JP5341277B2 - 画像符号化方法および画像符号化装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像を符号化して、符号化ストリームを生成する画像符号化方法、および、符号化ストリームに含まれる画像を復号化する画像復号化方法に関する。

Ｈ．２６４規格（非特許文献１参照）において、画像（映像を含む）の符号化には、典型的に、空間的な予測方法を用いたイントラ符号化と、時間的な予測方法を用いたインター符号化とがある。

時間的な予測は、インター１６×１６、インター１６×８、インター８×１６、インター８×８、インター８×４、インター４×８、インター４×４等のような、多くの異なるインター符号化ブロックタイプに対して行われる場合があり、一方、空間的な予測は、イントラ１６×１６、イントラ８×８、イントラ４×４等のような、多くのイントラ符号化ブロックタイプに対して行われる場合がある。イントラパルス符号変調（ＩＰＣＭ：Ｉｎｔｒａ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）ブロックは、イントラ符号化ブロックの一種である。

ＩＰＣＭブロックは、輝度および色差の生（ＲＡＷ）サンプルが符号化ストリームに信号化されるブロックであり、圧縮されない画像サンプルのブロックである。それらは、通常、エントロピー符号化器が、画像サンプルのブロックを符号化する時に生データのビット数よりも多くのビット数が作り出される場合に用いられる。一般的に、ＩＰＣＭブロックは、符号化ストリームにおいて、圧縮されないデータとして符号化される。

ＩＴＵ−Ｔ Ｈ．２６４ ０３／２０１０

しかしながら、ＩＰＣＭブロックによって、符号化効率の向上が妨げられる場合がある。ＩＰＣＭブロックのデータ量は、輝度および色差のビット深度の大きさに依存する。ビット深度が大きい場合、圧縮されないＩＰＣＭブロックのデータ量は大きくなる。したがって、このような場合、ＩＰＣＭブロックによって、符号化効率の向上が妨げられる。

そこで、本発明は、適応的なビット深度を用いて符号化効率を向上することができる画像符号化方法および画像復号化方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像符号化方法は、画像を符号化して、符号化ストリームを生成する画像符号化方法であって、生成される前記符号化ストリームにおけるシーケンスパラメータセットに、前記画像の再構成サンプルのビット深度である第１ビット深度を示す第１パラメータを書き込む第１書き込みステップと、前記シーケンスパラメータセットに、前記画像のＩＰＣＭ（Ｉｎｔｒａ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）サンプルのビット深度である第２ビット深度を示すパラメータであり、前記第１パラメータとは別のパラメータである第２パラメータを書き込む第２書き込みステップとを含む。

これにより、再構成サンプル用のビット深度とは別に、独立して、ＩＰＣＭサンプル用のビット深度を設定することが可能になる。よって、ＩＰＣＭサンプルの冗長なデータを削減することが可能になる。したがって、符号化効率の向上が可能になる。

また、前記画像符号化方法は、さらに、前記ＩＰＣＭサンプルを前記第２ビット深度で前記符号化ストリームに書き込む第３書き込みステップを含んでもよい。

これにより、再構成サンプル用に設定されたビット深度とは異なる、ＩＰＣＭサンプル用に設定されたビット深度で、ＩＰＣＭサンプルが符号化ストリームに書き込まれる。したがって、符号化効率の向上が可能になる。

また、前記画像符号化方法は、さらに、前記画像の符号化サンプルから、ビット深度が前記第１ビット深度であるサンプルを再構成することにより、前記再構成サンプルを生成する再構成ステップを含んでもよい。

これにより、ＩＰＣＭサンプル用に設定されたビット深度とは異なる、再構成サンプル用に設定されたビット深度で、再構成サンプルが生成される。したがって、画質の向上が可能になる。

また、前記第２書き込みステップでは、前記第１ビット深度以下の前記第２ビット深度を示す前記第２パラメータを書き込んでもよい。

これにより、ＩＰＣＭサンプル用のビット深度は、再構成サンプル用のビット深度以下に設定される。したがって、ＩＰＣＭサンプルの冗長なデータの削減が可能になる。

また、前記画像符号化方法は、さらに、ビット深度が前記第２ビット深度である前記ＩＰＣＭサンプルをビット深度が前記第１ビット深度である前記再構成サンプルに変換する変換ステップを含んでもよい。

これにより、ＩＰＣＭサンプル用のビット深度が再構成サンプル用のビット深度とは異なる場合でも、ＩＰＣＭサンプルを再構成サンプルとして用いることが可能になる。

また、前記第２書き込みステップでは、前記画像の原画サンプルのビット深度である第３ビット深度よりも小さい前記第２ビット深度を示す前記第２パラメータを書き込み、前記画像符号化方法は、さらに、ビット深度が前記第３ビット深度である前記原画サンプルをビット深度が前記第２ビット深度であるサンプルに変換することにより、前記原画サンプルに対応する前記ＩＰＣＭサンプルのビット深度を縮小するビット深度縮小ステップを含んでもよい。

これにより、原画サンプルに対応するＩＰＣＭサンプルの冗長なデータを削減することが可能になる。したがって、符号化効率の向上が可能になる。

また、前記第１書き込みステップでは、前記画像の原画サンプルのビット深度である第３ビット深度よりも大きい前記第１ビット深度を示す前記第１パラメータを書き込み、前記画像符号化方法は、さらに、ビット深度が前記第３ビット深度である前記原画サンプルをビット深度が前記第１ビット深度であるサンプルに変換することにより、前記原画サンプルに対応する前記再構成サンプルのビット深度を拡大するビット深度拡大ステップを含んでもよい。

これにより、原画サンプルに対応する再構成サンプルのビット深度を拡大することが可能になる。したがって、画質の向上が可能になる。

また、前記画像符号化方法は、さらに、ビット深度が前記第１ビット深度である前記再構成サンプルを用いて符号化された符号化サンプルを前記符号化ストリームに書き込む第４書き込みステップを含んでもよい。

これにより、再構成サンプル用のビット深度を有する再構成サンプルを用いて符号化された符号化サンプルが符号化ストリームに書き込まれる。

また、本発明に係る画像復号化方法は、符号化ストリームに含まれる画像を復号化する画像復号化方法であって、前記符号化ストリームにおけるシーケンスパラメータセットから、前記画像の再構成サンプルのビット深度である第１ビット深度を示す第１パラメータを取得する第１取得ステップと、前記シーケンスパラメータセットから、前記画像のＩＰＣＭ（Ｉｎｔｒａ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）サンプルのビット深度である第２ビット深度を示すパラメータであり、前記第１パラメータとは別のパラメータである第２パラメータを取得する第２取得ステップとを含む画像復号化方法でもよい。

これにより、再構成サンプル用のビット深度とは別に、独立して、ＩＰＣＭサンプル用のビット深度を取得することが可能になる。よって、ＩＰＣＭサンプルの冗長なデータを削減することが可能になる。したがって、符号化効率の向上が可能になる。

また、前記画像復号化方法は、さらに、前記ＩＰＣＭサンプルを前記第２ビット深度で前記符号化ストリームから取得する第３取得ステップを含んでもよい。

これにより、再構成サンプル用に設定されたビット深度とは異なる、ＩＰＣＭサンプル用に設定されたビット深度で、ＩＰＣＭサンプルが符号化ストリームから得られる。したがって、符号化効率の向上が可能になる。

また、前記画像復号化方法は、さらに、前記画像の符号化サンプルから、ビット深度が前記第１ビット深度であるサンプルを再構成することにより、前記再構成サンプルを生成する再構成ステップを含んでもよい。

