JP2014042310A - 画像符号化復号装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予測モードの符号量を削減し、符号化効率を高めることができる画像符号化復号装置を提供する。
【解決手段】画像符号化復号装置の画像符号化装置は、選択された予測モードを用いて対象ブロックを予測して符号化する画像符号化部と、その予測モードを示すモード情報を符号化するモード情報符号化部とを備え、モード情報符号化部は、複数の隣接ブロックそれぞれの予測に用いられた予測モードに基づいて、３つ以上の予測モードから第１および第２の推定予測モードを決定し、選択された予測モードと、第１の推定予測モードおよび第２の推定予測モードの少なくとも一つに基づいて、モード情報を設定し、第２の予測モードの決定では、第１の推定予測モードが３つ以上の予測モードのうち、予め定められた優先モードでない場合、優先モードを第２の推定予測モードとして決定する。
【選択図】図７Ａ

Description

本発明は、より良い符号化効率で画像及び映像データを圧縮符号化する画像符号化方法と、圧縮符号化された画像及び映像データを復号する画像復号方法と、対応する画像符号化装置、画像復号装置、プログラム、及び集積回路とに関するものである。

インターネットを介したビデオ会議、デジタルビデオ放送、及び、映像コンテンツのストリーミングを含む、例えば、ビデオ・オン・デマンドタイプのサービスのためのアプリケーションの数は右肩上がりであり、これらのアプリケーションは、映像情報の送信に頼っている。映像データが送信され、又は、記録される時、かなりの量のデータは、限られたバンド幅の従来の伝送路を通って送信され、又は、限られたデータ容量の従来の記憶媒体に記憶される。従来の伝送チャネル及び記憶媒体に映像情報を送信及び記憶するためには、デジタルデータの量を圧縮又は削減することが不可欠である。

そこで、映像データの圧縮のために、複数の映像符号化規格が開発されている。このような映像符号化規格は、例えば、Ｈ．２６ｘで示されるＩＴＵ−Ｔ規格、及び、ＭＰＥＧ−ｘで示されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格である。最新かつ最も進んだ映像符号化規格は、現在、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣで示される規格である（非特許文献１参照）。

これらの規格のほとんどの基礎をなす符号化アプローチは、以下の（ａ）〜（ｄ）で示される主な段階を含む予測符号化に基づいている。

（ａ）映像フレームのそれぞれをブロックレベルでデータ圧縮するために、映像フレームを画素のブロックに分割する。

（ｂ）先に符号化された映像データから個々のブロックを予測することで、時間的及び空間的冗長性を特定する。

（ｃ）映像データから予測データを減ずることで、特定された冗長性を除去する。

（ｄ）フーリエ変換、量子化、及び、エントロピー符号化によって、残りのデータを圧縮する。

現在の映像符号化規格では、各マクロブロックを予測するのに用いられる予測モードがブロック毎に異なる。ほとんどの映像符号化規格は、前に符号化及び復号されたフレームから映像データを予測するために動き検出及び動き補償を用いる（インターフレーム予測）。あるいは、ブロックデータは、同じフレームの隣接するブロックから予測されてもよい（イントラフレーム予測）。Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格は、例えば、予測のために用いられる参照画素に対して、又は、画素が外挿される方向に対して、いくつかの異なるイントラフレーム予測モードを定義する。

図１Ａは、従来のＨ．２６４／ＡＶＣ規格に従ったイントラ予測推定が適用される対象ブロックと参照画素との関係の一例を示す図である。また、図１Ｂは、従来のＨ．２６４／ＡＶＣ規格に従ったイントラ予測モードセットに含まれる予測方向を示す図である。

図１Ａに示すように、４×４画素の対象ブロック１０は、予測される対象ブロック１０の上と左とに位置する１３個の参照画素２０を外挿することで予測される。この予測により、対象ブロック１０に対応する予測ブロックが生成される。このとき、外挿を実行するために、図１Ｂに示される８個の取り得る外挿方向（イントラ予測方向）から１つが選択される。すなわち、８個の外挿方向のそれぞれを示す８個の方向予測モードから１つの方向予測モードが選択される。あるいは、ＤＣ予測モードが選択されてもよい。ＤＣ予測モードでは、対象ブロック１０を予測するために参照画素２０の平均値を用いる。

このように複数ある予測モードのうち、どの予測モードを用いて予測するかをマクロブロック毎に選択し、選択された予測モードに関連する情報とともに、符号化された対象ブロックは、エントロピー符号化によって圧縮され、伝送される。現在の映像符号化規格では、選択された予測モードに関連する情報として、予め規格で決められたルールに基づいて推定値を予測する。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格で定められたイントラ予測モードを示す情報の場合、イントラ予測モードの推定値は、既に符号化された周囲のブロックのイントラ予測モードのうち、予測の方法を示す番号の小さい番号として決められている。

そして、予測される推定値と符号化対象の情報とが同じ場合には、同じであることを示すフラグのみを伝送する。一方、推定値と符号化対象の情報とが異なる場合には、符号化対象の情報を伝送する。例えば、イントラ予測モードの推定値と、実際に符号化時に選択された予測モードとが同じである場合は、フラグのみを伝送する。一方、異なる場合には、選択された予測モードを復元するための情報を伝送する。

図２は、従来のＨ．２６４／ＡＶＣ規格に従った画像符号化装置の構成のうち、予測モードを推定し、予測モードの符号化値を設定する設定部５１０の詳細な構成の一例を示す図である。また、図３は、従来のＨ．２６４／ＡＶＣ規格に従った画像復号装置の構成のうち、予測モードを復元する復元部６２０の詳細な構成の一例を示す図である。

図２に示すように、設定部５１０には、符号化モード（イントラ予測モード又はインター予測モード）を示す符号化モード情報ＳＭＤが入力される。例えば、イントラピクチャ予測符号化が符号化モードとして選択された場合、符号化モード情報ＳＭＤは、イントラ予測モードを示す情報ＩＰＭである。一方で、インターピクチャ予測符号化が符号化モードとして選択された場合、符号化モード情報ＳＭＤは、位置情報（動きベクトル）ＭＶである。

予測モード格納メモリ５１１は、入力された符号化モード情報ＳＭＤを格納するメモリである。予測モード推定部５１２は、予測モード格納メモリ５１１から入力される、既に符号化された符号化モード情報の中から、予め決められた手段で予測モード推定値候補を取得する。

一例として、４×４画素のブロックサイズに対するＨ．２６４／ＡＶＣ規格での予測モード推定部５１２、６２４において、予測モード推定値ＭＰＭの推定方法を、図１Ａを用いて説明する。

予測モード推定部５１２、６２４は、符号化及び復号ステップにおいて、４×４画素の対象ブロック１０に対して、既に符号化（又は復号）済みの周囲ブロック３０のイントラ予測モードＩＰＭ＿Ａと、周囲ブロック４０のイントラ予測モードＩＰＭ＿Ｂとを取得する。そして、下記式１のように、ＩＰＭ＿ＡとＩＰＭ＿Ｂとの値の小さい方のモードを予測モード推定値ＭＰＭとして設定する。

ＭＰＭ＝Ｍｉｎ（ＰｒｅｄＭｏｄｅＡ，ＰｒｅｄＭｏｄｅＢ）・・・（式１）

ここで、式１のＰｒｅｄＭｏｄｅＡ及びＰｒｅｄＭｏｄｅＢはそれぞれ、隣接ブロックで用いられた予測モードを示すインデックスの番号を示し、Ｍｉｎ（）は、どちらか一方の小さいインデックスを出力する関数である。

予測モード推定部５１２は、予測モード推定値候補の中から予測モード推定値ＭＰＭを決定し、決定した予測モード推定値ＭＰＭを出力する。

モード情報生成部５１５は、符号化の対象ブロックの符号化モードＩＰＭと予測モード推定値ＭＰＭとを比較する。そして、両者が同じである場合は、予測モード推定値ＭＰＭと同じであることを示すフラグを符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤにセットする。一方、両者が異なる場合には、該当する番号を除くモード信号のインデックスを符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして出力する。モード情報生成部５１５の設定方法を式２に示す。

式２に示すように、まず、対象ブロックの符号化モードのインデックスである符号化モードＩＰＭと式１で算出した予測モード推定値ＭＰＭとを比較する。そして、両者が同じである場合には、予測モード推定値ＭＰＭと同じかどうかを示すフラグＰｒｅｖ＿Ｉｎｔｒａ＿Ｐｒｅｄ＿Ｍｏｄｅ＿Ｆｌａｇを１にセットし、このフラグを符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして出力する。一方、対象ブロックの符号化モードのインデックスである符号化モードＩＰＭと式１で算出した予測モード推定値ＭＰＭとが異なるには、Ｐｒｅｖ＿Ｉｎｔｒａ＿Ｐｒｅｄ＿Ｍｏｄｅ＿Ｆｌａｇを０にセットし、インデックスの大きさを比較する。そして、対象ブロックの符号化モードのインデックスが予測モード推定値ＭＰＭよりも小さい場合には、対象ブロックの符号化モードを示す情報Ｒｅｍ＿Ｉｎｔｒａ＿Ｐｒｅｄ＿Ｍｏｄｅに符号化モードＩＰＭの値をセットする。一方、対象ブロックの符号化モードのインデックスが予測モード推定値ＭＰＭよりも大きい場合には、対象ブロックの符号化モードを示す情報Ｒｅｍ＿Ｉｎｔｒａ＿Ｐｒｅｄ＿ＭｏｄｅにＩＰＭの値から１を引いた値をセットする。そして、Ｐｒｅｖ＿Ｉｎｔｒａ＿Ｐｒｅｄ＿Ｍｏｄｅ＿ＦｌａｇとＲｅｍ＿Ｉｎｔｒａ＿Ｐｒｅｄ＿ＭｏｄｅとをＳＳＭＤとして出力する。

可変長符号化部５２０は、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤをエントロピー符号化し、ビットストリームとして出力する。

また、図３に示すように、可変長復号部６１０は、入力されたビットストリームを復号することで、量子化周波数変換係数ＱＴと、符号化予測モード関連情報ＳＳＭＤとを出力する。

復元部６２０には、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤが入力され、符号化モード情報ＳＭＤ（復号に用いられる、符号化モードＭＤと、イントラ予測モードＩＰＭを示す情報又は位置情報（動きベクトル）ＭＶ）を出力する。具体的には、信号判定部６２１には、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤが入力され、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤのうち予測モード推定値ＭＰＭと同じであること示すフラグが、同じであることを示していれば、イントラ予測モードＩＰＭを予測モード推定値ＭＰＭとして出力する。また、それ以外の場合には、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤにさらに含まれるインデックス情報から、イントラ予測モードＩＰＭを設定し、出力する。信号判定部６２１の設定方法を式３に示す。

式３に示すように、予測モード推定値ＭＰＭと同じかどうかを示すフラグＰｒｅｖ＿Ｉｎｔｒａ＿Ｐｒｅｄ＿Ｍｏｄｅ＿Ｆｌａｇを読み出し、このフラグが０の場合にはさらに、Ｐｒｅｖ＿Ｉｎｔｒａ＿Ｐｒｅｄ＿Ｍｏｄｅ＿Ｆｌａｇを読み出すことにより、イントラ予測モードＩＰＭを復元する。

予測モード格納メモリ６２３は、入力された符号化モードＭＤと、イントラ予測モードＩＰＭを示す情報（イントラ予測ブロックサイズ、イントラ予測方向など）又は位置情報（動きベクトル）ＭＶとを格納するメモリである。予測モード推定部６２４は、予測モード格納メモリ６２３から、既に復号された符号化モードＭＤと、イントラ予測モードＩＰＭを示す情報又は位置情報（動きベクトル）ＭＶとの中から、式１に示すように予め決められた手段で複数の予測モード推定値候補を取得する。

予測モード推定部６２４は、複数の予測モード推定値候補の中から、予測モード推定値ＭＰＭを決定し、決定した予測モード推定値ＭＰＭを出力する。

一方、エッジ検出を利用した、映像データの圧縮のための映像符号化方法も提案されており、エッジ検出が符号化装置及び復号装置に含まれることもある（非特許文献２）。

この方法では、Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格に従ったイントラ方向予測に加えて、エッジ検出によって得られる角度に基づいて、参照画素２０を外挿することで予測される方法により、対象ブロック１０に対応する予測ブロックが生成される。また、非特許文献２では、エッジ検出の使用の有無を、参照画素２０の平均値を用いるＤＣ予測モードに置き換えている。すなわち、ＤＣ予測とエッジ予測とを示すイントラ予測モードＩＰＭのインデックスは同じものとされ、エッジ検出の結果、一定の条件を満たす場合、エッジ検出によって得られる角度に基づき予測ブロックを生成する。一方、一定の条件を満たさない場合、平均値を用いて予測ブロックを生成する。ここで、一定の条件とは、エッジ検出されたベクトルの大きさが一定値を超えるかどうかが用いられる。

ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−１０「ＭＰＥＧ−４ Ｐａｒｔ １０ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ」 ２００８ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ「ＨＩＧＨ ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ ＥＤＧＥ ＰＲＥＤＩＣＴＩＯＮ ＦＯＲ ＩＮＴＲＡ ＣＯＤＩＮＧ」

しかしながら、上記従来技術では、以下に示す課題がある。

上記従来技術では、方向予測モードとＤＣ予測モードとのインデックスが固定されているため、非特許文献２のようにエッジ予測モードとＤＣ予測モードとを一つの符号で表す場合に、符号量が多くなる、または、符号化画像内に歪みが生じるという課題がある。具体的には、以下の通りである。

従来のＨ．２６４／ＡＶＣ規格で定められたイントラ予測モード推定では、候補となる予測モードは、対象ブロックの周囲ブロックの符号化に用いられた予測モードである。予測モード推定部５１２、６２４において、予測モード推定値は、予測モード候補のモード番号（図１Ｂに示す番号、及び、平均値予測（ＤＣ予測モード）を示す番号２）の小さい番号のものが選択される。

したがって、対象ブロック１０の推定予測モードは、周囲ブロック３０、４０のいずれかの予測モードと一致する。しかし、非特許文献２のようにエッジ予測モードとＤＣ予測モードとを一つの符号で表す場合には、周囲のブロック３０、４０の予測モードが、ＤＣ予測として用いられたか、エッジ予測として用いられたかを表現できず、対象ブロック１０の予測モードがエッジ予測モードである場合に推定予測モードと一致しにくい。すなわち、復号器側に送信すべき、予測モードを示す情報の符号量は大きくなる。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、より高い符号化効率が達成され、かつ、多大な処理量を必要としないように、画像データ及び映像データを符号化する画像符号化方法、及び、符号化された画像及び映像データを復号する画像復号方法を提供することを目的とする。

