JP2017085651A - フィルタリング方法およびフィルタリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理効率を改善することができるフィルタリング方法を提供する。【解決手段】画像に含まれる対象画像ブロックと隣接画像ブロックとの間のブロック境界の強度を示す第１パラメータを決定する決定ステップと、第１パラメータと量子化パラメータとの和の関数として第２パラメータを算出する算出ステップと、ブロック境界に適用されるものであって、フィルタ強度が異なる第１デブロッキングフィルタと第２デブロッキングフィルタのいずれか一方を、第２パラメータに基づき定義された閾値を用いて選択する選択ステップとを含み、その決定ステップは、対象画像ブロックと隣接画像ブロックのうち少なくとも一方がイントラ符号化されているかどうかを判断し、イントラ符号化されている場合、第１パラメータを第１固定値に設定する。【選択図】図１４

Description

本発明は、画像のフィルタリング処理に関し、特に、デブロッキングフィルタリング処理とデブロッキングフィルタリング処理の判定基準の導出法とに関する。

現在、標準的な映像符号化アルゴリズムの大半はハイブリッド映像符号化に基づくものである。通常、ハイブリッド映像符号化方法は、所望の圧縮ゲインを達成するために、いくつかの異なる可逆圧縮方式と不可逆圧縮方式とを組み合わせたものである。ハイブリッド映像符号化は、ＩＳＯ／ＩＥＣ標準規格（ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４のようなＭＰＥＧ−Ｘ標準規格）と同様に、ＩＴＵ−Ｔ標準規格（Ｈ．２６１やＨ．２６３のようなＨ．２６ｘ標準規格）の基礎でもある。最新の映像符号化標準規格は、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ（ＡＶＣ）と称されるものであり、これは、（ＩＴＵ−ＴグループとＩＳＯ／ＩＥＣ ＭＰＥＧグループとのジョイントチームである）ジョイントビデオチーム（ＪＶＴ）による標準化活動の成果である。このコーデックは、ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）という名称の下で、ＪＣＴ−ＶＣ（Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ Ｔｅａｍ ｏｎ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）によってさらに開発が進められており、特に高解像度の映像符号化の効率改善を目的としている。

エンコーダへ入力される映像信号は、フレームと呼ばれる画像のシーケンスであり、各フレームは２次元マトリクス状の複数の画素からなる。ハイブリッド映像符号化に基づく上述の標準規格は全て、個々の映像フレームを、複数の画素からなるより小さなブロックに分割することを含む。ブロックのサイズは、例えば、画像の内容によって異なる。符号化方法は、通常、ブロックごとに異なってもよい。例えばＨＥＶＣにおいて、そのようなブロックに許される最大サイズは６４×６４画素である。この最大サイズは最大符号化単位（ＬＣＵ）と称される。Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣにおいてマクロブロック（通常は１６×１６画素のブロックを指す）は、符号化が実行され、さらに何らかの符号化／復号ステップが適用されるより小さなサブブロックに分割される可能性がある基本の画像要素である。

典型的には、ハイブリッド映像符号化における符号化ステップには、空間的および／または時間的予測が含まれる。したがって、各符号化対象ブロックは、まず、空間的に隣接したブロックまたは時間的に隣接したブロック、つまり符号化済み映像フレームのブロックを用いて予測される。予測残差ブロックとも呼ばれる、符号化対象ブロックと予測との差分ブロックが、次に算出される。次の符号化ステップでは、残差ブロックが空間（画素）領域から周波数領域へ変換される。変換の目的は、入力ブロックの相関性を弱めることである。次の符号化ステップにおいて、変換係数が量子化される。このステップにおいて、実質的にロスが生じる（不可逆的な）圧縮が行われる。通常、圧縮変換係数値は、エントロピー符号化によって（可逆的に）さらに圧縮される。さらに、符号化映像信号を再構成するために必要な補助情報が符号化され、符号化映像信号とともに提供される。この情報は、例えば、空間的および／または時間的予測や量子化量等に関するものである。

図１は、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣおよび／またはＨＥＶＣに準拠した、典型的なビデオエンコーダ１００の一例を示す。減算器１０５がまず、入力映像（入力信号ｓ）の符号化対象ブロックと、対応する予測ブロックＳ＾との差分を求める。その差分は、符号化対象ブロックの予測に用いられる。当該予測信号は、時間的予測または空間的予測１８０によって得られる。予測のタイプは、フレームごとまたはブロックごとに異なる可能性がある。時間的予測を用いて予測されたブロックおよび／またはフレームは「インター」符号化されたと称され、空間的予測を用いて予測されたブロックおよび／またはフレームは、「イントラ」符号化されたと称される。時間的予測を用いる予測信号は、メモリに格納されている、符号化済みの画像から導出する。空間的予測を用いる予測信号は、既に符号化・復号済みの、メモリに格納された隣接ブロックの境界画素値から導出される。入力信号と予測信号との差分ｅは、予測誤差または残差と呼ばれ、変換されて（１１０）係数となり、量子化される（１２０）。格納するデータ量をさらに削減し、かつ／または可逆的に送信するために、量子化係数にエントロピー符号化（１９０）を適用する。これは主に、可変長の符号語を有する符号を適用することによって達成される。この符号語の長さは、発生確率に基づいて選択される。

復号（再構成）映像信号ｓ’を得るため、ビデオエンコーダ１００に復号部を組み入れる。上記符号化ステップに合わせて、復号ステップは、逆量子化および逆変換（１３０）を含む。そのようにして得た予測誤差信号ｅ’は、量子化ノイズとも称される量子化誤差が原因で、元の予測誤差信号とは異なる。その後、復号予測誤差信号ｅ’を予測信号Ｓ＾に加える（１４０）ことで、再構成信号ｓ’を得る。エンコーダ側とデコーダ側の互換性を保つため、エンコーダ側とデコーダ側の両方で得られる、符号化され続いて復号された映像信号に基づいて、予測信号Ｓ＾を得る。

量子化の結果、再構成映像信号に量子化ノイズが重畳される。ブロック単位での符号化のため、重畳されたノイズはブロッキング特性を有することが多く、特に強い量子化が行われた場合は、復号画像のブロック境界が目立つことになる。ブロッキングアーティファクトは、人間の視覚認識上マイナス効果を及ぼす。これらのアーティファクトを減らすため、デブロッキングフィルタ１５０を全ての再構成画像ブロックに適用する。デブロッキングフィルタは、再構成信号ｓ’に適用される。例えば、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣにおけるデブロッキングフィルタは、局所的適応能力を有する。ブロッキングノイズの程度が高い場合は、強い（帯域幅が狭い）ローパスフィルタが用いられ、ブロッキングノイズの程度が低い場合は、弱い（帯域幅が広い）ローパスフィルタが用いられる。ローパスフィルタの強度は、予測信号Ｓ＾および量子化予測誤差信号ｅ’によって決定される。デブロッキングフィルタは、概して、ブロックのエッジを平滑化し復号画像の主観的画質を改善する。さらに、画像内のフィルタリング処理済みの部分が次の画像の動き補償予測に用いられるため、フィルタリング処理によって予測誤差も減少し、符号化効率を改善することができる。

デブロッキングフィルタの後に、サンプル適応オフセット１５５および／または適応的ループフィルタ１６０を、デブロッキング済み信号ｓ’’を含む画像に適用してもよい。デブロッキングフィルタは主観的品質を改善する。一方で、サンプル適応オフセット（ＳＡＯ）およびＡＬＦは、画素単位の信頼性（「客観的」品質）の改善を目的とする。具体的には、ＳＡＯは、画素の最も近隣に従ってオフセットを追加する。適応的ループフィルタ（ＡＬＦ）は、圧縮によって起こる画像の歪みを補償するために用いられる。通常、適応的ループフィルタは、再構成済み画像ｓ’とソース画像ｓとの平均二乗誤差（ＭＳＥ）が最小化されるように決定されたフィルタ係数を有するウィーナフィルタである。ＡＬＦの係数を、フレーム単位で算出し送信してもよい。ＡＬＦはフレーム全体（映像シーケンスの画像）または局所領域（ブロック）に適用できる。フィルタリング処理する領域を示す追加的補助情報を、（ブロック単位、フレーム単位、または四分木単位で）送信してもよい。

インター符号化画像を復号するには、符号化および復号済み画像の一部も参照フレームバッファ１７０に格納する必要がある。インター符号化ブロックは、動き補償予測を用いることにより予測される（１８０）。まず、動き検出器により、符号化および復号済み映像フレーム内で対象ブロックに最も適合するブロックを見つける。この最適ブロックは予測信号となり、対象ブロックと最適ブロック間の相対的なずれ（動き）が、３次元の動きベクトルの形で動きデータとして信号で伝えられる。この動きデータは、符号化映像データとともに提供される補助情報内に含められる。３次元とは、２つの空間的な次元と１つの時間的な次元とからなる。予測精度を最適化するため、１／２画素解像度や１／４画素解像度などの空間的サブピクセル解像度で動きベクトルを求めてもよい。空間的サブピクセル解像度の動きベクトルは、復号済みフレーム内の、実存する画素値がない空間的位置、つまりサブピクセル位置を指してもよい。よって、動き補償予測を行うために、そのような画素値の空間的補間が必要である。これは、補間フィルタ（図１では予測ブロック１８０と統合されている）によって達成されてもよい。

