(57)【要約】【課題】量子化行列の定義に要する符号量をより圧縮すること。【解決手段】複数のスキャンパターンのうち量子化行列の生成の際に使用されるスキャンパターンを特定する第１のパラメータを取得する取得部と、上記取得部により取得される上記第１のパラメータにより特定されるスキャンパターンを用いて量子化行列を生成する生成部と、上記生成部により生成される量子化行列を用いて、復号される画像の変換係数データを逆量子化する逆量子化部と、を備える画像処理装置を提供する。【選択図】図１４
2012175615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスキャンパターンのうち量子化行列の生成の際に使用されるスキャンパターンを特定する第１のパラメータを取得する取得部と、
前記取得部により取得される前記第１のパラメータにより特定されるスキャンパターンを用いて量子化行列を生成する生成部と、
前記生成部により生成される量子化行列を用いて、復号される画像の変換係数データを逆量子化する逆量子化部と、
を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記取得部は、
前記第１のパラメータが存在するかを示す第２のパラメータを取得し、
前記第１のパラメータが存在することを前記第２のパラメータが示している場合に、前記第１のパラメータを取得する、
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記取得部は、同一のパラメータセット内で定義される複数の種類の量子化行列について１つの前記第２のパラメータを取得する、請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記生成部は、予測符号化された１次元配列を復号し、復号した１次元配列を前記第１のパラメータにより特定されるスキャンパターンに従って行列に再構成することにより、量子化行列を生成する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記生成部は、前記第１のパラメータにより特定されるスキャンパターンが所定のスキャンパターンである場合に、前記１次元配列の少なくとも１つの要素を、直前の要素とは異なる要素からの予測に基づいて復号する、請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記複数のスキャンパターンの１つは、量子化行列の上端の行及び左端の列をそれぞれストレートにスキャンするスキャンパターンである、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項７】
複数のスキャンパターンのうち量子化行列の生成の際に使用されるスキャンパターンを特定する第１のパラメータを取得するステップと、
取得された前記第１のパラメータにより特定されるスキャンパターンを用いて量子化行列を生成するステップと、
生成された量子化行列を用いて、復号される画像の変換係数データを逆量子化するステップと、
を含む画像処理方法。
【請求項８】
符号化される画像の変換係数データを量子化行列を用いて量子化する量子化部と、
複数のスキャンパターンのうち前記量子化部により使用される量子化行列の生成の際に使用されるスキャンパターンを特定する第１のパラメータをパラメータセットに挿入する挿入部と、
を備える画像処理装置。
【請求項９】
前記画像処理装置は、前記複数のスキャンパターンのうち前記量子化行列の定義に要する符号量を最適化するスキャンパターンを設定する設定部、を備える、請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記設定部は、符号量を最適化する前記スキャンパターンをオフラインで選択する、請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記画像処理装置は、前記第１のパラメータが挿入されたパラメータセットを前記画像を復号する装置へ伝送する伝送部、を備える、請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
複数のスキャンパターンのうち量子化行列の生成の際に使用されるスキャンパターンを特定する第１のパラメータをパラメータセットに挿入するステップと、
符号化される画像の変換係数データを前記量子化行列を用いて量子化するステップと、
を含む画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像符号化方式の標準仕様の１つであるＨ．２６４／ＡＶＣでは、High  Profile以上のプロファイルにおいて、画像データの量子化の際に、直交変換係数の成分ごとに異なる量子化ステップを用いることができる。直交変換係数の成分ごとの量子化ステップは、直交変換の単位と同等のサイズで定義される量子化行列（スケーリングリストともいう）及び基準のステップ値に基づいて設定され得る。
【０００３】
Ｈ．２６４／ＡＶＣでは、ユーザは、サイズ、予測方式（イントラ予測／インター予測）及び信号成分（Ｙ／Ｃｂ／Ｃｒ成分）の組合せごとに予め用意される既定の量子化行列を使用することができる。また、ユーザは、既定の量子化行列とは別に、独自の量子化行列を定義することもできる。ユーザ独自の量子化行列は、シーケンスパラメータセット又はピクチャパラメータセットにおいて定義される。量子化行列の定義は、量子化行列の二次元配列をジグザグスキャンによって１次元配列に変形し、１次元配列の各要素の値をＤＰＣＭ（Differential  Pulse  Code  Modulation）方式で符号化することにより与えられる（図１９、図２０参照）。図１９は、既存のジグザグスキャンのスキャンパターンを示している。図２０は、ジグザグスキャン及びＤＰＣＭ方式での符号化の様子を概念的に示している。
【０００４】
Ｈ．２６４／ＡＶＣに続く次世代の映像符号化方式として標準化が進められているＨＥＶＣ（High  Efficiency  Video  Coding）では、従来のマクロブロックに相当する符号化単位（ＣＵ：Coding  Unit）という概念が導入されている（下記非特許文献１参照）。符号化単位のサイズの範囲は、シーケンスパラメータセットにおいて、ＬＣＵ（Largest  Coding  Unit）及びＳＣＵ（Smallest  Coding  Unit）という２のべき乗の値の組で指定される。そして、split_flagを用いて、ＬＣＵ及びＳＣＵで指定された範囲内の具体的な符号化単位のサイズが特定される。
【０００５】
ＨＥＶＣでは、１つの符号化単位は、１つ以上の直交変換の単位、即ち１つ以上の変換単位（Transform  Unit：ＴＵ）に分割され得る。変換単位のサイズとしては、４×４、８×８、１６×１６及び３２×３２のいずれかが利用可能である。従って、量子化行列もまた、利用可能な変換単位のサイズごとに指定され得る。下記非特許文献２は、１ピクチャ内で１つの変換単位のサイズについて複数の量子化行列の候補を定義し、ＲＤ（Rate-Distortion）の最適化の観点でブロックごとに適応的に量子化行列を選択することを提案している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】JCTVC-B205,  “Test  Model  under  Consideration”,  Joint  Collaborative  Team  on  Video  Coding  (JCT-VC)  of  ITU-T  SG16  WP3  and  ISO/IEC  JTC1/SC29/WG11  2nd  Meeting:  Geneva,  CH,  21-28  July,  2010
【非特許文献２】VCEG-AD06,  “Adaptive  Quantization  Matrix  Selection  on  KTA  Software”,  ITU  -  Telecommunications  Standardization  Sector  STUDY  GROUP  16  Question  6  Video  Coding  Experts  Group  (VCEG)  30th  Meeting:  Hangzhou,  China,  23  -  24  October,  2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、量子化及び逆量子化に適した量子化行列は、映像に含まれる各画像の特性に応じて異なる。そのため、Ｈ．２６４／ＡＶＣにおいて用いられるジグザグスキャンによる符号化では、量子化行列から変換された１次元配列において隣り合う成分の間の相関が必ずしも高くならず、結果的に量子化行列の定義に要する符号量を十分に圧縮できない場合があった。さらに、ＨＥＶＣのように、より多くの変換単位のサイズが利用可能となれば、それに応じて定義される量子化行列の数も増加する。従って、量子化行列の定義に要する符号量をより圧縮したいというニーズは一層高まると予想される。
【０００８】
そこで、本発明は、量子化行列の定義に要する符号量をより圧縮することのできる、画像処理装置及び画像処理方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある実施形態によれば、複数のスキャンパターンのうち量子化行列の生成の際に使用されるスキャンパターンを特定する第１のパラメータを取得する取得部と、上記取得部により取得される上記第１のパラメータにより特定されるスキャンパターンを用いて量子化行列を生成する生成部と、上記生成部により生成される量子化行列を用いて、復号される画像の変換係数データを逆量子化する逆量子化部と、を備える画像処理装置が提供される。
【００１０】
上記画像処理装置は、典型的には、画像を復号する画像復号装置として実現され得る。
【００１１】
また、上記取得部は、上記第１のパラメータが存在するかを示す第２のパラメータを取得し、上記第１のパラメータが存在することを上記第２のパラメータが示している場合に、上記第１のパラメータを取得してもよい。
【００１２】
また、上記取得部は、同一のパラメータセット内で定義される複数の種類の量子化行列について１つの上記第２のパラメータを取得してもよい。
【００１３】
また、上記生成部は、予測符号化された１次元配列を復号し、復号した１次元配列を上記第１のパラメータにより特定されるスキャンパターンに従って行列に再構成することにより、量子化行列を生成してもよい。
【００１４】
また、上記生成部は、上記第１のパラメータにより特定されるスキャンパターンが所定のスキャンパターンである場合に、上記１次元配列の少なくとも１つの要素を、直前の要素とは異なる要素からの予測に基づいて復号してもよい。
【００１５】
また、上記複数のスキャンパターンの１つは、量子化行列の上端の行及び左端の列をそれぞれストレートにスキャンするスキャンパターンであってもよい。
