JP6074743B2 - 画像復号方法及び画像復号装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置、画像復号装置、及び、画像符号化復号装置に関する。

既に標準化されている画像符号化方式として、Ｈ．２６４が知られている。このような画像符号化方式では、ピクチャを分割して符号化する技術として、スライスを用いる。スライスを用いることで、画像復号装置は、ピクチャに含まれる各スライスを独立して復号することができる。

また、近年、ピクチャを分割して符号化する新しい技術として、タイルと呼ばれる符号化技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

「Ｔｉｌｅｓ」（ＪＣＴＶＣ−Ｆ３３５）Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ Ｔｅａｍ ｏｎ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ（ＪＣＴ−ＶＣ） ｏｆ ＩＴＵ−Ｔ ＳＧ１６ ＷＰ３ ａｎｄ ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１ ６ｔｈ Ｍｅｅｔｉｎｇ：Ｔｏｒｉｎｏ，ＩＴ，１４−２２Ｊｕｌｙ，２０１１ 「Ｎｅｗ ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｏｒ ｐａｒａｌｌｅｌ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ Ｔｉｌｅｓ」（ＪＣＴＶＣ−Ｆ５９４）Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ Ｔｅａｍ ｏｎ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ（ＪＣＴ−ＶＣ） ｏｆ ＩＴＵ−Ｔ ＳＧ１６ ＷＰ３ ａｎｄ ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１ ６ｔｈ Ｍｅｅｔｉｎｇ：Ｔｏｒｉｎｏ，ＩＴ，１４−２２Ｊｕｌｙ，２０１１

このような画像符号化方法及び画像復号方法では、処理負荷の低減、及び符号化効率の向上が求められている。

そこで、本発明は、処理負荷を低減、又は符号化効率を向上できる画像符号化方法又は画像復号方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る画像復号方法は、ビットストリームに含まれる、ピクチャが分割された複数のタイルの各々が符号化されることにより生成された複数の符号化データを取得する取得ステップと、前記複数の符号化データの各々を復号することで、前記複数のタイルの画像データを生成する復号ステップとを含み、前記取得ステップでは、前記ビットストリームから前記複数のタイルのタイル間の境界が第１境界であるか第２境界であるかを示すタイル境界独立情報をさらに取得し、前記復号ステップは、前記複数の符号化データの一つである第１符号化データに含まれる第１符号列を復号する際に、前記タイル境界独立情報が前記第１境界であることを示す場合は他の復号済みタイルの復号情報を参照して復号し、前記第２境界であることを示す場合は、他の復号済みタイルの復号情報を参照せずに復号することで、前記複数のタイルの一つである第１タイルの画像データを生成する第１画像データ生成ステップと、前記第１符号化データに含まれ、前記第１符号列の後に位置する、予め定められたビット列をスキップするスキップステップとを含む。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本発明は、処理負荷を低減、又は符号化効率を向上できる画像符号化方法又は画像復号方法を提供できる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置のブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係るピクチャ分割処理のフローチャートである。 図３Ａは、本発明の実施の形態１に係るタイル分割パターンの一例を示す図である。 図３Ｂは、本発明の実施の形態１に係るタイル分割パターンの一例を示す図である。 図３Ｃは、本発明の実施の形態１に係るタイル分割パターンの一例を示す図である。 図４Ａは、本発明の実施の形態１に係るタイル境界独立情報の一例を示す図である。 図４Ｂは、本発明の実施の形態１に係るタイル境界独立情報の一例を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態１に係る画像復号装置のブロック図である。 図６は、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置のブロック図である。 図７Ａは、本発明の実施の形態２に係るタイルのスキャン順の一例を示す図である。 図７Ｂは、本発明の実施の形態２に係るタイルのスキャン順の一例を示す図である。 図７Ｃは、本発明の実施の形態２に係るタイルのスキャン順の一例を示す図である。 図７Ｄは、本発明の実施の形態２に係るタイルのスキャン順の一例を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態２に係る画像復号装置のブロック図である。 図９は、本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置のブロック図である。 図１０は、本発明の実施の形態３に係るマーカー挿入処理のフローチャートである。 図１１は、本発明の実施の形態３に係る画像復号装置のブロック図である。 図１２は、本発明の実施の形態４に係る画像符号化装置のブロック図である。 図１３Ａは、本発明の実施の形態４に係る画像符号化方法のフローチャートである。 図１３Ｂは、本発明の実施の形態４に係る符号化処理のフローチャートである。 図１４は、本発明の実施の形態４に係るバイトアライメント処理を示す図である。 図１５は、本発明の実施の形態４に係る画像復号装置のブロック図である。 図１６Ａは、本発明の実施の形態４に係る画像復号方法のフローチャートである。 図１６Ｂは、本発明の実施の形態４に係る復号処理のフローチャートである。 図１７Ａは、タイル分割パターンの一例を示す図である。 図１７Ｂは、タイルに含まれるブロックの処理順を示す図である。 図１８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１９は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図２０は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図２１は、光ディスクである記録メディア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２２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２３Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図２３Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図２４は、多重化データの構成を示す図である。 図２５は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。 図２６は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。 図２７は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。 図２８は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２９は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図３０は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図３１は、映像データを識別するステップを示す図である。 図３２は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号化方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。 図３３は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図３４は、映像データを識別し、駆動周波数を切り替えるステップを示す図である。 図３５は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。 図３６Ａ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３６Ｂ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。

（本発明の基礎となった知見）
まず、図１７Ａ及び図１７Ｂを用いてタイルについて説明する。

ピクチャは、任意の数のコラム（Ｃｏｌｕｍｎ）とロウ（Ｒｏｗ）とに分割される。そして境界線で囲まれた各領域がタイルと呼ばれる。

図１７Ａは、ピクチャが３つのコラムと３つのロウに分割された例を示す。分割の結果、ピクチャ内にはＴ１からＴ９の９つのタイルが存在する。コラムの幅は、ＬＣＵ（Ｌａｒｇｅｓｔ Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を単位として、コラム毎に異なる値に設定できる。また、全てのコラムの幅が同一になるように設定することもできる。同様に、ロウの高さ（タイルの垂直方向の幅）は、ＬＣＵを単位として、ロウ毎に異なる値に設定できる。また、全てのロウの高さが同一になるように設定することもできる。

ピクチャを符号化する際、タイルはピクチャ内においてラスタスキャン順で処理される。すなわち、左上のタイルＴ１からＴ２、Ｔ３と処理され、右下のＴ９まで順番に処理される。

図１７Ｂは、各タイルに含まれるＬＣＵの例を示す。各々のタイルは一つ以上のＬＣＵを含む。例えば、タイルＴ１は、１番から１５番の１６個のＬＣＵを含んでいる。ピクチャを符号化する際、ＬＣＵはタイル内においてラスタスキャン順で処理される。上述したように、タイルはピクチャ内においてラスタスキャン順で処理されるため、複数のＬＣＵは、図１７Ｂに示す１番から５３番のような順序で処理されることになる。

このように、ピクチャを複数のタイルに分割した場合には、ピクチャを分割しない場合に対して、ＬＣＵの処理順序が変わる場合がある。一方で、ピクチャを複数のスライスに分割した場合は、ピクチャを分割しない場合に対して、ＬＣＵの処理順序は変わらない。このように、タイルを用いることで、任意の分割が可能となるとともに処理順序を最適に設定できるので、スライスを用いる場合に比べて符号化効率を改善できる。

また、処理対象のＬＣＵを符号化する際、通常、処理対象のＬＣＵその周辺に位置するＬＣＵの符号化情報が利用される。例えば、イントラ予測又は動きベクトル予測においては、処理対象のＬＣＵの周辺に位置するＬＣＵの情報が参照され、当該情報が処理対象のＬＣＵの符号化に用いられる。つまり、処理対象のＬＣＵは周辺のＬＣＵに依存していることになる。一般に、参照に用いることができるＬＣＵが多ければ多いほど、予測の精度が高まる。これにより、符号化効率が向上する。しかしながら、他のＬＣＵに依存しているＬＣＵは、被依存ＬＣＵと切り離して復号することはできない。

また、タイル境界での符号化の依存関係を示すフラグ（タイル境界独立フラグ：ｔｉｌｅ＿ｂｏｕｎｄａｒｙ＿ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ＿ｉｄｃ）が設けられている。このタイル境界独立フラグには、１ビットが割り当てられている。そして、このタイル境界独立フラグは、シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）又はピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）に含まれた状態で画像復号装置に送られる。

タイル境界独立フラグがオンのときは、各タイルは独立する。すなわち、タイル内のあるＬＣＵを符号化する際、タイル境界を越えるＬＣＵの符号化情報は参照できず、タイル内のＬＣＵの符号化情報のみが予測に利用されることになる。反対に、タイル境界独立フラグがオフのときは、各タイルは依存関係を有する。つまり、処理対象のＬＣＵが含まれるタイル、及び他のタイルに含まれる、利用できる関係にある全てのＬＣＵの情報を符号化に利用することができる。

