JP6210396B2 - 復号方法および復号装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置及び画像復号装置に関し、特に、算術符号化及び算術復号を行う画像符号化方法、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。

近年、インターネットを介したビデオ会議、デジタルビデオ放送及び映像コンテンツのストリーミングを含む、例えば、ビデオ・オン・デマンドタイプのサービスのためのアプリケーションの数が増えている。これらのアプリケーションでは、かなりのデータ量のデジタルデータからなる映像データを、伝送チャネルを介して伝送し、記憶媒体に記憶している。しかし、従来の伝送路はバンド幅が限られ、記憶媒体は記憶容量が限られている。このため、従来の伝送チャネルに映像データを伝送し、従来の記憶媒体に記憶するためには、映像データのデータ量を圧縮または削減することが不可欠である。

そこで、映像データの圧縮のために、複数の映像符号化規格が開発されている。このような映像符号化規格には、例えば、Ｈ．２６ｘで示されるＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合電気通信標準化部門）規格、及び、ＭＰＥＧ−ｘで示されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格がある。最新かつ最も進んだ映像符号化規格は、現在、Ｈ．２６４／ＡＶＣ、または、ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣで示される規格である（非特許文献１及び非特許文献２参照）。

Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格におけるデータ圧縮処理は、大きく分けると、予測、変換、量子化、エントロピー符号化という処理で構成される。この中でエントロピー符号化は、予測に用いられる情報や、量子化された情報から冗長な情報を削減する。エントロピー符号化としては、可変長符号化、適応符号化、固定長符号化等が知られている。可変長符号化にはハフマン符号化、ランレングス符号化、算術符号化等がある。このうち、算術符号化は、シンボル発生確率を特定するためのコンテキストを用いて出力符号を決める方式であり、画像データの特徴に応じてコンテキストを切替えるため、固定した符号化テーブルを使用するハフマン符号化等に比べて符号化効率が高いことが知られている。

ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−１０ 「ＭＰＥＧ−４ Ｐａｒｔ１０ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ」 Ｔｈｏｍａｓ Ｗｉｅｇａｎｄ ｅｔ ａｌ、"Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ Ｈ．２６４／ＡＶＣ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｔａｎｄａｒｄ"、ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＶＩＤＥＯ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、ＪＵＬＹ ２００３、ＰＰ．５６０−５７６．

しかしながら、従来の算術符号化処理では、符号化効率が十分でないという問題がある。

そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであって、符号化効率を向上させることができる画像符号化方法、画像符号化装置、画像復号方法、画像復号装置及び画像符号化復号装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る復号方法は、互いに異なるサイズの複数の処理単位を含む符号化画像データを復号する復号方法であって、前記符号化画像データの処理単位に含まれる復号対象信号を取得する復号対象信号取得ステップと、複数のコンテキストセットから、前記復号対象信号のコンテキストセットを選択するコンテキストセット選択ステップと、前記コンテキストセット選択ステップで選択した前記コンテキストセットに対応付けられた復号確率情報を用いて、前記復号対象信号を算術復号することで、２値信号を生成する算術復号ステップと、前記２値信号に基づいて、前記符号化画像データを復号する復号ステップと、前記２値信号に基づいて、前記コンテキストセット選択ステップで選択した前記コンテキストセットに対応付けられた前記復号確率情報を更新する更新ステップと、を含み、前記コンテキストセット選択ステップでは、前記処理単位のサイズが、１６×１６、または、３２×３２の場合には、共通の前記コンテキストセットを選択し、前記処理単位のサイズが１６×１６よりも小さい場合には、前記処理単位のサイズ別に異なる前記コンテキストセットを選択する。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る画像符号化方法は、互いに異なるサイズの複数の処理単位を含む画像データを圧縮符号化する画像符号化方法であって、前記画像データの処理単位に含まれる符号化対象信号を取得する符号化対象信号取得ステップ（Ｓ４０１）と、前記符号化対象信号を２値化することで、２値信号を生成する２値化ステップ（Ｓ４０２）と、複数のコンテキストセットから、前記符号化対象信号のコンテキストセットを選択するコンテキストセット選択ステップ（Ｓ４０３）と、前記コンテキストセット選択ステップで選択した前記コンテキストセットに対応付けられた符号化確率情報を用いて、前記２値信号を算術符号化する算術符号化ステップ（Ｓ４０４）と、前記２値化ステップで生成した前記２値信号に基づいて、前記コンテキストセット選択ステップで選択した前記コンテキストセットに含まれる前記符号化確率情報を更新する更新ステップ（Ｓ４０５）と、を含み、前記コンテキストセット選択ステップでは、前記処理単位のサイズが、１６×１６、または、３２×３２の場合には、共通の前記コンテキストセットを選択し、前記処理単位のサイズが１６×１６よりも小さい場合には、前記処理単位のサイズ別に異なる前記コンテキストセットを選択する。

例えば、同一の統計的性質を持つ符号化対象信号に対しては、同じコンテキストを適用可能である。このため、上記本発明に係る画像符号化方法では、処理単位サイズが異なっていても、同一の統計的性質を持つ符号化対象信号に対しては、同じコンテキストを共通に選択する。これにより、利用するコンテキストの数を減らすことができる。コンテキストの数を低減できることから、コンテキストを記憶するメモリのメモリサイズを低減できる。尚、本発明に係る画像符号化方法は、コンテキストの全てを異なる処理単位サイズ間で用いるように構成する必要はなく、コンテキストの一部については、特定の処理単位サイズのみで用いられるように構成しても良い。

また、従来は、コンテキストを、処理単位サイズ別、及び、係数位置または周囲条件別に設定していたため、コンテキストの数が多くなっていた。コンテキストの数が多いと、符号化確率情報に対する更新ステップの実行回数の少ないコンテキストが生じ、当該コンテキストに対応する符号化確率情報の精度が担保できない可能性があった。これに対し、上記本発明に係る画像符号化方法では、上述したように、コンテキストの数を低減できるため、共通に選択されるコンテキストの更新ステップの実行回数を増やすことができ、符号化確率情報の予測の精度を高めることが可能になる。符号化確率情報の精度を高めることが可能になることから、符号化効率の向上を図ることができる。

さらに好ましくは、本発明に係る画像符号化方法の一態様は、前記コンテキスト選択ステップでは、前記符号化対象信号取得ステップで取得した前記符号化対象信号の処理単位サイズが所定サイズよりも大きい場合に、予め共通に設定された前記コンテキストを選択してもよい。

ここで、一般的に、処理単位サイズが比較的大きい場合は、周囲条件に応じてコンテキストを選択することから、統計的性質がほぼ同じになり、同じ共通のコンテキストを利用可能である。従って、上記本発明に係る画像符号化方法の一態様では、処理単位サイズが所定サイズより大きい場合に、共通のコンテキストを用いるので、コンテキストの数を削減できる。これにより、処理単位サイズが所定サイズより大きい場合について、符号化確率情報の予測の精度を高めることができ、符号化効率を向上させることが可能となる。

さらに好ましくは、本発明に係る画像符号化方法の一態様は、さらに、前記画像データを周波数変換し、周波数成分別に変換係数を取得し、前記変換係数別に前記変換係数を示す前記符号化対象信号を生成する周波数変換ステップを含み、前記コンテキスト選択ステップでは、前記符号化対象信号に対応する前記周波数成分が、所定周波数より低い前記周波数成分である場合は、前記処理単位サイズ別に異なる前記コンテキストを選択してもよい。また、さらに好ましくは、本発明に係る画像符号化方法の一態様は、さらに、前記画像データを周波数変換し、周波数成分別に変換係数を取得し、前記変換係数別に前記変換係数を示す前記符号化対象信号を生成する周波数変換ステップを含み、前記コンテキスト選択ステップでは、前記符号化対象信号に対応する前記周波数成分が、所定周波数より高い前記周波数成分である場合は、複数の前記処理単位サイズ及び前記所定周波数より高い前記周波数成分で予め共通に設定された前記コンテキストを選択してもよい。

これにより、画像データの特徴に応じたコンテキストの選択が可能になる。

さらに、本発明に係る画像符号化方法の一態様は、さらに、前記画像データを、複数の同一のサブ処理単位サイズのサブブロックに分割する分割ステップを含み、前記２値化ステップは、前記サブブロックの前記符号化対象信号を２値化して前記２値信号を生成し、前記コンテキスト選択ステップでは、前記サブ処理単位サイズに対して予め設定された前記コンテキストを選択してもよい。サブブロックのサイズに応じてコンテキストを設定することにより、ブロックサイズが大きい場合及び小さい場合の何れも同じコンテキストを適用可能になる。

上記の課題を解決するために、本発明に係る画像復号方法は、互いに異なるサイズの複数の処理単位を含む符号化画像データを復号して画像データを復元する画像復号方法であって、前記符号化画像データの処理単位に含まれる復号対象信号を取得する復号対象信号取得ステップ（Ｓ５０１）と、複数のコンテキストから、前記復号対象信号のコンテキストを選択するコンテキスト選択ステップ（Ｓ５０２）と、前記コンテキスト選択ステップで選択した前記コンテキストに対応付けられた復号確率情報を用いて、前記復号対象信号を算術復号することで、２値信号を生成する算術復号ステップ（Ｓ５０３）と、前記２値信号を多値化することで、前記画像データを復元する多値化ステップ（Ｓ５０４）と、前記２値信号に基づいて、前記コンテキスト選択ステップで選択した前記コンテキストに対応付けられた前記復号確率情報を更新する更新ステップ（Ｓ５０５）と、を含み、前記コンテキスト選択ステップでは、前記復号対象信号の前記コンテキストを、前記処理単位のサイズと異なるサイズの処理単位に含まれる信号と共通に選択する。

これにより、本発明に係る画像符号化方法により符号化された符号化画像データを適切に復号できる。また、本発明に係る画像符号化方法の場合と同様に、コンテキストの数を低減できる。そして、コンテキストに対する更新ステップの実行回数を増やすことができ、復号確率情報の予測の精度を高めることが可能になる。

さらに好ましくは、本発明に係る画像復号方法の一態様は、前記コンテキスト選択ステップでは、前記復号対象信号取得ステップで取得した前記復号対象信号の処理単位サイズが所定サイズよりも大きい場合に、予め共通に設定された前記コンテキストを選択してもよい。