これにより、ＩＰＣＭサンプル用に設定されたビット深度とは異なる、再構成サンプル用に設定されたビット深度で、再構成サンプルが生成される。したがって、画質の向上が可能になる。

また、前記第２取得ステップでは、前記第１ビット深度以下の前記第２ビット深度を示す前記第２パラメータを取得してもよい。

これにより、ＩＰＣＭサンプル用のビット深度は、再構成サンプル用のビット深度以下に設定される。したがって、ＩＰＣＭサンプルの冗長なデータの削減が可能になる。

また、前記画像復号化方法は、さらに、ビット深度が前記第２ビット深度である前記ＩＰＣＭサンプルをビット深度が前記第１ビット深度である前記再構成サンプルに変換する変換ステップを含んでもよい。

これにより、ＩＰＣＭサンプル用のビット深度が再構成サンプル用のビット深度とは異なる場合でも、ＩＰＣＭサンプルを再構成サンプルとして用いることが可能になる。

また、前記第２取得ステップでは、前記第１ビット深度よりも小さい前記第２ビット深度を示す前記第２パラメータを取得し、前記画像復号化方法は、さらに、ビット深度が前記第２ビット深度である前記ＩＰＣＭサンプルをビット深度が前記第１ビット深度であるサンプルに変換することにより、前記ＩＰＣＭサンプルのビット深度を拡大するビット深度拡大ステップを含んでもよい。

これにより、ＩＰＣＭサンプル用のビット深度が再構成サンプル用のビット深度よりも小さい場合でも、ＩＰＣＭサンプルを再構成サンプルとして用いることが可能になる。

また、前記第２取得ステップでは、前記画像の原画サンプルのビット深度である第３ビット深度よりも小さい前記第２ビット深度を示す前記第２パラメータを取得してもよい。

これにより、冗長なデータが削減されたＩＰＣＭサンプルを適切に取得することが可能になる。したがって、符号化効率の向上が可能になる。

また、前記第１取得ステップでは、前記画像の原画サンプルのビット深度である第３ビット深度よりも大きい前記第１ビット深度を示す前記第１パラメータを取得してもよい。

これにより、再構成サンプルのビット深度を拡大することが可能になる。したがって、画質の向上が可能になる。

また、前記画像復号化方法は、さらに、ビット深度が前記第１ビット深度である前記再構成サンプルを用いて復号化される符号化サンプルを前記符号化ストリームから取得する第４取得ステップを含んでもよい。

これにより、再構成サンプル用のビット深度を有する再構成サンプルを用いて、符号化ストリームから得られた符号化サンプルを復号化することが可能になる。

また、本発明に係る画像符号化装置は、画像を符号化して、符号化ストリームを生成する画像符号化装置であって、生成される前記符号化ストリームにおけるシーケンスパラメータセットに、前記画像の再構成サンプルのビット深度である第１ビット深度を示す第１パラメータを書き込む第１書き込み部と、前記シーケンスパラメータセットに、前記画像のＩＰＣＭ（Ｉｎｔｒａ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）サンプルのビット深度である第２ビット深度を示すパラメータであり、前記第１パラメータとは別のパラメータである第２パラメータを書き込む第２書き込み部とを備える画像符号化装置でもよい。

これにより、画像符号化方法が画像符号化装置として実現される。

また、本発明に係る画像復号化装置は、符号化ストリームに含まれる画像を復号化する画像復号化装置であって、前記符号化ストリームにおけるシーケンスパラメータセットから、前記画像の再構成サンプルのビット深度である第１ビット深度を示す第１パラメータを取得する第１取得部と、前記シーケンスパラメータセットから、前記画像のＩＰＣＭ（Ｉｎｔｒａ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）サンプルのビット深度である第２ビット深度を示すパラメータであり、前記第１パラメータとは別のパラメータである第２パラメータを取得する第２取得部とを備える画像復号化装置でもよい。

これにより、画像復号化方法が画像復号化装置として実現される。

また、本発明に係る画像符号化復号化装置は、画像符号化復号化装置であって、前記画像符号化復号化装置は、画像を符号化して、符号化ストリームを生成する画像符号化部を備え、前記画像符号化部は、生成される前記符号化ストリームにおけるシーケンスパラメータセットに、前記画像の再構成サンプルのビット深度である第１ビット深度を示す第１パラメータを書き込む第１書き込み部と、前記シーケンスパラメータセットに、前記画像のＩＰＣＭ（Ｉｎｔｒａ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）サンプルのビット深度である第２ビット深度を示すパラメータであり、前記第１パラメータとは別のパラメータである第２パラメータを書き込む第２書き込み部とを備え、前記画像符号化復号化装置は、さらに、符号化ストリームに含まれる画像を復号化する画像復号化部を備え、前記画像復号化部は、前記符号化ストリームにおけるシーケンスパラメータセットから、前記画像の再構成サンプルのビット深度である第１ビット深度を示す第１パラメータを取得する第１取得部と、前記シーケンスパラメータセットから、前記画像のＩＰＣＭサンプルのビット深度である第２ビット深度を示すパラメータであり、前記第１パラメータとは別のパラメータである第２パラメータを取得する第２取得部とを備える画像符号化復号化装置でもよい。

これにより、画像符号化装置および画像復号化装置が画像符号化復号化装置として実現される。

本発明により、再構成サンプル用のビット深度とは別に、独立して、ＩＰＣＭサンプル用のビット深度を設定することが可能になる。よって、ＩＰＣＭサンプルの冗長なデータを削減することが可能になる。したがって、符号化効率の向上が可能になる。

図１は、符号化ストリーム内のフィールドパラメータの位置を示すシンタックス図である。 図２は、Ｈ．２６４規格セクション７．３．５における画像復号化方法の一連の動作を示すフローチャートである。 図３は、実施の形態１における画像符号化装置の構造を示すブロック図である。 図４は、実施の形態１による８ビット深度変換を示すシンタックス図である。 図５は、実施の形態１における画像符号化装置の一連の動作を示すフローチャートである。 図６は、実施の形態１における符号化ストリーム内の２つのフィールドパラメータを示すシンタックス図である。 図７は、実施の形態２における画像復号化装置の構造を示すブロック図である。 図８は、実施の形態２における画像復号化装置の一連の動作を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態３に係る画像ビットストリームの符号化方法を示すフローチャートである。 図１０Ａは、実施の形態４に係る画像符号化装置の構造を示すブロック図である。 図１０Ｂは、実施の形態４に係る画像符号化装置の動作を示すフローチャートである。 図１１Ａは、実施の形態４に係る画像復号化装置の構造を示すブロック図である。 図１１Ｂは、実施の形態４に係る画像復号化装置の動作を示すフローチャートである。 図１２は、実施の形態５に係る画像符号化装置の構造を示すブロック図である。 図１３は、実施の形態５に係る画像符号化装置の動作を示すフローチャートである。 図１４は、実施の形態５に係る画像復号化装置の構造を示すブロック図である。 図１５は、実施の形態５に係る画像復号化装置の動作を示すフローチャートである。 図１６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１７は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図１８は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図１９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２０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２１Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図２１Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図２２は、多重化データの構成を示す図である。 図２３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２４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２５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２６は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２７は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図２８は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図２９は、映像データを識別するステップを示す図である。 図３０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３１は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図３２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３３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３４Ａ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３４Ｂ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。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