なお、タイルは１つ以上のスライスを含んでも良く、スライスは１つ以上のタイルを含んでも良い。ただし、スライスが１つ以上のタイルを含む場合には、同一のスライスに属するＬＣＵが複数のタイルに跨って存在することになる。その結果、タイル間での符号化の独立性を保つことはできず、タイル境界独立フラグはオフに設定しなければならない。

このような画像符号化方法及び画像復号方法では、処理負荷の低減、及び符号化効率の向上が求められている。

そこで、本実施の形態では、処理負荷を低減、又は符号化効率を向上できる画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置及び画像復号装置について説明する。

このような課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、ピクチャを複数のタイルに分割する分割ステップと、前記複数のタイルの各々を符号化することで、各々が前記複数のタイルの各々に対応する複数の符号化データを生成する符号化ステップと、前記複数の符号化データを含むビットストリームを生成するビットストリーム生成ステップとを含み、前記符号化ステップは、前記複数のタイルの一つである第１タイルを、他のタイルの符号化に用いられた符号化情報を参照せずに符号化することで第１符号列を生成する符号列生成ステップと、前記第１符号列の後にビット列を追加することで、前記複数の符号化データの一つである第１符号化データのビット長を予め定められたＮ（Ｎは２以上の整数）ビットの倍数にするアライメントステップとを含む。

これにより、各タイルの符号化データは予め定められたビット数の倍数となる。よって、画像復号装置における符号化データの扱いが容易になる。また、画像復号装置は、容易にタイルの符号化データの先頭位置を特定できる。このように、当該画像符号化方法は、画像復号装置の処理負荷を低減できる。

例えば、前記符号列生成ステップは、算術符号化により前記第１符号列を生成する算術符号化ステップを含み、前記算術符号化ステップでは、前記第１符号列を完結させるターミネート処理を行ってもよい。

これにより、画像復号装置は、各タイルの符号化データを独立して扱うことができる。

例えば、前記分割ステップでは、さらに、前記複数のタイルのタイル間の境界の各々を、第１境界と第２境界とに分類し、前記符号化ステップでは、前記複数のタイルの各々に対して、当該タイルに隣接する符号化済みのタイルのうち、前記第１境界を跨ぐタイルの符号化情報を参照し、かつ、前記第２境界を跨ぐタイルの符号化情報を参照せずに当該タイルを符号化し、前記ビットストリーム生成ステップでは、前記複数のタイルのタイル間の境界の各々が第１境界であるか第２境界であるかを示すタイル境界独立情報を含む前記ビットストリームを生成してもよい。

これにより、タイル境界ごとにタイル間の依存関係が設定される。よって、例えばピクチャ単位でタイル間の依存関係が設定される場合に比べて、符号化効率が改善される。

例えば、前記タイル境界独立情報は、前記ビットストリームに含まれるピクチャパラメータセット又はシーケンスパラメータセットに含まれてもよい。

例えば、前記分割ステップでは、さらに、前記複数のタイルの符号化順を決定し、前記符号化ステップでは、前記複数のタイルを、決定された符号化順で符号化し、前記ビットストリーム生成ステップでは、前記符号化順を示すタイル処理順序情報を含む前記ビットストリームを生成してもよい。

これにより、画像復号装置におけるタイルの復号処理順を任意に設定できる。よって、例えば、ピクチャに含まれる複数の領域の画像のうち、優先度の高い領域の画像を、画像復号装置において先に復号することができる。

例えば、前記タイル処理順序情報は、前記ビットストリームに含まれるピクチャパラメータセット又はシーケンスパラメータセットに含まれてもよい。

例えば、前記ビットストリーム生成ステップでは、前記複数の符号化データのデータ境界のうち、当該データ境界を挟む２つの符号化データに対応する２つのタイル間の境界が第２境界であるデータ境界にのみ、当該データ境界を特定するためのマーカーを挿入してもよい。

これにより、当該画像符号化方法は、全てのタイル境界にマーカーを挿入する場合に比べて、符号化効率を改善できる。

また、本発明の一態様に係る画像復号方法は、ビットストリームに含まれる、ピクチャが分割された複数のタイルの各々が符号化されることにより生成された複数の符号化データを取得する取得ステップと、前記複数の符号化データの各々を復号することで、前記複数のタイルの画像データを生成する復号ステップとを含み、前記復号ステップは、前記複数の符号化データの一つである第１符号化データに含まれる第１符号列を、他のタイルの復号に用いられた復号情報を参照せずに復号することで、前記複数のタイルの一つである第１タイルの画像データを生成する第１画像データ生成ステップと、前記第１符号化データに含まれ、前記第１符号列の後に位置する、予め定められたビット列をスキップするスキップステップとを含む。

これにより、当該画像復号方法は、容易にタイルの符号化データの先頭位置を特定できる。このように、当該画像復号方法は、画像復号装置の処理負荷を低減できる。

例えば、前記第１画像データ生成ステップは、前記第１符号列を算術復号する算術復号ステップを含み、前記算術復号ステップは、前記スキップステップの前に、前記第１符号列に対する算術復号処理を完結するターミネート処理を行うターミネート処理ステップを含んでもよい。

これにより、画像復号装置は、各タイルの符号化データを独立して扱うことができる。

例えば、前記復号ステップは、さらに、前記複数の符号化データに含まれ、前記第１符号化データの後に位置する第２符号化データに含まれる第２符号列を復号することで、前記複数のタイルの一つである第２タイル画像データを生成する第２画像データ生成ステップを含んでもよい。

また、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、ピクチャを複数のタイルに分割する分割部と、前記複数のタイルの各々を符号化することで、各々が前記複数のタイルの各々に対応する複数の符号化データを生成する符号化部と、前記複数の符号化データを含むビットストリームを生成するビットストリーム生成部とを備え、前記符号化部は、前記複数のタイルの一つである第１タイルを、他のタイルの符号化に用いられた符号化情報を参照せずに符号化することで第１符号列を生成し、前記第１符号列の後にビット列を追加することで、前記複数の符号化データの一つである第１符号化データのビット長を予め定められたＮ（Ｎは２以上の整数）ビットの倍数にする。

これにより、各タイルの符号化データは予め定められたビット数の倍数となる。よって、画像復号装置における符号化データの扱いが容易になる。また、画像復号装置は、容易にタイルの符号化データの先頭位置を特定できる。このように、当該画像符号化装置は、画像復号装置の処理負荷を低減できる。

また、本発明の一態様に係る画像復号装置は、ビットストリームに含まれる、ピクチャが分割された複数のタイルの各々が符号化されることにより生成された複数の符号化データを取得する解析部と、前記複数の符号化データの各々を復号することで、前記複数のタイルの画像データを生成する復号部とを備え、前記復号部は、前記複数の符号化データの一つである第１符号化データに含まれる第１符号列を、他のタイルの復号に用いられた復号情報を参照せずに復号することで、前記複数のタイルの一つである第１タイルの画像データを生成し、前記第１符号化データに含まれ、前記第１符号列の後に位置する、予め定められたビット列をスキップする。

これにより、当該画像復号装置は、容易にタイルの符号化データの先頭位置を特定できる。このように、当該画像復号装置は処理負荷を低減できる。

また、本発明の一態様に係る画像符号化復号装置は、前記画像符号化装置と、前記画像復号装置とを備える。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な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。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、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、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態１）
上述したように、ピクチャ単位で、タイル間の依存関係を設定する場合、当該設定に応じて、ピクチャ内の全てのタイル間の依存関係が絶たれる。これにより、符号化効率が低下するという課題があることを本発明者は見出した。

これに対して本実施の形態に係る画像符号化装置は、タイル間の依存関係をタイル境界単位で設定する。これにより、当該画像符号化装置は、タイル間の依存関係をピクチャ単位で設定する場合に比べて、符号化効率を向上できる。

図１は、本実施の形態に係る画像符号化方法を用いた画像符号化装置１００の構成を示すブロック図である。

図１に示す画像符号化装置１００は、入力画像信号１２０を符号化することによりビットストリーム１３４を生成する。この画像符号化装置１００は、符号化部１１５と、ピクチャ分割制御部１１２と、多重化部１１４とを備える。また、符号化部１１５は、減算器１０１と、直交変換部１０２と、量子化部１０３と、逆量子化部１０４と、逆直交変換部１０５と、加算器１０６と、ブロックメモリ１０７と、フレームメモリ１０８と、イントラ予測部１０９と、インター予測部１１０と、ピクチャタイプ決定部１１１と、可変長符号化部１１３とを備える。

ピクチャ分割制御部１１２は、分割部の一例であり、ピクチャを１つ以上のタイルに分割するとともに、各タイル境界におけるタイル間の依存関係を決定する。そして、ピクチャ分割制御部１１２は、当該タイルの分割に関する情報であるピクチャ分割情報１３５を多重化部１１４に送信する。具体的には、ピクチャ分割情報１３５は、ピクチャの分割パターン及びタイル間の依存関係を示す。

