JP6112320B2 - 動画像復号化方法および動画像符号化方法 - Google Patents

動画像復号化方法および動画像符号化方法 Download PDF

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Description

本発明は、符号化済みのピクチャを参照するピクチャ間予測を用いて、入力画像をブロック単位で符号化する動画像符号化方法、およびピクチャ間予測を用いてビットストリームをブロック単位で復号化する動画像復号化方法に関する。
動画像符号化処理では、一般に、動画像が有する空間方向および時間方向の冗長性を利用して情報量の圧縮が行われる。ここで一般に、空間方向の冗長性を利用する方法としては、周波数領域への変換が用いられ、時間方向の冗長性を利用する方法としては、ピクチャ間予測（以降、インター予測と呼ぶ）符号化処理が用いられる。インター予測符号化処理では、あるピクチャを符号化する際に、符号化対象ピクチャに対して表示時間順で前方または後方にある符号化済みのピクチャを、参照ピクチャとして用いる。そして、その参照ピクチャに対する符号化対象ピクチャの動き検出により、動きベクトルを検出する。検出した動きベクトルに基づいて動き補償を行って得られた予測画像データと符号化対照ピクチャの画像データとの差分を取ることにより、時間方向の冗長性を取り除く。ここで、動き検出では、符号化ピクチャ内の符号化対象ブロックと、参照ピクチャ内のブロックとの差分値を算出し、最も差分値の小さい参照ピクチャ内のブロックを参照ブロックとする。そして、符号化対象ブロックと、参照ブロックとを用いて、動きベクトルを検出する。
既に標準化されている、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、情報量の圧縮のために、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャという３種類のピクチャタイプを用いている。Ｉピクチャは、インター予測符号化処理を行わない、すなわち、ピクチャ内予測（以降、イントラ予測と呼ぶ）符号化処理を行うピクチャである。Ｐピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの１つのピクチャを参照してインター予測符号化を行うピクチャである。Ｂピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの２つのピクチャを参照してインター予測符号化を行うピクチャである。
インター予測符号化においては、参照ピクチャを特定するための参照ピクチャリストを生成する。参照ピクチャリストは、インター予測で参照する符号化済みの参照ピクチャに参照ピクチャインデックスを割り当てたリストである。例えば、Ｂピクチャでは、２つのピクチャを参照して符号化を行えるため、２つの参照ピクチャリスト（Ｌ０、Ｌ１）を保持する。図１Ａは、参照ピクチャへの参照ピクチャインデックスの割り当てを説明するための図であり、図１Ｂおよび図１Ｃは、Ｂピクチャにおける参照ピクチャリストの一例を示す図である。
図１Ａは、例えば、表示順で参照ピクチャ２、参照ピクチャ１、参照ピクチャ０、符号化対象ピクチャの順に並んでいる場合を想定している。この場合、参照ピクチャリスト０（Ｌ０）は、２方向予測における予測方向０（第１予測方向）の参照ピクチャリストの例であり、図１Ｂに示すように参照ピクチャインデックス０の値「０」に表示順２の参照ピクチャ０、参照ピクチャインデックス０の値「１」に表示順１の参照ピクチャ１、参照ピクチャインデックス０の値「２」に表示順０の参照ピクチャ２を割り当てている。つまり、符号化対象ピクチャに対して、表示順で時間的に近い順に参照ピクチャインデックスを割り当てている。一方、参照ピクチャリスト１（Ｌ１）は、２方向予測における予測方向１（第２予測方向）の参照ピクチャリストの例であり、参照ピクチャインデックス１の値「０」に表示順１の参照ピクチャ１、参照ピクチャインデックス１の値「１」に表示順２の参照ピクチャ０、参照ピクチャインデックス２の値「２」に表示順０の参照ピクチャ２を割り当てている。このように、各参照ピクチャに対して、予測方向毎に異なる参照ピクチャインデックスを割り当てることや（図１Ａに示す参照ピクチャ０、参照ピクチャ１）、同じ参照ピクチャインデックスを割り当てることが可能である（図１Ａに示す参照ピクチャ２）。
また、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式（非特許文献１）では、Ｂピクチャにおける各符号化対象ブロックのインター予測の符号化モードとして、予測画像データと符号化対象ブロックの画像データとの差分値および予測画像データの生成に用いた動きベクトルを符号化する動きベクトル検出モードがある。動きベクトル検出モードには、２方向予測と１方向予測とがあり、どちらかが選択される。２方向予測では、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの２つのピクチャを参照して予測画像を生成する。一方、１方向予測では、前方または後方にある既に符号化済みの１つのピクチャを参照して予測画像を生成する。
また、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、Ｂピクチャの符号化において、動きベクトルを導出する際に、時間予測動きベクトルモードと呼ぶ符号化モードを選択することができる。時間予測動きベクトルモードにおけるインター予測符号化方法を、図２を用いて説明する。図２は、時間予測動きベクトルモードにおける動きベクトルを示す説明図であり、ピクチャＢ２のブロックａを時間予測動きベクトルモードで符号化する場合を示している。この場合、ピクチャＢ２の後方にある参照ピクチャであるピクチャＰ３中の、ブロックａと同じ位置にあるブロックｂ（以下、co-locatedブロック）を符号化した際に用いた動きベクトルｖｂを利用する。動きベクトルｖｂは、ブロックｂが符号化された際に用いられた動きベクトルであり、ピクチャＰ１を参照している。ブロックａは、動きベクトルｖｂと平行な動きベクトルを用いて、前方向参照ピクチャであるピクチャＰ１と、後方参照ピクチャであるピクチャＰ３とから参照ブロックを取得し、２方向予測を行って符号化される。すなわち、ブロックａを符号化する際に用いられる動きベクトルは、ピクチャＰ１に対しては動きベクトルｖａ１、ピクチャＰ３に対しては動きベクトルｖａ２となる。
ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｈ．２６４「Ａｄｖａｎｃｅｄ ｖｉｄｅｏ ｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ ｇｅｎｅｒｉｃ ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ ｓｅｒｖｉｃｅｓ」、２０１０年３月
しかしながら、従来は、符号化対象ブロックを符号化する際に、２方向予測または１方向予測のどちらを選択するかにより、符号化効率が低下する場合がある。
そこで、本発明は、符号化効率を向上することができる動画像符号化方法および動画像復号化方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る動画像復号化方法は、復号化対象ブロックとは異なるブロックを復号化する際に用いた参照ピクチャを特定するための参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルを利用して、前記復号化対象ブロックを復号化する動画像復号化方法であって、前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルの利用元となる複数の第１の候補を特定し、前記複数の第１の候補で用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルのうち、予測方向０に対応する前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを第２の候補の予測方向０に割り当て、予測方向１に対応する前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを前記第２の候補の予測方向１に割り当てることにより、予測方向０と予測方向１からなる２方向予測が用いられる前記第２の候補を生成し、前記複数の第１の候補および前記第２の候補の中から、前記復号化対象ブロックで用いる参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルの利用元となる候補を選択し、選択した前記候補から前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを利用し、利用した前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを用いて、前記復号化対象ブロックを復号化する。