【００１６】
また、本発明の別の実施形態によれば、複数のスキャンパターンのうち量子化行列の生成の際に使用されるスキャンパターンを特定する第１のパラメータを取得するステップと、取得された上記第１のパラメータにより特定されるスキャンパターンを用いて量子化行列を生成するステップと、生成された量子化行列を用いて、復号される画像の変換係数データを逆量子化するステップと、を含む画像処理方法が提供される。
【００１７】
また、本発明の別の実施形態によれば、符号化される画像の変換係数データを量子化行列を用いて量子化する量子化部と、複数のスキャンパターンのうち上記量子化部により使用される量子化行列の生成の際に使用されるスキャンパターンを特定する第１のパラメータをパラメータセットに挿入する挿入部と、を備える画像処理装置が提供される。
【００１８】
上記画像処理装置は、典型的には、画像を符号化する画像符号化装置として実現され得る。
【００１９】
また、上記画像処理装置は、上記複数のスキャンパターンのうち上記量子化行列の定義に要する符号量を最適化するスキャンパターンを設定する設定部、を備えてもよい。
【００２０】
また、上記設定部は、符号量を最適化する上記スキャンパターンをオフラインで選択してもよい。
【００２１】
また、上記画像処理装置は、上記第１のパラメータが挿入されたパラメータセットを上記画像を復号する装置へ伝送する伝送部、を備えてもよい。
【００２２】
また、本発明の別の実施形態によれば、複数のスキャンパターンのうち量子化行列の生成の際に使用されるスキャンパターンを特定する第１のパラメータをパラメータセットに挿入するステップと、符号化される画像の変換係数データを上記量子化行列を用いて量子化するステップと、を含む画像処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明に係る画像処理装置及び画像処理方法によれば、量子化行列の定義に要する符号量をより圧縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一実施形態に係る画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示したシンタックス処理部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。
【図３】一実施形態に係る量子化行列の定義のためのパラメータの一例を示す説明図である。
【図４】新たなスキャンパターンの第１の例について説明するための説明図である。
【図５】新たなスキャンパターンの第２の例について説明するための説明図である。
【図６】新たなスキャンパターンの第３の例について説明するための説明図である。
【図７】新たなスキャンパターンの第４の例について説明するための説明図である。
【図８】新たなスキャンパターンの第５の例について説明するための説明図である。
【図９】一実施形態に係るパラメータ生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】一実施形態における符号量の圧縮について説明するための第１の説明図である。
【図１０Ｂ】一実施形態における符号量の圧縮について説明するための第２の説明図である。
【図１１】一実施形態に係る画像復号装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示したシンタックス処理部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】一実施形態に係る量子化行列生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１４】一実施形態に係る量子化行列再構築処理の詳細な流れの一例を示すフローチャートである。
【図１５】テレビジョン装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１６】携帯電話機の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１７】記録再生装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】撮像装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１９】Ｈ．２６４／ＡＶＣにおけるジグザグスキャンのスキャンパターンを示す説明図である。
【図２０】ジグザグスキャン及びＤＰＣＭ方式での符号化の様子を概念的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。
【００２６】
また、以下の順序で説明を行う。
１．一実施形態に係る画像符号化装置の構成例
１−１．全体的な構成例
１−２．シンタックス処理部の構成例
１−３．スキャンパターンの例
２．一実施形態に係る符号化時の処理の流れ
２−１．パラメータ生成処理
２−２．符号量の削減の例
３．一実施形態に係る画像復号装置の構成例
３−１．全体的な構成例
３−２．シンタックス処理部の構成例
４．一実施形態に係る復号時の処理の流れ
４−１．量子化行列生成処理
４−２．量子化行列再構築処理
５．応用例
６．まとめ
【００２７】
＜１．一実施形態に係る画像符号化装置の構成例＞
本節では、一実施形態に係る画像符号化装置の構成例について説明する。
【００２８】
［１−１．全体的な構成例］
図１は、本発明の一実施形態に係る画像符号化装置１０の構成の一例を示すブロック図である。図１を参照すると、画像符号化装置１０は、Ａ／Ｄ（Analogue  to  Digital）変換部１１、並べ替えバッファ１２、シンタックス処理部１３、減算部１４、直交変換部１５、量子化部１６、可逆符号化部１７、蓄積バッファ１８、レート制御部１９、逆量子化部２１、逆直交変換部２２、加算部２３、デブロックフィルタ２４、フレームメモリ２５、セレクタ２６、イントラ予測部３０、動き探索部４０、及びモード選択部５０を備える。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換部１１は、アナログ形式で入力される画像信号をデジタル形式の画像データに変換し、一連のデジタル画像データを並べ替えバッファ１２へ出力する。
【００３０】
並べ替えバッファ１２は、Ａ／Ｄ変換部１１から入力される一連の画像データに含まれる画像を並べ替える。並べ替えバッファ１２は、符号化処理に係るＧＯＰ（Group  of  Pictures）構造に応じて画像を並べ替えた後、並べ替え後の画像データをシンタックス処理部１３へ出力する。
【００３１】
シンタックス処理部１３は、並べ替えバッファ１２から入力される画像データのストリーム内のＮＡＬ（Network  Abstraction  Layer：ネットワーク抽象レイヤ）ユニットを順次認識し、ヘッダ情報を格納する非ＶＣＬ  ＮＡＬユニットをストリームに挿入する。シンタックス処理部１３がストリームに挿入する非ＶＣＬ  ＮＡＬユニットは、シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ：Sequence  Parameter  Set）及びピクチャパラメータセット（ＰＰＳ：Picture  Parameter  Set）を含む。また、シンタックス処理部１３は、スライスの先頭にスライスヘッダを付加する。そして、シンタックス処理部１３は、ＶＣＬ  ＮＡＬユニット及び非ＶＣＬ  ＮＡＬユニットを含む画像データのストリームを、減算部１４、イントラ予測部３０及び動き探索部４０へ出力する。シンタックス処理部１３の詳細な構成について、後にさらに説明する。
【００３２】
減算部１４には、シンタックス処理部１３から入力される画像データ、及び後に説明するモード選択部５０により選択される予測画像データが供給される。減算部１４は、シンタックス処理部１３から入力される画像データとモード選択部５０から入力される予測画像データとの差分である予測誤差データを算出し、算出した予測誤差データを直交変換部１５へ出力する。
【００３３】
直交変換部１５は、減算部１３から入力される予測誤差データについて直交変換を行う。直交変換部１５により実行される直交変換は、例えば、離散コサイン変換（Discrete  Cosine  Transform：ＤＣＴ）又はカルーネン・レーベ変換などであってよい。直交変換部１５は、直交変換処理により取得される変換係数データを量子化部１６へ出力する。
【００３４】
量子化部１６は、直交変換部１５から入力される変換係数データを量子化行列を用いて量子化し、量子化後の変換係数データ（以下、量子化データという）を可逆符号化部１７及び逆量子化部２１へ出力する。量子化データのビットレートは、レート制御部１９からのレート制御信号に基づいて制御される。量子化部１６により使用される量子化行列は、ＳＰＳ又はＰＰＳ内で定義され、スライスごとにスライスヘッダ内で指定され得る。量子化行列が指定されない場合には、全ての成分について等しい量子化ステップを有するフラットな量子化行列が使用される。
【００３５】
可逆符号化部１７は、量子化部１６から入力される量子化データについて可逆符号化処理を行うことにより、符号化ストリームを生成する。可逆符号化部１７による可逆符号化は、例えば、可変長符号化、又は算術符号化などであってよい。また、可逆符号化部１７は、モード選択部５０から入力されるイントラ予測に関する情報又はインター予測に関する情報を、符号化ストリームのヘッダ内に多重化する。そして、可逆符号化部１７は、生成した符号化ストリームを蓄積バッファ１８へ出力する。
【００３６】
蓄積バッファ１８は、可逆符号化部１７から入力される符号化ストリームを半導体メモリなどの記憶媒体を用いて一時的に蓄積する。そして、蓄積バッファ１８は、蓄積した符号化ストリームを、伝送路の帯域に応じたレートで、図示しない伝送部（例えば、通信インタフェース又は周辺機器との接続インタフェースなど）へ出力する。
【００３７】
レート制御部１９は、蓄積バッファ１８の空き容量を監視する。そして、レート制御部１９は、蓄積バッファ１８の空き容量に応じてレート制御信号を生成し、生成したレート制御信号を量子化部１６へ出力する。例えば、レート制御部１９は、蓄積バッファ１８の空き容量が少ない時には、量子化データのビットレートを低下させるためのレート制御信号を生成する。また、例えば、レート制御部１９は、蓄積バッファ１８の空き容量が十分大きい時には、量子化データのビットレートを高めるためのレート制御信号を生成する。
【００３８】
逆量子化部２１は、量子化部１６から入力される量子化データについて、量子化行列を用いて逆量子化処理を行う。そして、逆量子化部２１は、逆量子化処理により取得される変換係数データを、逆直交変換部２２へ出力する。
【００３９】
逆直交変換部２２は、逆量子化部２１から入力される変換係数データについて逆直交変換処理を行うことにより、予測誤差データを復元する。そして、逆直交変換部２２は、復元した予測誤差データを加算部２３へ出力する。