また、ピクチャ分割制御部１１２は、このピクチャ分割情報１３５を、シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ：Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）又はピクチャパラメータセット（ＰＰＳ：Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）の一部として、多重化部１１４に送信する。ピクチャパラメータセットは、ピクチャのヘッダに相当するパラメータセットである。シーケンスパラメータセットは、１枚以上のピクチャに共通に使用することが可能なヘッダに相当するパラメータセットである。ピクチャパラメータセットは、可変長符号化のタイプ、量子化ステップの初期値、及び参照ピクチャ数などを含む。シーケンスパラメータセットには、参照可能な最大のピクチャ数、画像サイズ、及びビデオ表示情報（ＶＵＩ：Ｖｉｄｅｏ Ｕｓａｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）などを含む。

また、ピクチャ分割制御部１１２は、ピクチャの分割パターン及びタイル間の依存関係に基づいて、イントラ予測部１０９、インター予測部１１０及び可変長符号化部１１３を制御するための分割制御信号１３２を生成する。

符号化部１１５は、入力画像信号１２０を符号化することで符号化データ１３３を生成する。

減算器１０１は、後述する処理部で生成された予測画像データ１３１と、入力画像信号１２０との差分を算出することで予測誤差データ１２１を生成する。直交変換部１０２は、予測誤差データ１２１を画像領域から周波数領域へ変換することで変換係数１２２を生成する。量子化部１０３は、変換係数１２２を量子化することで量子化係数１２３を生成する。

逆量子化部１０４は、量子化係数１２３を逆量子化することで変換係数１２４を生成する。逆直交変換部１０５は、変換係数１２４を周波数領域から画像領域へ変換することで予測誤差データ１２５を生成する。加算器１０６は、予測画像データ１３１と予測誤差データ１２５とを加算することで復号画像データ１２６を生成する。ブロックメモリ１０７は、復号画像データ１２６をブロック単位で復号画像データ１２７として保存する。フレームメモリ１０８は、復号画像データ１２６をフレーム単位で復号画像データ１２８として保存する。

イントラ予測部１０９は、ブロックメモリ１０７に保存されているブロック単位の復号画像データ１２７を用いてイントラ予測を行うことで、符号化対象ブロックの予測画像データ１２９を生成する。また、イントラ予測部１０９は、ピクチャ分割制御部１１２から送られた分割制御信号１３２に基づき、タイル間の依存関係を検出する。そして、イントラ予測部１０９は、処理対象のタイルと依存関係が絶たれているタイルに含まれるブロックの画素情報を用いないでイントラ予測を行う。

インター予測部１１０は、フレームメモリ１０８に保存されているフレーム単位の復号画像データ１２８を用いてインター予測を行うことで、符号化対象ブロックの予測画像データ１３０を生成する。また、インター予測部１１０は、ピクチャ分割制御部１１２から送られた分割制御信号１３２に基づき、タイル間の依存関係を検出する。そして、インター予測部１１０は、処理対象のタイルと依存関係が絶たれているタイルに含まれるブロックの動きベクトル情報を用いないで動きベクトル予測を行う。

可変長符号化部１１３は、量子化係数１２３を可変長符号化することで符号化データ１３３を生成する。また、可変長符号化部１１３は、ピクチャ分割制御部１１２から送られた分割制御信号１３２に基づき、タイル間の依存関係を検出する。そして、可変長符号化部１１３は、依存関係が絶たれているタイル境界でエントロピー符号化処理をリセットする。

多重化部１１４は、ビットストリーム生成部の一例であり、ピクチャ分割情報１３５が含まれているピクチャパラメータセット又はシーケンスパラメータセットを取得し、符号化データ１３３にこれらのパラメータを多重化することでビットストリーム１３４を生成する。

以下、ピクチャ分割制御部１１２によるピクチャを複数のタイルに分割する処理について説明する。図２は、本実施の形態に係るピクチャ分割制御部１１２によるピクチャ分割処理のフローチャートである。

まず、ピクチャ分割制御部１１２は、複数のタイルのコラムの数であるコラム数を決定する（Ｓ１０１）。次に、ピクチャ分割制御部１１２は、複数のタイルのロウの数であるロウ数を決定する（Ｓ１０２）。次に、ピクチャ分割制御部１１２は、決定したコラム数とロウ数とが両方とも１であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。つまり、ピクチャ分割制御部１１２は、ピクチャが複数のタイルに分割されるか否かを判定する。コラム数及びロウ数が共に１である場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）、すなわちピクチャが複数のタイルに分割されない場合、ピクチャ分割制御部１１２は処理を終了する。

一方、コラム数及びロウ数の少なくとも一方が２以上である場合（Ｓ１０３でＮｏ）、つまり、ピクチャが複数のタイルに分割される場合、ピクチャ分割制御部１１２は、タイル境界における符号化の依存関係を決定し、決定した依存関係を示すタイル境界独立情報を生成する（Ｓ１０４）。

次に、ピクチャ分割制御部１１２は、ＬＣＵ（Ｌａｒｇｅｓｔ Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ：最大符号化単位）を単位として用いて、各コラムの幅（タイルの水平方向の幅）を決定する。具体的には、まず、ピクチャ分割制御部１１２は、ピクチャに含まれる全てのコラムの幅を同じにするか否かを決定する（Ｓ１０５）。全てのコラムの幅が同じである場合（Ｓ１０５でＹｅｓ）、ピクチャ分割制御部１１２は、コラム幅均等フラグを「１」に設定する（Ｓ１０６）。一方、複数のコラムの幅がピクチャ内で異なる場合（Ｓ１０５でＮｏ）、ピクチャ分割制御部１１２は、コラム幅均等フラグを「０」に設定し（Ｓ１０７）、各コラムの幅を決定する（Ｓ１０８）。

次に、ピクチャ分割制御部１１２は、ＬＣＵを単位として、ロウの高さを決定する。具体的には、まず、ピクチャ分割制御部１１２は、ピクチャに含まれる全てのロウの高さを同じにするか否かを決定する（Ｓ１０９）。全てのロウの高さ同じである場合（Ｓ１０９でＹｅｓ）、ピクチャ分割制御部１１２は、ロウ高さ均等フラグを「１」に設定する（Ｓ１１０）。一方、複数のロウの高さがピクチャ内で異なる場合（Ｓ１０９でＮｏ）、ピクチャ分割制御部１１２は、ロウ高さ均等フラグを「０」に設定し（Ｓ１１１）、各ロウの高さを決定する（Ｓ１１２）。

以上のように、ピクチャ分割制御部１１２はピクチャを複数のタイルに分割する。そして、ピクチャ分割制御部１１２は、ピクチャの分割パターンを示す情報と、タイル境界独立情報とを含むピクチャ分割情報１３５を生成し、生成したピクチャ分割情報１３５をシーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）又はピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）の一部として、多重化部１１４に送信する。ここで、ピクチャの分割パターンを示す情報は、例えば、コラム数、ロウ数、コラム幅均等フラグ、及びロウ高さ均等フラグを含む。また、当該情報は、必要に応じて、コラムの幅、及びロウの高さを含む。

図３Ａ〜図３Ｃは、ピクチャをタイルへの分割するパターンの一例を示す図である。図３Ａ〜図３Ｃに示す破線はその境界の両端のタイルが依存関係にあることを示し、実線はその境界の両端のタイルが互いに独立していること、すなわち依存関係が絶たれていることを示す。具体的には、２つのタイルが依存関係にある場合には、画像符号化装置１００は、一方のタイルを他方のタイルの符号化情報を参照して符号化する。また、２つのタイルが互いに独立している場合には、画像符号化装置１００は、一方のタイルを他方のタイルの符号化情報を参照せずに符号化する。ここで、符号化情報とは、符号化に用いられる情報であり、具体的には、イントラ予測における画素情報（画素値）、及びインター予測における動きベクトル情報である。なお、以降の説明では、２つのタイルが依存関係にある場合を２つのタイル（タイル間）は依存していると呼び、２つのタイルの依存関係が絶たれている場合を２つのタイル（タイル間）は独立であると呼ぶ。また、その境界の両端のタイルが依存している場合、当該境界は依存していると呼び、その境界の両端のタイルが独立している場合、当該境界は独立していると呼ぶ。

図３Ａでは、垂直方向のタイル間（例えばＴ１とＴ４との間）ではタイルは依存しており、水平方向のタイル間（例えばＴ１とＴ２との間）ではタイルは独立である。また、２ビットが割り当てられたタイル境界独立情報によりタイル境界でのタイルの依存関係が示される。例えば、１ビット目が水平方向のタイル間の依存関係を示し、２ビット目が垂直方向のタイル間の依存関係を示す。タイルが独立である場合には、ビットが「１」に設定され、タイルが依存している場合にビットが「０」に設定される。この場合、図３Ａにおけるタイル境界独立情報は「０ｂ１０」である。

図３Ｂでは、水平方向のタイル間ではタイルは依存しており、垂直方向のタイル間ではタイルは独立である。したがって、タイル境界独立情報は「０ｂ０１」である。なお、全てのタイル間が独立である場合には、タイル境界独立情報は「０ｘ１１」であり、全てのタイル間が依存している場合には、タイル境界独立情報は「０ｂ００」である。

