JP6065299B2 - 映像復号方法及び映像復号装置 - Google Patents

Description

本発明は、マルチメディアデータ符号化、特にピクチャ間予測のために１を超える参照ピクチャを利用する映像符号化方法および映像復号方法に関する。

ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４（非特許文献１）および次世代のＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）などの最新の映像符号化方式は、１を超える参照ピクチャからの動き補償予測を利用したピクチャ間予測に対応している。１を超える参照ピクチャがある場合には、ピクチャ間予測のために参照ピクチャのリストが１以上作成され、対象ピクチャに時間的に近い参照ピクチャは、所定の方式によってリストの先頭から並び替えられる。参照ピクチャリストの上から下に向かって、増分値を有する参照指数によって参照ピクチャが一意に特定される。

現在開発中のＨＥＶＣ映像符号化規格のような近年の進歩によって、構造、実験、および評価の作業に階層符号化構造を利用する。階層符号化構造には、符号化効率および画質の向上という利点がある。階層符号化構造において、ピクチャは時間的レベルに配置され、ここでは、最も低い階層が最も低いフレームレートであり、その後に続く高い階層（時間的レベルが１または２）が含まれる場合には、より高いフレームレートを含むことを示す。階層符号化構造の例を図１および図２に示す。（たとえば、適用する量子化を少なくすることによって）高い時間的レベルのピクチャよりも品質が良い、低い時間的レベルにおいてピクチャを符号化することにより、ある一定量の符号化利得が得られる。ＨＥＶＣにおいて、時間的レベルは、ピクチャの符号化スライスのＮＡＬ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｂｓｔｒａｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）ユニットのヘッダに位置するシンタクスパラメータｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｉｄによって示される。

時間的レベルは、符号化映像ビットストリームの時間的なスケーラビリティの特徴を実現するためにも用いられる。対象ピクチャが、その対象ピクチャと同じまたはそれより低い時間的レベルの参照ピクチャのみを参照するようにピクチャの参照を制限することによって、ピクチャの参照を高い時間的レベル（高いフレームレート）から低い時間的レベル（低いフレームレート）に切り替えることが可能である。一方、低い時間的レベルから高い時間的レベルに切り替えることは、時間的なネスティングスキームを用いることで可能になるが、低い時間的レベルを有するピクチャが符号化順序で復号される場合、高い時間的レベルを有する参照ピクチャを、これ以上予測に使用することはできない。

ＩＴＵ−Ｔ Ｈ．２６４ ０３／２０１０

エラーを含み損失がある送信のように、符号化および復号プロセス間の不一致が存在する場合には、ピクチャ間予測により、このエラーは、図１（ａ）に示すように、多くのピクチャに伝播する。同図において、エラーはピクチャＢ２（数字の２は、出力順序を示す）で発生している。ピクチャＢ２は、ピクチャＢ３およびピクチャＢ６のピクチャ間予測処理で参照ピクチャとして用いられているので、エラーはピクチャＢ３およびピクチャＢ６にも伝播する。続けてピクチャＢ３およびピクチャＢ６を参照ピクチャとして用いると、このエラーがさらに伝播する。このようなエラーの伝播は、公共ネットワークを介する低遅延映像送信などの特定の用途において、重要な問題である。

一般的には、上述のような時間的レベルに対応する各ピクチャに、異なる品質レベルを設定することによって、主観的および客観的結果が全体的に向上する。この先行技術の課題は、時間的に非常に遠い低品質の参照ピクチャは、通常、時間的に非常に遠いが高品質の参照ピクチャよりも有用性が低い。したがって、時間的に非常に遠い低品質の参照ピクチャを参照ピクチャのリストに含むようにすることによって、最適な符号化効率は得られない。なぜなら、時間的に非常に遠い高品質の参照ピクチャに対応する参照指数は、シグナルビットがより多く必要であるからである。

先行技術の時間的なネスティングスキームを用いることによって、低い時間レベルから高い時間レベルへの切り替えは、いつでも行うことが可能である。しかしながら、このような方式では、非常に制約された参照構造のために符号化効率の損失が多少生じる。

上記課題を解決するために、本発明は、耐性ピクチャ参照スキームの新たな方法を提案する。この新たな方法によって、ピクチャ間予測の効率化とともにエラー耐性が向上し、時間的に拡張可能な符号化映像ビットストリームにおいて低いフレームレートから高いフレームレートへの切り替え点を提供することができる。

本発明で新規な点は、ピクチャ間予測においてピクチャの参照を制限するために境界ピクチャを定義することによって、符号化プロセスおよび復号プロセス間で不一致が生じた場合、復号プロセスでの修復を可能にすることである。さらに、本発明を用いた参照ピクチャのリスト構築のための所定の方式によって、参照リストの順序を並び替えるための信号のビットを効率的に最小にする階層的符号化構造の実行が可能になる。最後に、本発明を用いて生成された符号化映像ビットストリームは、本質的に時間的なスケーラビリティの切り替え点を含む。

本発明のある局面に係る映像符号化方法は、映像に含まれる対象ピクチャを、１つ以上の参照ピクチャを用いて符号化する映像符号化方法であって、時間的拡張が可能なスキームを用いて、前記映像を符号化するか否かを選択するスキーム選択ステップと、前記スキームの選択結果を用いて、前記映像に含まれる各ピクチャの分類を決定する分類決定ステップと、前記各ピクチャの時間レベルが所定レベルであるキーピクチャか否かを判定する判定ステップと、前記対象ピクチャの前記分類が時間レベルの切り替え点となりうるピクチャを示す所定の分類である場合、前記対象ピクチャのために参照ピクチャメモリに含まれるすべての参照ピクチャから、前記キーピクチャである１以上の有効参照ピクチャを選択する有効参照ピクチャ選択ステップと、前記有効参照ピクチャを含む参照ピクチャリストを構築するピクチャリスト構築ステップと、前記参照ピクチャリストに含まれる前記有効参照ピクチャを用いた予測により、前記対象ピクチャをビットストリームに符号化する符号化ステップと、を含む。

本発明の他の局面に係る映像復号方法は、１つ以上の参照ピクチャを用いて、映像に含まれる各ピクチャが複数の階層を有する階層構造で符号化されたビットストリームを復号する映像復号方法であって、前記映像に、時間的拡張が可能な符号化を行うか否かを示す情報を復号する情報復号ステップと、前記各ピクチャの属する前記階層に対応する時間レベルに基づき、前記各ピクチャが、対象ピクチャより時間レベルが低い所定レベルであるキーピクチャか否かを判定する判定ステップと、前記情報が前記映像に対して時間的拡張が可能な符号化を行うことを示している場合において、（ｉ）前記対象ピクチャが前記キーピクチャより表示順が後であり、かつ前記対象ピクチャが時間レベルの切り替え点である場合、参照ピクチャメモリに含まれるすべての参照ピクチャから、前記キーピクチャのみを、前記対象ピクチャのための複数の有効参照ピクチャとして選択し、（ｉｉ）前記対象ピクチャが前記切り替え点でない場合、表示順で直前のキーピクチャより表示順が後である、前記キーピクチャでない非キーピクチャを前記複数の有効参照ピクチャの一つとして選択する有効参照ピクチャ選択ステップと、前記有効参照ピクチャを含む参照ピクチャリストを構築するピクチャリスト構築ステップと、前記参照ピクチャリストに含まれる前記有効参照ピクチャを用いた予測により、前記対象ピクチャを復号するピクチャ復号ステップと、を含む。

上記したような各構成により、本発明は、複数の参照ピクチャを用いて映像を符号化および復号する際、エラーを修復して参照ピクチャの選択を最適に行うための手段を提供する。このことから、本発明の効果は、エラー耐性および符号化効率を向上させることである。

なお、本発明は、このような特徴的なステップを含む映像符号化方法または映像復号方法として実現することができるだけでなく、映像符号化方法または映像復号方法に含まれる特徴的なステップを処理部とする映像符号化装置または映像復号装置として実現することができる。また、映像符号化方法もしくは映像復号方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラム、または映像符号化装置もしくは映像復号装置に含まれる特徴的な処理部としてコンピュータを機能させるためのプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピュータ読取可能な非一時的な記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは、言うまでもない。

本発明は、複数の参照ピクチャを用いて映像を符号化および復号する際、エラーを修復して参照ピクチャの選択を最適に行うための手段を提供する。このことから、本発明の効果は、エラー耐性および符号化効率を向上させることである。

図１は、符号化プロセスと復号プロセスに不一致が生じた場合のエラーの伝搬の一例及び、エラー伝搬を制限する本発明の効果を示す図である。 図２は、時間的なスケーラビリティをサポートする符号化映像ビットストリームにおいて低い時間的レベルから高い時間的レベルへの切り替え点の一例を示す図である。 図３は、本発明を用いる映像符号化プロセスを示すフローチャートである。 図４は、本発明を用いる映像復号プロセスを示すフローチャートである。 図５は、本発明を用いる映像符号化装置の一例を示すブロック図である。 図６は、本発明を用いる映像復号装置の一例を示すブロック図である。 図７は、耐性ピクチャ参照スキームが用いられるか否かを示すパラメータの、符号化映像ビットストリームのヘッダにおける位置を示す図である。 図８は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第１実施形態を用いる映像符号化プロセスを示すフローチャートである。 図９は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第１実施形態を用いる映像符号化プロセスを示すフローチャートである。 図１０は、本発明による耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像符号化プロセスにおいて、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第１実施形態を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像復号プロセスにおいてピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第１実施形態を示すフローチャートである。 図１２は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像符号化プロセス及び復号プロセスでピクチャがキーピクチャか否かを示す分類を決定するプロセスの第１実施形態において、符号化ピクチャがキーピクチャであるか否かに関する分類を示すフラグの、符号化ピクチャの符号化スライスのヘッダにおける位置を示す図である。 図１３は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像符号化プロセスにおいて、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第２実施形態を示すフローチャートである。 図１４は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像復号プロセスにおいてピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第２実施形態を示すフローチャートである。 図１５は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像符号化プロセス及び映像復号プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第２実施形態において、符号化ピクチャの時間的レベルを特定するパラメータの、符号化ピクチャの符号化スライスのヘッダにおける位置を示す図である。 図１６は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像符号化プロセスにおいて、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第３実施形態を示すフローチャートである。 図１７は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像復号プロセスにおいて、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第３実施形態を示すフローチャートである。 図１８は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像符号化プロセス及び映像復号プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第３実施形態において、キーピクチャの周期を特定するパラメータの符号化映像ビットストリームのヘッダにおける位置を示す図である。 図１９は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第１実施形態を用いる映像符号化装置の一例を示すブロック図である。 図２０は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第１実施形態を用いる映像復号装置の一例を示すブロック図である。 図２１は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２実施形態を用いる映像符号化プロセスを示すフローチャートである。 図２２は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２実施形態を用いる映像復号プロセスを示すフローチャートである。 図２３は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２または第３実施形態を用いる映像符号化プロセス及び映像復号プロセスにおいて、参照ピクチャのリストを構成するプロセスを示すフローチャートである。 図２４は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２または第３実施形態を用いる映像符号化プロセス及び映像復号プロセスにおいて、参照ピクチャのリストを並び替えるプロセスの第２の所定スキームの第１実施形態を示すフローチャートである。 図２５は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２または第３実施形態を用いる映像符号化プロセス及び映像復号プロセスにおいて、参照ピクチャのリストを並び替えるプロセスの第２の所定スキームの第２実施形態を示すフローチャートである。 図２６は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２または第３実施形態を用いる映像符号化プロセス及び映像復号プロセスにおいて、参照ピクチャのリストを並び替えるプロセスの第２の所定スキームの第３実施形態を示すフローチャートである。 図２７は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２実施形態を用いる映像符号化装置の一例を示すブロック図である。 図２８は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２実施形態を用いる映像復号装置の一例を示すブロック図である。 図２９は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第３実施形態を用いる映像符号化プロセスを示すフローチャートである。 図３０は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第３実施形態を用いる映像符号化装置の一例を示すブロック図である。 図３１は、符号化映像ビットストリームのスライスヘッダにおいて参照リスト再順序付けステップを特定するパラメータの位置を示す図である。 図３２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３３は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図３４は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図３５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３６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３７Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図３７Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図３８は、多重化データの構成を示す図である。 図３９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４０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４１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４２は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図４３は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図４４は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図４５は、映像データを識別するステップを示す図である。 図４６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４７は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図４８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４９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５０Ａ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５０Ｂ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ものである。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及び接続形態、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。