これにより、処理単位サイズが所定サイズより大きい場合に、共通のコンテキストを用いるので、コンテキストの数を削減できる。これにより、処理単位サイズが所定サイズより大きい場合について、符号化確率情報の予測の精度を高めることができ、符号化効率を向上させることが可能となる。

さらに好ましくは、本発明に係る画像復号方法の一態様は、前記コンテキスト選択ステップでは、前記復号対象信号が、前記符号化画像データの生成時における周波数変換により生成された周波数成分別の変換係数を示す信号である場合において、前記復号対象信号に対応する前記周波数成分が、所定周波数より低い前記周波数成分であるときは、前記処理単位サイズ別に異なる前記コンテキストを選択してもよい。また、さらに好ましくは、本発明に係る画像復号方法の一態様は、前記コンテキスト選択ステップでは、前記復号対象信号が、前記符号化画像データの生成時における周波数変換により生成された周波数成分別の変換係数を示す信号である場合において、前記復号対象信号に対応する前記周波数成分が、所定周波数より高い前記周波数成分である場合は、複数の前記処理単位サイズ及び前記所定周波数より高い前記周波数成分で予め共通に設定された前記コンテキストを選択してもよい。

これにより、画像データの特徴に応じたコンテキストの選択が可能になる。

さらに好ましくは、本発明に係る画像復号方法の一態様は、前記符号化画像データが、前記画像データを複数の同一のサブ処理単位サイズのサブブロックに分割し、前記サブブロックを２値化し、算術符号化して生成されたデータである場合に、前記コンテキスト選択ステップでは、前記サブ処理単位サイズに対して予め設定された前記コンテキストを選択してもよい。

サブブロックのサイズに応じてコンテキストを設定することにより、ブロックサイズが大きい場合及び小さい場合の何れも同じコンテキストを適用可能になる。

尚、本発明は、画像符号化方法として実現できるだけではなく、当該画像符号化方法に含まれる処理ステップを実行する処理部を備える画像符号化装置として実現することもできる。同様に、本発明は、画像復号方法として実現できるだけではなく、当該画像復号方法に含まれる処理ステップを実行する処理部を備える画像復号装置として実現することもできる。さらに、本発明は、上記画像符号化方法及び画像復号方法の両方に含まれる処理ステップを実行する処理部を備える画像符号化復号装置として実現することもできる。

また、これら処理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てもよい。さらに、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体、並びに、当該プログラムを示す情報、データまたは信号として実現してもよい。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。

また、上記の画像符号化装置及び画像復号装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されていてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を含んで構成されるコンピュータシステムである。

本発明によれば、精度の高いシンボル発生確率の予測を行うことができるため、画像符号化効率を向上させることができる。

図１は、従来技術に係る算術符号化装置の構成を示すブロック図である。 図２は、従来技術に係る算術符号化方法を示すフローチャートである。 図３は、本発明に係る画像符号化装置の算術符号化部の構成の一例を示すブロック図である。 図４は、本発明に係る画像符号化方法及び画像符号化装置で用いる信号情報テーブルの一例を示す図である。 図５Ａは、本発明に係る画像符号化方法及び画像符号化装置で用いるコンテキストテーブルの一例を示すブロック図である。 図５Ｂは、本発明に係る画像符号化方法及び画像符号化装置で用いるコンテキストテーブルの一例を示すブロック図である。 図５Ｃは、本発明に係る画像符号化方法及び画像符号化装置で用いるコンテキストテーブルの一例を示すブロック図である。 図６は、本発明に係る画像符号化方法における算術符号化方法の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、本発明に係る画像符号化方法における算術符号化方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図８は、本発明に係る画像符号化方法及び画像符号化装置を構成するコンテキストブロック区分制御部における処理手順の一例を示すフローチャートである。 図９は、本発明に係る画像符号化方法及び画像符号化装置を構成するコンテキストブロック区分制御部における処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１０Ａは、本発明に係る画像符号化方法及び画像符号化装置を構成するコンテキストブロック区分制御部における処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１０Ｂは、本発明に係る画像符号化方法及び画像符号化装置を構成するコンテキストブロック区分制御部における処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１１は、本発明に係る画像符号化方法及び画像符号化装置における周囲条件の算出方法を説明する模式図である。 図１２は、本発明に係る画像符号化装置の全体構成の一例を示すブロック図である。 図１３は、本発明に係る画像復号装置の算術復号部の構成の一例を示すブロック図である。 図１４は、本発明に係る画像復号方法における算術復号方法の処理手順を示すフローチャートである。 図１５は、本発明に係る画像復号方法における算術復号方法の一例を示すフローチャートである。 図１６は、本発明に係る画像符号化装置全体構成の一例を示すブロック図である。 図１７は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。 図１８は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図１９は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図２０は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生／記録部の構成例を示すブロック図である。 図２１は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。 図２２Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図２２Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図２３は、多重化データの構成を示す図である。 図２４は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。 図２５は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示した図である。 図２６は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。 図２７は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２８は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図２９は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図３０は、映像データを識別するステップを示す図である。 図３１は、各実施の形態の動画像符号化方法及び動画像復号化方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。 図３２は、駆動周波数を切替える構成を示す図である。 図３３は、映像データを識別し、駆動周波数を切替えるステップを示す図である。 図３４は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。 図３５Ａは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図である。 図３５Ｂは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。

本発明の実施の形態を説明するにあたり、最初に、従来の画像符号化装置の基本構成及び画像符号化方法について説明する。

従来の画像符号化装置は、画像データの符号化対象信号に対し、予測、変換・量子化、エントロピー符号化で構成される圧縮符号化処理を実行する。

以下、画像符号化装置のうちのエントロピー符号化について、図１及び図２を基に説明する。ここでは、エントロピー符号化として、算術符号化を説明する。

図１は、従来の算術符号化方法を実行する算術符号化部の構成を示すブロック図であり、図２は、従来のＨ．２６４／ＡＶＣ規格における算術符号化方法（エントロピー符号化の一例）の処理手順を示すフローチャートである。

図１に示すように、算術符号化部１０は、２値化部１１と、シンボル発生確率格納部１２と、コンテキスト制御部１３と、２値算術符号化器１４とを含んでいる。

算術符号化部１０には、符号化の対象となる符号化対象信号である入力信号ＳＩと、当該入力信号ＳＩの種別を表す信号種別情報ＳＥと、入力信号ＳＩのブロックサイズを示すブロックサイズ信号ＢＬＫＳとが入力される。以下、入力信号ＳＩが、画像データを量子化して生成された量子化係数がゼロであるか、非ゼロであるかを示す信号である場合を想定して説明する。

２値化部１１は、信号種別情報ＳＥに基づいて、入力信号ＳＩを“０”、“１”の２値の情報（シンボル）に変換する２値化処理（Ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）を実行し、２値信号ＢＩＮを２値算術符号化器１４とコンテキスト制御部１３とに送る。

シンボル発生確率格納部１２は、１つの信号情報テーブルと、ブロックサイズ別、条件別の複数のコンテキストを記憶したコンテキストテーブルとを記憶している。

信号情報テーブルは、コンテキストと、シンボル発生確率ＰＥを示す確率情報と、シンボルを対応付けて記憶したテーブルである。シンボル発生確率ＰＥは、後述する２値算術符号化器１０４の処理で用いる確率情報である。

ここで、図４は、信号情報テーブルの一例を示しており、インデックスｃｔｘＩｄｘ、発生確率ｐＳｔａｔｅＩｄｘ、発生確率の高いシンボル（Ｍｏｓｔ Ｐｒｏｂａｂｌｅ Ｓｙｍｂｏｌ）を示すシンボルｖａｌＭＰＳが対応付けられている。インデックスｃｔｘＩｄｘは、コンテキストを表している。また、確率情報ｐＳｔａｔｅＩｄｘとシンボルｖａｌＭＰＳは、Ｈ．２６４規格に示されるものと同じである。すなわち、確率情報ｐＳｔａｔｅＩｄｘは、シンボル発生確率ＰＥの値を示すインデックスである。シンボル発生確率格納部１２は、図示しないが、さらに、確率情報ｐＳｔａｔｅＩｄｘに対応するシンボル発生確率ＰＥの値を示す発生確率テーブルを保持している。

コンテキストテーブルは、ブロックサイズＢＬＫＳ別、条件別に、コンテキストｃｔｘＩｄｘを記憶したテーブルである。条件は、ここでは、符号化対象信号の量子化係数の係数位置に応じて決まる。

ここで、図５Ａは、従来のコンテキストテーブルの一例を示すブロック図である。具体的には、例えば、テーブル１では、低周波数成分に相当する係数位置を示す条件１０に対し、コンテキストｃｔｘＩｄｓ０が設定され、低周波数成分に相当する係数位置を示す条件１１に対し、コンテキストｃｔｘＩｄｓ１が設定され、高周波数成分に相当する周囲条件を示す条件１２，１３に対し、コンテキストｃｔｘＩｄｓ２が設定されている。また、例えば、テーブル２では、低周波数成分に相当する係数位置を示す条件４，５に対し、コンテキストｃｔｘＩｄｓ１４が設定され、高周波数成分に相当する周囲条件を示す条件６，７に対し、コンテキストｃｔｘＩｄｓ１５が設定されている。

尚、テーブル１は、ブロックサイズＡ、例えば、４×４のブロックサイズに対して用いられ、テーブル２は、ブロックサイズＢ、例えば、８×８のブロックサイズに対して用いられる場合を想定している。図５Ａに示すように、テーブル１で用いられるコンテキストｃｔｘＩｄｘの値０，１，２は、テーブル２では用いられていない。テーブル１及びテーブル２は、夫々異なるブロックサイズに対応することから、異なるブロックサイズ間では、異なるコンテキストｃｔｘＩｄｘを設定している。