イントラ符号化およびインター符号化モードの両方において、対象入力信号と予測信号との差分ｅが変換（１１０）および量子化（１２０）され、量子化係数となる。一般的に、２次元離散コサイン変換（ＤＣＴ）またはその整数バージョンなどの直交変換が使用される。なぜなら、これにより自然映像の相関が効率的に低下するからである。変換後、高周波成分よりも低周波成分の符号化により多くのビットが費やされる。これは通常、高周波成分よりも低周波成分が画質にとって重要であるからである。エントロピーコーダにおいて、２次元配列の量子化係数が１次元配列に変換される。典型的には、いわゆるジグザグスキャンによって変換される。ジグザグスキャンでは、２次元配列の左上隅にあるＤＣ係数から右下隅にあるＡＣ係数まで所定の順序で走査される。エネルギーは一般的に低周波に相当する２次元配列の係数の左上部分に集中するため、ジグザグスキャンを行うと、通常、最後の値がゼロとなる配列になる。これにより、実際のエントロピー符号化の一部として、またはその前処理として、ランレングス符号を用いる効率的な符号化が可能になる。

Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣおよびＨＥＶＣは、ビデオ符号化層（ＶＣＬ）とネットワーク抽象化層（ＮＡＬ）の２つの層を有する。ＶＣＬは、簡単に上述したように、符号化の機能性を提供する。ＮＡＬは、チャネルを越える送信や記憶装置への格納といったさらなる用途に合わせて、情報要素を、ＮＡＬユニットと称される標準単位にカプセル化する。情報要素とは、例えば、符号化予測誤差信号、または、予測タイプ、量子化パラメータ、動きベクトル等の映像信号の復号に必要な他の情報である。圧縮映像データと関連情報とを含むＶＣＬ ＮＡＬユニットがあり、映像シーケンス全体に関連するパラメータセットのような追加データをカプセル化しているｎｏｎ−ＶＣＬユニット、または、復号精度の改善に用いられる追加情報を提供する付加拡張情報（ＳＥＩ）もある。

図２は、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣまたはＨＥＶＣ映像符号化規格に準拠したデコーダ２００の例を示す。符号化映像信号（デコーダへの入力信号）は、まず、動きデータや予測モード等といった復号に必要な情報要素と量子化係数とを復号するエントロピーデコーダ２９０に送られる。量子化係数は、２次元配列を得るために逆走査され、その後、逆量子化・逆変換部２３０に入力される。逆量子化および逆変換（２３０）後、復号（量子化）予測誤差信号ｅ’が得られる。量子化ノイズが生じず、誤差が生じなかった場合、この復号（量子化）予測誤差信号ｅ’は、エンコーダに入力された信号から予測信号を減算して得た差分に相当する。

予測信号は、時間的または空間的予測（２８０）によって得られる。通常、復号された情報要素はさらに、イントラ予測の場合には予測タイプ、動き補償予測の場合には動きデータなどの予測に必要な情報を含む。空間領域における量子化予測誤差信号は、その後、加算器２４０により、動き補償予測またはフレーム内予測（２８０）から得られた予測信号に加算される。再構成画像ｓ’は、デブロッキングフィルタ２５０、サンプル適応オフセット処理部２５５、および、適応ループフィルタ２６０を介して送られてもよく、その結果得られる復号信号は、メモリ２７０に格納され、後続ブロック／画像の時間的または空間的予測に使用される。

ハイブリッドビデオエンコーダの一例をさらに説明したものを図３に示す。図３のエンコーダが図１のエンコーダと異なる点は、図１のデブロッキングフィルタ１５０が、垂直エッジを水平方向にデブロッキングするフィルタ３５０ａと水平エッジを垂直方向にデブロッキングするフィルタ３５０ｂとに分割されていることである。フィルタ３５０ａは、加算器１４０の出力である再構成信号Ｓ’に適用される。フィルタ３５０ｂの出力、つまり、Ｓ’’と表されるデブロッキング済み垂直エッジを含む画像はフィルタ３５０ｂに入力される。フィルタ３５０ｂの出力信号、つまり、垂直および水平方向にデブロッキングされた画像はＳ’’’と表される。さらに、図３は、エントロピーエンコーダ１９０と水平デブロッキングフィルタ３５０ａと垂直デブロッキングフィルタ３５０ｂとに入力される量子化パラメータＱＰを明示的に示している。

図３の残りのブロックは図１のブロックにそれぞれ対応し、図３と図１において、同等の機能は同じ参照符号で表されている。図３では、適応ループフィルタ１６０がウィーナフィルタとして明示的に記載されており、ブロック１５５（ＳＡＯ）とブロック１６０（ＡＬＦ）が入れ替わっている。しかしながら、これらのステップ順序は本発明において本質的なものではない。また、参照フレームバッファ１７０は、図３では明示的に示されていない。

図１のエンコーダと図２のデコーダの各機能における類似性を考えると、当業者であれば、２つの連続ステップで水平および垂直デブロッキングが明示的になされるデコーダを説明するために、図２をどのように変更すればよいか分かるであろう。したがって、各図は省略する。

画像を圧縮および解凍する際、ブロッキングアーティファクトは通常、ユーザにとって最も不快なものである。再構成画像のブロック間のエッジを平滑化することで、デブロッキングフィルタリング処理は、ユーザの知覚体験を改善する。デブロッキングフィルタリング処理の難点の１つは、量子化器の適用が原因でブロッキングにより生じるエッジと、符号化信号の一部であるエッジとを正確に判別することである。圧縮アーティファクトが原因でブロック境界に生じたエッジの場合にのみ、デブロッキングフィルタが適用されることが望ましい。他の場合、デブロッキングフィルタの適用により、再構成信号が歪む可能性がある。別の難点は、デブロッキングフィルタリング処理に適切なフィルタを選択することである。通常、異なる周波数応答を有する複数のローパスフィルタにおいて判定がなされ、強いまたは弱いローパスフィルタリング処理が行われる。デブロッキングフィルタリング処理を適用するかどうかを判定するため、また、適切なフィルタを選択するために、２つのブロックの境界付近に存在する画像データが考慮される。

例えば、隣接ブロックの量子化パラメータを考慮してもよい。代わりに、または、加えて、イントラまたはインターなどの予測モードを考慮してもよい。その他の可能性は、例えば、ゼロに量子化された係数はいくつあるかなど、量子化予測誤差係数を評価することである。また、例えば、同じ参照フレームが対象ブロックと隣接ブロックの予測に用いられたかなど、動き補償予測に用いた参照フレームをフィルタ選択の指標としてもよい。また、判定は、動き補償予測に用いた動きベクトルに基づくものでもよく、対象ブロックの動きベクトルと隣接ブロックの動きベクトルとが同じかそれとも異なるかに基づいてもよい。判定は、ブロックパッチまでの距離といったサンプル空間位置に関するものでもよい。

例えば、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ＡＶＣは、境界がデブロッキングされる２つの隣接ブロックそれぞれの第１の微分の絶対値を評価する。また、例えばＨ．２６４／ＭＰＥＧ−４ＡＶＣ規格の第８．７．２．２項で記載されているように、２つのブロック間のエッジにおける第１の微分の絶対値を評価する。同様の手法は、米国特許出願公開第２００７／８５４２０４号明細書にも記載されている。フィルタリング処理する全ての画素に対し同じ基準で判定がなされ、ブロック全体に対して選択が行われる。ＨＥＶＣでは同様のメカニズムを採用しているが、第２の微分も用いる。

これらの手法によると、２つのブロック間の特定エッジ（境界）に対してデブロッキングフィルタを適用するかどうかを判定し、適用する場合には、フィルタ強度がそれぞれ異なる複数のデブロッキングフィルタのうちどのフィルタを適用するのかを判定する必要がある。通常、フィルタ強度が大きなデブロッキングフィルタ（「強いフィルタ」）ほど、境界に隣接する画素値に対し、フィルタ強度が小さなフィルタ（「弱いフィルタ」）よりもより大幅な補正を行う。フィルタリング処理するか否かの判定は、ブロック単位の処理で適用される量子化によってブロック境界において大きな信号変化が生じるサンプルのみをフィルタリング処理するためのものである。このフィルタリング処理により、ブロック境界において平滑化された信号が得られる。平滑化された信号は、ブロッキングアーティファクトよりも、見る人に与える不快感が少ない。ブロック境界における大きな信号変化が符号化前の元の信号のものであるサンプルは、高い周波数、つまり、視覚的な鮮鋭さを保つために、フィルタリング処理されるべきではない。間違った判定がされた場合、画像は、不必要に平滑化されるか、ブロックノイズが残ったままになる。