本発明の一形態に係る画像符号化復号装置は、第１画像をブロック毎に符号化する画像符号化装置と、第２画像をブロック毎に符号化することで生成された符号化画像データを復号する画像復号装置とを備える画像符号化復号装置であって、前記画像符号化装置は、３つ以上の予測モードの中から選択された１つの予測モードを用いて前記第１画像に含まれる符号化対象ブロックを予測して符号化する画像符号化部と、前記選択された１つの予測モードを示す第１モード情報を符号化するモード情報符号化部とを備え、前記モード情報符号化部は、既に符号化済みであり、かつ前記符号化対象ブロックに隣接する複数の隣接ブロックそれぞれの予測に用いられた予測モードに基づいて、前記３つ以上の予測モードから１つの予測モードを第１の推定予測モードとして決定する第１の予測モード推定部と、前記３つ以上の予測モードから、前記第１の推定予測モードと異なる１つの予測モードを第２の推定予測モードとして決定する第２の予測モード推定部と、前記選択された１つの予測モードと、前記第１の推定予測モードおよび前記第２の推定予測モードの少なくとも一つに基づいて、前記第１モード情報を設定する設定部と、を有し、前記第２の予測モード推定部は、前記第１の推定予測モードが前記３つ以上の予測モードのうち、予め定められた優先モードであるか否かを判断し、前記第１の推定予測モードが前記優先モードでない場合、前記優先モードを前記第２の推定予測モードとして決定し、前記画像復号装置は、前記符号化画像データの復号対象ブロックに対して符号化時に実行された予測モードの選択結果を示す第２モード情報に基づいて、符号化時の予測に用いられた選択予測モードを復元する復元部と、前記選択予測モードを用いて、前記復号対象ブロックを復号することで、復号ブロックを生成する復号部とを備え、前記復元部は、既に復号済みであり、かつ前記復号対象ブロックに隣接する複数の隣接ブロックの予測に用いられた選択予測モードに基づいて、３つ以上の予測モードから１つの予測モードを第３の推定予測モードとして決定する第３の予測モード推定部と、前記３つ以上の予測モードから、前記第３の推定予測モードと異なる１つの予測モードを第４の推定予測モードとして決定する第４の予測モード推定部とを備え、前記第２モード情報と前記第３の推定予測モードと前記第４の推定予測モードとに基づいて、前記選択予測モードを復元し、前記第４の予測モード推定部では、前記第３の推定予測モードが前記３つ以上の予測モードのうち、予め定められた優先モードであるか否かを判断し、前記第３の推定予測モードが前記優先モードでない場合、前記優先モードを前記第４の推定予測モードとして決定する。

本発明の一形態に係る画像復号方法は、予測モードに基づいた予測に従って画像データをブロック毎に符号化することで生成された符号化画像データを復号する画像復号方法であって、対象ブロックに対して符号化時に実行された予測モードの選択結果を示すモード情報に基づいて、符号化時の予測に用いられた選択予測モードを復元する復元ステップと、前記選択予測モードを用いて、前記符号化画像データの対象ブロックを復号することで、復号ブロックを生成する復号ステップとを含み、前記復元ステップでは、既に復号済みであり、かつ前記対象ブロックに隣接する複数の隣接ブロックの予測に用いられた選択予測モードに基づいて、３つ以上の予測モードから１つの予測モードを第１の推定予測モードとして決定する第１の予測モード推定ステップと、前記３つ以上の予測モードから、前記第１の推定予測モードと異なる１つの予測モードを第２の推定予測モードとして決定する第２の予測モード推定ステップとを含み、前記モード情報と前記第１の推定予測モードと前記第２の推定予測モードとに基づいて、前記選択予測モードを復元し、前記第２の予測モード推定ステップでは、前記第１の推定予測モードが前記３つ以上の予測モードのうち、予め定められた優先モードであるか否かを判断し、前記第１の推定予測モードが前記優先モードでない場合、前記優先モードを前記第２の推定予測モードとして決定する。

また、本発明の一形態に係る画像復号方法は、予測モードに基づいた予測に従って画像データをブロック毎に符号化することで生成された符号化画像データを復号する方法である。具体的には、画像復号方法は、対象ブロックに対して符号化時に実行された予測モードの選択結果を示すモード情報に基づいて、符号化時の予測に用いられた選択予測モードを復元する復元ステップと、前記選択予測モードを用いて、前記符号化画像データの対象ブロックを復号することで、復号ブロックを生成する復号ステップとを含む。前記復元ステップは、既に復号済みであり、かつ前記対象ブロックに隣接する複数の隣接ブロックの予測に用いられた選択予測モードに基づいて、複数の予測モードから１つの予測モードを第１の推定予測モードとして決定する第１の予測モード推定ステップと、複数の予測モードから、前記第１の推定予測モードと異なる１つの予測モードを第２の推定予測モードとして決定する第２の予測モード推定ステップとを含み、前記モード情報と前記第１の推定予測モードと前記第２の推定予測モードとに基づいて、前記選択予測モードを復元し、前記第２の予測モード推定ステップでは、前記第１の推定予測モードがプラーナモードである場合、前記第２の推定予測モードをＤＣ予測モードとして決定する。

これにより、選択予測モードを復元する際に、少ない符号量でモード情報を伝送することが可能となる。これにより、符号化効率を高めることができ、符号化歪みを抑制することができる。

また、前記モード情報は、前記選択予測モードと前記第１及び第２の推定予測モードとの比較結果を示すフラグ情報を、少なくとも含んでもよい。前記予測モード復元ステップでは、前記フラグ情報が前記選択予測モードと前記第１の推定予測モードとが一致していることを示す場合に、前記第１の推定予測モードを前記選択予測モードと決定し、前記フラグ情報が前記選択予測モードと前記第２の推定予測モードとが一致していることを示す場合に、前記第２の推定予測モードを前記選択予測モードと決定し、前記フラグ情報が前記選択予測モードと前記第１及び第２の推定予測モードとが一致していないことを示す場合に、前記モード情報にさらに含まれる前記選択予測モードを特定する情報に基づいて、前記選択予測モードを復元してもよい。

また、前記モード情報は、符号化時の予測に用いた予測モードと符号化時に推定された予測モードとが一致したことを示すフラグ情報、又は、前記フラグ情報と、符号化時の予測に用いた予測モードとを示す情報であり、前記予測モード復元ステップは、まず第１の推定予測モードに対応する第１のフラグ情報を復号し、前記第１のフラグ情報が、符号化時の予測に用いた予測モードと符号化時に推定された予測モードとが一致したことを示す場合、前記第１の推定予測モードを前記選択予測モードとして決定し、前記第１のフラグ情報が、符号化時の予測に用いた予測モードと符号化時に推定された予測モードとが一致しないことを示す場合、第２の推定予測モードに対応する第２のフラグ情報を復号し、前記第２のフラグ情報が、符号化時の予測に用いた予測モードと符号化時に推定された予測モードとが一致したことを示す場合、前記第２の推定予測モードを前記選択予測モードとして決定し、前記第２のフラグ情報が、符号化時の予測に用いた予測モードと符号化時に推定された予測モードとが一致しないことを示す場合、選択モード符号化情報を復号し、前記選択モード符号化情報と、前記推定予測モードとの大小を比較することで、前記選択予測モードを復元してもよい。

また、前記第１の推定予測モードと前記第２の推定予測モードとのいずれかが、ＤＣ・エッジ予測を示すモードであってもよい。

また、前記第１の予測モード推定ステップでは、前記対象ブロックに隣接し、且つ既に復号された複数のブロックの選択予測モードのうち、インデックス番号の最も小さい予測モードを前記第１の予測モードと決定してもよい。

また、前記第２の予測モード推定ステップでは、前記第１の推定予測モードがプラーナモードである場合に、前記第２の推定予測モードをＤＣ予測モードと決定し、前記第１の推定予測モードがプラーナモードでない場合に、前記第２の推定予測モードをプラーナモードと決定してもよい。

さらに、前記復元ステップは、既に生成された復号ブロック内のエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジ検出ステップにおいて検出されたエッジに基づいて、ＤＣ・エッジ予測モードがＤＣ予測を示すか、エッジ予測を示すかを判断するＤＣ・エッジ予測判定ステップとを含んでもよい。

また、前記第１の推定予測モードと前記第２の推定予測モードとのいずれかが、前記エッジ検出ステップにおいて検出されたエッジ方向によって推定されてもよい。

本発明の一形態に係る画像符号化方法は、画像データをブロック毎に符号化する方法である。具体的には、画像符号化方法は、予め定められた複数の予測モード候補の中から選択された選択予測モードに基づいた予測に従って、前記画像データの対象ブロックを符号化する符号化ステップと、符号化された対象ブロックを復号することで、復号ブロックを生成する復号ステップと、複数の予測モードから１つの予測モードを第１の推定予測モードとして決定する第１の予測モード推定ステップと、複数の予測モードから、前記第１の推定予測モードと異なる１つの予測モードを第２の推定予測モードとして決定する第２の予測モード推定ステップと、前記選択予測モードを復元するためのモード情報を、前記符号化された対象ブロックとともに出力する出力ステップとを含む。そして、前記出力ステップは、前記第１の推定予測モードと前記第２の推定予測モードと前記選択予測モードとに基づいて前記モード情報を生成するモード情報生成ステップを含む。

また、前記モード情報生成ステップでは、前記選択予測モードが前記第１及び第２の推定予測モードのいずれかと一致する場合に、どちらと一致するのかを示すフラグ情報を前記モード情報として生成し、前記選択予測モードが前記第１及び第２の推定予測モードのどちらとも一致しない場合に、どちらとも一致しないことを示すフラグ情報と、前記選択予測モードを特定する情報とを前記モード情報として生成してもよい。

また、前記モード情報生成ステップでは、まず、前記第１の推定予測モードと前記選択予測モードとを比較し、一致するかどうかを示す第１のフラグ情報を前記モード情報として生成し、前記第１の推定予測モードと前記選択予測モードとが一致しない場合には、さらに前記第２の推定予測モードと前記選択予測モードとを比較し、一致するかどうかを示す第２のフラグ情報を前記モード情報として生成し、前記第２の推定予測モードと前記選択予測モードとが一致しない場合には、前記選択予測モードと、前記推定予測モードとに基づいて、選択予測モード情報を前記モード情報として生成してもよい。

また、前記第１の推定予測モードと前記第２の推定予測モードとのいずれかが、ＤＣ・エッジ予測を示すモードであってもよい。

また、前記第１の予測モード推定ステップでは、前記対象ブロックに隣接し、且つ既に符号化された複数のブロックの選択予測モードのうち、インデックス番号の最も小さい予測モードを前記第１の予測モードと決定してもよい。

また、前記第２の予測モード推定ステップでは、前記第１の推定予測モードがプラーナモードである場合に、前記第２の推定予測モードをＤＣ予測モードと決定し、前記第１の推定予測モードがプラーナモードでない場合に、前記第２の推定予測モードをプラーナモードと決定してもよい。

さらに、前記モード情報生成ステップは、既に生成された復号ブロック内のエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジ検出ステップにおいて検出されたエッジに基づいて、ＤＣ・エッジ予測モードがＤＣ予測を示すか、エッジ予測を示すかを判断するＤＣ・エッジ予測判定ステップとを含んでもよい。

また、前記第１の推定予測モードと前記第２の推定予測モードとのいずれかが、前記エッジ検出ステップにおいて検出されたエッジ方向によって推定されてもよい。

本発明の一形態に係る画像復号装置は、予測モードに基づいた予測に従って画像データをブロック毎に符号化することで生成された符号化画像データを復号する。具体的には、画像復号装置は、符号化時に実行された予測モードの推定結果を示すモード情報に基づいて、符号化時の予測に用いた予測モードである選択予測モードを復元する復元部と、前記選択予測モードに基づいた予測に従って、前記符号化画像データの対象ブロックを復号することで、復号ブロックを生成する復号部とを備える。そして、前記復元部は、複数の予測モードから１つの予測モードを第１の推定予測モードとして決定する第１の予測モード推定部と、複数の予測モードから、前記第１の推定予測モードと異なる１つの予測モードを第２の推定予測モードとして決定する第２の予測モード推定部と、前記モード情報と前記第１の推定予測モードと前記第２の推定予測モードとに基づいて、前記選択予測モードを復元する予測モード復元部とを備える。

本発明の一形態に係る画像符号化装置は、画像データをブロック毎に符号化する。具体的には、画像符号化装置は、予め定められた複数の予測モード候補の中から選択された選択予測モードに基づいた予測に従って、前記画像データの対象ブロックを符号化する符号化部と、符号化された対象ブロックを復号することで、復号ブロックを生成する復号部と、複数の予測モードから１つの予測モードを第１の推定予測モードとして決定する第１の予測モード推定部と、複数の予測モードから、前記第１の推定予測モードと異なる１つの予測モードを第２の推定予測モードとして決定する第２の予測モード推定部と、前記選択予測モードを復元するためのモード情報を、前記符号化された対象ブロックとともに出力する出力部とを備える。そして、前記出力部は、前記第１の推定予測モードと前記第２の推定予測モードと前記選択予測モードとに基づいて前記モード情報を生成するモード情報生成部を備える。

本発明の一形態に係るプログラムは、コンピュータに、予測モードに基づいた予測に従って画像データをブロック毎に符号化することで生成された符号化画像データを復号させる。具体的には、プログラムは、符号化時に実行された予測モードの推定結果を示すモード情報に基づいて、符号化時の予測に用いた予測モードである選択予測モードを復元する復元ステップと、前記選択予測モードに基づいた予測に従って、前記符号化画像データの対象ブロックを復号することで、復号ブロックを生成する復号ステップとを、コンピュータに実行させる。そして、前記復元ステップは、複数の予測モードから１つの予測モードを第１の推定予測モードとして決定する第１の予測モード推定ステップと、複数の予測モードから、前記第１の推定予測モードと異なる１つの予測モードを第２の推定予測モードとして決定する第２の予測モード推定ステップと、前記モード情報と前記第１の推定予測モードと前記第２の推定予測モードとに基づいて、前記選択予測モードを復元する予測モード復元ステップとを含む。

本発明の他の形態に係るプログラムは、コンピュータに、画像データをブロック毎に符号化させる。具体的には、プログラムは、予め定められた複数の予測モード候補の中から選択された選択予測モードに基づいた予測に従って、前記画像データの対象ブロックを符号化する符号化ステップと、符号化された対象ブロックを復号することで、復号ブロックを生成する復号ステップと、複数の予測モードから１つの予測モードを第１の推定予測モードとして決定する第１の予測モード推定ステップと、複数の予測モードから、前記第１の推定予測モードと異なる１つの予測モードを第２の推定予測モードとして決定する第２の予測モード推定ステップと、前記選択予測モードを復元するためのモード情報を、前記符号化された対象ブロックとともに出力する出力ステップとを、コンピュータに実行させる。そして、前記出力ステップは、前記第１の推定予測モードと前記第２の推定予測モードと前記選択予測モードとに基づいて前記モード情報を生成するモード情報生成ステップを含む。

本発明の一形態に係る集積回路は、予測モードに基づいた予測に従って画像データをブロック毎に符号化することで生成された符号化画像データを復号する。具体的には、集積回路は、符号化時に実行された予測モードの推定結果を示すモード情報に基づいて、符号化時の予測に用いた予測モードである選択予測モードを復元する復元部と、前記選択予測モードに基づいた予測に従って、前記符号化画像データの対象ブロックを復号することで、復号ブロックを生成する復号部とを備える。そして、前記復元部は、複数の予測モードから１つの予測モードを第１の推定予測モードとして決定する第１の予測モード推定部と、複数の予測モードから、前記第１の推定予測モードと異なる１つの予測モードを第２の推定予測モードとして決定する第２の予測モード推定部と、前記モード情報と前記第１の推定予測モードと前記第２の推定予測モードとに基づいて、前記選択予測モードを復元する予測モード復元部とを備える。