【００４０】
加算部２３は、逆直交変換部２２から入力される復元された予測誤差データとモード選択部５０から入力される予測画像データとを加算することにより、復号画像データを生成する。そして、加算部２３は、生成した復号画像データをデブロックフィルタ２４及びフレームメモリ２５へ出力する。
【００４１】
デブロックフィルタ２４は、画像の符号化時に生じるブロック歪みを減少させるためのフィルタリング処理を行う。デブロックフィルタ２４は、加算部２３から入力される復号画像データをフィルタリングすることによりブロック歪みを除去し、フィルタリング後の復号画像データをフレームメモリ２５へ出力する。
【００４２】
フレームメモリ２５は、加算部２３から入力される復号画像データ、及びデブロックフィルタ２４から入力されるフィルタリング後の復号画像データを記憶媒体を用いて記憶する。
【００４３】
セレクタ２６は、イントラ予測のために使用されるフィルタリング前の復号画像データをフレームメモリ２５から読み出し、読み出した復号画像データを参照画像データとしてイントラ予測部３０に供給する。また、セレクタ２６は、インター予測のために使用されるフィルタリング後の復号画像データをフレームメモリ２５から読み出し、読み出した復号画像データを参照画像データとして動き探索部４０に供給する。
【００４４】
イントラ予測部３０は、シンタックス処理部１３から入力される符号化対象の画像データ、及びセレクタ２６を介して供給される復号画像データに基づいて、各イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。例えば、イントラ予測部３０は、各イントラ予測モードによる予測結果を所定のコスト関数を用いて評価する。そして、イントラ予測部３０は、コスト関数値が最小となるイントラ予測モード、即ち圧縮率が最も高くなるイントラ予測モードを、最適なイントラ予測モードとして選択する。さらに、イントラ予測部３０は、当該最適なイントラ予測モードを示す予測モード情報、予測画像データ、及びコスト関数値などのイントラ予測に関する情報を、モード選択部５０へ出力する。
【００４５】
動き探索部４０は、シンタックス処理部１３から入力される符号化対象の画像データ、及びセレクタ２６を介して供給される復号画像データに基づいて、インター予測処理（フレーム間予測処理）を行う。例えば、動き探索部４０は、各予測モードによる予測結果を所定のコスト関数を用いて評価する。次に、動き探索部４０は、コスト関数値が最小となる予測モード、即ち圧縮率が最も高くなる予測モードを、最適な予測モードとして選択する。また、動き探索部４０は、当該最適な予測モードに従って予測画像データを生成する。そして、動き探索部４０は、予測モード情報、予測画像データ、及びコスト関数値などのインター予測に関する情報を、モード選択部５０へ出力する。
【００４６】
モード選択部５０は、イントラ予測部３０から入力されるイントラ予測に関するコスト関数値と動き探索部４０から入力されるインター予測に関するコスト関数値とを比較する。そして、モード選択部５０は、イントラ予測及びインター予測のうちコスト関数値がより少ない予測手法を選択する。モード選択部５０は、イントラ予測を選択した場合には、イントラ予測に関する情報を可逆符号化部１７へ出力すると共に、予測画像データを減算部１４及び加算部２３へ出力する。また、モード選択部５０は、インター予測を選択した場合には、インター予測に関する上述した情報を可逆符号化部１７へ出力すると共に、予測画像データを減算部１４及び加算部２３へ出力する。
【００４７】
［１−２．シンタックス処理部の構成例］
図２は、図１に示した画像符号化装置１０のシンタックス処理部１３の詳細な構成の一例を示すブロック図である。図２を参照すると、シンタックス処理部１３は、設定部１１０、パラメータ生成部１２０及び挿入部１３０を有する。
【００４８】
（１）設定部
設定部１１０は、画像符号化装置１０による符号化処理のために使用される様々な設定を保持する。例えば、設定部１１０は、画像データの各シーケンスのプロファイル、各ピクチャの符号化モード、及びＧＯＰ構造に関するデータなどを保持する。また、設定部１１０は、量子化部１６（及び逆量子化部２１）により使用される量子化行列についての設定を保持する。
【００４９】
より具体的には、設定部１１０は、量子化部１６によりどういった量子化行列を使用すべきかを、画像の解析に基づいてスライスごとに予め決定する。量子化及び逆量子化に適した量子化行列は、映像に含まれる各画像の特性に応じて異なる。
【００５０】
例えば、デジタルビデオカメラの様な応用例では、入力画像に圧縮ひずみが存在しないため、高域においても量子化ステップをより小さくした量子化行列が使用され得る。量子化行列は、ピクチャ単位又はフレーム単位で変化する。入力画像の複雑性が低い場合には、量子化ステップのより小さいフラットな量子化行列を使用することで、ユーザに主観的に感知される画質を向上させることができる。一方、入力画像の複雑性が高い場合には、符号量の増大を抑制するために、より大きい量子化ステップを用いることが望ましい。この場合、フラットな量子化行列を使用すると低域信号のひずみがブロックノイズとして認識される恐れがある。そのため、低域から高域に向かって量子化ステップが増加するような量子化行列を使用してノイズを低減することが有益である。
【００５１】
ＭＰＥＧ２で符号化された放送コンテンツを再圧縮するレコーダの様な応用例では、入力画像自体に、モスキートノイズなどのＭＰＥＧ２の圧縮ひずみが存在する。モスキートノイズは、高域信号をより大きい量子化ステップで量子化した結果として生じるノイズであり、ノイズの周波数成分自体も極めて高い周波数となる。このような入力画像については、再圧縮する際に、高域に大きい量子化ステップを有する量子化行列を使用することが望ましい。また、プログレッシブ信号と比較して、インターレース信号では、飛び越し走査の影響で、横方向の信号の相関の方が縦方向の信号の相関よりも高い。そのため、画像信号がプログレッシブ信号であるかインターレース信号であるかに応じて異なる量子化行列を使用することも有益である。
【００５２】
このように、画像の特性に依存して、ユーザ独自の様々な量子化行列が定義される可能性がある。そして、符号化のために各量子化行列を１次元配列に変形する際、図１９に例示したようなジグザグスキャンでは、１次元配列において隣り合う成分の間の相関が高くならないケースがしばしば生じる。そこで、本実施形態では、ジグザグスキャン以外のスキャンパターンを含む複数のスキャンパターンを予め用意する。そして、設定部１１０は、各量子化行列について、当該量子化行列を符号化した場合に生じる符号量をスキャンパターンごとに評価し、符号量が最も少なくなる最適なスキャンパターンを選択する。
【００５３】
設定部１１０による量子化行列の決定及び最適なスキャンパターンの選択は、典型的には、画像の符号化に先立ってオフラインで行われる。最適なスキャンパターンの選択をオフラインで行うことで、スキャンパターンの候補が多い場合にも、例えば総当り方式などで最適なスキャンパターンを適切に見つけ出すことができる。そして、設定部１１０は、量子化行列についての設定として、オフラインで選択した最適なスキャンパターンの識別子を、パラメータセット内で定義される量子化行列ごとに保持する。
【００５４】
（２）パラメータ生成部
パラメータ生成部１２０は、設定部１１０により保持されている符号化処理のための設定を定義するパラメータを生成し、生成したパラメータを挿入部１３０へ出力する。例えば、本実施形態において、パラメータ生成部１２０は、量子化部１６により使用される量子化行列を定義するためのパラメータを生成する。図３は、パラメータ生成部１２０により生成される量子化行列の定義のためのパラメータの一例を示している。
【００５５】
図３の例において、「パターンＩＤ存在フラグ」は、スキャンパターンを特定するパラメータであるパターンＩＤが当該パラメータセット内に存在するか否かを示すフラグである。パターンＩＤ存在フラグが「０：存在せず」を示す場合には、当該パラメータセット内にパターンＩＤは存在しない。この場合、ユーザ独自の量子化行列は、既存の手法に従ってジグザグスキャンを用いて定義され得る。一方、パターンＩＤ存在フラグが「１：存在する」を示す場合には、当該パラメータセット内にパターンＩＤが存在する。
【００５６】
「パターンＩＤ」は、量子化行列を定義するために最適なスキャンパターンを特定するＩＤ（識別子）である。１つのパラメータセット内には、量子化行列の個々の種類にそれぞれ関連付けられる複数のパターンＩＤが含まれ得る。量子化行列の種類は、典型的には、サイズ、予測方式（イントラ予測／インター予測）及び信号成分（Ｙ／Ｃｂ／Ｃｒ成分）の組合せによって識別される。図３の例において、パターンＩＤ１はサイズ４×４のイントラ予測のＹ成分、パターンＩＤ２はサイズ４×４のイントラ予測のＣｂ成分、パターンＩＤｎはサイズ３２×３２のインター予測のＹ成分にそれぞれ関連付けられている。
【００５７】
「配列データ」は、量子化行列の要素の値を定義する、ＤＰＣＭ方式で予測符号化された１次元配列のデータである。図３の例において、配列データ１はサイズ４×４のイントラ予測のＹ成分、配列データ２はサイズ４×４のイントラ予測のＣｂ成分、配列データｎはサイズ３２×３２のインター予測のＹ成分にそれぞれ関連付けられたデータである。
【００５８】
（３）挿入部
挿入部１３０は、パラメータ生成部１２０により生成されるパラメータ群をそれぞれ含むＳＰＳ、ＰＰＳ及びスライスヘッダなどのヘッダ情報を、並べ替えバッファ１２から入力される画像データのストリームに挿入する。ＳＰＳ及びＰＰＳには、図３に例示したような量子化行列の定義のためのパラメータが含められ得る。また、スライスヘッダには、ＳＰＳ又はＰＰＳで定義された量子化行列のうち、当該スライスについての量子化及び逆量子化のために使用すべき量子化行列を指定するパラメータが含められ得る。そして、挿入部１３０は、ヘッダ情報の挿入された画像データのストリームを、減算部１４、イントラ予測部３０及び動き探索部４０へ出力する。
【００５９】
［１−３．スキャンパターンの例］
シンタックス処理部１３の設定部１１０により設定され得るスキャンパターンの候補は、既存のスキャンパターンであるジグザグスキャン（図１９参照）に加えて、図４〜図８に例示する新たなスキャンパターンを含んでよい。
【００６０】
（１）第１の例
図４は、新たなスキャンパターンの第１の例について説明するための説明図である。図４に示したスキャンパターンを、本明細書では「混合スキャン」という。混合スキャンは、量子化行列の上端の行及び左端の列をそれぞれストレートにスキャンした後（Ｓ１、Ｓ２）、残りの四角形の要素群をジグザグにスキャンする（Ｓ３）という、ストレートスキャンとジグザグスキャンとを組合せたスキャンパターンである。
【００６１】