コンテキスト制御部１３は、ブロックサイズ信号ＢＬＫＳが示すブロックサイズと信号種別情報ＳＥで決まる条件とに対応するシンボル発生確率ＰＥを、シンボル発生確率格納部１２から読み出して２値算術符号化器１４に出力させるコンテキスト制御処理を行う。また、コンテキスト制御部１３は、２値化部１１から入力される２値信号ＢＩＮに基づいて、新たなシンボル発生確率ＰＥを算出する。コンテキスト制御部１３は、コンテキスト制御処理の実行後、シンボル発生確率格納部１２に記憶されたコンテキストｃｔｘＩｄｘのうち、コンテキスト制御処理で特定したシンボル発生確率ＰＥを、新たなシンボル発生確率ＰＥに置き換えることで、更新処理を行う。

２値算術符号化器１４は、２値化部１１から入力される２値信号ＢＩＮに対し、コンテキスト制御部１３によって読み出されたシンボル発生確率ＰＥに基づいて算術符号化処理を行い、出力信号ＯＢを生成して出力する。

次に、図２を用いて、算術符号化の処理手順の流れを説明する。

算術符号化部１０は、入力信号ＳＩ、ブロックサイズ信号ＢＬＫＳ、信号種別情報ＳＥを受け付けると、算術符号化処理を開始する。

算術符号化処理が開始されると、ステップＳ１１において、２値化部１１は、信号種別情報ＳＥに応じて、予め決められた手法で２値化処理を実行する。

ステップＳ１２において、コンテキスト制御部１３が、ブロックサイズ信号ＢＬＫＳに基づいて、入力信号ＳＩのブロックサイズを取得し、信号種別情報ＳＥに基づいて、係数位置を条件として取得する。さらに、コンテキスト制御部１３は、シンボル発生確率格納部１２に記憶されたコンテキストテーブルから、入力信号ＳＩのブロックサイズと条件とに対応するコンテキストｃｔｘＩｄｘを特定する。さらに、特定したコンテキストｃｔｘＩｄｘを用い、図４に示す信号情報テーブルからシンボル発生確率ＰＥを特定し、シンボル発生確率格納部１２から２値算術符号化器に対して出力させる（コンテキスト制御処理）。

ステップＳ１３において、２値算術符号化器１４が、ステップＳ１２においてシンボル発生確率格納部１２より受け取ったシンボル発生確率ＰＥを用いて、２値信号ＢＩＮに対し算術符号化処理を行い、結果を出力信号ＯＢとして出力する。

ステップＳ１４において、コンテキスト制御部１３は、ステップＳ１１において２値化部１１が算出した２値化信号ＢＩＮに基づいて、新たなシンボル発生確率ＰＥを算出し、シンボル発生確率格納部１２に記憶された信号情報テーブルの対応する発生確率ｐＳｔａｔｅＩｄｘの値を更新する。尚、図示しないが、入力信号ＳＩに対する算術符号化処理が完了すると、次の処理対象の信号の算術符号化処理を行う。

ところで、上記図１及び図２に示す従来の技術では、上述したように、ブロックサイズ別、条件別に、コンテキストが設定されている。つまり、非常に細かい区分別に、コンテキストが設定されている。

しかしながら、非常に細かい区分をした場合、シンボル発生確率ＰＥの更新処理の発生頻度が低いコンテキストが生じる可能性が高い。更新処理の発生頻度が低いコンテキストでは、シンボル発生確率ＰＥの精度が低下し、算術符号化処理の利点である画像データの特徴に適応した制御が困難になり、符号化効率が悪化する。

このため、シンボル発生確率ＰＥの精度を高め、画像データの特徴に応じた制御を行うためには、区分を適切に設定する必要がある。

さらに、従来の映像符号化規格では、４×４、８×８の限られたブロックサイズのみに対応していたが、近年、１６×１６、３２×３２、・・・等の他のブロックサイズについても対応することが求められている。ブロックサイズの数が増加すると、コンテキストの数が相当増加することになるため、シンボル発生確率ＰＥの更新頻度はさらに低下する可能性があるという問題があった。

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。尚、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、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）
本発明に係る画像符号化方法及び画像符号化装置の実施の形態１について、図３〜図８を基に説明する。

本発明に係る画像符号化方法は、画像データの符号化対象信号に対し、予測、変換・量子化、エントロピー符号化等で構成される圧縮符号化処理のうち、特に、エントロピー符号化の一例としての算術符号化方法に関するものである。また、本発明に係る画像符号化装置は、予測部、変換・量子化部、上記算術符号化方法を実行する算術符号化部（エントロピー符号化部）を備えて構成されている。尚、画像符号化装置の全体構成については、後で詳述する。

（実施の形態１の概要）
先ず、本実施の形態１における算術符号化方法及び算術符号化部の概要について説明する。尚、ここでは、変換・量子化により生成された周波数成分別の量子化係数がゼロであるか、非ゼロであるかを示す信号が、入力信号ＳＩとして算術符号化部に入力される場合について説明する。

入力信号ＳＩが高周波数成分に対応する信号である場合、例えば、ブロックサイズが１６×１６以上の大ブロックサイズでは、シンボル発生確率ＰＥは、周囲条件によって決まる。即ち、１６×１６以上のブロックサイズの高周波数成分では、画像データの統計的性質が同じになることから、ブロックサイズが異なっていても、条件（周囲条件）が同じであれば、同じコンテキストを適用できる。

これに対し、入力信号ＳＩが大ブロックサイズの低周波数成分に対応する信号である場合、シンボル発生確率ＰＥは、係数位置によって決まる。より具体的には、直交成分を含む低周波数成分に対応する信号は、画像データの特徴が最も現れやすい信号であり、かつ、ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔＦｌａｇの信号の存在頻度が高いため、統計情報を取得しやすい部分である。このため、大ブロックサイズの低周波数成分に対応する入力信号ＳＩについては、同じ条件（係数位置）であっても、ブロックサイズが異なる場合には、コンテキストを共通化せず、異なるコンテキストを設定することにより、より画像データの特徴に合わせた統計情報を用いた算術符号化を可能とし、符号化効率を向上させることができる。

以上より、本実施の形態１では、大ブロックサイズの高周波数成分の入力信号ＳＩについては、ブロックサイズが異なっていても、同じ条件に設定されるコンテキストを、一部または全部共通化し、大ブロックサイズの低周波数成分の入力信号ＳＩ及び小ブロックサイズの入力信号ＳＩについては、条件が同じであっても、コンテキストを共通化せず、ブロックサイズ別、条件別に異なるコンテキストを設定する。

尚、大ブロックサイズの低周波数成分について、共通のコンテキストを用いても弊害は少ないため、大ブロックサイズの入力信号ＳＩについては、低周波数成分であるか高周波数成分であるかにかかわらず、共通のコンテキストを用いるように構成しても良い。コンテキストを共通化する対象の選択方法は、符号化対象信号である入力信号ＳＩや信号種別情報ＳＥの内容に応じて設定するのが好ましい。

（実施の形態１における算術符号化部の構成）
次に、本実施の形態１における算術符号化方法を行う算術符号化部の構成について説明する。

ここで、図３は、本実施の形態１における算術符号化部１００の構成の一例を示すブロック図である。

図３に示すように、算術符号化部１００は、２値化部１０１と、シンボル発生確率格納部１０２と、コンテキスト制御部１０３と、２値算術符号化器１０４と、コンテキストブロック区分制御部１０５とを備える。

算術符号化部１００は、符号化対象信号である入力信号ＳＩに対し、算術符号化処理を実行することで、出力信号ＯＢを生成して出力する。算術符号化部１００には、本実施の形態１では、入力信号ＳＩと、入力信号ＳＩの種別を示す信号種別情報ＳＥと、入力信号ＳＩのブロックサイズを示すブロックサイズ信号ＢＬＫＳが入力される。

ここで、本実施の形態１では、入力信号ＳＩは、画像データを量子化して生成された周波数成分別の量子化係数がゼロであるか、非ゼロであるかを示す信号（Ｈ．２６４ではＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔＦｌａｇと呼ばれる信号）である場合を想定して説明する。尚、入力信号ＳＩは、これに限るものではなく、量子化係数そのものであっても良いし、量子化係数を生成するために用いた情報であってもよい。

また、信号種別情報ＳＥは、符号化対象信号である入力信号ＳＩの性質を示す情報である。詳細には、本実施の形態１では、入力信号ＳＩが、量子化係数がゼロであるか、非ゼロであるかを示す信号であることから、量子化係数の係数位置を示す位置情報、及び、量子化係数の周囲の量子化係数が０であるか非０であるかを示す情報（周囲条件）である場合を想定して説明する。尚、信号種別情報ＳＥは、これに限るものではなく、例えば、量子化係数の直流成分が０であるか非０であるかを示す情報でもあってもよいし、入力信号ＳＩに適用された予測方法がイントラ予測である場合に、イントラ予測の予測方向を示す情報であってもよい。

さらに、本実施の形態１では、ブロックサイズに応じたコンテキストを設定することを想定しているため、ブロックサイズ信号ＢＬＫＳを受け付ける構成としているが、画像データの他の特徴に応じてコンテキストを設定する場合には、当該ブロックサイズ信号ＢＬＫＳを用いない構成としても良い。

２値化部１０１は、符号化対象信号を２値化することで、２値信号を生成する。具体的には、２値化部１０１は、信号種別情報ＳＥに基づいて、符号化対象信号である入力信号ＳＩを“０”、“１”の２値の情報（シンボル）に変換する２値化処理を行うことで、２値信号ＢＩＮを生成する。２値化部１０１は、生成した２値信号ＢＩＮを、２値算術符号化器１０４とコンテキスト制御部１０３に送る。

シンボル発生確率格納部１０２は、不揮発性メモリ等で構成される記憶部であり、信号情報テーブル、及び、複数のコンテキストテーブルを記憶している。尚、複数のコンテキストテーブルは、予め作成され記憶されるものであり、後述する実施の形態２の画像復号装置を構成するシンボル発生確率格納部３０２にも、同じ複数のコンテキストテーブルが記憶される。シンボル発生確率格納部１０２は、図示しないが、さらに、確率情報ｐＳｔａｔｅＩｄｘに対応するシンボル発生確率ＰＥの値を示す発生確率テーブルを保持している。

信号情報テーブルは、図４に示す従来の信号情報テーブルと同じであり、コンテキストを表すインデックスｃｔｘＩｄｘ、発生確率ｐＳｔａｔｅＩｄｘ、シンボルｖａｌＭＰＳが対応付けられて記憶されている。