図３Ｃでは、タイル間の依存関係がタイル境界毎に異なる。垂直方向のタイル間であっても、タイルＴ１とタイルＴ４とは独立であり、タイルＴ２とタイルＴ５とは依存している。なお、図３Ｃは一例であって、隣接するタイルの境界毎に、符号化又は復号処理におけるタイル間の依存関係は任意に設定されてよい。

図４Ａ及び図４Ｂは、タイル境界毎にタイル間の依存関係を設定する場合のタイル境界独立情報を示す図である。図４Ａに示すタイル境界独立情報１４０は、全体のタイル間の依存関係を示す１ビットの全体依存情報１４１と、水平方向のタイル間の依存関係を示す複数ビット（（コラム数−１）×ロウ数）の水平依存情報１４２と、垂直方向のタイル間の依存関係を示す複数ビット（コラム数×（ロウ数−１））の垂直依存情報１４３とを含む。また、図４Ａ及び図４Ｂは、図３Ｃに示す依存関係の場合のタイル境界独立情報の例である。

水平依存情報１４２に含まれる各ビットは、先頭から順に、Ｔ１とＴ２との間の依存関係、Ｔ２とＴ３との間の依存関係、Ｔ４とＴ５との間の依存関係、Ｔ５とＴ６との間の依存関係、Ｔ７とＴ８との間の依存関係、Ｔ８とＴ９との間の依存関係を示す。また、垂直依存情報１４３に含まれる各ビットは、先頭から順に、Ｔ１とＴ４との間の依存関係、Ｔ２とＴ５との間の依存関係、Ｔ３とＴ６との間の依存関係、Ｔ４とＴ７との間の依存関係、Ｔ５とＴ８との間の依存関係、Ｔ６とＴ９との間の依存関係を示す。

図３Ｃに示す例では、Ｔ２とＴ５と、及びＴ５とＴ８とが依存しているために、図４Ａに示すタイル境界独立情報１４０では、垂直依存情報１４３の先頭から２ビット目及び５ビット目が「０」に設定されている。なお、全てのタイル間が独立である場合には、先頭の１ビットの全体依存情報１４１が「１」に設定され、水平依存情報１４２及び垂直依存情報１４３は省略される。

図４Ｂは、タイル境界独立情報の別の例を示す図である。図４Ｂに示すタイル境界独立情報１４５は、タイル間の依存関係を示す２ビットの全体依存情報１４６と、水平方向のタイル間の依存関係を示す複数ビット（（コラム数−１）×ロウ数）の水平依存情報１４２（図４Ｂでは省略されている）と、垂直方向のタイル間の依存関係を示す複数ビット（コラム数×（ロウ数−１））の垂直依存情報１４３とを含む。ここで、先頭の２ビットの全体依存情報１４６は、図３Ａ及び図３Ｂで用いられたタイル境界独立情報そのものである。すなわち、全体依存情報１４６の１ビット目が水平方向のタイル間の依存関係を示し、２ビット目が垂直方向のタイル間の依存関係を示す。なお、水平依存情報１４２及び垂直依存情報１４３は、図４Ａで説明したものと同一である。図３Ｃの例では、水平方向のタイル間ではタイルは独立である。したがって、全体依存情報１４６は、「０ｂ１０」である。また、水平方向のタイル間ではタイルは独立であるため、水平依存情報１４２は省略されている。つまり、図４Ｂに示すタイル境界独立情報１４５では水平方向の全てのタイル間の依存関係が独立である場合には、水平依存情報１４２が省略される。また、垂直方向の全てのタイル間の依存関係が独立である場合には、垂直依存情報１４３が省略される。これにより、タイル境界独立情報１４５のビット数を削減できる。

ここで、ピクチャを分割するメリットの一つは、並列処理を可能にできることである。例えば、図３Ａ〜図３Ｃでは、ピクチャは９個のタイルに分割されており、全てのタイルが独立であれば、画像符号化装置及び画像復号装置は、９個のタイルを並列して符号化又は復号することができる。ハイビジョンの解像度を越えるスーパーハイビジョン（Ｓｕｐｅｒ Ｈｉ−Ｖｉｓｉｏｎ）及びＵＨＤＴＶ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）と呼ばれる高解像度の画像の符号化及び復号処理は、演算負荷が高く実時間処理が難しい。そこで、高解像度の画像を符号化及び復号する際には、特に並列処理の必要性が高い。一方で、符号化の際、タイル間の依存関係が絶たれれば絶たれるだけ予測精度が低下する。これにより、符号化効率が低下する。したがって、必要以上にタイル間の依存関係を絶つことは符号化効率の点から望ましくない。

例えば、画像符号化装置及び画像復号装置が３プロセッサまで利用可能であり、３並列の処理を行うことができると仮定する。この状況では、図３Ａ〜図３Ｃに示すようにタイルを９分割した場合でも、独立したタイル群（１つ以上のタイル含むグループをタイル群と呼ぶ）は、並列処理が可能なプロセッサの数に相当する３であれば十分である。独立したタイル群が３つより多くなるようにピクチャを分割することは、符号化効率を必要以上に低下させることにつながる。つまり、タイル間の依存関係（タイル間を依存させるか、独立させるか）がピクチャ毎に設定される場合、画像符号化装置又は画像復号装置が３並列の処理しかできない場合であっても、ピクチャ内の全てのタイル間で依存関係が絶たれる。これにより、符号化効率の低下を招いてしまう。

一方で、本実施の形態によれば、タイル間の依存間系を境界毎に設定できる。これにより、例えば、画像符号化装置又は画像復号装置が並列処理可能な並列数にあわせて、独立したタイル群を生成できる。よって、本実施の形態に係る画像符号化装置１００は、符号化効率の低下を抑制するとともに、任意の並列数の並列処理を行うことができる。このように、本実施の形態に係る画像符号化装置１００は、符号化効率を向上できる。

以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置１００では、ピクチャ分割制御部１１２は、ピクチャを複数のタイルに分割する。符号化部１１５は、複数のタイルの各々を符号化することで、各々が複数のタイルの各々に対応する複数の符号化データ１３３を生成する。多重化部１１４は、複数の符号化データ１３３を含むビットストリームを生成する。

さらに、ピクチャ分割制御部１１２は、複数のタイルのタイル間の境界の各々を、第１境界（依存）と第２境界（独立）とに分類する。符号化部１１５は、複数のタイルの各々に対して、当該タイルに隣接する符号化済みのタイルのうち、第１境界を跨ぐタイルの符号化情報を参照し、かつ、第２境界を跨ぐタイルの符号化情報を参照せずに当該タイルを符号化する。また、多重化部１１４は、複数のタイルのタイル間の境界の各々が第１境界であるか第２境界であるかを示すタイル境界独立情報を含むビットストリーム１３４を生成する。

これにより、タイル間の境界ごとにタイルの依存関係が設定される。よって、例えばピクチャ単位でタイルの依存関係が設定される場合に比べて、符号化効率が改善される。

以下、本実施の形態に係る画像復号装置について説明する。

図５は、本実施の形態に係る画像復号方法を用いた画像復号装置２００のブロック図である。

図５に示す画像復号装置２００は、ビットストリーム２３４を復号することにより復号画像データ２２６を生成する。この画像復号装置２００は、復号部２１５と、解析部２０１と、ピクチャ分割制御部２１２とを備える。また、復号部２１５は、逆量子化部２０４と、逆直交変換部２０５と、加算器２０６と、ブロックメモリ２０７と、フレームメモリ２０８と、イントラ予測部２０９と、インター予測部２１０と、ピクチャタイプ決定部２１１と、可変長復号部２１３とを備える。

ここで、ビットストリーム２３４は、上記画像符号化装置１００により生成されたビットストリーム１３４に対応する。

解析部２０１は、ビットストリーム２３４を解析することにより、符号化データ２３３と、ビットストリーム２３４のシーケンスパラメータセット又はピクチャパラメータセットに含まれるピクチャ分割情報２３５とを取得する。ピクチャ分割情報２３５は、上記ピクチャ分割情報１３５に対応し、ピクチャの分割パターン及びタイルの依存関係を示す。

ピクチャ分割制御部２１２は、ピクチャ分割情報２３５で示されるピクチャの分割パターン及びタイル間の依存関係に基づいて、イントラ予測部２０９、インター予測部２１０及び可変長復号部２１３を制御するための分割制御信号２３２を生成する。

復号部２１５は、符号化データ２３３を復号することで復号画像データ２２６を生成する。

可変長復号部２１３は、符号化データ２３３を可変長復号することで量子化係数２２３を生成する。

逆量子化部２０４は、量子化係数２２３を逆量子化することで変換係数２２４を生成する。逆直交変換部２０５は、変換係数２２４を周波数領域から画像領域へ変換することで予測誤差データ２２５を生成する。加算器２０６は、予測画像データ２３１と予測誤差データ２２５とを加算することで復号画像データ２２６を生成する。ブロックメモリ２０７は、復号画像データ２２６をブロック単位で復号画像データ２２７として保存する。フレームメモリ２０８は、復号画像データ２２６をフレーム単位で復号画像データ２２８として保存する。