説明のために、量子化行列の第ｉ行第ｊ列の要素を（ｉ，ｊ）と表すこととする。混合スキャンでは、まず、上端行の８つの要素（１，１）〜（１，８）が横方向にストレートにスキャンされる。次に、左端列の７つの要素（２，１）〜（８，１）が縦方向にストレートにスキャンされる。その後、残りの右下の四角形の要素（２，２）〜（８，８）がジグザグにスキャンされる。
【００６２】
混合スキャンの特徴の１つは、そのスキャンパターンが既存のジグザグスキャンのようにいわゆる一筆書きではなく、スキャンパターンの途中に分岐を有する点である。この分岐の意味するところは、各分岐に位置する要素の値が、ＤＰＣＭ方式での符号化の際に、直前の要素とは異なる要素（１次元配列において２つ以上前の要素）の値から予測されるということである。図４の混合スキャンの例では、左端列のストレートスキャンの最初の要素（２，１）の直前の要素は、上端行のストレートスキャンの最後の要素（１，８）である。しかし、要素（２，１）の符号化の際には、要素（１，８）ではなく要素（１，１）が参照要素とされる。そして、要素（２，１）の値と参照要素（１，１）の値との差分が符号化される。同様に、右下の四角形のジグザグスキャンの最初の要素（２，２）の直前の要素は、左端列のストレートスキャンの最後の要素（８，１）である。しかし、要素（２，２）の符号化の際には、要素（８，１）ではなく要素（２，１）が参照要素とされる。そして、要素（２，２）の値と参照要素（２，１）の値との差分が符号化される。本明細書では、このように直前の要素とは異なる要素を参照して符号化される要素を、不連続参照要素という。図４に示した混合スキャンでは、要素（２，１）及び（２，２）が不連続参照要素である。
【００６３】
なお、不連続参照要素は、典型的には、直前の要素の代わりに、２次元の量子化行列においてより近傍に位置する要素を参照要素（予測の基礎となる要素）とする。これは、通常使用される量子化行列において、互いに近傍に位置する要素の間の値の相関が高いためである。
【００６４】
（２）第２の例
図５は、新たなスキャンパターンの第２の例について説明するための説明図である。図５に示したスキャンパターンを、本明細書では「分割混合スキャン」という。分割混合スキャンでは、まず、上端行の８つの要素（１，１）〜（１，８）が横方向にストレートにスキャンされる（Ｓ１）。次に、左端列の７つの要素（２，１）〜（８，１）が縦方向にストレートにスキャンされる（Ｓ２）。次に、残りの四角形の領域のうち対角線で区切られる右上の三角形の要素群（２，２）〜（８，８）がジグザグにスキャンされる（Ｓ３）。次に、残りの左下の三角形の要素群（３，２）〜（８，７）がジグザグにスキャンされる（Ｓ４）。
【００６５】
分割混合スキャンもまた、図４に例示した混合スキャンと同様、スキャンパターンの途中に分岐を有する。具体的には、要素（２，１）、（２，２）及び（３，２）が不連続参照要素である。要素（２，１）の符号化の際には、直前の要素（１，８）ではなく参照要素（１，１）の値との差分が符号化される。要素（２，２）の符号化の際には、直前の要素（８，１）ではなく参照要素（２，１）の値との差分が符号化される。要素（３，２）の符号化の際には、直前の要素（８，８）ではなく参照要素（２，２）の値との差分が符号化される。
【００６６】
新たなスキャンパターンの第１の例及び第２の例は、共にストレートスキャンとジグザグスキャンとを組合せたスキャンパターンである。ストレートスキャンは、特に量子化行列の上端の行及び左端の列について行われる。このようなスキャンパターンは、変換単位の上端の行及び左端の列の要素に直交変換係数が集中しており、それら要素の間で量子化ステップの相関が高い場合に有用である（実際に、そのような量子化行列は頻繁に使用され得る）。また、第２の例は、右上半分の要素群と左下半分の要素群との間の相関が低く、これらを別々にスキャンした方がよい場合に有用である。
【００６７】
（３）第３の例
図６は、新たなスキャンパターンの第３の例について説明するための説明図である。図６に示したスキャンパターンは、いわゆるフィールドスキャンである。フィールドスキャンは、ジグザグスキャンと同様、スキャンパターンの途中に分岐を有しない。従って、フィールドスキャンでは、不連続参照要素は存在しない。第３の例は、フィールドスキャンのスキャン方向に沿った量子化ステップの間の相関が高い場合に有用である。
【００６８】
（４）第４の例
図７は、新たなスキャンパターンの第４の例について説明するための説明図である。図７に示したスキャンパターンを、本明細書では「縦ストライプスキャン」という。縦ストライプスキャンでは、まず、左端列の８つの要素（１，１）〜（８，１）が縦方向にストレートにスキャンされる（Ｓ１）。次に、左から２番目の列の８つの要素（１，２）〜（８，２）が縦方向にストレートにスキャンされる（Ｓ２）。以降、３番目の列から８番目の列まで、縦方向のストレートスキャンが順に繰り返される（Ｓ３〜Ｓ８）。
【００６９】
縦ストライプスキャンは、スキャンパターンの途中に分岐を有する。具体的には、要素（１，２）、（１，３）、（１，４）、（１，５）、（１，６）、（１，７）及び（１，８）が不連続参照要素である。要素（１，２）の符号化の際には、直前の要素（８，１）ではなく参照要素（１，１）の値との差分が符号化される。要素（１，３）の符号化の際には、直前の要素（８，２）ではなく参照要素（１，２）の値との差分が符号化される。他の不連続参照要素についても、スキャン後の１次元配列における直前の要素ではなく、２つ以上前の要素の値との差分が符号化される。
【００７０】
（５）第５の例
図８は、新たなスキャンパターンの第５の例について説明するための説明図である。図８に示したスキャンパターンを、本明細書では「横ストライプスキャン」という。横ストライプスキャンでは、まず、上端行の８つの要素（１，１）〜（１，８）が横方向にストレートにスキャンされる（Ｓ１）。次に、上から２番目の行の８つの要素（２，１）〜（２，８）が横方向にストレートにスキャンされる（Ｓ２）。以降、３番目の行から８番目の行まで、横方向のストレートスキャンが順に繰り返される（Ｓ３〜Ｓ８）。
【００７１】
横ストライプスキャンは、スキャンパターンの途中に分岐を有する。具体的には、要素（２，１）、（３，１）、（４，１）、（５，１）、（６，１）、（７，１）及び（８，１）が不連続参照要素である。要素（２，１）の符号化の際には、直前の要素（１，８）ではなく参照要素（１，１）の値との差分が符号化される。要素（３，１）の符号化の際には、直前の要素（２，８）ではなく参照要素（２，１）の値との差分が符号化される。他の不連続参照要素についても、スキャン後の１次元配列における直前の要素ではなく、２つ以上前の要素の値との差分が符号化される。
【００７２】
新たなスキャンパターンの第４の例及び第５の例は、共にストレートスキャンのみから構成されるスキャンパターンである。このようなスキャンパターンは、縦方向及び横方向のいずれか一方に沿った要素の間での量子化ステップの相関が高く、他方に沿った要素の間での量子化ステップの相関が低い場合に有用である。
【００７３】
なお、ここでは８×８の量子化行列を例にとって説明したが、他のサイズの量子化行列についても同様のスキャンパターンが設定されてよい。また、ここで示したスキャンパターンは一例に過ぎない。スキャンパターンの候補から上述したいずれかのスキャンパターンが省略されてもよく、スキャンパターンの候補に他のスキャンパターンが追加されてもよい。
【００７４】
＜２．一実施形態に係る符号化時の処理の流れ＞
［２−１．パラメータ生成処理］
図９は、本実施形態に係るシンタックス処理部１３のパラメータ生成部１２０によるパラメータ生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。図９に示したパラメータ生成処理は、新たに定義すべき量子化行列が存在する場合に当該量子化行列を対象として実行され得る処理である。
【００７５】
まず、パラメータ生成部１２０は、新たに定義すべき量子化行列に対応する、設定部１１０によりオフラインで選択された最適なスキャンパターンを認識する（ステップＳ１００）。その後のステップＳ１０４〜Ｓ１１０の処理は、量子化行列の要素ごとに繰り返される（ステップＳ１０２）。処理される要素の順序は、ステップＳ１００において認識されたスキャンパターンに従う。
【００７６】
まず、パラメータ生成部１２０は、スキャンパターンに従って、量子化行列内の処理対象の要素（以下、注目要素という）の値を取得する（ステップＳ１０４）。次に、パラメータ生成部１２０は、注目要素が不連続参照要素であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。注目要素が不連続参照要素でない場合には、パラメータ生成部１２０は、直前の要素（１つ前の注目要素）と注目要素との間の差分値（１つ目の注目要素については、注目要素の値）を１次元配列に格納する（ステップＳ１０８）。一方、注目要素が不連続参照要素である場合には、パラメータ生成部１２０は、直前の要素よりも前の所定の参照要素と注目要素との間の差分値を１次元配列に格納する（ステップＳ１１０）。
【００７７】
このような処理の結果として、図３に例示した量子化行列定義用のパラメータのうち、パターンＩＤｋ及び配列データｋ（ｋは１〜ｎのいずれか）の組が生成される。パラメータ生成部１２０は、例えば、画像データのストリームにＳＰＳ又はＰＰＳが挿入されるタイミングで、新たに定義すべき（１つ以上の種類の）量子化行列について上述したパラメータ生成処理を行う。そして、パラメータ生成部１２０により生成されたパラメータは、挿入部１３０によりＳＰＳ又はＰＰＳ内に含められる。このとき、パターンＩＤ存在フラグは「１：存在する」を示す。
【００７８】
［２−２．符号量の削減の例］
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本実施形態における符号量の圧縮について説明するための説明図である。
【００７９】
図１０Ａの左上には、ユーザにより定義され得る一例としての量子化行列ＱＭＡが示されている。量子化行列ＱＭＡをジグザグスキャン（パターンＩＤ＝“０”）で１次元配列化すると、図の上段中央に示した配列（６，１０，１０，１３，…，２５５）が導かれる。なお、図１０Ａでは要素数６４個の１次元配列を便宜的に８段に分けて示している。さらに、ジグザグスキャンで生成された１次元配列をＤＰＣＭ方式に従って符号化すると、図の上段右に示した差分値の１次元配列（６，４，０，３，…，０）が導かれる。このように生成される差分値の１次元配列の要素の絶対値の総和は、３９１である。
【００８０】
一方、量子化行列ＱＭＡを混合スキャン（パターンＩＤ＝“１”）で１次元配列化すると、図の中段中央に示した配列（６，１０，１３，１６，…，２５５）が導かれる。さらに、混合スキャンで生成された１次元配列をＤＰＣＭ方式に従って符号化すると、図の中段右に示した差分値の１次元配列（６，４，３，３，…，０）が導かれる。このように生成される差分値の１次元配列の要素の絶対値の総和は、２９３である。従って、量子化行列ＱＭＡをジグザグスキャンではなく混合スキャンで１次元配列に変形した方が、可変長符号化後の符号量が少なくなることが分かる。
