モードの情報を受けると、クライアント１０２は、画像情報を符号化する。
【０２０４】
なお、図２０の例において、サーバ１０１が１台しか示されていないが、複数台で構成される。同様に、クライアント１０２も１台しか示されていないが、複数台で構成される。
【０２０５】
図２１は、図２０のモードテーブル設定部５０の構成例を示すブロック図である。
【０２０６】
モードテーブル設定部５０は、図１３の統計情報算出部６１を有している点が、図１３のモードテーブル設定部５０と共通している。モードテーブル設定部５０は、テーブル選択部６２の代わりに、テーブル選択部１２１を備え、テーブル記憶部６３の代わりに、学習部１２３およびデータベース１１１を備えている点が異なっている。
【０２０７】
統計情報算出部６１は、算出した統計情報を、テーブル選択部１２１に供給する。テーブル選択部１２１は、学習部１２３により学習することで選択された予測モードを、使用可能な予測モードの情報として、イントラ予測部４６や動き予測補償部４７、または、クライアント１０２に供給する。また、テーブル選択部１２１は、統計情報算出部６１からの統計情報、ピクチャタイプおよびピクチャデプス、並びにQpを学習部１２３に供給する。
【０２０８】
学習部１２３は、テーブル選択部１２１からの統計情報、ピクチャタイプ、Qp、並びに、データベース１１１などを用いて、過去選択された予測モードから現状の予測モードを、ニューラルネットワークやCNNなどで学習し、学習した予測モードの情報を、データベース１１１に登録する。
【０２０９】
以上のように、クラウドコンピューティングシステム１００には限定されないが、クラウドコンピューティングシステム１００のように、大量のマシーンパワーが見込める環境であれば、モードテーブルを持たず、その都度学習し、予測するようにすることも可能である。
【０２１０】
なお、本技術は、例えば、HEVC方式等の様に、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償によって圧縮された画像情報（ビットストリーム）を、衛星放送、ケーブルテレビジョン、インターネット、または携帯電話機などのネットワークメディアを介して受信する際に用いられる画像符号化装置に適用することができる。また、本開示は、光、磁気ディスク、およびフラッシュメモリのような記憶メディア上で処理する際に用いられる画像符号化装置に適用することができる。
【０２１１】
＜第３の実施の形態＞
（本開示を適用したコンピュータの説明）
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
【０２１２】
図２２は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
【０２１３】
コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）２０１，ROM（Read Only Memory）２０２，RAM（Random Access Memory）２０３は、バス２０４により相互に接続されている。
【０２１４】
バス２０４には、さらに、入出力インタフェース２０５が接続されている。入出力インタフェース２０５には、入力部２０６、出力部２０７、記憶部２０８、通信部２０９、及びドライブ２１０が接続されている。
【０２１５】
入力部２０６は、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる。出力部２０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部２０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部２０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ２１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア２１１を駆動する。
【０２１６】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU２０１が、例えば、記憶部２０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース２０５及びバス２０４を介して、RAM２０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０２１７】
コンピュータ（CPU２０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア２１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【０２１８】
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア２１１をドライブ２１０に装着することにより、入出力インタフェース２０５を介して、記憶部２０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部２０９で受信し、記憶部２０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM２０２や記憶部２０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０２１９】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０２２０】
＜第４の実施の形態＞
（テレビジョン装置の構成例）
図２３は、本技術を適用したテレビジョン装置の概略構成を例示している。テレビジョン装置９００は、アンテナ９０１、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、表示部９０６、音声信号処理部９０７、スピーカ９０８、外部インタフェース部９０９を有している。さらに、テレビジョン装置９００は、制御部９１０、ユーザインタフェース部９１１等を有している。
【０２２１】
チューナ９０２は、アンテナ９０１で受信された放送波信号から所望のチャンネルを選局して復調を行い、得られた符号化ビットストリームをデマルチプレクサ９０３に出力する。
【０２２２】
デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームから視聴対象である番組の映像や音声のパケットを抽出して、抽出したパケットのデータをデコーダ９０４に出力する。また、デマルチプレクサ９０３は、ＥＰＧ（Electronic Program Guide）等のデータのパケットを制御部９１０に供給する。なお、スクランブルが行われている場合、デマルチプレクサ等でスクランブルの解除を行う。
【０２２３】
デコーダ９０４は、パケットの復号化処理を行い、復号処理化によって生成された映像データを映像信号処理部９０５、音声データを音声信号処理部９０７に出力する。
【０２２４】
映像信号処理部９０５は、映像データに対して、ノイズ除去やユーザ設定に応じた映像処理等を行う。映像信号処理部９０５は、表示部９０６に表示させる番組の映像データや、ネットワークを介して供給されるアプリケーションに基づく処理による画像データなどを生成する。また、映像信号処理部９０５は、項目の選択などのメニュー画面等を表示するための映像データを生成し、それを番組の映像データに重畳する。映像信号処理部９０５は、このようにして生成した映像データに基づいて駆動信号を生成して表示部９０６を駆動する。
【０２２５】
表示部９０６は、映像信号処理部９０５からの駆動信号に基づき表示デバイス（例えば液晶表示素子等）を駆動して、番組の映像などを表示させる。
【０２２６】
音声信号処理部９０７は、音声データに対してノイズ除去などの所定の処理を施し、処理後の音声データのＤ／Ａ変換処理や増幅処理を行いスピーカ９０８に供給することで音声出力を行う。
【０２２７】
外部インタフェース部９０９は、外部機器やネットワークと接続するためのインタフェースであり、映像データや音声データ等のデータ送受信を行う。
【０２２８】
制御部９１０にはユーザインタフェース部９１１が接続されている。ユーザインタフェース部９１１は、操作スイッチやリモートコントロール信号受信部等で構成されており、ユーザ操作に応じた操作信号を制御部９１０に供給する。
【０２２９】
制御部９１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やメモリ等を用いて構成されている。メモリは、ＣＰＵにより実行されるプログラムやＣＰＵが処理を行う上で必要な各種のデータ、ＥＰＧデータ、ネットワークを介して取得されたデータ等を記憶する。メモリに記憶されているプログラムは、テレビジョン装置９００の起動時などの所定タイミングでＣＰＵにより読み出されて実行される。ＣＰＵは、プログラムを実行することで、テレビジョン装置９００がユーザ操作に応じた動作となるように各部を制御する。