イントラ予測部２０９は、ブロックメモリ２０７に保存されているブロック単位の復号画像データ２２７を用いてイントラ予測を行うことで、復号対象ブロックの予測画像データ２２９を生成する。また、イントラ予測部２０９は、ピクチャ分割制御部２１２から送られた分割制御信号２３２に基づき、タイル間の依存関係を検出する。そして、イントラ予測部２０９は、依存関係が絶たれているタイルに含まれるブロックの画素情報を用いないでイントラ予測を行う。

インター予測部２１０は、フレームメモリ２０８に保存されているフレーム単位の復号画像データ２２８を用いてインター予測を行うことで、復号対象ブロックの予測画像データ２３０を生成する。また、インター予測部２１０は、ピクチャ分割制御部２１２から送られた分割制御信号２３２に基づき、タイル間の依存関係を検出する。そして、インター予測部２１０は、依存関係が絶たれているタイルに含まれるブロックの動きベクトル情報を用いないで動きベクトル予測を行う。

以上の構成により、本実施の形態に係る画像復号装置２００は、上記画像符号化装置１００により生成されたビットストリームを復号できる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、上述した実施の形態１に係る画像符号化装置１００の変形例について説明する。なお、以下では、実施の形態１との相違点を主に説明し、重複する説明は省略する。

図６は、本実施の形態に係る画像符号化方法を用いた画像符号化装置の構成を示すブロック図である。なお、図１と同様の要素には同一の符号を付している。

図６に示す画像符号化装置１００Ａは、図１に示す画像符号化装置１００の構成に加え、さらに、入力画像制御部１５０を備える。また、ピクチャ分割制御部１１２Ａの機能が、ピクチャ分割制御部１１２と異なる。

具体的には、ピクチャ分割制御部１１２Ａは、分割部の一例であり、実施の形態１で説明したようにピクチャをタイルに分割する機能に加え、タイルを符号化及び復号処理する順序を決定し、決定した順序を示すタイル処理順序情報を含むピクチャ分割情報１３５Ａを生成する。また、ピクチャ分割制御部１１２Ａは、タイル処理順序情報を含むピクチャ分割情報１３５Ａをシーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）又はピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）の一部として、多重化部１１４に送信する。

また、ピクチャ分割制御部１１２Ａは、ピクチャの分割パターン、タイル間の依存関係及び符号化処理の順序に基づいて、イントラ予測部１０９、インター予測部１１０、可変長符号化部１１３、フレームメモリ１０８及び入力画像制御部１５０を制御するための分割制御信号１３２Ａを生成する。なお、ピクチャ分割情報１３５Ａに基づくイントラ予測部１０９、インター予測部１１０及び可変長符号化部１１３の動作は、実施の形態１と同様である。

入力画像制御部１５０は、入力画像信号１２０をブロック単位で、所定の順序に並び替え、並び替えた後の画像信号１６０を符号化部に入力する。ピクチャがタイルに分割される場合には、入力画像制御部１５０は、ピクチャ分割制御部１１２から送信される分割制御信号１３２Ａで示される符号化処理の順序に従って、ブロックの順序を決定する。

フレームメモリ１０８は、分割制御信号１３２Ａに基づき、タイルの処理される順序を認識し、適切なメモリ領域に復号画像データ１２８を保存する。

次に、タイルを処理（スキャン）する順序を示すタイル処理順序情報について説明する。タイル処理順序情報を用いることで、画像符号化装置及び画像復号装置は、タイルのスキャン方向と、コラム又はロウのスキャンの順序を特定し、ピクチャ内でのタイルの符号化又は復号処理の順序を一意に特定することができる。

図７Ａ〜図７Ｄは、９つのタイルに分割されたピクチャにおいて、タイルが処理（スキャン）される順序を示す図である。なお、タイルはＴ１〜Ｔ９の順に処理される。

図７Ａは、ラスタスキャンの場合を示す。すなわち、上の行（ロウ）が選択され、選択された行において左のタイルから水平方向（右方向）に順次タイルが選択される。一つの行の全てのタイルが選択されると、一つ下の行が選択され、同様に、選択された行において左のタイルから右方向に順次タイルが選択される。

図７Ｂでは、左の列が選択され、選択された列（コラム）において上のタイルから垂直方向（下方向）に順次タイルが選択される。一つの列の全てのタイルが選択されると、一つ左の列が選択され、同様に、選択された列において上のタイルから下方向に順次タイルが選択される。すなわち、タイルは垂直方向にスキャンされる。

このように、スキャン方向は、水平方向と垂直方向とに大別できる。次に、ロウのスキャンの順序について説明する。図７Ａでは、タイルは水平方向にスキャンされ、ロウは上から下に（１行目、２行目、３行目の順序で）スキャンされている。これに対し、図７Ｃでは、タイルが水平方向にスキャンされるのは図７Ａと同じであるが、ロウは中央、上、下（２行目、１行目、３行目）の順序でスキャンされている。なお、図示していないが、ロウは、中央、下、上（２行目、３行目、１行目）、又は、下から上（３行目、２行目、１行目）の順序でスキャンされてもよい。

また、ロウのスキャンの順序には、予め所定のＩＤが割り当てられており、画像符号化装置と画像復号装置とは、その情報を共有している。例えば、図７Ａの順序には、ロウ・スキャンＩＤとして「１」が割り当てられ、図７Ｃのスキャン順序には、ロウ・スキャンＩＤとして「２」が割り当てられる。そして、このロウ・スキャンＩＤが画像符号装置から画像復号装置へ送られる。これにより、ロウ・スキャンＩＤを用いて、画像復号装置は、ロウのスキャン順序を特定できる。

コラムのスキャンの順序についてもロウのスキャンの順序と同様である。図７Ｂでは、タイルは垂直方向にスキャンされ、コラムは左から右に（１列目、２列目、３列目の順序で）スキャンされている。これに対し、図７Ｄでは、タイルが垂直方向にスキャンされるのは同じであるが、コラムは中央、左、右（２列目、１列目、３列目）の順にスキャンされている。なお、図示していないが、コラムは、中央、右、左（２列目、３列目、１列目）、又は、右から左（３列目、２列目、１列目）の順序でスキャンされてもよい。コラムのスキャンの順序にも、予め所定のＩＤが割り当てられており、画像符号化装置と画像復号装置とは、その情報を共有している。

タイル処理順序情報は、タイルのスキャン方向（水平方向又は垂直方向）と、コラム又はロウのスキャンＩＤとを含む。このタイル処理順序情報を用いることで、画像復号装置は、ピクチャ内でタイルの復号処理の順序を一意に特定することが可能となる。なお、図７Ａ〜図７Ｄでは、ピクチャが９つのタイルに分割される例を示したが、タイルの分割の仕方（コラム数、及びロウ数）はこれ以外であってもよい。

このように、本実施の形態に係る画像符号化装置１００Ａは、ピクチャ内でのタイルの処理の順序を変更することができる。このようにタイルの処理の順序を制御することにより、通信状況及びアプリケーションに応じて、先頭のタイル群のみを送信することが可能となる。例えば、テレビ会議などにおいては、人物の写っている中央のコラムのタイル群を最初に符号化することができる。

以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置１００Ａでは、ピクチャ分割制御部１１２Ａは、複数のタイルの符号化順を決定する。符号化部１１５は、複数のタイルを、ピクチャ分割制御部１１２Ａで決定された符号化順で符号化する。多重化部１１４は、決定された符号化順を示すタイル処理順序情報を含むビットストリーム１３４を生成する。

これにより、画像復号装置におけるタイルの復号処理順を任意に設定できる。よって、例えば、ピクチャに含まれる複数の領域の画像のうち、優先度の高い領域の画像を、画像復号装置において先に復号することができる。

以下、本実施の形態に係る画像復号装置について説明する。

図８は、本実施の形態に係る画像復号方法を用いた画像復号装置の構成を示すブロック図である。なお、図５と同様の要素には同一の符号を付している。

ここで、ビットストリーム２３４は、上記画像符号化装置１００Ａにより生成されたビットストリーム１３４に対応する。

図８に示す画像復号装置２００Ａは、図５に示す画像復号装置２００の構成に加え、さらに、出力画像制御部２５０を備える。また、解析部２０１Ａ及びピクチャ分割制御部２１２Ａの機能が、解析部２０１及びピクチャ分割制御部２１２と異なる。

具体的には、解析部２０１Ａは、ビットストリーム２３４を解析することにより、符号化データ２３３と、ピクチャ分割情報２３５Ａとを取得する。ピクチャ分割情報２３５Ａは、上記ピクチャ分割情報１３５Ａに対応し、タイルを復号する順序を示すタイル処理順序情報を含む。