上述した判定を行うために、当該技術分野では複数の判定基準が導出されてきた。判定基準は、ブロック境界の両側における画素値分布の詳細を規定するパラメータに基づいて機能する。通常、まず最初に、ブロック境界におけるブロックアーティファクトがどの程度顕著に現れるかを示すため、パラメータ（境界強度、ＢＳ）を導出する。そして、それに基づき、判定閾値を定義するパラメータを導出する。判定フローにおける各ステップでは、特に、境界強度（ＢＳ）を導出する際に、いくらかの（１または数）ＣＰＵサイクルが消費される。さらに、判定フローに関係するパラメータはそれぞれ、メモリ空間を必要とする。したがって、処理効率上の理由から、中間ステップおよびパラメータをできるだけ少なくして必要な計算および判定を行うことが望ましい。

本発明の目的は、基礎計算を簡易化することにより、デブロッキングおよびフィルタ選択における判定の処理効率を改善する改良デブロッキングフィルタリング処理手法を提供することである。

２つのパラメータの和の単一関数として導出される閾値に基づき、フィルタ強度が異なる複数のデブロッキングフィルタの中から、ブロック境界をデブロッキングするためのデブロッキングフィルタを選択することが本発明特有の手法である。一方のパラメータ（境界強度）は、境界におけるブロッキングアーティファクトの強度、すなわち、エッジ（境界）にどの程度ブロックノイズがみられるかを示す。他方のパラメータ（量子化）は、符号化の際に適用された量子化間隔の大きさを示す。

本発明の一態様は、画素からなる画像ブロックをデブロッキングフィルタリング処理する方法を提供する。当該方法は、２つの隣接画像ブロック間のブロック境界の強度を示す第１パラメータを決定する決定ステップと、前記第１パラメータと量子化パラメータとに基づき、前記第１パラメータと前記量子化パラメータとの和の関数として第２パラメータを算出する算出ステップとを含む。さらに、前記ブロック境界に適用されるものであって、フィルタ強度が異なる第１デブロッキングフィルタと第２デブロッキングフィルタのいずれか一方を、前記第２パラメータに基づき定義された閾値を用いて選択する選択ステップを含む。

本発明の別の態様は、画素からなる画像ブロックをデブロッキングフィルタリング処理する装置を提供する。当該装置は、２つの隣接画像ブロック間のブロック境界の強度を示す第１パラメータを決定する決定部を備える。さらに、前記第１パラメータと量子化パラメータとに基づき、前記第１パラメータと前記量子化パラメータとの和の関数として第２パラメータを算出する算出部を備える。さらに、前記ブロック境界に適用されるものであって、フィルタ強度が異なる第１デブロッキングフィルタと第２デブロッキングフィルタのいずれか一方を、前記第２パラメータに基づき定義された閾値を用いて選択する選択部とを備える。

付属図面は本発明のいくつかの実施の形態を説明する明細書に組み込まれ、かつ当該明細書の一部をなす。当該図面は実施の形態の説明と共に、本発明の原理を説明するものである。当該図面の目的は、本発明がどのようになされ、用いられるかを示す好適かつ代替可能な例を例示することだけであり、本発明を例示および説明された実施の形態のみに限定するものとして解釈されるべきではない。本発明のさらなる特徴および効果は、付属図面が示すような、下記のような本発明の様々な実施形態の詳細な説明から明らかになる。当該図面において、同じ参照符号は同じ要素を示す。
図１は、ビデオエンコーダの一例を示すブロック図である。 図２は、ビデオデコーダの一例を示すブロック図である。 図３は、ビデオエンコーダの一例を示す別のブロック図である。 図４Ａは、垂直境界上でのデブロッキングフィルタの適用を示す概略図である。 図４Ｂは、水平境界上でのデブロッキングフィルタの適用を示す概略図である。 図５は、デブロッキングを適用するか否かの判定、および、デブロッキングフィルタの選択を示す概略図である。 図６Ａは、強いフィルタで行われたデブロッキング処理を示す概略図である。 図６Ｂは、弱いフィルタで行われたデブロッキング処理を示す概略図である。 図７は、デブロッキングの典型的な処理方式を示すフローチャートである。 図８は、デブロッキングの境界強度値を導出する従来方式を示すフロー図である。 図９は、本発明の一態様に係る、境界強度に基づき閾値パラメータを決定するオフセットパラメータの改良導出法を示すフロー図である。 図１０は、図９の改良方式と図８の従来方式との符号化効率の比較を示す。 図１１は、本発明の一態様に係る、境界強度の簡易決定方式を示すフロー図である。 図１２は、図１１の簡易方式と図８の従来方式との符号化効率の比較を示す。 図１３は、本発明の実施の形態に係る改良・簡易ＢＳ算出方式を示すフロー図である。 図１４は、本発明の実施の形態に係る算出手法のさらなる改良例を示すフロー図である。 図１５は、本発明の実施の形態に係るＢＳ決定方式のさらなる改良例を示すフロー図である。 図１６は、本発明の一態様に係る、デブロッキングフィルタリング決定木全体における簡易化を示すフローチャートである。 図１７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１８は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図１９は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図２０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２１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２２Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図２２Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図２３は、多重化データの構成を示す図である。 図２４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２５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２６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２７は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２８は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図２９は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図３０は、映像データを識別するステップを示す図である。 図３１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３２は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図３３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３４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３５Ａは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図である。 図３５Ｂ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。

図３に示すような最新のハイブリッドビデオコーダは、ブロック単位の予測と、ブロック単位の予測エラーコーディングとを適用している。予測エラー符号化・復号化には、量子化ステップが含まれる。これはブロック単位で処理されるため、いわゆるブロッキングアーティファクトが、特に、粗い量子化の場合に生じる。ブロッキングアーティファクトは、ブロックエッジにおける大きな信号変化と関連している。これらのブロッキングアーティファクトは、見る人にかなりの不快感を与える。これらのブロッキングアーティファクトを削減するため、例えば、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣビデオ符号化標準規格、または、ＨＥＶＣビデオ符号化標準化活動のテストモデルであるＨＭ（例えば、ＨＭデブロッキングフィルタ、ＪＣＴＶＣ−Ｆ８０３＿ｄ４、「ＷＤ４： Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｄｒａｆｔ ４ ｏｆ Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ」、第６回トリノ会議、イタリア、２０１１年７月１４〜２２日を参照）では、デブロッキングフィルタが適用される。

デブロッキングフィルタは、サンプルごとに、ブロック境界において、フィルタリング処理するか否かを判定し、フィルタリング処理すると判定された場合には、ローパスフィルタを適用する。この判定は、ブロック単位の処理で適用される量子化によってブロック境界において大きな信号変化が生じるサンプルのみをフィルタリング処理するためのものである。この処理により、ブロック境界において平滑化された信号が得られる。平滑化された信号は、ブロッキングアーティファクトよりも、見る人に与える不快感が少ない。ブロック境界における大きな信号変化が符号化前の元の信号のものであるサンプルは、高い周波数、つまり、視覚的な鮮鋭さを保つために、フィルタリング処理されるべきではない。間違った判定がされた場合、画像は、不必要に平滑化されるか、ブロックノイズが残ったままになる。

図４は、図１、図２、および、図３の説明でそれぞれ記載されたデブロッキングフィルタ（１５０、２５０、３５０ａ、および、３５０ｂなど）の適用例を示す。このようなデブロッキングフィルタは、サンプルごとにブロック境界でフィルタリング処理を行うか否かを判定してもよい。フィルタリング処理を行う場合は、ローパスフィルタを適用する。この判定の目的は、上記背景技術に記載したような、ブロック単位の処理に適用される量子化によりブロック境界において大きな信号変化が起こるサンプルにのみ、フィルタリング処理を行うことである。このフィルタリング処理により、ブロック境界において平滑化された信号が得られる。平滑化信号は、ブロッキングアーティファクトよりも、見る人に与える不快感が少ない。符号化対象の原信号に属する、ブロック境界において大きな信号変化が起こるそれらのサンプルは、高周波およびそれによる視覚的鋭さを維持するために、フィルタリング処理されるべきではない。間違った判定がされた場合、画像は、不必要に平滑化されるか、ブロックノイズが残ったままになる。

図４Ａは、垂直境界に関する判定（水平デブロッキングフィルタでフィルタリング処理を行うか否か）を示し、図４Ｂは、水平境界に関する判定（垂直デブロッキングフィルタでフィルタリング処理を行うか否か）を示す。具体的には、図４Ａは、復号対象ブロック３４０とその復号済み隣接ブロック３１０、３２０、および３３０を示す。ライン内の画素３６０に対して判定がなされる。同様に、図４Ｂは、同じ対象ブロック３４０を示し、列内の画素３７０に対して判定がなされる。

Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣと同様に、デブロッキングフィルタを適用するか否かの判断は、以下のように実行されてもよい。図５にも示されるように、６個の画素３６０のラインを例にとると、そのうち最初の３個の画素ｐ２、ｐ１、ｐ０は左の隣接ブロックＡ３３０に属し、続く３個の画素ｑ０、ｑ１、ｑ２は対象ブロックＢ３４０に属する。ライン４１０は、ブロックＡとブロックＢとの境界を示す。画素ｐ０およびｑ０はそれぞれ、左の隣接ブロックＡの画素および対象ブロックＢの画素であり、互いに隣接している。画素ｐ０およびｑ０は、例えば以下の条件が満たされた場合に、デブロッキングフィルタによってフィルタリング処理される。