【０２３０】
なお、テレビジョン装置９００では、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、映像信号処理部９０５、音声信号処理部９０７、外部インタフェース部９０９等と制御部９１０を接続するためバス９１２が設けられている。
【０２３１】
このように構成されたテレビジョン装置では、上述したように符号化された符号化ストリームを復号する復号装置（復号方法）の機能が設けられる。したがって、符号化効率の悪化を軽減することができる。
【０２３２】
＜第５の実施の形態＞
（携帯電話機の構成例）
図２４は、本開示を適用した携帯電話機の概略構成を例示している。携帯電話機９２０は、通信部９２２、音声コーデック９２３、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、制御部９３１を有している。これらは、バス９３３を介して互いに接続されている。
【０２３３】
また、通信部９２２にはアンテナ９２１が接続されており、音声コーデック９２３には、スピーカ９２４とマイクロホン９２５が接続されている。さらに制御部９３１には、操作部９３２が接続されている。
【０２３４】
携帯電話機９２０は、音声通話モードやデータ通信モード等の各種モードで、音声信号の送受信、電子メールや画像データの送受信、画像撮影、またはデータ記録等の各種動作を行う。
【０２３５】
音声通話モードにおいて、マイクロホン９２５で生成された音声信号は、音声コーデック９２３で音声データへの変換やデータ圧縮が行われて通信部９２２に供給される。通信部９２２は、音声データの変調処理や周波数変換処理等を行い、送信信号を生成する。また、通信部９２２は、送信信号をアンテナ９２１に供給して図示しない基地局へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１で受信した受信信号の増幅や周波数変換処理および復調処理等を行い、得られた音声データを音声コーデック９２３に供給する。音声コーデック９２３は、音声データのデータ伸張やアナログ音声信号への変換を行いスピーカ９２４に出力する。
【０２３６】
また、データ通信モードにおいて、メール送信を行う場合、制御部９３１は、操作部９３２の操作によって入力された文字データを受け付けて、入力された文字を表示部９３０に表示する。また、制御部９３１は、操作部９３２におけるユーザ指示等に基づいてメールデータを生成して通信部９２２に供給する。通信部９２２は、メールデータの変調処理や周波数変換処理等を行い、得られた送信信号をアンテナ９２１から送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１で受信した受信信号の増幅や周波数変換処理および復調処理等を行い、メールデータを復元する。このメールデータを、表示部９３０に供給して、メール内容の表示を行う。
【０２３７】
なお、携帯電話機９２０は、受信したメールデータを、記録再生部９２９で記憶媒体に記憶させることも可能である。記憶媒体は、書き換え可能な任意の記憶媒体である。例えば、記憶媒体は、ＲＡＭや内蔵型フラッシュメモリ等の半導体メモリ、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、USB（Universal Serial Bus）メモリ、またはメモリカード等のリムーバブルメディアである。
【０２３８】
データ通信モードにおいて画像データを送信する場合、カメラ部９２６で生成された画像データを、画像処理部９２７に供給する。画像処理部９２７は、画像データの符号化処理を行い、符号化データを生成する。
【０２３９】
多重分離部９２８は、画像処理部９２７で生成された符号化データと、音声コーデック９２３から供給された音声データを所定の方式で多重化して通信部９２２に供給する。通信部９２２は、多重化データの変調処理や周波数変換処理等を行い、得られた送信信号をアンテナ９２１から送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１で受信した受信信号の増幅や周波数変換処理および復調処理等を行い、多重化データを復元する。この多重化データを多重分離部９２８に供給する。多重分離部９２８は、多重化データの分離を行い、符号化データを画像処理部９２７、音声データを音声コーデック９２３に供給する。画像処理部９２７は、符号化データの復号化処理を行い、画像データを生成する。この画像データを表示部９３０に供給して、受信した画像の表示を行う。音声コーデック９２３は、音声データをアナログ音声信号に変換してスピーカ９２４に供給して、受信した音声を出力する。
【０２４０】
このように構成された携帯電話装置では、画像処理部９２７に、本技術の符号化装置（符号化方法）と、上述したように符号化された符号化ストリームを復号する復号装置（復号方法）の機能が設けられる。このため、エンコードにかかる時間を高速化できる。また、符号化効率の悪化を軽減することができる。
【０２４１】
＜第６の実施の形態＞
（記録再生装置の構成例）
図２５は、本開示を適用した記録再生装置の概略構成を例示している。記録再生装置９４０は、例えば受信した放送番組のオーディオデータとビデオデータを、記録媒体に記録して、その記録されたデータをユーザの指示に応じたタイミングでユーザに提供する。また、記録再生装置９４０は、例えば他の装置からオーディオデータやビデオデータを取得し、それらを記録媒体に記録させることもできる。さらに、記録再生装置９４０は、記録媒体に記録されているオーディオデータやビデオデータを復号して出力することで、モニタ装置等において画像表示や音声出力を行うことができるようにする。
【０２４２】
記録再生装置９４０は、チューナ９４１、外部インタフェース部９４２、エンコーダ９４３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）部９４４、ディスクドライブ９４５、セレクタ９４６、デコーダ９４７、ＯＳＤ（On-Screen Display）部９４８、制御部９４９、ユーザインタフェース部９５０を有している。
【０２４３】
チューナ９４１は、図示しないアンテナで受信された放送信号から所望のチャンネルを選局する。チューナ９４１は、所望のチャンネルの受信信号を復調して得られた符号化ビットストリームをセレクタ９４６に出力する。
【０２４４】
外部インタフェース部９４２は、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース、ネットワークインタフェース部、ＵＳＢインタフェース、フラッシュメモリインタフェース等の少なくともいずれかで構成されている。外部インタフェース部９４２は、外部機器やネットワーク、メモリカード等と接続するためのインタフェースであり、記録する映像データや音声データ等のデータ受信を行う。
【０２４５】
エンコーダ９４３は、外部インタフェース部９４２から供給された映像データや音声データが符号化されていないとき所定の方式で符号化を行い、符号化ビットストリームをセレクタ９４６に出力する。
【０２４６】
ＨＤＤ部９４４は、映像や音声等のコンテンツデータ、各種プログラムやその他のデータ等を内蔵のハードディスクに記録し、また再生時等にそれらを当該ハードディスクから読み出す。
【０２４７】
ディスクドライブ９４５は、装着されている光ディスクに対する信号の記録および再生を行う。光ディスク、例えばＤＶＤディスク（ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等）やＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク等である。
【０２４８】
セレクタ９４６は、映像や音声の記録時には、チューナ９４１またはエンコーダ９４３からのいずれかの符号化ビットストリームを選択して、ＨＤＤ部９４４やディスクドライブ９４５のいずれかに供給する。また、セレクタ９４６は、映像や音声の再生時に、ＨＤＤ部９４４またはディスクドライブ９４５から出力された符号化ビットストリームをデコーダ９４７に供給する。
【０２４９】
デコーダ９４７は、符号化ビットストリームの復号化処理を行う。デコーダ９４７は、復号処理化を行うことにより生成された映像データをＯＳＤ部９４８に供給する。また、デコーダ９４７は、復号処理化を行うことにより生成された音声データを出力する。
【０２５０】
ＯＳＤ部９４８は、項目の選択などのメニュー画面等を表示するための映像データを生成し、それをデコーダ９４７から出力された映像データに重畳して出力する。
【０２５１】
制御部９４９には、ユーザインタフェース部９５０が接続されている。ユーザインタフェース部９５０は、操作スイッチやリモートコントロール信号受信部等で構成されており、ユーザ操作に応じた操作信号を制御部９４９に供給する。