ピクチャ分割制御部２１２Ａは、ピクチャ分割情報２３５Ａで示されるピクチャの分割パターン、タイル間の依存関係及び復号処理の順序に基づいて、イントラ予測部２０９、インター予測部２１０、可変長復号部２１３、フレームメモリ２０８及び出力画像制御部２５０を制御するための分割制御信号２３２Ａを生成する。なお、ピクチャ分割情報１３５Ａに基づくイントラ予測部２０９、インター予測部２１０及び可変長復号部２１３の動作は、実施の形態１と同様である。

出力画像制御部２５０は、復号画像データ２２６をブロック単位で、所定の順序に並び替え、並び替えた後の画像信号２６０を外部に出力する。ピクチャがタイルに分割される場合には、出力画像制御部２５０は、ピクチャ分割制御部２１２から送信される分割制御信号２３２Ａで示される復号処理の順序に従って、ブロックの順序を決定する。

フレームメモリ２０８は、分割制御信号２３２Ａに基づき、タイルの処理される順序を認識し、適切なメモリ領域に復号画像データ２２８を保存する。

以上の構成により、本実施の形態に係る画像復号装置２００Ａは、上記画像符号化装置１００Ａにより生成されたビットストリームを復号できる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、上述した実施の形態１に係る画像符号化装置１００の変形例について説明する。なお、以下では、実施の形態１との相違点を主に説明し、重複する説明は省略する。

実施の形態１で述べたように、ハイビジョンの解像度を越えるスーパーハイビジョン及びＵＨＤＴＶと呼ばれる高解像度の画像の復号処理は、演算負荷が高く実時間処理が難しい。そこで、高解像度の画像を復号する際、画像復号装置はビットストリームを並列処理する必要がある。タイル間の依存関係を絶つことにより、画像復号装置は他のタイルと独立してタイルを復号することが可能となる。

しかしながら、画像復号装置は、復号の際に、ビットストリーム内でタイルの先頭位置（ｅｎｔｒｙ ｐｏｉｎｔ）を検出することができなければ、並列処理を実現できない。この問題を解決する方法が既に知られている（例えば、非特許文献２参照）。この方法によれば、画像符号化装置はタイルマーカーをビットストリーム内のタイルの先頭位置に挿入する。画像復号装置はビットストリームをスキャンしてタイルマーカーを検出することにより、ビットストリーム内のタイルの先頭位置（ｅｎｔｒｙ ｐｏｉｎｔ）を知ることができる。

しかしながら、ビットストリーム内の全てのタイルの先頭位置（タイル境界）にタイルマーカーを挿入することは、符号化効率の低下を招く。タイル境界では、可変長符号化部が出力するビットストリームはバイトアラインメント処理されていない。したがって、タイルの先頭位置にタイルマーカーを挿入するためには、可変長符号化部によるエントロピー符号化（例えば、ＣＡＢＡＣ）処理をリセットしなければならない。そして、エントロピー処理をリセットすることは、符号化効率の低下につながる。

これに対して、本実施の形態に係る画像符号化装置は、ビットストリームの各タイル境界に対してタイルマーカーを挿入するか否かを判定し、一部のタイル境界にのみタイルマーカーを挿入する。これにより、当該画像符号化装置は、エントロピー処理のリセット回数を低減できるので、符号化効率を向上できる。

図９は、本実施の形態に係る画像符号化方法を用いた画像符号化装置１００Ｂの構成を示すブロック図である。なお、図１と同様の要素には同一の符号化を付している。

図９に示す画像符号化装置１００Ｂは、図１に示す画像符号化装置１００の構成に加え、さらに、マーカー挿入部１５１を備える。また、可変長符号化部１１３Ｂ及び多重化部１１４Ｂの機能が、可変長符号化部１１３及び多重化部１１４と異なる。

マーカー挿入部１５１は、ピクチャ分割制御部１１２から送信される分割制御信号１３２に基づき、複数の符号化データ１３３のタイル境界に、タイル境界を識別するためのタイルマーカー１６１を挿入する。具体的には、マーカー挿入部１５１は、独立しているタイル境界を可変長符号化部１１３Ｂに通知することで、独立しているタイル境界においてエントロピー符号化（ＣＡＢＡＣ）処理がリセットされるように可変長符号化部１１３Ｂを制御する。また、マーカー挿入部１５１は、独立しているタイル境界において、多重化部１１４Ｂにタイルマーカー１６１を送信する。

可変長符号化部１１３Ｂは、マーカー挿入部１５１からの通知に従い、指示されたタイル境界でエントロピー符号化（ＣＡＢＡＣ）処理をリセットする。

多重化部１１４Ｂは、マーカー挿入部１５１により送信されたタイルマーカー１６１を、複数の符号化データ１３３の指定されたタイル境界に挿入することでビットストリーム１３４を生成する。

図１０は、本実施の形態に係るマーカー挿入部１５１によるマーカー挿入処理のフローチャートである。

まず、マーカー挿入部１５１は、ピクチャ分割制御部１１２から分割制御信号１３２を受信する（Ｓ１２１）。この分割制御信号１３２は、タイルの分割に係る情報を示す。なお、マーカー挿入部１５１は、分割制御信号１３２の代わりにピクチャ分割情報１３５を受信してもよい。なお、ピクチャ内の全てのタイルの分割に係る情報が、一度に受信される必要は無く、画像符号化装置１００Ｂであるタイルが処理されるタイミングで、そのタイルに係る情報だけが受信されてもよい。

次に、マーカー挿入部１５１は、分割制御信号１３２に含まれる、現在処理しているタイルと、これから処理すべきタイルとの境界の依存関係を取得し（Ｓ１２２）、現在処理しているタイルと、これから処理すべきタイルとのタイル境界の依存関係を判定する（Ｓ１２３）。

タイルが依存している場合（Ｓ１２３でＹｅｓ）は、マーカー挿入部１５１は、処理を終了する。一方、タイルが依存していない、すなわち独立である場合（Ｓ１２３でＮｏ）、マーカー挿入部１５１は、エントロピー符号化（ＣＡＢＡＣ）処理がリセットされるように可変長符号化部１１３Ｂを制御する（Ｓ１２４）。これにより、可変長符号化部１１３Ｂは、現在処理しているタイルの最後でエントロピー符号化（ＣＡＢＡＣ）処理をリセットするとともに、バイトアライメントを行う。そして、可変長符号化部１１３Ｂは、現在処理しているタイルの符号化データ１３３を多重化部１１４Ｂに送る。

次に、マーカー挿入部１５１は、多重化部１１４Ｂにタイルマーカー１６１を送信する。多重化部１１４Ｂは、現在処理しているタイルのビットストリームの直後、すなわち、これから処理すべきタイルのビットストリームの先頭に、タイルマーカー１６１を挿入する（Ｓ１２５）。

以上のように、マーカー挿入部１５１は、タイル境界の依存関係に応じて、ビットストリームのタイル境界にタイルマーカー１６１を挿入するか否かを切り替える。

なお、ステップＳ１２１において、受信した分割制御信号１３２でピクチャ内の全てのタイル境界が依存していることが示される場合には、マーカー挿入部１５１は、当該ピクチャについてはステップＳ１２２〜Ｓ１２５の処理を省略してもよい。

このように、本実施の形態に係る画像符号化装置１００Ｂは、ビットストリームの各タイル境界へのタイルマーカーの挿入を制御することにより、エントロピー符号化（ＣＡＢＡＣ）処理のリセット回数を低減できる。これにより、画像符号化装置１００Ｂは、符号化効率を向上できる。

以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置１００Ｂでは、マーカー挿入部１５１は、複数の符号化データ１３３のデータ境界のうち、当該データ境界を挟む２つの符号化データに対応する２つのタイル間の境界が第２境界（独立）であるデータ境界にのみ、当該データ境界を特定するためのマーカーを挿入する。

これにより、当該画像符号化装置１００Ｂは、全てのタイル境界にマーカーを挿入する場合に比べて、符号化効率を改善できる。

以下、本実施の形態に係る画像復号装置について説明する。

図１１は、本実施の形態に係る画像復号方法を用いた画像復号装置の構成を示すブロック図である。なお、図５と同様の要素には同一の符号を付している。

ここで、ビットストリーム２３４は、上記画像符号化装置１００Ｂにより生成されたビットストリーム１３４に対応する。

図１１に示す画像復号装置２００Ａは、解析部２０１Ｂの機能が、解析部２０１と異なる。

具体的には、解析部２０１Ｂは、ビットストリーム２３４を解析することにより、符号化データ２３３と、ピクチャ分割情報２３５とを取得する。また、解析部２０１Ｂは、タイル境界に挿入されているタイルマーカー１６１を検出し、検出した位置をタイル境界と認識する。また、解析部２０１Ｂは、検出したタイル境界を可変長復号部２１３に通知する。

また、復号部２１５が並列処理を行う場合には、解析部２０１Ｂは、タイル境界に応じて、各タイルに対応する符号化データ２３３をビットストリーム２３４から抽出し、復号部２１５へ送る。

以上の構成により、本実施の形態に係る画像復号装置２００Ｂは、上記画像符号化装置１００Ｂにより生成されたビットストリームを復号できる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、タイル境界でバイトアライメント処理を行う画像符号化装置及び画像復号装置について説明する。