（前置き）
ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）は、画像の復号化において、ビット深度の拡大をサポートする。このことは、ソース画像が８ビットのビット深度のソース画像であっても、ＨＥＶＣ復号化器が、符号化画像を１０ビットのビット深度の画像として復号化することをサポートし、符号化効率を改善することを意味する。ビット深度が１０ビットの画像を復号化する際にインター予測のメモリ帯域幅の要件を緩和するため、ビット深度が１０ビットの画像サンプルのブロックの圧縮に、メモリアクセスを高速化するための軽量圧縮方式が用いられてもよい。

現在、符号化画像ビットストリームを介して、再構成画像のビット深度を復号化器へ信号送信する方法がある。Ｈ．２６４規格では、シーケンスパラメータセットのシンタックス要素（ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ８およびｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｍｉｎｕｓ８）によって、Ｈｉｇｈ ｐｒｏｆｉｌｅ、Ｈｉｇｈ １０ ｐｒｏｆｉｌｅ、および、Ｈｉｇｈ ４：４：２ ｐｒｏｆｉｌｅなどの複数のプロファイルにおいて、それぞれ、再構成輝度データおよび再構成色差データのビット深度が特定される。Ｈ．２６４規格における他の複数のプロファイルについては、シンタックス要素（ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ８およびｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｍｉｎｕｓ８）が符号化画像ビットストリームに存在せず、再構成画像データのビット深度は８に相当すると推定される。

しかし、信号化されたビット深度は、ビット深度の拡大によって、符号化処理前の元の画像のビット深度よりも大きくなる場合があるという問題がある。ＩＰＣＭブロックについて、元の画像サンプルよりも大きなビット深度で、輝度および色差の生サンプルを符号化することは非効率であり、符号化効率を低下させる。

再構成画像のビット深度が元の画像のビット深度よりも大きい場合、メモリ帯域幅の削減のため、軽量圧縮方式が用いられてもよい。しかし、ＩＰＣＭの再構成ブロックと軽量圧縮ブロックとのメモリ内での識別の問題があるため、元の画像サンプルを含むＩＰＣＭブロックを低いビット深度でメモリに直接保存することができない。誤った復元方式がＩＰＣＭの再構成画像ブロックで用いられると、典型的にはインター予測におけるエラーの発生をもたらすことになる。

図１は、符号化ストリーム内のフィールドパラメータの位置を示すシンタックス図である。図１に示されるように、「再構成サンプルのビット深度」を示すパラメータのフィールドＦ１が存在する場合、それは、ビットストリームのシーケンスヘッダに保存される。ビットストリームは、ピクチャＰ１・・・ピクチャＰｉ・・・のような一連のピクチャを含み、各ピクチャは一連のスライスを含む。ここで、ピクチャＰ１は、スライスＳ１およびスライスＳ２を含み、スライスＳ１のマクロブロックＭＢｉはＩＰＣＭブロックである。

図１において、ヘッダ情報は、ビットストリームのシーケンスヘッダに保存され、このヘッダ情報は、再構成されたサンプルのビット深度を示すパラメータのフィールドＦ１を含む。図１のシナリオにおいて、マクロブロックＭＢｉがＩＰＣＭブロックであってもなくても、ビット深度を示す固定長のパラメータのフィールドＦ１が（復号化器または符号化器において）再構成のために用いられる。

図２は、Ｈ．２６４規格セクション７．３．５における画像復号化方法の一連の動作を示すフローチャートである。

制御部は、マクロブロック種別（ｍｂ＿ｔｙｐｅ）がＩ＿ＰＣＭ（ＩＰＣＭブロック）であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ここで、マクロブロック種別がＩ＿ＰＣＭではないと制御部が判定した場合（ステップＳ２０２でＮｏ）、マクロブロックは他のｍｂ＿ｔｙｐｅ値のための他の方法を用いて処理される（ステップＳ２０６）。

一方、ｍｂ＿ｔｙｐｅがＩ＿ＰＣＭであると制御部が判定した場合（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、バイト位置あわせ（Ｂｙｔｅ＿ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）の動作がＩＰＣＭマクロブロックに対して実行される（ステップＳ２０４）。次に、サンプル［０・・・Ｎｕｍ＿ｏｆ＿ｓａｍｐｌｅｓ］の全ての輝度サンプル値（ｓａｍｐｌｅ＿ｌｕｍａ）（例えば、８ビット）が読み出される（ステップＳ２０８）。Ｈ．２６４規格では、１つの解析方法のみが１６×１６サイズ（マクロブロックサイズ）のＩ＿ＰＣＭブロックに利用可能である。

このように、適切なビット深度情報を用いて、画像を符号化復号化するための方法および装置に対するニーズがある。以下の実施の形態では、適応的なビット深度を用いて符号化効率を向上することができる技術が示される。

なお、ＩＰＣＭブロックは、ＩＰＣＭサンプルで構成されるブロックである。また、ＨＥＶＣにおいて、ＩＰＣＭブロックは、予測ユニットの一種として扱われる。そのため、ＩＰＣＭブロックは、ＩＰＣＭ予測ユニットブロック、または、ＩＰＣＭ ＰＵブロックと呼ばれる場合がある。

（実施の形態１）
図３は、本実施の形態における画像符号化装置の構造を示すブロック図である。図３に示された画像符号化装置３００は、入力された画像ビットストリームをブロック単位で符号化し、符号化出力ビットストリームを生成する装置である。

図３に示すように、画像符号化装置３００は、２つのＮビット深度変換部３０２Ａ、３０２Ｂ、減算器３０４Ａ、加算器３０４Ｂ、変換部３０６、量子化部３０８、逆量子化部３１０、逆変換部３１２、インター／イントラ予測部３１４、２つのマルチプレクサ（ＭＵＸ部）３１６Ａ、３１６Ｂ、メモリ３１８、フィルタ部３１９、エントロピー符号化部３２０、制御部３２２、および、オプション処理部３２４を備える。

入力画像は、Ｎビット深度変換部３０２Ａおよびオプション処理部３２４へ入力される。入力画像ビットストリームがＮビット深度変換部３０２Ａに入力された後、Ｎビット深度変換部３０２Ａは、制御部３２２により決定された通知に従って、入力画像に対してＮビット深度変換を実行し、結果として得られるＮビット深度に変換された値を減算器３０４Ａへ出力する。

減算器３０４Ａは、Ｎビット深度変換部３０２Ａから出力されたＮビット深度の値からインター／イントラ予測部３１４から出力された予測画像値を減算し、減算により得られた値を変換部３０６へ出力する。変換部３０６は、減算により得られた値を周波数係数に変換し、得られた周波数係数を量子化部３０８へ出力する。量子化部３０８は、入力された周波数係数を量子化し、得られた量子化値を逆量子化部３１０およびエントロピー符号化部３２０へ出力する。

エントロピー符号化部３２０は、制御部３２２により決定された通知に従って、量子化部３０８から出力された量子化値を符号化し、得られた値をマルチプレクサ３１６Ｂに出力する。この時、エントロピー符号化部３２０は、パラメータ等を可変長符号化してもよい。

逆量子化部３１０は、量子化部３０８から出力された量子化値を逆量子化し、得られた逆量子化値を逆変換部３１２へ出力する。逆変換部３１２は、周波数係数に対し逆周波数変換を行い、周波数係数をビットストリームのサンプル値に変換し、得られたサンプル値を加算器３０４Ｂへ出力する。加算器３０４Ｂは、逆変換部３１２から出力されたサンプル値をインター／イントラ予測部３１４から出力された予測画像値に加算し、フィルタ部３１９を介して、得られた加算値をマルチプレクサ３１６Ａへ出力する。