【０２５２】
制御部９４９は、ＣＰＵやメモリ等を用いて構成されている。メモリは、ＣＰＵにより実行されるプログラムやＣＰＵが処理を行う上で必要な各種のデータを記憶する。メモリに記憶されているプログラムは、記録再生装置９４０の起動時などの所定タイミングでＣＰＵにより読み出されて実行される。ＣＰＵは、プログラムを実行することで、記録再生装置９４０がユーザ操作に応じた動作となるように各部を制御する。
【０２５３】
このように構成された記録再生装置では、エンコーダ９４３に、本技術の符号化装置（符号化方法）の機能が設けられる。また、デコーダ９４７に、上述したように符号化された符号化ストリームを復号する復号装置（復号方法）の機能が設けられる。したがって、エンコードにかかる時間を高速化できる。また、符号化効率の悪化を軽減することができる。
【０２５４】
＜第７の実施の形態＞
（撮像装置の構成例）
図２６は、本開示を適用した撮像装置の概略構成を例示している。撮像装置９６０は、被写体を撮像し、被写体の画像を表示部に表示させたり、それを画像データとして、記録媒体に記録する。
【０２５５】
撮像装置９６０は、光学ブロック９６１、撮像部９６２、カメラ信号処理部９６３、画像データ処理部９６４、表示部９６５、外部インタフェース部９６６、メモリ部９６７、メディアドライブ９６８、ＯＳＤ部９６９、制御部９７０を有している。また、制御部９７０には、ユーザインタフェース部９７１が接続されている。さらに、画像データ処理部９６４や外部インタフェース部９６６、メモリ部９６７、メディアドライブ９６８、ＯＳＤ部９６９、制御部９７０等は、バス９７２を介して接続されている。
【０２５６】
光学ブロック９６１は、フォーカスレンズや絞り機構等を用いて構成されている。光学ブロック９６１は、被写体の光学像を撮像部９６２の撮像面に結像させる。撮像部９６２は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサを用いて構成されており、光電変換によって光学像に応じた電気信号を生成してカメラ信号処理部９６３に供給する。
【０２５７】
カメラ信号処理部９６３は、撮像部９６２から供給された電気信号に対してニー補正やガンマ補正、色補正等の種々のカメラ信号処理を行う。カメラ信号処理部９６３は、カメラ信号処理後の画像データを画像データ処理部９６４に供給する。
【０２５８】
画像データ処理部９６４は、カメラ信号処理部９６３から供給された画像データの符号化処理を行う。画像データ処理部９６４は、符号化処理を行うことにより生成された符号化データを外部インタフェース部９６６やメディアドライブ９６８に供給する。また、画像データ処理部９６４は、外部インタフェース部９６６やメディアドライブ９６８から供給された符号化データの復号化処理を行う。画像データ処理部９６４は、復号化処理を行うことにより生成された画像データを表示部９６５に供給する。また、画像データ処理部９６４は、カメラ信号処理部９６３から供給された画像データを表示部９６５に供給する処理や、ＯＳＤ部９６９から取得した表示用データを、画像データに重畳させて表示部９６５に供給する。
【０２５９】
ＯＳＤ部９６９は、記号、文字、または図形からなるメニュー画面やアイコンなどの表示用データを生成して画像データ処理部９６４に出力する。
【０２６０】
外部インタフェース部９６６は、例えば、ＵＳＢ入出力端子などで構成され、画像の印刷を行う場合に、プリンタと接続される。また、外部インタフェース部９６６には、必要に応じてドライブが接続され、磁気ディスク、光ディスク等のリムーバブルメディアが適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて、インストールされる。さらに、外部インタフェース部９６６は、ＬＡＮやインターネット等の所定のネットワークに接続されるネットワークインタフェースを有する。制御部９７０は、例えば、ユーザインタフェース部９７１からの指示にしたがって、メディアドライブ９６８から符号化データを読み出し、それを外部インタフェース部９６６から、ネットワークを介して接続される他の装置に供給させることができる。また、制御部９７０は、ネットワークを介して他の装置から供給される符号化データや画像データを、外部インタフェース部９６６を介して取得し、それを画像データ処理部９６４に供給したりすることができる。
【０２６１】
メディアドライブ９６８で駆動される記録メディアとしては、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、または半導体メモリ等の、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアが用いられる。また、記録メディアは、リムーバブルメディアとしての種類も任意であり、テープデバイスであってもよいし、ディスクであってもよいし、メモリカードであってもよい。もちろん、非接触IC（Integrated Circuit）カード等であってもよい。
【０２６２】
また、メディアドライブ９６８と記録メディアを一体化し、例えば、内蔵型ハードディスクドライブやＳＳＤ（Solid State Drive）等のように、非可搬性の記憶媒体により構成されるようにしてもよい。
【０２６３】
制御部９７０は、ＣＰＵを用いて構成されている。メモリ部９６７は、制御部９７０により実行されるプログラムや制御部９７０が処理を行う上で必要な各種のデータ等を記憶する。メモリ部９６７に記憶されているプログラムは、撮像装置９６０の起動時などの所定タイミングで制御部９７０により読み出されて実行される。制御部９７０は、プログラムを実行することで、撮像装置９６０がユーザ操作に応じた動作となるように各部を制御する。
【０２６４】
このように構成された撮像装置では、画像データ処理部９６４に本願の符号化装置（符号化方法）と、上述したように符号化された符号化ストリームを復号する復号装置（復号方法）の機能が設けられる。したがって、エンコードにかかる時間を高速化できる。また、符号化効率の悪化を軽減することができる。
【０２６５】
＜第８の実施の形態＞
（実施のその他の例）
以上において本開示を適用する装置やシステム等の例を説明したが、本開示は、これに限らず、このような装置またはシステムを構成する装置に搭載するあらゆる構成、例えば、システムLSI（Large Scale Integration）等としてのプロセッサ、複数のプロセッサ等を用いるモジュール、複数のモジュール等を用いるユニット、ユニットにさらにその他の機能を付加したセット等（すなわち、装置の一部の構成）として実施することもできる。
【０２６６】
（ビデオセットの構成例）
本開示をセットとして実施する場合の例について、図２７を参照して説明する。図２７は、本開示を適用したビデオセットの概略的な構成の一例を示している。
【０２６７】
近年、電子機器の多機能化が進んでおり、その開発や製造において、その一部の構成を販売や提供等として実施する場合、１機能を有する構成として実施を行う場合だけでなく、関連する機能を有する複数の構成を組み合わせ、複数の機能を有する１セットとして実施を行う場合も多く見られるようになってきた。
【０２６８】
図２７に示されるビデオセット１３００は、このような多機能化された構成であり、画像の符号化や復号（いずれか一方でもよいし、両方でも良い）に関する機能を有するデバイスに、その機能に関連するその他の機能を有するデバイスを組み合わせたものである。
【０２６９】
図２７に示されるように、ビデオセット１３００は、ビデオモジュール１３１１、外部メモリ１３１２、パワーマネージメントモジュール１３１３、およびフロントエンドモジュール１３１４等のモジュール群と、コネクティビティ１３２１、カメラ１３２２、およびセンサ１３２３等の関連する機能を有するデバイスとを有する。
【０２７０】
モジュールは、互いに関連するいくつかの部品的機能をまとめ、まとまりのある機能を持った部品としたものである。具体的な物理的構成は任意であるが、例えば、それぞれ機能を有する複数のプロセッサ、抵抗やコンデンサ等の電子回路素子、その他のデバイス等を配線基板等に配置して一体化したものが考えられる。また、モジュールに他のモジュールやプロセッサ等を組み合わせて新たなモジュールとすることも考えられる。
【０２７１】
図２７の例の場合、ビデオモジュール１３１１は、画像処理に関する機能を有する構成を組み合わせたものであり、アプリケーションプロセッサ、ビデオプロセッサ、ブロードバンドモデム１３３３、およびRFモジュール１３３４を有する。
【０２７２】