本発明の他の形態に係る集積回路は、画像データをブロック毎に符号化する。具体的には、集積回路は、予め定められた複数の予測モード候補の中から選択された選択予測モードに基づいた予測に従って、前記画像データの対象ブロックを符号化する符号化部と、符号化された対象ブロックを復号することで、復号ブロックを生成する復号部と、複数の予測モードから１つの予測モードを第１の推定予測モードとして決定する第１の予測モード推定部と、複数の予測モードから、前記第１の推定予測モードと異なる１つの予測モードを第２の推定予測モードとして決定する第２の予測モード推定部と、前記選択予測モードを復元するためのモード情報を、前記符号化された対象ブロックとともに出力する出力部とを備える。そして、前記出力部は、前記第１の推定予測モードと前記第２の推定予測モードと前記選択予測モードとに基づいて前記モード情報を生成するモード情報生成部を備える。

なお、本発明は、画像符号化方法及び画像復号方法として実現できるだけではなく、当該画像符号化方法及び画像復号方法に含まれるそれぞれのステップを処理部とする画像符号化装置及び画像復号装置として実現することもできる。また、これらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現してもよい。さらに、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体、並びに、当該プログラムを示す情報、データ又は信号として実現してもよい。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネットなどの通信ネットワークを介して配信してもよい。

また、上記の画像符号化装置及び画像復号装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されていてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んで構成されるコンピュータシステムである。

本発明によれば、予測モード推定値をより正確に予測することができるので、予測モードの符号量を削減し、符号化効率を高めることができる。

図１Ａは、従来のＨ．２６４／ＡＶＣ規格に従ったイントラ予測推定が適用される対象ブロックと参照画素との関係の一例を示す図である。 図１Ｂは、従来のＨ．２６４／ＡＶＣ規格に従ったイントラ予測モードセットに含まれる予測方向を示す図である。 図２は、従来のＨ．２６４／ＡＶＣ規格に従った画像符号化装置の構成のうち、推定部の詳細な構成の一例を示す図である。 図３は、従来のＨ．２６４／ＡＶＣ規格に従った画像復号装置の構成のうち、復元部の詳細な構成の一例を示す図である。 図４は、実施の形態１の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５は、実施の形態１のハイブリッド符号化を行う画像符号化装置の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図６Ａは、実施の形態１の画像符号化装置が備える設定部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図６Ｂは、実施の形態１の画像符号化装置が備える設定部の詳細な構成の他の例を示すブロック図である。 図７Ａは、実施の形態１の画像符号化装置が備える設定部の動作の一例を示すフローチャートである。 図７Ｂは、実施の形態１の画像符号化装置が備える設定部の動作の他の例を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態１の画像符号化装置が備える設定部の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態２の画像復号装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１０は、実施の形態２の画像復号装置の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図１１Ａは、実施の形態２の画像復号装置が備える復元部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図１１Ｂは、実施の形態２の画像復号装置が備える復元部の詳細な構成の他の例を示すブロック図である。 図１２Ａは、実施の形態２の画像復号装置が備える復元部の動作の一例を示すフローチャートである。 図１２Ｂは、実施の形態２の画像復号装置が備える復元部の動作の他の例を示すフローチャートである。 図１３は、実施の形態２の画像復号装置が備える復元部の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。 図１４は、実施の形態３の画像符号化装置が備える設定部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図１５は、実施の形態３の画像復号装置が備える復元部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図１６は、実施の形態３の画像符号化装置が備える設定部の動作の一例を示すフローチャートである。 図１７は、実施の形態３の画像復号装置が備える復元部の動作の一例を示すフローチャートである。 図１８は、本実施の形態におけるエッジの検出対象の一例を示す概略図である。 図１９は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。 図２０は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図２１は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図２２は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生／記録部の構成例を示すブロック図である。 図２３は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。 図２４は、多重化データの構成を示す図である。 図２５は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。 図２６は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。 図２７は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。 図２８は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２９は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図３０は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図３１は、映像データを識別するステップを示す図である。 図３２は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号化方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。 図３３は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図３４は、映像データを識別し、駆動周波数を切り替えるステップを示す図である。 図３５は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。 図３６（ａ）は、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図であり、図３６（ｂ）は、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。

（実施の形態１）
本実施の形態の画像符号化装置は、画像及び映像データを符号化する際に、対象ブロックの周囲に位置する周囲ブロックに含まれるエッジを検出し、検出したエッジに基づいてイントラ予測をするエッジ予測モードと、周囲に位置する画素の平均値に基づいてイントラ予測をするＤＣ予測モードとを同じ信号（ＤＣ・エッジ予測モード）で表現する場合に、複数の推定予測モードを決定し、モード信号を符号化することを特徴とする。

つまり、本実施の形態では、複数の推定予測モードを決定し、符号化する際にＤＣ・エッジ予測モードを短い符号で表現することにより、ＤＣ・エッジ予測モードに対する符号量を抑制することができる。

まず、本実施の形態の画像符号化装置の構成について説明する。

図４は、本実施の形態の画像符号化装置１００の構成の一例を示すブロック図である。

画像符号化装置１００は、入力される画像及び映像データをブロック毎に符号化する。図４に示すように、画像符号化装置１００は、符号化部１１０と、復号部１２０と、出力部１３０と、設定部１４０とを備える。

符号化部１１０は、画像及び映像データを構成する複数のブロックの１つである対象ブロックを、複数の予測モード候補から選択された選択予測モードを用いた予測に従って符号化する。

複数の予測モード候補は、予測を行う際に選択されうる全ての予測モードであり、例えば、予め定義された８つの方向予測モード（図１Ｂ参照）、参照画素の平均値を利用するＤＣ予測モード、周囲ブロック内に検出されたエッジの方向を示すエッジ予測モードなどを含んでいる。予測モードとは、予測画像を参照するための画像の参照先を示す情報である。

なお、複数の予測モード候補は上記の例に限定されない。例えば、最大３３個の方向予測モードと、ＤＣ予測モードと、プラーナモードとを含んでもよい。なお、方向予測モードの数は、対象ブロックのブロックサイズに応じて可変にすることができる。例えば、対象ブロックが４画素×４画素の場合には１８方向、８画素×８画素〜３２画素×３２画素の場合は３３方向、６４画素×６４画素の場合は２方向としてもよい。

また、プラーナモードとは、周辺画素の各画素値に予測画素までの距離に応じた重みを乗じて加算することにより、対象ブロックの各画素を予測するモードである。例えば、図１Ａにおいて、ブロック３０の右上の画素と、ブロック４０の右下の画素とでブロック１０の右上の画素の画素値を予測する場合、ブロック４０の右下の画素の画素値に乗じる重みを、ブロック３０の右上の画素の画素値に乗じる重みより大きくする。

復号部１２０は、符号化部１１０によって符号化された対象ブロックを復号することで、復号ブロックを生成する。

出力部１３０は、符号化部１１０によって用いられた選択予測モードを復元するためのモード情報を、符号化部１１０によって符号化された対象ブロックとともに、ビットストリームとして出力する。

設定部１４０は、複数の推定予測モードを決定し、決められた複数の推定予測モードを用いて対象ブロックの符号化に用いられる予測モードである選択予測モードに対するモード情報を生成する。ここでは、２つの推定予測モードに基づいてモード情報を生成する場合について説明する。図４に示すように、設定部１４０は、第１の予測モード推定部１４１と、第２の予測モード推定部１４２と、モード情報生成部１４３とを備える。

第１の予測モード推定部１４１は、既に符号化されている周囲ブロックの予測モードから推定予測モードを決定する。例えば、式１に示す方法を利用してもよい。

第２の予測モード推定部１４２は、第１の予測モード推定部１４１で決められたもの以外の推定予測モードを決定する。

モード情報生成部１４３は、第１の予測モード推定部１４１および第２の予測モード推定部１４２によって設定された推定予測モードと、符号化部１１０によって選択された選択予測モードとに基づいてモード情報を生成する。以上の構成により、本実施の形態の画像符号化装置１００は、推定予測モードを決定し、符号化する際に推定予測モードによって、ＤＣ・エッジ予測モードを短い符号で表現するように更新することを特徴とする。

以下では、本実施の形態の画像符号化装置１００が備える各処理部の詳細な構成及び動作について説明する。

図５は、本実施の形態の画像符号化装置１００の詳細な構成の一例を示すブロック図である。画像符号化装置１００は、ハイブリッド符号化を行う画像符号化装置である。

図５に示すように、画像符号化装置１００は、符号化部１１０と、復号部１２０と、出力部１３０と、設定部１４０と、フレームメモリ１５０と、参照ピクチャメモリ１６０と、制御部１７０とを備える。なお、図４と同じ構成については、同じ参照符号を付している。

また、図５に示すように、符号化部１１０は、減算部１１１と、周波数変換部１１２と、量子化部１１３と、イントラ予測モード決定部１１４と、動き検出部１１５と、イントラ予測部１１６と、動き補償部１１７と、スイッチ１１８、１１９とを備える。復号部１２０は、逆量子化部１２１と、逆周波数変換部１２２と、加算部１２３とを備える。出力部１３０は、可変長符号化部１３１を備える。

なお、設定部１４０の詳細な構成については、図６Ａ及び図６Ｂを用いて後で説明する。

以下では、画像符号化装置１００が複数のフレームから構成される入力映像データを符号化するときの動作に沿って、各処理部の処理について説明する。

入力映像データの各ピクチャは、フレームメモリ１５０に格納される。各ピクチャは、複数のブロックに分割され、フレームメモリ１５０からブロック単位で（例えば、水平１６画素、垂直１６画素のマクロブロック単位で）出力される。なお、入力映像データは、プログレッシブ形式及びインターレース形式のいずれでもよい。

各マクロブロックは、イントラ予測モード又はインター予測モードのいずれかで符号化される。まず、対象マクロブロックがイントラ予測モードで符号化される場合について説明する。

イントラ予測モード（イントラフレーム予測）の場合、フレームメモリ１５０から出力されたマクロブロックは、イントラ予測モード決定部１１４に入力される（このとき、スイッチ１１８は、制御部１７０によって端子“ａ”に接続される）。イントラ予測モード決定部１１４は、入力されたマクロブロックにどのようにイントラ予測を実行するかを決定する。

具体的には、イントラ予測モード決定部１１４は、イントラ予測モード（ＩＰＭ：Ｉｎｔｒａ−Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ）として、イントラ予測ブロックサイズ（以下のサイズの１つ：水平４画素×垂直４画素、水平８画素×垂直８画素、水平１６画素×垂直１６画素）と、イントラ予測方向とを決定する必要がある。例えば、イントラ予測モード決定部１１４は、対象ブロックを符号化することで発生する符号量が所定の閾値より小さくなるような、イントラ予測ブロックサイズ及びイントラ予測方向を決定する。より好ましくは、イントラ予測モード決定部１１４は、発生する符号量が最も小さくなるような、イントラ予測ブロックサイズ及びイントラ予測方向を決定する。

例えば、図１Ａに示す対象ブロック１０（水平４画素×垂直４画素）は、参照画素２０を用いて、８つの予め定義されたイントラ予測方向のいずれか１つに従って、予測されてもよい。ここで、イントラ予測に用いられる参照画素２０（図１Ａで対角方向の網掛けされた四角）は、既に符号化及び復号され、参照ピクチャメモリ１６０に格納されている。決定されたイントラ予測モードＩＰＭを示す情報は、イントラ予測部１１６と設定部１４０とに出力される。

イントラ予測部１１６は、イントラ予測モード決定部１１４によって決定されたイントラ予測モードＩＰＭに基づいて、参照ピクチャメモリ１６０からイントラ予測に用いられる参照画素（イントラ参照画素）を取得する。そして、イントラ予測部１１６は、参照画素の画素値からイントラ予測された画像ＩＰを生成し、生成したイントラ予測画像ＩＰを減算部１１１に出力する（このとき、スイッチ１１９は、制御部１７０によって端子“ａ”に接続される）。

減算部１１１は、フレームメモリ１５０から入力映像データに含まれるピクチャのマクロブロック（対象マクロブロック）と、イントラ予測部１１６によって生成されたイントラ予測画像ＩＰとを受け取る。そして、減算部１１１は、対象マクロブロックとイントラ予測画像ＩＰとの差分（予測残差とも記載）を算出することで差分画像を生成し、生成した差分画像を周波数変換部１１２に出力する。

周波数変換部１１２は、減算部１１１によって生成された差分画像に、離散コサイン変換などの周波数変換を実行することで周波数変換係数を生成し、生成した周波数変換係数を出力する。

量子化部１１３は、周波数変換部１１２によって生成された周波数変換係数の量子化を行い、量子化された周波数変換係数ＱＴを出力する。ここで、量子化は、予め定められた値（量子化ステップ）によって周波数変換係数を割り算する処理である。この量子化ステップは、制御部１７０によって与えられるものとする（量子化ステップは、制御部１７０に入力される制御信号ＣＴＬに含まれてもよい）。量子化周波数変換係数ＱＴは、可変長符号化部１３１と逆量子化部１２１とに出力される。

逆量子化部１２１は、量子化周波数変換係数ＱＴを逆量子化し、逆量子化した周波数変換係数を逆周波数変換部１２２に出力する。このとき、量子化部１１３による量子化時に用いられた量子化ステップと同じ量子化ステップが、制御部１７０から逆量子化部１２１に入力される。

逆周波数変換部１２２は、逆量子化された周波数変換係数を逆周波数変換することで復号された差分画像ＬＤＤを生成する。逆周波数変換部１２２は、生成した復号差分画像ＬＤＤを加算部１２３に出力する。

加算部１２３は、復号差分画像ＬＤＤをイントラ予測画像ＩＰ（又は、インター予測モードの場合は、後述するインター予測画像）ＭＰに加算することで、復号画像ＬＤを生成する。加算部１２３は、生成した復号画像ＬＤを参照ピクチャメモリ１６０に格納する。参照ピクチャメモリ１６０に格納された復号画像ＬＤは、参照画像として後の符号化に用いられる。

可変長符号化部１３１は、量子化部１１３から入力される量子化周波数変換係数ＱＴに可変長符号化を実行し、かつ、イントラ予測モード決定部１１４から設定部１４０を介して入力されるイントラ予測モードＩＰＭを示す情報を同様に処理し、符号化シーケンスとしても参照されるビットストリームを出力する。前述の通り、設定部１４０の詳細な構成については、図６Ａ及び図６Ｂを用いて後で説明する。

ここで、可変長符号化部１３１が用いる可変長符号化方法の１つの方法として、動画像を符号化する国際規格Ｈ．２６４で採用されるコンテキスト適応型算術符号化方法がある。コンテキスト適応型算術符号化方法は、可変長符号化の対象データと、既に可変長符号化（コンテキスト適応型）が実行されたデータとに従って、算術符号化するために用いられる確率テーブルを切り替える方法である。この場合、可変長符号化部１３１は確率テーブルを保持するメモリを備える。

なお、可変長符号化部１３１は、コンテキスト適応型可変長符号化方法を用いて、量子化周波数変換係数ＱＴを可変長符号化してもよい。

次に、対象マクロブロックがインター予測モードで符号化される場合について説明する。

インター予測モード（インターフレーム予測）の場合、フレームメモリ１５０から出力されるマクロブロックは、動き検出部１１５に入力される（このとき、スイッチ１１８は、制御部１７０によって端子“ｂ”に接続される）。動き検出部１１５は、入力されたマクロブロックの、参照ピクチャ（参照ピクチャメモリ１６０に保持された再構成されたピクチャで、符号化されるピクチャとは異なるピクチャ）に対する動き情報（位置情報（動きベクトル））を検出する。