および、

ここで、通常、以下が成立する。

これらの条件は、ｐ０とｑ０の差分がブロッキングアーティファクトに由来するものか否かを検出することを目的としている。これらは、ブロックＡ内、ブロックＢ内、および、ブロックＡＢ間それぞれの第１の微分の評価に相当する。

画素ｐ１は、上記３つの条件に加えて以下の条件も満たした場合にフィルタリング処理される。

画素ｑ１は、上記の最初の３つの条件に加えて以下の条件も満たした場合にフィルタリング処理される。

これらの条件はそれぞれ、第１ブロック内の第１の微分および第２ブロック内の第１の微分に相当する。上記の条件において、ＱＰは、適用される量子化量を示す量子化パラメータを示す。βおよびαはスカラー定数である。特に、ＱＰ_NEWは、以下のような、第１ブロックＡおよび第２ブロックＢそれぞれに適用される量子化パラメータＱＰ_AおよびＱＰ_Bに基づき導出した量子化パラメータである。

ここで、「＞＞ｎ」は右にｎビット分シフトするという意味である（上記の式では１ビットである）。

上記の条件は、ブロック内の第１の微分の評価に相当する。当該判定は、ブロック内の選択された１ラインまたは複数のラインに対してのみ行われてもよいが、画素のフィルタリング処理は全てのライン３６０に対して適宜行われる。ＨＥＶＣに準拠した判定が行われるライン４３０の例４２０を図５に示す。ライン４３０に基づき、ブロック全体をフィルタリング処理するか否かの判定がなされる。

ＨＥＶＣにおけるデブロッキングフィルタリング処理の他の例は、ＩＴＵ−Ｔ ＳＧ１６ ＷＰ３およびＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１のＪＴＣ−ＶＣのＪＣＴＶＣ−Ｅ６０３ドキュメントの第８．６．１項に記載されており、同ドキュメントは、ｈｔｔｐ：／／ｗｆｔｐ３．ｉｔｕ．ｉｎｔ／ａｖ−ａｒｃｈ／ｊｃｔｖｃ−ｓｉｔｅ／から自由に入手可能である。

これによると、ＨＥＶＣでは、２本のライン４３０を用いて、デブロッキングフィルタリング処理を適用するか否か、また、どのように適用するのかを判定する。本明細書では、この判定ステップを第１判定ステップＤ１と呼ぶ。例４２０では、水平方向にブロッキングフィルタリング処理を行うため、３つ目のライン（インデックス２）および６つ目のライン（インデックス５）を評価するとしている。特に、各ブロック内の第２の微分を評価すると、以下のような測度ｄ_pおよびｄ_qが得られる。

画素ｐはブロックＡに属し、画素ｑはブロックＢに属する。ｐまたはｑの直後の数字は列インデックスを示し、その次の下付きの数字はブロック内の行番号を示す。以下の条件が満たされる場合、例４２０に示される８ライン全てに対するデブロッキングが可能となる。

上記の条件が満たされない場合、デブロッキングは全く適用されない。デブロッキングが可能な場合、本明細書では第２判定ステップＤ２と呼ぶ次の判定ステップにおいて、デブロッキングに用いられるフィルタが決定される。この決定は、ブロックＡＢ間の第１の微分の評価に基づく。特に、ラインｉ（ｉは０〜７の整数）ごとに、強いローパスフィルタと弱いローパスフィルタのどちらを適用するのか判定される。以下の条件が満たされる場合、強いフィルタが選択される。

ＨＥＶＣモデルに従い、「強いフィルタ」は、サンプルｐ３_i、ｐ２_i、ｐ１_i、ｐ０_i、ｑ０_i、ｑ１_i、ｑ２_i、ｑ３_iを用いて、サンプルｐ２_i、ｐ１_i、ｐ０_i、ｑ０_i、ｑ１_i、ｑ２_iをフィルタリング処理する。一方、「弱いフィルタ」は、サンプルｐ２_i、ｐ１_i、ｐ０_i、ｑ０_i、ｑ１_i、ｑ２_iを用いて、サンプルｐ１_i、ｐ０_i、ｑ０_i、ｑ１_iをフィルタリング処理する。上記の条件において、パラメータβおよびｔ_cは両方とも量子化パラメータＱＰ_eの関数であり、画像のスライスなどに対して設定してもよい。通常、βおよびｔ_cの値は、ルックアップテーブルを用いてＱＰに基づき導出される。

図６は、Ｈ２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ規格に準拠した強いフィルタ演算および弱いフィルタ演算の例についてより詳細に説明したものである（ＨＥＶＣソフトウェアモデルＨＭ４．０で実装）。

図６Ａの左側の図は、強いフィルタで垂直エッジを水平方向にフィルタリング処理するのに用いられるサンプルを示している。図６Ａの右側の図は、フィルタにより修正されたサンプルを示している。図から分かるように、この例では、参照符号６１０で示される、境界の両側で境界に最も隣接する４画素に対応するサンプルがフィルタリング処理に用いられる。これらのうち実際に修正されるものは、図６Ａの左側の図において参照符号６２０で示される、両側で境界に最も近い３画素のみである。実際、以下の式に従って、フィルタリング処理を行う。

関数Ｃｌｉｐ（ｘ）を以下のように定義する。

ここで、ｍａｘ＿ａｌｌｏｗｅｄ＿ｖａｌｕｅはｘがとり得る最大値である。ｋビットのサンプルを用いたＰＣＭ符号化の場合、最大値は、ｍａｘ＿ａｌｌｏｗｅｄ＿ｖａｌｕｅ＝２^k−１になる。例えば、８ビットのサンプルを用いたＰＣＭ符号化の場合、最大値は、ｍａｘ＿ａｌｌｏｗｅｄ＿ｖａｌｕｅ＝２５５になる。１０ビットのサンプルを用いたＰＣＭ符号化の場合、最大値は、ｍａｘ＿ａｌｌｏｗｅｄ＿ｖａｌｕｅ＝１０２３になる。

上記の式から分かるように、フィルタリング処理は、ラインごとに（シングルラインインデックスｉ＝０、１、２、３、４、５、６、または、７のみ）個別に行われ、フィルタにより画素を修正する式（フィルタ番号の後のダッシュ記号´で示される）ごとにそれぞれラインが用いられる。サンプルｐ３_iおよびｑ３_iの場合、修正画素はそれぞれ算出されないが、ｐ２’_iおよびｑ２’_iの式から、ｐ３_iおよびｑ３_iが各計算式の右側の項に存在することが分かる。

図６Ｂから分かるように、両側で境界に最も近い３画素を用いて弱いフィルタによるフィルタリング処理を行う（左側の図におけるサンプル６３０）。これらのうち実際に修正されるものは、境界に最も近い２隣接画素のみである（図６Ｂの右側におけるサンプル６４０）。弱いフィルタリング処理の計算処理は、強いフィルタリング処理の場合の計算とかなり異なり、さらなる判定が行われる。まず、識別値Δが以下の式に従って算出される。判定はこの値に基づく。

次に、第３判定ステップＤ３において、フィルタリング処理を行うか否かを判定する。第３判定によれば、

を満たす場合に、画素サンプル６４０にのみフィルタリング処理が適用される。

条件を満たした場合、両側で境界に最も近い画素が以下の式に従ってフィルタリング処理される。

この際、以下を用いる。

関数Ｃｌｉｐ（ｘ）は上記の定義の通りである。関数Ｃｌｉｐ３（ｘ）を以下のように定義する。

サンプルｐ０およびｑ０をフィルタリング処理した後、境界から次に最も近い画素サンプルｐ１_iおよびｑ１_iもフィルタリング処理するか否かについて第４判定Ｄ４が行われる。第４判定Ｄ４は、境界の両側に対して別個に、つまり、図６ＢのブロックＡに属する画素ｐ１_iと図６ＢのブロックＢに属する画素ｑ１_iとに対して行われる。

画素ｐ１_iの第４判定は、上記パラメータｄ_pに基づく。

を満たす場合、

に従ってフィルタリング処理が行われる。この際、以下を用いる。

を満たす場合、ブロックＢの画素ｑ_iに対する判定Ｄ４が行われる。

に従ってフィルタリング処理が行われる。この際、以下を用いる。

前述において、パラメータｔ_c2は

と定義される。

なお、前述のフィルタリング処理手順は、垂直エッジの水平フィルタリング処理に対する例を用いて説明したが、水平方向を垂直方向に、行を列にそれぞれ置き換えることによって水平エッジの垂直フィルタリング処理にも同じように当てはめることができる。さらに、本明細書では慣例が適用され、「ライン」という用語は列または行を意味する。