本発明のある実施態様に係る映像符号化方法は、複数の参照ピクチャを用いる映像符号化方法であって、映像符号化に耐性ピクチャ参照スキームを用いるか否かを選択する選択ステップと、符号化映像ビットストリームのヘッダに、前記選択を示すパラメータを書き込む書き込みステップと、前記選択の結果を使用するピクチャ間予測を用いてピクチャを符号化する符号化ステップとを含む。

好ましくは、前記耐性ピクチャ参照スキームが用いられている場合、符号化ピクチャがキーピクチャと非キーピクチャとに分類され、対象ピクチャに最も近い１以上のキー参照ピクチャの時間的インスタンスと比較した前記非キーピクチャの時間的インスタンスに基づき、１以上の非キーピクチャがピクチャ間予測の参照ピクチャとして用いられない。

また、前記選択ステップは、対象ピクチャに対して参照ピクチャセットを特定するための複数のパラメータを、符号化映像ビットストリームのヘッダに書き込むステップを含み、前記符号化ステップは、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するステップと、対象ピクチャがキーピクチャであるか否かを判定するステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャである場合、前記参照ピクチャセットにおけるすべての参照ピクチャから、キーピクチャのみを含む１以上の有効参照ピクチャを選択するステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャでない場合、前記参照ピクチャセットにおけるすべての参照ピクチャを含む１以上の有効参照ピクチャを選択するステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャであるか否かにかかわらず、前記対象ピクチャまでの時間的距離と前記分類とを用いて、前記有効参照ピクチャを１以上含む参照ピクチャリストを構築するステップと、前記参照ピクチャリストを用いて画像サンプルのブロックに対して動き検出を行うステップと、前記参照ピクチャリストを用いて前記画像サンプルのブロックに対して動き予測を行うステップと、前記画像サンプルのブロックの動き予測を特定するパラメータを前記符号化映像ビットストリームに書き込むステップとを含んでいても良い。

また、前記符号化ステップは、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するステップと、対象ピクチャがキーピクチャであるか否かを判定するステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャである場合、非キー参照ピクチャを含まない参照ピクチャセットを前記対象ピクチャに対して特定する複数のパラメータを、符号化映像ビットストリームのヘッダに書き込むステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャでない場合、前記対象ピクチャに対して、少なくとも１つの非キー参照ピクチャを含む参照ピクチャセットを特定する複数のパラメータを、符号化映像ビットストリームのヘッダに書き込むステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャであるか否かにかかわらず、前記対象ピクチャまでの時間的距離と前記分類とを用いて、前記参照ピクチャセットにおける１以上の有効参照ピクチャを含む参照ピクチャリストを構築するステップと、前記参照ピクチャリストを用いて画像サンプルのブロックに対して動き検出を行うステップと、前記参照ピクチャリストを用いて前記画像サンプルのブロックに対して動き予測を行うステップと、前記画像サンプルのブロックの動き予測を特定する複数のパラメータを、前記符号化映像ビットストリームに書き込むステップとを含んでいても良い。

また、前記符号化ステップは、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するステップと、対象ピクチャに対して参照ピクチャセットを特定する複数のパラメータを、符号化映像ビットストリームのヘッダに書き込むステップと、対象ピクチャがキーピクチャであるか否かを判定するステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャである場合、前記参照ピクチャセットのすべての参照ピクチャから、キーピクチャのみを含む１以上の有効参照ピクチャを選択するステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャでない場合、前記参照ピクチャセットにおけるすべての参照ピクチャを含む１以上の有効参照ピクチャを選択するステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャであるか否かにかかわらず、前記対象ピクチャまでの時間的距離を用いて、前記参照ピクチャセットにおける１以上の参照ピクチャを含む第１の参照ピクチャリストを構築するステップと、前記対象ピクチャまでの時間的距離と前記分類とを用いて、前記１以上の有効参照ピクチャを含む第２の参照ピクチャリストを構築するステップと、前記第２の参照ピクチャリストと等価になるように前記第１の参照ピクチャリストの再順序付けを行うステップと、前記対象ピクチャにおける符号化スライスに関連付けられた前記符号化映像ビットストリームのヘッダに、前記参照ピクチャリストの再順序付けを特定する複数のパラメータを書き込むステップと、前記再順序付けを行った第１の参照ピクチャリストを用いて画像サンプルのブロックに対して動き検出を行うステップと、前記再順序付けを行った第１の参照ピクチャリストを用いて前記画像サンプルのブロックに対して動き予測を行うステップと、前記画像サンプルのブロックの動き予測を特定する複数のパラメータを前記符号化映像ビットストリームに書き込むステップとを含んでいても良い。

また、前記参照ピクチャセットに含まれていないピクチャは、参照用に使用されないとマークされても良い。

また、前記キーピクチャは、ピクチャ間予測されたピクチャであっても良い。

また、前記ピクチャがキーピクチャであるか否かを示すピクチャ分類を決定するステップは、符号化ピクチャの時間的レベルを特定する符号化ピクチャの符号化スライスのヘッダに、パラメータを書き込むステップと、前記パラメータが所定の値に等しい値を有するかを判定するステップと、前記パラメータが前記所定の値に等しい値を有する場合、前記符号化ピクチャをキーピクチャであると分類するステップと、前記パラメータが前記所定の値に等しい値を有しない場合、前記符号化ピクチャを非キーピクチャであると分類するステップとを含んでいても良い。

また、前記ピクチャがキーピクチャであるか否かを示すピクチャ分類を決定するステップは、キーピクチャの周期を特定するために、パラメータを符号化映像ビットストリームのヘッダに書き込むステップと、前記ピクチャの順序出力に基づきピクチャを識別するピクチャ番号が、前記キーピクチャの周期の整数倍に等しいかを判定するステップと、前記ピクチャ番号が前記キーピクチャの周期の整数倍に等しい場合、前記ピクチャをキーピクチャであると分類するステップと、前記ピクチャ番号が前記キーピクチャの周期の整数倍に等しくない場合、前記符号化ピクチャを非キーピクチャであると分類するステップとを含んでいても良い。

また、前記対象ピクチャまでの時間的距離とピクチャ分類とを用いて、１以上の入力参照ピクチャを含む参照ピクチャリストを構築するステップは、前記入力参照ピクチャから１以上のキーピクチャを含む、参照ピクチャの第１グループを選択するステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャであるか否かを判定するステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャでない場合、（ｉ）前記対象ピクチャよりも早くかつ前記対象ピクチャに最も近い時間的インスタンスを有するキーピクチャであるとして、第１境界ピクチャを識別し、（ｉｉ）前記対象ピクチャよりも遅くかつ前記対象ピクチャに最も近い時間的インスタンスを有するキーピクチャであるとして、第２境界ピクチャを識別するステップと、前記第２境界ピクチャが存在するか否かを判定するステップと、前記第２境界ピクチャが存在しない場合、（ｉ）前記第１境界ピクチャよりも遅い時間的インスタンスを有する非キー参照ピクチャを含む参照ピクチャの第２グループを選択し、（ｉｉ）前記参照ピクチャの第１グループに前記参照ピクチャの第２グループを追加するステップと、前記第２境界ピクチャが存在する場合、（ｉ）前記第１境界ピクチャよりも遅くかつ前記第２境界ピクチャよりも早い時間的インスタンスを有する非キー参照ピクチャを含む、参照ピクチャの第３グループを選択し、（ｉｉ）前記参照ピクチャの第１グループに前記参照ピクチャの第３グループを追加するステップと、前記第２境界ピクチャが存在するか否かにかかわらず、かつ前記対象ピクチャがキーピクチャであるか否かにかかわらず、前記対象ピクチャまでの時間的距離と前記ピクチャ分類とを用いて、前記参照ピクチャの第１グループを、所定のスキームにより並び替えられた参照ピクチャリストに置くステップとを含んでいても良い。

また、前記参照ピクチャリストにおける複数の入力参照ピクチャを並び替えるための所定のスキームは、前記入力参照ピクチャから、すべてのキーピクチャを含む参照ピクチャの第１グループを選択するステップと、前記入力参照ピクチャから、前記参照ピクチャの第１グループに含まれていないピクチャをすべて含む参照ピクチャの第２グループを選択するステップと、前記参照ピクチャの第１グループを、対象ピクチャまでの時間的距離に基づき前記参照ピクチャリストの先頭に置くステップと、前記参照ピクチャの第２グループを、前記対象ピクチャまでの時間的距離に基づき、前記参照ピクチャリストにおいて前記参照ピクチャの第１グループの後に置くステップとを含んでいても良い。

また、参照ピクチャリストにおける複数の入力参照ピクチャを並び替えるための前記所定のスキームは、前記参照ピクチャの第１グループを、対象ピクチャまでの時間的距離に基づき前記参照ピクチャリストの先頭に置くステップを含んでいても良い。

また、対象ピクチャまでの時間的距離に基づき前記複数の参照ピクチャを参照ピクチャリストに置くステップでは、前記参照ピクチャを前記対象ピクチャまでの時間的距離の少ない方から順に置いても良い。