尚、ここでは、信号情報テーブルとして、シンボル発生確率ＰＥを示すインデックスである発生確率ｐＳｔａｔｅＩｄｘとコンテキストを示すｃｔｘＩｄｘとを対応付けたテーブルを用いているが、コンテキストｃｔｘＩｄｘとシンボル発生確率ＰＥの値とを直接対応付けたテーブルを用いてもよい。この場合、シンボル発生確率ＰＥの値を、例えば、１６ビット精度（０−６５５３５）で表すことにより、上記テーブルで管理するよりも、詳細な値を扱うことができ、符号化効率を向上させることができる。

コンテキストテーブルは、本実施の形態１では、条件に応じてコンテキストｃｔｘＩｄｓを設定した複数のテーブルで構成される。コンテキストｃｔｘＩｄｓは、上述した信号情報テーブルのインデックスｃｔｘＩｄｓと同じである。ここで、図５Ｂ及び図５Ｃは、本実施の形態１で用いるコンテキストテーブルの一例を示している。

図５Ｂにおいて、テーブル３では、低周波数成分に相当する係数位置を示す条件１０に対し、コンテキストｃｔｘＩｄｓ０が設定され、低周波数成分に相当する係数位置を示す条件１１に対し、コンテキストｃｔｘＩｄｓ１が設定され、高周波数成分に相当する周囲条件を示す条件１２，１３に対し、コンテキストｃｔｘＩｄｓ２が設定されている。また、テーブル４では、低周波数成分に相当する係数位置を示す条件１４に対し、コンテキストｃｔｘＩｄｓ３が設定され、低周波数成分に相当する係数位置を示す条件１５に対し、コンテキストｃｔｘＩｄｓ４が設定され、高周波数成分に相当する周囲条件を示す条件１６，１７に対し、コンテキストｃｔｘＩｄｓ２が設定されている。

尚、テーブル３の高周波数成分（条件が１２及び１３）に対応づけられたインデックスｃｔｘＩｄｘと、テーブル４の高周波数成分（条件が１６及び１７）に対応づけられたインデックスｃｔｘＩｄｘが同じ値２に設定されている。これにより、テーブル３に対応するブロックサイズとテーブル４に対応するブロックサイズとで、高周波数成分の入力信号ＳＩに対し、コンテキストを共通化している。

図５Ｃに示すコンテキストテーブルは、図５Ｂに示すコンテキストテーブルの変形例であり、３つのテーブル５〜７で構成されている。テーブル５及びテーブル６は、ブロックサイズ別にコンテキストを設定する場合に用いられ、テーブル５は、ブロックサイズＡ（例えば、４×４の小ブロックサイズ）に、テーブル６は、ブロックサイズＢ（例えば、８×８の小ブロックサイズ）に夫々対応している。また、テーブル７は、ブロックサイズ、低周波数成分であるか高周波数成分であるかにかかわらず、共通のコンテキストを設定する場合に用いられ、ブロックサイズＣ（例えば、１６×１６）、ブロックサイズＤ（例えば、３２×３２）、ブロックサイズＥ（例えば、６４×６４）等の大ブロックサイズに対応している。テーブル５及び６の設定は、図５Ａに示すテーブル１及びテーブル２の設定と同じである。テーブル７では、条件１８に対しコンテキストｃｔｘＩｄｓ１８が、条件１９に対しコンテキストｃｔｘＩｄｓ１９が設定されている。

尚、本実施の形態１では、条件は、具体的には、マクロブロックにおける符号化対象信号の周辺のビットの情報（周囲条件）、または、マクロブロック内の既に算術符号化処理済みのビットに関する情報、または、符号化対象信号のビット位置（位置情報、係数位置）に応じて決まる。

コンテキスト制御部１０３は、２値算術符号化器１０４で用いるシンボル発生確率ＰＥを特定するコンテキスト制御処理と、シンボル発生確率ＰＥを更新する更新処理を実行する。

コンテキスト制御部１０３によるコンテキスト制御処理について説明する。コンテキスト制御部１０３は、後述するコンテキストブロック区分制御部１０５から出力される制御信号ＣＴＲＳを取得し、シンボル発生確率格納部１０２のコンテキストテーブルのうち、どのテーブルを利用するかを取得する。さらに、コンテキスト制御部１０３は、シンボル発生確率格納部１０２の特定されたテーブルを参照し、信号種別情報ＳＥによって特定される条件に対応するコンテキストｃｔｘＩｄｘを特定する。

引き続き、コンテキスト制御部１０３は、信号情報テーブルを参照して、インデックスｃｔｘＩｄｘに対応する発生確率ｐＳｔａｔｅＩｄｘを取得する。コンテキスト制御部１０３は、発生確率ｐＳｔａｔｅＩｄｘに基づいて、シンボル発生確率格納部１０２に格納されている発生確率テーブルから、２値算術符号化器１０４で用いるシンボル発生確率ＰＥを特定する。さらに、コンテキスト制御部１０３は、特定したシンボル発生確率ＰＥを、シンボル発生確率格納部１０２から２値算術符号化器１０４に出力させる。

引き続き、コンテキスト制御部１０３による更新処理について説明する。コンテキスト制御部１０３による更新処理は、Ｈ．２６４規格に基づいて行う。具体的には、コンテキスト制御部１０３は、２値化部１０１から入力される２値信号ＢＩＮに基づいて、新たなシンボル発生確率ＰＥとシンボルｖａｌＭＰＳとを導出する。コンテキスト制御部１０３は、シンボル発生確率格納部１０２に記憶された図４に示す信号情報テーブルにおいて、コンテキスト制御処理で特定したコンテキストｃｔｘＩｄｘに対応する発生確率ｐＳｔａｔｅＩｄｘの値を、新たなシンボル発生確率ＰＥに対応する値に置き換える。

２値算術符号化器１０４は、２値化部１０１から入力される２値信号に対し、コンテキスト制御部１０３によってシンボル発生確率格納部１０２から読み出されたシンボル発生確率ＰＥを用いて、算術符号化処理を行い、出力信号ＯＢを生成して出力する。

コンテキストブロック区分制御部１０５は、本実施の形態１では、ブロックサイズ信号ＢＬＫＳ及び信号種別情報ＳＥに基づいて、シンボル発生確率格納部１０２のコンテキストテーブルのうち、どのテーブルを利用するかを決定し、決定したテーブルを示す制御信号ＣＴＲＳを生成して、コンテキスト制御部１０３に出力する。

（実施の形態１における処理手順）
次に、本実施の形態１における算術符号化部１００による算術符号化方法の処理手順について説明する。

ここで、図６は、本発明に係る画像符号化方法の処理手順を示すフローチャートである。本発明に係る画像符号化方法は、画像データの符号化対象信号を取得する符号化対象信号取得ステップ（ステップＳ４０１）と、符号化対象信号を２値化することで、２値信号を生成する２値化ステップ（ステップＳ４０２）と、複数のコンテキストから、符号化対象信号のコンテキストを選択するコンテキスト選択ステップ（ステップＳ４０３）と、コンテキスト選択ステップで選択したコンテキストに対応付けられた符号化確率情報を用いて、２値信号を算術符号化する算術符号化ステップ（ステップＳ４０４）と、２値信号に基づいて、コンテキスト選択ステップで選択したコンテキストに対応付けられた符号化確率情報を更新する更新ステップ（ステップＳ４０５）と、を含み、コンテキスト選択ステップでは、符号化対象信号のコンテキストを、異なる処理単位サイズの符号化対象信号と共通に選択するように構成されている。

図７は、本実施の形態１に係る算術符号化方法の処理手順の概要をより詳細に示すフローチャートである。尚、図７のフローチャートは、１つの入力信号（符号化対象信号）に対する算術符号化処理を示している。入力信号ＳＩは、変換・量子化によりブロック別、周波数成分別に生成されることから、全ての周波数成分について、算術符号化処理を実行することにより、ブロック全体に対する算術符号化処理が完了する。

図７に示すように、算術符号化処理が開始されると、コンテキストブロック区分制御部１０５は、ブロックサイズ信号ＢＬＫＳに基づいて、符号化対象信号のブロックサイズを取得する（ステップＳ１１０）。

２値化部１０１は、符号化対象である入力信号ＳＩと信号種別情報ＳＥを取得し（符号化対象信号取得ステップ）、Ｈ．２６４規格に従って、入力信号ＳＩに対し信号種別情報ＳＥに対応した２値化を行うことで、２値信号ＢＩＮを生成する（ステップＳ１２０、２値化ステップ）。尚、信号種別情報ＳＥは、２値化の方式を示す情報を含んでいる。

次に、コンテキストブロック区分制御部１０５は、ステップＳ１１０で取得したブロックサイズと信号種別情報ＳＥに基づいて、ブロックサイズ共通のコンテキストを使うか否かを判断する（ステップＳ１３０）。

コンテキストブロック区分制御部１０５は、ブロックサイズ別のコンテキストを使うと判断した場合（ステップＳ１３０でＮＯ分岐）、シンボル発生確率格納部１０２のコンテキストテーブルのうち、ブロックサイズ別のコンテキストが設定されたテーブルを選択し、当該テーブルを示す制御信号ＣＴＲＳをコンテキスト制御部１０３に対して出力する（ステップＳ１４０）。

一方、コンテキストブロック区分制御部１０５は、ブロックサイズ共通のコンテキストを使うと判断した場合（ステップＳ１３０でＹＥＳ分岐）、シンボル発生確率格納部１０２のコンテキストテーブルのうち、ブロックサイズ共通のコンテキストが設定されたテーブルを選択し、当該テーブルを示す制御信号ＣＴＲＳをコンテキスト制御部１０３に対して出力する（ステップＳ１５０）。

コンテキスト制御部１０３は、制御信号ＣＴＲＳに基づいて、シンボル発生確率格納部１０２に格納されるコンテキストテーブルのうち、入力信号ＳＩに対応するコンテキストテーブルを決定する（ステップＳ１６０）。