なお、動き検出では、以下に示す位置情報（動きベクトル）が一般的には動き情報として検出される。すなわち、符号化される対象ブロックと予測画像との最小差分値と、位置情報（動きベクトル）の符号量の重みの最小和とを有する位置情報（動きベクトル）である。検出された位置情報（動きベクトル）は、対象ブロックに対する動き情報として、動き補償部１１７と設定部１４０とに出力される。

動き補償部１１７は、動き検出部１１５によって検出された動き情報（位置情報（動きベクトル））に基づいて、インター予測に用いられる参照画素（インター参照画素）を参照ピクチャメモリ１６０から取得する。そして、動き補償部１１７は、インター予測画像ＭＰを生成し、生成したインター予測画像ＭＰを減算部１１１に出力する（このとき、スイッチ１１９は、制御部１７０によって端子“ｂ”に接続される）。

減算部１１１と、周波数変換部１１２と、量子化部１１３と、逆量子化部１２１と、逆周波数変換部１２２と、加算部１２３とによって実行される処理は、イントラ予測の場合に説明した処理と同じである。それゆえに、これらの処理についての説明はここでは省略する。

可変長符号化部１３１は、量子化部１１３から入力される量子化周波数変換係数ＱＴに可変長符号化を実行し、かつ、設定部１４０から出力される符号化モードＭＤを示す情報とイントラ予測モードＩＰＭ又は動き情報（位置情報（動きベクトル））ＭＶを示す情報とを含むモード情報とに可変長符号化を実行し、ビットストリームを出力する。前述の通り、設定部１４０の詳細な構成については、図６Ａ及び図６Ｂを用いて後で説明する。

ここで、可変長符号化部１３１が、コンテキスト適応型算術符号化を用いて動き情報（位置情報（動きベクトル））ＭＶを符号化する場合、可変長符号化部１３１は確率テーブルを保持するメモリを備える。

モード情報は、映像データを符号化する処理において符号化器（画像符号化装置１００）側で実行された予測を復号器（例えば、後述する画像復号装置３００（図９参照））側で再現するために、復号器によって必要とされる情報のフルセットを含む。それゆえに、モード情報は、マクロブロック毎に符号化モード、すなわち、イントラ予測及びインター予測のいずれが適用されたかを定義する。さらに、モード情報は、マクロブロックがどのようにサブ分割されたかについての情報を含む。Ｈ．２６４／ＡＶＣによると、１６×１６画素からなるマクロブロックは、例えば、イントラ予測の場合に、さらに、８×８又は４×４画素のブロックにサブ分割されてもよい。

符号化モードに依存して、モード情報は、さらに、動き補償に用いられる位置情報（位置情報（動きベクトル））のセット、又は、対象ブロックをイントラ予測するのに適用されたイントラ予測モードを特定する情報を含んでいる。

なお、符号化モード（イントラ予測モード又はインター予測モード）の選択は、制御部１７０が行っている。

例えば、制御部１７０は、イントラ予測モードＩＰＭと復号画像ＬＤとに基づいて生成されるインター予測画像ＩＰ、又は、位置情報（動きベクトル）ＭＶと復号画像ＬＤとに基づいて生成されるインター予測画像ＭＰと、対象ブロック画像ＩＭＧとをそれぞれ比較することで、符号化モードを選択する。制御部１７０は、一般的に、生成されるビット量と符号化歪みとの重み和が最も小さくなる値を有する符号化モードを選択する。

例えば、制御部１７０は、Ｈ．２６４規格のビットレートと符号化歪みとを用いたコスト関数が、対象ブロックを符号化するための最良の予測モードを決定するために用いられてもよい。それぞれの予測モードに対して、差分画像が、直交変換され、量子化され、可変長符号化される。そして、それぞれの予測モードに対して、ビットレートと符号化歪みとが計算される。なお、コスト関数として、例えば、式４で示されるラグランジュコスト関数Ｊが用いられる。

Ｊ＝Ｄ＋λ・Ｒ・・・・・（式４）

式４において、Ｒは、差分画像（予測残差とも記載）と予測モード情報とを符号化するのに用いられるビットレートである。Ｄは、符号化歪みである。λは、符号化するのに選択される量子化パラメータＱＰに応じて算出されるラグランジュ乗数である。制御部１７０は、コスト関数Ｊが最も低くなる予測モードを、対象ブロックを予測する際の予測モードとして選択する。

なお、制御部１７０は、最適な予測モードを選択するためにコスト関数Ｊを一時的に格納するメモリを備える。

図６Ａ及び図６Ｂは、本実施の形態の設定部１４０の詳細な構成の一例を示す図である。同図に示すように、設定部１４０は、第１の予測モード推定部１４１と、第２の予測モード推定部１４２と、モード情報生成部１４３とを備える。なお、図４と同じ構成については、同じ参照符号を付している。

図６Ａに示される第１の予測モード推定部１４１は、予測モード格納メモリ２１１と、第１の予測モード推定導出部２１２とを備える。

なお、設定部１４０には、制御部１７０によって選択された符号化モード（イントラ予測モード又はインター予測モード）を示す符号化モード情報ＳＭＤが入力される。例えば、イントラピクチャ予測符号化が符号化モードとして選択された場合、符号化モード情報ＳＭＤは、イントラ予測モードＩＰＭを示す情報（イントラ予測ブロックサイズ、イントラ予測方向など）である。一方で、インターピクチャ予測符号化が符号化モードとして選択された場合、符号化モード情報ＳＭＤは、位置情報（動きベクトル）ＭＶである。

予測モード格納メモリ２１１は、入力された符号化モード情報ＳＭＤを格納するメモリである。第１の予測モード推定導出部２１２は、予測モード格納メモリ２１１から、既に符号化された符号化モード情報の中から、予め決められた手段で予測モードを推定した結果である第１の推定予測モードＭＰＭを導出し、モード情報生成部１４３に対して出力する。

ここで、第１の推定予測モードＭＰＭの導出方法としては、例えば前述の式１で示すように、符号化対象ブロックの上部に隣接する既に符号化されたブロックの予測モードと、符号化対象ブロックの左部に隣接する既に符号化されたブロックの予測モードとのうち、予測モードに対応するインデックス番号が小さいものを第１の推定予測モードＭＰＭとして用いても良い。また、符号化対象ブロックの左上や右上に隣接するブロックの予測モードをさらに参照し、出現頻度の高いものを第１の推定予測モードＭＰＭとして導出してもよい。第１の推定予測モードＭＰＭの導出としては、最も発生されると推測される予測モードの導出方法であれば、前述の方法に限らない。

なお、ブロックサイズに応じて方向予測モードのモード数が異なる場合には、符号化対象ブロックで選択し得る方向予測モードのうち、上記の方法で選ばれた推定予測モードに最も近い方向予測モードを、第１の推定予測モードＭＰＭとすればよい。

第２の予測モード推定部１４２は、モード情報生成部１４３から制御信号を取得し、予め決められた方法で設定した第２の予測モードの推定値である第２の推定予測モードＳＰＭをモード情報生成部１４３に対して出力する。

ここで第２の推定予測モードＳＰＭをＤＣ・エッジ予測とすることにより、複数の予測モードを意味する１つのモード情報を効率よく符号化及び復号することを可能とする。

モード情報生成部１４３は、第１の推定予測モードＭＰＭと、第２の推定予測モードＳＰＭと、符号化部１１０によって選択された選択予測モードＳＭＤとに基づいてモード情報を生成し、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして可変長符号化部１３１に対して出力する。可変長符号化部１３１は、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤを可変長符号化処理し、ビットストリームとして出力する。

図７Ａは、図６Ａで示した第１の予測モード推定部１４１、第２の予測モード推定部１４２、およびモード情報生成部１４３の動作の一例を示すフローチャートである。モード情報生成部１４３でのモード情報の生成について図７Ａを用いてさらに詳しく説明する。

まず、モード情報生成部１４３は、第１の予測モード推定部１４１で導出される第１の推定予測モードＭＰＭを取得する（ステップＳ７０１）。選択予測モードＳＭＤが第１の推定予測モードＭＰＭと一致する場合（ステップＳ７０２でＹＥＳ）、第１の推定予測モード指定フラグに「１（一致することを示す）」を設定し（ステップＳ７０３）、第１の推定予測モード指定フラグを符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして可変長符号化部１３１で符号化する（ステップＳ７０４）。

一方、選択予測モードＳＭＤが第１の推定予測モードＭＰＭと一致しない場合（ステップＳ７０２でＮＯ）、第１の推定予測モード指定フラグに「０（一致しないことを示す）」を設定し（ステップＳ７０５）、第１の推定予測モード指定フラグを符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして可変長符号化部１３１で符号化する（ステップＳ７０６）。

次に、第１の推定予測モードＭＰＭがＤＣ・エッジ予測であった場合（ステップＳ７０７でＹＥＳ）、選択予測モードＳＭＤを選択モード符号化情報として設定し、フラグ情報に加えて符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして可変長符号化部１３１で符号化する（ステップＳ７０８）。

また、第１の推定予測モードＭＰＭがＤＣ・エッジ予測であった場合（ステップＳ７０７でＮＯ）、モード情報生成部１４３は制御信号を第２の予測モード推定部１４２に対して出力する。これにより、第２の予測モード推定部１４２は、ＤＣ・エッジ予測モードを第２の推定予測モードＳＰＭとして設定し、モード情報生成部１４３に対して出力する（ステップＳ７０９）。

次に、選択予測モードＳＭＤが第２の推定予測モードＳＰＭと一致する場合（ステップＳ７１０でＹＥＳ）、第２の推定予測モード指定フラグに「１（一致することを示す）」を設定し（ステップＳ７１１）、第２の推定予測モード指定フラグを符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして可変長符号化部１３１で符号化する（ステップＳ７１２）。

一方、選択予測モードＳＭＤが第２の推定予測モードＳＰＭと一致しない場合（ステップＳ７１０でＮＯ）、第２の推定予測モード指定フラグに「０（一致しないことを示す）」を設定し（ステップＳ７１３）、第２の推定予測モード指定フラグを符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして可変長符号化部１３１で符号化する（ステップＳ７１４）。

また、選択予測モードＳＭＤを選択モード符号化情報として設定し、フラグ情報に加えて符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして可変長符号化部１３１で符号化する（ステップＳ７１５）。

なお、ここでは、第１の推定予測モードＭＰＭおよび第２の推定予測モードＳＰＭと一致しない場合、選択予測モードＳＭＤをそのまま選択モード符号化情報として符号化すると説明したが、これに限らない。例えば、式２で示すように推定予測モードと一致する番号が無いため、選択予測モードＳＭＤのインデックス番号が推定予測モードのインデックス番号を超える場合には、推定予測モードの数（図６Ａ及び図７Ａの例では最大２）を引いた値を選択モード符号化情報として符号化してもよい。これにより、さらに符号量を削減することができる。

第１の推定予測モードのＭＰＭインデックス番号をＭＰＭ、選択予測モードＳＭＤのインデックス番号をＳＭＤ、第１の推定予測モード指定フラグをＭＰＭＦ、第２の推定予測モード指定フラグをＳＰＭＦ、ＤＣ・エッジ予測のインデックス番号をＤＣＥＤＧＥ、選択モード符号化情報をＲＥＭとした場合、前述の流れは例えば式５のように表すことができる。

なお、ＤＣ・予測モードに対応するインデックス番号を「０」としてもよい。この場合、常に第２の推定予測モードＳＰＭのインデックス番号が「０」となるため、選択予測モードＳＭＤのインデックス番号を符号化する際には、最低でも１を引いた値を符号化すればよくなり、さらに符号量を削減することができる。式５と同様に表記した例を式６に示す。

また、図６Ａとは異なり、第１の予測モード推定部１４１と第２の予測モード推定部１４２との機能を入れ替えた構成をとってもよい。この構成を図６Ｂに示す。

図６Ｂに示される第２の予測モード推定部１４２は、予測モード格納メモリ２１１と、第２の予測モード推定導出部２１３とを備える。

なお、特に説明しない部分は、図６Ａと同じように動作するものとする。

第１の予測モード推定部１４１は、予め決められた方法で設定した第１の予測モードの推定値である第１の推定予測モードＭＰＭをモード情報生成部１４３に対して出力する。

ここで第１の推定予測モードＭＰＭをＤＣ・エッジ予測とすることにより、複数の予測モードを意味する１つのモード情報を効率よく符号化・復号することを可能とする。

第２の予測モード推定部１４２は、モード情報生成部１４３より制御信号を受け取り、予測モード格納メモリ２１１から、既に符号化された符号化モード情報の中から、予め決められた手段で予測モードを推定した結果である第２の推定予測モードＳＰＭを導出し、モード情報生成部１４３に対して出力する。

ここで、第２の推定予測モードＳＰＭの導出方法としては、図６Ａの第１の推定予測モードＭＰＭの導出方法と同じであるが、第１の推定予測モードＭＰＭを取得し、第２の推定予測モードＳＰＭと第１の推定予測モードＭＰＭとが重ならないように決めてもよい。例えば、候補とするモードの中から第１の推定モードＭＰＭを除外した後、予め決められた手法で第２の推定予測モードＳＰＭを決めることにより、第１及び第２の推定予測モードに異なる候補を設定することが可能となり、符号量を削減することができる。

モード情報生成部１４３は、第１の推定予測モードＭＰＭと、第２の推定予測モードＳＰＭと、符号化部１１０によって選択された選択予測モードＳＭＤとに基づいてモード情報を生成し、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして可変長符号化部１３１に対して出力する。可変長符号化部１３１は、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤを可変長符号化処理し、ビットストリームとして出力する。

図７Ｂは、図６Ｂで示した第１の予測モード推定部１４１、第２の予測モード推定部１４２、およびモード情報生成部１４３の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、モード情報生成部１４３は、第１の予測モード推定部１４１においてＤＣ・エッジ予測モードが第１の推定予測モードＭＰＭと設定され、設定された第１の推定予測モードＭＰＭを取得する（ステップＳ８０１）。選択予測モードＳＭＤが第１の推定予測モードＭＰＭと一致する場合（ステップＳ８０２でＹＥＳ）、第１の推定予測モード指定フラグに「１（一致することを示す）」を設定し（ステップＳ８０３）、第１の推定予測モード指定フラグを符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして可変長符号化部１３１で符号化する（ステップＳ８０４）。

一方、選択予測モードＳＭＤが第１の推定予測モードＭＰＭと一致しない場合（ステップＳ８０２でＮＯ）、第１の推定予測モード指定フラグに「０（一致しないことを示す）」を設定し（ステップＳ８０５）、第１の推定予測モード指定フラグを符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして可変長符号化部１３１で符号化する（ステップＳ８０６）。

次に、モード情報生成部１４３は、制御信号を第２の予測モード推定部１４２に対して出力する。これにより、第２の予測モード推定部１４２は、予め決められた方法で第２の推定予測モードＳＰＭを導出し、モード情報生成部１４３に対して出力する（ステップＳ８０７）。

次に、選択予測モードＳＭＤが第２の推定予測モードＳＰＭと一致する場合（ステップＳ８０８でＹＥＳ）、第２の推定予測モード指定フラグに「１（一致することを示す）」を設定し（ステップＳ７８０９）、第２の推定予測モード指定フラグを符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして可変長符号化部１３１で符号化する（ステップＳ８１０）。