本発明の他の実施態様に係る映像復号方法は、複数の参照ピクチャを用いる映像復号方法であって、映像符号化に耐性ピクチャ参照スキームが用いられているか否かを示すパラメータを、符号化映像ビットストリームのヘッダから解析する解析ステップと、前記解析されたパラメータから、前記耐性ピクチャ参照スキームが用いられているか否かを判定する判定ステップと、前記耐性ピクチャ参照スキームが用いられていると判定した場合、前記耐性ピクチャ参照スキームを用いて符号化映像ビットストリームの部分的な復号を行い、前記耐性ピクチャ参照スキームが用いられていないと判定した場合、前記耐性ピクチャ参照スキームを用いずに符号化映像ビットストリームの全部の復号を行う復号ステップとを含む。

好ましくは、前記耐性ピクチャ参照スキームが用いられている場合、符号化ピクチャがキーピクチャと非キーピクチャとに分類され、対象ピクチャに最も近い１以上のキー参照ピクチャの時間的インスタンスと比較した前記非キーピクチャの時間的インスタンスに基づき、１以上の非キーピクチャがピクチャ間予測の参照ピクチャとして用いられない。

また、前記部分的な復号を行うステップにおいて、ピクチャ復号処理は、一部の符号化ピクチャに対しては行われなくても良い。

このことにより他の符号化ピクチャの復号処理への影響は生じない。

また、前記解析ステップは、対象ピクチャに対して参照ピクチャセットを特定する複数のパラメータを、符号化映像ビットストリームのヘッダから解析するステップを含み、前記判定ステップは、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するステップと、対象ピクチャがキーピクチャであるか否かを判定するステップとを含み、前記復号ステップは、前記対象ピクチャがキーピクチャである場合、前記参照ピクチャセットにおけるすべての参照ピクチャから、キーピクチャのみを含む１以上の有効参照ピクチャを選択するステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャでない場合、前記参照ピクチャセットにおけるすべての参照ピクチャを含む１以上の有効参照ピクチャを選択するステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャであるか否かにかかわらず、前記対象ピクチャまでの時間的距離と前記分類とを用いて、前記１以上の有効参照ピクチャを含む参照ピクチャリストを構築するステップと、画像サンプルのブロックに対する動き予測を特定するパラメータを、前記符号化映像ビットストリームから解析するステップと、前記参照ピクチャリストを用いて前記画像サンプルのブロックに対して動き予測を行うステップとを含んでいても良い。

また、前記判定ステップは、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するステップと、対象ピクチャに対して参照ピクチャセットを特定する複数のパラメータを、符号化映像ビットストリームのヘッダから解析するステップとを含み、前記復号ステップは、前記対象ピクチャまでの時間的距離と前記分類とを用いて、前記参照ピクチャセットにおける１以上の有効参照ピクチャを含む参照ピクチャリストを構築するステップと、画像サンプルのブロックに対する動き予測を特定する複数のパラメータを、前記符号化映像ビットストリームから解析するステップと、前記参照ピクチャリストを用いて前記画像サンプルのブロックに対して動き予測を行うステップとを含んでいても良い。

また、前記判定ステップは、対象ピクチャに対して参照ピクチャセットを特定する複数のパラメータを、符号化映像ビットストリームのヘッダから解析するステップを含み、前記部分復号ステップは、前記対象ピクチャまでの時間的距離を用いて、前記参照ピクチャセットにおける１以上の参照ピクチャを含む参照ピクチャリストを構築するステップと、前記対象ピクチャにおける符号化スライスに関連付けられた前記符号化映像ビットストリームのヘッダから、前記参照ピクチャリストの再順序付けを特定する複数のパラメータを解析するステップと、参照ピクチャリストの再順序付けを特定する前記解析されたパラメータに基づき、前記参照ピクチャリストに再順序付けを行うステップと、画像サンプルのブロックに対する動き予測を特定する複数のパラメータを前記符号化映像ビットストリームから解析するステップと、前記再順序付けを行った参照ピクチャリストを用いて前記画像サンプルのブロックに対して動き予測を行うステップとを含んでいても良い。

また、前記参照ピクチャセットに含まれていないピクチャは、参照用に使用されないとマークされても良い。

また、前記キーピクチャは、ピクチャ間予測されたピクチャであっても良い。

また、前記ピクチャがキーピクチャであるか否かを示すピクチャ分類を決定するステップは、前記符号化ピクチャの時間的レベルを特定するために、符号化ピクチャの符号化スライスのヘッダからパラメータを解析するステップと、前記パラメータが所定の値に等しい値を有するかを判定するステップと、前記パラメータが前記所定の値に等しい値を有する場合、前記符号化ピクチャをキーピクチャであると分類するステップと、前記パラメータが前記所定の値に等しい値を有しない場合、前記符号化ピクチャを非キーピクチャであると分類するするステップとを含んでいても良い。

また、前記ピクチャがキーピクチャであるか否かを示すピクチャ分類を決定するステップは、キーピクチャの周期を特定するために、パラメータを符号化映像ビットストリームのヘッダから解析するステップと、前記ピクチャの順序出力に基づき符号化ピクチャを識別するピクチャ番号が、前記キーピクチャの周期の整数倍に等しいかを判定するステップと、前記ピクチャ番号が前記キーピクチャの周期の整数倍に等しい場合、前記符号化ピクチャをキーピクチャであると分類するステップと、前記ピクチャ番号が前記キーピクチャの周期の整数倍に等しくない場合、前記符号化ピクチャを非キーピクチャであると分類するステップとを含んでいても良い。

また、前記対象ピクチャまでの時間的距離とピクチャ分類とを用いて、１以上の入力参照ピクチャを含む参照ピクチャリストを構築するステップは、前記入力参照ピクチャから１以上のキーピクチャを含む、参照ピクチャの第１グループを選択するステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャであるか否かを判定するステップと、前記対象ピクチャがキーピクチャでない場合、（ｉ）前記対象ピクチャよりも早くかつ前記対象ピクチャに最も近い時間的インスタンスを有するキーピクチャであるとして、第１境界ピクチャを識別し、（ｉｉ）前記対象ピクチャよりも遅くかつ前記対象ピクチャに最も近い時間的インスタンスを有するキーピクチャであるとして、第２境界ピクチャを識別するステップと、前記第２境界ピクチャが存在するか否かを判定するステップと、前記第２境界ピクチャが存在しない場合、（ｉ）前記第１境界ピクチャよりも遅い時間的インスタンスを有する非キー参照ピクチャを含む参照ピクチャの第２グループを選択し、（ｉｉ）前記参照ピクチャの第１グループに前記参照ピクチャの第２グループを追加するステップと、前記第２境界ピクチャが存在する場合、（ｉ）前記第１境界ピクチャよりも遅くかつ前記第２境界ピクチャよりも早い時間的インスタンスを有する非キー参照ピクチャを含む、参照ピクチャの第３グループを選択し、（ｉｉ）前記参照ピクチャの第１グループに前記参照ピクチャの第３グループを追加するステップと、前記第２境界ピクチャが存在するか否かにかかわらず、かつ前記対象ピクチャがキーピクチャであるか否かにかかわらず、前記対象ピクチャまでの時間的距離と前記ピクチャ分類とを用いて、前記参照ピクチャの第１グループを、所定のスキームにより並び替えられた参照ピクチャリストに置くステップとを含んでいても良い。

また、前記参照ピクチャリストにおける複数の入力参照ピクチャを並び替えるための所定のスキームは、前記入力参照ピクチャから、すべてのキーピクチャを含む参照ピクチャの第１グループを選択するステップと、前記入力参照ピクチャから、前記参照ピクチャの第１グループに含まれていないピクチャをすべて含む参照ピクチャの第２グループを選択するステップと、前記参照ピクチャの第１グループを、対象ピクチャまでの時間的距離に基づき前記参照ピクチャリストの先頭に置くステップと、前記参照ピクチャの第２グループを、前記対象ピクチャまでの時間的距離に基づき、前記参照ピクチャリストにおいて前記参照ピクチャの第１グループの後に置くステップとを含んでいても良い。

また、参照ピクチャリストにおける複数の入力参照ピクチャを並び替えるための前記所定のスキームは、前記参照ピクチャの第１グループを、対象ピクチャまでの時間的距離に基づき前記参照ピクチャリストの先頭に置くステップを含んでいても良い。

また、対象ピクチャまでの時間的距離に基づき前記複数の参照ピクチャを参照ピクチャリストに置くステップでは、前記参照ピクチャを前記対象ピクチャまでの時間的距離の少ない方から順に置いても良い。

また、本発明の他の実施態様に係る映像復号方法は、１つ以上の参照ピクチャを用いて、映像に含まれる各ピクチャが複数の階層を有する階層構造で符号化されたビットストリームを復号する映像復号方法であって、前記映像に、時間的拡張が可能な符号化を行うか否かを示す情報を復号する情報復号ステップと、前記各ピクチャの属する前記階層に対応する時間レベルに基づき、前記各ピクチャが、対象ピクチャより時間レベルが低い所定レベルであるキーピクチャか否かを判定する判定ステップと、前記情報が前記映像に対して時間的拡張が可能な符号化を行うことを示している場合において、（ｉ）前記対象ピクチャが前記キーピクチャより表示順が後であり、かつ前記対象ピクチャが時間レベルの切り替え点である場合、参照ピクチャメモリに含まれるすべての参照ピクチャから、前記キーピクチャのみを、前記対象ピクチャのための複数の有効参照ピクチャとして選択し、（ｉｉ）前記対象ピクチャが前記切り替え点でない場合、表示順で直前のキーピクチャより表示順が後である、前記キーピクチャでない非キーピクチャを前記複数の有効参照ピクチャの一つとして選択する有効参照ピクチャ選択ステップと、前記有効参照ピクチャを含む参照ピクチャリストを構築するピクチャリスト構築ステップと、前記参照ピクチャリストに含まれる前記有効参照ピクチャを用いた予測により、前記対象ピクチャを復号するピクチャ復号ステップと、を含む。

例えば、前記映像復号方法は、さらに、前記対象ピクチャの時間レベルを示す時間レベルパラメータを前記ビットストリームのヘッダから取得する取得ステップを含んでもよい。

例えば、前記取得ステップでは、さらに、前記時間的拡張が可能な符号化を行うか否かを示す前記情報と、前記参照ピクチャメモリに含まれる参照ピクチャを示す参照情報とを前記ビットストリームのヘッダから取得してもよい。

例えば、前記映像復号方法は、さらに、前記参照ピクチャメモリにおける１以上のキーピクチャを含む、参照ピクチャの第１グループを選択するステップと、前記対象ピクチャが前記切り替え点でない場合、（ｉ）前記対象ピクチャよりも表示順が前のキーピクチャのうち前記対象ピクチャに最も近い時間的インスタンスを有するキーピクチャである第１境界ピクチャと識別し、（ｉｉ）前記対象ピクチャよりも表示順が後のキーピクチャのうち前記対象ピクチャに最も近い時間的インスタンスを有するキーピクチャを第２境界ピクチャと識別するステップと、（ｉ）前記第２境界ピクチャが存在しない場合、前記第１境界ピクチャよりも表示順が後の非キー参照ピクチャを含む参照ピクチャの第２グループを選択し、前記参照ピクチャの第１グループに前記参照ピクチャの第２グループを追加するステップと、（ｉｉ）前記第２境界ピクチャが存在する場合、前記第１境界ピクチャよりも表示順が後で、かつ前記第２境界ピクチャよりも表示順が前の非キー参照ピクチャを含む、参照ピクチャの第３グループを選択し、（ｉｉ）前記参照ピクチャの第１グループに前記参照ピクチャの第３グループを追加するステップと、前記対象ピクチャまでの時間的距離を用いて、前記参照ピクチャの第１グループを、所定のスキームにより並び替えられた参照ピクチャリストに置くステップとを含んでもよい。