コンテキスト制御部１０３は、選択したコンテキストテーブルを参照し、信号種別情報ＳＥによって決まる条件に基づいて、コンテキストｃｔｘＩｄｘを特定する（ステップＳ１３０からここまでがコンテキスト選択ステップに相当、また、コンテキストブロック区分制御部１０５とコンテキスト制御部１０３の当該ステップを実行する部分がコンテキスト選択制御部に相当）。さらに、信号情報テーブル及び発生確率テーブルを参照して、コンテキストｃｔｘＩｄｘに対応するシンボル発生確率ＰＥを特定し、シンボル発生確率格納部１０２から読み出して２値算術符号化器１０４に出力する。

２値算術符号化器１０４は、２値信号に対し、コンテキスト制御部１３によって読み出されたシンボル発生確率ＰＥに基づいて算術符号化処理を行い、出力信号ＯＢを生成して出力する（ステップＳ１７０、算術符号化ステップ）。

コンテキスト制御部１０３は、２値化部１０１によって生成された２値信号に基づいて、シンボル発生確率ＰＥを更新する更新処理を実行する（ステップＳ１８０、更新ステップ）。

次に、コンテキストブロック区分制御部１０５の動作（図７のＳ１３０〜Ｓ１６０に対応）の詳細について、図８〜図１１を用いて説明する。

ここで、図８、図９、図１０Ａ、図１０Ｂは、夫々、本実施の形態１に係るコンテキストブロック区分制御部１０５の動作の一例を示すフローチャートである。図１１の（ａ）〜（ｃ）は夫々、量子化係数が８×８、１６×１６、３２×３２の場合の量子化係数の位置関係を示した模式図である。

（動作例１）
図８において、コンテキストブロック区分制御部１０５は、先ず、信号種別情報ＳＥに基づいて係数位置を判定し、符号化対象信号である入力信号ＳＩの係数位置が、低周波数領域に対応するか、高周波数領域に対応するかを判定する（ステップＳ２０２）。

ここで、上述したように、量子化係数は、画像データが周波数変換され、量子化されて生成される信号であり、係数位置は、周波数変換された際の周波数成分と対応する。例えば、低周波数成分に対応する量子化係数は、図１１の（ａ）〜（ｃ）に示す模式図の左上に位置し、高周波数成分に対応する量子化係数は右下に位置する。より具体的には、係数位置が、例えば、直交成分を含む２×２の係数位置の何れかである場合、図１１の（ａ）〜（ｃ）に示す模式図では、ＬＦＲで示される係数位置の何れかである場合、入力信号ＳＩが低周波数成分の係数であると判定する。係数位置が、図１１の（ａ）〜（ｃ）のＬＦＲ以外で示される係数位置の何れかである場合は、入力信号ＳＩが高周波数成分の係数であると判定する。

コンテキストブロック区分制御部１０５は、入力信号ＳＩが低周波数成分に対応する係数である場合（ステップＳ２０２でＹＥＳ分岐）、ブロックサイズ別にコンテキストが設定されたコンテキストテーブルを選択し、その情報を制御信号ＣＴＲＳとして出力する。ここで、コンテキストテーブルは、低周波数成分では、係数位置で決まる条件別にインデックスｃｔｘＩｄｘを設定している。従って、結果として、コンテキスト制御部１０３では、係数位置とブロックサイズとに応じて、コンテキストが設定される（ステップＳ２０３）。

一方、コンテキストブロック区分制御部１０５は、入力信号ＳＩが、高周波数成分に対応する係数である場合（ステップＳ２０２でＮＯ分岐）、符号化対象信号の周囲条件を算出する（ステップＳ２０４）。尚、周囲条件の算出方法については、後で説明する。

引き続き、コンテキストブロック区分制御部１０５は、符号化対象信号のブロックサイズが所定サイズよりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ２０５）。

入力信号ＳＩのブロックサイズが所定サイズ、例えば、１６×１６よりも小さい場合（ステップＳ２０５でＮＯ分岐）、コンテキストブロック区分制御部１０５は、小ブロックサイズで共通のコンテキストテーブルを選択し、その情報を制御信号ＣＴＲＳとして出力する。ここで、コンテキストテーブルは、高周波数成分では、周囲条件で決まる条件別にインデックスｃｔｘＩｄｘを設定している。従って、結果として、コンテキスト制御部１０３では、周囲条件に基づき、小サイズブロック向けのコンテキストの１つが設定される（ステップＳ２０６）。

入力信号ＳＩのブロックサイズが所定サイズよりも大きい場合（ステップＳ２０５でＹＥＳ分岐）、コンテキストブロック区分制御部１０５は、大ブロックサイズで共通のコンテキストテーブルを選択し、その情報を制御信号ＣＴＲＳとして出力する。ここで、コンテキストテーブルは、高周波数成分では、周囲条件で決まる条件別にインデックスｃｔｘＩｄｘを設定している。従って、結果として、コンテキスト制御部１０３では、周囲条件に基づき、大サイズブロック向けのコンテキストの１つが設定される（ステップＳ２０７）。

ここで、Ｈ．２６４では、量子化係数は４×４と８×８しか規定されていなかったが、周波数変換のサイズとして１６×１６、３２×３２、６４×６４を選択可能とすることで、さらに符号化効率を向上させることができる。しかし、選択可能なブロックサイズを増加させると、ブロックサイズ別にコンテキストを設定する場合、コンテキストが細分化されすぎ、各コンテキストの利用頻度が相当低下する。このため、上記のような方法で、ブロックサイズが異なっていても統計的性質が同じ場合は、共通のコンテキストを使うように構成する。動作例１では、具体的には、例えば、４×４、８×８で共通の小サイズブロック向けコンテキストを利用し、１６×１６，３２×３２，６４×６４で共通の大ブロックサイズ向けコンテキストを利用するというように、大ブロックサイズと、小ブロックサイズの夫々でコンテキストを共通化するので、画像データの特徴に合わせた統計情報を用いた算術符号化処理を可能としつつ、コンテキストの利用頻度を向上させ、符号化効率を向上させることができる。なお、上記の例では、周波数変換のサイズとして、４×４、８×８、１６×１６、３２×３２、６４×６４を選択可能とした例を挙げたがこれに限らない。例えば、４×４、８×８、１６×１６、３２×３２を選択可能とした場合等、選択可能なサイズの設定は任意である。

（動作例２）
図９において、コンテキストブロック区分制御部１０５は、先ず、信号種別情報ＳＥに基づいて係数位置を判定し、符号化対象信号である入力信号ＳＩの係数位置が、低周波数領域に対応するか、高周波数領域に対応するかを判定する（ステップＳ２０２）。尚、判定方法は、動作例１と同じである。

コンテキストブロック区分制御部１０５は、入力信号ＳＩが低周波数成分に対応する係数である場合（ステップＳ２０２でＹＥＳ分岐）、ブロックサイズ別に異なるコンテキストテーブルを選択し、その情報を制御信号ＣＴＲＳとして出力する。ここで、コンテキストテーブルは、低周波数成分では、係数位置で決まる条件別にインデックスｃｔｘＩｄｘを設定している。従って、結果として、コンテキスト制御部１０３では、係数位置とブロックサイズとに応じて、コンテキストが設定される（ステップＳ２０３）。

一方、コンテキストブロック区分制御部１０５は、入力信号ＳＩが、高周波数成分に対応する係数である場合（ステップＳ２０２でＮＯ分岐）、符号化対象信号の周囲条件を算出する（ステップＳ２０４）。尚、周囲条件の算出方法については、後で説明する。

引き続き、コンテキストブロック区分制御部１０５は、符号化対象信号のブロックサイズが所定サイズよりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ２０５）。

入力信号ＳＩのブロックサイズが所定サイズ、例えば、１６×１６よりも小さい場合（ステップＳ２０５でＮＯ分岐）、コンテキストブロック区分制御部１０５は、ブロックサイズ別に異なるコンテキストテーブルを選択し、その情報を制御信号ＣＴＲＳとして出力する。即ち、４×４と８×８で異なるコンテキストテーブルを選択する。従って、コンテキスト制御部１０３では、ブロックサイズ別、条件別に、異なるコンテキストが設定される（ステップＳ２１６）。ブロックサイズが小さい場合には、細かい図柄を表現する等、異なった画像データの特徴を有することがあるため、図９のような変形例を実施することにより、さらに画像データの特徴に応じた算術符号を実行できることとなる。

入力信号ＳＩのブロックサイズが所定サイズよりも大きい場合（ステップＳ２０５でＹＥＳ分岐）、コンテキストブロック区分制御部１０５は、大ブロックサイズで共通のコンテキストテーブルを選択し、その情報を制御信号ＣＴＲＳとして出力する。即ち、１６×１６、３２×３２、６４×６４で、同じ共通のコンテキストテーブルを利用すると決定する。ここで、コンテキストテーブルは、高周波数成分では、周囲条件で決まる条件別にインデックスｃｔｘＩｄｘを設定している。従って、結果として、コンテキスト制御部１０３では、周囲条件に基づき、大サイズブロック向けのコンテキストの１つが設定される（ステップＳ２０７）。

なお、上記の例では、周波数変換のサイズとして、４×４、８×８、１６×１６、３２×３２、６４×６４を選択可能とした例を挙げたがこれに限らない。例えば、４×４、８×８、１６×１６、３２×３２を選択可能とした場合等、選択可能なサイズの設定は任意である。

（動作例３）
図１０Ａは、図９のステップＳ２０２とステップＳ２０５の順序を入れ替えたフローチャートである。図１０Ａと図９は、実質的に同じ動作を実現している。

図１０Ａにおいて、コンテキストブロック区分制御部１０５は、先ず、符号化対象信号である入力信号ＳＩのブロックサイズが所定サイズよりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ２２２、図９のステップＳ２０５に相当）。以下、所定サイズが８×８の場合を想定して説明する。

入力信号ＳＩのブロックサイズが、所定サイズよりも小さい場合（ステップＳ２２２でＮＯ分岐）、コンテキストブロック区分制御部１０５は、ブロックサイズ別に異なるコンテキストテーブルを選択し、その情報を制御信号ＣＴＲＳとして出力する。尚、本実施の形態１では、実施の形態１の概要において説明したように、小ブロックサイズの入力信号ＳＩについては、コンテキストを共通化せず、ブロックサイズ別、条件別に異なるコンテキストを設定する場合を想定している。また、小ブロックサイズでは、実質的に、全て、係数位置に応じてコンテキストが決定される。従って、結果として、コンテキスト制御部１０３では、係数位置別、ブロックサイズ別に、異なるコンテキストが設定される（ステップＳ２２３）。