一方、選択予測モードＳＭＤが第２の推定予測モードＳＰＭと一致しない場合（ステップＳ８０８でＮＯ）、第２の推定予測モード指定フラグに「０（一致しないことを示す）」を設定し（ステップＳ８１１）、第２の推定予測モード指定フラグを符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして可変長符号化部１３１で符号化する（ステップＳ８１２）。

また、選択予測モードＳＭＤを選択モード符号化情報として設定し、フラグ情報に加えて符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして可変長符号化部１３１で符号化する（ステップＳ８１３）。

なお、ここでは、第１の推定予測モードＭＰＭおよび第２の推定予測モードＳＰＭと一致しない場合、選択予測モードＳＭＤをそのまま選択モード符号化情報として符号化すると説明したが、これに限らない。例えば、式２で示すように推定予測モードと一致する番号が無いため、選択予測モードＳＭＤのインデックス番号が推定予測モードのインデックス番号を超える場合には、推定予測モードの数（図６Ｂ及び図７Ｂの例では最大２）を引いた値を選択モード符号化情報として符号化してもよい。これにより、さらに符号量を削減することができる。式５、６と同様に表記した例を式７に示す。

なお、図７Ａの場合と同様に、ＤＣ・予測モードに対応するインデックス番号を「０」としてもよい。この場合、常に第１の推定予測モードＳＰＭのインデックス番号が「０」となるため、選択予測モードＳＭＤのインデックス番号を符号化する際には、最低でも１引いた値を符号化すればよくなり、さらに符号量を削減することができる。式７と同様に表記した例を式８に示す。

上記のような構成をとることにより、平坦な部分の予測モードであるＤＣモードとエッジを含む部分の予測モードであるエッジ予測モードとのモード情報の符号化を効率よくすることが可能となる。その結果、予測モード符号量の削減だけでなく、予測性能の向上によって画質を向上させることができる。

次に、図８を参照して、図７Ａ及び図７Ｂの変形例を説明する。図８は、実施形態１の変形例に係るフローチャートである。なお、以降の説明は、図６Ａに示される設定部１４０が図８の処理を実行する例であるが、これに限定されない。

なお、図８のフローチャートに登場する「モード一致フラグ」とは、選択予測モードが第１及び第２の推定予測モードのいずれかと一致する（「１」が設定される）こと、又はどちらとも一致しない（「０」が設定される）ことを示す１ビットのフラグである。また、「予測モード特定フラグ」とは、選択予測モードが第１の推定予測モードと一致する（「０」が設定される）こと、又は選択予測モードが第２の推定予測モードと一致する（「１」が設定される）ことを示す１ビットのフラグである。そして、モード一致フラグ及び予測モード特定フラグは、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして符号化される。

まず、第１の予測モード推定部１４１は、第１の推定予測モードを決定する（Ｓ９０１）。第１の推定予測モードの決定方法は、既に説明した方法を用いることができる。ここでは、符号化対象ブロックに隣接し、且つ既に符号化された複数のブロックの予測モードのうち、インデックス番号の最も小さい予測モードを第１の予測モードとして決定するものとする。

次に、第２の予測モード推定部１４２は、第２の推定予測モードを決定する（Ｓ９０２）。第２の推定予測モードが第１の推定予測モードと異なることは、既に述べた通りである。また、第２の推定予測モードの決定方法は特に限定されないが、例えば、以下のような方法で決定することができる。

まず、第２の予測モード推定部１４２は、第１の推定予測モードがプラーナモードであるか否かを判断する。そして、第１の推定予測モードがプラーナモードであれば、第２の予測モード推定部１４２は、第２の推定予測モードをＤＣモードと決定する。一方、第１の推定予測モードがプラーナモードでなければ、第２の予測モード推定部１４２は、第２の推定予測モードをプラーナモードと決定する。

次に、モード情報生成部１４３は、選択予測モードが第１及び第２の推定予測モードのいずれかと一致するか否かを判断する（Ｓ９０３）。そして、どちらかと一致する場合（Ｓ９０３でＹｅｓ）、モード情報生成部１４３は、モード一致フラグに「１（どちらかと一致することを示す）」を設定する（Ｓ９０４）。

次に、モード情報生成部１４３は、選択予測モードが第１の推定予測モードと一致するか否かを判断する（Ｓ９０５）。なお、ステップＳ９０５で選択予測モードと第２の推定予測モードとが一致するか否かを判断してもよいことは言うまでもない。

そして、選択予測モードと第１の推定予測モードとが一致する場合（Ｓ９０５でＹｅｓ）、モード情報生成部１４３は、予測モード特定フラグに「０（第１の推定予測モードと一致することを示す）」を設定する（Ｓ９０６）。一方、一致しない場合（Ｓ９０５でＮｏ）、モード情報生成部１４３は、予測モード特定フラグに「１（第２の推定予測モードと一致することを示す）」を設定する（Ｓ９０７）。

そして、ステップＳ９０４〜ステップ９０７で設定されたモード一致フラグ及び予測モード特定フラグは、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして、可変長符号化部１３１で符号化される（Ｓ９０８）。

一方、ステップＳ９０３において、選択予測モードが第１及び第２の推定予測モードのどちらとも一致しない場合（Ｓ９０３でＮｏ）、モード情報生成部１４３は、モード一致フラグに「０（どちらとも一致しないことを示す）」を設定する（Ｓ９０９）。そして、Ｓ９０９で設定されたモード一致フラグ及び選択予測モードを特定する情報は、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとして、可変長符号化部１３１で符号化される（Ｓ９１０）。

なお、選択予測モードを特定する情報は、例えば、式５で決定することができる選択モード符号化情報に相当するが、復号側で選択予測モードを特定することのできる情報であれば、これに限定されない。

図８に示されるフローチャートは、図７Ａ及び図７Ｂに示されるフローチャートと比較すると、各フラグの示す意味内容や比較処理等の処理順序が相違するものの、２つの推定予測モードを使用してモード情報の符号量を削減する点で共通する。

すなわち、図７Ａ、図７Ｂ、及び図８に示される処理では、いずれも、選択予測モードが第１及び第２の推定予測モードのいずれかと一致する場合に、どちらと一致するのかを示すフラグ情報がモード情報として生成される。一方、選択予測モードが第１及び第２の推定予測モードのどちらとも一致しない場合に、どちらとも一致しないことを示すフラグ情報と、選択予測モードを特定する情報とがモード情報として生成される。

以上、本発明の画像符号化装置、画像復号装置及び対応する方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものも、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、選択予測モードＳＭＤのインデックス番号の符号化において、インデックス番号順に符号化するのではなく、第１の推定予測モードＭＰＭもしくは第２の推定予測モードＳＰＭに近い方向ベクトルから、順番に小さい番号を付与して符号化してもよい。これにより、より小さい番号を符号化することになり、符号量を削減することができる。また、予測モードの出現頻度に応じて、各予測モードに割り当てるモード番号を動的に変更してもよい。具体的には、出現頻度の高い予測モードほど小さいモード番号が割り当てられるようにしてもよい。

また、本発明は、Ｈ．２６４映像符号化規格に限定されず、非特許文献２のエッジ方向を利用したイントラ予測モード（エッジ予測モード）など、上述の従来のイントラ予測モード予測値、位置情報（動きベクトル）予測値に限定されない。事実、発明の予測モード推定方法は、いかなるブロックベースの映像符号化器に用いられてもよい。

また、本発明の予測モード推定方法におけるエッジ検出部は、映像符号化方式の一部の機能と共有してもよい。例えば、エッジ予測モードを含む映像符号化方式に、本発明を適用することで、エッジ検出部を共に用いることができ、リソースを有効利用できる。

また、本発明は、映像符号化アプリケーションに限られず、ブロックベースの静止画像符号化に用いられてもよい。

また、本発明は、上述したように、画像符号化装置およびこれらの方法として実現できるだけではなく、本実施の形態の画像符号化方法のそれぞれをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現してもよい。また、当該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現してもよい。さらに、当該プログラムを示す情報、データ又は信号として実現してもよい。そして、これらプログラム、情報、データおよび信号は、インターネットなどの通信ネットワークを介して配信されてもよい。

以上、本発明の画像符号化装置及び対応する方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものも、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、本実施の形態によれば、ＤＣ予測とエッジ予測とを同じ予測インデックス番号として扱っている例を挙げた。しかしながら、本発明は、この点には限定されない。代わりに、エッジ予測と逐次的に予測画素を生成していく、方向予測と異なる方法で予測画素を生成する予測モードとエッジ予測とを同じ予測インデックスとして扱う場合であったとしても、同様の処理を行うことで、効率的に予測モードを符号化及び復号することが可能となる。

（実施の形態２）
次に、本実施の形態の画像復号装置３００の構成について説明する。

図９は、本実施の形態の画像復号装置３００の構成の一例を示すブロック図である。

画像復号装置３００は、予測モードを用いた予測に従って画像データをブロック毎に符号化することで生成された符号化画像データを復号する。図９に示すように、画像復号装置３００は、復号部３１０と、復元部３２０とを備える。

復号部３１０は、復元部３２０によって復元された選択予測モードを用いた予測に従って、符号化画像データを構成する複数のブロックの１つである対象ブロックを復号することで、復号ブロックを生成する。生成された復号ブロックは、画像および映像データとして出力される。なお、複数の予測モード候補は、符号化器側と同様に、予測を行う際に選択されうる全ての予測モードであり、例えば、８個の方向予測モード、ＤＣ予測モードおよびエッジ予測モードなどを含んでいる。または、既に説明した最大３３個の方向予測モードと、ＤＣ予測モードと、プラーナモードとを含んでもよい。

復元部３２０は、符号化時に選択された予測モードを復元するためのモード情報に基づいて、複数の予測モード候補から選択予測モードを復元する。なお、モード情報は、符号化時に実行された予測モードの選択結果を示す情報である。図９に示すように、復元部３２０は、第１の予測モード推定部３２１と、第２の予測モード推定部３２２と、信号判定部３２３とを備える。

第１の予測モード推定部３２１および第２の予測モード推定部３２２は、本発明に係る予測モード復元部の一例であって、ＤＣ・エッジ予測モードをどちらかが推定予測モードとして設定され、ＤＣ・エッジ予測モードに対する符号量が削減されたビットストリームの復元することができる。

以上の構成により、本実施の形態の画像復号装置３００は、複数の予測モードを推定することで、予測モードの符号量を少なくしたビットストリームを復号することを特徴とする。すなわち、本実施の形態の画像復号装置３００は、少なくとも２以上の予測モードを推定することで、予測モードを復元することを特徴とする。

以下では、本実施の形態の画像復号装置３００が備える各処理部の詳細な構成及び動作について説明する。

図１０は、本実施の形態の画像復号装置３００の詳細な構成の一例を示すブロック図である。同図に示すように、画像復号装置３００は、復号部３１０と、復元部３２０と、可変長復号部３３０と、制御部３４０とを備える。

また、図１０に示すように、復号部３１０は、逆量子化部３１１と、逆周波数変換部３１２と、加算部３１３と、フレームメモリ３１４と、スイッチ３１５と、イントラ予測部３１６と、動き補償部３１７と、スイッチ３１８とを備える。なお、復元部３２０の詳細な構成については、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて後で説明する。

以下では、画像復号装置３００が、ビットストリーム（符号化された映像データ）を復号するときの動作に沿って、各処理部の処理について説明する。本実施の形態の画像復号装置３００は、予測残差を含む符号化映像データをブロック毎にイントラ又はインターフレーム予測符号化ブロックのいずれかとして復号し、映像データ又は画像データとして出力する。

可変長復号部３３０は、ビットストリームを予め決められた手段に基づき可変長復号し、量子化周波数変換係数ＱＴと、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとを出力する。復元部３２０には、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤと既に復号された画像信号ＬＤとが入力され、符号化モードＭＤと、イントラ予測モードＩＰＭ又は位置情報（動きベクトル）ＭＶとを示す情報を出力する。なお、前述の通り、復元部３２０の詳細な構成については、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて後で説明する。

符号化モードＭＤは、制御部３４０に入力される。イントラ予測モードＩＰＭ又は位置情報（動きベクトル）ＭＶを示す情報は、スイッチ３１５に入力される。量子化周波数変換係数ＱＴは、逆量子化部３１１に入力される。

制御部３４０は、符号化モードＭＤに基づいてスイッチ３１５、３１８を制御する。符号化モードＭＤがイントラ予測符号化を示す場合、スイッチ３１５は、端子“ａ”に接続され、イントラ予測モードＩＰＭを示す情報がイントラ予測部３１６に入力される。符号化モードＭＤがインター予測符号化を示す場合、スイッチ３１５は、端子“ｂ”に接続され、位置情報（動きベクトル）ＭＶが動き補償部３１７に入力される。

対象ブロックがイントラ予測符号化ブロックの場合、スイッチ３１５、３１８は、端子“ａ”に接続される。そして、イントラ予測モードＩＰＭを示す情報は、イントラ予測部３１６に入力され、量子化周波数変換係数ＱＴは、逆量子化部３１１に入力される。なお、量子化周波数変換係数ＱＴが、符号化器（例えば、画像符号化装置１００）によって符号化された予測残差に相当する。

イントラ予測部３１６は、入力されたイントラ予測モードに基づいて、イントラ予測参照画素をフレームメモリ３１４から取得し、イントラ予測された画像（予測ブロック）を生成し、加算部３１３にイントラ予測画像を出力する。

逆量子化部３１１は、量子化周波数変換係数ＱＴを逆量子化し、逆量子化した周波数変換係数を逆周波数変換部３１２に出力する。そして、逆周波数変換部３１２は、逆量子化された周波数変換係数を逆周波数変換することで、復号された復号差分画像ＬＤＤを生成する。逆周波数変換部３１２は、生成した復号差分画像ＬＤＤを加算部３１３に出力する。

加算部３１３は、復号差分画像ＬＤＤとイントラ予測画像ＩＰとを加算することで、復号画像ＬＤを生成する。生成した復号画像ＬＤは、フレームメモリ３１４に格納される。なお、フレームメモリ３１４に格納された復号画像ＬＤは、後の復号で参照ピクチャとして用いられる。また、復号画像ＬＤは、復号映像データを成すように出力される。

対象ブロックがインター予測ブロックの場合、スイッチ３１５、３１６は、端子“ｂ”に接続される。そして、位置情報（動きベクトル）ＭＶを示す情報が動き補償部３１７に入力され、量子化周波数変換係数ＱＴが逆量子化部３１１に入力される。

動き補償部３１７は、入力された位置情報（動きベクトル）ＭＶに基づいて、参照画素をフレームメモリ３１４から取得し、予測されたピクチャを生成し、加算部３１３に予測ピクチャを出力する。

逆量子化部３１１、逆周波数変換部３１２及び加算部３１３の処理は、イントラ予測ブロックの場合に説明した処理と同じである。復号画像ＬＤは、フレームメモリ３１４に格納される。フレームメモリ３１４に格納された復号画像ＬＤは、後の復号で参照ピクチャとして用いられる。また、復号画像ＬＤは、復号映像データを成すように出力される。

続いて、本実施の形態の復元部３２０の詳細な構成について図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。