【００８１】
また、量子化行列ＱＭＡを分割混合スキャン（パターンＩＤ＝“２”）で１次元配列化すると、図の下段中央に示した配列（６，１０，１３，１６，…，２５５）が導かれる。さらに、分割混合スキャンで生成された１次元配列をＤＰＣＭ方式に従って符号化すると、図の下段右に示した差分値の１次元配列（６，４，３，３，…，１２７）が導かれる。このように生成される差分値の１次元配列の要素の絶対値の総和は、５２８である。従って、仮にスキャンパターンの候補がジグザグスキャン、混合スキャン及び分割混合スキャンの３つであれば、量子化行列ＱＭＡを符号化する場合の符号量の最も少ない最適なスキャンパターンは、混合スキャン（パターンＩＤ＝“１”）である。
【００８２】
図１０Ｂの左上には、ユーザにより定義され得る他の例としての量子化行列ＱＭＢが示されている。量子化行列ＱＭＢをジグザグスキャン（パターンＩＤ＝“０”）で１次元配列化すると、図の上段中央に示した配列（６，６，１０，１３，…，２７）が導かれる。さらに、ジグザグスキャンで生成された１次元配列をＤＰＣＭ方式に従って符号化すると、図の上段右に示した差分値の１次元配列（６，０，４，３，…，０）が導かれる。このように生成される差分値の１次元配列の要素の絶対値の総和は、１６７である。
【００８３】
一方、量子化行列ＱＭＢを縦ストライプスキャン（パターンＩＤ＝“４”）で１次元配列化すると、図の中段中央に示した配列（６，１０，１３，１６，…，２７）が導かれる。さらに、縦ストライプスキャンで生成された１次元配列をＤＰＣＭ方式に従って符号化すると、図の中段右に示した差分値の１次元配列（６，４，３，３，…，２）が導かれる。このように生成される差分値の１次元配列の要素の絶対値の総和は、１７４である。
【００８４】
また、量子化行列ＱＭＢを横ストライプスキャン（パターンＩＤ＝“５”）で１次元配列化すると、図の下段中央に示した配列（６，６，６，６，…，２７）が導かれる。さらに、横ストライプスキャンで生成された１次元配列をＤＰＣＭ方式に従って符号化すると、図の下段右に示した差分値の１次元配列（６，０，０，０，…，０）が導かれる。このように生成される差分値の１次元配列の要素の絶対値の総和は、２７である。従って、仮にスキャンパターンの候補がジグザグスキャン、縦ストライプスキャン及び横ストライプスキャンの３つであれば、量子化行列ＱＭＢを符号化する場合の符号量の最も少ない最適なスキャンパターンは、横ストライプスキャン（パターンＩＤ＝“５”）である。
【００８５】
設定部１１０は、各量子化行列について、このようにスキャンパターンごとに符号量を評価し、符号量の最も少ない最適なスキャンパターンを選択してよい。それにより、一律的にジグザグスキャンで量子化行列が１次元配列化される場合と比較して、量子化行列の定義に要する符号量をより圧縮することができる。
【００８６】
また、図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、点線枠で囲まれた要素は不連続参照要素である。例えば、図１０Ａの分割混合スキャンにおけるＤＰＣＭ前の不連続参照要素Ｅ１の値は２２である。要素Ｅ１の直前の要素の値は２５５である。従って、要素Ｅ１を通常のＤＰＣＭ方式に従って符号化すれば、ＤＰＣＭ後の要素Ｅ１の値は２２−２５５＝−２３３となる。しかし、本実施形態では、不連続参照要素Ｅ１の参照要素は要素Ｒ１である。従って、本実施形態でのＤＰＣＭ後の要素Ｅ１の値は、２２−２０＝２となる。このように、不連続参照要素を導入することで、量子化行列の定義に要する符号量をより一層圧縮することが可能となる。
【００８７】
＜３．一実施形態に係る画像復号装置の構成例＞
本節では、本発明の一実施形態に係る画像復号装置の構成例について説明する。
【００８８】
［３−１．全体的な構成例］
図１１は、本発明の一実施形態に係る画像復号装置６０の構成の一例を示すブロック図である。図１１を参照すると、画像復号装置６０は、シンタックス処理部６１、可逆復号部６２、逆量子化部６３、逆直交変換部６４、加算部６５、デブロックフィルタ６６、並べ替えバッファ６７、Ｄ／Ａ（Digital  to  Analogue）変換部６８、フレームメモリ６９、セレクタ７０及び７１、イントラ予測部８０、並びに動き補償部９０を備える。
【００８９】
シンタックス処理部６１は、伝送路を介して入力される符号化ストリームからＳＰＳ、ＰＰＳ及びスライスヘッダなどのヘッダ情報を取得し、取得したヘッダ情報に基づいて画像復号装置６０による復号処理のための様々な設定を認識する。例えば、本実施形態において、シンタックス処理部６１は、ＳＰＳ又はＰＰＳに含まれるパラメータに基づいて、逆量子化部６３による逆量子化処理の際に使用される量子化行列を生成する。シンタックス処理部６１の詳細な構成について、後にさらに説明する。
【００９０】
可逆復号部６２は、シンタックス処理部６１から入力される符号化ストリームを、符号化の際に使用された符号化方式に従って復号する。そして、可逆復号部６２は、復号後の量子化データを逆量子化部６２へ出力する。また、可逆復号部６２は、ヘッダ情報に含まれるイントラ予測に関する情報をイントラ予測部８０へ出力し、インター予測に関する情報を動き補償部９０へ出力する。
【００９１】
逆量子化部６３は、シンタックス処理部６１により生成される量子化行列を用いて、可逆復号部６２による復号後の量子化データ（即ち、量子化された変換係数データ）を逆量子化する。シンタックス処理部６１により生成される量子化行列のうち、あるスライス内の各ブロックについてどの量子化行列を使用すべきかは、スライスヘッダにおいて指定され得る。
【００９２】
逆直交変換部６４は、符号化の際に使用された直交変換方式に従い、逆量子化部６３から入力される変換係数データについて逆直交変換を行うことにより、予測誤差データを生成する。そして、逆直交変換部６４は、生成した予測誤差データを加算部６５へ出力する。
【００９３】
加算部６５は、逆直交変換部６４から入力される予測誤差データと、セレクタ７１から入力される予測画像データとを加算することにより、復号画像データを生成する。そして、加算部６５は、生成した復号画像データをデブロックフィルタ６６及びフレームメモリ６９へ出力する。
【００９４】
デブロックフィルタ６６は、加算部６５から入力される復号画像データをフィルタリングすることによりブロック歪みを除去し、フィルタリング後の復号画像データを並べ替えバッファ６７及びフレームメモリ６９へ出力する。
【００９５】
並べ替えバッファ６７は、デブロックフィルタ６６から入力される画像を並べ替えることにより、時系列の一連の画像データを生成する。そして、並べ替えバッファ６７は、生成した画像データをＤ／Ａ変換部６８へ出力する。
【００９６】
Ｄ／Ａ変換部６８は、並べ替えバッファ６７から入力されるデジタル形式の画像データをアナログ形式の画像信号に変換する。そして、Ｄ／Ａ変換部６８は、例えば、画像復号装置６０と接続されるディスプレイ（図示せず）にアナログ画像信号を出力することにより、画像を表示させる。
【００９７】
フレームメモリ６９は、加算部６５から入力されるフィルタリング前の復号画像データ、及びデブロックフィルタ６６から入力されるフィルタリング後の復号画像データを記憶媒体を用いて記憶する。
【００９８】
セレクタ７０は、可逆復号部６２により取得されるモード情報に応じて、画像内のブロックごとに、フレームメモリ７０からの画像データの出力先をイントラ予測部８０と動き補償部９０との間で切り替える。例えば、セレクタ７０は、イントラ予測モードが指定された場合には、フレームメモリ７０から供給されるフィルタリング前の復号画像データを参照画像データとしてイントラ予測部８０へ出力する。また、セレクタ７０は、インター予測モードが指定された場合には、フレームメモリ７０から供給されるフィルタリング後の復号画像データを参照画像データとして動き補償部９０へ出力する。
【００９９】
セレクタ７１は、可逆復号部６２により取得されるモード情報に応じて、画像内のブロックごとに、加算部６５へ供給すべき予測画像データの出力元をイントラ予測部８０と動き補償部９０との間で切り替える。例えば、セレクタ７１は、イントラ予測モードが指定された場合には、イントラ予測部８０から出力される予測画像データを加算部６５へ供給する。セレクタ７１は、インター予測モードが指定された場合には、動き補償部９０から出力される予測画像データを加算部６５へ供給する。
【０１００】
イントラ予測部８０は、可逆復号部６２から入力されるイントラ予測に関する情報とフレームメモリ６９からの参照画像データとに基づいて画素値の画面内予測を行い、予測画像データを生成する。そして、イントラ予測部８０は、生成した予測画像データをセレクタ７１へ出力する。
【０１０１】
動き補償部９０は、可逆復号部６２から入力されるインター予測に関する情報とフレームメモリ６９からの参照画像データとに基づいて動き補償処理を行い、予測画像データを生成する。そして、動き補償部９０は、生成した予測画像データをセレクタ７１へ出力する。
【０１０２】
［３−２．シンタックス処理部の構成例］
図１２は、図１１に示した画像復号装置６０のシンタックス処理部６１の詳細な構成の一例を示すブロック図である。図１２を参照すると、シンタックス処理部６１は、パラメータ取得部１６０及び生成部１７０を有する。
【０１０３】
（１）パラメータ取得部
パラメータ取得部１６０は、画像データのストリームからＳＰＳ、ＰＰＳ及びスライスヘッダなどのヘッダ情報を認識し、ヘッダ情報に含まれるパラメータを取得する。例えば、本実施形態において、パラメータ取得部１６０は、量子化行列を定義するパラメータをＳＰＳ又はＰＰＳから取得する。量子化行列を定義するパラメータには、図３に例示したような、パターンＩＤ存在フラグ、並びに、量子化行列の種類ごとのパターンＩＤ及び配列データが含まれ得る。そして、パラメータ取得部１６０は、取得したパラメータを生成部１７０へ出力する。また、パラメータ取得部１６０は、画像データのストリームを可逆復号部６２へ出力する。
【０１０４】
（２）生成部
生成部１７０は、パラメータ取得部１６０により取得されるパラメータに基づいて、図１１に示した各部による処理の際に使用される様々なデータを生成する。例えば、生成部１７０は、ＬＣＵ及びＳＣＵの値の組から符号化単位のサイズの範囲を認識すると共に、split_flagの値に応じて符号化単位のサイズを設定する。ここで設定される符号化単位を処理の単位として、画像データの復号が行われる。また、生成部１７０は、変換単位のサイズをさらに設定する。ここで設定される変換単位を処理の単位として、上述した逆量子化部６３による逆量子化及び逆直交変換部６４による逆直交変換が行われる。
【０１０５】