また、本発明に係る動画像符号化方法は、符号化対象ブロックとは異なるブロックを符号化する際に用いた参照ピクチャを特定するための参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルを利用して、前記符号化対象ブロックを符号化する動画像符号化方法であって、前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルの利用元となる複数の第１の候補を特定し、前記複数の第１の候補で用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルのうち、予測方向０に対応する前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを第２の候補の予測方向０に割り当て、予測方向１に対応する前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを前記第２の候補の予測方向１に割り当てることにより、予測方向０と予測方向１からなる２方向予測が用いられる前記第２の候補を生成し、前記複数の第１の候補および前記第２の候補の中から、前記符号化対象ブロックで用いる参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルの利用元となる候補を選択し、選択した前記候補から前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを利用し、利用した前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを用いて、前記符号化対象ブロックを符号化する。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る動画像復号化方法は、復号化対象ブロックとは異なるブロックを復号化する際に用いた参照ピクチャを特定するための参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルを利用して、前記復号化対象ブロックを復号化する動画像復号化方法であって、前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルの利用元となる複数の第１の候補を特定し、前記複数の第１の候補で用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを組み合わせることにより、２方向予測が用いられる第２の候補を生成し、前記複数の第１の候補および前記第２の候補の中から、前記復号化対象ブロックで用いる参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルの利用元となる候補を選択し、選択した前記候補から前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを利用し、利用した前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを用いて、前記復号化対象ブロックを復号化する。
上記目的を達成するため、本発明に係る動画像符号化方法は、符号化対象ブロックとは異なるブロックを符号化する際に用いた参照ピクチャを特定するための参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルをコピーして、前記符号化対象ブロックを符号化する動画像符号化方法であって、前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルのコピー元となる複数の第１の候補ブロックを特定し、前記複数の第１の候補ブロックで用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを組み合わせることにより、２方向予測が用いられる第２の候補ブロックを生成し、前記複数の第１の候補ブロックおよび前記第２の候補ブロックの中から、前記符号化対象ブロックで用いる参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルのコピー元となるブロックを選択し、選択した前記ブロックから前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルをコピーし、コピーした前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを用いて、前記符号化対象ブロックを符号化する。
これによって、符号化対象ブロックに最も適した動きベクトルおよび参照ピクチャを用いて符号化することが可能になり、符号化効率を向上することができる。
また、前記第２の候補ブロックを生成する際、前記複数の第１の候補ブロックが前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを有するか否かをそれぞれ判定し、前記複数の第１の候補ブロックのうち、少なくとも一つの前記第１の候補ブロックが前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを有さない場合に、前記第２の候補ブロックを生成してもよい。
また、前記動画像符号化方法は、さらに、前記第１の候補ブロックまたは前記第２の候補ブロックからコピーした前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを用いて前記符号化対象ブロックを符号化するか否かを決定し、前記決定結果を示すフラグを設定し、符号化対象ブロックを符号化したビットストリームに前記フラグを付加してもよい。
また、前記動画像符号化方法は、さらに、前記複数の第１の候補ブロックおよび前記第２の候補ブロックに対してブロックインデックスを割り当てた候補リストから、前記符号化対象ブロックで用いる参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルのコピー元として選択した前記ブロックに対応する前記ブロックインデックスの値を特定し、符号化対象ブロックを符号化したビットストリームに前記ブロックインデックスの値を付加してもよい。
また、前記第２の候補ブロックを生成する際、前記複数の第１の候補ブロックのうち、２つの前記第１の候補ブロックが有する前記参照ピクチャインデックスが示す予測方向が異なるか否か、および、２つの前記第１の候補ブロック両方に２方向予測が用いられているか否かを判定し、２つの前記第１の候補ブロックの前記予測方向が異なる場合、または、２つの前記第１の候補ブロック両方に２方向予測が用いられている場合に、前記第２の候補ブロックを生成してもよい。
また、前記第２の候補ブロックを生成する際、さらに、一方の前記第１の候補ブロックの前記予測方向が第１予測方向であるかまたは２方向予測が用いられているか、および、他方の前記第１の候補ブロックの前記予測方向が第２予測方向であるかまたは２方向予測が用いられているか、を判定し、前記一方の第１の候補ブロックの前記予測方向が前記第１予測方向であるかまたは前記２方向予測が用いられている、かつ、前記他方の第１の候補ブロックの前記予測方向が前記第２予測方向であるかまたは前記２方向予測が用いられていると判定した場合に、前記一方の第１の候補ブロックの前記第１予測方向で用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを前記第２の候補ブロックの前記第１予測方向で用いる前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルとして割り当て、前記他方の第１の候補ブロックの前記第２予測方向で用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを前記第２の候補ブロックの前記第２予測方向で用いる前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルとして割り当てることにより、前記第２の候補ブロックを生成してもよい。
また、前記第２の候補ブロックを生成する際、さらに、一方の前記第１の候補ブロックの前記予測方向が第１予測方向であるかまたは２方向予測が用いられているか、および、他方の前記第１の候補ブロックの前記予測方向が第２予測方向であるかまたは２方向予測が用いられているか、を判定し、前記一方の第１の候補ブロックの前記予測方向が前記第１予測方向であるかまたは前記２方向予測が用いられている、かつ、前記他方の第１の候補ブロックの前記予測方向が前記第２予測方向であるかまたは前記２方向予測が用いられていると判定しなかった場合に、前記他方の第１の候補ブロックの前記第１予測方向で用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを前記第２の候補ブロックの前記第１予測方向で用いる前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルとして割り当て、前記一方の前記第１の候補ブロックの前記第２予測方向で用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを前記第２の候補ブロックの前記第２予測方向で用いる前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルとして割り当てることにより、前記第２の候補ブロックを生成してもよい。
また、本発明に係る動画像復号化方法は、復号化対象ブロックとは異なるブロックを復号化する際に用いた参照ピクチャを特定するための参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルをコピーして、前記復号化対象ブロックを復号化する動画像復号化方法であって、前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルのコピー元となる複数の第１の候補ブロックを特定し、前記複数の第１の候補ブロックで用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを組み合わせることにより、２方向予測が用いられる第２の候補ブロックを生成し、前記複数の第１の候補ブロックおよび前記第２の候補ブロックの中から、前記復号化対象ブロックで用いる参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルのコピー元となるブロックを選択し、選択した前記ブロックから前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルをコピーし、コピーした前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを用いて、前記復号化対象ブロックを復号化する。
これによって、最も適した動きベクトルおよび参照ピクチャを用いて符号化されたビットストリーム復号化することができる。
また、前記第２の候補ブロックを生成する際、前記複数の第１の候補ブロックが前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを有するか否かをそれぞれ判定し、前記複数の第１の候補ブロックのうち、少なくとも一つの前記第１の候補ブロックが前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを有さない場合に、前記第２の候補ブロックを生成してもよい。