一方、入力信号ＳＩのブロックサイズが所定サイズよりも大きい場合（ステップＳ２２２でＹＥＳ分岐）、コンテキストブロック区分制御部１０５は、符号化対象信号の周囲条件を算出する（ステップＳ２２４）。尚、周囲条件の算出方法については、後で説明する。

引き続き、コンテキストブロック区分制御部１０５は、係数位置により、入力信号ＳＩが、低周波数成分に対応する量子化係数であるか、高周波数成分に対応する量子化係数であるかを判断する（ステップＳ２２５、図９のステップＳ２０２に相当）。

入力信号ＳＩが、低周波数成分に対応する信号である場合（ステップＳ２２５でＹＥＳ分岐）、コンテキストブロック区分制御部１０５は、ブロックサイズ別に異なるコンテキストテーブルを選択し、その情報を制御信号ＣＴＲＳとして出力する。ここで、コンテキストテーブルは、低周波数成分では、係数位置で決まる条件別にインデックスｃｔｘＩｄｘを設定している。従って、結果として、コンテキスト制御部１０３では、係数位置とブロックサイズとに応じて、コンテキストが設定される（ステップＳ２２６）。

入力信号ＳＩが、高周波数成分に対応する信号である場合（ステップＳ２２５でＮＯ分岐）、コンテキストブロック区分制御部１０５は、大ブロックサイズで共通のコンテキストテーブルを選択し、その情報を制御信号ＣＴＲＳとして出力する。ここで、コンテキストテーブルは、高周波数成分では、周囲条件で決まる条件別にインデックスｃｔｘＩｄｘを設定している。従って、結果として、コンテキスト制御部１０３では、周囲条件に基づき、大サイズブロック向けのコンテキストの１つが設定される（ステップＳ２２７）。

なお、上記の例では、周波数変換のサイズとして、４×４、８×８、１６×１６、３２×３２、６４×６４を選択可能とした例を挙げたがこれに限らない。例えば、４×４、８×８、１６×１６、３２×３２を選択可能とした場合等、選択可能なサイズの設定は任意である。

（動作例４）
図１０Ｂは、大ブロックサイズの入力信号ＳＩについて、低周波数成分であるか高周波数成分であるかにかかわらず、共通のコンテキストを用いるように構成した場合のフローチャートを示している。

図１０Ｂにおいて、コンテキストブロック区分制御部１０５は、先ず、符号化対象信号である入力信号ＳＩのブロックサイズが所定サイズよりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ２２２、図９のステップＳ２０５に相当）。以下、所定サイズが８×８の場合を想定して説明する。

入力信号ＳＩのブロックサイズが、所定サイズよりも小さい場合（ステップＳ２２２でＮＯ分岐）、コンテキストブロック区分制御部１０５は、ブロックサイズ別に異なるコンテキストテーブルを選択し、その情報を制御信号ＣＴＲＳとして出力する。ここでは、動作例３と同様に、小ブロックサイズの入力信号ＳＩについて、コンテキストを共通化せず、ブロックサイズ別、条件別に異なるコンテキストを設定する場合を想定している。また、小ブロックサイズでは、実質的に、全て、係数位置に応じてコンテキストが決定される。従って、結果として、コンテキスト制御部１０３では、係数位置別、ブロックサイズ別に、異なるコンテキストが設定される（ステップＳ２３３）。

一方、入力信号ＳＩのブロックサイズが所定サイズよりも大きい場合（ステップＳ２２２でＹＥＳ分岐）、コンテキストブロック区分制御部１０５は、大ブロックサイズで共通のコンテキストテーブルを選択し、その情報を制御信号ＣＴＲＳとして出力する。ここで、コンテキストテーブルは、低周波数成分では、係数位置で決まる条件別に、高周波数成分では、周囲条件で決まる条件別に、インデックスｃｔｘＩｄｘを設定している。従って、結果として、コンテキスト制御部１０３では、係数位置または周囲条件に基づき、大サイズブロック向けのコンテキストの１つが設定される（ステップＳ２３４）。

尚、動作例４では、上述したように、大ブロックサイズ（動作例４では、８×８より大きい場合、例えば、１６×１６、３２×３２、６４×６４等）のみで共用する。即ち、小ブロックサイズでは、ブロックサイズ別にコンテキストを選択する。これにより、比較的変化が激しい小ブロックサイズでは、画像データの特徴に応じて、コンテキストを選択可能になる。さらに、比較的変化が少ない大サイズブロックでは、共用化することにより、シンボル発生確率の更新頻度を増加させることができ、これによって、符号化効率の向上を図ることができる。

さらに、上記の例では、周波数変換のサイズとして、４×４、８×８、１６×１６、３２×３２、６４×６４を選択可能とした例を挙げたがこれに限らない。例えば、４×４、８×８、１６×１６、３２×３２を選択可能とした場合等、選択可能なサイズの設定は任意である。

（周囲条件の算出）
図１１に基づいて、具体的に説明する。

図１１の（ａ）〜（ｃ）の図面上、左上の４×４の領域ＬＦＲは、低周波数成分の信号に対応する低周波数領域であり、上述した動作例１〜３において、ブロックサイズ別のコンテキストテーブルが選択される。ここで選択されるコンテキストテーブルでは、コンテキストを表すインデックスｃｔｘＩｄｘが、係数位置で決まる条件別に設定されており、ブロックサイズと係数位置に応じてコンテキストが決まる。

一方、それ以外の領域は、高周波数成分の信号に対応する高周波数領域である。ここで、高周波数領域は、さらに、上端部分の部分領域ＴＯＰ（右上から左下方向の斜線で囲まれた部分）、左端部分の部分領域ＬＥＦＴ（左上から右下方向の斜線で囲まれた部分）、その他の部分領域ＨＦＲ（クロスの斜線で囲まれた部分）に分ける。

周囲条件は、この３つの部分領域に分けて算出する。

先ず、部分領域ＴＯＰにおける周囲条件の算出について説明する。部分領域ＴＯＰでは、図１１の（ｄ）のＸで示される係数位置に対応する周囲条件は、隣接する係数位置ａ〜ｄの量子化係数のうち、非ゼロ係数の量子化係数の数によって決まる。この場合、周囲条件の値は０〜４の５種類となる。ここで、コンテキストは、５種類の周囲条件の夫々に別個に設定しても良いし、例えば、（０）、（１，２）、（３，４）の３つのグループに分け、グループ別に３つのコンテキストを設定しても良い。尚、グループ分けについては、別の組み合わせとしても良いし、グループ数についても任意である。

次に、部分領域ＬＥＦＴにおける周囲条件の算出について説明する。部分領域ＬＥＦＴでは、図１１の（ｅ）のＸで示される係数位置に対応する周囲条件は、隣接する係数位置ｅ〜ｆの量子化係数のうち、非ゼロ係数の量子化係数の数によって決まる。この場合、周囲条件の値は０〜４の５種類となる。部分領域ＴＯＰの場合と同様に、コンテキストは、５種類の周囲条件の夫々に別個に設定しても良いし、（０）、（１，２）、（３，４）の３つのグループに分け、グループ別に３つのコンテキストを設定しても良い。尚、グループ分けについては、別の組み合わせとしても良いし、グループ数についても任意である。

引き続き、部分領域ＨＦＲにおける周囲条件の算出について説明する。部分領域ＨＦＲでは、図１１の（ｆ）のＸで示される係数位置に対応する周囲条件は、隣接する係数位置ｉ〜ｓの量子化係数のうち、非ゼロ係数の量子化係数の数によって決まる。この場合、周囲条件の値は０〜１１の１２種類となる。部分領域ＴＯＰ及び部分領域ＬＥＦＴの場合と同様に、コンテキストは、１２種類の周囲条件の夫々に別個に設定しても良いし、（０）、（１，２）、（３，４）（５，６）、（７，８，９，１０，１１）の５つのグループに分け、グループ別に５つのコンテキストを設定しても良い。尚、グループ分けについては、別の組み合わせとしても良いし、グループ数についても任意である。

上述した方法により算出される周囲条件は、隣接する係数位置の非ゼロ係数の数で共通して表されるため、ブロックサイズに依存せず、異なるブロックサイズであっても、正しく統計情報を取得することができる。このため、コンテキストをブロックサイズにかかわらず共通化することでき、少ないコンテキストの数で、符号化効率を向上することができる。

尚、ここでのコンテキストの組み合わせの情報を、ビットストリームの先頭（ストリームヘッダ）に記録していてもよい。このようにすることで、画像の特徴によって、コンテキストの組み合わせを変えることができ、さらなる符号化効率を向上することが期待できる。

尚、ブロックサイズが異なる場合に同一のコンテキストを用いるかどうかを示す情報を、ビットストリームの先頭（ストリームヘッダ）に記録していてもよい。このようにすることで、画像データの特徴によって、コンテキストの組み合わせを変えることができ、さらなる符号化効率を向上することが期待できる。

尚、前記ヘッダに記録する単位は、スライス、ピクチャに対応する単位としてもよい。この場合、ストリーム単位に記録する場合と比べて、より細かく制御することができるため、さらなる符号化効率の向上が期待できる。

（コンテキストブロック区分制御部の変形例）
本実施の形態１では、小ブロックサイズ及び大ブロックサイズの低周波数成分の入力信号ＳＩについては、異なるコンテキストを設定し、大ブロックサイズの高周波数成分の入力信号ＳＩについては、コンテキストを共通化する場合について説明したが、大ブロックサイズの場合に、画像データを、同一サイズのサブブロック（小ブロックサイズ）に分割し（分割ステップに相当）、サブブロックの夫々に対して、当該小ブロックサイズのコンテキストテーブルを設定するように構成しても良い。即ち、サブブロックと、当該サブブロックと同じサイズの小ブロックサイズとで、コンテキストが共通化される。

より具体的には、例えば、１６×１６の大ブロックサイズを、１６個の４×４のサブブロックに分割し、４×４の小ブロックサイズで用いられるコンテキストを、夫々のサブブロックの算術符号化処理に適用する。