プロセッサは、所定の機能を有する構成をSoC（System On a Chip）により半導体チップに集積したものであり、例えばシステムLSI（Large Scale Integration）等と称されるものもある。この所定の機能を有する構成は、論理回路（ハードウエア構成）であってもよいし、CPU、ROM、RAM等と、それらを用いて実行されるプログラム（ソフトウエア構成）であってもよいし、その両方を組み合わせたものであってもよい。例えば、プロセッサが、論理回路とCPU、ROM、RAM等とを有し、機能の一部を論理回路（ハードウエア構成）により実現し、その他の機能をCPUにおいて実行されるプログラム（ソフトウエア構成）により実現するようにしてもよい。
【０２７３】
図２７のアプリケーションプロセッサ１３３１は、画像処理に関するアプリケーションを実行するプロセッサである。このアプリケーションプロセッサ１３３１において実行されるアプリケーションは、所定の機能を実現するために、演算処理を行うだけでなく、例えばビデオプロセッサ１３３２等、ビデオモジュール１３１１内外の構成を必要に応じて制御することもできる。
【０２７４】
ビデオプロセッサ１３３２は、画像の符号化・復号（その一方若しくは両方）に関する機能を有するプロセッサである。
【０２７５】
ブロードバンドモデム１３３３は、インターネットや公衆電話回線網等の広帯域の回線を介して行われる有線若しくは無線（またはその両方）の広帯域通信に関する処理を行うプロセッサ（若しくはモジュール）である。例えば、ブロードバンドモデム１３３３は、送信するデータ（デジタル信号）をデジタル変調する等してアナログ信号に変換したり、受信したアナログ信号を復調してデータ（デジタル信号）に変換したりする。例えば、ブロードバンドモデム１３３３は、ビデオプロセッサ１３３２が処理する画像データや画像データが符号化されたストリーム、アプリケーションプログラム、設定データ等、任意の情報をデジタル変調・復調することができる。
【０２７６】
RFモジュール１３３４は、アンテナを介して送受信されるRF（Radio Frequency）信号に対して、周波数変換、変復調、増幅、フィルタ処理等を行うモジュールである。例えば、RFモジュール１３３４は、ブロードバンドモデム１３３３により生成されたベースバンド信号に対して周波数変換等を行ってRF信号を生成する。また、例えば、RFモジュール１３３４は、フロントエンドモジュール１３１４を介して受信されたRF信号に対して周波数変換等を行ってベースバンド信号を生成する。
【０２７７】
なお、図２７において点線１３４１に示されるように、アプリケーションプロセッサ１３３１とビデオプロセッサ１３３２を、一体化し、１つのプロセッサとして構成されるようにしてもよい。
【０２７８】
外部メモリ１３１２は、ビデオモジュール１３１１の外部に設けられた、ビデオモジュール１３１１により利用される記憶デバイスを有するモジュールである。この外部メモリ１３１２の記憶デバイスは、どのような物理構成により実現するようにしてもよいが、一般的にフレーム単位の画像データのような大容量のデータの格納に利用されることが多いので、例えばDRAM（Dynamic Random Access Memory）のような比較的安価で大容量の半導体メモリにより実現するのが望ましい。
【０２７９】
パワーマネージメントモジュール１３１３は、ビデオモジュール１３１１（ビデオモジュール１３１１内の各構成）への電力供給を管理し、制御する。
【０２８０】
フロントエンドモジュール１３１４は、RFモジュール１３３４に対してフロントエンド機能（アンテナ側の送受信端の回路）を提供するモジュールである。図２８に示されるように、フロントエンドモジュール１３１４は、例えば、アンテナ部１３５１、フィルタ１３５２、および増幅部１３５３を有する。
【０２８１】
アンテナ部１３５１は、無線信号を送受信するアンテナおよびその周辺の構成を有する。アンテナ部１３５１は、増幅部１３５３から供給される信号を無線信号として送信し、受信した無線信号を電気信号（RF信号）としてフィルタ１３５２に供給する。フィルタ１３５２は、アンテナ部１３５１を介して受信されたRF信号に対してフィルタ処理等を行い、処理後のRF信号をRFモジュール１３３４に供給する。増幅部１３５３は、RFモジュール１３３４から供給されるRF信号を増幅し、アンテナ部１３５１に供給する。
【０２８２】
コネクティビティ１３２１は、外部との接続に関する機能を有するモジュールである。コネクティビティ１３２１の物理構成は、任意である。例えば、コネクティビティ１３２１は、ブロードバンドモデム１３３３が対応する通信規格以外の通信機能を有する構成や、外部入出力端子等を有する。
【０２８３】
例えば、コネクティビティ１３２１が、Bluetooth（登録商標）、IEEE 802.11（例えばWi-Fi（Wireless Fidelity、登録商標））、NFC（Near Field Communication）、IrDA（InfraRed Data Association）等の無線通信規格に準拠する通信機能を有するモジュールや、その規格に準拠した信号を送受信するアンテナ等を有するようにしてもよい。また、例えば、コネクティビティ１３２１が、USB（Universal Serial Bus）、HDMI（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）等の有線通信規格に準拠する通信機能を有するモジュールや、その規格に準拠した端子を有するようにしてもよい。さらに、例えば、コネクティビティ１３２１が、アナログ入出力端子等のその他のデータ（信号）伝送機能等を有するようにしてもよい。
【０２８４】
なお、コネクティビティ１３２１が、データ（信号）の伝送先のデバイスを含むようにしてもよい。例えば、コネクティビティ１３２１が、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等の記録媒体に対してデータの読み出しや書き込みを行うドライブ（リムーバブルメディアのドライブだけでなく、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）、NAS（Network Attached Storage）等も含む）を有するようにしてもよい。また、コネクティビティ１３２１が、画像や音声の出力デバイス（モニタやスピーカ等）を有するようにしてもよい。
【０２８５】
カメラ１３２２は、被写体を撮像し、被写体の画像データを得る機能を有するモジュールである。カメラ１３２２の撮像により得られた画像データは、例えば、ビデオプロセッサ１３３２に供給されて符号化される。
【０２８６】
センサ１３２３は、例えば、音声センサ、超音波センサ、光センサ、照度センサ、赤外線センサ、イメージセンサ、回転センサ、角度センサ、角速度センサ、速度センサ、加速度センサ、傾斜センサ、磁気識別センサ、衝撃センサ、温度センサ等、任意のセンサ機能を有するモジュールである。センサ１３２３により検出されたデータは、例えば、アプリケーションプロセッサ１３３１に供給されてアプリケーション等により利用される。
【０２８７】
以上においてモジュールとして説明した構成をプロセッサとして実現するようにしてもよいし、逆にプロセッサとして説明した構成をモジュールとして実現するようにしてもよい。
【０２８８】
以上のような構成のビデオセット１３００において、後述するようにビデオプロセッサ１３３２に本開示を適用することができる。したがって、ビデオセット１３００は、本開示を適用したセットとして実施することができる。
【０２８９】
（ビデオプロセッサの構成例）
図２８は、本開示を適用したビデオプロセッサ１３３２（図２８）の概略的な構成の一例を示している。
【０２９０】
図２８の例の場合、ビデオプロセッサ１３３２は、ビデオ信号およびオーディオ信号の入力を受けてこれらを所定の方式で符号化する機能と、符号化されたビデオデータおよびオーディオデータを復号し、ビデオ信号およびオーディオ信号を再生出力する機能とを有する。
【０２９１】
図２８に示されるように、ビデオプロセッサ１３３２は、ビデオ入力処理部１４０１、第１画像拡大縮小部１４０２、第２画像拡大縮小部１４０３、ビデオ出力処理部１４０４、フレームメモリ１４０５、およびメモリ制御部１４０６を有する。また、ビデオプロセッサ１３３２は、エンコード・デコードエンジン１４０７、ビデオES（Elementary Stream）バッファ１４０８Ａおよび１４０８Ｂ、並びに、オーディオESバッファ１４０９Ａおよび１４０９Ｂを有する。さらに、ビデオプロセッサ１３３２は、オーディオエンコーダ１４１０、オーディオデコーダ１４１１、多重化部（MUX（Multiplexer））１４１２、逆多重化部（DMUX（Demultiplexer））１４１３、およびストリームバッファ１４１４を有する。
【０２９２】
ビデオ入力処理部１４０１は、例えばコネクティビティ１３２１（図２７）等から入力されたビデオ信号を取得し、デジタル画像データに変換する。第１画像拡大縮小部１４０２は、画像データに対してフォーマット変換や画像の拡大縮小処理等を行う。第２画像拡大縮小部１４０３は、画像データに対して、ビデオ出力処理部１４０４を介して出力する先でのフォーマットに応じて画像の拡大縮小処理を行ったり、第１画像拡大縮小部１４０２と同様のフォーマット変換や画像の拡大縮小処理等を行ったりする。ビデオ出力処理部１４０４は、画像データに対して、フォーマット変換やアナログ信号への変換等を行って、再生されたビデオ信号として例えばコネクティビティ１３２１（図２７）等に出力する。