また、本発明の他の実施態様に係る映像復号装置は、１つ以上の参照ピクチャを用いて、映像に含まれる各ピクチャが複数の階層を有する階層構造で符号化されたビットストリームを復号する映像復号装置であって、前記映像に、時間的拡張が可能な符号化を行うか否かを示す情報を復号する情報復号部と、前記各ピクチャの属する前記階層に対応する時間レベルに基づき、前記各ピクチャが、対象ピクチャより時間レベルが低い所定レベルであるキーピクチャか否かを判定する判定部と、前記情報が前記映像に対して時間的拡張が可能な符号化を行うことを示している場合において、（ｉ）前記対象ピクチャが前記キーピクチャより表示順が後であり、かつ前記対象ピクチャが時間レベルの切り替え点である場合、参照ピクチャメモリに含まれるすべての参照ピクチャから、前記キーピクチャのみを、前記対象ピクチャのための複数の有効参照ピクチャとして選択し、（ｉｉ）前記対象ピクチャが前記切り替え点でない場合、表示順で直前のキーピクチャより表示順が後である、前記キーピクチャでない非キーピクチャを前記複数の有効参照ピクチャの一つとして選択する有効参照ピクチャ選択部と、前記有効参照ピクチャを含む参照ピクチャリストを構築するピクチャリスト構築部と、前記参照ピクチャリストに含まれる前記有効参照ピクチャを用いた予測により、前記対象ピクチャを復号するピクチャ復号部と、を含む。

開示の整合性のため、本明細書では、時間的レベルの最も低い値（例えば、値「０」）と時間的レベルのその次に高い値（例えば、値１、２、及び３）を伴う最も低いフレームレートの主要ピクチャは、低い時間的レベルの先頭に付加された場合、より高い（２倍）フレームレートを提示する後続のピクチャのセットを示す、という慣例を用いる。同様の慣例が、ＨＥＶＣ、拡張Ｈ．２６４ＭＶＣ及び拡張Ｈ．２６４ＳＶＣなどの最近の映像符号化スキームに用いられるが、そのスキームでは、時間的レベルがシンタクスパラメータｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｉｄを用いて示される。時間的レベルの大きい値が低いフレームレートを示すという代替の慣例が同様の目的で用いられることは、当業者にとって明らかであろう。

図１は、伝搬損失などのため、符号化プロセスと復号プロセスに不一致が生じた場合の、エラーの伝搬の例である。図１（ａ）に示す先行技術では、エラーは、多くのピクチャにわたって伝搬し、持続的な目に見えるアーティファクトとして、再構成ピクチャにしばしば現れ得る。図では、エラーの影響を受けたピクチャを斜線で影をつけて示す。図１（ｂ）に示されるように、本発明では、キーピクチャが定義され、ピクチャ参照が最も近いキーピクチャと境を接するように制限されるので、前記の最も近いキーピクチャから時間的に離れた位置にある非キーピクチャからのピクチャ間予測が許可されない。簡素化のため、図１は、前方予測のみが存在する低遅延符号化例を示す。しかし、最も近いキーピクチャに境を接するピクチャ参照の制限は、前方及び後方の両方の予測方向に適用される。本発明を用いて、エラー伝搬がキーピクチャ（ピクチャＢ４）で止められ、それに続くピクチャ（ピクチャＢ５、Ｂ６、Ｂ７など）はエラーなしで完璧に再構成されることができる。

図２は、時間的に拡張可能（ｓｃａｌａｂｌｅ）な映像ビットストリームにおいて低い時間的レベルから高い時間的レベルへの切り替え点の作成における本発明の効果を示す例である。先行技術では、図２（ａ）に示すように、時間的なネスティングがディスエーブル（無効）であるとき、低い時間的レベルから高い時間的レベルへの切り替えはサポートされない。例えば、最も高いフレームレート（時間的レベル２に相当）への切り替えは、ピクチャＢ１とピクチャＢ３がピクチャＢ５の復号に必要であるため、ピクチャＢ５では実施できない。

図２（ｂ）に示すように、先行技術において時間的なネスティングがイネーブル（有効）であるとき、低い時間的レベルから高い時間的レベルへの切り替えはどの時点（斜線による影で示されるピクチャ）ででも可能である。例えば、時間的レベル２への切り替えはピクチャＢ５で可能であるが、これは、ピクチャＢ５がピクチャＩ０とピクチャＢ４からのみ予測されるからである。しかし、時間的ネスティングがイネーブル（有効）である場合、ピクチャ参照は極めて制限的になり、符号化効率に損失をもたらす傾向がある。一方、時間的に拡張可能な符号化を実際に適用すると、どのピクチャにも切り替え点を備えることは必要ではないかもしれない。

上記したように、本発明によってピクチャ参照がキーピクチャに境を接せられるように制限される。その結果、キーピクチャに付随する各時間的レベルの第１のピクチャが切り替え点として用いられ得る。例えば、ピクチャＢ２は、時間的レベル１への有効な切り替え点であり、ピクチャＢ１は時間的レベル２への有効な切り替え点である。任意の時間的レベルにおける次のピクチャ（例えば時間的レベル２のピクチャＢ３）は切り替え点として用いることはできない。しかし、これらの次のピクチャへのピクチャ参照に対する制限は低い（例えば、ピクチャＢ１１はピクチャＢ９を予測参照として用いることを許可される）ため、より効果的な符号化を行うことができる。したがって、本発明は、時間的なスケーラビリィティ特性と符号化効率の間の実際的なバランスを提供する。

図３は、本発明を用いる映像符号化プロセスを示すフローチャートである。なお、本明細書中で説明するモジュールとは、ソフトウェアモジュールまたはハードウェアモジュールのことである。モジュール３００は、耐性ピクチャ参照スキームが用いられるか否かを選択する。モジュール３０２は、前記選択を示すパラメータを符号化映像ビットストリームのヘッダに書き込む。次に、モジュール３０４は、前記選択の結果を用いるピクチャ間予測を用いてピクチャを符号化する。前記耐性ピクチャ参照スキームが用いられる場合、参照ピクチャ選択プロセス及び順序付プロセスが、上記したような、キーピクチャに境を接するようにピクチャ参照を制限する方法で行われる。前記耐性ピクチャ参照スキームの実施形態を、本明細書で以下に詳細に説明する。

図４は、本発明を用いた映像復号プロセスを示すフローチャートである。モジュール４００は、耐性ピクチャ参照スキームが用いられるか否かを示すパラメータを、符号化映像ビットストリームのヘッダから解析する。次に、モジュール４０２は、耐性ピクチャ参照スキームが用いられるか否かを判断する。

前記耐性ピクチャ参照スキームが用いられる場合、モジュール４０４は、前記耐性ピクチャ参照スキームを用いて符号化映像ビットストリームに部分的な復号を実施する。前記部分復号では、耐性ピクチャ参照スキームが符号化プロセスと同じ方法で用いられる。前記部分復号では、他の符号化ピクチャの復号プロセスに影響することなく、いくつかの符号化ピクチャの復号プロセスが省略される。

前記耐性ピクチャ参照スキームが用いられない場合、モジュール４０６は、前記耐性ピクチャ参照スキームを用いずに符号化映像ビットストリームの全復号を行う。

図５は、本発明を用いる映像符号化装置の一例を示すブロック図である。本装置は、参照スキーム選択部５００、符号化部５０２、書き込み部５０４、メモリ部５０６を備える。

図５に示すように、参照スキーム選択部５００は、耐性ピクチャ参照スキームが用いられるか否かを選択する。符号化部５０２は、参照スキーム選択部５００での選択結果であるスキーム選択Ｄ５０１及びメモリ部５０６に保存された参照ピクチャＤ５１１を用いて、圧縮されていない元の画像Ｄ５０３をピクチャ間予測を使用して符号化し、その結果、符号化ピクチャデータＤ５０５及び参照ピクチャデータＤ５０７が得られる。書き込み部５０４は、前記符号化ピクチャデータＤ５０５と前記スキーム選択Ｄ５０１を取り込み、符号化映像ビットストリームＤ５０９を作成する。前記参照ピクチャデータＤ５０７は前記元の画像Ｄ５０３の再構成されたサンプルからなり、メモリ部５０６に保存される。耐性ピクチャ参照スキームの第１実施形態を用いる本発明の可能な一実施例では、前記参照ピクチャデータＤ５０７が更に、参照用に使用されるあるいは参照用には使用されないことを、メモリ部５０６に保存される参照ピクチャにマーキングするピクチャマーキング信号を備える。

図６は、本発明を用いる映像復号装置の例を示すブロック図である。本装置は、解析部６００、第１スイッチ部６０２、第１復号部６０４、第２復号部６０６、第２スイッチ部６０８、及びメモリ部６１０を備える。

図に示したように、解析部６００は、符号化映像ビットストリームＤ６０１のヘッダを解析し、耐性ピクチャ参照スキームが用いられるか否かの選択を示すパラメータＤ６０３を取得する。解析された前記パラメータＤ６０３に基づいて、スイッチ部６０２は、符号化映像ビットストリームＤ６０１を、第１復号部６０４または第２復号部６０６のいずれかへ送る。

メモリ部６１０に保存された参照ピクチャＤ６１５が用いられると、前記第１復号部６０４は、前記耐性ピクチャ参照スキームを用いて符号化映像ビットストリームＤ６０５の部分復号を行う。前記部分復号では、他の符号化ピクチャの復号プロセスに影響することなく、いくつかの符号化ピクチャの復号プロセスが省略される。耐性ピクチャ参照スキームの第１実施形態を用いる本発明の可能な一実施例では、前記第１復号部６０４が、参照用に使用されるあるいは使用されないことを、メモリ部６１０に保存される参照ピクチャにマーキングするピクチャマーキング信号Ｄ６１６を送る。

一方、メモリ部６１０に保存された参照ピクチャＤ６１５を用いて、前記第２復号部６０６は、前記耐性ピクチャ参照スキームを用いずに符号化映像ビットストリームＤ６０９の全復号を実施する。解析された前記パラメータＤ６０３に基づいて、第２スイッチ部６０８は、復号プロセスの出力Ｄ６１３として、第１復号部６０４からの再構成ピクチャＤ６０７または第２復号部６０６からの再構成ピクチャＤ６１１を送る。復号プロセスの出力Ｄ６１３としての再構成ピクチャはまた、メモリ部６１０に保存され、次の符号化ピクチャのピクチャ間予測復号プロセスに用いられる。