フィルタ部３１９は、必要に応じて、得られた加算値に対し、ブロック歪みを除去するデブロックフィルタ処理などのフィルタ処理を行う。

マルチプレクサ３１６Ａは、制御部３２２により決定された通知に従って、フィルタ部３１９から出力された値、および、Ｎビット深度変換部３０２Ｂから出力された値のうち、いずれかの値を選択し、得られた値を更なる予測のためにメモリ３１８に出力する。インター／イントラ予測部３１４は、メモリ３１８に保存された再構成画像内で検索を行い、例えば、予測のため、入力画像に最も類似している画像の領域を検出する。

また、入力画像は、オプション処理部３２４に入力される。オプション処理部３２４は、画像のビットストリームに、鮮明化、平滑化、および、ビットストリームのデブロッキング等の操作を行い、（ＩＰＣＭサンプルのビット深度で）固定長の画像の生サンプルを選び出し、結果として選び出された値をＮビット深度変換部３０２Ｂへ出力する。Ｎビット深度変換部３０２Ｂは、制御部３２２により決定された通知に従って、画像の生サンプルにＮビット深度変換を実行し、得られた値をマルチプレクサ３１６Ａへ出力する。オプション処理部３２４は、また、得られた値をマルチプレクサ３１６Ｂへ出力する。

なお、オプション処理部３２４は、上述の通り、ＩＰＣＭサンプルのビット深度で固定長の画像の生サンプルを選び出す。すなわち、オプション処理部３２４は、入力画像のビット深度をＩＰＣＭ用のビット深度に調整する。例えば、オプション処理部３２４は、入力画像のビット深度をＩＰＣＭ用のビット深度に縮小する。

マルチプレクサ３１６Ｂは、制御部３２２により決定された通知に従って、エントロピー符号化部３２０から出力された値、および、オプション処理部３２４から出力された値のうち、いずれかの値を選択することができ、得られた値を出力する。マルチプレクサ３１６Ｂの出力ビットストリームは、符号化ビットストリームであって、後に図６のシンタックス図で示される。

制御部３２２は、入力された画像に対してＮビット深度変換を実行するべきか否かをＮビット深度変換部３０２Ａ、３０２Ｂに知らせるための通知を決定する。制御部３２２は、また、フィルタ部３１９から出力された値、および、Ｎビット深度変換部３０２Ｂから出力された値のうち、いずれかの値を選択するように、マルチプレクサ３１６Ａに知らせるための通知を決定する。制御部３２２は、同様に、オプション処理部３２４から出力された値、および、エントロピー符号化部３２０から出力された値のうち、いずれかの値を選択するように、マルチプレクサ３１６Ｂに知らせるための通知を決定する。

例えば、制御部３２２は、所定の方式、すなわち、エントロピー符号化部３２０により生成された符号化ビット数をオプション処理部３２４からの固定長の生サンプルビット数と比較する方式を用いることができる。符号化ビット数が固定長の生サンプルビット数よりも小さい場合、制御部３２２は、エントロピー符号化部３２０から出力された値を選択するようマルチプレクサ３１６Ｂに知らせる。それ以外の場合、制御部３２２は、オプション処理部３２４から出力された値を選択するようマルチプレクサ３１６Ｂに知らせる。

制御部３２２は、さらに、（１）ＩＰＣＭサンプルのビット深度および（２）再構成サンプルのビット深度の２つのパラメータを出力ビットストリームに書き込むエントロピー符号化部３２０へ、この２つのパラメータを出力する。

上述の通り、Ｎビット深度変換とは、例えば、元のＭビットデータにパディングを挿入してＭビットデータをＮビットデータへ伸張することにより、または、元のＭビットデータをＮビットデータへ圧縮することにより、元のＭビットデータをＮビットデータに変換することである。

Ｍ＝Ｎの場合、Ｎビット深度変換部３０２Ａ、３０２Ｂは、Ｎビット深度変換で得られた値としてＭビットデータを直接出力する。入力データのビット数Ｍ＞Ｎの場合、Ｎビット深度変換部３０２Ａ、３０２Ｂは、ＭビットデータをＮビットデータに圧縮してもよい。そして、圧縮されたＮビットデータを出力する。一方、入力データのビット数Ｍ＜Ｎの場合、Ｎビット深度変換部３０２Ａ、３０２Ｂは、例えば、［０、０、・・・、０］または［１、０、・・・、０］（合計（Ｍ−Ｎ）ビット）のパディングを、元のＭビットデータの始め、元のＭビットデータの終わり、または、元のＭビットデータの間に挿入してもよい。そして、パディングされたＮビットデータを出力する。

図４は、本実施の形態による８ビット深度変換を示すシンタックス図である。

図４の（ａ）において、再構成画像の輝度成分についてのビット深度（４０２）と再構成画像の色差成分についてのビット深度（４０４）は、共に８ビットである。一方、元のＩＰＣＭブロックの輝度成分についてのビット深度（４０６）と元のＩＰＣＭブロックの色差成分についてのビット深度（４０８）は、共に８ビットである。このように、輝度と色差の両成分についての再構成画像のビット深度（８ビット）は、輝度と色差の両成分についての元のＩＰＣＭブロックのビット深度（８ビット）と等しい。その結果、８ビット深度の変換には、ビットを拡大する必要もビットを縮小する必要もない。

図４の（ｂ）において、再構成画像の輝度成分についてのビット深度（４１０）および再構成画像の色差の成分についてのビット深度（４１２）は、共に８ビットである。一方、元のＩＰＣＭブロックの輝度成分についてのビット深度（４１４）と元のＩＰＣＭブロックの色差成分についてのビット深度（４１６）は、共に１０ビットである。このように、輝度と色差の両成分についての再構成画像のビット深度（８ビット）は、輝度と色差の両成分についての元のＩＰＣＭブロックのビット深度（１０ビット）よりも小さい。ＩＰＣＭブロックのビット深度は、例えば、１０ビットデータを８ビットデータに圧縮するという手段で、再構成画像のビット深度と等しいレベルへ削減される。

図４の（ｃ）において、再構成画像の輝度成分についてのビット深度（４１８）と再構成画像の色差成分についてのビット深度（４２０）は、共に１０ビットである。一方、元のＩＰＣＭブロックの輝度成分についてのビット深度（４２２）と元のＩＰＣＭブロックの色差成分についてのビット深度（４２４）は、共に８ビットである。このように、輝度と色差の両成分についての再構成画像のビット深度（１０ビット）は、輝度と色差の両成分についての元のＩＰＣＭブロックのビット深度（８ビット）よりも大きい。ＩＰＣＭブロックのビット深度は、例えば、２ビットのパディングをＩＰＣＭブロックに挿入するという手段で、再構成画像のビット深度と等しいレベルへ拡大される。

次に、上述の画像符号化装置３００の動作について説明する。

図５は、本実施の形態における画像符号化装置３００の一連の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ５０２では、再構成サンプルのビット深度を示す信号ｓｉｇＲｅｃとＩＰＣＭサンプルのビット深度を示す信号ｓｉｇＰｃｍがビデオストリームのヘッダに書き込まれる。ステップＳ５０４では、ＩＰＣＭ ＰＵブロックが、信号ｓｉｇＰｃｍに示されるビット深度、例えば１０ビット、を用いて書き込まれる。そして、ＩＰＣＭ ＰＵブロックは、ビット深度を信号ｓｉｇＰｃｍにより示されるビット深度から信号ｓｉｇＲｅｃにより示されるビット深度へ、例えば、１０ビットから８ビットへ変換することにより、再構成される（ステップＳ５０６）。