また、前記動画像復号化方法は、さらに、復号化対象ブロックを含むビットストリームから、前記第１の候補ブロックまたは前記第２の候補ブロックからコピーした前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを用いて前記復号化対象ブロックを復号化するか否かを示すフラグを取得し、前記フラグに応じて、前記復号化対象ブロックを復号化してもよい。
また、前記動画像復号化方法は、さらに、復号化対象ブロックを含むビットストリームからブロックインデックスの値を取得し、取得した前記ブロックインデックスの値を用いて、前記第１の候補ブロックおよび前記第２の候補ブロックに対してブロックインデックスを割り当てた候補リストから、前記復号化対象ブロックで用いる参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルのコピー元となる前記ブロックを選択してもよい。
また、前記第２の候補ブロックを生成する際、前記複数の第１の候補ブロックのうち、２つの前記第１の候補ブロックが有する前記参照ピクチャインデックスが示す予測方向が異なるか否か、および、２つの前記第１の候補ブロック両方に２方向予測が用いられているか否かを判定し、２つの前記第１の候補ブロックの前記予測方向が異なる場合、または、２つの前記第１の候補ブロック両方に２方向予測が用いられている場合に、前記第２の候補ブロックを生成してもよい。
また、前記第２の候補ブロックを生成する際、さらに、一方の前記第１の候補ブロックの前記予測方向が第１予測方向であるかまたは２方向予測が用いられているか、および、他方の前記第１の候補ブロックの前記予測方向が第２予測方向であるかまたは２方向予測が用いられているか、を判定し、前記一方の第１の候補ブロックの前記予測方向が前記第１予測方向であるかまたは前記２方向予測が用いられている、かつ、前記他方の第１の候補ブロックの前記予測方向が前記第２予測方向であるかまたは前記２方向予測が用いられていると判定した場合に、前記一方の第１の候補ブロックの前記第１予測方向で用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを前記第２の候補ブロックの前記第１予測方向で用いる前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルとして割り当て、前記他方の第１の候補ブロックの前記第２予測方向で用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを前記第２の候補ブロックの前記第２予測方向で用いる前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルとして割り当てることにより、前記第２の候補ブロックを生成してもよい。
また、前記第２の候補ブロックを生成する際、さらに、一方の前記第１の候補ブロックの前記予測方向が第１予測方向であるかまたは２方向予測が用いられているか、および、他方の前記第１の候補ブロックの前記予測方向が第２予測方向であるかまたは２方向予測が用いられているか、を判定し、前記一方の第１の候補ブロックの前記予測方向が前記第１予測方向であるかまたは前記２方向予測が用いられている、かつ、前記他方の第１の候補ブロックの前記予測方向が前記第２予測方向であるかまたは前記２方向予測が用いられていると判定しなかった場合に、前記他方の第１の候補ブロックの前記第１予測方向で用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを前記第２の候補ブロックの前記第１予測方向で用いる前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルとして割り当て、前記一方の前記第１の候補ブロックの前記第２予測方向で用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを前記第２の候補ブロックの前記第２予測方向で用いる前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルとして割り当てることにより、前記第２の候補ブロックを生成してもよい。
なお、本発明は、このような動画像符号化方法および動画像復号化方法として実現することができるだけでなく、このような動画像符号化方法および動画像復号化方法が含む特徴的なステップを手段とする動画像符号化装置、動画像復号化装置、および動画像符号化復号化装置として実現したり、それらのステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、コンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。
本発明によれば、マージブロック候補から、２方向予測のマージブロック候補を新たに算出することによって、符号化効率を向上することが可能になる。
図１Ａは、参照ピクチャへの参照ピクチャインデックスの割り当てを説明するための図である。 図１Ｂは、Ｂピクチャにおける参照ピクチャリストの一例を示す図である。 図１Ｃは、Ｂピクチャにおける参照ピクチャリストの一例を示す図である。 図２は、時間予測動きベクトルモードにおける動きベクトルを示す説明図である。 図３Ａは、符号化対象ブロック、隣接ブロックおよび隣接ブロックが有する動きベクトルの関係を示す図である。 図３Ｂは、マージモードで用いる動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスへマージインデックスを割り当てたマージブロック候補リストの一例を示す図である。 図４は、本発明に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 図５は、本発明に係る動画像符号化方法の処理フローの概要を示すフローチャートである。 図６は、実施の形態１におけるマージモードで用いる動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスへマージインデックスを割り当てたマージブロック候補リストの一例を示す図である。 図７は、マージブロックインデックスを可変長符号化する際に用いる符号表の一例を示す図である。 図８は、combinedマージブロック候補を算出する際の詳細な処理フローを示すフローチャートである。 図９は、予測誤差を比較する際の詳細な処理フローを示すフローチャートである。 図１０は、本発明に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 図１１は、本発明に係る動画像復号化方法の処理フローの概要を示すフローチャートである。 図１２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１３は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図１４は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図１５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１６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１７Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図１７Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図１８は、多重化データの構成を示す図である。 図１９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２０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２１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２２は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２３は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図２４は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図２５は、映像データを識別するステップを示す図である。 図２６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２７は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図２８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２９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３０Ａ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３０Ｂ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。
動画像符号化方式では、ＢピクチャやＰピクチャにおける各符号化対象ブロックのインター予測モードとして、マージモードと呼ぶ符号化モードが検討されている。このマージモードでは、符号化対象ブロックの隣接ブロックから動きベクトルや参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化を行う。この際に、コピーに用いた隣接ブロックのインデックス等をビットストリームに付随させることによって、動きベクトルや参照ピクチャインデックスを選択できるようにしている。具体的な例について、図を参照して説明する。
図３Ａは、符号化対象ブロック、隣接ブロックおよび隣接ブロックが有する動きベクトルの関係を示す図であり、図３Ｂは、マージモードで用いる動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスへマージインデックスを割り当てたマージブロック候補リストの一例を示す図である。