【０２９３】
フレームメモリ１４０５は、ビデオ入力処理部１４０１、第１画像拡大縮小部１４０２、第２画像拡大縮小部１４０３、ビデオ出力処理部１４０４、およびエンコード・デコードエンジン１４０７によって共用される画像データ用のメモリである。フレームメモリ１４０５は、例えばDRAM等の半導体メモリとして実現される。
【０２９４】
メモリ制御部１４０６は、エンコード・デコードエンジン１４０７からの同期信号を受けて、アクセス管理テーブル１４０６Ａに書き込まれたフレームメモリ１４０５へのアクセススケジュールに従ってフレームメモリ１４０５に対する書き込み・読み出しのアクセスを制御する。アクセス管理テーブル１４０６Ａは、エンコード・デコードエンジン１４０７、第１画像拡大縮小部１４０２、第２画像拡大縮小部１４０３等で実行される処理に応じて、メモリ制御部１４０６により更新される。
【０２９５】
エンコード・デコードエンジン１４０７は、画像データのエンコード処理、並びに、画像データが符号化されたデータであるビデオストリームのデコード処理を行う。例えば、エンコード・デコードエンジン１４０７は、フレームメモリ１４０５から読み出した画像データを符号化し、ビデオストリームとしてビデオESバッファ１４０８Ａに順次書き込む。また、例えば、ビデオESバッファ１４０８Ｂからビデオストリームを順次読み出して復号し、画像データとしてフレームメモリ１４０５に順次書き込む。エンコード・デコードエンジン１４０７は、これらの符号化や復号において、フレームメモリ１４０５を作業領域として使用する。また、エンコード・デコードエンジン１４０７は、例えばマクロブロック毎の処理を開始するタイミングで、メモリ制御部１４０６に対して同期信号を出力する。
【０２９６】
ビデオESバッファ１４０８Ａは、エンコード・デコードエンジン１４０７によって生成されたビデオストリームをバッファリングして、多重化部（MUX）１４１２に供給する。ビデオESバッファ１４０８Ｂは、逆多重化部（DMUX）１４１３から供給されたビデオストリームをバッファリングして、エンコード・デコードエンジン１４０７に供給する。
【０２９７】
オーディオESバッファ１４０９Ａは、オーディオエンコーダ１４１０によって生成されたオーディオストリームをバッファリングして、多重化部（MUX）１４１２に供給する。オーディオESバッファ１４０９Ｂは、逆多重化部（DMUX）１４１３から供給されたオーディオストリームをバッファリングして、オーディオデコーダ１４１１に供給する。
【０２９８】
オーディオエンコーダ１４１０は、例えばコネクティビティ１３２１（図２７）等から入力されたオーディオ信号を例えばデジタル変換し、例えばMPEGオーディオ方式やAC3（AudioCode number 3）方式等の所定の方式で符号化する。オーディオエンコーダ１４１０は、オーディオ信号が符号化されたデータであるオーディオストリームをオーディオESバッファ１４０９Ａに順次書き込む。オーディオデコーダ１４１１は、オーディオESバッファ１４０９Ｂから供給されたオーディオストリームを復号し、例えばアナログ信号への変換等を行って、再生されたオーディオ信号として例えばコネクティビティ１３２１（図２８）等に供給する。
【０２９９】
多重化部（MUX）１４１２は、ビデオストリームとオーディオストリームとを多重化する。この多重化の方法（すなわち、多重化により生成されるビットストリームのフォーマット）は任意である。また、この多重化の際に、多重化部（MUX）１４１２は、所定のヘッダ情報等をビットストリームに付加することもできる。つまり、多重化部（MUX）１４１２は、多重化によりストリームのフォーマットを変換することができる。例えば、多重化部（MUX）１４１２は、ビデオストリームとオーディオストリームとを多重化することにより、転送用のフォーマットのビットストリームであるトランスポートストリームに変換する。また、例えば、多重化部（MUX）１４１２は、ビデオストリームとオーディオストリームとを多重化することにより、記録用のファイルフォーマットのデータ（ファイルデータ）に変換する。
【０３００】
逆多重化部（DMUX）１４１３は、多重化部（MUX）１４１２による多重化に対応する方法で、ビデオストリームとオーディオストリームとが多重化されたビットストリームを逆多重化する。つまり、逆多重化部（DMUX）１４１３は、ストリームバッファ１４１４から読み出されたビットストリームからビデオストリームとオーディオストリームとを抽出する（ビデオストリームとオーディオストリームとを分離する）。つまり、逆多重化部（DMUX）１４１３は、逆多重化によりストリームのフォーマットを変換（多重化部（MUX）１４１２による変換の逆変換）することができる。例えば、逆多重化部（DMUX）１４１３は、例えばコネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３等（いずれも図２８）から供給されたトランスポートストリームを、ストリームバッファ１４１４を介して取得し、逆多重化することにより、ビデオストリームとオーディオストリームとに変換することができる。また、例えば、逆多重化部（DMUX）１４１３は、例えばコネクティビティ１３２１により（図２８）各種記録媒体から読み出されたファイルデータを、ストリームバッファ１４１４を介して取得し、逆多重化することにより、ビデオストリームとオーディオストリームとに変換することができる。
【０３０１】
ストリームバッファ１４１４は、ビットストリームをバッファリングする。例えば、ストリームバッファ１４１４は、多重化部（MUX）１４１２から供給されたトランスポートストリームをバッファリングし、所定のタイミングにおいて、若しくは外部からの要求等に基づいて、例えばコネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３（いずれも図２８）等に供給する。
【０３０２】
また、例えば、ストリームバッファ１４１４は、多重化部（MUX）１４１２から供給されたファイルデータをバッファリングし、所定のタイミングにおいて、若しくは外部からの要求等に基づいて、例えばコネクティビティ１３２１（図２７）等に供給し、各種記録媒体に記録させる。
【０３０３】
さらに、ストリームバッファ１４１４は、例えばコネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３等（いずれも図２７）を介して取得したトランスポートストリームをバッファリングし、所定のタイミングにおいて、若しくは外部からの要求等に基づいて、逆多重化部（DMUX）１４１３に供給する。
【０３０４】
また、ストリームバッファ１４１４は、例えばコネクティビティ１３２１（図２７）等において各種記録媒体から読み出されたファイルデータをバッファリングし、所定のタイミングにおいて、若しくは外部からの要求等に基づいて、逆多重化部（DMUX）１４１３に供給する。
【０３０５】
次に、このような構成のビデオプロセッサ１３３２の動作の例について説明する。例えば、コネクティビティ１３２１（図２７）等からビデオプロセッサ１３３２に入力されたビデオ信号は、ビデオ入力処理部１４０１において４：２：２Ｙ／Ｃｂ／Ｃｒ方式等の所定の方式のデジタル画像データに変換され、フレームメモリ１４０５に順次書き込まれる。このデジタル画像データは、第１画像拡大縮小部１４０２または第２画像拡大縮小部１４０３に読み出されて、４：２：０Ｙ／Ｃｂ／Ｃｒ方式等の所定の方式へのフォーマット変換および拡大縮小処理が行われ、再びフレームメモリ１４０５に書き込まれる。この画像データは、エンコード・デコードエンジン１４０７によって符号化され、ビデオストリームとしてビデオESバッファ１４０８Ａに書き込まれる。
【０３０６】
また、コネクティビティ１３２１（図２７）等からビデオプロセッサ１３３２に入力されたオーディオ信号は、オーディオエンコーダ１４１０によって符号化され、オーディオストリームとして、オーディオESバッファ１４０９Ａに書き込まれる。
【０３０７】
ビデオESバッファ１４０８Ａのビデオストリームと、オーディオESバッファ１４０９Ａのオーディオストリームは、多重化部（MUX）１４１２に読み出されて多重化され、トランスポートストリーム若しくはファイルデータ等に変換される。多重化部（MUX）１４１２により生成されたトランスポートストリームは、ストリームバッファ１４１４にバッファされた後、例えばコネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３（いずれも図２８）等を介して外部ネットワークに出力される。また、多重化部（MUX）１４１２により生成されたファイルデータは、ストリームバッファ１４１４にバッファされた後、例えばコネクティビティ１３２１（図２７）等に出力され、各種記録媒体に記録される。