図７は、耐性ピクチャ参照スキームが用いられるか否かを示すパラメータの、符号化映像ビットストリームのヘッダにおける位置を示す図である。パラメータの例として、前記耐性ピクチャ参照スキームが用いられることを示す値１及び前記耐性ピクチャ参照スキームが用いられないことを示す値０のフラグがある。図７（ａ）は、圧縮映像ビットストリームのシーケンスヘッダにおける前記パラメータの位置を示す。図７（ｂ）は、圧縮映像ビットストリームのピクチャヘッダにおける前記パラメータの位置を示す。図７（ｃ）は、圧縮映像ビットストリームのスライスヘッダにおける前記パラメータの位置を示す。図７（ｄ）は、圧縮映像ビットストリームのシーケンスヘッダに位置するプロファイルパラメータ、レベルパラメータ、又はプロファイルとレベル両パラメータに基づいて、前記パラメータはまた所定のルックアップテーブルから生成されることを示す。

図８は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第１実施形態を用いる映像符号化プロセスを示すフローチャートである。モジュール８００は、ピクチャがキーピクチャか否かを示す分類を決定する。ピクチャがキーピクチャか否かを示す前記分類の実施形態は、以下に詳細に説明する。モジュール８０２は、対象ピクチャがキーピクチャか否かを判断する。対象ピクチャがキーピクチャである場合、モジュール８０４は、ピクチャメモリに保存される非キー参照ピクチャに、参照用として使用されないとマークする。

次に、対象ピクチャがキーピクチャであるか否かにかかわらず、モジュール８０４で参照用に使用されるとマークされた参照ピクチャ（参照用に使用されないとマークされた参照ピクチャ以外の参照ピクチャ）を用いて、画像サンプルのブロックに対し動き評価プロセスが行われ、モジュール８０８で参照用に使用されるとマークされた参照ピクチャを用いて、画像サンプルの前記ブロックに対し動き予測プロセスが行われる。

図９は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第１実施形態を用いる映像符号化プロセスを示すフローチャートである。モジュール９００は、ピクチャがキーピクチャか否かを示す分類を決定する。モジュール９０２は、対象ピクチャがキーピクチャか否かを判断する。対象ピクチャがキーピクチャである場合、モジュール９０４は、ピクチャメモリに保存される非キー参照ピクチャに、参照用として使用されないとマークする。

次に、対象ピクチャがキーピクチャであるか否かにかかわらず、モジュール９０６で参照用に使用されるとマークされた参照ピクチャ（参照用に使用されないとマークされた参照ピクチャ以外の参照ピクチャ）を用いて、動き予測プロセスが画像サンプルのブロックに対して行われる。

図１０は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像符号化プロセスにおいて、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第１実施形態を示すフローチャートである。モジュール１０００では、符号化ピクチャの符号化スライスのヘッダに、前記符号化ピクチャがキーピクチャであるか否かに関する分類を示すフラグが書き込まれる。

図１１は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像復号プロセスにおいて、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第１実施形態を示すフローチャートである。モジュール１１００において、符号化ピクチャの符号化スライスのヘッダから、前記符号化ピクチャがキーピクチャであるか否かに関する分類を示すフラグが解析される。

図１２は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像符号化プロセス及び復号プロセスでピクチャがキーピクチャか否かを示す分類を決定するプロセスの第１実施形態において、符号化ピクチャがキーピクチャであるか否かに関する分類を示すフラグの、符号化ピクチャの符号化スライスのヘッダにおける位置を示す図である。符号化映像ビットストリームでは、符号化ピクチャは１つ以上のスライスネットワーク抽出層部（ＮＡＬＵ）で表される。ピクチャの前記分類を示す前記フラグは、スライスＮＡＬＵのＮＡＬＵヘッダに位置する。

図１３は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像符号化プロセスにおいて、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第２実施形態を示すフローチャートである。まず、モジュール１３００は、符号化ピクチャの符号化スライスのヘッダにパラメータを書き込み、前記符号化ピクチャの時間的レベルを特定する。時間的レベルを特定する前記パラメータの例には、ＨＥＶＣ映像符号化スキームのシンタクスパラメータｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｉｄがある。モジュール１３０２は、前記パラメータが所定の値に等しい値を有するか否か判断する。前記所定値の例として、最も低いフレームレート表示に相当する最も低い時間的レベルを示す値「０」がある。前記パラメータ値が前記所定値と等しい場合、モジュール１３０４は前記符号化ピクチャをキーピクチャとして分類する。前記パラメータ値が前記所定値と等しくない場合、モジュール１３０６は前記符号化ピクチャを非キーピクチャとして分類する。

図１４は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像復号プロセスにおいて、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第２実施形態を示すフローチャートである。まず、モジュール１４００は、符号化ピクチャの符号化スライスのヘッダからパラメータを解析し、前記符号化ピクチャの時間的レベルを特定する。モジュール１４０２は、前記パラメータが所定の値に等しい値を有するか否かを判断する。前記パラメータ値が前記所定値と等しい場合、モジュール１４０４は前記符号化ピクチャをキーピクチャとして分類する。前記パラメータ値が前記所定値と等しくない場合、モジュール１４０６は前記符号化ピクチャを非キーピクチャとして分類する。

図１５は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像符号化プロセス及び映像復号プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第２実施形態において、符号化ピクチャの時間的レベルを特定するパラメータの、符号化ピクチャの符号化スライスのヘッダーにおける位置を示す図である。図１５（ａ）は、符号化ピクチャを表す前記パラメータの、スライスＮＡＬＵのＮＡＬＵヘッダにおける位置を示す。図１５（ｂ）は、圧縮映像ビットストリームのスライスヘッダにおける前記パラメータの位置を示す。

図１６は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像符号化プロセスにおいて、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第３実施形態を示すフローチャートである。まず、モジュール１６００は、符号化映像ビットストリームのヘッダにパラメータを書き込み、キーピクチャの周期（期間）を特定する。そして、モジュール１６０２は、ピクチャのピクチャ数（出力順序において）がキーピクチャの前記周期の整数倍と等しいか否かを判断する。前記ピクチャの前記ピクチャ数がキーピクチャの前記周期の整数倍と等しい場合、モジュール１６０４は、前記ピクチャをキーピクチャとして分類する。前記ピクチャの前記ピクチャ数がキーピクチャの前記周期の整数倍と等しくない場合、モジュール１６０６は、前記ピクチャを非キーピクチャとして分類する。キーピクチャの周期を特定する前記パラメータ値の例として、キーピクチャが４ピクチャ毎に発生することを示す値４がある。この場合、出力順序に基づきピクチャ数０、４、８、１２などを有するピクチャはキーピクチャであると分類されるが、他の全てのピクチャは非キーピクチャであると分類される。

図１７は、本発明にの耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像復号プロセスにおいて、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第３実施形態を示すフローチャートである。まず、モジュール１７００は、符号化映像ビットストリームのヘッダからパラメータを解析し、キーピクチャの周期を特定する。そして、モジュール１７０２は、符号化ピクチャのピクチャ数（出力順序において）がキーピクチャの前記周期の整数倍と等しいか否かを判断する。前記符号化ピクチャの前記ピクチャ数がキーピクチャの前記周期の整数倍と等しい場合、モジュール１７０４は、前記符号化ピクチャをキーピクチャとして分類する。前記符号化ピクチャの前記ピクチャ数がキーピクチャの前記周期の整数倍と等しくない場合、モジュール１７０６は、前記符号化ピクチャを非キーピクチャとして分類する。

図１８は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームを用いる映像符号化プロセス及び映像復号プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第３実施形態において、キーピクチャの周期を特定するパラメータの符号化映像ビットストリームのヘッダにおける位置を示す図である。図１８（ａ）は、圧縮映像ビットストリームのシーケンスヘッダにおける前記パラメータの位置を示す。図１８（ｂ）は、圧縮映像ビットストリームのピクチャヘッダにおける前記パラメータの位置を示す。図１８（ｃ）は、圧縮映像ビットストリームのスライスヘッダにおける前記パラメータの位置を示す。図１８（ｄ）は、前記パラメータはまた、圧縮映像ビットストリームのシーケンスヘッダに位置するプロファイルパラメータ、レベルパラメータ、又はプロファイルとレベル両パラメータに基づいて、所定のルックアップテーブルからも生成できることを示す。

図１９は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第１実施形態を用いる映像符号化装置の一例を示すブロック図である。本装置は、分類決定部１９００、メモリ部１９０２、第１スイッチ部１９０４、マーキング部１９０６、第２スイッチ部１９０８、リスト作成部１９１０、動き評価部１９１２、動き予測部１９１４、及び書き込み部１９１６を備える。

図に示すように、動き評価部１９１２は、画像サンプルのブロックＤ１９１９と参照ピクチャの１つ以上のリストＤ１９１７を読み出し、動きベクトルのセットＤ１９２１を出力する。動き予測部１９１４は動きベクトルのセットＤ１９２１と参照ピクチャのリストＤ１９１７を読み出し、予測サンプルのブロックＤ１９２３を出力する。

分類決定部１９００は、入力データＤ１９０１を読み出し、処理を行い、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ１９０３と、出力データＤ１９２５を作成する。出力データＤ１９２５は書き込み部１９１６により符号化映像ビットストリームＤ１９２７に書き込まれる。

図１０で開示した、映像符号化プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第１実施形態を用いる本発明の可能な一実施例では、前記入力データＤ１９０１が、前記符号化ピクチャがキーピクチャであるか否かに関する分類を示すフラグである。この実施形態によれば、分類決定部１９００は、前記フラグを、両方ともその出力であるとして、すなわち、分類信号Ｄ１９０３と出力データＤ１９２５であるとして、単に次へ渡す。

図１３で開示した、映像符号化プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第２実施形態を用いる本発明の他の可能な一実施例では、前記入力データＤ１９０１が符号化ピクチャの時間的レベルである。符号化ピクチャの前記時間的レベルを用いて、分類決定部１９００は、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ１９０３を決定し出力する。この実施形態によれば、分類決定部１９００はまた、符号化ピクチャの時間的レベルを出力データＤ１９２５として書き込み部１９１６に送る。

図１６で開示した、映像符号化プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第３実施形態を用いる本発明の更に他の可能な一実施例では、前記入力データＤ１９０１はキーピクチャの周期であることがある。キーピクチャの前記周期を用いて、分類決定部１９００は、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ１９０３を決定し出力する。この実施形態によれば、分類決定部１９００はまた、キーピクチャの周期を出力データＤ１９２５として書き込み部１９１６に送る。