また、本実施形態において、生成部１７０は、パラメータ取得部１６０によりＳＰＳ又はＰＰＳから取得されるパラメータに基づいて、量子化行列を生成する。より具体的には、生成部１７０は、予測符号化された１次元配列である配列データをＤＰＣＭ方式に従って復号し、復号した１次元配列を２次元の量子化行列に再構成する。複数のスキャンパターンのうちのいずれかを特定するパターンＩＤがパラメータセットから取得される場合には、１次元配列からの量子化行列の再構成は、パターンＩＤにより特定されるスキャンパターンを用いて行われる。パターンＩＤにより特定されるスキャンパターンが所定のスキャンパターンである場合には、生成部１７０は、１次元配列の少なくとも１つの不連続参照要素を、直前の要素とは異なる参照要素からの予測に基づいて復号する。所定のスキャンパターンとは、例えば、上述した混合スキャン、分割混合スキャン、縦ストライプスキャン及び横ストライプスキャンを含み得る。
【０１０６】
なお、パラメータセット内にパターンＩＤが存在しない場合には、量子化行列の再構成は、ジグザグスキャンのスキャンパターンで行われる。生成部１７０は、パターンＩＤ存在フラグの示す値から、パラメータセット内にパターンＩＤが存在するか否かを判定することができる。パターンＩＤ存在フラグは、同一のパラメータセット内で定義される複数の種類の量子化行列について共通的に１つだけ設けられ得る。それにより、既存の手法に従って量子化行列を定義しようとする場合には、パターンＩＤが存在しないことをわずかな符号量で簡易に示すことができる。
【０１０７】
＜４．一実施形態に係る復号時の処理の流れ＞
［４−１．量子化行列生成処理］
図１３は、本実施形態に係るシンタックス処理部６１による量子化行列生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１３の量子化行列生成処理は、画像データのストリーム内でＳＰＳ又はＰＰＳが検出される都度行われ得る処理である。
【０１０８】
図１３を参照すると、パラメータ取得部１６０は、まず、ＳＰＳ又はＰＰＳからパターンＩＤ存在フラグを取得する（ステップＳ２００）。その後のステップＳ２０４〜Ｓ２１２の処理は、量子化行列の種類ごとに繰り返される（ステップＳ２０２）。
【０１０９】
ステップＳ２０４では、パラメータ取得部１６０は、パターンＩＤ存在フラグの示す値から、当該パラメータセット内にパターンＩＤが存在するか否かを判定する（ステップＳ２０４）。ここで、パターンＩＤが存在すると判定された場合には、パラメータ取得部１６０は、処理対象の量子化行列の種類についてのパターンＩＤ及び配列データをさらに取得する（ステップＳ２０６）。そして、生成部１７０は、図１４に例示する量子化行列再構築処理を行う（ステップＳ２０８）。一方、パターンＩＤが存在しないと判定された場合には、パラメータ取得部１６０は、処理対象の量子化行列の種類についての配列データのみをさらに取得する（ステップＳ２１０）。そして、生成部１７０は、既存の手法のように、ジグザグスキャンを用いて量子化行列再構築処理を行う（ステップＳ２１２）。
【０１１０】
［４−２．量子化行列再構築処理］
図１４は、図１３のステップＳ２０８における量子化行列再構築処理の詳細な流れの一例を示すフローチャートである。
【０１１１】
図１４を参照すると、まず、生成部１７０は、パラメータ取得部１６０により取得されたパターンＩＤに対応するスキャンパターンを認識する（ステップＳ２２０）。その後のステップＳ２２４〜Ｓ２３０の処理は、配列データに含まれる１次元配列の要素ごとに繰り返される（ステップＳ２２２）。
【０１１２】
ステップＳ２２４では、生成部１７０は、注目要素が不連続参照要素であるか否かを判定する（ステップＳ２２４）。注目要素が不連続参照要素でない場合には、生成部１７０は、直前の要素（１つ前の注目要素）の復号後の値に配列データに含まれる注目要素の差分値を加算することにより、注目要素の復号後の値を算出する（ステップＳ２２６）。一方、注目要素が不連続参照要素である場合には、生成部１７０は、直前の要素よりも前の所定の参照要素の復号後の値に注目要素の差分値を加算することにより、注目要素の復号後の値を算出する（ステップＳ２２８）。次に、生成部１７０は、量子化行列内の注目要素に対応する要素の値を、ステップＳ２２６又はＳ２２８において算出した値に設定する（ステップＳ２３０）。
【０１１３】
このような処理が配列データに含まれる１次元配列の全ての要素について終了すると、ユーザにより定義される１つの量子化行列が完成する。
【０１１４】
＜５．応用例＞
上述した実施形態に係る画像符号化装置１０及び画像復号装置６０は、衛星放送、ケーブルＴＶなどの有線放送、インターネット上での配信、及びセルラー通信による端末への配信などにおける送信機若しくは受信機、光ディスク、磁気ディスク及びフラッシュメモリなどの媒体に画像を記録する記録装置、又は、これら記憶媒体から画像を再生する再生装置などの様々な電子機器に応用され得る。以下、４つの応用例について説明する。
【０１１５】
［５−１．第１の応用例］
図１５は、上述した実施形態を適用したテレビジョン装置の概略的な構成の一例を示している。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９０９、制御部９１０、ユーザインタフェース９１１、及びバス９１２を備える。
【０１１６】
チューナ９０２は、アンテナ９０１を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９０２は、復調により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へ出力する。即ち、チューナ９０２は、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送手段としての役割を有する。
【０１１７】
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の番組の映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、分離した各ストリームをデコーダ９０４へ出力する。また、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームからＥＰＧ（Electronic  Program  Guide）などの補助的なデータを抽出し、抽出したデータを制御部９１０に供給する。なお、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームがスクランブルされている場合には、デスクランブルを行ってもよい。
【０１１８】
デコーダ９０４は、デマルチプレクサ９０３から入力される映像ストリーム及び音声ストリームを復号する。そして、デコーダ９０４は、復号処理により生成される映像データを映像信号処理部９０５へ出力する。また、デコーダ９０４は、復号処理により生成される音声データを音声信号処理部９０７へ出力する。
【０１１９】
映像信号処理部９０５は、デコーダ９０４から入力される映像データを再生し、表示部９０６に映像を表示させる。また、映像信号処理部９０５は、ネットワークを介して供給されるアプリケーション画面を表示部９０６に表示させてもよい。また、映像信号処理部９０５は、映像データについて、設定に応じて、例えばノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。さらに、映像信号処理部９０５は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）の画像を生成し、生成した画像を出力画像に重畳してもよい。
【０１２０】
表示部９０６は、映像信号処理部９０５から供給される駆動信号により駆動され、表示デバイス（例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ又はＯＬＥＤなど）の映像面上に映像又は画像を表示する。
【０１２１】
音声信号処理部９０７は、デコーダ９０４から入力される音声データについてＤ／Ａ変換及び増幅などの再生処理を行い、スピーカ９０８から音声を出力させる。また、音声信号処理部９０７は、音声データについてノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。
【０１２２】
外部インタフェース９０９は、テレビジョン装置９００と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。例えば、外部インタフェース９０９を介して受信される映像ストリーム又は音声ストリームが、デコーダ９０４により復号されてもよい。即ち、外部インタフェース９０９もまた、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送手段としての役割を有する。
【０１２３】
制御部９１０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）などのプロセッサ、並びにＲＡＭ（Random  Access  Memory）及びＲＯＭ（Read  Only  Memory）などのメモリを有する。メモリは、ＣＰＵにより実行されるプログラム、プログラムデータ、ＥＰＧデータ、及びネットワークを介して取得されるデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、テレビジョン装置９００の起動時にＣＰＵにより読み込まれ、実行される。ＣＰＵは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９１１から入力される操作信号に応じて、テレビジョン装置９００の動作を制御する。
【０１２４】
ユーザインタフェース９１１は、制御部９１０と接続される。ユーザインタフェース９１１は、例えば、ユーザがテレビジョン装置９００を操作するためのボタン及びスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース９１１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９１０へ出力する。
【０１２５】
バス９１２は、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、音声信号処理部９０７、外部インタフェース９０９及び制御部９１０を相互に接続する。
【０１２６】
このように構成されたテレビジョン装置９００において、デコーダ９０４は、上述した実施形態に係る画像復号装置６０の機能を有する。従って、テレビジョン装置９００で復号される映像について、量子化行列の定義に要する符号量を圧縮することができる。
【０１２７】
［５−２．第２の応用例］
図１６は、上述した実施形態を適用した携帯電話機の概略的な構成の一例を示している。携帯電話機９２０は、アンテナ９２１、通信部９２２、音声コーデック９２３、スピーカ９２４、マイクロホン９２５、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、操作部９３２、及びバス９３３を備える。