図６は、本実施の形態における符号化ストリーム内の２つのフィールドパラメータを示すシンタックス図である。

図６に示すように、「再構成サンプルのビット深度」（例えば、図４のｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ８およびｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｍｉｎｕｓ８）を示すパラメータのフィールドＦ１と、「ＩＰＣＭサンプルのビット深度」（例えば、図４のｐｃｍ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ１およびｐｃｍ＿ｂｉｔ＿ｄｅｐｔｈ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｍｉｎｕｓ１）を示すパラメータのフィールドＦ２が存在する場合、それらは一連のピクチャのシーケンスヘッダに保存される。図６において、符号化ビットストリームは、ピクチャＰ１・・・ピクチャＰｉのような、一連のピクチャを含み、各ピクチャは一連のスライスを含む。ここで、ピクチャＰ１は、スライスＳ１およびスライスＳ２を含み、スライスＳ１のブロックＢｉはＩＰＣＭブロックである。

図６において、ヘッダ情報は、シーケンスヘッダ（シーケンスパラメータセット：Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）、ピクチャヘッダ（ピクチャパラメータセット：Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）、スライスヘッダ、ＳＥＩ（補助拡張情報：Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｍａｔｉｏｎ）、ＮＡＬ（ネットワーク抽出層：Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｂｓｔｒａｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）などのパラメータを含む。

ヘッダ情報は、画像ストリームのヘッダに保存され、例えば、シーケンスヘッダは、８ビットの「再構成サンプルのビット深度」を示すパラメータのフィールドＦ１（ｓｉｇＲｅｃ）と、１０ビットの「ＩＰＣＭサンプルのビット深度」を示すパラメータのフィールドＦ２（ｓｉｇＰｃｍ）とを含む。図６において、ブロックＢｉはＩＰＣＭブロックであり、ブロックＢｉの再構成には、フィールドＦ１（ｓｉｇＲｅｃ）におけるビット深度のパラメータではなくフィールドＦ２（ｓｉｇＰｃｍ）におけるビット深度のパラメータが用いられる。

本実施の形態では、符号化画像ビットストリームにおけるＩＰＣＭデータの符号化効率が改善される。また、ＩＰＣＭデータは、再構成画像サンプルのビット深度とは異なる場合がある非圧縮のビット深度で符号化される。非圧縮サンプルのビット深度が再構成サンプルのビット深度よりも小さい場合、過剰ビットの符号化における冗長性が取り除かれる。一方、非圧縮サンプルのビット深度が再構成サンプルのビット深度よりも大きい場合、ビット精度を失うことなくＩＰＣＭデータの非圧縮のビット深度を正確に保持する構成が提供される。

（実施の形態２）
図７は、本実施の形態における画像復号化装置の構造を示すブロック図である。図７に示された画像復号化装置７００は、入力された符号化ビットストリームをブロックベースで復号化し、画像を出力する装置である。

図７に示すように、画像復号化装置７００は、デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ部）７０２Ａ、マルチプレクサ（ＭＵＸ部）７０２Ｂ、エントロピー復号化部７０４、加算器７０６、逆量子化部７０８、逆変換部７１０、メモリ７１２、インター／イントラ予測部７１４、制御部７１６、ＩＰＣＭブロック解析部７１８、フィルタ部７１９、および、Ｎビット深度変換部７２０を備える。

入力された符号化ビットストリームは、デマルチプレクサ７０２Ａに入力され、デマルチプレクサ７０２Ａは、エントロピー復号化部７０４へまたはＩＰＣＭブロック解析部７１８へ、得られた値を制御部７１６により決定された通知に従って出力する。

入力された符号化ビットストリームがエントロピー復号化部７０４へ入力された後、エントロピー復号化部７０４はデマルチプレクサ７０２Ａからの出力値を復号化し、復号化値を逆量子化部７０８および制御部７１６に出力する。この時、エントロピー復号化部７０４は、パラメータ等を可変長復号化してもよい。

逆量子化部７０８は、入力値を逆量子化し、得られた逆量子化値を逆変換部７１０へ出力する。逆変換部７１０は、周波数係数に対し逆周波数変換を行い、周波数係数をサンプル値に変換し、得られた画素値を加算器７０６へ出力する。加算器７０６は、逆変換部７１０から出力されたサンプル値をインター／イントラ予測部７１４から出力された予測画像値に加算し、フィルタ部７１９を介して、得られた値をマルチプレクサ７０２Ｂへ出力する。

フィルタ部７１９は、必要に応じて、ブロック歪みの除去するデブロックフィルタ処理などのフィルタ処理を行う。

マルチプレクサ７０２Ｂは、制御部７１６により決定された通知に従って、フィルタ部７１９からの出力値、および、Ｎビット深度変換部７２０からの出力値のうち、いずれかの値を選択し、得られた値を更なる予測のためにメモリ７１２に出力する。復号化された画像はメモリ７１２から出力され表示される。さらに、インター／イントラ予測部７１４は、メモリ７１２に保存された画像内で検索を行い、例えば、予測のため、復号化される画像に最も類似している画像の領域を検出する。

ＩＰＣＭブロック解析部７１８およびＮビット深度変換部７２０について、解析および変換の処理は「ＩＰＣＭサンプルのビット深度（ｓｉｇＰｃｍ）」および「再構成サンプルのビット深度（ｓｉｇＲｅｃ）」の２つのパラメータに依存する。この２つのパラメータ「ＩＰＣＭサンプルのビット深度（ｓｉｇＰｃｍ）」および「再構成サンプルのビット深度（ｓｉｇＲｅｃ）」は、入力ビットストリームのヘッダからエントロピー復号化部７０４により得られる。

入力された符号化ビットストリームおよび制御部７１６から出力された信号ｓｉｇＰｃｍ（例えば１０ビットを示す）は、ＩＰＣＭブロック解析部７１８に入力され、ＩＰＣＭブロック解析部７１８は、得られた解析値をＮビット深度変換部７２０へ出力する。Ｎビット深度変換部７２０は、制御部７１６から得られた信号ｓｉｇＲｅｃと、ＩＰＣＭブロック解析部７１８から出力された解析値とを用いて、Ｎビット深度変換を実行し、得られた変換値をマルチプレクサ７０２Ｂへ出力する。

マルチプレクサ７０２Ｂは、制御部７１６により決定された通知に従って、フィルタ部７１９から出力された値、および、Ｎビット深度変換部７２０から出力された値のうち、いずれかの値を選択することができる。

制御部７１６は、エントロピー復号化部７０４またはＩＰＣＭブロック解析部７１８へ出力するようデマルチプレクサ７０２Ａに知らせるための通知を決定する。制御部７１６は、また、フィルタ部７１９から出力された値、および、Ｎビット深度変換部７２０から出力された値のうち、いずれかの値を選択するように、マルチプレクサ７０２Ｂに知らせるための通知を決定する。加えて、制御部７１６は、ＩＰＣＭブロック解析部７１８およびＮビット深度変換部７２０のそれぞれに対する入力値として、信号ｓｉｇＰｃｍ（１０ビット）および信号ｓｉｇＲｅｃ（Ｎビット）の２つのパラメータを更に提供する。