【０３０８】
また、例えばコネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３（いずれも図２７）等を介して外部ネットワークからビデオプロセッサ１３３２に入力されたトランスポートストリームは、ストリームバッファ１４１４にバッファされた後、逆多重化部（DMUX）１４１３により逆多重化される。また、例えばコネクティビティ１３２１（図２７）等において各種記録媒体から読み出され、ビデオプロセッサ１３３２に入力されたファイルデータは、ストリームバッファ１４１４にバッファされた後、逆多重化部（DMUX）１４１３により逆多重化される。つまり、ビデオプロセッサ１３３２に入力されたトランスポートストリームまたはファイルデータは、逆多重化部（DMUX）１４１３によりビデオストリームとオーディオストリームとに分離される。
【０３０９】
オーディオストリームは、オーディオESバッファ１４０９Ｂを介してオーディオデコーダ１４１１に供給され、復号されてオーディオ信号が再生される。また、ビデオストリームは、ビデオESバッファ１４０８Ｂに書き込まれた後、エンコード・デコードエンジン１４０７により順次読み出されて復号されてフレームメモリ１４０５に書き込まれる。復号された画像データは、第２画像拡大縮小部１４０３によって拡大縮小処理されて、フレームメモリ１４０５に書き込まれる。そして、復号された画像データは、ビデオ出力処理部１４０４に読み出されて、４：２：２Ｙ／Ｃｂ／Ｃｒ方式等の所定の方式にフォーマット変換され、さらにアナログ信号に変換されて、ビデオ信号が再生出力される。
【０３１０】
このように構成されるビデオプロセッサ１３３２に本開示を適用する場合、エンコード・デコードエンジン１４０７に、上述した各実施形態に係る本開示を適用すればよい。つまり、例えば、エンコード・デコードエンジン１４０７が、第１実施の形態に係る符号化装置や復号装置の機能を有するようにすればよい。このようにすることにより、ビデオプロセッサ１３３２は、図１乃至図２１を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
【０３１１】
なお、エンコード・デコードエンジン１４０７において、本開示（すなわち、上述した各実施形態に係る画像符号化装置や画像復号装置の機能）は、論理回路等のハードウエアにより実現するようにしてもよいし、組み込みプログラム等のソフトウエアにより実現するようにしてもよいし、それらの両方により実現するようにしてもよい。
【０３１２】
（ビデオプロセッサの他の構成例）
図２９は、本開示を適用したビデオプロセッサ１３３２（図２７）の概略的な構成の他の例を示している。図２９の例の場合、ビデオプロセッサ１３３２は、ビデオデータを所定の方式で符号化・復号する機能を有する。
【０３１３】
より具体的には、図２９に示されるように、ビデオプロセッサ１３３２は、制御部１５１１、ディスプレイインタフェース１５１２、ディスプレイエンジン１５１３、画像処理エンジン１５１４、および内部メモリ１５１５を有する。また、ビデオプロセッサ１３３２は、コーデックエンジン１５１６、メモリインタフェース１５１７、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８、ネットワークインタフェース１５１９、およびビデオインタフェース１５２０を有する。
【０３１４】
制御部１５１１は、ディスプレイインタフェース１５１２、ディスプレイエンジン１５１３、画像処理エンジン１５１４、およびコーデックエンジン１５１６等、ビデオプロセッサ１３３２内の各処理部の動作を制御する。
【０３１５】
図２９に示されるように、制御部１５１１は、例えば、メインCPU１５３１、サブCPU１５３２、およびシステムコントローラ１５３３を有する。メインCPU１５３１は、ビデオプロセッサ１３３２内の各処理部の動作を制御するためのプログラム等を実行する。メインCPU１５３１は、そのプログラム等に従って制御信号を生成し、各処理部に供給する（つまり、各処理部の動作を制御する）。サブCPU１５３２は、メインCPU１５３１の補助的な役割を果たす。例えば、サブCPU１５３２は、メインCPU１５３１が実行するプログラム等の子プロセスやサブルーチン等を実行する。システムコントローラ１５３３は、メインCPU１５３１およびサブCPU１５３２が実行するプログラムを指定する等、メインCPU１５３１およびサブCPU１５３２の動作を制御する。
【０３１６】
ディスプレイインタフェース１５１２は、制御部１５１１の制御の下、画像データを例えばコネクティビティ１３２１（図２７）等に出力する。例えば、ディスプレイインタフェース１５１２は、デジタルデータの画像データをアナログ信号に変換し、再生されたビデオ信号として、またはデジタルデータの画像データのまま、コネクティビティ１３２１（図２７）のモニタ装置等に出力する。
【０３１７】
ディスプレイエンジン１５１３は、制御部１５１１の制御の下、画像データに対して、その画像を表示させるモニタ装置等のハードウエアスペックに合わせるように、フォーマット変換、サイズ変換、色域変換等の各種変換処理を行う。
【０３１８】
画像処理エンジン１５１４は、制御部１５１１の制御の下、画像データに対して、例えば画質改善のためのフィルタ処理等、所定の画像処理を施す。
【０３１９】
内部メモリ１５１５は、ディスプレイエンジン１５１３、画像処理エンジン１５１４、およびコーデックエンジン１５１６により共用される、ビデオプロセッサ１３３２の内部に設けられたメモリである。内部メモリ１５１５は、例えば、ディスプレイエンジン１５１３、画像処理エンジン１５１４、およびコーデックエンジン１５１６の間で行われるデータの授受に利用される。例えば、内部メモリ１５１５は、ディスプレイエンジン１５１３、画像処理エンジン１５１４、またはコーデックエンジン１５１６から供給されるデータを格納し、必要に応じて（例えば、要求に応じて）、そのデータを、ディスプレイエンジン１５１３、画像処理エンジン１５１４、またはコーデックエンジン１５１６に供給する。この内部メモリ１５１５は、どのような記憶デバイスにより実現するようにしてもよいが、一般的にブロック単位の画像データやパラメータ等といった小容量のデータの格納に利用することが多いので、例えばSRAM（Static Random Access Memory）のような比較的（例えば外部メモリ１３１２と比較して）小容量だが応答速度が高速な半導体メモリにより実現するのが望ましい。
【０３２０】
コーデックエンジン１５１６は、画像データの符号化や復号に関する処理を行う。このコーデックエンジン１５１６が対応する符号化・復号の方式は任意であり、その数は１つであってもよいし、複数であってもよい。例えば、コーデックエンジン１５１６は、複数の符号化・復号方式のコーデック機能を備え、その中から選択されたもので画像データの符号化若しくは符号化データの復号を行うようにしてもよい。
【０３２１】
図２９に示される例において、コーデックエンジン１５１６は、コーデックに関する処理の機能ブロックとして、例えば、MPEG-2 Video１５４１、AVC/H.264１５４２、HEVC/H.265１５４３、HEVC/H.265(Scalable)１５４４、HEVC/H.265(Multi-view)１５４５、およびMPEG-DASH１５５１を有する。
【０３２２】
MPEG-2 Video１５４１は、画像データをMPEG-2方式で符号化したり復号したりする機能ブロックである。AVC/H.264１５４２は、画像データをAVC方式で符号化したり復号したりする機能ブロックである。HEVC/H.265１５４３は、画像データをHEVC方式で符号化したり復号したりする機能ブロックである。HEVC/H.265(Scalable)１５４４は、画像データをHEVC方式でスケーラブル符号化したりスケーラブル復号したりする機能ブロックである。HEVC/H.265(Multi-view)１５４５は、画像データをHEVC方式で多視点符号化したり多視点復号したりする機能ブロックである。
【０３２３】
MPEG-DASH１５５１は、画像データをMPEG-DASH（MPEG-Dynamic Adaptive Streaming over HTTP）方式で送受信する機能ブロックである。MPEG-DASHは、HTTP（HyperText Transfer Protocol）を使ってビデオのストリーミングを行う技術であり、予め用意された解像度等が互いに異なる複数の符号化データの中から適切なものをセグメント単位で選択し伝送することを特徴の１つとする。MPEG-DASH１５５１は、規格に準拠するストリームの生成やそのストリームの伝送制御等を行い、画像データの符号化・復号については、上述したMPEG-2 Video１５４１乃至HEVC/H.265(Multi-view)１５４５を利用する。