【０１２８】
アンテナ９２１は、通信部９２２に接続される。スピーカ９２４及びマイクロホン９２５は、音声コーデック９２３に接続される。操作部９３２は、制御部９３１に接続される。バス９３３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、及び制御部９３１を相互に接続する。
【０１２９】
携帯電話機９２０は、音声通話モード、データ通信モード、撮影モード及びテレビ電話モードを含む様々な動作モードで、音声信号の送受信、電子メール又は画像データの送受信、画像の撮像、及びデータの記録などの動作を行う。
【０１３０】
音声通話モードにおいて、マイクロホン９２５により生成されるアナログ音声信号は、音声コーデック９２３に供給される。音声コーデック９２３は、アナログ音声信号を音声データへ変換し、変換された音声データをＡ／Ｄ変換し圧縮する。そして、音声コーデック９２３は、圧縮後の音声データを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、音声データを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号をアンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して音声データを生成し、生成した音声データを音声コーデック９２３へ出力する。音声コーデック９２３は、音声データを伸張し及びＤ／Ａ変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。
【０１３１】
また、データ通信モードにおいて、例えば、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザによる操作に応じて、電子メールを構成する文字データを生成する。また、制御部９３１は、文字を表示部９３０に表示させる。また、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザからの送信指示に応じて電子メールデータを生成し、生成した電子メールデータを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、電子メールデータを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号をアンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して電子メールデータを復元し、復元した電子メールデータを制御部９３１へ出力する。制御部９３１は、表示部９３０に電子メールの内容を表示させると共に、電子メールデータを記録再生部９２９の記憶媒体に記憶させる。
【０１３２】
記録再生部９２９は、読み書き可能な任意の記憶媒体を有する。例えば、記憶媒体は、ＲＡＭ又はフラッシュメモリなどの内蔵型の記憶媒体であってもよく、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メモリ、又はメモリカードなどの外部装着型の記憶媒体であってもよい。
【０１３３】
また、撮影モードにおいて、例えば、カメラ部９２６は、被写体を撮像して画像データを生成し、生成した画像データを画像処理部９２７へ出力する。画像処理部９２７は、カメラ部９２６から入力される画像データを符号化し、符号化ストリームを記憶再生部９２９の記憶媒体に記憶させる。
【０１３４】
また、テレビ電話モードにおいて、例えば、多重分離部９２８は、画像処理部９２７により符号化された映像ストリームと、音声コーデック９２３から入力される音声ストリームとを多重化し、多重化したストリームを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、ストリームを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号をアンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。これら送信信号及び受信信号には、符号化ビットストリームが含まれ得る。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号してストリームを復元し、復元したストリームを多重分離部９２８へ出力する。多重分離部９２８は、入力されるストリームから映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、映像ストリームを画像処理部９２７、音声ストリームを音声コーデック９２３へ出力する。画像処理部９２７は、映像ストリームを復号し、映像データを生成する。映像データは、表示部９３０に供給され、表示部９３０により一連の画像が表示される。音声コーデック９２３は、音声ストリームを伸張し及びＤ／Ａ変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。
【０１３５】
このように構成された携帯電話機９２０において、画像処理部９２７は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１０及び画像復号装置６０の機能を有する。従って、携帯電話機９２０で符号化及び復号される映像について、量子化行列の定義に要する符号量を圧縮することができる。
【０１３６】
［５−３．第３の応用例］
図１７は、上述した実施形態を適用した記録再生装置の概略的な構成の一例を示している。記録再生装置９４０は、例えば、受信した放送番組の音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録する。また、記録再生装置９４０は、例えば、他の装置から取得される音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録してもよい。また、記録再生装置９４０は、例えば、ユーザの指示に応じて、記録媒体に記録されているデータをモニタ及びスピーカ上で再生する。このとき、記録再生装置９４０は、音声データ及び映像データを復号する。
【０１３７】
記録再生装置９４０は、チューナ９４１、外部インタフェース９４２、エンコーダ９４３、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）９４４、ディスクドライブ９４５、セレクタ９４６、デコーダ９４７、ＯＳＤ（On-Screen  Display）９４８、制御部９４９、及びユーザインタフェース９５０を備える。
【０１３８】
チューナ９４１は、アンテナ（図示せず）を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９４１は、復調により得られた符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。即ち、チューナ９４１は、記録再生装置９４０における伝送手段としての役割を有する。
【０１３９】
外部インタフェース９４２は、記録再生装置９４０と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。外部インタフェース９４２は、例えば、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース、ネットワークインタフェース、ＵＳＢインタフェース、又はフラッシュメモリインタフェースなどであってよい。例えば、外部インタフェース９４２を介して受信される映像データ及び音声データは、エンコーダ９４３へ入力される。即ち、外部インタフェース９４２は、記録再生装置９４０における伝送手段としての役割を有する。
【０１４０】
エンコーダ９４３は、外部インタフェース９４２から入力される映像データ及び音声データが符号化されていない場合に、映像データ及び音声データを符号化する。そして、エンコーダ９４３は、符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。
【０１４１】
ＨＤＤ９４４は、映像及び音声などのコンテンツデータが圧縮された符号化ビットストリーム、各種プログラム及びその他のデータを内部のハードディスクに記録する。また、ＨＤＤ９４４は、映像及び音声の再生時に、これらデータをハードディスクから読み出す。
【０１４２】
ディスクドライブ９４５は、装着されている記録媒体へのデータの記録及び読み出しを行う。ディスクドライブ９４５に装着される記録媒体は、例えばＤＶＤディスク（ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等）又はＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスクなどであってよい。
【０１４３】
セレクタ９４６は、映像及び音声の記録時には、チューナ９４１又はエンコーダ９４３から入力される符号化ビットストリームを選択し、選択した符号化ビットストリームをＨＤＤ９４４又はディスクドライブ９４５へ出力する。また、セレクタ９４６は、映像及び音声の再生時には、ＨＤＤ９４４又はディスクドライブ９４５から入力される符号化ビットストリームをデコーダ９４７へ出力する。
【０１４４】
デコーダ９４７は、符号化ビットストリームを復号し、映像データ及び音声データを生成する。そして、デコーダ９４７は、生成した映像データをＯＳＤ９４８へ出力する。また、デコーダ９０４は、生成した音声データを外部のスピーカへ出力する。
【０１４５】
ＯＳＤ９４８は、デコーダ９４７から入力される映像データを再生し、映像を表示する。また、ＯＳＤ９４８は、表示する映像に、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのＧＵＩの画像を重畳してもよい。
【０１４６】
制御部９４９は、ＣＰＵなどのプロセッサ、並びにＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを有する。メモリは、ＣＰＵにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、記録再生装置９４０の起動時にＣＰＵにより読み込まれ、実行される。ＣＰＵは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９５０から入力される操作信号に応じて、記録再生装置９４０の動作を制御する。
【０１４７】
ユーザインタフェース９５０は、制御部９４９と接続される。ユーザインタフェース９５０は、例えば、ユーザが記録再生装置９４０を操作するためのボタン及びスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース９５０は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９４９へ出力する。
【０１４８】