図３Ａにおいて、符号化対象ブロックの左隣接の符号化済みブロックを隣接ブロックＡ、符号化対象ブロックの上隣接の符号化済みブロックを隣接ブロックＢ、符号化対象ブロックの右上隣接の符号化済みブロックを隣接ブロックＣ、符号化対象ブロックの左下隣接の符号化済みブロックを隣接ブロックＤとする。また、図３Ａにおいて、隣接ブロックＡは予測方向０（第１予測方向）の１方向予測であり、予測方向０の参照ピクチャインデックスＲｅｆＬ０＿Ａの示す参照ピクチャに対し、予測方向０の動きベクトルＭｖＬ０＿Ａを持つ。ここで、動きベクトルＭｖＬ０とは、参照ピクチャリスト０（Ｌ０）により特定された参照ピクチャを参照する動きベクトルであり、ＭｖＬ１とは、参照ピクチャリスト１（Ｌ１）により特定された参照ピクチャを参照する動きベクトルである。また、隣接ブロックＢは予測方向１（第２予測方向）の１方向予測であり、予測方向１の参照ピクチャインデックスＲｅｆＬ１＿Ｂの示す参照ピクチャに対し、予測方向１の動きベクトルＭｖＬ１＿Ｂを持つ。また、隣接ブロックＣはイントラ予測で符号化されたブロックである。また、隣接ブロックＤは予測方向０の１方向予測であり、予測方向０の参照ピクチャインデックスＲｅｆＬ０＿Ｄの示す参照ピクチャに対し、予測方向０の動きベクトルＭｖＬ０＿Ｄを持つ。
図３Ａに示すような場合では、例えば、隣接ブロックＡ、隣接ブロックＢ、隣接ブロックＣ、および隣接ブロックＤの持つ動きベクトルおよび参照ピクチャインデックス、および、co-locatedブロックを用いて求めた時間予測動きベクトルモードによる動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの中から、符号化対象ブロックで用いる動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスとして、最も符号化効率の良いもの選択する。そして、選択した隣接ブロックまたはco-locatedブロックを示すマージブロックインデックスをビットストリームに付随させる。例えば、隣接ブロックＡを選択した場合、予測方向０の動きベクトルＭｖＬ０＿Ａ、参照ピクチャインデックスＲｅｆＬ０＿Ａを用いて符号化対象ブロックを符号化し、図３Ｂに示すような隣接ブロックＡを用いたことを表すマージブロックインデックスの値「０」のみをビットストリームに付随させることで、動きベクトルや参照ピクチャインデックスの情報量を削減することができる。
しかしながら、上記のようなマージモードでは、マージブロック候補のブロックが、例えば隣接ブロックＣのようにイントラ予測で符号化されたブロックであるなどの理由で、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを持たない場合、マージブロック候補としては利用できない。このような場合には、利用することができるマージブロック候補の数が減少し、最も符号化効率の良い動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを選択する上での選択の幅が減ることになり、符号化効率が低下するということも考えられる。
そこで、マージモードにおいて、利用することができるマージブロック候補の数を減少させず、符号化効率を向上することができる画像符号化方法および画像復号化方法を提供する。
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、請求の範囲だけによって限定特定される。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。
（実施の形態１）
図４は、本発明に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
動画像符号化装置１００は、図４に示すように、直交変換部１０１、量子化部１０２、逆量子化部１０３、逆直交変換部１０４、ブロックメモリ１０５、フレームメモリ１０６、イントラ予測部１０７、インター予測部１０８、インター予測制御部１０９、ピクチャタイプ決定部１１０、マージブロック候補算出部１１１、colPicメモリ１１２、可変長符号化部１１３、減算部１１４、加算部１１５、およびスイッチ部１１６を備えている。
直交変換部１０１は、後述するように生成される予測画像データと入力画像列との差分である予測誤差データに対し、画像領域から、周波数領域への変換を行う。量子化部１０２は、周波数領域に変換された予測誤差データに対し、量子化処理を行う。逆量子化部１０３は、量子化部１０２により、量子化処理された予測誤差データに対し、逆量子化処理を行う。逆直交変換部１０４は、逆量子化処理された予測誤差データに対し、周波数領域から、画像領域への変換を行う。加算部１１５は、予測画像データと逆量子化処理された予測誤差データと加算し、復号画像を算出する。ブロックメモリ１０５は、復号画像をブロック単位で保存する。フレームメモリ１０６は、復号画像をフレーム単位で保存する。ピクチャタイプ決定部１１０は、Ｉピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャのいずれのピクチャタイプで入力画像列を符号化するかを決定し、ピクチャタイプ情報を生成する。イントラ予測部１０７は、ブロックメモリ１０５に保存されているブロック単位の復号画像を用いて、符号化対象ブロックをイントラ予測により符号化し、予測画像データを生成する。インター予測部１０８は、フレームメモリ１０６に保存されているフレーム単位の復号画像と、動き検出により導出した動きベクトルとを用いて、符号化対象ブロックをインター予測により符号化し、予測画像データを生成する。減算部１１４は、入力画像列から、イントラ予測部２０６またはインター予測部２０７によって生成された予測画像データを減算し、予測誤差データを算出する。
マージブロック候補算出部１１１は、符号化対象ブロックの隣接ブロックで用いられた動きベクトルおよび参照ピクチャインデックス、および、colPicメモリ１１２に格納されているco-locatedブロックの動きベクトル等のcolPic情報を用いて、マージモードのマージブロック候補（第１の候補ブロック）を特定する。ここで、マージブロック候補とは、符号化対象ブロックで用いる動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスとして、どのブロックが有する動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをそのまま用いる（コピーする）かの候補となるブロックである。また、マージブロック候補算出部１１１は、後述する方法でcombinedマージブロック（第２の候補ブロック）を生成する。なお、combinedマージブロックは、実際に画素値を有するブロックではなく、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを有する仮想的なブロックである。また、マージブロック候補算出部１１１は、特定した各マージブロックに対応するマージブロックインデックス（ブロックインデックス）の値を割り当てる。そして、マージブロック候補算出部１１１は、マージブロック候補と、マージブロックインデックスを、インター予測制御部１０９に送る。なお、本実施の形態では、符号化対象ブロックの隣接ブロックで用いられた動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスについては、マージブロック候補算出部１１１が保持しているものとする。
インター予測制御部１０９は、動きベクトル検出モードにより導出された動きベクトルを用いて生成したインター予測画像と、マージモードにより導出された動きベクトルを用いて生成したインター予測画像のうち、予測誤差が最も小さい予測モードを用いて、インター予測符号化を行うと決定する。また、インター予測制御部１０９は、予測モードがマージモードかどうかを表すマージフラグ、および、予測モードとしてマージモードが選択された場合は、決定したマージブロックに対応するマージブロックインデックスと、予測の誤差情報とを、可変長符号化部１１３に送る。さらに、インター予測制御部１０９は、符号化対象ブロックの動きベクトル等を含むcolPic情報をcolPicメモリ１１２に転送する。
可変長符号化部１１３は、量子化処理された予測誤差データ、マージフラグ、マージブロックインデックス、ピクチャタイプ情報に対し、可変長符号化処理を行うことで、ビットストリームを生成する。
図５は、本発明に係る動画像符号化方法の処理フローの概要を示すフローチャートである。
マージブロック候補算出部１１１は、符号化対象ブロックの隣接ブロックおよびco-locatedブロックからマージブロック候補を特定する（ステップＳ１１）。例えば、図３Ａに示すような場合では、マージブロック候補算出部１１１は、隣接ブロックＡ、隣接ブロックＢ、隣接ブロックＣ、隣接ブロックＤ、およびco-locatedブロックの動きベクトルから時間予測動きベクトルモードによって算出した動きベクトル等を含むco-locatedマージブロックをマージブロック候補として特定する。そして、マージブロック候補算出部１１１は、各マージブロック候補に対し、図３Ｂに示すように、マージブロックインデックスを割り当てる。一般に、マージブロックインデックスは、値の小さい場合に必要な情報量が少なくなる。一方、値が大きくなると、必要な情報量が大きくなる。従って、より精度の高い動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスとなる可能性の高いマージブロック候補に対応するマージブロックインデックスの値を小さくすると、符号化効率が高くなる。例えば、マージブロックとして選ばれた回数をマージブロック候補毎に計測し、その回数が多いブロックに対し、小さい値のマージブロックインデックスを割り振る等が考えられる。なお、マージブロック候補がイントラ予測で符号化されたブロックである場合や、ピクチャやスライスの境界外などに位置する場合など、動きベクトル等の情報を保持しない場合には、マージブロック候補として利用できないとする。本実施の形態では、マージブロック候補として利用できないことをnot availableとし、マージブロック候補として利用できることをavailableと記述する。図３Ａの場合では、隣接ブロックＣがイントラ予測で符号化されたブロックであるため、隣接ブロックＣをマージブロック候補としてnot availableとする。