フィルタの適用に関して判定してから、好ましくはさらに、強度が異なる複数のフィルタの中からデブロッキングに適用される１種のフィルタを選択するのに必要なステップは、ある程度の計算量になる。上述したように、通常、フィルタ強度を定義するため、閾値に関連する判定が行われる（上記のβとｔ_cとを参照）。本発明の目的は、特に、必要な計算量を削減するために、後者の閾値パラメータｔ_cに対する算出方式を改善し、それによって算出方式を簡易化して処理効率を改善することである。

従来方法では、パラメータｔ_cの計算は、境界（エッジ）がどの程度「ブロックノイズ化」しているかの推定量を示す第１パラメータ値（境界強度（ＢＳ））と、符号化において用いられる量子化ステップのサイズを示す量子化パラメータ（ＱＰ）とに基づいている。ｔ_cを決定するため、中間処理において、境界の「ブロックノイズ」をもはや明確に反映しないオフセット値（ｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔ）を導出し、ＱＰと組み合わせてフィルタ強度を定義する。

本発明は、パラメータＢＳとＱＰとの所定の組み合わせ（和）の関数に基づいてパラメータｔ_cを直接導出できるように従来の算出方式を改善する。

図７は、デブロッキングを適用するか否かを判定してから適切なデブロッキングフィルタを選択する処理の典型的なフロー図である。図７のフローチャートは、通常、本発明の実施の形態だけなく、デブロッキングの上記従来方式にも適用できる。

図７の右上隅にある小さな四角ＰおよびＱは、隣接して同じ境界を共有する２画像ブロックＰおよびＱの略図である。図示および上述したとおり、ブロックＰとブロックＱの間の境界は、垂直（左側）でも水平（右側）でもよい。

図７の最初のステップＳ７００では、判定用の第１パラメータとして境界強度（ＢＳ）を算出する。一般に、境界強度ＢＳは、ゼロまたは正の整数のパラメータである。ステップＳ７００の境界強度算出については、図８およびそれ以降の図を参照しながら後ほど詳しく説明する。

ステップＳ７００の後、処理はステップＳ７１０に進む。ステップＳ７１０では、算出された境界強度値ＢＳが正かどうかを判断する。ステップＳ７１０においてＢＳが正でない（つまり、ＢＳ＝０）と判断された場合は、現在処理中のエッジに対してデブロッキングは行わないと判定し、ステップＳ７１５でフローチャートの処理を終了する。

それとは逆に、ステップＳ７１０における判断がＹＥＳであれば、デブロッキングに関するさらなる判定へと進む。ステップＳ７２０では、パラメータｔ_cおよびβを算出する。ステップＳ７２０で算出されたパラメータｔ_cおよびβは、図５および図６を参照して上述したとおりデブロッキング処理を行うために以下で用いる変数である。上述したとおり、パラメータｔ_cもパラメータβも量子化パラメータＱＰによって決まる。後ほど詳しく説明するが、ｔ_cは、さらに、境界強度ＢＳによっても決まる。したがって、ｔ_cはＢＳとＱＰの両方によって決まる。

次のステップＳ７３０では、強いフィルタリング処理を選択する（Ｓ７３２）のか、弱いフィルタリング処理を選択する（Ｓ７３５）のか、それとも、より詳細な検証で明らかになったために、ステップＳ７１０における最初の判定に反して、フィルタリング処理を適用しない（Ｓ７３８）のかを判定する。最初の２つの場合は、それぞれのフィルタリング処理が行われるが、後者の場合は、ステップＳ７１５に進み、フィルタリング処理をすることなく終了する。ステップＳ７３８のフィルタリング処理しないという再判定を含む、ステップＳ７３０における判定は、新たに算出されたパラメータｔ_cおよびβに基づく。

図８は、ステップＳ７００のデブロッキング境界強度（ＢＳ）値の導出について詳細を示している。開始後、ステップＳ８１０では、ブロックＰおよびブロックＱの少なくとも一方がイントラ符号化画像に属しているかどうかを判断する。この判断を行う背景には、イントラ符号化ピクチャ（Ｉピクチャ）ほど、量子化においてより大きな量子化誤差が生じやすいということがある。

ステップＳ８１０における判断がＹＥＳであれば、従来の処理はステップＳ８１２に進む。ここでは、現在処理中のブロック境界が符号化単位間の境界かどうかについての判断が行われる。符号化単位とは、通常、１以上の画像ブロックから構成されるユニットのことである。具体的に言うと、ハイブリッドコーダでは、各ＬＣＵ（６４×６４サンプルの最小符号化単位）がさらに、符号化単位（ＣＵ）へ分割される。ＣＵのエッジは、ＣＵエッジと定義される。ＣＵはさらに、予測単位（ＰＵ’ｓ）と変換単位（ＴＵ’ｓ）とに分割することができる。各ＰＵブロックおよびＴＵブロックにはエッジがある（ＰＵエッジおよびＴＵエッジ）。デブロッキングは、ＣＵエッジ、ＰＵエッジ、および、ＴＵエッジに対して行われる。したがって、本明細書による「ブロック」とは、ＣＵの意味だけでなく、ＣＵがさらに分割される場合には、ＰＵおよびＴＵの意味も有する用語である。ゆえに、ＰＵおよびＴＵの境界は、同時に、ＣＵエッジである場合と、そうでない場合とがある。

ステップＳ８１２における判断がＹＥＳ（つまり、現在処理中のブロック境界がＣＵエッジ）であれば、境界強度ＢＳは、４の値に設定される（ステップＳ８１６）。逆に、ステップＳ８１２における判断がＮＯであれば、ＢＳは３に設定される（Ｓ８１４）。

ステップＳ８１０における判断がＮＯの場合、処理はステップＳ８２０に進む。ステップＳ８２０では、パラメータｃｂｆ−Ｐとパラメータｃｂｆ−Ｑのいずれも値がゼロでないかどうかを判断する。ただし、ステップＳ８２０およびＳ８３０における関係式で用いられる記号の組み合わせ（！＝）は、「等しくない」ことを意味する。この判断では、変数ｃｂｆ−Ｐにより、ゼロでない変換係数レベルをブロックＰが１以上含んでいるかどうかが判断される。ブロックＱに対する指標は、変数ｃｂｆ−Ｑによって与えられる。具体的に言うと、パラメータｃｂｆ−Ｐとパラメータｃｂｆ−Ｑをそれぞれ、値０と値１と仮定する。１の値は、各ブロックの変換ブロックがゼロでない変換係数レベルを１以上含んでいることを示す。値が０であれば、各変換ブロックには、ゼロ以外の変換係数レベルは存在しない。

ステップＳ８２０における判断がＹＥＳであれば、ＢＳは２の値に設定される（Ｓ８２２）。

逆の場合、処理はステップＳ８３０に進む。ステップＳ８３０では、ブロックＰの参照インデックス（ＲｅｆＩｄｘ−Ｐ）とブロックＱの参照インデックス（ＲｅｆＩｄｘ−Ｑ）とが異なるかどうかについての判断が行われる。参照インデックス（ＲｅｆＩｄｘ−ＰおよびＲｅｆＩｄｘ−Ｑ）は、それぞれのブロックを参照するピクチャを示す。したがって、ステップＳ８３０における判断がＮＯであることは、ブロックＰとブロックＱとも同一ピクチャから参照されることを意味する。ステップＳ８３０における判断がＹＥＳであることは、ブロックＰとブロックＱとが別のピクチャから参照されることを意味する。判断がＹＥＳの場合、ＢＳは１の値に設定される（Ｓ８３２）。

判断がＮＯの場合（Ｓ８３０：ＮＯ）、処理はステップＳ８４０へ進む。ステップＳ８４０では、ＡｂｓＨｏｒおよびＡｂｓＶｅｒのいずれか一方がゼロより大きいかどうかについての判断が行われる。ここでは、パラメータＡｂｓＨｏｒにより、ブロックＰとブロックＱとに属する動きベクトルの水平動きベクトル成分の差分絶対値を決定する。パラメータＡｂｓＶｅｒにより、ブロックＰとブロックＱとに属する動きベクトルの垂直動きベクトル成分の差分絶対値を決定する。ただし、ステップＳ８４０の判断では、単なる一例として、３の値が用いられている。本明細書の範囲内であれば、他の値も同様に可能である。ステップＳ８４０における判断がＹＥＳであれば、ステップＳ８４２において、ＢＳは１に設定される。逆の場合、ステップＳ８４４において、ＢＳはゼロに設定される。

前述したように、ＢＳ値は、エッジにどの程度ブロックノイズがみられるのかを意味する。通常、境界強度が強いほど、エッジのブロックノイズは大きい。図８の方式から分かるように、ＢＳの後者の特性は、図８の判断によって反映される。例えば、イントラ符号化ブロックの場合、量子化誤差がより大きくなることを考慮して、通常、より大きな値のＢＳが割り当てられる。

図８の従来方式は、上記で引用したＪＣＴＶＣ−Ｆ８０３＿ｄ４のＨＭデブロッキングフィルタに相当し、そこで用いられ、上述されたパラメータは、文献「ＨＭデブロッキングフィルタ、ＪＣＴＶＣ−Ｆ８０３＿ｄ４、「ＷＤ４： Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｄｒａｆｔ ４ ｏｆ Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ」、第６回トリノ会議、イタリア、２０１１年７月１４〜２２日」（特に、第７．４．８節および第８．６．１．３節を参照）において導入されている。