図１２は、本実施の形態に係る画像符号化装置１００Ｃの構成を示すブロック図である。なお、図１と同様の要素には同一の符号を付している。

図１２に示す画像符号化装置１００Ｃは、図１に示す画像符号化装置１００の構成に対して、ピクチャ分割制御部１１２Ｃ及び可変長符号化部１１３Ｃの機能が、ピクチャ分割制御部１１２及び可変長符号化部１１３と異なる。

ピクチャ分割制御部１１２Ｃは、分割部の一例であり、ピクチャを複数のタイルに分割する。また、上記実施の形態１では、ピクチャ分割制御部１１２は、タイル境界ごとにタイルの依存関係を切り替えたが、ピクチャ分割制御部１１２Ｃは、全てのタイルが独立であると扱う。また、ピクチャ分割制御部１１２Ｃは、ピクチャの分割パターンを示すピクチャ分割情報１３５Ｃを生成する。ここで、ピクチャの分割パターンを示す情報は、例えば、上述した、コラム数、ロウ数、コラム幅均等フラグ、ロウ高さ均等フラグ、コラムの幅、及びロウの高さを含む。

なお、以下では、ピクチャ分割制御部１１２Ｃが全てのタイルを独立であると扱う例を述べるが、上述した実施の形態１と同様に、ピクチャ分割制御部１１２Ｃは、タイル境界ごとに、タイルの依存関係を切り替えてもよい。

そして、ピクチャ分割制御部１１２Ｃは、生成したピクチャ分割情報１３５Ｃを、シーケンスパラメータセット又はピクチャパラメータセットの一部として、多重化部１１４に送信する。

また、ピクチャ分割制御部１１２Ｃは、ピクチャの分割パターンに基づいて、イントラ予測部１０９、インター予測部１１０及び可変長符号化部１１３Ｃを制御するための分割制御信号１３２Ｃを生成する。なお、ピクチャ分割情報１３５Ｃに基づくイントラ予測部１０９及びインター予測部１１０の動作は、実施の形態１において、タイルが独立である場合の動作と同様である。

可変長符号化部１１３Ｃは、タイル境界においてエントロピー符号化をリセットする処理と、バイトアライメント処理とを行う。

以下、本実施の形態に係る画像符号化装置１００Ｃの動作の流れを説明する。

図１３Ａは、本実施の形態に係る画像符号化装置１００Ｃによる画像符号化方法のフローチャートである。

まず、ピクチャ分割制御部１１２Ｃは、ピクチャを複数のタイルに分割する（Ｓ２０１）。また、ピクチャ分割制御部１１２Ｃは、ピクチャの分割パターンを示すピクチャ分割情報１３５Ｃを生成する。

次に、符号化部１１５は、複数のタイルの各々を符号化することで、各々が複数のタイルの各々に対応する複数の符号化データ１３３を生成する（Ｓ２０２）。

次に、多重化部１１４は、複数の符号化データ１３３及びピクチャ分割情報１３５Ｃを含むビットストリーム１３４を生成する（Ｓ２０３）。

図１３Ｂは、符号化部１１５による符号化処理（Ｓ２０２）のフローチャートである。

まず、符号化部１１５は、複数のタイルの一つである処理対象のタイルを符号化することで符号列を生成する（Ｓ２１１）。なお、符号化部１１５による符号化処理の具体的な方法は、例えば、上述した実施の形態１と同様である。また、符号化部１１５は、処理対象のタイルを他のタイルの符号化に用いられた符号化情報を参照せずに符号化する。

ここで、この符号化処理は、可変長符号化部１１３Ｃが、エントロピー符号化（算術符号化）により符号列を生成する処理を含む。

また、可変長符号化部１１３Ｃは、処理対象のタイルの符号化処理が終わった後に、エントロピー符号化（算術符号化）をリセットする（Ｓ２１２）。ここで、リセットとは、算術符号化におけるターミネート処理（フラッシュ処理とも呼ばれる）を含む。ターミネート処理とは、処理対象のタイルの符号列を他のタイルの符号列から独立させる処理である。言い換えると、ターミネート処理とは、処理対象のタイルの符号列を完結させる処理である。具体的には、ターミネート処理により、処理途中の符号列の全てが、独立して復号可能な状態で出力される。

次に、可変長符号化部１１３Ｃは、処理対象の符号列にバイトアライメント処理を行う（Ｓ２１３）。ここで、バイトアライメント処理とは、処理対象の符号列の後に予め定められたビット列を追加することで、バイト単位の符号化データ１３３を生成する処理である。言い換えると、バイトアライメント処理とは、符号化データ１３３がバイト単位となるように、処理対象の符号列のビット数を調整する処理である。

図１４は、バイトアライメント処理の一例を示す図である。図１４に示すように、可変長符号化部１１３Ｃは、処理対象の符号列２８１の後ろに、ビット列２８２を追加することで、バイト単位の符号化データ１３３を生成する。例えば、ビット列２８２は、最初が「１」であり、その後に「０」が続くビット列である。

なお、ここでは、可変長符号化部１１３Ｃが、符号化データ１３３がバイト単位になるようにアライメント処理を行う例を述べたが、このアライメント処理は、符号化データ１３３を、予め定められたＮ（Ｎは２以上の整数）ビットの倍数に調整する処理であればよい。例えば、可変長符号化部１１３Ｃは、符号化データ１３３がワード単位になるようにアライメント処理を行なってもよい。

また、ここでは、エントロピー符号化として、算術符号化（例えば、ＣＡＢＡＣ）が行われる場合に、アライメント処理を行う例を述べたが、算術符号化以外のエントロピー符号化を行う場合において、同様にアライメント処理が行われてもよい。

また、ピクチャ分割制御部１１２Ｃは、符号化データ１３３の先頭位置を示す情報を含むピクチャ分割情報１３５Ｃを生成してもよい。さらに、この先頭位置を示す情報はバイト単位（または、アライメント処理と同じ単位）で位置を示す情報であってもよい。

以上により、本実施の形態に係る画像符号化装置１００Ｃは、タイル境界においてバイトアライメント処理を行う。これにより、各タイルの符号化データ１３３はバイト単位となる。よって、画像復号装置における符号化データの扱いが容易になる。また、画像復号装置は、容易にタイルの符号化データの先頭位置を特定できる。このように、当該画像符号化装置１００Ｃは、画像復号装置の処理負荷を低減できる。

また、当該画像符号化装置１００Ｃは、タイル境界においてエントロピー符号化をリセットする。これにより。画像復号装置は、各タイルの符号化データ１３３を独立して扱うことができる。

以下、本実施の形態に係る画像復号装置について説明する。

図１５は、本実施の形態に係る画像復号方法を用いた画像復号装置の構成を示すブロック図である。なお、図５と同様の要素には同一の符号を付している。

ここで、ビットストリーム２３４は、上記画像符号化装置１００Ｃにより生成されたビットストリーム１３４に対応する。

図１５に示す画像復号装置２００Ｃは、図５に示す画像復号装置２００に対して、解析部２０１Ｃ、ピクチャ分割制御部２１２Ｃ及び可変長復号部２１３Ｃの機能が、解析部２０１、ピクチャ分割制御部２１２及び可変長復号部２１３と異なる。

具体的には、解析部２０１Ｃは、ビットストリーム２３４を解析することにより、符号化データ２３３と、ピクチャ分割情報２３５Ｃとを取得する。ピクチャ分割情報２３５Ｃは、上記ピクチャ分割情報１３５Ｃに対応し、ピクチャの分割パターンを示す。

ピクチャ分割制御部２１２Ｃは、ピクチャ分割情報２３５Ｃで示されるピクチャの分割パターンに基づいて、イントラ予測部２０９、インター予測部２１０、及び可変長復号部２１３Ｃを制御するための分割制御信号２３２Ｃを生成する。なお、ピクチャ分割情報１３５Ｃに基づくイントラ予測部２０９及びインター予測部２１０の動作は、実施の形態１において、タイルが独立である場合の動作と同様である。

可変長復号部２１３Ｃは、符号化データ２３３に含まれ、符号列の後に位置する予め定められたビット列をスキップする。つまり、可変長復号部２１３Ｃは、タイル境界において、アライメント処理により挿入されたビット列をスキップする。

以下、本実施の形態に係る画像復号装置２００Ｃの動作の流れを説明する。

図１６Ａは、本実施の形態に係る画像復号装置２００Ｃによる画像復号方法のフローチャートである。

まず、解析部２０１Ｃは、ビットストリーム２３４に含まれる、複数のタイルの各々が符号化されることにより生成された複数の符号化データ２３３と、ピクチャ分割情報２３５Ｃとを取得する（Ｓ２２１）。

次に、復号部２１５は、複数の符号化データ２３３の各々を復号することで、複数のタイルの画像データである復号画像データ２２６を生成する（Ｓ２２２）。

図１６Ｂは、復号部２１５による復号処理（Ｓ２２２）のフローチャートである。また、図１６Ｂは、一つの処理対象の符号化データ２３３に対する復号処理を示す。

まず、復号部２１５は、複数のタイルのうちの一つである処理対象の符号化データ２３３に含まれる符号列を復号することで、処理対象の復号画像データ２２６を生成する（Ｓ２３１）。なお、復号部２１５による復号処理の具体的な方法は、例えば、上述した実施の形態１と同様である。また、復号部２１５は、処理対象のタイルを他のタイルの復号に用いられた復号情報を参照せずに復号する。