マージブロック候補算出部１１１は、ステップＳ１１で特定したマージブロック候補を用いて、後述する方法でcombinedマージブロックを生成し、マージブロック候補リストを更新する（ステップＳ１２）。例えば、図３Ｂに示すマージブロック候補リストから、図６に示すマージブロック候補リストが作成される。図３Ｂのマージブロック候補リストにおいて、not availableであるマージブロックインデックスの値が「３」の候補の代わりに、後述する方法で生成したcombinedマージブロックを割り当てる。このようにnot availableな候補に代えて、新たに生成したcombinedマージブロックを候補として割り当てることによって、マージブロック候補数の最大値を変えることなく、符号化効率を向上することができる。
次に、インター予測制御部１０９は、動き検出により導出された動きベクトルを用いて生成したインター予測画像の予測誤差と、マージブロック候補によって生成したインター予測画像の予測誤差とを、後述する方法で比較し、符号化対象ブロックを符号化する予測モードを決定する。ここで、インター予測制御部１０９は、予測モードをマージモードと決定した場合には、どのマージブロック候補を用いるかを示すマージブロックインデックスも決定する。そして、インター予測制御部１０９は、予測モードがマージモードであれば、マージフラグを１に、そうでなければ、マージフラグを０にセットする（ステップＳ１３）。インター予測制御部１０９は、マージフラグが１、すなわち、予測モードがマージモードであるか否かを判定する（ステップＳ１４）。この結果、予測モードがマージモードであれば（ステップＳ１４でＹｅｓ）、インター予測制御部１０９は、マージフラグおよびマージに用いるマージブロックインデックスをビットストリームに付随させるために可変長符号化部１１３へ出力する（ステップＳ１５）。一方、予測モードがマージモードでなければ（ステップＳ１４でＮｏ）、インター予測制御部１０９は、マージフラグおよび動き検出ベクトルモードの情報をビットストリームに付随させるために可変長符号化部１１３へ出力する（ステップＳ１６）。
なお、本実施の形態では、図３Ｂに示すように、マージブロックインデックスの値は、隣接ブロックＡに対応する値を「０」とし、隣接ブロックＢに対応する値を「１」とし、co-locatedマージブロックに対応する値を「２」とし、隣接ブロックＣに対応する値を「３」とし、隣接ブロックＤに対応する値を「４」としているが、必ずしも、マージブロックインデックスの割り当て方は、この例に限らない。例えば、マージブロック候補としてnot availableな候補に最も大きい値を割り振るようにしても構わない。また、必ずしも、マージブロック候補は、図３Ａに示す隣接ブロックＡ、隣接ブロックＢ、隣接ブロックＣ、隣接ブロックＤの位置に限定されず、例えば、左下隣接ブロックＤの上に位置する隣接ブロック等をマージブロック候補としても構わない。また、必ずしもすべての隣接ブロックを使用することに限定されず、例えば、隣接ブロックＡ、隣接ブロックＢのみをマージブロック候補としても良い。また、必ずしもco-locatedマージブロックを利用しなくてもよい。
また、本実施の形態では、図５に示すステップＳ１５において、インター予測制御部１０９はマージブロックインデックスをビットストリームに付随させるために可変長符号化部１１３へ出力するとしているが、マージブロック候補数が１つの場合は、マージブロックインデックスを付随させないようにしても構わない。これにより、マージブロックインデックスの情報量を削減することができる。
また、本実施の形態では、図５に示すステップＳ１２において、not availableであるマージブロックインデックスの値が「３」の候補の代わりに、combinedマージブロックを割り当てるようにしたが、必ずしもこれに限らず、マージブロック候補リストに新たに追加するようにしても構わない。これにより、マージブロック候補の選択の幅を広げることができる。なお、その際には、not availableな候補を動きベクトル０、参照ピクチャインデックス０の候補として扱うようにしても構わない。
図７は、マージブロックインデックスを可変長符号化する際に用いる符号表の一例を示す図である。
図７に示す例では、マージブロックインデックスの値の小さい順に、符号長の短い符号を割り当てている。従って、予測精度が良い可能性の高いマージブロック候補に対応する、マージブロックインデックスの値を小さくすることにより、符号化効率を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、図７のように、マージブロックインデックスを可変長符号化するようにしたが、固定長で符号化するようにしても構わない。これにより、符号化および復号化処理の負荷を軽減できる。
図８は、図５におけるＳ１２の詳細な処理フローを示すフローチャートである。以下、図８を用いて、Ｓ１１で特定したマージブロック候補からcombinedマージブロックを生成する方法について説明する。
マージブロック候補算出部１１１は、インデックス１（ｉｄｘ１）を「０」で初期化する（ステップＳ２１）。次に、マージブロック候補算出部１１１、インデックス２（ｉｄｘ２）を「０」で初期化する（ステップＳ２２）。マージブロック候補算出部１１１は、ｉｄｘ１とｉｄｘ２の値が異なる状況で、かつ、マージブロック候補リストにnot availableな候補があるか否かを判定する（ステップＳ２３）。この結果、not availableな候補があれば（ステップＳ２３でＹｅｓ）、マージブロック候補算出部１１１は、マージブロックインデックスｉｄｘ１が割り当てられたマージブロック候補［ｉｄｘ１］がavailable、かつ、マージブロックインデックスｉｄｘ２が割り当てられたマージブロック候補［ｉｄｘ２］がavailableであるか否かを判定する（ステップＳ２４）。この結果、マージブロック候補［ｉｄｘ１］がavailable、かつ、マージブロック候補［ｉｄｘ２］がavailableであえば（ステップＳ２４でＹｅｓ）、マージブロック候補算出部１１１は、マージブロック候補［ｉｄｘ１］とマージブロック候補［ｉｄｘ２］の予測方向が異なる、または、マージブロック候補［ｉｄｘ１］とマージブロック候補［ｉｄｘ２］がともに２方向予測であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。この結果、マージブロック候補［ｉｄｘ１］とマージブロック候補［ｉｄｘ２］の予測方向が異なる、または、マージブロック候補［ｉｄｘ１］とマージブロック候補［ｉｄｘ２］がともに２方向予測であれば（ステップＳ２５でＹｅｓ）、マージブロック候補算出部１１１は、マージブロック候補［ｉｄｘ１］が予測方向０（第１予測方向）、または２方向予測であり、かつ、マージブロック候補［ｉｄｘ２］が予測方向１（第２予測方向）、または２方向予測であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。この結果、マージブロック候補［ｉｄｘ１］が予測方向０、または２方向予測であり、かつ、マージブロック候補［ｉｄｘ２］が予測方向１、または２方向予測であれば（ステップＳ２６でＹｅｓ）、つまり、マージブロック候補［ｉｄｘ１］が少なくとも予測方向０の動きベクトルを持ち、かつ、マージブロック候補［ｉｄｘ２］が少なくとも予測方向１の動きベクトルを持つ場合は、マージブロック候補算出部１１１は、マージブロック候補［ｉｄｘ１］の予測方向０の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをcombinedマージブロックの予測方向０に割り当てる（ステップＳ２７）。また、マージブロック候補算出部１１１は、マージブロック候補［ｉｄｘ２］の予測方向１の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをcombinedマージブロックの予測方向１に割り当てることにより、２方向予測であるcombinedマージブロックを生成する（ステップＳ２８）。一方、マージブロック候補［ｉｄｘ１］が予測方向０、または２方向予測であり、かつ、マージブロック候補［ｉｄｘ２］が予測方向１、または２方向予測であると判定さえなければ（ステップＳ２６でＮｏ）、マージブロック候補算出部１１１は、マージブロック候補［ｉｄｘ２］の予測方向０の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをcombinedマージブロックの予測方向０に割り当てる（ステップＳ２９）。また、マージブロック候補算出部１１１は、マージブロック候補［ｉｄｘ１］の予測方向１の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをcombinedマージブロックの予測方向１に割り当てることにより、２方向予測であるcombinedマージブロックを生成する（ステップＳ３０）。マージブロック候補算出部１１１は、生成したcombinedマージブロックを、not availableな候補の代わりとして、availableな候補としてマージブロック候補リストに追加する（ステップＳ３１）。次に、マージブロック候補算出部１１１は、ｉｄｘ２の値に「１」を加算し（ステップＳ３２）、ｉｄｘ２がマージブロック候補数の最大値以上になったか否かを判定する（ステップＳ３３）。この結果、ｉｄｘ２がマージブロック候補数の最大値以上になっていなければ（ステップＳ３３でＮｏ）、ステップＳ２３に戻り、マージブロック候補算出部１１１は、再びnot availableな候補が残っているか否かを判定し、次のcombinedマージブロックを生成する（ステップＳ２３〜ステップＳ３２）。一方、ｉｄｘ２がマージブロック候補数の最大値以上になっていれば（ステップＳ３３でＹｅｓ）、マージブロック候補算出部１１１は、ｉｄｘ１の値に「１」を加算し（ステップＳ３４）、ｉｄｘ１がマージブロック候補数の最大値以上になったか否かを判定する（ステップＳ３５）。この結果、ｉｄｘ１がマージブロック候補数の最大値以上になっていれば（ステップＳ３５でＹｅｓ）、すなわち、すべてのマージブロック候補の組合せの確認を終えた時点で、処理を終了する。