この場合、２値化部１０１は、サブブロック毎に２値化処理を実行して２値信号を生成し、２値算術符号化器１０４は、サブブロックの２値信号に対して、算術符号化処理を行う。

このように構成すれば、大ブロックサイズに対して、小ブロックサイズと同じコンテキストテーブルを利用でき、結果として、大ブロックサイズと小ブロックサイズの間で、コンテキストを共通化できる。

（画像符号化装置の全体構成）
上述した本実施の形態１に係る算術符号化部１００は、画像データを圧縮符号化する画像符号化装置に備えられる。

画像符号化装置２００は、画像データを圧縮符号化する。例えば、画像符号化装置２００には、画像データがブロック毎に入力信号として入力される。画像符号化装置２００は、入力された入力信号に対し、変換、量子化及び可変長符号化を行うことで、符号化信号を生成する。

ここで、図１２は、本実施の形態１に係る算術符号化部１００を備える画像符号化装置２００の構成の一例を示すブロック図である。図１２に示すように、画像符号化装置２００は、減算器２０５と、変換・量子化部２１０と、エントロピー符号化部２２０（図３の算術符号化部１００に相当）と、逆量子化・逆変換部２３０と、加算器２３５と、デブロッキングフィルタ２４０と、メモリ２５０と、イントラ予測部２６０と、動き検出部２７０と、動き補償部２８０と、イントラ／インター切換スイッチ２９０とを備える。

画像符号化装置２００には、画像データがブロック毎に入力信号として入力される。

減算器２０５は、入力信号と予測信号との差分、すなわち、予測誤差を算出する。

変換・量子化部２１０は、空間領域の予測誤差を変換することで、周波数領域の変換係数を生成する。例えば、変換・量子化部２１０は、予測誤差にＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換を行うことで、変換係数を生成する。さらに、変換・量子化部２１０は、変換係数を量子化することで、量子化係数を生成する（周波数変換ステップに相当）。

エントロピー符号化部２２０は、上述した図３に示す算術符号化部１００で構成され、量子化係数を可変長符号化することで、符号化信号を生成する。また、エントロピー符号化部２２０は、動き検出部２７０によって検出された動きデータ（例えば、動きベクトル）を符号化し、符号化信号に含めて出力する。より具体的には、エントロピー符号化部２２０を構成する算術符号化部１００は、入力信号ＳＩとして量子化係数を受け付け、量子化係数を２値化及び算術符号化する。また、信号種別情報ＳＥは、量子化係数の係数位置に加え、図１２に示す動きデータや、後述するイントラ予測部２６０が用いたイントラ予測方向等を示す情報である。

逆量子化・逆変換部２３０は、変換・量子化部２１０から出力された量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。さらに、逆量子化・逆変換部２３０は、復元した変換係数を逆変換することで、予測誤差を復元する。尚、復元された予測誤差は、量子化により情報が失われているので、減算器２０５が生成する予測誤差とは一致しない。すなわち、復元された予測誤差は、量子化誤差を含んでいる。

加算器２３５は、復元された予測誤差と予測信号とを加算することで、ローカル復号画像を生成する。

デブロッキングフィルタ２４０は、生成されたローカル復号画像にデブロッキングフィルタ処理を行う。

メモリ２５０は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ２５０は、デブロッキングフィルタ処理が施されたローカル復号画像を格納する。

イントラ予測部２６０は、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部２６０は、加算器２３５によって生成されたローカル復号画像における、符号化対象ブロック（入力信号）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。

動き検出部２７０は、入力信号と、メモリ２５０に格納された参照画像との間の動きデータ（例えば、動きベクトル）を検出する。

動き補償部２８０は、検出された動きデータに基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。

イントラ／インター切換スイッチ２９０は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として減算器２０５及び加算器２３５に出力する。

以上の構成により、本実施の形態１に係る画像符号化装置２００は、画像データを圧縮符号化する。

本実施の形態１に係る画像符号化装置及び画像符号化方法では、算術符号化部１００を、ブロックサイズが異なる場合でも、同じ統計的性質の画像データについては、同じコンテキストを適用するように構成したので、コンテキストの数を削減してメモリサイズを縮小できる。さらに、また、一般的に、１６×１６以上の大ブロックサイズの発生頻度は、４×４や８×８等の小ブロックサイズの発生頻度より少ない。このため、発生頻度の少ない大ブロックサイズでコンテキストを共通に利用することで、シンボル発生確率ＰＥの精度の低い区分に対する精度向上を図ることができる。即ち、シンボル発生確率ＰＥ全体で、より適切に統計情報を反映させることができるので、符号化効率を高めることができる。

（実施の形態２）
本発明に係る画像復号方法及び画像復号装置の実施の形態２について、図１３〜図１６を基に説明する。

本発明に係る画像復号方法は、符号化画像データの復号対象信号に対し、可変長復号（例えば、エントロピー復号）、逆量子化・逆変換、予測等で構成される復号処理のうち、特に、エントロピー復号の一例としての算術復号方法に関するものである。また、本発明に係る画像復号装置は、上記算術復号方法を実行する算術復号部（エントロピー復号部）、変換・量子化部、予測部を備えて構成されている。尚、画像復号装置の全体構成については、後で詳述する。

（実施の形態２の概要）
先ず、本実施の形態２における算術復号方法及び算術復号部の概要について説明する。尚、ここでは、実施の形態１と同様に、変換・量子化により生成された周波数成分別の量子化係数がゼロであるか、非ゼロであるかを示す信号が、入力ストリームＩＳとして算術復号部に入力される場合について説明する。

本実施の形態２では、実施の形態１で説明したように、大ブロックサイズの高周波数成分の入力ストリームＩＳについては、統計的性質が同じになるため、ブロックサイズが異なっていても、同じ条件に設定されるコンテキストを、一部または全部共通化し、大ブロックサイズの低周波数成分の入力ストリームＩＳ及び小ブロックサイズの入力ストリームＩＳについては、条件が同じであっても、コンテキストを共通化せず、ブロックサイズ別、条件別に異なるコンテキストを設定する。

これにより、実施の形態１により符号化効率を向上させた符号化画像データを適切に復号することができる。

尚、実施の形態１において、大ブロックサイズの入力ストリームＩＳについて、低周波数成分であるか高周波数成分であるかにかかわらず、共通のコンテキストを用いるように構成した場合は、本実施の形態２における画像復号方法及び画像復号装置においても、大ブロックサイズの入力ストリームＩＳについて、共通のコンテキストを用いるように構成しても良い。コンテキストを共通化する対象の選択方法は、実施の形態１における画像符号化方法及び画像符号化装置における選択方法に応じて設定するのが好ましい。

（実施の形態２における算術復号部の構成）
次に、本実施の形態２の算術復号方法を行う算術復号部の構成について説明する。

ここで、図１３は、本実施の形態２における算術復号部３００の構成の一例を示すブロック図である。

図１３に示すように、算術復号部３００は、２値算術復号器３０１と、シンボル発生確率格納部３０２と、コンテキスト制御部３０３と、多値化部３０４と、コンテキストブロック区分制御部３０５とを備える。

算術復号部３００は、符号化画像データの復号対象信号である入力ストリームＩＳに対し、算術復号処理を実行することで、符号化画像データを復元して出力する。算術復号部３００には、本実施の形態２では、入力ストリームＩＳと、入力ストリームＩＳの種別を示す信号種別情報ＳＥと、入力ストリームＩＳのブロックサイズを示すブロックサイズ信号ＢＬＫＳが入力される。

本実施の形態２の入力ストリームＩＳは、本実施の形態１の算術符号化部１００から出力される信号ＯＢである場合を想定している。

また、信号種別情報ＳＥは、符号化画像データの復号対象信号である入力ストリームＩＳの性質を示す情報である。具体的には、本実施の形態２の信号種別情報ＳＥは、実施の形態１に係る信号種別情報ＳＥと同じであり、ここでは、係数位置及び周囲条件である場合を想定して説明する。尚、信号種別情報ＳＥは、動きデータや、後述する図１６に示す画像復号装置４００のイントラ予測部４５０が用いるイントラ予測方向等を示す情報であっても良い。

尚、本実施の形態２では、本実施の形態１と同様に、ブロックサイズに応じたコンテキストを設定することを想定しているため、ブロックサイズ信号ＢＬＫＳを受け付ける構成としているが、画像データの他の特徴に応じてコンテキストを設定する場合には、当該ブロックサイズ信号ＢＬＫＳを用いない構成としても良い。

２値算術復号器３０１は、入力ストリームＩＳに対し、後述するコンテキスト制御部３０３によってシンボル発生確率格納部３０２から読み出された、復号確率情報であるシンボル発生確率ＰＥを用いて、算術復号処理を行い、２値信号ＯＢＩＮを生成する。

シンボル発生確率格納部３０２は、不揮発性メモリ等で構成される記憶部であり、信号情報テーブル、及び、複数のコンテキストテーブルを記憶している。シンボル発生確率格納部１０２は、図示しないが、さらに、確率情報ｐＳｔａｔｅＩｄｘに対応するシンボル発生確率ＰＥの値を示す発生確率テーブルを保持している。

信号情報テーブルは、図４に示す従来の信号情報テーブルと同じであり、インデックスｃｔｘＩｄｘ、発生確率ｐＳｔａｔｅＩｄｘ、シンボルｖａｌＭＰＳが対応付けて記憶されている。尚、実施の形態１と同様に、信号情報テーブルとして、コンテキストｃｔｘＩｄｘとシンボル発生確率ＰＥの値とを直接対応付けたテーブルを用いてもよい。

コンテキストテーブルは、本実施の形態１と同様に、条件に応じてコンテキストｃｔｘＩｄｓを設定した複数のテーブルで構成される。コンテキストテーブルの詳細は、実施の形態１と同様である。

コンテキスト制御部３０３は、２値算術復号器３０１で用いるシンボル発生確率ＰＥを特定するコンテキスト制御処理と、シンボル発生確率格納部３０２のシンボル発生確率ＰＥを更新する更新処理を実行する。