次に、上記で述べた画像復号化装置７００の動作について説明する。

図８は、本実施の形態における画像復号化装置７００の一連の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ８０２で、ＰＵ＿ｔｙｐｅ（予測ユニット種別）がＩ＿ＰＣＭであるか否かが判定される。この判定の結果としてＰＵ＿ｔｙｐｅがＩ＿ＰＣＭでない場合（ステップＳ８０２でＮｏ）、他のＰＵ＿ｔｙｐｅ値のための他の方法がブロックを復号化するために用いられる（ステップＳ８０４）。

一方、この判定の結果としてＰＵ＿ｔｙｐｅがＩ＿ＰＣＭである場合（ステップＳ８０２でＹｅｓ）、制御部７１６は画像ストリームのヘッダから信号ｓｉｇＲｅｃと信号ｓｉｇＰｃｍのパラメータを取得する（ステップＳ８０６）。次に、Ｉ＿ＰＣＭ ＰＵブロックが、１０ビットなどの信号ｓｉｇＰｃｍに示される固定長の生サンプルのビット深度を用いて、読み出される（ステップＳ８０８）。そして、信号ｓｉｇＲｅｃにより示されるビット深度と信号ｓｉｇＰｃｍにより示されるビット深度とが異なるか否かが判定される（ステップＳ８１０）。ｓｉｇＲｅｃにより示されるビット深度がｓｉｇＰｃｍにより示されるビット深度と異なる場合（ステップＳ８１０でＹｅｓ）、１０ビットから８ビットへ等のように、Ｎビット深度変換が信号ｓｉｇＲｅｃを用いて実行される（ステップＳ８１２）。

上述のように、復号化器が、ＩＰＣＭブロックのビット深度を特定して、サンプルあたりどのくらいのビット数がＩＰＣＭブロックの解析に必要であるかについて認識するため、画像シーケンスのヘッダのパラメータ「ＩＰＣＭサンプルのビット深度」を用いることができる。

再構成画像のビット深度がＩＰＣＭブロックのビット深度よりも大きく（小さく）、軽量メモリ圧縮が再構成画像の圧縮に用いられる場合、再構成画像のビット深度に等しいレベルにＩＰＣＭブロックのビット深度が拡大（縮小）され、同じ軽量圧縮方式がＩＰＣＭブロックに適用されると同時にインター予測のための復元処理における整合性が維持される。軽量メモリ圧縮が用いられる場合、ＩＰＣＭサンプルは、ビット深度変換処理によって、非ＩＰＣＭサンプルと同等に扱われる。

本実施の形態では、ＩＰＣＭデータの符号化効率が改善された形式で符号化された符号化画像データの復号化が可能である。非圧縮サンプルのビット深度が再構成サンプルのビット深度よりも小さい場合、過剰ビットの符号化における冗長性が取り除かれる。一方、非圧縮サンプルのビット深度が再構成サンプルのビット深度よりも大きい場合、ビット精度を失うことなくＩＰＣＭデータの非圧縮のビット深度を正確に保持する構成が提供される。

ＩＰＣＭデータと非ＩＰＣＭデータのビット深度が異なっても、ＩＰＣＭデータのビット深度を示す符号化画像データのパラメータを用いることにより、復号化を適切に行うことができる。

（実施の形態３）
本実施の形態は、実施の形態１で示された画像符号化装置３００で実行される特徴的な動作を示す。

図９は、本実施の形態に係る画像ビットストリームの符号化方法を示すフローチャートである。ステップＳ９０２において、画像ビットストリーム内に信号化された固定長の生サンプルのビット深度を表す第１パラメータが、画像ビットストリームのヘッダに書き込まれる。ステップＳ９０４において、画像ビットストリームから再構成されたサンプルのビット深度を表す第２パラメータが、画像ビットストリームのヘッダに書き込まれる。ステップＳ９０６において、固定長の生サンプルのサブグループは、第１パラメータに基づいて、サンプル毎の複数ビットで画像ビットストリームに書き込まれる。ステップＳ９０８において、固定長の生サンプルのサブグループが再構成され、再構成の際、固定長の生サンプルのサブグループのビット深度を第１パラメータから第２パラメータへ変換する。

（実施の形態４）
本実施の形態に係る画像符号化装置は、実施の形態１で示された画像符号化装置３００の特徴的な構成要素を備える。また、本実施の形態に係る画像復号化装置は、実施の形態２で示された画像復号化装置７００の特徴的な構成要素を備える。

図１０Ａは、本実施の形態に係る画像符号化装置の構造を示すブロック図である。図１０Ａに示された画像符号化装置１０００は、画像を符号化して、符号化ストリームを生成する。そして、画像符号化装置１０００は、第１書き込み部１００１および第２書き込み部１００２を備える。第１書き込み部１００１および第２書き込み部１００２は、主に、実施の形態１におけるエントロピー符号化部３２０に対応する。

図１０Ｂは、図１０Ａに示された画像符号化装置１０００の動作を示すフローチャートである。

図１０Ｂのように、第１書き込み部１００１は、生成される符号化ストリームにおけるシーケンスパラメータセットに、画像の再構成サンプルのビット深度である第１ビット深度を示す第１パラメータを書き込む（Ｓ１００１）。第２書き込み部１００２は、シーケンスパラメータセットに、画像のＩＰＣＭサンプルのビット深度である第２ビット深度を示すパラメータであり、第１パラメータとは別のパラメータである第２パラメータを書き込む（Ｓ１００２）。

これにより、再構成サンプル用のビット深度とは別に、独立して、ＩＰＣＭサンプル用のビット深度を設定することが可能になる。よって、ＩＰＣＭサンプルの冗長なデータを削減することが可能になる。したがって、符号化効率の向上が可能になる。

図１１Ａは、本実施の形態に係る画像復号化装置の構造を示すブロック図である。図１１Ａに示された画像復号化装置１１００は、符号化ストリームに含まれる画像を復号化する。そして、画像復号化装置１１００は、第１取得部１１０１および第２取得部１１０２を備える。第１取得部１１０１および第２取得部１１０２は、主に、実施の形態２におけるエントロピー復号化部７０４に対応する。

図１１Ｂは、図１１Ａに示された画像復号化装置１１００の動作を示すフローチャートである。

図１１Ｂのように、第１取得部１１０１は、符号化ストリームにおけるシーケンスパラメータセットから、画像の再構成サンプルのビット深度である第１ビット深度を示す第１パラメータを取得する（Ｓ１１０１）。第２取得部１１０２は、シーケンスパラメータセットから、画像のＩＰＣＭサンプルのビット深度である第２ビット深度を示すパラメータであり、第１パラメータとは別のパラメータである第２パラメータを取得する（Ｓ１１０２）。

これにより、再構成サンプル用のビット深度とは別に、独立して、ＩＰＣＭサンプル用のビット深度を取得することが可能になる。よって、ＩＰＣＭサンプルの冗長なデータを削減することが可能になる。したがって、符号化効率の向上が可能になる。

（実施の形態５）
本実施の形態に係る画像符号化装置は、実施の形態１で示された画像符号化装置３００の特徴的な構成要素を備える。また、本実施の形態に係る画像復号化装置は、実施の形態２で示された画像復号化装置７００の特徴的な構成要素を備える。また、本実施の形態では、実施の形態４に示された構成要素に加えて、任意に追加可能な構成要素が示される。

図１２は、本実施の形態に係る画像符号化装置の構造を示すブロック図である。図１２に示された画像符号化装置１２００は、第１書き込み部１２０１、第２書き込み部１２０２、第３書き込み部１２０３、第４書き込み部１２０４、再構成部１２０５、変換部１２０６、ビット深度縮小部１２０７およびビット深度拡大部１２０８を備える。