なお、本実施の形態では、すべてのマージブロック候補の組合せの確認を終えた時点で、処理を終了するようにしたが、必ずしもこれに限らない。例えば、マージブロック候補リストにnot availableな候補が存在しなくなった時点で処理を終えることにしても構わない。これよって、処理量を軽減することができる。
また、本実施の形態では、マージブロック候補からcombinedマージブロックを生成する方法について、図８に示すフローチャートに示す順序で説明しているが、これに限られるものではなく、処理の順序を変更しても構わない。
また、本実施の形態では、例えば、マージブロック候補が有する予測方向０の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをcombinedマージブロックの予測方向０に割り当てる際に、予測方向０の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを有するマージブロック候補が複数存在する場合、マージブロックインデックスが「０」に近いマージブロック候補が有する予測方向０の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスが割り当てることになるが、これに限られるものではない。例えば、マージブロックインデックスが最大値に近いマージブロック候補が有する予測方向０の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを割り当てても構わない。
また、本実施の形態では、図８のステップＳ３１において、生成したcombinedマージブロックを、not availableな候補の代わりとして、availableな候補としてマージブロック候補リストに追加するようにしたが、必ずしもこれに限らない。例えば、生成したcombinedマージブロックと同一の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを保持する、他のマージブロック候補が既にマージブロック候補リストに含まれていないか否かを判定し、まだ候補に含まれていないならば、そのcombinedマージブロックを、not availableな候補の代わりとして、availableな候補としてマージブロック候補リストに追加するようにしても構わない。これにより、重複したマージブロック候補の追加を抑制することによって、有効なマージブロック候補を追加でき、符号化効率を向上できる。
また、本実施の形態では、マージブロック候補リストにnot availableな候補が存在する場合に、生成したcombinedマージブロックを追加するようにしたが、必ずしもこれに限らない。例えば、図８のステップＳ２３において、マージブロック候補リストにnot availableな候補があるか否かを判定せずに、combinedマージブロックを生成し、マージブロック候補リストに新たに追加するようにしても構わない。これにより、マージブロック候補の選択の幅を広げることができ、符号化効率を向上することができる。
図９は、図５におけるステップＳ１３の詳細な処理フローを示すフローチャートである。以下、図９について説明する。
インター予測制御部１０９は、マージブロック候補インデックスに「０」をセットし、最小予測誤差に、動きベクトル検出モードの予測誤差（コスト）をセットし、マージフラグに「０」をセットする（ステップＳ４１）。ここで、コストは、例えば、Ｒ−Ｄ最適化モデルの以下の式１で算出する。
Figure 0006112320
式１において、Ｄは符号化歪を表し、ある動きベクトルで生成した予測画像を用いて符号化対象ブロックを符号化および復号化して得られた画素値と、符号化対象ブロックの元の画素値との差分絶対値和などを用いる。また、Ｒは発生符号量を表し、予測画像生成に用いた動きベクトルを符号化することに必要な符号量などを用いる。また、λはラグランジュの未定乗数である。
次に、インター予測制御部１０９は、マージブロック候補インデックスの値が、符号化対象ブロックのマージブロック候補数よりも小さいか否か、つまり、まだマージ候補となりうるブロックが存在するか否かを判定する（ステップＳ４２）。この結果、マージブロック候補インデックスの値がマージブロック候補数よりも小さければ（ステップＳ４２でＹｅｓ）、インター予測制御部１０９は、マージブロック候補インデックスが割り振られたマージブロック候補のコストを算出する（ステップＳ４３）。次に、インター予測制御部１０９は、算出したマージブロック候補のコストが、最小予測誤差よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４４）。この結果、算出したマージブロック候補のコストが、最小予測誤差よりも小さければ（ステップＳ４４でＹｅｓ）、インター予測制御部１０９は、最小予測誤差、マージブロックインデックス、マージフラグの値を更新する（ステップＳ４５）。次に、インター予測制御部１０９は、マージブロック候補インデックスの値に「１」を加算し（ステップＳ４６）、ステップＳ４２からステップＳ４６の処理を繰り返す。一方、算出したマージブロック候補のコストが、最小予測誤差よりも小さくなければ（ステップＳ４４でＮｏ）、ステップＳ４５の更新処理を行わず、ステップＳ４６の処理を行って、ステップＳ４２からステップＳ４６の処理を繰り返す。ここで、ステップＳ４２において、マージブロック候補インデックスの値がマージブロック候補数よりも小さくなければ（ステップＳ４２でＮｏ）、すなわち、マージブロック候補がなくなれば、インター予測制御部１０９は、最終的に残ったマージフラグとマージブロックインデックスの値を確定する（ステップＳ４７）。
このように、本実施の形態によれば、マージブロック候補から、２方向予測のマージブロックを候補として新たに生成することによって、符号化効率を向上することが可能になる。より具体的には、隣接ブロックおよびco-locatedブロックから特定したマージブロック候補から、各マージブロック候補の予測方向０の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスと、予測方向１の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを組み合わせることにより、２方向予測であるcombinedマージブロックを生成し、マージブロック候補リストに追加することにより、符号化効率を向上することができる。また、マージブロック候補リストにnot availableな候補が存在する場合に、combinedマージブロックを生成し、not availableな候補を置き換えることによって、マージブロック候補数の最大値を増やさずに、符号化効率を向上することができる。
なお、本実施の形態は、マージモードにおいて常にマージフラグをビットストリームに付随させる例を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、符号化対象ブロックの形状等において、強制的にマージモードを選択するようにし、その場合にはマージフラグをビットストリームに付随させないことで情報量を削減するようにしても構わない。
また、本実施の形態は、符号化対象ブロックの隣接ブロックから動きベクトルや参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化を行うマージモードを用いた例を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、図６に示すように作成したマージブロック候補リストを用いて、マージモードと同様に符号化対象ブロックの隣接ブロックから動きベクトルや参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化を行い、その結果、符号化対象ブロックのすべての予測誤差データが０であれば、スキップフラグを１にセットしてビットストリームに付随させ、予測誤差データが０でなければ、スキップフラグを０にセットして、スキップフラグおよび予測誤差データをビットストリームに付随させるようにしても構わない（マージスキップモード）。
また、本実施の形態は、符号化対象ブロックの隣接ブロックから動きベクトルや参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化を行うマージモードを用いた例を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、図６に示すように作成したマージブロック候補リストを用いて、動きベクトル検出モードの動きベクトルを符号化するようにしても構わない。つまり、動きベクトル検出モードの動きベクトルから、マージブロックインデックスで指定したマージブロック候補の動きベクトルを減ずることにより差分を求め、その差分および、マージブロックインデックスをビットストリームに付随するようにしても構わない。また、動きベクトル検出モードの参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿ＭＥと、マージブロック候補の参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿Ｍｅｒｇｅを用いて、マージブロック候補の動きベクトルＭＶ＿Ｍｅｒｇｅをスケーリングし、動きベクトル検出モードの動きベクトルからスケーリング後のマージブロック候補の動きベクトルｓｃａｌｅｄＭＶ＿Ｍｅｒｇｅを減ずることにより差分を求め、その差分および、マージブロックインデックスをビットストリームに付随するようにしても構わない。このスケーリングは、例えば以下の式２を用いて行うことができる。
scaledMV_Merge＝
MV_Merge×(POC(RefIdx_ME)−curPOC)／(POC(RefIdx_Merge)−curPOC) …（式２）