図１１Ａは、本実施の形態の復元部３２０の詳細な構成の一例を示す図である。同図及び図９に示すように、復元部３２０は、第１の予測モード推定部３２１と、第２の予測モード推定部３２２と、信号判定部３２３とを備える。

また、第１の予測モード推定部３２１は、予測モード格納メモリ４１１と、第１の予測モード推定導出部４１２とを備える。

復元部３２０には、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤが入力され、符号化モードＭＤと、イントラ予測モードＩＰＭ又は位置情報（動きベクトル）ＭＶとを示す情報を符号化モード情報ＳＭＤとして出力する。

予測モード格納メモリ４１１は、入力された既に復号された符号化モード情報ＳＭＤを格納するメモリである。第１の予測モード推定導出部４１２は、予測モード格納メモリ４１１から、既に復号された符号化モード情報ＳＭＤの中から、予め決められた手段で予測モードを推定した結果である第１の推定予測モードＭＰＭを導出し、信号判定部３２３に対して出力する。

ここで第１の推定予測モードＭＰＭの導出方法としては、例えば前述の式１で示すように、復号対象ブロックの上部に隣接する既に復号されたブロックの予測モードと、復号対象ブロックの左部に隣接する既に復号されたブロックの予測モードとのうち、予測モードと対応するインデックス番号が小さいものを第１の推定予測モードＭＰＭとして用いても良い。また、復号対象ブロックの左上や右上に隣接するブロックの予測モードをさらに参照し、出現頻度の高いものを第１の推定予測モードＭＰＭとして導出してもよい。第１の推定予測モードＭＰＭの導出としては、最も発生されると推測される予測モードの導出方法であれば、前述の方法に限らない。また、この推定方法はビットストリームの符号化時と同じ方式を用いることとする。

なお、ブロックサイズに応じて方向予測モードのモード数が異なる場合、復号対象ブロックで選択し得る方向予測モードのうち、上記の方法で選ばれた推定予測モードに最も近い方向予測モードを、第１の推定予測モードＭＰＭとすればよい。

第２の予測モード推定部３２２は、信号判定部３２３から制御信号を取得し、予め決められた方法で設定した第２の予測モードの推定値である第２の推定予測モードＳＰＭを信号判定部３２３に対して出力する。

信号判定部３２３は、第１の推定予測モードＭＰＭと、第２の推定予測モードＳＰＭと、可変長復号部３３０からビットストリームを可変長復号することによって得られる符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとに基づいて符号化モード情報ＳＭＤを生成し、出力する。

ここで第２の推定予測モードＳＰＭをＤＣ・エッジ予測とすることにより、複数の予測モードを意味する１つのモード情報を効率よく符号化・復号することを可能とする。

図１２Ａは、図１１Ａで示した第１の予測モード推定部３２１、第２の予測モード推定部３２２、および信号判定部３２３の動作の一例を示すフローチャートである。信号判定部３２３での符号化モード情報の復号について、図１２Ａを用いてさらに詳しく説明する。

まず、信号判定部３２３は、第１の予測モード推定部３２１で導出される第１の推定予測モードＭＰＭを取得する（ステップＳ１２０１）。次に、信号判定部３２３は、符号化予測モード関連情報ＳＳＭＤを取得し、第１の推定予測モード指定フラグを復号する（ステップＳ１２０２）。第１の推定予測モード指定フラグが「１」である場合（ステップＳ１２０３でＹＥＳ）、選択予測モードＳＭＤを第１の推定予測モードＭＰＭとして設定し（ステップＳ１２０４）、出力する。

一方、第１の推定予測モード指定フラグが「０」である場合（ステップＳ１２０３でＮＯ）で、且つ第１の推定予測モードＭＰＭがＤＣ・エッジ予測モードである場合（ステップＳ１２０５でＹＥＳ）には、続いて選択予測モード符号化情報を復号する（ステップＳ１２０６）。復号することにより得られる選択予測モード番号で示されるモードを選択予測モードＳＭＤとして設定し（ステップＳ１２０７）、出力する。

また、第１の推定予測モードＭＰＭがＤＣ・エッジ予測モードではない場合（ステップＳ１２０５でＮＯ）、第２の推定予測モード指定フラグを復号する（ステップＳ１２０８）。第２の推定予測モード指定フラグが「１」である場合（ステップＳ１２０９でＹＥＳ）、選択予測モードＳＭＤを第２の推定予測モードＳＰＭとして設定し（ステップＳ１２１０）、出力する。第２の推定予測モード指定フラグが「０」である場合（ステップＳ１２０９でＮＯ）、選択予測モード符号化情報を復号する（ステップＳ１２１１）。復号することにより得られる選択予測モード番号で示されるモードを選択予測モードＳＭＤとして設定し（ステップＳ１２１２）、出力する。

なお、ここでは、第１の推定予測モードＭＰＭおよび第２の推定予測モードＳＰＭと一致しない場合、選択予測モードＳＭＤをそのまま選択モード符号化情報として符号化されている場合について説明したが、これに限らない。例えば、式３で示すように推定予測モードと一致する番号が無いため、選択予測モードＳＭＤのインデックス番号が推定予測モードのインデックス番号を超える場合には、推定予測モードの数（図６Ａ及び図７Ａの例では最大２）を減じて符号化することができる。そのため、復号時には、推定予測モードの数（図１１Ａ及び図１２Ａ最大２）を加えた値を選択モード符号化情報として復号する。これにより、さらに符号量を削減したビットストリームを復号することができる。

ｐａｒｓｅ（）は、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤから（）内のデータを復号することを示し、第１の推定予測モードＭＰＭのインデックス番号をＭＰＭ、選択予測モードＳＭＤのインデックス番号をＳＭＤ、第１の推定予測モード指定フラグをＭＰＭＦ、第２の推定予測モード指定フラグをＳＰＭＦ、ＤＣ・エッジ予測のインデックス番号をＤＣＥＤＧＥ、選択モード符号化情報をＲＥＭとした場合、前述の流れは例えば式９のように表すことができる。

なお、ＤＣ・予測モードに対応するインデックス番号を「０」としてもよい。この場合、常に第２の推定予測モードＳＰＭのインデックス番号が「０」となるため、選択予測モードＳＭＤのインデックス番号を符号化する際には、最低でも１を引いた値を符号化すればよくなる。そして、復号時には最低でも１を加えた値として復号することにより、さらに符号量を削減したビットストリームを復号することができる。式９と同様に表記した例を式１０に示す。

また、図１１Ａとは異なり、第１の予測モード推定部３２１と第２の予測モード推定部３２２との機能を入れ替えた構成をとってもよい。この構成を図１１Ｂに示す。図１１Ｂに示すように、第２の予測モード推定部３２２は、予測モード格納メモリ４１１と、第２の予測モード推定導出部４１３とを備える。

復元部３２０には、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤが入力され、符号化モードＭＤと、イントラ予測モードＩＰＭ又は位置情報（動きベクトル）ＭＶとを示す情報を符号化モード情報ＳＭＤとして出力する。

予測モード格納メモリ４１１は、入力された既に復号された符号化モード情報ＳＭＤを格納するメモリである。第２の予測モード推定導出部４１３は、予測モード格納メモリ４１１から、既に復号された符号化モード情報ＳＭＤの中から、予め決められた手段で予測モードを推定した結果である第２の推定予測モードＳＰＭを導出し、信号判定部３２３に対して出力する。

ここで第２の推定予測モードＳＰＭの導出方法としては、図１１Ａの第１の推定予測モードＭＰＭの導出方法と同じであるが、第１の推定予測モードＭＰＭを取得し、第２の推定予測モードＳＰＭと第１の推定予測モードＭＰＭとが重ならないように決めてもよい。例えば、候補とするモードの中から第１の推定予測モードＭＰＭを除外した後、予め決められた手法で第２の推定予測モードＳＰＭを決めることにより、第１及び第２の推定予測モードに異なる候補を設定することが可能となり、符号量を削減したビットストリームを復号することができる。また、この推定方法はビットストリームを符号化時と同じ方式を用いることとする。

第１の予測モード推定部３２１は、信号判定部３２３に対し、予め決められた方法で設定した第１の予測モードの推定値である第１の推定予測モードＭＰＭを信号判定部３２３に対して出力する。

ここで第１の推定予測モードＭＰＭをＤＣ・エッジ予測とすることにより、複数の予測モードを意味する１つのモード情報を効率よく符号化及び復号することを可能とする。

信号判定部３２３は、第１の推定予測モードＭＰＭと、第２の推定予測モードＳＰＭと、可変長復号部３３０からビットストリームを可変長復号することによって得られる符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤとに基づいて符号化モード情報ＳＭＤを生成し、出力する。

図１２Ｂは、図１１Ｂで示した第１の予測モード推定部３２１、第２の予測モード推定部３２２、および信号判定部３２３の動作の一例を示すフローチャートである。信号判定部３２３での符号化モード情報ＳＭＤの復号について図１２Ｂを用いてさらに詳しく説明する。

まず、信号判定部３２３は、符号化予測モード関連情報ＳＳＭＤを取得し、第１の推定予測モード指定フラグを復号する（ステップＳ１３０１）。第１の推定予測モード指定フラグが１である場合（ステップＳ１３０２でＹＥＳ）、選択予測モードＳＭＤを第１の推定予測モードＭＰＭとして設定し（ステップＳ１３０３）、出力する。

一方、第１の推定予測モード指定フラグが０である場合（ステップＳ１３０２でＮＯ）、信号判定部３２３は、第２の予測モード推定部３２２で導出される第２の推定予測モードＳＰＭを取得する（ステップＳ１３０４）。続いて、信号判定部３２３は、符号化予測モード関連情報ＳＳＭＤから、第２の推定予測モード指定フラグを復号する（ステップＳ１３０５）。

第２の推定予測モード指定フラグが「１」である場合（ステップＳ１３０６でＹＥＳ）、選択予測モードＳＭＤを第２の推定予測モードＳＰＭとして設定し（ステップＳ１３０７）、出力する。第２の推定予測モード指定フラグが「０」である場合（ステップＳ１３０６でＮＯ）、選択予測モード符号化情報を復号する（ステップＳ１３０８）。復号することにより得られる選択予測モード番号で示されるモードを選択予測モードＳＭＤとして設定し（ステップＳ１３０９）、出力する。

なお、ここでは、第１の推定予測モードＭＰＭおよび第２の推定予測モードＳＰＭと一致しない場合、選択予測モードＳＭＤをそのまま選択モード符号化情報として符号化されている場合について説明したが、これに限らない。例えば、式３で示すように推定予測モードと一致する番号が無いため、選択予測モードＳＭＤのインデックス番号が推定予測モードのインデックス番号を超える場合には、推定予測モードの数（図６Ｂ及び図７Ｂの例では最大２）を減じて符号化することができるため、復号時には、推定予測モードの数（図１１Ｂ及び図１２Ｂの例では最大２）を加えた値を選択モード符号化情報として復号する。これにより、さらに符号量を削減したビットストリームを復号することができる。式９、１０と同様に表記した例を式１１に示す。

なお、図１２Ａの場合と同様に、ＤＣ・予測モードに対応するインデックス番号を「０」としてもよい。この場合、常に第２の推定予測モードＳＰＭのインデックス番号が「０」となるため、選択予測モードＳＭＤのインデックス番号を符号化する際には、最低でも１引いた値を符号化すればよくなる。そして、復号時には最低でも１加えた値として復号することにより、さらに符号量を削減したビットストリームを復号することができる。式１１と同様に表記した例を式１２に示す。

上記のような構成をとることにより、平坦な部分の予測モードであるＤＣモードとエッジを含む部分の予測モードであるエッジ予測モードのモード情報を効率よく符号化したビットストリームの復号が可能となる。その結果、予測モード符号量の削減だけでなく、予測性能の向上によって画質を向上させることができる。

次に、図１３を参照して、図１２Ａ及び図１２Ｂの変形例を説明する。図１３は、実施形態２の変形例に係るフローチャートである。なお、以降の説明は、図１１Ａに示される復元部３２０が図１３の処理を実行する例であるが、これに限定されない。また、図１３に示されるフローチャートは、典型的には、図８の方法で符号化されたビットストリームを復号する際に用いられる。

まず、第１の予測モード推定部３２１は、第１の推定予測モードを決定する（Ｓ１４０１）。第１の推定予測モードの決定方法は、既に説明した方法を用いることができる。ここでは、復号対象ブロックに隣接し、且つ既に復号された複数のブロックの予測モードのうち、インデックス番号の最も小さい予測モードを第１の予測モードとして決定するものとする。

次に、第２の予測モード推定部３２２は、第２の推定予測モードを決定する（Ｓ１４０２）。第２の推定予測モードが第１の推定予測モードと異なることは、既に述べた通りである。また、第２の推定予測モードの決定方法は特に限定されないが、例えば、以下のような方法で決定することができる。

まず、第２の予測モード推定部３２２は、第１の推定予測モードがプラーナモードであるか否かを判断する。そして、第１の推定予測モードがプラーナモードであれば、第２の予測モード推定部３２２は、第２の推定予測モードをＤＣモードと決定する。一方、第１の推定予測モードがプラーナモードでなければ、第２の予測モード推定部３２２は、第２の推定予測モードをプラーナモードと決定する。

次に、信号判定部３２３は、可変長復号部３３０から取得した符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤに含まれるモード一致フラグに設定されている値を判断する（Ｓ１４０３）。そして、モード一致フラグに「１」が設定されている場合（Ｓ１４０３でＹｅｓ）、信号判定部３２３は、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤに含まれる予測モード特定フラグに設定されている値を判断する（Ｓ１４０４）。

予測モード特定フラグに「０」が設定されている場合（Ｓ１４０４でＹｅｓ）、信号判定部３２３は、選択予測モードを第１の推定予測モードに設定する（Ｓ１４０５）。一方、予測モード特定フラグに「１」が設定されている場合（Ｓ１４０４でＮｏ）、信号判定部３２３は、選択予測モードを第２の推定予測モードに設定する（Ｓ１４０６）。

一方、ステップＳ１４０３において、モード一致フラグに「０」が設定されている場合（Ｓ１４０３でＮｏ）、信号判定部３２３は、選択予測モード符号化情報を復号する（Ｓ１４０７）。そして、信号判定部３２３は、復号することにより得られる選択予測モード番号で示される予測モードを、選択予測モードＳＭＤとして設定する（ステップＳ１４０８）。

図１３に示されるフローチャートは、図１２Ａ及び図１２Ｂに示されるフローチャートと比較すると、各フラグの示す意味内容や比較処理等の処理順序が相違するものの、２つの推定予測モードを使用して選択予測モードを復元する点で共通する。

すなわち、図１２Ａ、図１２Ｂ、及び図１３に示される処理では、いずれも、フラグ情報が選択予測モードと第１の推定予測モードとが一致していることを示す場合に、第１の推定予測モードが選択予測モードと決定される。また、フラグ情報が選択予測モードと第２の推定予測モードとが一致していることを示す場合に、第２の推定予測モードが前記選択予測モードと決定される。そして、フラグ情報が選択予測モードと第１及び第２の推定予測モードとが一致していないことを示す場合に、モード情報にさらに含まれる選択予測モードを特定する情報に基づいて、選択予測モードが復元される。

以上、本発明の画像復号装置及び対応する方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものも、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、選択予測モードＳＭＤのインデックス番号の符号化において、インデックス番号順に符号化するのではなく、第１の推定予測モードＭＰＭもしくは第２の推定予測モードＳＰＭに近い方向ベクトルから、順番に小さい番号を付与して符号化されているとして復号してもよい。これにより、より小さい番号を符号化したビットストリームを復号することになり、符号量を削減することができる。