第１書き込み部１２０１および第２書き込み部１２０２は、画像符号化装置１０００の第１書き込み部１００１および第２書き込み部１００２と同様の構成要素である。その他の構成要素は、追加の構成要素であって、これらの一部または全部が任意に追加される。

第３書き込み部１２０３は、主に、実施の形態１のマルチプレクサ３１６Ｂに対応する。第４書き込み部１２０４は、主に、実施の形態１のエントロピー符号化部３２０に対応する。変換部１２０６は、主に、実施の形態１のＮビット深度変換部３０２Ｂに対応する。ビット深度縮小部１２０７は、主に、実施の形態１のオプション処理部３２４に対応する。ビット深度拡大部１２０８は、主に、実施の形態１のＮビット深度変換部３０２Ａに対応する。

再構成部１２０５は、主に、実施の形態１の加算器３０４Ｂに対応する。再構成部１２０５には、実施の形態１の逆量子化部３１０、逆変換部３１２、フィルタ部３１９、および、インター／イントラ予測部３１４が含まれてもよい。

図１３は、図１２に示された画像符号化装置１２００の動作を示すフローチャートである。図１３のように、第１書き込み部１２０１は、生成される符号化ストリームにおけるシーケンスパラメータセットに、画像の再構成サンプルのビット深度である第１ビット深度を示す第１パラメータを書き込む（Ｓ１３０１）。

第２書き込み部１２０２は、シーケンスパラメータセットに、画像のＩＰＣＭサンプルのビット深度である第２ビット深度を示すパラメータであり、第１パラメータとは別のパラメータである第２パラメータを書き込む（Ｓ１３０２）。この時、典型的には、第２書き込み部１２０２は、第１ビット深度以下の第２ビット深度を示す第２パラメータを書き込む。

第１書き込み部１２０１は、画像の原画サンプルのビット深度である第３ビット深度よりも大きい第１ビット深度を示す第１パラメータを書き込んでもよい。この場合、ビット深度拡大部１２０８は、ビット深度が第３ビット深度である原画サンプルをビット深度が第１ビット深度であるサンプルに変換することにより、原画サンプルに対応する再構成サンプルのビット深度を拡大する（Ｓ１３０３）。

第２書き込み部１２０２は、画像の原画サンプルのビット深度である第３ビット深度よりも小さい第２ビット深度を示す第２パラメータを書き込んでもよい。この場合、ビット深度縮小部１２０７は、ビット深度が第３ビット深度である原画サンプルをビット深度が第２ビット深度であるサンプルに変換することにより、原画サンプルに対応するＩＰＣＭサンプルのビット深度を縮小する（Ｓ１３０４）。

再構成部１２０５は、画像の符号化サンプルから、ビット深度が第１ビット深度であるサンプルを再構成することにより、再構成サンプルを生成する（Ｓ１３０５）。ここで、符号化サンプルは、画像の原画サンプルに対して符号化処理の少なくとも一部を実行することにより生成される。変換部１２０６は、ビット深度が第２ビット深度であるＩＰＣＭサンプルをビット深度が第１ビット深度である再構成サンプルに変換する（Ｓ１３０６）。

第３書き込み部１２０３は、ＩＰＣＭサンプルを第２ビット深度で符号化ストリームに書き込む（Ｓ１３０７）。第４書き込み部１２０４は、ビット深度が第１ビット深度である再構成サンプルを用いて符号化された符号化サンプルを符号化ストリームに書き込む（Ｓ１３０８）。

これにより、画像符号化装置１２００において、再構成サンプル用のビット深度、および、ＩＰＣＭサンプル用のビット深度を用いて、適切に画像処理が行われる。例えば、再構成サンプルに大きいビット深度、および、ＩＰＣＭサンプルに小さいビット深度が用いられる。これにより、画質の向上と符号化効率の向上の両立が可能になる。

なお、処理の順序は、図１３に示された順序に限られず、変更されてもよい。また、特に、点線で示された複数の処理について、それらの処理の一部または全部が省略されてもよい。また、画像符号化装置１２００は、さらに、再構成サンプルを用いて原画サンプルを符号化する符号化処理部を備えていてもよい。この符号化処理部は、主に、実施の形態１のインター／イントラ予測部３１４、減算器３０４Ａ、エントロピー符号化部３２０、量子化部３０８、および、変換部３０６等に対応する。

図１４は、本実施の形態に係る画像復号化装置の構造を示すブロック図である。図１４に示された画像復号化装置１４００は、第１取得部１４０１、第２取得部１４０２、第３取得部１４０３、第４取得部１４０４、再構成部１４０５、変換部１４０６およびビット深度拡大部１４０７を備える。

第１取得部１４０１および第２取得部１４０２は、画像復号化装置１１００の第１取得部１１０１および第２取得部１１０２と同様の構成要素である。その他の構成要素は、追加の構成要素であって、これらの一部または全部が任意に追加される。

第３取得部１４０３は、主に、実施の形態２のＩＰＣＭブロック解析部７１８に対応する。第４取得部１４０４は、主に、実施の形態２のエントロピー復号化部７０４に対応する。変換部１４０６は、主に、実施の形態２のＮビット深度変換部７２０に対応する。ビット深度拡大部１４０７は、主に、実施の形態２のＮビット深度変換部７２０に対応する。

再構成部１４０５は、主に、実施の形態２の加算器７０６に対応する。再構成部１４０５には、実施の形態２の逆量子化部７０８、逆変換部７１０、フィルタ部７１９、および、インター／イントラ予測部７１４が含まれていてもよい。

図１５は、図１４に示された画像復号化装置１４００の動作を示すフローチャートである。図１５のように、第１取得部１４０１は、符号化ストリームにおけるシーケンスパラメータセットから、画像の再構成サンプルのビット深度である第１ビット深度を示す第１パラメータを取得する（Ｓ１５０１）。

第２取得部１４０２は、シーケンスパラメータセットから、画像のＩＰＣＭサンプルのビット深度である第２ビット深度を示すパラメータであり、第１パラメータとは別のパラメータである第２パラメータを取得する（Ｓ１５０２）。この時、典型的には、第２取得部１４０２は、第１ビット深度以下の第２ビット深度を示す第２パラメータを取得する。

第２取得部１４０２は、第１ビット深度よりも小さい第２ビット深度を示す第２パラメータを取得してもよい。例えば、第２取得部１４０２は、画像の原画サンプルのビット深度である第３ビット深度よりも小さい第２ビット深度を示す第２パラメータを取得する。また、例えば、第１取得部１４０１は、画像の原画サンプルのビット深度である第３ビット深度よりも大きい第１ビット深度を示す第１パラメータを取得する。

第４取得部１４０４は、ビット深度が第１ビット深度である再構成サンプルを用いて復号化される符号化サンプルを符号化ストリームから取得する（Ｓ１５０３）。第３取得部１４０３は、ＩＰＣＭサンプルを第２ビット深度で符号化ストリームから取得する（Ｓ１５０４）。再構成部１４０５は、画像の符号化サンプルから、ビット深度が第１ビット深度であるサンプルを再構成することにより、再構成サンプルを生成する（Ｓ１５０５）。

第２取得部１４０２が、第１ビット深度よりも小さい第２ビット深度を示す第２パラメータを取得した場合、ビット深度拡大部１４０７は、ビット深度が第２ビット深度であるＩＰＣＭサンプルをビット深度が第１ビット深度であるサンプルに変換することにより、ＩＰＣＭサンプルのビット深度を拡大する（Ｓ１５０６）。変換部１４０６は、ビット深度が第２ビット深度であるＩＰＣＭサンプルをビット深度が第１ビット深度である再構成サンプルに変換する（Ｓ１５０７）。