ここで、ＰＯＣ（ＲｅｆＩｄｘ＿ＭＥ）は、参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿ＭＥが示す参照ピクチャの表示順、ＰＯＣ（ＲｅｆＩｄｘ＿Ｍｅｒｇｅ）は、参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿Ｍｅｒｇｅが示す参照ピクチャの表示順、ｃｕｒＰＯＣは、符号化対象ピクチャの表示順を示す。
（実施の形態２）
図１０は、本発明に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
動画像復号化装置２００は、図１０に示すように、可変長復号化部２０１、逆量子化部２０２、逆直交変換部２０３、ブロックメモリ２０４、フレームメモリ２０５、イントラ予測部２０６、インター予測部２０７、インター予測制御部２０８、マージブロック候補算出部２０９、colPicメモリ２１０、加算部２１１、およびスイッチ部２１２を備えている。
可変長復号化部２０１は、入力されたビットストリームに対し、可変長復号化処理を行い、ピクチャタイプ情報、マージフラグ、マージブロックインデックス、可変長復号化処理を行ったビットストリームを生成する。逆量子化部２０２は、可変長復号化処理を行ったビットストリームに対し、逆量子化処理を行う。逆直交変換部２０３は、逆量子化処理を行ったビットストリームを、周波数領域から、画像領域への変換し、予測誤差画像データとする。ブロックメモリ２０４は、予測誤差画像データと、予測画像データが加算されて生成された画像列を、ブロック単位で保存する。フレームメモリ２０５は、画像列を、フレーム単位で保存する。イントラ予測部２０６は、ブロックメモリ２０４に保存されているブロック単位の画像列を用いて、イントラ予測することにより、復号化対象ブロックの予測画像データを生成する。インター予測部２０７は、フレームメモリに保存されているフレーム単位の画像列を用いて、インター予測することにより、復号化対象ブロックの予測画像データを生成する。
マージブロック候補算出部２０９は、復号化対象ブロックの隣接ブロック、および、colPicメモリ２１０に格納されているco-locatedブロックの動きベクトル等のcolPic情報を用いて、マージモードのマージブロック候補を導出する。また、導出した各マージブロックに対応するマージブロックインデックスの値を割り当てる。そして、マージブロック候補と、マージブロックインデックスを、インター予測制御部２０８に送る。
インター予測制御部２０８は、可変長復号化部２０１によって復号されたマージフラグが「０」、すなわち予測モードがマージモードでないならば、復号された動きベクトル検出モードの情報を用いて、インター予測画像を生成する。また、インター予測制御部２０８は、マージフラグが「１」、すなわち予測モードがマージモードであるならば、複数のマージブロック候補から、復号されたマージブロックインデックスに基づいて、インター予測に用いる動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを決定し、インター予測画像を生成する。また、インター予測制御部２０８は、復号化対象ブロックの動きベクトル等を含むcolPic情報をcolPicメモリ２１０に転送する。
加算部２１１は、イントラ予測部２０６またはインター予測部２０７によって生成された予測画像データと、逆直交変換部２０３から出力された予測誤差画像データとを加算することにより、復号画像列を生成する。
図１１は、本発明に係る動画像復号化方法の処理フローの概要を示すフローチャートである。
可変長復号化部２０１は、ビットストリームからマージフラグを復号する（ステップＳ５１）。インター予測制御部２０８は、マージフラグが「１」であるか否かの判定を行う。（ステップＳ５２）。この結果、マージフラグが「１」であれば（ステップＳ５２でＹｅｓ）、マージブロック候補算出部２０９は、復号化対象ブロックの隣接ブロックおよびco-locatedブロックからマージブロック候補を特定する（ステップＳ５３）。マージブロック候補算出部２０９は、図８と同様の方法で、combinedマージブロックを生成し、マージブロック候補リストを更新する（ステップＳ５４）。これにより、符号化時と同様に、例えば、図３Ｂに示すマージブロック候補リストから、図３に示すマージブロック候補リストが作成される。インター予測制御部２０８は、可変長復号化部２０１によって復号されたマージブロックインデックスに応じて、動きベクトル、および参照ピクチャインデックスをコピーするマージブロックを決定し、それらを用いてインター予測画像を生成する（ステップＳ５５）。一方、ステップＳ５２において、マージフラグが「０」であれば、インター予測制御部２０８は、可変長復号化部２０１によって復号された動きベクトル検出モードの情報を用いて、インター予測画像を生成する（ステップＳ５６）。なお、ステップＳ５３およびステップＳ５４で特定または生成したマージブロック候補数が１つの場合は、マージブロックインデックスを復号せずに、０と推定するようにしても構わない。
このように、本実施の形態によれば、マージブロック候補から、２方向予測のマージブロックを新たに生成することによって、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することが可能になる。
より具体的には、隣接ブロックおよびco-locatedブロックから特定したマージブロック候補から、各マージブロック候補の予測方向０の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスと、予測方向１の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを組み合わせることにより、２方向予測であるcombinedマージブロックを生成し、マージブロック候補リストに追加することにより、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することが可能になる。また、マージブロック候補リストにnot availableな候補が存在する場合に、combinedマージブロックを生成し、not availableな候補を置き換えることによって、マージブロック候補数の最大値を増やさずに、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することが可能になる。
（実施の形態３）
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１２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１２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１３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１４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１５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１６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１４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１７Ａ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１７Ｂを用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。
電源回路部ex３６１は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話ex１１４を動作可能な状態に起動する。
携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。また携帯電話ex１１４は、音声通話モード時にアンテナex３５０を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ex３５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex３５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex３５７から出力する。
さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ex３６６等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex３６２を介して主制御部ex３６０に送出される。主制御部ex３６０は、テキストデータを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して基地局ex１１０へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ex３５８に出力される。
データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex３５５は、カメラ部ex３６５から供給された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し（即ち、本発明の画像符号化装置として機能する）、符号化された映像データを多重／分離部ex３５３に送出する。また、音声信号処理部ex３５４は、映像、静止画等をカメラ部ex３６５で撮像中に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ex３５３に送出する。
多重／分離部ex３５３は、映像信号処理部ex３５５から供給された符号化された映像データと音声信号処理部ex３５４から供給された符号化された音声データを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変調／復調部（変調／復調回路部）ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。
データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、または映像およびもしくは音声が添付された電子メールを受信する場合、アンテナex３５０を介して受信された多重化データを復号化するために、多重／分離部ex３５３は、多重化データを分離することにより映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスex３７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ex３５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ex３５４に供給する。映像信号処理部ex３５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって復号化することにより映像信号を復号し（即ち、本発明の画像復号装置として機能する）、ＬＣＤ制御部ex３５９を介して表示部ex３５８から、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる映像、静止画が表示される。また音声信号処理部ex３５４は、音声信号を復号し、音声出力部ex３５７から音声が出力される。
また、上記携帯電話ex１１４等の端末は、テレビex３００と同様に、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムex２００において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されたデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。
このように、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法あるいは動画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記各実施の形態で説明した効果を得ることができる。
また、本発明はかかる上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
（実施の形態４）
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１８は、多重化データの構成を示す図である。図１８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１９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２０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２０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２０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２１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２１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２２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２３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２３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２４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２５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５）
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２６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２７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２６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２６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４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４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２９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２８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７）
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３０Ａ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３０Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。
このように、本発明の動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。
本発明に係る動画像符号化方法および動画像復号化方法は、あらゆるマルチメディアデータに適用することができ、圧縮率を向上させることが可能であり、例えば携帯電話、ＤＶＤ装置、およびパーソナルコンピュータ等を用いた蓄積、伝送、通信等における動画像符号化方法および動画像復号化方法として有用である。
１００ 動画像符号化装置
１０１ 直交変換部
１０２ 量子化部
１０３ 逆量子化部
１０４ 逆直交変換部
１０５ ブロックメモリ
１０６ フレームメモリ
１０７ イントラ予測部
１０８ インター予測部
１０９ インター予測制御部
１１０ ピクチャタイプ決定部
１１１ マージブロック候補算出部
１１２ colPicメモリ
１１３ 可変長符号化部
１１４ 減算部
１１５ 加算部
１１６ スイッチ部
２００ 動画像復号化装置
２０１ 可変長復号化部
２０２ 逆量子化部
２０３ 逆直交変換部
２０４ ブロックメモリ
２０５ フレームメモリ
２０６ イントラ予測部
２０７ インター予測部
２０８ インター予測制御部
２０９ マージブロック候補算出部
２１０ colPicメモリ
２１１ 加算部
２１２ スイッチ部

Claims (2)

  1. 復号化対象ブロックとは異なるブロックを復号化する際に用いた参照ピクチャを特定するための参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルを利用して、前記復号化対象ブロックを復号化する動画像復号化方法であって、
    前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルの利用元となる複数の第１の候補を特定し、
    前記複数の第１の候補で用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルのうち、予測方向０に対応する前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを第２の候補の予測方向０に割り当て、予測方向１に対応する前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを前記第２の候補の予測方向１に割り当てることにより、予測方向０と予測方向１からなる２方向予測が用いられる前記第２の候補を生成し、
    前記複数の第１の候補および前記第２の候補の中から、前記復号化対象ブロックで用いる参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルの利用元となる候補を選択し、
    選択した前記候補から前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを利用し、利用した前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを用いて、前記復号化対象ブロックを復号化する
    動画像復号化方法。
  2. 符号化対象ブロックとは異なるブロックを符号化する際に用いた参照ピクチャを特定するための参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルを利用して、前記符号化対象ブロックを符号化する動画像符号化方法であって、
    前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルの利用元となる複数の第１の候補を特定し、
    前記複数の第１の候補で用いられた前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルのうち、予測方向０に対応する前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを第２の候補の予測方向０に割り当て、予測方向１に対応する前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを前記第２の候補の予測方向１に割り当てることにより、予測方向０と予測方向１からなる２方向予測が用いられる前記第２の候補を生成し、
    前記複数の第１の候補および前記第２の候補の中から、前記符号化対象ブロックで用いる参照ピクチャインデックスの値および動きベクトルの利用元となる候補を選択し、
    選択した前記候補から前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを利用し、利用した前記参照ピクチャインデックスの値および前記動きベクトルを用いて、前記符号化対象ブロックを符号化する
    動画像符号化方法。
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