また、本発明は、Ｈ．２６４映像符号化規格に限定されず、非特許文献２のエッジ方向を利用したイントラ予測モード（エッジ予測モード）など、上述の従来のイントラ予測モード予測値、位置情報（動きベクトル）予測値に限定されない。事実、発明の予測モード推定方法は、いかなるブロックベースの映像符号化器に用いられてもよい。

また、本発明の予測モード推定方法におけるエッジ検出部は、映像符号化方式の一部の機能と共有してもよい。例えば、エッジ予測モードを含む映像符号化方式に、本発明を適用することで、エッジ検出部を共に用いることができ、リソースを有効利用できる。

また、本発明は、映像符号化アプリケーションに限られず、ブロックベースの静止画像符号化に用いられてもよい。

また、本発明は、上述したように、画像復号装置およびこれらの方法として実現できるだけではなく、本実施の形態の画像復号方法のそれぞれをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現してもよい。また、当該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現してもよい。さらに、当該プログラムを示す情報、データ又は信号として実現してもよい。そして、これらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネットなどの通信ネットワークを介して配信されてもよい。

以上、本発明の画像復号装置及び対応する方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものも、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、本実施の形態によれば、ＤＣ予測とエッジ予測を同じ予測インデックス番号として扱っている例を挙げた。しかしながら、本発明は、この点には限定されない。代わりに、エッジ予測と逐次的に予測画素を生成していく、方向予測と異なる方法で予測画素を生成する予測モードとエッジ予測とを同じ予測インデックスとして扱う場合であったとしても、同様の処理を行うことで、効率的に予測モードを符号化・復号することが可能となる。

（実施の形態３）
ここでは、前述の画像符号化装置１００が備える設定部１４０、画像復号装置３００が備える復元部３２０にそれぞれエッジ検出器を含むエッジベクトル判定部１４０１、１５０１を備える場合について説明する。

図１４は、実施の形態１で説明した画像符号化装置１００の一部である設定部１４０がエッジベクトル判定部１４０１を含む構成の一例を示す図である。同図に示すように、設定部１４０は、第１の予測モード推定部１４１と、第２の予測モード推定部１４２と、モード情報生成部１４３と、エッジベクトル判定部１４０１とを備える。なお、図４、図６Ａ、及び図６Ｂと同じ構成については、同じ参照符号を付している。

設定部１４０は、選択予測モードＳＭＤと、既に符号化され復号された画像信号ＬＤとを取得し、対象ブロックに対する選択予測モードの符号化信号として、符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤを可変長符号化部１３１に対して出力する。

エッジベクトル判定部１４０１は、前述の既に符号化され復号された周囲に位置する画像信号ＬＤを取得し、エッジ検出処理を施し、周囲にエッジが存在するかどうかを判定する。この動作について、図１８を用いて詳しく説明する。図１８は、エッジの検出対象の一例を示す概略図である。一例として、符号化対象として４×４画素の処理対象ブロック１８０１に対するエッジ検出を行う例を示す。この処理単位は一例であり、予測ブロックの単位であれば、これに限らない。処理対象ブロック１８０１の周囲の符号化、復号済みの領域（対象ブロックの左、左上、上、右上の隣接領域とする）のうち斜線で示す領域１８０２に対して、エッジ検出処理を行う。１マスは１画素を示し、斜線で示す領域の１画素に対し、隣接する８画素を含む９画素に対して処理を行う。エッジ検出処理としては、式１３で示すソーベル演算子を用いる。ソーベル演算子を用いて、水平、垂直方向に対するエッジの強度が得られる。この強度と方向を示すベクトルをエッジベクトルと呼ぶ。

例えば、一定以上の強度を有するベクトル１８０３、１８０４を検出し、その中でもっとも大きさの強いベクトルをエッジベクトルとして検出する。

ここで、エッジベクトル判定部１４０１は、前述の検出されたエッジベクトルに従い、ＤＣ・エッジ予測において、ＤＣ予測を行うかエッジ予測を行うかの判定を行い、モード情報生成部１４３に対して出力する。ここで判定の条件としては、最大強度のベクトルの大きさを用いて、例えば一定以上の大きさを有する場合には、エッジ予測を用いることとしてもよい。

この構成での設定部１４０の動作について、図１６を用いてさらに詳細に説明する。図１６は、設定部１４０の動作の一例を示す図である。

モード情報生成部１４３は、エッジベクトル判定部１４０１よりＤＣ予測を行うかエッジ予測を行うかの判定の情報を取得する（ステップＳ１６０１）。エッジ予測を使用する条件である場合（ステップＳ１６０２でＹＥＳ）、ＤＣ・エッジ予測モードを第１の推定予測モードＭＰＭとして設定し（ステップＳ１６０３）、以降は図７Ｂと同じ流れ（ステップＳ８０１からＳ８１３）で符号化情報を決定し、決定した符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤを可変長符号化部１３１に対して出力する（ステップＳ１６０４）。

一方、エッジ予測を使用しない条件である場合（ステップＳ１６０２でＮＯ）、第１の予測モード推定部１４１によって導出された第１の推定予測モードＭＰＭを取得する（ステップＳ１６０５）。以降、例えば非特許文献１で示す方法で、符号化情報を決定し、決定した符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤを可変長符号化部１３１に対して出力する（ステップＳ１６０６）。

なお、上記の動作は一例であり、本発明はこれに限るものではない。例えばステップＳ１６０６で従来の方式で符号化するとしたが、第２の推定予測モードＳＰＭを用いて符号化を行っても良い。このときの第２の推定予測モードＳＰＭの導出方法としては、第１の推定予測モードＭＰＭと重複しないもので、既に符号化されたブロックで使用頻度の高いモードを設定してもよい。これにより、さらに符号化効率を向上させることができる。

なお、ステップＳ１６０４で図７Ｂと同じ動作を行う例について説明したが、この場合の第２の推定予測モードＳＰＭを、エッジ検出で検出されたエッジの方向によって導出しても良い。この場合エッジベクトル判定部１４０１は、検出したエッジベクトルの方向の情報を第２の予測モード推定部１４２に対して出力する。

エッジベクトルの方向から第２の推定予測モードＳＰＭを決定する例としては、予測モード候補が、８個の方向予測モードとＤＣ予測モードとエッジ予測モードのどちらかを示すＤＣ・エッジ予測との計９個である場合において、９個の予測モード候補を、検出されたエッジの方向に近い方向予測モードを第２の推定予測モードＳＰＭとしてもよい。

このようにすることで、周囲で選択された予測モードの分布によって決めるより、さらに画像の特徴に合った予測モードを導出することができ、さらに符号量の削減をすることが可能となる。

図１５は、実施の形態２で説明した画像復号装置３００の一部である復元部３２０がエッジベクトル判定部１５０１を含む構成の一例を示す図である。同図に示すように、復元部３２０は、第１の予測モード推定部３２１と、第２の予測モード推定部３２２と、信号判定部３２３と、エッジベクトル判定部１５０１とを備える。なお、図９、図１１Ａ及び図１１Ｂと同じ構成については、同じ参照符号を付している。

復元部３２０は、可変長復号された符号化予測モード関連信号ＳＳＭＤと、既に符号化され復号された画像信号ＬＤとを取得し、対象ブロックに対する選択予測モードの符号化信号として、選択予測モードＳＭＤを出力する。

エッジベクトル判定部１５０１は、前述の既に符号化され復号された周囲に位置する画像信号ＬＤを取得し、エッジ検出処理を施し、周囲にエッジが存在するかどうかを判定する。動作については、符号化時の動作を同じ動作を行うものとする。

この構成での復元部３２０の動作について、図１７を用いてさらに詳細に説明する。図１７は、復元部３２０の動作の一例を示す図である。

信号判定部３２３は、エッジベクトル判定部１５０１よりＤＣ予測を行うかエッジ予測を行うかの判定の情報を取得する（ステップＳ１７０１）。エッジ予測を使用する条件である場合（ステップＳ１７０２でＹＥＳ）、第１の推定予測モードＭＰＭをＤＣ・エッジ予測モードと設定し（ステップＳ１７０３）、以降は図１２Ｂと同じ流れ（ステップＳ１３０１からＳ１３０９）で復号処理を行い、選択予測モードＳＭＤを出力する（ステップＳ１７０４）。

一方、エッジ予測を使用しない条件である場合（ステップＳ１７０２でＮＯ）、第１の予測モード推定部３２１によって導出された第１の推定予測モードＭＰＭを取得する（ステップＳ１７０５）。以降、例えば非特許文献１で示す方法で、選択予測モードＳＭＤを出力する（ステップＳ１７０６）。

なお、上記の動作は一例であり、本発明はこれに限るものではなく、符号化方法と同じように変更が可能である。例えばステップＳ１７０６で従来の方式で符号化するとしたが、第２の推定予測モードＳＰＭを用いて符号化を行った場合、復号側も同様することができる。このときの第２の推定予測モードＳＰＭの導出方法としては、第１の推定予測モードＭＰＭと重複しないもので、既に符号化されたブロックで使用頻度の高いモードを設定してもよい。これにより、さらに符号化効率を向上させることができる。

なお、ステップＳ１７０４で図１２Ｂと同じ動作を行う例について説明したが、この場合の第２の推定予測モードＳＰＭを、エッジ検出で検出されたエッジの方向によって導出しても良い。この場合エッジベクトル判定部１５０１は、検出したエッジベクトルの方向の情報を第２の予測モード推定部３２２に対して出力する。

エッジベクトルの方向から第２の推定予測モードＳＰＭを決定する例としては、予測モード候補が、８個の方向予測モードとＤＣ予測モードとエッジ予測モードのどちらかを示すＤＣ・エッジ予測との計９個である場合において、９個の予測モード候補を、検出されたエッジの方向に近い方向予測モードを第２の推定予測モードＳＰＭとしてもよい。

このようにすることで、周囲で選択された予測モードの分布によって決めるより、さらに画像の特徴に合った予測モードを導出することができ、さらに符号量の削減をしたビットストリームを復号することが可能となる。

なお、例えば、選択予測モードＳＭＤのインデックス番号の符号化において、インデックス番号順に符号化するのではなく、検出したエッジベクトルに近い方向ベクトルから、順番に小さい番号を付与して符号化及び復号してもよい。これにより、より小さい番号を符号化及び復号することになり、符号量を削減することができる。

例えば、本実施の形態によれば、ソーベル演算子を用いて勾配を算出することで、エッジの検出を行った。しかしながら、本発明は、この点には限定されない。代わりに、検出されたエッジの方向性が算出されれば、どのようなエッジ検出ツールが用いられてもよい。ソーベル演算子は、可能なエッジ検出技術の一例に過ぎない。例えば、式１４に示すプレウィット演算子を用いてもよい。

なお、本実施の形態の画像符号化装置１００及び画像復号装置３００では、エッジ検出処理を行うために、図１Ａに示す参照画素２０だけではなく、参照画素２０を含むブロックに含まれる全画素のデータを、参照ピクチャメモリ１６０及びフレームメモリ３１４に格納する必要がある。これに対して、周囲のブロックを復号すると同時に、すなわち、勾配の算出に必要な参照画素の画素値が得られると同時に、勾配の算出処理を行い、勾配の算出処理結果だけを参照ピクチャメモリ１６０及びフレームメモリ３１４、又は、他のメモリに格納してもよい。

このとき、例えば、閾値を超えたノルム（又は、勾配値）のみを格納することで、よりメモリ資源を節約することができる。あるいは、各ブロックの最大のノルムとその画素位置のみを格納してもよい。この場合、算出したノルム（又は、勾配値）を参照ピクチャメモリ１６０及びフレームメモリ３１４などに格納する。

これにより、画像符号化装置１００及び画像復号装置３００が備えるメモリ資源を有効に利用することができる。

また、本発明は、Ｈ．２６４映像符号化規格に限定されず、非特許文献２のエッジ方向を利用したイントラ予測モード（エッジ予測モード）など、上述の従来のイントラ予測モード予測値、位置情報（動きベクトル）予測値に限定されない。事実、発明の予測モード推定方法は、いかなるブロックベースの映像符号化器に用いられてもよい。

また、本発明の予測モード推定方法におけるエッジ検出部は、映像符号化方式の一部の機能と共有してもよい。例えば、エッジ予測モードを含む映像符号化方式に、本発明を適用することで、エッジ検出部を共に用いることができ、リソースを有効利用できる。

また、本発明は、映像符号化アプリケーションに限られず、ブロックベースの静止画像符号化に用いられてもよい。

また、本発明は、上述したように、画像符号化装置、画像復号装置及びこれらの方法として実現できるだけではなく、本実施の形態の画像符号化方法及び画像復号方法のそれぞれをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現してもよい。また、当該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現してもよい。さらに、当該プログラムを示す情報、データ又は信号として実現してもよい。そして、これらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネットなどの通信ネットワークを介して配信されてもよい。

（実施の形態４）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または動画像復号化方法の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。

さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法や動画像復号化方法の応用例とそれを用いたシステムを説明する。

図１９は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex１０６、ex１０７、ex１０８、ex１０９、ex１１０が設置されている。

このコンテンツ供給システムex１００は、インターネットex１０１にインターネットサービスプロバイダex１０２および電話網ex１０４、および基地局ex１０６からex１１０を介して、コンピュータex１１１、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）ex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５などの各機器が接続される。

しかし、コンテンツ供給システムex１００は図１９のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。

カメラex１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラex１１６はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ex１１４は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile Communications）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式、若しくはＬＴＥ（Long Term Evolution）方式、ＨＳＰＡ(High Speed Packet Access)の携帯電話機、またはＰＨＳ（Personal Handyphone System）等であり、いずれでも構わない。

コンテンツ供給システムex１００では、カメラex１１３等が基地局ex１０９、電話網ex１０４を通じてストリーミングサーバex１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラex１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い、ストリーミングサーバex１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバex１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータex１１１、ＰＤＡex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号化処理して再生する。

なお、撮影したデータの符号化処理はカメラex１１３で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号化処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラex１１３に限らず、カメラex１１６で撮影した静止画像および／または動画像データを、コンピュータex１１１を介してストリーミングサーバex１０３に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラex１１６、コンピュータex１１１、ストリーミングサーバex１０３のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。

また、これら符号化・復号化処理は、一般的にコンピュータex１１１や各機器が有するＬＳＩex５００において処理する。ＬＳＩex５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化・復号化用のソフトウェアをコンピュータex１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化・復号化処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ex１１４がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ex１１４が有するＬＳＩex５００で符号化処理されたデータである。

また、ストリーミングサーバex１０３は複数のサーバや複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。

以上のようにして、コンテンツ供給システムex１００では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムex１００では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号化し、再生することができ、特別な権利や設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。

なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図２０に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置または動画像復号化装置のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである。これを受けた放送衛星ex２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ex３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex２１７等の装置が復号化して再生する。

また、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録メディアex２１５に記録した多重化データを読み取り復号化する、または記録メディアex２１５に映像信号を符号化し、さらに場合によっては音楽信号と多重化して書き込むリーダ／レコーダex２１８にも上記各実施の形態で示した動画像復号化装置または動画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタex２１９に表示され、多重化データが記録された記録メディアex２１５により他の装置やシステムにおいて映像信号を再生することができる。また、ケーブルテレビ用のケーブルex２０３または衛星／地上波放送のアンテナex２０４に接続されたセットトップボックスex２１７内に動画像復号化装置を実装し、これをテレビのモニタex２１９で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に動画像復号化装置を組み込んでもよい。