ここで、この復号処理は、可変長復号部２１３Ｃが、エントロピー復号（算術復号）により符号列（量子化係数２２３）を生成する処理を含む。

また、可変長復号部２１３Ｃは、処理対象のタイルの復号処理が終わった後に、エントロピー復号（算術復号）をリセットする（Ｓ２３２）。ここで、リセットとは、算術復号におけるターミネート処理（フラッシュ処理とも呼ばれる）を含む。ターミネート処理とは、処理対象の符号列に対する算術復号処理を完結する処理である。

次に、可変長復号部２１３Ｃは、処理対象の符号化データ２３３に含まれ、処理対象の符号列の後に位置する、予め定められたビット列をスキップする（Ｓ２３３）。このビット列は、画像符号化装置１００Ｃによるバイトアライメント処理において挿入されたビット列２８２に対応する。

以上の処理が、各タイルに対応する符号化データ２３３ごとに行われる。つまり、可変長復号部２１３Ｃは、複数の符号化データ２３３の一つである第１符号化データに含まれる第１符号列を復号することで、第１タイルの画像データを生成し、第１符号化データに含まれ、第１符号列の後に位置する、予め定められたビット列をスキップし、第１符号化データの後に位置する第２符号化データに含まれる第２符号列を復号することで、第２タイルの画像データを生成する。

上記処理により、可変長復号部２１３Ｃは、画像符号化装置１００Ｃによるバイトアライメント処理においてビット境界に挿入されたビット列が無視して、必要なデータのみを復号することができる。言い換えると、可変長復号部２１３Ｃは、上記ビット列をスキップして、次の符号化データ２３３の先頭から復号処理を行うことができる。

以上の構成により、本実施の形態に係る画像復号装置２００Ｃは、上記画像符号化装置１００Ｃにより生成されたビットストリームを復号できる。

なお、上記説明では、画像復号装置２００Ｃが、各タイルに対応する符号化データ２３３を時系列に復号する例を述べたが、画像復号装置２００Ｃは、複数の符号化データ２３３を並列に復号してもよい。この場合、画像復号装置２００Ｃは、ピクチャ分割情報２３５Ｃに含まれる符号化データ２３３の先頭位置を示す情報を参照することで、各符号化データ２３３の先頭位置を把握する。また、この先頭位置を示す情報をバイト単位で位置を示す情報であってもよい。

以上、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置に及び画像復号装置ついて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。

また、上記実施の形態に係る画像符号化装置及び画像復号装置に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。

また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又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）、又は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。

上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

さらに、本発明は上記ソフトウェアプログラムであってもよいし、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。

また、上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。

また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。

また、上記の画像符号化方法又は画像復号方法に含まれるステップが実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。

（実施の形態５）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（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１８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１８のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。

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

コンテンツ供給システムex１００では、カメラex１１３等が基地局ex１０９、電話網ex１０４を通じてストリーミングサーバex１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラex１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する）、ストリーミングサーバex１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバex１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータex１１１、ＰＤＡex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号化処理して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。

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

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

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

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

なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図１９に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置によって符号化されたデータである）。これを受けた放送衛星ex２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ex３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex２１７等の装置が復号化して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。

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

図２０は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。

また、テレビex３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号化する、またはそれぞれの情報を符号化する音声信号処理部ex３０４、映像信号処理部ex３０５（本発明の一態様に係る画像符号化装置または画像復号装置として機能する）を有する信号処理部ex３０６と、復号化した音声信号を出力するスピーカex３０７、復号化した映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ex３０８を有する出力部ex３０９とを有する。さらに、テレビex３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ex３１２等を有するインタフェース部ex３１７を有する。さらに、テレビex３００は、各部を統括的に制御する制御部ex３１０、各部に電力を供給する電源回路部ex３１１を有する。インタフェース部ex３１７は、操作入力部ex３１２以外に、リーダ／レコーダex２１８等の外部機器と接続されるブリッジex３１３、ＳＤカード等の記録メディアex２１６を装着可能とするためのスロット部ex３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバex３１５、電話網と接続するモデムex３１６等を有していてもよい。なお記録メディアex２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビex３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。

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

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

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

一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図２１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２２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２０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２３Ａ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２３Ｂを用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

（実施の形態６）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。

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

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

図２４は、多重化データの構成を示す図である。図２４に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフ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２５は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６およびex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７およびex２４０に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex２４１およびインタラクティブグラフィックスex２４４のデータをそれぞれＰＥＳパケット列ex２４２およびex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３およびex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

（実施の形態７）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図３２に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。

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

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

また、上記では、制御部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８）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。

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

より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図３２のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図３２の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態６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６で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図３５のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。

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

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

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

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

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

（実施の形態９）
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３６Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明の一態様に特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明の一態様は、エントロピー復号に特徴を有していることから、例えば、エントロピー復号については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外の逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。

また、処理を一部共有化する他の例を図３６Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明の一態様に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の一態様に係る動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明の一態様、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。

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

以上、複数の態様に係る画像符号化装置及び画像復号装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

本発明は、画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置及び画像復号装置に適用できる。また、本発明は、画像符号化装置を備える、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、及びデジタルビデオカメラ等の高解像度の情報表示機器又は撮像機器に利用可能である。

１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 画像符号化装置
１０１ 減算器
１０２ 直交変換部
１０３ 量子化部
１０４、２０４ 逆量子化部
１０５、２０５ 逆直交変換部
１０６、２０６ 加算器
１０７、２０７ ブロックメモリ
１０８、２０８ フレームメモリ
１０９、２０９ イントラ予測部
１１０、２１０ インター予測部
１１１、２１１ ピクチャタイプ決定部
１１２、１１２Ａ、１１２Ｃ、２１２、２１２Ａ、２１２Ｃ ピクチャ分割制御部
１１３、１１３Ｂ、１１３Ｃ 可変長符号化部
１１４、１１４Ｂ 多重化部
１１５ 符号化部
１２０ 入力画像信号
１２１、１２５、２２５ 予測誤差データ
１２２、１２４、２２４ 変換係数
１２３、２２３ 量子化係数
１２６、１２７、１２８、２２６、２２７、２２８ 復号画像データ
１２９、１３０、１３１、２２９、２３０、２３１ 予測画像データ
１３２、１３２Ａ、１３２Ｃ、２３２、２３２Ａ、２３２Ｃ 分割制御信号
１３３、２３３ 符号化データ
１３４、２３４ ビットストリーム
１３５、１３５Ａ、１３５Ｃ、２３５、２３５Ａ、２３５Ｃ ピクチャ分割情報
１４０、１４５ タイル境界独立情報
１４１、１４６ 全体依存情報
１４２ 水平依存情報
１４３ 垂直依存情報
１５０ 入力画像制御部
１５１ マーカー挿入部
１６０、２６０ 画像信号
１６１ タイルマーカー
２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ 画像復号装置
２０１、２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ 解析部
２１３、２１３Ｃ 可変長復号部
２１５ 復号部
２５０ 出力画像制御部
２８１ 符号列
２８２ ビット列

Claims (2)

1. ビットストリームに含まれる、ピクチャが分割された複数のタイルの各々が符号化されることにより生成された複数の符号化データを取得する取得ステップと、
   前記複数の符号化データの各々を復号することで、前記複数のタイルの画像データを生成する復号ステップとを含み、
   前記取得ステップでは、前記ビットストリームから前記複数のタイルのタイル間の境界の各々が第１境界であるか第２境界であるかを示すタイル境界独立情報をさらに取得し、
   前記復号ステップは、
   前記複数の符号化データの各々を復号する際に、前記タイル境界独立情報が前記第１境界であることを示す場合は他の復号済みタイルの復号情報を参照して復号し、前記第２境界であることを示す場合は、他の復号済みタイルの復号情報を参照せずに復号することで、前記複数のタイルの各々の画像データを生成する生成ステップを含む
   画像復号方法。
2. ビットストリームに含まれる、ピクチャが分割された複数のタイルの各々が符号化されることにより生成された複数の符号化データを取得する解析部と、
   前記複数の符号化データの各々を復号することで、前記複数のタイルの画像データを生成する復号部とを備え、
   前記解析部は、前記ビットストリームから前記複数のタイルのタイル間の境界の各々が第１境界であるか第２境界であるかを示すタイル境界独立情報をさらに取得し、
   前記復号部は、
   前記複数の符号化データの各々を復号する際に、前記タイル境界独立情報が前記第１境界であることを示す場合は他の復号済みタイルの復号情報を参照して復号し、前記第２境界であることを示す場合は、他の復号済みタイルの復号情報を参照せずに復号することで、前記複数のタイルの各々の画像データを生成する
   画像復号装置。

Images