通常、エッジのデブロッキングは、導出されたＢＳ値に基づいて行われる。ＢＳがゼロに等しい場合、デブロッキングは行われない。そうでない場合は、さらなるフィルタリング処理判定のために、閾値パラメータｔ_cが導出される。

一般的な従来の算出方式は、当該分野において知られている。

例えば、ＡＶＣでは、量子化パラメータＱＰと境界強度ＢＳとに関する２次元のハードコードされたテーブルに基づいてｔ_cを導出する。

ｔ_c＝ｃｌｉｐｔａｂｌｅ［ＱＰ］［ＢＳ］

この手法では、２次元テーブルを格納するのに大きなメモリが必要という課題がある。

別の従来手法が、（ＨＭバージョン１．０から始まる）ＨＥＶＣにおいて知られている。この場合、変数ｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔに関する１次元のハードコードされたテーブルからｔ_cが導出される。具体的に言うと、第１ステップでは、導出されたＢＳ値に基づき、パラメータｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔを算出する。つまり、ＢＳが２以下の場合は、ｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔ＝０に設定され、そうでない場合には、ｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔ＝２に設定される。パラメータｔ_cは以下の式によって決定される。

ｔ_c＝Ｔｃｔａｂｌｅ［ＱＰ＋ｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔ］

関数Ｔｃｔａｂｌｅ［］は、関数の引数についてｔ_c値が異なる表形式の関数として定義される。今回の場合、関数の引数は、オフセット値ｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔが加算された量子化パラメータＱＰである。このテーブルは、上記で引用された文献「ＨＭデブロッキングフィルタ、ＪＣＴＶＣ−Ｆ８０３＿ｄ４、「ＷＤ４： Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｄｒａｆｔ ４ ｏｆ Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ」、第６回トリノ会議、イタリア、２０１１年７月１４〜２２日」（特に、テーブル８〜１５を参照）において定義されている。

後者の従来方式の課題は、値ＢＳ＝１と値ＢＳ＝２とが区別されないことである。そのため、ＢＳ＝２のブロックノイズがより多いエッジとＢＳ＝１のブロックノイズがより少ないエッジとで、同じデブロッキング処理が行われる可能性がある。

本発明は、パラメータＴＣ_zのシンプルでより単純な導出方法を提供する。つまり、ＢＳ＝２であれば、ｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔ＝１を設定する。ＢＳ＝１であれば、ｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔ＝０を設定する。

その結果、ＡＶＣと比べると、テーブルサイズが削減される。また、ＨＥＶＣ（１．０より大きなＨＭ）と比べると、ブロックノイズが多いエッジ（ＢＳ＝２）とブロックノイズが少ないエッジ（ＢＳ＝１）との区別が導入される。つまり、従来のＨＥＶＣ手法と比較し、本発明は、境界強度ＢＳに基づいたよりきめ細やかなｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔ導出が可能になる。

この違いを図９に示す。

図９の左側は、ＨＥＶＣにおける従来のＨＭ−４．０手法を示す図である。それから分かるように、値ＢＳ＝２および値ＢＳ＝１は共に同じ値ｔ_cとなる。逆に、右側は、本発明の実施の形態に係る改良方式を示す。それから分かるように、ＢＳ＝２とＢＳ＝１はそれぞれ異なる値ｔ_cをとる。

図８の方式に対応するＢＳ導出の全処理ステップ、および、同じ処理ステップは、図８および図９において同じステップ符号が付される。

一般的に、本発明の実施の形態によれば、ステップＳ８２０における判断がＹＥＳの場合とＮＯの場合とで、必ず異なるパラメータｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔが設定される。

図１０は、従来方式と図９右側の改良方式との符号化効率の比較（ｈｔｔｐ：／／ｐｈｅｎｉｘ．ｉｎｔ−ｅｖｒｙ．ｆｒ／ｊｃｔ／ｄｏｃ＿ｅｎｄ＿ｕｓｅｒ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／６＿Ｔｏｒｉｎｏ／ｗｇ１１／ＪＣＴＶＣ−Ｆ９００−ｖ１．ｚｉｐから入手可能なＪＣＴ−ＶＣ文献ＪＣＴＶＣ−Ｆ９００に明記されている通り）を示す。図１０Ａの左側テーブルは、一般的なテスト条件に対応する。図１０Ｂの右側は、高変換パラメータ（ＱＰ＝３９、４１、４３、および、４５）に対応する。ＢＤレートは、ピース単位の３次補間法（網掛け数字に対する３次補間法）を用いて計算される。低遅延Ｐ高効率および低遅延Ｐ低複雑度の場合、わずかに符号化効率の向上がみられる。符号化時間および復号時間は、従来方式と同様である。

図１１は、図８の処理方式をさらに簡易化したものを示す。

図１１の簡易化は、決定木の複雑度を減らすことによって計算量を削減するために開発された。従来手法と本発明の実施の形態に係る簡易化手法との違いを強調するため、図８の従来手法を図１１の左側にもう一度図示する。ここで、同じ参照符号は同じステップであることを示す。本発明の実施の形態に係る改良方法は、図１１の右側に図示される。それから分かるように、ステップＳ８１０における判断がＹＥＳの場合、ＢＳ＝３の値が自動的に割り当てられる（ステップＳ８１２の代わりにステップＳ１１１５）。ただし、３の値は単なる例であり、別の固定値を本発明において用いてもよい。

つまり、ＣＵエッジとその他のブロック境界（特に、上述したようなＴＵエッジとＰＵエッジ）との区別を行わない。このように、少なくとも１つのイントラ符号化ブロックに隣接するエッジは全て、同じ方法で処理され、同じＢＳが割り当てられる。したがって、ＣＵエッジの確認を行う追加ステップは必要ない。ゆえに、上述したように、ＢＳ導出における各ステップは数ＣＰＵサイクルを含むため、計算量を削減することができる。

図１２は、図１１の方式（右側）と図８の従来方式との符号化効率の比較（ｈｔｔｐ：／／ｐｈｅｎｉｘ．ｉｎｔ−ｅｖｒｙ．ｆｒ／ｊｃｔ／ｄｏｃ＿ｅｎｄ＿ｕｓｅｒ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／６＿Ｔｏｒｉｎｏ／ｗｇ１１／ＪＣＴＶＣ−Ｆ９００−ｖ１．ｚｉｐから入手可能なＪＣＴ−ＶＣ文献ＪＣＴＶＣ−Ｆ９００に明記されている通り）を示す。

図１２から分かるように、符号化効率は、通常、従来手法と一致する。しかしながら、ＢＳ算出の必須部分でＣＵ境界の確認命令を削除したことにより導出方式の複雑度が少なくなったため、処理能力は抑えられる。

図１３は、図９および図１１における革新的な手法の組み合わせを反映した簡易化判定方式を示す。今までの図と同様、図１３では、同じ参照符号はそれぞれの方法ステップに対応する。

図１３から分かるように、境界強度ＢＳと付加オフセットパラメータｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔとの１対１の対応関係を考慮して利点を与える。オフセットパラメータｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔの中間決定は、本発明において定義が変更されたことを考えると、使用されなくなるので、必要なメモリと処理能力を抑えるために完全に省略することができる。以上のように、ｔ_cは、ＢＳによって直接決まり、以下の式から導出される。

ｔ_c＝Ｔｃｔａｂｌｅ［ＢＳ−１＋ＱＰ］

つまり、ｔ_cはＢＳとＱＰの和の（固有）関数になる。

具体的に言うと、先行技術によれば、ｔ_cは式ｔ_c＝Ｔｃｔａｂｌｅ［ｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔ＋ＱＰ］により定義されていた。ただし、ＢＳ＞２の場合はＴｃ＿ｏｆｆｓｅｔ＝２であり、ＢＳ＜＝２の場合はｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔ＝０である。

本発明によれば、変数ｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔはもはや使用されず、ｔ_cを以下のように導出することができる。

ｔ_c＝Ｔｃｔａｂｌｅ［ＢＳ−１＋ＱＰ］（図１３）
または、
ｔ_c＝Ｔｃｔａｂｌｅ［ＢＳ＋ＱＰ］（図１４、下記参照）

図１４は、図１３と比較し、さらに改良されたものを示す。つまり、各判断ステップにおいて行われる判断を鑑みて割り当てられるＢＳ値が、１だけ小さくなる。具体的には、ステップＳ８１０における判断がＹＥＳの場合、ステップＳ１１１５は、ＢＳ＝２を設定するステップＳ１４１５に置き換えられる。ステップＳ８２０における判断がＹＥＳの場合、ステップＳ８２２は、ＢＳ＝１を設定するステップＳ１４２２に置き換えられる。ステップＳ８３０における判断がＹＥＳの場合、ステップＳ８３２は、ＢＳ＝０を設定するステップＳ１４３２に置き換えられる。同様に、ステップＳ８４０における判断がＹＥＳの場合、ステップＳ８４２は、ＢＳ＝０を設定するステップＳ１４４２に置き換えられる。