図２１は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。

また、テレビex３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号化する、またはそれぞれの情報を符号化する音声信号処理部ex３０４、映像信号処理部ex３０５を有する信号処理部ex３０６と、復号化した音声信号を出力するスピーカex３０７、復号化した映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ex３０８を有する出力部ex３０９とを有する。さらに、テレビex３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ex３１２等を有するインタフェース部ex３１７を有する。さらに、テレビex３００は、各部を統括的に制御する制御部ex３１０、各部に電力を供給する電源回路部ex３１１を有する。インタフェース部ex３１７は、操作入力部ex３１２以外に、リーダ／レコーダex２１８等の外部機器と接続されるブリッジex３１３、ＳＤカード等の記録メディアex２１６を装着可能とするためのスロット部ex３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバex３１５、電話網と接続するモデムex３１６等を有していてもよい。なお記録メディアex２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビex３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。

まず、テレビex３００がアンテナex２０４等により外部から取得した多重化データを復号化し、再生する構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、ＣＰＵ等を有する制御部ex３１０の制御に基づいて、変調／復調部ex３０２で復調した多重化データを多重／分離部ex３０３で分離する。さらにテレビex３００は、分離した音声データを音声信号処理部ex３０４で復号化し、分離した映像データを映像信号処理部ex３０５で上記各実施の形態で説明した復号化方法を用いて復号化する。復号化した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ex３０９から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファex３１８、ex３１９等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビex３００は、放送等からではなく、磁気／光ディスク、ＳＤカード等の記録メディアex２１５、ex２１６から多重化データを読み出してもよい。次に、テレビex３００が音声信号や映像信号を符号化し、外部に送信または記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、制御部ex３１０の制御に基づいて、音声信号処理部ex３０４で音声信号を符号化し、映像信号処理部ex３０５で映像信号を上記各実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重／分離部ex３０３で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファex３２０、ex３２１等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファex３１８、ex３１９、ex３２０、ex３２１は図示しているように複数備えていてもよいし、１つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調／復調部ex３０２や多重／分離部ex３０３の間等でもシステムのオーバフロー、アンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。

また、テレビex３００は、放送等や記録メディア等から音声データ、映像データを取得する以外に、マイクやカメラのＡＶ入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビex３００は上記の符号化処理、多重化、および外部出力ができる構成として説明したが、これらの処理を行うことはできず、上記受信、復号化処理、外部出力のみが可能な構成であってもよい。

また、リーダ／レコーダex２１８で記録メディアから多重化データを読み出す、または書き込む場合には、上記復号化処理または符号化処理はテレビex３００、リーダ／レコーダex２１８のいずれで行ってもよいし、テレビex３００とリーダ／レコーダex２１８が互いに分担して行ってもよい。

一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図２２に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報および記録メディアex２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex４０５は記録メディアex２１５を回転させる。サーボ制御部ex４０６は、ディスクモータex４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドex４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex４０７は、情報再生／記録部ex４００全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex４０７が、バッファex４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex４０２、再生復調部ex４０３、サーボ制御部ex４０６を協調動作させながら、光ヘッドex４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex４０７は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。

以上では、光ヘッドex４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。

図２３に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。

以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりなど、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。

また、デジタル放送用システムex２００において、アンテナex２０５を有する車ex２１０で衛星ex２０２等からデータを受信し、車ex２１０が有するカーナビゲーションex２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex２１１の構成は例えば図２１に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。また、上記携帯電話ex１１４等の端末は、テレビex３００と同様に、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムex２００において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されたデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。

このように、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法あるいは動画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記各実施の形態で説明した効果を得ることができる。

また、本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。

（実施の形態５）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。

ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。

この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。

図２４は、多重化データの構成を示す図である。図２４に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラファイックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ−３、Ｄｏｌｂｙ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ−ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。

多重化データに含まれる各ストリームはＰＩＤによって識別される。例えば、映画の映像に利用するビデオストリームには０ｘ１０１１が、オーディオストリームには０ｘ１１００から０ｘ１１１Ｆまでが、プレゼンテーショングラフィックスには０ｘ１２００から０ｘ１２１Ｆまでが、インタラクティブグラフィックスストリームには０ｘ１４００から０ｘ１４１Ｆまでが、映画の副映像に利用するビデオストリームには０ｘ１Ｂ００から０ｘ１Ｂ１Ｆまで、主音声とミキシングする副音声に利用するオーディオストリームには０ｘ１Ａ００から０ｘ１Ａ１Ｆが、それぞれ割り当てられている。

図２５は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６およびex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７およびex２４０に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex２４１およびインタラクティブグラフィックスex２４４のデータをそれぞれＰＥＳパケット列ex２４２およびex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３およびex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。

図２６は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図２６における第１段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第２段目は、ＰＥＳパケット列を示す。図２６の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，ｙｙ３，ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）が格納される。

図２７は、多重化データに最終的に書き込まれるＴＳパケットの形式を示している。ＴＳパケットは、ストリームを識別するＰＩＤなどの情報を持つ４ＢｙｔｅのＴＳヘッダとデータを格納する１８４ＢｙｔｅのＴＳペイロードから構成される１８８Ｂｙｔｅ固定長のパケットであり、上記ＰＥＳパケットは分割されＴＳペイロードに格納される。ＢＤ−ＲＯＭの場合、ＴＳパケットには、４ＢｙｔｅのＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿Ｈｅａｄｅｒが付与され、１９２Ｂｙｔｅのソースパケットを構成し、多重化データに書き込まれる。ＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿ＨｅａｄｅｒにはＡＴＳ（Ａｒｒｉｖａｌ＿Ｔｉｍｅ＿Ｓｔａｍｐ）などの情報が記載される。ＡＴＳは当該ＴＳパケットのデコーダのＰＩＤフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図２７下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。

また、多重化データに含まれるＴＳパケットには、映像・音声・字幕などの各ストリーム以外にもＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）、ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｍａｐ Ｔａｂｌｅ）、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）などがある。ＰＡＴは多重化データ中に利用されるＰＭＴのＰＩＤが何であるかを示し、ＰＡＴ自身のＰＩＤは０で登録される。ＰＭＴは、多重化データ中に含まれる映像・音声・字幕などの各ストリームのＰＩＤと各ＰＩＤに対応するストリームの属性情報を持ち、また多重化データに関する各種ディスクリプタを持つ。ディスクリプタには多重化データのコピーを許可・不許可を指示するコピーコントロール情報などがある。ＰＣＲは、ＡＴＳの時間軸であるＡＴＣ（Ａｒｒｉｖａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）とＰＴＳ・ＤＴＳの時間軸であるＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）の同期を取るために、そのＰＣＲパケットがデコーダに転送されるＡＴＳに対応するＳＴＣ時間の情報を持つ。

図２８はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さなどを記したＰＭＴヘッダが配置される。その後ろには、多重化データに関するディスクリプタが複数配置される。上記コピーコントロール情報などが、ディスクリプタとして記載される。ディスクリプタの後には、多重化データに含まれる各ストリームに関するストリーム情報が複数配置される。ストリーム情報は、ストリームの圧縮コーデックなどを識別するためストリームタイプ、ストリームのＰＩＤ、ストリームの属性情報（フレームレート、アスペクト比など）が記載されたストリームディスクリプタから構成される。ストリームディスクリプタは多重化データに存在するストリームの数だけ存在する。

記録媒体などに記録する場合には、上記多重化データは、多重化データ情報ファイルと共に記録される。

多重化データ情報ファイルは、図２９に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。

多重化データ情報は図２９に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのＰＩＤフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるＡＴＳの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのＰＴＳであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのＰＴＳに１フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。

ストリーム属性情報は図３０に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。オーディオストリーム属性情報は、そのオーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。

本実施の形態においては、上記多重化データのうち、ＰＭＴに含まれるストリームタイプを利用する。また、記録媒体に多重化データが記録されている場合には、多重化データ情報に含まれる、ビデオストリーム属性情報を利用する。具体的には、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置において、ＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に対し、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示す固有の情報を設定するステップまたは手段を設ける。この構成により、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成した映像データと、他の規格に準拠する映像データとを識別することが可能になる。

また、本実施の形態における動画像復号化方法のステップを図３１に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexＳ１０３において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。

このように、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に新たな固有値を設定することにより、復号する際に、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法または装置で復号可能であるかを判断することができる。従って、異なる規格に準拠する多重化データが入力された場合であっても、適切な復号化方法または装置を選択することができるため、エラーを生じることなく復号することが可能となる。また、本実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、または、動画像復号方法または装置を、上述したいずれの機器・システムに用いることも可能である。

（実施の形態６）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図３２に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。

例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ex５０７に送られ、信号処理部ex５０７において音声信号の符号化および／または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏex５０６から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex１０７に向けて送信されたり、または記録メディアex２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex５０８にデータを蓄積するとよい。

なお、上記では、メモリex５１１がＬＳＩex５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩex５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファex５０８も１つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩex５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。

また、上記では、制御部ex５１０が、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有するとしているが、制御部ex５１０の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ex５０７がさらにＣＰＵを備える構成であってもよい。信号処理部ex５０７の内部にもＣＰＵを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、ＣＰＵex５０２が信号処理部ex５０７、または信号処理部ex５０７の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ex５０１は、信号処理部ex５０７、またはその一部を有するＣＰＵex５０２を備える構成となる。

なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

（実施の形態７）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。

この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図３３は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。

より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図３２のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図３２の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態５で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態５で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図３５のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。

図３４は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexＳ２０３において、駆動周波数を低く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。

さらに、駆動周波数の切替えに連動して、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を変更することにより、省電力効果をより高めることが可能である。例えば、駆動周波数を低く設定する場合には、これに伴い、駆動周波数を高く設定している場合に比べ、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することが考えられる。

また、駆動周波数の設定方法は、復号する際の処理量が大きい場合に、駆動周波数を高く設定し、復号する際の処理量が小さい場合に、駆動周波数を低く設定すればよく、上述した設定方法に限らない。例えば、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する映像データを復号する処理量の方が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置により生成された映像データを復号する処理量よりも大きい場合には、駆動周波数の設定を上述した場合の逆にすることが考えられる。

さらに、駆動周波数の設定方法は、駆動周波数を低くする構成に限らない。例えば、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＣＰＵex５０２の駆動を停止させることなく、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。

このように、映像データが準拠する規格に応じて、駆動周波数を切替えることにより、省電力化を図ることが可能になる。また、電池を用いてＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置を駆動している場合には、省電力化に伴い、電池の寿命を長くすることが可能である。

（実施の形態８）
テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。

この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図３６（ａ）のex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明は、分割領域の境界におけるフィルタ処理に特徴を有していることから、例えば、分割領域の境界におけるフィルタ処理については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のエントロピー符号化、デブロッキング・フィルタ、動き補償のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。

また、処理を一部共有化する他の例を図３６（ｂ）のex１０００に示す。この例では、本発明に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。

このように、本発明の動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。

本発明の画像符号化方法及び画像復号方法は、符号化効率をより高めることができるという効果を奏し、例えば、デジタルカメラ、デジタルテレビ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）レコーダなどに利用することができる。

１０ 対象ブロック
２０ 参照画素
３０、４０ 周囲ブロック
１００ 画像符号化装置
１１０ 符号化部
１１１ 減算部
１１２ 周波数変換部
１１３ 量子化部
１１４ イントラ予測モード決定部
１１５ 動き検出部
１１６、３１６ イントラ予測部
１１７、３１７ 動き補償部
１１８、１１９、３１５、３１８ スイッチ
１２０ 復号部
１２１、３１１ 逆量子化部
１２２、３１２ 逆周波数変換部
１２３、３１３ 加算部
１３０ 出力部
１３１、５２０ 可変長符号化部
１４０、５１０ 設定部
１４１、３２１ 第１の予測モード推定部
１４２、３２２ 第２の予測モード推定部
１４３、５１５ モード情報生成部
１５０、３１４ フレームメモリ
１６０ 参照ピクチャメモリ
１７０、３４０ 制御部
２１１、４１１、５１１、６２３ 予測モード格納メモリ
２１２、４１２ 第１の予測モード推定導出部
２１３、４１３ 第２の予測モード推定導出部
３００ 画像復号装置
３１０ 復号部
３２０、６２０ 復元部
３２３、６２１ 信号判定部
３３０、６１０ 可変長復号部
１４０１、１５０１ エッジベクトル判定部
１８０３、１８０４ エッジ

Claims (1)

1. 第１画像をブロック毎に符号化する画像符号化装置と、第２画像をブロック毎に符号化することで生成された符号化画像データを復号する画像復号装置とを備える画像符号化復号装置であって、
   前記画像符号化装置は、
   ３つ以上の予測モードの中から選択された１つの予測モードを用いて前記第１画像に含まれる符号化対象ブロックを予測して符号化する画像符号化部と、
   前記選択された１つの予測モードを示す第１モード情報を符号化するモード情報符号化部とを備え、
   前記モード情報符号化部は、
   既に符号化済みであり、かつ前記符号化対象ブロックに隣接する複数の隣接ブロックそれぞれの予測に用いられた予測モードに基づいて、前記３つ以上の予測モードから１つの予測モードを第１の推定予測モードとして決定する第１の予測モード推定部と、
   前記３つ以上の予測モードから、前記第１の推定予測モードと異なる１つの予測モードを第２の推定予測モードとして決定する第２の予測モード推定部と、
   前記選択された１つの予測モードと、前記第１の推定予測モードおよび前記第２の推定予測モードの少なくとも一つに基づいて、前記第１モード情報を設定する設定部と、を有し、
   前記第２の予測モード推定部は、前記第１の推定予測モードが前記３つ以上の予測モードのうち、予め定められた優先モードであるか否かを判断し、前記第１の推定予測モードが前記優先モードでない場合、前記優先モードを前記第２の推定予測モードとして決定し、
   前記画像復号装置は、
   前記符号化画像データの復号対象ブロックに対して符号化時に実行された予測モードの選択結果を示す第２モード情報に基づいて、符号化時の予測に用いられた選択予測モードを復元する復元部と、
   前記選択予測モードを用いて、前記復号対象ブロックを復号することで、復号ブロックを生成する復号部とを備え、
   前記復元部は、
   既に復号済みであり、かつ前記復号対象ブロックに隣接する複数の隣接ブロックの予測に用いられた選択予測モードに基づいて、３つ以上の予測モードから１つの予測モードを第３の推定予測モードとして決定する第３の予測モード推定部と、
   前記３つ以上の予測モードから、前記第３の推定予測モードと異なる１つの予測モードを第４の推定予測モードとして決定する第４の予測モード推定部とを備え、
   前記第２モード情報と前記第３の推定予測モードと前記第４の推定予測モードとに基づいて、前記選択予測モードを復元し、
   前記第４の予測モード推定部では、前記第３の推定予測モードが前記３つ以上の予測モードのうち、予め定められた優先モードであるか否かを判断し、前記第３の推定予測モードが前記優先モードでない場合、前記優先モードを前記第４の推定予測モードとして決定する、
   画像符号化復号装置。

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