【０３２４】
メモリインタフェース１５１７は、外部メモリ１３１２用のインタフェースである。画像処理エンジン１５１４やコーデックエンジン１５１６から供給されるデータは、メモリインタフェース１５１７を介して外部メモリ１３１２に供給される。また、外部メモリ１３１２から読み出されたデータは、メモリインタフェース１５１７を介してビデオプロセッサ１３３２（画像処理エンジン１５１４若しくはコーデックエンジン１５１６）に供給される。
【０３２５】
多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８は、符号化データのビットストリーム、画像データ、ビデオ信号等、画像に関する各種データの多重化や逆多重化を行う。この多重化・逆多重化の方法は任意である。例えば、多重化の際に、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８は、複数のデータを１つにまとめるだけでなく、所定のヘッダ情報等をそのデータに付加することもできる。また、逆多重化の際に、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８は、１つのデータを複数に分割するだけでなく、分割した各データに所定のヘッダ情報等を付加することもできる。つまり、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８は、多重化・逆多重化によりデータのフォーマットを変換することができる。例えば、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８は、ビットストリームを多重化することにより、転送用のフォーマットのビットストリームであるトランスポートストリームや、記録用のファイルフォーマットのデータ（ファイルデータ）に変換することができる。もちろん、逆多重化によりその逆変換も可能である。
【０３２６】
ネットワークインタフェース１５１９は、例えばブロードバンドモデム１３３３やコネクティビティ１３２１（いずれも図２７）等向けのインタフェースである。ビデオインタフェース１５２０は、例えばコネクティビティ１３２１やカメラ１３２２（いずれも図２７）等向けのインタフェースである。
【０３２７】
次に、このようなビデオプロセッサ１３３２の動作の例について説明する。例えば、コネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３（いずれも図２７）等を介して外部ネットワークからトランスポートストリームを受信すると、そのトランスポートストリームは、ネットワークインタフェース１５１９を介して多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８に供給されて逆多重化され、コーデックエンジン１５１６により復号される。コーデックエンジン１５１６の復号により得られた画像データは、例えば、画像処理エンジン１５１４により所定の画像処理が施され、ディスプレイエンジン１５１３により所定の変換が行われ、ディスプレイインタフェース１５１２を介して例えばコネクティビティ１３２１（図２７）等に供給され、その画像がモニタに表示される。また、例えば、コーデックエンジン１５１６の復号により得られた画像データは、コーデックエンジン１５１６により再符号化され、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８により多重化されてファイルデータに変換され、ビデオインタフェース１５２０を介して例えばコネクティビティ１３２１（図２７）等に出力され、各種記録媒体に記録される。
【０３２８】
さらに、例えば、コネクティビティ１３２１（図２７）等により図示せぬ記録媒体から読み出された、画像データが符号化された符号化データのファイルデータは、ビデオインタフェース１５２０を介して多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８に供給されて逆多重化され、コーデックエンジン１５１６により復号される。コーデックエンジン１５１６の復号により得られた画像データは、画像処理エンジン１５１４により所定の画像処理が施され、ディスプレイエンジン１５１３により所定の変換が行われ、ディスプレイインタフェース１５１２を介して例えばコネクティビティ１３２１（図２７）等に供給され、その画像がモニタに表示される。また、例えば、コーデックエンジン１５１６の復号により得られた画像データは、コーデックエンジン１５１６により再符号化され、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８により多重化されてトランスポートストリームに変換され、ネットワークインタフェース１５１９を介して例えばコネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３（いずれも図２７）等に供給され図示せぬ他の装置に伝送される。
【０３２９】
なお、ビデオプロセッサ１３３２内の各処理部の間での画像データやその他のデータの授受は、例えば、内部メモリ１５１５や外部メモリ１３１２を利用して行われる。また、パワーマネージメントモジュール１３１３は、例えば制御部１５１１への電力供給を制御する。
【０３３０】
このように構成されるビデオプロセッサ１３３２に本開示を適用する場合、コーデックエンジン１５１６に、上述した各実施形態に係る本開示を適用すればよい。つまり、例えば、コーデックエンジン１５１６が、第１実施の形態に係る符号化装置や復号装置を実現する機能ブロックを有するようにすればよい。さらに、例えば、コーデックエンジン１５１６が、このようにすることにより、ビデオプロセッサ１３３２は、図１乃至図２１を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
【０３３１】
なお、コーデックエンジン１５１６において、本開示（すなわち、上述した各実施形態に係る画像符号化装置や画像復号装置の機能）は、論理回路等のハードウエアにより実現するようにしてもよいし、組み込みプログラム等のソフトウエアにより実現するようにしてもよいし、それらの両方により実現するようにしてもよい。
【０３３２】
以上にビデオプロセッサ１３３２の構成を２例示したが、ビデオプロセッサ１３３２の構成は任意であり、上述した２例以外のものであってもよい。また、このビデオプロセッサ１３３２は、１つの半導体チップとして構成されるようにしてもよいが、複数の半導体チップとして構成されるようにしてもよい。例えば、複数の半導体を積層する３次元積層LSIとしてもよい。また、複数のLSIにより実現されるようにしてもよい。
【０３３３】
（装置への適用例）
【０３３４】
ビデオセット１３００は、画像データを処理する各種装置に組み込むことができる。例えば、ビデオセット１３００は、テレビジョン装置９００（図２３）、携帯電話機９２０（図２４）、記録再生装置９４０（図２５）、撮像装置９６０（図２６）等に組み込むことができる。ビデオセット１３００を組み込むことにより、その装置は、図１乃至図２１を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
【０３３５】
なお、上述したビデオセット１３００の各構成の一部であっても、ビデオプロセッサ１３３２を含むものであれば、本開示を適用した構成として実施することができる。例えば、ビデオプロセッサ１３３２のみを本開示を適用したビデオプロセッサとして実施することができる。また、例えば、上述したように点線１３４１により示されるプロセッサやビデオモジュール１３１１等を本開示を適用したプロセッサやモジュール等として実施することができる。さらに、例えば、ビデオモジュール１３１１、外部メモリ１３１２、パワーマネージメントモジュール１３１３、およびフロントエンドモジュール１３１４を組み合わせ、本開示を適用したビデオユニット１３６１として実施することもできる。いずれの構成の場合であっても、図１乃至図２１を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
【０３３６】
つまり、ビデオプロセッサ１３３２を含むものであればどのような構成であっても、ビデオセット１３００の場合と同様に、画像データを処理する各種装置に組み込むことができる。例えば、ビデオプロセッサ１３３２、点線１３４１により示されるプロセッサ、ビデオモジュール１３１１、または、ビデオユニット１３６１を、テレビジョン装置９００（図２３）、携帯電話機９２０（図２４）、記録再生装置９４０（図２５）、撮像装置９６０（図２６）等に組み込むことができる。そして、本開示を適用したいずれかの構成を組み込むことにより、その装置は、ビデオセット１３００の場合と同様に、図１乃至図２１を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