第１スイッチ部１９０４は、分類信号Ｄ１９０３を制御信号として用い、参照ピクチャＤ１９０５をメモリ部１９０２から、分類信号Ｄ１９０３が非キーピクチャを示す場合は第２スイッチ部１９０８へ、また分類信号Ｄ１９０３がキーピクチャを示す場合はマーキング部１９０６へ送る。マーキング部１９０６は入力参照ピクチャＤ１９０９をチェックし、その後マーキング信号Ｄ１９１１を送り、メモリ部１９０２の非キー参照ピクチャは参照用として使用しないとマークし、参照ピクチャＤ１９１３用に用いるとマークした参照ピクチャを出力する。第２スイッチ部１９０８は、分類信号Ｄ１９０３に基づいて、参照ピクチャＤ１９０７または参照ピクチャＤ１９１３を選択する。リスト作成部１９１０は、参照ピクチャＤ１９１５を読み出し、参照ピクチャの１つ以上のリストＤ１９１７を出力する。

図２０は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第１実施形態を用いる映像復号装置の一例を示すブロック図である。本装置は、分類決定部２０００、メモリ部２００２、第１スイッチ部２００４、マーキング部２００６、第２スイッチ部２００８、リスト作成部２０１０、及び動き予測部２０１２を備える。

図に示すように、動き予測部２０１２は、復号された動きベクトルのセットＤ２０１９と参照ピクチャの１つ以上のリストＤ２０１７を読み出し、予測サンプルのブロックＤ２０２１を出力する。

分類決定部２０００は、解析された入力データＤ２００１を読み出し、処理を行い、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ２００３を作成する。

図１１で開示した、映像復号プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第１実施形態を用いる本発明の可能な一実施例では、前記解析された入力データＤ２００１は、前記符号化ピクチャがキーピクチャであるか否かに関する分類を示す解析フラグである。この実施形態によれば、分類決定部２０００は、前記解析フラグを分類信号Ｄ２００３として単に出力する。

図１４で開示した、映像復号プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第２実施形態を用いる本発明の他の可能な実施例では、前記解析された入力データＤ２００１は符号化ピクチャの時間的レベルである。符号化ピクチャの前記解析された時間的レベルを用いて、分類決定部２０００は、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ２００３を決定し出力する。

図１７で開示した、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類決定プロセスの第３実施形態を用いる本発明の更に他の可能な実施例では、前記解析された入力データＤ２００１はキーピクチャの解析した周期である。キーピクチャの前記解析した周期を用いて、分類決定部２０００は、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ２００３を決定し出力する。

第１スイッチ部２００４は、分類信号Ｄ２００３を制御信号として用い、参照ピクチャＤ２００５をメモリ部２００２から、分類信号Ｄ２００３が非キーピクチャを示す場合は第２スイッチ部２００８へ、また分類信号Ｄ２００３がキーピクチャを示す場合はマーキング部２００６へ送る。マーキング部２００６は入力参照ピクチャＤ２００９をチェックし、その後マーキング信号Ｄ２０１１を送り、メモリ部２００２における非キー参照ピクチャは参照用として使用されないとマーキングし、参照用に使用するとマークされた参照ピクチャＤ２０１３を出力する。第２スイッチ部２００８は、分類信号Ｄ２００３に基づいて、参照ピクチャＤ２００７または参照ピクチャＤ２０１３を選択する。リスト作成部２０１０は参照ピクチャＤ２０１５を読み出し、参照ピクチャの１つ以上のリストＤ２０１７を出力する。

図２１は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２実施形態を用いる映像符号化プロセスを示すフローチャートである。モジュール２１００は、ピクチャがキーピクチャか否かを示す分類を決定する。ピクチャがキーピクチャか否かを示す前記分類を決定するステップの実施形態は、本明細書の前段で詳細に説明した。モジュール２１０２は、対象ピクチャまでの時間的距離及び、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す前記分類を用いて、参照ピクチャのリストを構成する。次に、画像サンプルのブロックに対し、参照ピクチャの前記リストを用いて動き評価プロセスがモジュール２１０４で行われ、画像サンプルの前記ブロックに対し、参照ピクチャの前記リストを用いて動き予測プロセスがモジュール２１０６で行われる。

図２２は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２実施形態を用いる映像復号プロセスを示すフローチャートである。モジュール２２００は、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定する。モジュール２２０２は、対象ピクチャまでの時間的距離及びピクチャがキーピクチャであるか否かを示す前記分類を用いて参照ピクチャのリストを構成する。次に、モジュール２２０４では、動き予測プロセスが、参照ピクチャの前記リストを用いて画像サンプルのブロックに対して行われる。

図２３は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２または第３実施形態を用いる映像符号化プロセス及び映像復号プロセスにおいて、参照ピクチャのリストを構成するプロセスを示すフローチャートである。図に示すように、モジュール２３００はキーピクチャからなる参照ピクチャの第１グループを選択する。モジュール２３０２は、対象ピクチャまでの時間的距離を用いて、第１の所定方法により並び替えられる参照ピクチャの前記第１グループからなる参照ピクチャのリストを作成する。次に、モジュール２３０４は、前記対象ピクチャがキーピクチャか否かを判断する。

前記対象ピクチャがキーピクチャである場合、参照リスト構成プロセスは完了する。または、前記対象ピクチャがキーピクチャでない場合、モジュール２３０６は、前記対象ピクチャよりも早くかつ前記対象ピクチャに最も近い時間的インスタンスを有するキー参照ピクチャであるとして、第１キー境界ピクチャを特定する。次に、モジュール２３０８は第２境界ピクチャがあるか否かを判断し、一方、前記第２境界ピクチャは、前記対象ピクチャよりも遅くかつ前記対象ピクチャに最も近い時間的インスタンスを有するキー参照ピクチャであるとして特定される。

モジュール２３０８による判定で前記第２境界ピクチャがない場合、モジュール２３１４は前記第１境界ピクチャよりも遅い時間的インスタンスを有する非キー参照ピクチャからなる参照ピクチャの第２グループを選択し、モジュール２３１６は、参照ピクチャの前記第２グループを参照ピクチャの前記リストに付加する。

モジュール２３０８による判定で前記第２境界ピクチャがある場合、モジュール２３１０は前記第１境界ピクチャよりも遅い時間的インスタンスを有する非キー参照ピクチャからなる参照ピクチャの第３グループを選択し、モジュール２３１２は、参照ピクチャの前記第３グループを参照ピクチャの前記リストに付加する。

次に、前記第２境界ピクチャがあるか否かに関わらず、結果として得られる参照ピクチャのリスト（参照ピクチャの第２または第３グループのいずれかを付加後）は、前記対象ピクチャまでの時間的距離とピクチャがキーピクチャであるか否かを示す前記分類を用いる第２の所定スキームを用いてモジュール２３１８により並び替えられる。

図２４は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２または第３実施形態を用いる映像符号化プロセス及び映像復号プロセスにおいて参照ピクチャのリストを並び替えるプロセスの第２の所定スキームの第１実施形態を示すフローチャートである。まず、モジュール２４００は、前記対象ピクチャまでの時間的距離に基づいて、参照ピクチャのリストの先頭にキー参照ピクチャを置く。そして、モジュール２４０２は、前記対象ピクチャまでの時間的距離に基づいて、非キー参照ピクチャを前記リストのキー参照ピクチャの後に置く。第２の所定の並び替えスキームの可能性のある一実施例では、時間的距離に基づき前記リストに参照ピクチャを置くステップによって、前記対象ピクチャまでの時間的距離の増加順に並び替えられた参照ピクチャが得られる。

図２５は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２または第３実施形態を用いる映像符号化プロセス及び映像復号プロセスにおいて、参照ピクチャのリストを並び替えるプロセスの第２の所定スキームの第２実施形態を示すフローチャートである。まず、モジュール２５００は、１つ以上のキーピクチャからなる参照ピクチャの第１セットを選択する。次に、モジュール２５０２は、参照ピクチャの前記第１セットに含まれない参照ピクチャからなる参照ピクチャの第２セットを選択する。モジュール２５０４は、前記対象ピクチャまでの時間的距離に基づいて参照ピクチャのリストの先頭に参照ピクチャの前記第１セットを置く。最後に、モジュール２５０６は、前記対象ピクチャまでの時間的距離に基づいて、参照ピクチャの前記第２セットを前記リストの参照ピクチャの前記第１セットの後に置く。第２の所定の並び替えスキームの可能性のある一実施例では、時間的距離に基づき前記リストに参照ピクチャを置くステップによって、前記対象ピクチャまでの時間的距離の増加順に並び替えられた参照ピクチャが得られる。

図２６は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２または第３実施形態を用いる映像符号化プロセス及び映像復号プロセスにおいて、参照ピクチャのリストを並び替える第２の所定スキームの第３実施形態を示すフローチャートである。モジュール２６００は、ピクチャがキーピクチャであるか否かに関する分類に関係なく、前記対象ピクチャまでの時間的距離に基づいて参照ピクチャのリストに参照ピクチャを置く。第２の所定の並び替えスキームの可能性のある一実施例では、時間的距離に基づいて前記リストに参照ピクチャを置くステップによって、前記対象ピクチャまでの時間的距離の増加順に並び替えられた参照ピクチャが得られる。

図２７は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２実施形態を用いる映像符号化装置の例を示すブロック図である。本装置は、分類決定部２７００、メモリ部２７０２、第１選択部２７０４、第２選択部２７１４、第３選択部２７１６、リスト作成部２７０６、第１スイッチ部２７０８、第２スイッチ部２７２４、境界特定部２７１０、第３スイッチ部２７１２、第４スイッチ部２７１８、リスト付加部２７２０、リスト並び替え部２７２２、動き評価部２７２６、動き予測部２７２８、及び書き込み部２７３０を備える。

図に示すように、動き評価部２７２６は、画像サンプルのブロックＤ２７３５と参照ピクチャの１つ以上のリストＤ２７３３を読み出し、動きベクトルのセットＤ２７３７を出力する。動き予測部２７２８は動きベクトルのセットＤ２７３７と参照ピクチャのリストＤ２７３３を読み出し、予測サンプルのブロックＤ２７３９を出力する。

分類決定部２７００は、入力データＤ２７０１を読み出し、処理を行い、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ２７０３と出力データＤ２７４１を作成する。出力データＤ２７４１は、書き込み部２７３０によって符号化映像ビットストリームＤ２７４３に書き込まれる。

図１０で開示した、映像符号化プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第１実施形態を用いる本発明の可能な一実施例では、前記入力データＤ２７０１は、前記符号化ピクチャがキーピクチャであるか否かに関する分類を示すフラグである。この実施形態によると、分類決定部２７００は、前記フラグを、両方ともその出力であるとして、すなわち、分類信号Ｄ２７０３と出力データＤ２７４１であるとして、単に次へ渡す。

図１３で開示した、映像符号化プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第２実施形態を用いる本発明の他の可能な実施例では、前記入力データＤ２７０１は符号化ピクチャの時間的レベルである。符号化ピクチャの前記時間的レベルを用いて、分類決定部２７００は、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ２７０３を決定し出力する。この実施形態によれば、分類決定部２７００はまた、符号化ピクチャの時間的レベルを出力データＤ２７４１として出力する。