このように構成された記録再生装置９４０において、エンコーダ９４３は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１０の機能を有する。また、デコーダ９４７は、上述した実施形態に係る画像復号装置６０の機能を有する。従って、記録再生装置９４０で符号化及び復号される映像について、量子化行列の定義に要する符号量を圧縮することができる。
【０１４９】
［５−４．第４の応用例］
図１８は、上述した実施形態を適用した撮像装置の概略的な構成の一例を示している。撮像装置９６０は、被写体を撮像して画像を生成し、画像データを符号化して記録媒体に記録する。
【０１５０】
撮像装置９６０は、光学ブロック９６１、撮像部９６２、信号処理部９６３、画像処理部９６４、表示部９６５、外部インタフェース９６６、メモリ９６７、メディアドライブ９６８、ＯＳＤ９６９、制御部９７０、ユーザインタフェース９７１、及びバス９７２を備える。
【０１５１】
光学ブロック９６１は、撮像部９６２に接続される。撮像部９６２は、信号処理部９６３に接続される。表示部９６５は、画像処理部９６４に接続される。ユーザインタフェース９７１は、制御部９７０に接続される。バス９７２は、画像処理部９６４、外部インタフェース９６６、メモリ９６７、メディアドライブ９６８、ＯＳＤ９６９、及び制御部９７０を相互に接続する。
【０１５２】
光学ブロック９６１は、フォーカスレンズ及び絞り機構などを有する。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又はＣＭＯＳなどのイメージセンサを有し、撮像面に結像した光学像を光電変換によって電気信号としての画像信号に変換する。そして、撮像部９６２は、画像信号を信号処理部９６３へ出力する。
【０１５３】
信号処理部９６３は、撮像部９６２から入力される画像信号に対してニー補正、ガンマ補正、色補正などの種々のカメラ信号処理を行う。信号処理部９６３は、カメラ信号処理後の画像データを画像処理部９６４へ出力する。
【０１５４】
画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを符号化し、符号化データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した符号化データを外部インタフェース９６６又はメディアドライブ９６８へ出力する。また、画像処理部９６４は、外部インタフェース９６６又はメディアドライブ９６８から入力される符号化データを復号し、画像データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した画像データを表示部９６５へ出力する。また、画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを表示部９６５へ出力して画像を表示させてもよい。また、画像処理部９６４は、ＯＳＤ９６９から取得される表示用データを、表示部９６５へ出力する画像に重畳してもよい。
【０１５５】
ＯＳＤ９６９は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのＧＵＩの画像を生成して、生成した画像を画像処理部９６４へ出力する。
【０１５６】
外部インタフェース９６６は、例えばＵＳＢ入出力端子として構成される。外部インタフェース９６６は、例えば、画像の印刷時に、撮像装置９６０とプリンタとを接続する。また、外部インタフェース９６６には、必要に応じてドライブが接続される。ドライブには、例えば、磁気ディスク又は光ディスクなどのリムーバブルメディアが装着され、リムーバブルメディアから読み出されるプログラムが、撮像装置９６０にインストールされ得る。さらに、外部インタフェース９６６は、ＬＡＮ又はインターネットなど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として構成されてもよい。即ち、外部インタフェース９６６は、撮像装置９６０における伝送手段としての役割を有する。
【０１５７】
メディアドライブ９６８に装着される記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、又は半導体メモリなどの、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアであってよい。また、メディアドライブ９６８に記録媒体が固定的に装着され、例えば、内蔵型ハードディスクドライブ又はＳＳＤ（Solid  State  Drive）のような非可搬性の記憶部が構成されてもよい。
【０１５８】
制御部９７０は、ＣＰＵなどのプロセッサ、並びにＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを有する。メモリは、ＣＰＵにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、撮像装置９６０の起動時にＣＰＵにより読み込まれ、実行される。ＣＰＵは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９７１から入力される操作信号に応じて、撮像装置９６０の動作を制御する。
【０１５９】
ユーザインタフェース９７１は、制御部９７０と接続される。ユーザインタフェース９７１は、例えば、ユーザが撮像装置９６０を操作するためのボタン及びスイッチなどを有する。ユーザインタフェース９７１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９７０へ出力する。
【０１６０】
このように構成された撮像装置９６０において、画像処理部９６４は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１０及び画像復号装置６０の機能を有する。従って、撮像装置９６０で符号化及び復号される映像について、量子化行列の定義に要する符号量を圧縮することができる。
【０１６１】
＜６．まとめ＞
ここまで、図１〜図１８を用いて、本発明の一実施形態に係る画像符号化装置１０及び画像復号装置６０について説明した。本実施形態によれば、画像の変換係数データの量子化又は逆量子化の際に使用される量子化行列が、複数のスキャンパターンから適応的に選択されるスキャンパターンを用いて、符号化され又は復号される。それにより、ジグザグスキャンが一律的に使用される場合と比較して、量子化行列の定義に要する符号量をより圧縮することができる。
【０１６２】
また、本実施形態によれば、スキャンパターンを特定するパターンＩＤが当該パラメータセット内に存在するか否かを示すフラグが、パラメータセット内に挿入される。当該フラグは、同一のパラメータセット内で定義される複数の種類の量子化行列について１つ設けられ得る。従って、既存の手法に従って量子化行列を定義しようとする場合には、パターンＩＤが存在しないことをわずかな符号量で簡易に示すことができる。それにより、上述した適応的なスキャンパターンの選択の仕組みを、既存の装置に大きな影響を与えることなく導入することが可能となる。
【０１６３】
また、本実施形態によれば、所定のスキャンパターンについては、不連続参照要素が採用され得る。不連続参照要素のＤＰＣＭ方式での符号化又は復号は、スキャンされる一次元配列の直前の要素とは異なる参照要素からの予測に基づいて行われる。それにより、いわゆる一筆書きで行列をスキャンする場合と比較して、互いに値の相関の高い要素の間での予測を柔軟に行うことができる。従って、符号量を削減するために有用な様々なスキャンパターンを利用することが容易となる。
【０１６４】
なお、本明細書では、量子化行列を定義するためのパラメータが、符号化ストリームのヘッダに多重化されて、符号化側から復号側へ伝送される例について説明した。しかしながら、これらパラメータを伝送する手法はかかる例に限定されない。例えば、パラメータは、符号化ビットストリームに多重化されることなく、符号化ビットストリームと関連付けられた別個のデータとして伝送され又は記録されてもよい。ここで、「関連付ける」という用語は、ビットストリームに含まれる画像（スライス若しくはブロックなど、画像の一部であってもよい）と当該画像に対応する情報とを復号時にリンクさせ得るようにすることを意味する。即ち、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の伝送路上で伝送されてもよい。また、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の記録媒体（又は同一の記録媒体の別の記録エリア）に記録されてもよい。さらに、情報と画像（又はビットストリーム）とは、例えば、複数フレーム、１フレーム、又はフレーム内の一部分などの任意の単位で互いに関連付けられてよい。
【０１６５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明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、特許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、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１６６】
１０      画像処理装置（画像符号化装置）
１６      量子化部
１１０    設定部
１２０    パラメータ生成部
１３０    挿入部
６０      画像処理装置（画像復号装置）
６３      逆量子化部
１６０    パラメータ取得部
１７０    生成部
【図１】
2012175615.tif 000003
【図２】
2012175615.tif 000004
【図３】
2012175615.tif 000005
【図４】
2012175615.tif 000006
【図５】
2012175615.tif 000007
【図６】
2012175615.tif 000008
【図７】
2012175615.tif 000009
【図８】
2012175615.tif 000010
【図９】
2012175615.tif 000011
【図１０Ａ】
2012175615.tif 000012
【図１０Ｂ】
2012175615.tif 000013
【図１１】
2012175615.tif 000014
【図１２】
2012175615.tif 000015
【図１３】
2012175615.tif 000016
【図１４】
2012175615.tif 000017
【図１５】
2012175615.tif 000018
【図１６】
2012175615.tif 000019
【図１７】
2012175615.tif 000020
【図１８】
2012175615.tif 000021
【図１９】
2012175615.tif 000022
【図２０】
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