【０３３７】
また、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。
【０３３８】
本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
【０３３９】
本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０３４０】
例えば、本開示は、HEVC方式以外の符号化方式の符号化装置や復号装置にも適用することができる。
【０３４１】
また、本開示は、符号化ストリームを、衛星放送、ケーブルＴＶ、インターネット、携帯電話などのネットワークメディアを介して受信する際、または光、磁気ディスク、フラッシュメモリのような記憶メディア上で処理する際に用いられる符号化装置や復号装置に適用することができる。
【０３４２】
さらに、本開示は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
【０３４３】
また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０３４４】
さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０３４５】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０３４６】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）  画像のピクチャ間の参照関係を示すピクチャデプスに応じて選択対象となる予測モードの種類が制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する設定部と、
前記設定部により設定された予測モードに従って、前記画像を再帰的に分割された符号化ブロック毎に符号化する符号化部と
を備える画像符号化装置。
（２）  前記設定部は、前記ピクチャデプスが小さい値である場合、ブロックサイズが小さい予測モードが選択対象とされた状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
前記（１）に記載の画像符号化装置。
（３）  前記設定部は、前記ピクチャデプスが３以上の場合、イントラ予測モードが制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
前記（１）または（２）に記載の画像符号化装置。
（４）  前記設定部は、前記画像のピクチャタイプに応じて選択対象となる予測モードが制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（５）  前記設定部は、前記画像のピクチャタイプがIピクチャの場合、イントラ予測モードが選択対象とされた状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
前記（４）に記載の画像符号化装置。
（６）  前記設定部は、前記画像のピクチャタイプがBピクチャの場合、インター予測モードが選択対象とされた状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
前記（４）に記載の画像符号化装置。
（７）  前記設定部は、画像を符号化する際に用いる量子化パラメータに応じて選択対象となる予測モードが制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（８）  前記設定部は、前記量子化パラメータを大きくする場合、ブロックサイズが大きい予測モードが選択対象とされた状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定する
前記（７）に記載の画像符号化装置。
（９）  前記設定部は、前記画像の統計情報に応じて、前記量子化パラメータと選択対象となる予測モードとの対応関係を変更する
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（１０）  前記設定部は、符号化ブロックを再帰的分割する際の起点となるCTB（Coding Tree Block）毎に、前記量子化パラメータと選択対象となる予測モードとの対応関係を変更する
前記（９）に記載の画像符号化装置。
（１１）  前記画像の統計情報は、前記画像の分散情報または動き情報である
前記（９）または（１０）に記載の画像符号化装置。
（１２）  前記設定部は、アプリケーションに応じて、前記量子化パラメータと選択対象となる予測モードとの対応関係を変更する
前記（７）乃至（９）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（１３）  前記設定部は、前記アプリケーションに応じて、選択対象となる予測モードの数を変更する
前記（１２）に記載の画像符号化装置。
（１４）  前記設定部は、前記アプリケーションに応じて、選択対象となる予測モードの種類を変更する
前記（１２）または（１３）に記載の画像符号化装置。
（１５）  前記ピクチャデプスと選択対象となる予測モードとの対応関係をテーブル形式で記憶するメモリを
さらに備え、
前記設定部は、前記メモリに記憶されたテーブルを用いて、予測モードを設定する
前記（１）乃至（１４）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（１６）  前記設定部により設定された予測モードに応じて、制限する予測モードのパターンを学習する学習部を
さらに備え、
前記設定部は、前記学習部により学習されたパターンに従って、予測モードを設定する
前記（１）乃至（１４）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（１７）  前記学習部は、前記画像のピクチャデプスまたは前記画像のピクチャタイプに応じて、制限する予測モードのパターンを学習する
前記（１６）に記載の画像符号化装置。
（１８）  画像符号化装置が、
画像のピクチャ間の参照関係を示すピクチャデプスに応じて選択対象となる予測モードの種類が制限された状態で、画像を符号化する際に用いる予測モードを設定し、
設定された予測モードに従って、前記画像を再帰的に分割された符号化ブロック毎に符号化する
画像符号化方法。
【符号の説明】
【０３４７】
１２  符号化装置，  ３２  画面並べ替えバッファ，  ４６  イントラ予測部，  ４７  動き予測・補償部，  ４９  レート制御部，  ５０  モードテーブル設定部，  ６１  統計情報算出部，  ６２  テーブル選択部，  ６３  テーブル記憶部，  １００  クラウドコンピューティング，  １０１  サーバ，  １０２  クライアント，  １１１  データベース，  １２１  テーブル選択部，  １２３  登録部
【図１】
2016140090.tif 000014
【図２】
2016140090.tif 000015
【図３】
2016140090.tif 000016
【図４】
2016140090.tif 000017
【図５】
2016140090.tif 000018
【図６】
2016140090.tif 000019
【図７】
2016140090.tif 000020
【図８】
2016140090.tif 000021
【図９】
2016140090.tif 000022
【図１０】
2016140090.tif 000023
【図１１】
2016140090.tif 000024
【図１２】
2016140090.tif 000025
【図１３】
2016140090.tif 000026
【図１４】
2016140090.tif 000027
【図１５】
2016140090.tif 000028
【図１６】
2016140090.tif 000029
【図１７】
2016140090.tif 000030
【図１８】
2016140090.tif 000031
【図１９】
2016140090.tif 000032
【図２０】
2016140090.tif 000033
【図２１】
2016140090.tif 000034
【図２２】
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【図２３】
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【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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【国際調査報告】
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