図１６で開示した、映像符号化プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第３実施形態を用いる本発明の更に他の可能な実施例では、前記入力データＤ２７０１はキーピクチャの周期である。キーピクチャの前記周期を用いて、分類決定部２７００は、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ２７０３を決定し出力する。この実施形態によれば、分類決定部２７００はまた、キーピクチャの周期を出力データＤ２７４１として送る。

第１選択部２７０４はメモリ部２７０２から参照ピクチャＤ２７０５を読み出し、キー参照ピクチャＤ２７０７をリスト作成部２７０６へ渡す。これにより、参照ピクチャの１つ以上のリストＤ２７０９が作成される。第１スイッチ部２７０８は、分類信号Ｄ２７０３を制御信号として用い、参照ピクチャのリストＤ２７０９を、分類信号Ｄ２７０３がキーピクチャを示す場合は第２スイッチ部２７２４へ、また分類信号Ｄ２７０３が非キーピクチャを示す場合はリスト付加部２７２０へ送る。

リスト付加部２７２０は、非キー参照ピクチャの選択されたグループＤ２７２７を参照ピクチャのリストＤ２７１３に付加し、参照ピクチャの拡大リストＤ２７２９を出力する。リスト並び替え部２７２２は、参照ピクチャの拡大リストＤ２７２９を並び替え、参照ピクチャの並び替えリストＤ２７３１を出力する。分類信号Ｄ２７０３に基づいて、第２スイッチ部２７２４は参照ピクチャのリストＤ２７１１または参照ピクチャの並び替えリストＤ２７３１のいずれかを参照ピクチャの最終のリストＤ２７３３として送る。

境界特定部２７１０はキー参照ピクチャＤ２７０７を読み出し、第１及び第２境界ピクチャからなる２つの境界ピクチャＤ２７１７を特定する。境界特定部２７１０はまた、第２境界ピクチャがあるか否かを示す制御信号Ｄ２７１５を出力する。制御信号Ｄ２７１５が前記第２境界ピクチャはないと示す場合、第３スイッチ部２７１２は境界ピクチャＤ２７１７を第２選択部２７１４へ送る。第２選択部２７１４は、メモリ部２７０２から参照ピクチャＤ２７０５を読み出し、かつ境界ピクチャＤ２７１９も読み出し、非キー参照ピクチャの選択されたグループＤ２７２３を出力する。制御信号Ｄ２７１５が前記第２境界ピクチャはないと示す場合、第３スイッチ部２７１２は境界ピクチャＤ２７１７を第３選択部２７１６へ送る。第３選択部２７１６は、メモリ部２７０２から参照ピクチャＤ２７０５を読み出し、かつ境界ピクチャＤ２７２１も読み出し、非キー参照ピクチャの選択されたグループＤ２７２５を出力する。第４スイッチ部２７１８は制御信号Ｄ２７１５を用いて、第２選択部２７１４の出力か第３選択部２７１６の出力を非キー参照ピクチャの選択されたグループＤ２７２７として送る。

図２８は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第２実施形態を用いる映像復号装置の一例を示すブロック図である。本装置は、分類決定部２８００、メモリ部２８０２、第１選択部２８０４、第２選択部２８１４、第３選択部２８１６、リスト作成部２８０６、第１スイッチ部２８０８、第２スイッチ部２８２４、境界特定部２８１０、第３スイッチ部２８１２、第４スイッチ部２８１８、リスト付加部２８２０、リスト並び替え部２８２２、動き予測部２８２６を備える。

図に示すように、動き予測部２８２６は、復号された動きベクトルのセットＤ２８３５と参照ピクチャの１つ以上のリストＤ２８３３を読み出し、予測サンプルのブロックＤ２８３７を出力する。

分類決定部２８００は、解析された入力データＤ２８０１を読み出し、処理を行い、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ２８０３を作成する。

図１１で開示した、映像復号プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第１実施形態を用いる本発明の可能な一実施例では、前記解析された入力データＤ２８０１は、前記符号化ピクチャがキーピクチャであるか否かに関する分類を示す解析フラグである。この実施形態によれば、分類決定部２８００は、前記解析フラグを分類信号Ｄ２８０３として単に出力する。

図１４で開示した、映像復号プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第２実施形態を用いる本発明の他の可能な実施例では、前記解析された入力データＤ２８０１は符号化ピクチャの時間的レベルである。符号化ピクチャの前記解析された時間的レベルを用いて、分類決定部２８００は、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ２８０３を決定し出力する。

図１７で開示した、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類の決定プロセスの第３実施形態を用いる本発明の更に他の可能な実施例では、前記解析された入力データＤ２８０１はキーピクチャの解析した周期である。キーピクチャの前記解析した周期を用いて、分類決定部２８００は、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ２８０３を決定し出力する。

第１選択部２８０４はメモリ部２８０２から参照ピクチャＤ２８０５を読み出し、キー参照ピクチャＤ２８０７をリスト作成部２８０６へ渡す。これにより、参照ピクチャの１つ以上のリストＤ２８０９が作成される。第１スイッチ部２８０８は、分類信号Ｄ２８０３を制御信号として用い、参照ピクチャのリストＤ２８０９を、分類信号Ｄ２８０３がキーピクチャを示す場合は第２スイッチ部２８２４へ、また分類信号Ｄ２８０３が非キーピクチャを示す場合はリスト付加部２８２０へ送る。リスト付加部２８２０は、非キー参照ピクチャの選択されたグループＤ２８２７を参照ピクチャのリストＤ２８１３に付加し、参照ピクチャの拡大リストＤ２８２９を出力する。リスト並び替え部２８２２は、参照ピクチャの拡大リストＤ２８２９を並び替え、参照ピクチャの並び替えリストＤ２８３１を出力する。分類信号Ｄ２８０３に基づいて、第２スイッチ部２８２４は参照ピクチャのリストＤ２８１１または参照ピクチャのリストＤ２８１３のいずれかを参照ピクチャの最終のリストＤ２８３３として送る。

境界特定部２８１０はキー参照ピクチャＤ２８０７を読み出し、第１及び第２境界ピクチャからなる２つの境界ピクチャＤ２８１７を特定する。境界特定部２８１０はまた、第２境界ピクチャがあるか否かを示す制御信号Ｄ２８１５を出力する。制御信号Ｄ２８１５が前記第２境界ピクチャはないと示す場合、第３スイッチ部２８１２は境界ピクチャＤ２８１７を第２選択部２８１４へ送る。第２選択部２８１４は、メモリ部２８０２から参照ピクチャＤ２８０５を読み出し、かつ境界ピクチャＤ２８１９も読み出し、非キー参照ピクチャの選択されたグループＤ２８２３を出力する。制御信号Ｄ２８１５が前記第２境界ピクチャはないと示す場合、第３スイッチ部２８１２は境界ピクチャＤ２８１７を第３選択部２８１６へ送る。第３選択部は、メモリ部２８０２から参照ピクチャＤ２８０５を読み出し、かつ境界ピクチャＤ２８２１も読み出し、非キー参照ピクチャの選択されたグループＤ２８２５を出力する。第４スイッチ部２８１８は制御信号Ｄ２８１５を用いて、第２選択部２８１４の出力か第３選択部２８１６の出力を非キー参照ピクチャの選択されたグループＤ２８２７として送る。

図２９は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第３実施形態を用いる映像符号化プロセスを示すフローチャートである。モジュール２９００は、ピクチャがキーピクチャか否かを示す分類を決定する。ピクチャがキーピクチャか否かを示す前記分類を決定するステップの実施形態は、本明細書の前段で詳細に説明した。モジュール２９０２は、対象ピクチャまでの時間的距離及びピクチャがキーピクチャであるか否かを示す前記分類を用いて参照ピクチャの第１リストを構成する。モジュール２９０４は、対象ピクチャまでの時間的距離及びピクチャがキーピクチャであるか否かを示す前記分類を用いて参照ピクチャの第２リストを構成する。前記対象ピクチャまでの時間的距離及び前記分類を用いて参照ピクチャのリストを構成する前記ステップの実施形態は、本明細書の前段で詳細に説明した。モジュール２９０６は、参照ピクチャの前記第１リストを参照ピクチャの前記第２リストと等価になるよう再度順序付けする。次に、モジュール２９０８は、参照ピクチャの前記第１リストを再順序付けする前記ステップを特定する複数のパラメータを、前記対象ピクチャの符号化スライスのヘッダへ書き込む。モジュール２９１０において、参照ピクチャの前記第１リストを用いて、画像サンプルのブロックに対して動き評価プロセスが行われ、モジュール２９１２において、参照ピクチャの前記リストを用いて画像サンプルの前記ブロックに対して動き予測プロセスが行われる。

図３０は、本発明の耐性ピクチャ参照スキームの第３実施形態を用いる映像符号化装置の一例を示すブロック図である。本装置は、分類決定部３０００、メモリ部３００２、第１選択部３００４、第２選択部３０１４、第３選択部３０１６、第１リスト作成部３０３０、第２リスト作成部３００６、第１スイッチ部３００８、第２スイッチ部３０２４、境界特定部３０１０、第３スイッチ部３０１２、第４スイッチ部３０１８、リスト付加部３０２０、リスト並び替え部３０２２、動き評価部３０２６、動き予測部３０２８、リスト再順序付け部３０３２、及び書き込み部３０３４を備える。

図に示すように、動き評価部３０２６は、画像サンプルのブロックＤ３０３５と参照ピクチャの１つ以上のリストＤ３０４３を読み出し、動きベクトルのセットＤ３０３７を出力する。動き予測部３０２８は動きベクトルのセットＤ３０３７と参照ピクチャのリストＤ３０４３を読み出し、予測サンプルのブロックＤ３０３９を出力する。

分類決定部３０００は、入力データＤ３００１を読み出し、処理を行い、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ３００３と出力データＤ３０４２を作成する。

図１０で開示した、映像符号化プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第１実施形態を用いる本発明の可能な一実施例では、前記入力データＤ３００１は前記符号化ピクチャがキーピクチャであるか否かに関する分類を示すフラグである。この実施形態によれば、分類決定部３０００は、前記フラグを、両方ともその出力であるとして、すなわち、分類信号Ｄ３００３と出力データＤ３０４２であるとして、単に次へ渡す。

図１３で開示した、映像符号化プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第２実施形態を用いる本発明の他の可能な実施例では、前記入力データＤ３００１は符号化ピクチャの時間的レベルである。符号化ピクチャの前記時間的レベルを用いて、分類決定部３０００は、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ３００３を決定し出力する。この実施形態によれば、分類決定部３０００はまた、符号化ピクチャの時間的レベルを出力データＤ３０４２として出力する。