その結果、パラメータｔ_cの算出は、以下のさらに簡易化された式により行うことができる。

ｔ_c＝Ｔｃｔａｂｌｅ［ＢＳ＋ＱＰ］

これによると、ＢＳとＱＰの和が、ルックアップテーブル関数Ｔｃｔａｂｌｅのルックアップパラメータとしてそのまま用いられる。

ステップＳ８４０における判断がＮＯの場合は、特殊な状況を考える必要がある。図１３（および、それまでの各図）では、ステップＳ８４４においてＢＳ＝０の値が設定されている場合に１だけさらに小さくすることはできないので（なぜなら、境界強度は負の値をとることができない）、この特殊な場合には処理をわずかに変更する。つまり、図１４では、ステップＳ８４４を、特定のＢＳ値を設定することなくデブロッキングを行わないと決定するステップＳ１４４４に置き換える。言い換えれば、境界強度値を全く参照することなく「デブロッキングしない」判定が行われる。デブロッキングを行わない場合は、パラメータｔ_Cに関連するこれ以降の判定が必要ないため、境界強度値を割り当てる中間ステップも必要ない。

まとめると、図１３および図１４の改良算出方式により、以下の利点が実現された。

ａ）中間パラメータｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔを用いる必要をなくすため、フィルタの強度を決定する値ｔ_cの導出が簡素化された。

ｂ）ＢＳ＝２のブロックノイズがより多いエッジ（図１４の場合はＢＳ＝１）とＢＳ＝１のブロックノイズがより少ないエッジ（図１４ではＢＳ＝０）との区別がさらに導入された。その結果、符号化効率と主観画質とが向上された。

ｃ）処理対象の境界が符号化単位のエッジかどうかを確認するステップがさらに省略されるため、境界強度の導出が簡易化される。この結果、複雑度は減り、ＢＳ導出における命令数（ＣＰＵサイクル）が少なくなる。

図１５は、図１４の方式をさらに改良したものを示す。図１５では、ステップＳ８２０における判定がＮＯの場合だけでなくＹＥＳの場合にも参照インデックスと動きベクトル差分とに関する追加判断を行うことにより、決定木をさらに改善したものを示す。具体的には、図１４において、ステップＳ８２０の判断がＹＥＳの場合は、Ｓ１４２２でＢＳ＝１が自動的に割り当てられるが、図１５の方式によると、処理はさらにステップＳ１５３０へ進む。ステップＳ１５３０では、ブロックＰの参照インデックスとブロックＱの参照インデックスとが異なるか否かについて判断が行われる。判断がＮＯであれば、ステップＳ１５３２においてＢＳ＝１が設定される。判断がＹＥＳであれば、ステップＳ１５４０において、ブロックＰとブロックＱとの例えば垂直動きベクトル成分の差分絶対値が所定値（好ましくは３）を超えているかどうかについて判断がさらに行われる。ステップＳ１５４０における判断がＮＯであれば、ステップＳ１５４２において、もう一度ＢＳ＝１が設定される。逆に、ステップＳ１５４０における判断がＹＥＳであれば、ステップＳ１５４４においてＢＳ＝２が設定される。つまり、図１５で追加された判断ステップは、ゼロでない変換係数レベルが少なくとも１つあり、ブロックＰとブロックＱとが異なるピクチャによって参照されており、かつ、動きベクトル成分において差分絶対値が存在する場合（つまり、Ｓ８２０、Ｓ１５３０、および、Ｓ１５４０の３ステップ全てにおける判断がＹＥＳの場合）に、ブロックノイズがかなり多い事例が起こることを強調するためのものである。この事例では、図１４の状況と比較し、異なる境界強度（好ましくは、より大きな境界強度）が割り当てられる。具体的には、前記３つのステップにおいてＹＥＳと判断されれば、今回の例では、イントラ符号化ブロックの場合と同じＢＳ＝２の値が割り当てられる。ただし、本発明はこの値に限定されるものではなく、特定のブロックノイズ発生事例を強調するほかの値でも同様に可能である。

さらに、図７の判定方式全体における簡素化について図１６に示す。図１６の左側の方式は、図７の従来方式に対応する。さらなる簡易化により、計算をさらに簡易化することができる。全体的な方式は、図１６の右側下に示される。第１ステップのＳ１６００では、さらに簡易化された方式に従って境界強度を算出する。さらに簡易化されたこの方式は、図１６の右側上に示される。つまり、図１６のさらに簡易化されたＢＳ算出方式では、判断が１回だけ行われる。ステップＳ８１０における判断がＹＥＳであれば（少なくとも１つのイントラ符号化ブロック）、ステップＳ１４５０においてＢＳ＝２が設定される。今までの方式とは違って、ステップＳ８１０における判断がＮＯである場合でも、これ以上の判断は行われない。逆に、処理は、ＢＳが固定値ＢＳ＝０に設定されるステップＳ１６２０へ進む。ステップＳ１６００における改良計算（図の右上に詳述されている）に基づき、処理は、パラメータｔ_cおよびbを算出するステップＳ７２０へ直ちに進む。後続
のステップＳ１６３０では、ｔ_cおよびbに基づき、強いフィルタリング処理（Ｓ７３２
）、弱いフィルタリング処理（Ｓ７３５）、および、フィルタリング処理しない（Ｓ７３８）のうちどれを行うかを判定する。なお、ステップＳ１４１５およびＳ１６２０においてパラメータＢＳに割り当てられる２および０の値は単なる例であり、本発明の範囲内であれば他の固定値でもよい。

したがって、フィルタリング処理しないことは、ブロッキング判定の画素に基づいた段階でのみ判定される。ｔ_cの算出は、２の値（または、他の固定値）をテーブル関数Ｔｃｔａｂｌｅの引数に加えるか否かという点でさらに簡易化される。

このように、ステップＳ８１０で行われる１回の判断のみの結果で境界強度ＢＳに異なる固定値を割り当てるという点で計算はさらに簡易化される。

本発明のさらなる利点は、境界強度ＢＳの値を格納するのに必要なビット量を削減できることである。図８を参照して上述したように、先行技術では、境界強度ＢＳの値は［０，４］の範囲である。そのため、各エッジのＢＳ値を表すには、最小３ビットが必要である。一方、本発明の方法では、［０，３］の範囲のＢＳ値を用いるだけである。したがって、本発明では、前述の特殊な状況を考慮し、２ビットだけを用いてＢＳ値を表すことが可能になる。つまり、符号化単位の境界とそれ以外の種類のブロック境界とを区別しない本発明では、０から３の境界強度値のみを有することになる。さらに、実施の形態（図１４およびそれ以降の図を参照）では、［０，２］間隔のＢＳ範囲を生成する。

このように、本発明では、さらに、必要メモリを削減しつつ現在のＨＭ−４．０と同じデブロッキング結果を実現できる。

以下に、本発明の実施の形態におけるさらなる特定の態様および特徴を簡単に説明する。

１実施形態によると、第１判断がＮＯであれば、第１パラメータは、第１固定値とは異なる第２固定値に設定される。

さらに、１実施形態によると、本発明に係る方法は、第１および第２デブロッキングフィルタのうちより小さな強度を有するフィルタを選択ステップにおいて選択した場合、第２パラメータを用いて定義された別の閾値に基づいて、デブロッキングを境界に全く適用しないと判定するステップを含む。本実施の形態に係る装置は、この判定ステップを行う判定部を備える。

また、１実施形態によると、第１判断がＮＯの場合、決定ステップは、さらに、隣接画素ブロックのうち少なくとも一方がゼロ以外の変換係数レベルを少なくとも１つ含むかどうか判断する第２判断ステップと、画像ブロックを参照するピクチャを示す参照インデックスが隣接画像ブロックの双方において異なるかどうか判断する第３判断ステップと、２つの隣接画像ブロック間の水平動きベクトル成分と垂直動きベクトル成分の少なくとも一方が所定の閾値を超えているかどうか判断する第４判断ステップとを含む。第２判断、第３判断、および、第４判断ステップが全てＹＥＳと判断されれば、第１パラメータの値が第１固定値になるよう決定する。そうでなければ、第１パラメータが異なる値になるよう決定する。本実施の形態に係る装置は、さらに、第２判断部と、第３判断部と、第４判断部とを備え、前記判断部はそれぞれ、第１判断部による判断がＮＯであった場合に、第２判断ステップ、第３判断ステップ、および、第４判断ステップを実行するよう動作する。

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

さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）や動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、及び画像復号方法を用いた画像復号装置からなる画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。

（実施の形態Ａ）
図１７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１７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（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する）、ストリーミングサーバｅｘ１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバｅｘ１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータｅｘ１１１、ＰＤＡｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、携帯電話ｅｘ１１４、ゲーム機ｅｘ１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号化処理して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。

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１８に示すように、デジタル放送用システムｅｘ２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ｅｘ２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ｅｘ２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置によって符号化されたデータである）。これを受けた放送衛星ｅｘ２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナｅｘ２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ｅｘ３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ｅｘ２１７等の装置が復号化して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。