これにより、画像復号化装置１４００において、再構成サンプル用のビット深度、および、ＩＰＣＭサンプル用のビット深度を用いて、適切に画像処理が行われる。例えば、再構成サンプルに大きいビット深度、および、ＩＰＣＭサンプルに小さいビット深度が用いられる。これにより、画質の向上と符号化効率の向上の両立が可能になる。

なお、処理の順序は、図１５に示された順序に限られず、変更されてもよい。また、特に、点線で示された複数の処理について、それらの処理の一部または全部が省略されてもよい。また、画像復号化装置１４００は、さらに、再構成サンプルを用いて符号化サンプルを復号化する復号化処理部を備えていてもよい。この復号化処理部は、主に、実施の形態２のインター／イントラ予測部７１４、加算器７０６、エントロピー復号化部７０４、逆量子化部７０８、および、逆変換部７１０等に対応する。

以上、本発明に係る画像符号化装置および画像復号化装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではない。実施の形態に対して当業者が思いつく変形を施して得られる形態、および、実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて実現される別の形態も本発明に含まれる。

例えば、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。

また、本発明に係る画像符号化装置および画像復号化装置は、それらに含まれる任意の構成要素を組み合わせて実現される画像符号化復号化装置として実現されてもよい。例えば、本発明に係る画像符号化復号化装置は、本発明に係る画像符号化装置を画像符号化部として備え、本発明に係る画像復号化装置を画像復号化部として備える。

また、本発明は、画像符号化装置および画像復号化装置として実現できるだけでなく、画像符号化装置および画像復号化装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現できる。例えば、それらのステップは、コンピュータによって実行される。そして、本発明は、それらの方法に含まれるステップを、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できる。さらに、本発明は、そのプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。

また、画像符号化装置および画像復号化装置に含まれる複数の構成要素は、集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。これらの構成要素は、個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩまたはウルトラ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。プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、または、ＬＳＩ内部の回路セルの接続および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、画像符号化装置および画像復号化装置に含まれる構成要素の集積回路化を行ってもよい。

（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（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。

図１６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１６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１７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１８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１９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２０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１８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２１Ａ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２１Ｂ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２２は、多重化データの構成を示す図である。図２２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２３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２４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２４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２４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２５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２５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２６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２７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２７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２８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２９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８）
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３０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９）
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３１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３０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３０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７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７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３３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３２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１０）
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３４Ａ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、パルス符号変調に特徴を有していることから、例えば、パルス符号変調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、逆量子化のいずれか、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３４Ｂ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。

本発明に係る画像符号化方法および画像復号化方法は、様々な種類のマルチメディアデータに適用でき、符号化効率を向上させる。例えば、本発明に係る画像符号化方法および画像復号化方法は、携帯電話、ＤＶＤ装置、および、パソコン等において有用である。

３００、１０００、１２００ 画像符号化装置
３０２Ａ、３０２Ｂ、７２０ Ｎビット深度変換部
３０４Ａ 減算器
３０４Ｂ、７０６ 加算器
３０６ 変換部
３０８ 量子化部
３１０、７０８ 逆量子化部
３１２、７１０ 逆変換部
３１４、７１４ インター／イントラ予測部
３１６Ａ、３１６Ｂ、７０２Ｂ マルチプレクサ（ＭＵＸ部）
３１８、７１２ メモリ
３１９、７１９ フィルタ部
３２０ エントロピー符号化部
３２２、７１６ 制御部
３２４ オプション処理部
７００、１１００、１４００ 画像復号化装置
７０２Ａ デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ部）
７０４ エントロピー復号化部
７１８ ＩＰＣＭブロック解析部
１００１、１２０１ 第１書き込み部
１００２、１２０２ 第２書き込み部
１１０１、１４０１ 第１取得部
１１０２、１４０２ 第２取得部
１２０３ 第３書き込み部
１２０４ 第４書き込み部
１２０５、１４０５ 再構成部
１２０６、１４０６ 変換部
１２０７ ビット深度縮小部
１２０８、１４０７ ビット深度拡大部
１４０３ 第３取得部
１４０４ 第４取得部

Claims (9)

1. 画像を符号化して、符号化ストリームを生成する画像符号化方法であって、
   生成される前記符号化ストリームにおけるシーケンスパラメータセットに、前記画像の再構成サンプルのビット深度である第１ビット深度を示す第１パラメータを書き込む第１書き込みステップと、
   前記シーケンスパラメータセットに、前記画像のＩＰＣＭ（Ｉｎｔｒａ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）サンプルのビット深度である第２ビット深度を示すパラメータであり、前記第１パラメータとは別のパラメータである第２パラメータを書き込む第２書き込みステップとを含む
   画像符号化方法。
2. 前記画像符号化方法は、さらに、前記ＩＰＣＭサンプルを前記第２ビット深度で前記符号化ストリームに書き込む第３書き込みステップを含む
   請求項１に記載の画像符号化方法。
3. 前記画像符号化方法は、さらに、前記画像の符号化サンプルから、ビット深度が前記第１ビット深度であるサンプルを再構成することにより、前記再構成サンプルを生成する再構成ステップを含む
   請求項１または２に記載の画像符号化方法。
4. 前記第２書き込みステップでは、前記第１ビット深度以下の前記第２ビット深度を示す前記第２パラメータを書き込む
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
5. 前記画像符号化方法は、さらに、ビット深度が前記第２ビット深度である前記ＩＰＣＭサンプルをビット深度が前記第１ビット深度である前記再構成サンプルに変換する変換ステップを含む
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
6. 前記第２書き込みステップでは、前記画像の原画サンプルのビット深度である第３ビット深度よりも小さい前記第２ビット深度を示す前記第２パラメータを書き込み、
   前記画像符号化方法は、さらに、ビット深度が前記第３ビット深度である前記原画サンプルをビット深度が前記第２ビット深度であるサンプルに変換することにより、前記原画サンプルに対応する前記ＩＰＣＭサンプルのビット深度を縮小するビット深度縮小ステップを含む
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
7. 前記第１書き込みステップでは、前記画像の原画サンプルのビット深度である第３ビット深度よりも大きい前記第１ビット深度を示す前記第１パラメータを書き込み、
   前記画像符号化方法は、さらに、ビット深度が前記第３ビット深度である前記原画サンプルをビット深度が前記第１ビット深度であるサンプルに変換することにより、前記原画サンプルに対応する前記再構成サンプルのビット深度を拡大するビット深度拡大ステップを含む
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
8. 前記画像符号化方法は、さらに、ビット深度が前記第１ビット深度である前記再構成サンプルを用いて符号化された符号化サンプルを前記符号化ストリームに書き込む第４書き込みステップを含む
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
9. 画像を符号化して、符号化ストリームを生成する画像符号化装置であって、
   生成される前記符号化ストリームにおけるシーケンスパラメータセットに、前記画像の再構成サンプルのビット深度である第１ビット深度を示す第１パラメータを書き込む第１書き込み部と、
   前記シーケンスパラメータセットに、前記画像のＩＰＣＭ（Ｉｎｔｒａ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）サンプルのビット深度である第２ビット深度を示すパラメータであり、前記第１パラメータとは別のパラメータである第２パラメータを書き込む第２書き込み部とを備える
   画像符号化装置。

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