図１６で開示した、映像符号化プロセスでピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類を決定するプロセスの第３実施形態を用いる本発明の更に他の可能な実施例では、前記入力データＤ３００１はキーピクチャの周期である。キーピクチャの前記周期を用いて、分類決定部３０００は、ピクチャがキーピクチャであるか否かを示す分類信号Ｄ３００３を決定し出力する。この実施形態によれば、分類決定部３０００はまた、キーピクチャの周期を出力データＤ３０４２として送る。

第１リスト作成部３０３０はメモリ部３００２から参照ピクチャＤ３００５を読み出し、参照ピクチャの１つ以上の初期リストＤ３０４１を作成する。リスト再順序付け部３０３２は、参照ピクチャの初期リストＤ３０４１と参照ピクチャの修正リストＤ３０３３を取り出し、動き評価部３０２６と動き予測部３０２８によって使用されるように参照ピクチャの最終再順序付けリストＤ３０４３を作成する。リスト再順序付け部３０３２はまた、参照ピクチャの初期リストＤ３０４１を参照ピクチャの修正リストＤ３０３３と等価になるよう再順序付けする再順序付けステップＤ３０４５を出力する。書き込み部３０３４は分類決定部３０００からの出力データＤ３０４２及び再順序付けステップＤ３０４５を符号化映像ビットストリームＤ３０４７へ書き込む。

参照ピクチャの修正リストＤ３０３３の構成は以下のように行われる。第１選択部３００４はメモリ部３００２から参照ピクチャＤ３００５を読み出し、キー参照ピクチャＤ３００７を第２リスト作成部３００６へ渡す。これにより、参照ピクチャの１つ以上のリストＤ３００９が作成される。第１スイッチ部３００８は、分類信号Ｄ３００３を制御信号として用い、参照ピクチャのリストＤ３００９を、分類信号Ｄ３００３がキーピクチャを示す場合は第２スイッチ部３０２４へ、また分類信号Ｄ３００３が非キーピクチャを示す場合はリスト付加部３０２０へ送る。リスト付加部３０２０は、非キー参照ピクチャの選択されたグループＤ３０２７を参照ピクチャのリストＤ３０１３に付加し、参照ピクチャの拡大リストＤ３０２９を出力する。リスト並び替え部３０２２は、参照ピクチャの拡大リストＤ３０２９を並び替え、参照ピクチャの並び替えリストＤ３０３１を出力する。分類信号Ｄ３００３に基づいて、第２スイッチ部３０２４は参照ピクチャのリストＤ３０１１か参照ピクチャの並び替えリストＤ３０３１を参照ピクチャの修正リストＤ３０３３として送る。

境界特定部３０１０はキー参照ピクチャＤ３００７を読み出し、第１及び第２境界ピクチャからなる２つの境界ピクチャＤ３０１７を特定する。境界特定部３０１０はまた、第２境界ピクチャがあるか否かを示す制御信号Ｄ３０１５を出力する。制御信号Ｄ３０１５が前記第２境界ピクチャはないと示す場合、第３スイッチ部３０１２は境界ピクチャＤ３０１７を第２選択部３０１４へ送る。第２選択部３０１４は、メモリ部３００２から参照ピクチャＤ３００５を読み出し、かつ境界ピクチャＤ３０１９を読み出し、非キー参照ピクチャの選択されたグループＤ３０２３を出力する。制御信号Ｄ３０１５が前記第２境界ピクチャはないと示す場合、第３スイッチ部３０１２は境界ピクチャＤ３０１７を第３選択部３０１６へ送る。第３選択部３０１６は、メモリ部３００２から参照ピクチャＤ３００５を読み出し、かつ境界ピクチャＤ３０２１を読み出し、非キー参照ピクチャの選択されたグループＤ３０２５を出力する。第４スイッチ部３０１８は制御信号Ｄ３０１５を用いて、第２選択部３０１４の出力か第３選択部３０１６の出力を非キー参照ピクチャの選択されたグループＤ３０２７として送る。

図３１は、符号化映像ビットストリームのスライスヘッダにおいて参照リスト再順序付けステップを特定するパラメータの位置を示す図である。符号化映像ビットストリームから解析された複数の参照リスト再順序付けパラメータを使用し、対応する映像復号器は、参照ピクチャの所定リストを再順序付けし、符号化プロセスで用いる参照ピクチャの等価修正リストを作成する。

（第４実施形態）
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３２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３２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３３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３４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３５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３６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３４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３７Ａ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３７Ｂ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。

（第５実施形態）
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３８は、多重化データの構成を示す図である。図３８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３９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４０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４０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４０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４１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４１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４２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４３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４３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４４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４５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。

（第６実施形態）
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４６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。

（第７実施形態）
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４７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４６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４６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、第５実施形態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、第５実施形態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４９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４８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。

（第８実施形態）
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５０Ａ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。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５０Ｂ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。

本発明は、映像符号化装置および映像復号装置等に適用できる。

５００ 参照スキーム選択部
５０２ 符号化部
５０４、１９１６、２７３０、３０３４ 書き込み部
５０６、６１０、１９０２、２００２、２７０２、２８０２、３００２ メモリ部
６００ 解析部
６０２、１９０４、２００４、２７０８、２８０８、３００８ 第１スイッチ部
６０４ 第１復号部
６０６ 第２復号部
６０８、１９０８、２００８、２７２４、２８２４、３０２４ 第２スイッチ部
１９００、２０００、２７００、２８００、３０００ 分類決定部
１９０６、２００６ マーキング部
１９１０、２０１０、２７０６、２８０６ リスト作成部
１９１２、２７２６、３０２６ 動き評価部
１９１４、２０１２、２７２８、２８２６、３０２８ 動き予測部
２７０４、２８０４、３００４ 第１選択部
２７１０、２８１０、３０１０ 境界特定部
２７１２、２８１２、３０１２ 第３スイッチ部
２７１４、２８１４、３０１４ 第２選択部
２７１６、２８１６、３０１６ 第３選択部
２７１８、２８１８、３０１８ 第４スイッチ部
２７２０、２８２０、３０２０ リスト付加部
２７２２、２８２２、３０２２ リスト並び替え部
３００６ 第２リスト作成部
３０３０ 第１リスト作成部
３０３２ リスト再順序付け部

Claims (5)

1. １つ以上の参照ピクチャを用いて、映像に含まれる各ピクチャが複数の階層を有する階層構造で符号化されたビットストリームを復号する映像復号方法であって、
   前記映像に、時間的拡張が可能な符号化を行うか否かを示す情報を復号する情報復号ステップと、
   前記各ピクチャの属する前記階層に対応する時間レベルに基づき、前記各ピクチャが、対象ピクチャより時間レベルが低い所定レベルであるキーピクチャか否かを判定する判定ステップと、
   前記情報が前記映像に対して時間的拡張が可能な符号化を行うことを示している場合において、（ｉ）前記対象ピクチャが前記キーピクチャより表示順が後であり、かつ前記対象ピクチャが時間レベルの切り替え点である場合、参照ピクチャメモリに含まれるすべての参照ピクチャから、前記キーピクチャのみを、前記対象ピクチャのための複数の有効参照ピクチャとして選択し、（ｉｉ）前記対象ピクチャが前記切り替え点でない場合、表示順で直前のキーピクチャより表示順が後である、前記キーピクチャでない非キーピクチャを前記複数の有効参照ピクチャの一つとして選択する有効参照ピクチャ選択ステップと、
   前記有効参照ピクチャを含む参照ピクチャリストを構築するピクチャリスト構築ステップと、
   前記参照ピクチャリストに含まれる前記有効参照ピクチャを用いた予測により、前記対象ピクチャを復号するピクチャ復号ステップと、を含む
   映像復号方法。
2. さらに、前記対象ピクチャの時間レベルを示す時間レベルパラメータを前記ビットストリームのヘッダから取得する取得ステップを含む
   請求項１に記載の映像復号方法。
3. 前記取得ステップでは、さらに、前記時間的拡張が可能な符号化を行うか否かを示す前記情報と、前記参照ピクチャメモリに含まれる参照ピクチャを示す参照情報とを前記ビットストリームのヘッダから取得する
   請求項２に記載の映像復号方法。
4. 前記映像復号方法は、さらに、
   前記参照ピクチャメモリにおける１以上のキーピクチャを含む、参照ピクチャの第１グループを選択するステップと、
   前記対象ピクチャが前記切り替え点でない場合、（ｉ）前記対象ピクチャよりも表示順が前のキーピクチャのうち前記対象ピクチャに最も近い時間的インスタンスを有するキーピクチャである第１境界ピクチャと識別し、（ｉｉ）前記対象ピクチャよりも表示順が後のキーピクチャのうち前記対象ピクチャに最も近い時間的インスタンスを有するキーピクチャを第２境界ピクチャと識別するステップと、
   （ｉ）前記第２境界ピクチャが存在しない場合、前記第１境界ピクチャよりも表示順が後の非キー参照ピクチャを含む参照ピクチャの第２グループを選択し、前記参照ピクチャの第１グループに前記参照ピクチャの第２グループを追加するステップと、
   （ｉｉ）前記第２境界ピクチャが存在する場合、前記第１境界ピクチャよりも表示順が後で、かつ前記第２境界ピクチャよりも表示順が前の非キー参照ピクチャを含む、参照ピクチャの第３グループを選択し、（ｉｉ）前記参照ピクチャの第１グループに前記参照ピクチャの第３グループを追加するステップと、
   前記対象ピクチャまでの時間的距離を用いて、前記参照ピクチャの第１グループを、所定のスキームにより並び替えられた参照ピクチャリストに置くステップとを含む
   請求項１に記載の映像復号方法。
5. １つ以上の参照ピクチャを用いて、映像に含まれる各ピクチャが複数の階層を有する階層構造で符号化されたビットストリームを復号する映像復号装置であって、
   前記映像に、時間的拡張が可能な符号化を行うか否かを示す情報を復号する情報復号部と、
   前記各ピクチャの属する前記階層に対応する時間レベルに基づき、前記各ピクチャが、対象ピクチャより時間レベルが低い所定レベルであるキーピクチャか否かを判定する判定部と、
   前記情報が前記映像に対して時間的拡張が可能な符号化を行うことを示している場合において、（ｉ）前記対象ピクチャが前記キーピクチャより表示順が後であり、かつ前記対象ピクチャが時間レベルの切り替え点である場合、参照ピクチャメモリに含まれるすべての参照ピクチャから、前記キーピクチャのみを、前記対象ピクチャのための複数の有効参照ピクチャとして選択し、（ｉｉ）前記対象ピクチャが前記切り替え点でない場合、表示順で直前のキーピクチャより表示順が後である、前記キーピクチャでない非キーピクチャを前記複数の有効参照ピクチャの一つとして選択する有効参照ピクチャ選択部と、
   前記有効参照ピクチャを含む参照ピクチャリストを構築するピクチャリスト構築部と、
   前記参照ピクチャリストに含まれる前記有効参照ピクチャを用いた予測により、前記対象ピクチャを復号するピクチャ復号部と、を含む
   映像復号装置。

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