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１９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（本発明の一態様に係る画像符号化装置または画像復号装置として機能する）を有する信号処理部ｅｘ３０６と、復号化した音声信号を出力するスピーカｅｘ３０７、復号化した映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ｅｘ３０８を有する出力部ｅｘ３０９とを有する。さらに、テレビｅｘ３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ｅｘ３１２等を有するインタフェース部ｅｘ３１７を有する。さらに、テレビｅｘ３００は、各部を統括的に制御する制御部ｅｘ３１０、各部に電力を供給する電源回路部ｅｘ３１１を有する。インタフェース部ｅｘ３１７は、操作入力部ｅｘ３１２以外に、リーダ／レコーダｅｘ２１８等の外部機器と接続されるブリッジｅｘ３１３、ＳＤカード等の記録メディアｅｘ２１６を装着可能とするためのスロット部ｅｘ３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバｅｘ３１５、電話網と接続するモデムｅｘ３１６等を有していてもよい。なお記録メディアｅｘ２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビｅｘ３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。

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２０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２１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１９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。

図２２Ａは、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いた携帯電話ｅｘ１１４を示す図である。携帯電話ｅｘ１１４は、基地局ｅｘ１１０との間で電波を送受信するためのアンテナｅｘ３５０、映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ｅｘ３６５、カメラ部ｅｘ３６５で撮像した映像、アンテナｅｘ３５０で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ｅｘ３５８を備える。携帯電話ｅｘ１１４は、さらに、操作キー部ｅｘ３６６を有する本体部、音声を出力するためのスピーカ等である音声出力部ｅｘ３５７、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ｅｘ３５６、撮影した映像、静止画、録音した音声、または受信した映像、静止画、メール等の符号化されたデータもしくは復号化されたデータを保存するメモリ部ｅｘ３６７、又は同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ｅｘ３６４を備える。

さらに、携帯電話ｅｘ１１４の構成例について、図２２Ｂを用いて説明する。携帯電話ｅｘ１１４は、表示部ｅｘ３５８及び操作キー部ｅｘ３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ｅｘ３６０に対して、電源回路部ｅｘ３６１、操作入力制御部ｅｘ３６２、映像信号処理部ｅｘ３５５、カメラインタフェース部ｅｘ３６３、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）制御部ｅｘ３５９、変調／復調部ｅｘ３５２、多重／分離部ｅｘ３５３、音声信号処理部ｅｘ３５４、スロット部ｅｘ３６４、メモリ部ｅｘ３６７がバスｅｘ３７０を介して互いに接続されている。

電源回路部ｅｘ３６１は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話ｅｘ１１４を動作可能な状態に起動する。

携帯電話ｅｘ１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ｅｘ３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ｅｘ３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ｅｘ３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ｅｘ３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ｅｘ３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ３５０を介して送信する。また携帯電話ｅｘ１１４は、音声通話モード時にアンテナｅｘ３５０を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ｅｘ３５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ｅｘ３５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ｅｘ３５７から出力する。

さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ｅｘ３６６等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ｅｘ３６２を介して主制御部ｅｘ３６０に送出される。主制御部ｅｘ３６０は、テキストデータを変調／復調部ｅｘ３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ｅｘ３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ３５０を介して基地局ｅｘ１１０へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ｅｘ３５８に出力される。

データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ｅｘ３５５は、カメラ部ｅｘ３６５から供給された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する）、符号化された映像データを多重／分離部ｅｘ３５３に送出する。また、音声信号処理部ｅｘ３５４は、映像、静止画等をカメラ部ｅｘ３６５で撮像中に音声入力部ｅｘ３５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ｅｘ３５３に送出する。

多重／分離部ｅｘ３５３は、映像信号処理部ｅｘ３５５から供給された符号化された映像データと音声信号処理部ｅｘ３５４から供給された符号化された音声データを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変調／復調部（変調／復調回路部）ｅｘ３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ｅｘ３５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ３５０を介して送信する。

データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、または映像およびもしくは音声が添付された電子メールを受信する場合、アンテナｅｘ３５０を介して受信された多重化データを復号化するために、多重／分離部ｅｘ３５３は、多重化データを分離することにより映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスｅｘ３７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ｅｘ３５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ｅｘ３５４に供給する。映像信号処理部ｅｘ３５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって復号化することにより映像信号を復号し（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）、ＬＣＤ制御部ｅｘ３５９を介して表示部ｅｘ３５８から、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる映像、静止画が表示される。また音声信号処理部ｅｘ３５４は、音声信号を復号し、音声出力部ｅｘ３５７から音声が出力される。

また、上記携帯電話ｅｘ１１４等の端末は、テレビｅｘ３００と同様に、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムｅｘ２００において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されたデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。

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

（実施の形態Ｂ）
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２３は、多重化データの構成を示す図である。図２３に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ−３、Ｄｏｌｂｙ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ−ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。

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２４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２５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２５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２５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２６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２６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２７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２８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２８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２９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３０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Ｃ）
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３１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ｅｘ５０１が、ＣＰＵｅｘ５０２、メモリコントローラｅｘ５０３、ストリームコントローラｅｘ５０４、駆動周波数制御部ｅｘ５１２等を有するとしているが、制御部ｅｘ５０１の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ｅｘ５０７がさらにＣＰＵを備える構成であってもよい。信号処理部ｅｘ５０７の内部にもＣＰＵを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、ＣＰＵｅｘ５０２が信号処理部ｅｘ５０７、または信号処理部ｅｘ５０７の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ｅｘ５０１は、信号処理部ｅｘ５０７、またはその一部を有するＣＰＵｅｘ５０２を備える構成となる。

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Ｄ）
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３２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３１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３１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Ｂ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Ｂ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３４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３３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Ｅ）
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３５Ａのｅｘ９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ｅｘ９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明の一態様に特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ｅｘ９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明の一態様は、逆量子化に特徴を有していることから、例えば、逆量子化については専用の復号処理部ｅｘ９０１を用い、それ以外のエントロピー復号、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３５Ｂのｅｘ１０００に示す。この例では、本発明の一態様に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ｅｘ１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ｅｘ１００２と、本発明の一態様に係る動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ｅｘ１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ｅｘ１００１、ｅｘ１００２は、必ずしも本発明の一態様、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩｅｘ５００で実装することも可能である。

このように、本発明の一態様に係る動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。

まとめると、本発明は、境界強度の導出とデブロッキングフィルタリング処理に関する判定処理とについて有利な方式に関する。特に、本発明では、デブロッキングを判定してから当該技術分野において周知のデブロッキングフィルタのうち適切なものを選択する方式を改良して、計算サイクル数と必要なメモリ空間とを削減する。

Claims (6)

1. 画像のフィルタリング方法であって、
   前記画像に含まれる対象画像ブロックと、前記対象画像ブロックに隣接する隣接画像ブロックとの間のブロック境界の強度を示す第１パラメータを決定する決定ステップと、
   前記第１パラメータと量子化パラメータとに基づき、前記第１パラメータと前記量子化パラメータとの和の関数として第２パラメータを算出する算出ステップと、
   前記ブロック境界に適用されるものであって、フィルタ強度が異なる第１デブロッキングフィルタと第２デブロッキングフィルタのいずれか一方を、前記第２パラメータに基づき定義された閾値を用いて選択する選択ステップとを含み、
   前記決定ステップは、前記対象画像ブロックと隣接画像ブロックのうち少なくとも一方がイントラ符号化されているかどうかを判断し、前記対象画像ブロックまたは前記隣接画像ブロックがイントラ符号化されている場合、前記第１パラメータを第１固定値に設定する
   フィルタリング方法。
2. さらに、前記選択ステップの前に、前記ブロック境界に対しデブロッキングを適用するかどうかを前記第１パラメータに基づいて判定する判定ステップを含む
   請求項１に記載のフィルタリング方法。
3. 前記第１パラメータは、０、１、および２のうちのいずれかである、
   請求項１に記載のフィルタリング方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のフィルタリング方法をコンピュータに実行させるプログラム。
5. 画像のフィルタリング装置であって、
   前記画像に含まれる対象画像ブロックと、前記対象画像ブロックに隣接する隣接画像ブロックとの間のブロック境界の強度を示す第１パラメータを決定する決定部と、
   前記第１パラメータと量子化パラメータとに基づき、前記第１パラメータと前記量子化パラメータとの和の関数として第２パラメータを算出する算出部と、
   前記ブロック境界に適用されるものであって、フィルタ強度が異なる第１デブロッキングフィルタと第２デブロッキングフィルタのいずれか一方を、前記第２パラメータに基づき定義された閾値を用いて選択する選択部とを備え、
   前記決定部は、前記対象画像ブロックと隣接画像ブロックのうち少なくとも一方がイントラ符号化されているかどうかを判断し、前記対象画像ブロックまたは前記隣接画像ブロックがイントラ符号化されている場合に前記第１パラメータを第１固定値に設定する第１判断部を備える
   フィルタリング装置。
6. 前記第１パラメータは、０、１、および２のうちのいずれかである、
   請求項５に記載のフィルタリング装置。

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