コンテキスト制御部３０３によるコンテキスト制御処理について説明する。コンテキスト制御部３０３は、後述するコンテキストブロック区分制御部３０５から出力される制御信号ＣＴＲＳを取得し、シンボル発生確率格納部３０２のコンテキストテーブルのうち、どのテーブルを利用するかを取得する。さらに、コンテキスト制御部３０３は、シンボル発生確率格納部３０２の特定されたテーブルを参照し、信号種別情報ＳＥによって特定される条件に対応するコンテキストｃｔｘＩｄｘを特定する。

引き続き、コンテキスト制御部３０３は、信号情報テーブルを参照して、インデックスｃｔｘＩｄｘに対応する発生確率ｐＳｔａｔｅＩｄｘを取得する。コンテキスト制御部３０３は、発生確率ｐＳｔａｔｅＩｄｘに基づいて、シンボル発生確率格納部３０２に格納されている発生確率テーブルから、２値算術復号器３０１で用いるシンボル発生確率ＰＥを特定する。さらに、コンテキスト制御部３０３は、特定したシンボル発生確率ＰＥを、シンボル発生確率格納部３０２から２値算術復号器３０１に出力させる。

引き続き、コンテキスト制御部３０３による更新処理について説明する。コンテキスト制御部３０３による更新処理は、Ｈ．２６４規格に基づいて行う。具体的には、コンテキスト制御部３０３は、入力ストリームＩＳに基づいて、新たなシンボル発生確率ＰＥとシンボルｖａｌＭＰＳとを導出する。コンテキスト制御部３０３は、シンボル発生確率格納部３０２に記憶された信号情報テーブルにおいて、コンテキスト制御処理で特定したコンテキストｃｔｘＩｄｘに対応する発生確率ｐＳｔａｔｅＩｄｘの値を、新たなシンボル発生確率ＰＥに対応する値に置き換える。

多値化部３０４は、２値算術復号器３０１によって生成された２値信号ＯＢＩＮを多値化することで、画像データを復元する。尚、多値化の方式は、信号種別情報ＳＥに基づいて決定される。

コンテキストブロック区分制御部３０５は、本実施の形態２では、本実施の形態１と同様に、ブロックサイズ信号ＢＬＫＳ及び信号種別情報ＳＥに基づいて、シンボル発生確率格納部３０２のコンテキストテーブルのうち、どのテーブルを利用するかを決定し、決定したテーブルを示す制御信号ＣＴＲＳを生成して、コンテキスト制御部１０３に出力する。

（実施の形態２における処理手順）
次に、本実施の形態２における算術復号部３００による算術復号方法の処理手順について説明する。

ここで、図１４は、本発明に係る画像復号方法の処理手順を示すフローチャートである。本発明に係る画像復号方法は、符号化画像データの復号対象信号を取得する復号対象信号取得ステップ（ステップＳ５０１）と、複数のコンテキストから、復号対象信号のコンテキストを選択するコンテキスト選択ステップ（ステップＳ５０２）と、コンテキスト選択ステップで選択したコンテキストに対応付けられた復号確率情報を用いて、復号対象信号を算術復号することで、２値信号を生成する算術復号ステップ（ステップＳ５０３）と、２値信号を多値化することで、画像データを復元する多値化ステップ（ステップＳ５０４）と、２値信号に基づいて、コンテキスト選択ステップで選択したコンテキストに対応付けられた復号確率情報を更新する更新ステップ（ステップＳ５０５）と、を含み、コンテキスト選択ステップでは、復号対象信号のコンテキストを、異なる処理単位サイズの復号対象信号と共通に選択するように構成されている。

図１５は、本実施の形態２に係る算術復号方法の処理手順の概要をより詳細に示すフローチャートである。尚、図１５のフローチャートは、１つの入力ストリームＳＩ（復号対象信号）に対する算術復号処理を示している。

図１５に示すように、算術復号処理が開始されると、コンテキストブロック区分制御部３０５は、ブロックサイズ信号ＢＬＫＳに基づいて、復号対象信号のブロックサイズを取得する（ステップＳ３０１）。

次に、コンテキストブロック区分制御部３０５は、ステップＳ３０１で取得したブロックサイズと、信号種別情報ＳＥに基づいて、ブロックサイズ共通のコンテキストを使うか否かを判断する（ステップＳ３０２）。

コンテキストブロック区分制御部３０５は、ブロックサイズ別のコンテキストを使うと判断した場合（ステップＳ３０２でＮＯ分岐）、ブロックサイズ別のコンテキストが設定されたテーブルを選択し、当該テーブルを示す制御信号ＣＴＲＳをコンテキスト制御部３０３に対して出力する（ステップＳ３０３）。

一方、コンテキストブロック区分制御部３０５は、ブロックサイズ共通のコンテキストを使うと判断した場合（ステップＳ３０２でＹＥＳ分岐）、シンボル発生確率格納部１０２のコンテキストテーブルのうち、ブロックサイズ共通のコンテキストが設定されたテーブルを選択し、当該テーブルを示す制御信号ＣＴＲＳを、コンテキスト制御部３０３に対して出力する（ステップＳ３０４）。

尚、コンテキストブロック区分制御部３０５の詳細動作は、実施の形態１の動作例１〜３と同じである。

コンテキスト制御部３０３は、制御信号ＣＴＲＳに基づいて、シンボル発生確率格納部３０２に格納されるコンテキストテーブルのうち、入力ストリームＩＳに対応するコンテキストテーブルを決定する（ステップＳ３０５）。

コンテキスト制御部３０３は、選択したコンテキストテーブルを参照し、信号種別情報ＳＥによって決まる条件に基づいて、コンテキストｃｔｘＩｄｘを特定する（ステップＳ３０２からここまでがコンテキスト選択ステップに相当、また、コンテキストブロック区分制御部３０５とコンテキスト制御部３０３の当該ステップを実行する部分がコンテキスト選択制御部に相当）。さらに、信号情報テーブル及び発生確率テーブルを参照して、コンテキストｃｔｘＩｄｘに対応するシンボル発生確率ＰＥを特定し、シンボル発生確率格納部３０２から読み出して、２値算術復号器３０１に出力する。

２値算術復号器３０１は、入力ストリームＩＳの復号対象信号を取得し（復号対象信号取得ステップ）、コンテキスト制御部３０３によって特定されたシンボル発生確率ＰＥ（復号確率情報）を取得する。２値算術復号器３０１は、Ｈ．２６４規格に従い、取得したシンボル発生確率ＰＥ（復号確率情報）を用いて、復号対象信号に対し、算術復号処理を実行することで、出力２値信号ＯＢＩＮを生成する（ステップＳ３０６、算術復号ステップ）。

コンテキスト制御部３０３は、２値算術復号器３０１によって生成された２値信号ＯＢＩＮに基づいて、シンボル発生確率ＰＥを更新する更新処理を実行する（ステップＳ３０７、更新ステップ）。更新処理の実行手順は、実施の形態１における更新処理と同じである。

多値化部３０４は、２値信号ＯＢＩＮを多値化することで、画像データを復元する（ステップＳ３０８、多値化ステップ）。

（コンテキストブロック区分制御部の変形例）
例えば、実施の形態１の算術符号化方法及び算術符号化装置において、大ブロックサイズを、同一サイズのサブブロック（小ブロックサイズ）に分割し、サブブロックの夫々に対して、当該小ブロックサイズのコンテキストを用いるように構成した場合は、本実施の形態２の算術復号方法及び算術復号装置においても、大ブロックサイズを、同一サイズのサブブロック（小ブロックサイズ）に分割し、サブブロックの夫々に対して、当該小ブロックサイズのコンテキストを用いるように構成することが好適である。

より具体的には、例えば、算術符号化装置において、１６×１６の大ブロックサイズを１６個の４×４のサブブロックに分割して算術符号化処理を実行した場合は、４×４の小ブロックサイズに用いられるコンテキストを、夫々のサブブロックの算術復号処理に適用する。

この場合、算術復号部３００は、サブブロック毎に算術復号処理を実行し、複数のサブブロックを大ブロックサイズに復元して、逆量子化・逆変換部４２０に出力する。

このように構成すれば、大ブロックサイズに対して、小ブロックサイズと同じコンテキストテーブルを利用でき、結果として、大ブロックサイズと小ブロックサイズの間で、コンテキストを共通化できる。

（画像復号装置の全体構成）
上述した本実施の形態２に係る算術復号部３００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する画像復号装置に備えられる。

画像復号装置４００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する。例えば、画像復号装置４００には、符号化画像データがブロック毎に復号対象信号として入力される。画像復号装置４００は、入力された復号対象信号に対し、可変長復号、逆量子化及び逆変換を行うことで、画像データを復元する。

ここで、図１６は、本発明の実施の形態２に係る画像復号装置４００の構成の一例を示すブロック図である。図１６に示すように、画像復号装置４００は、エントロピー復号部４１０と、逆量子化・逆変換部４２０と、加算器４２５と、デブロッキングフィルタ４３０と、メモリ４４０と、イントラ予測部４５０と、動き補償部４６０と、イントラ／インター切換スイッチ４７０とを備える。

画像復号装置４００には、符号化画像データがブロック毎に入力信号（入力ストリームＩＳ）として入力される。

エントロピー復号部４１０は、上述した図１３に示す算術復号部３００で構成され、入力信号（入力ストリームＩＳ）を算術復号及び多値化することにより可変長復号を行い、量子化係数を復元する。尚、ここで、入力信号（入力ストリームＩＳ）は、復号対象信号であり、符号化画像データのブロック毎のデータに相当する。また、エントロピー復号部４１０は、入力信号から動きデータを取得し、取得した動きデータを動き補償部４６０に出力する。

逆量子化・逆変換部４２０は、エントロピー復号部４１０によって復元された量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。さらに、逆量子化・逆変換部４２０は、復元した変換係数を逆変換することで、予測誤差を復元し、加算器４２５に出力する。

加算器４２５は、逆量子化・逆変換部４２０により復元された予測誤差と、後述する予測信号とを加算することで、復号画像を生成し、デブロッキングフィルタ４３０とイントラ予測部４５０に出力する。

デブロッキングフィルタ４３０は、加算器４２５により生成された復号画像に対し、デブロッキングフィルタ処理を行う。デブロッキングフィルタ処理された復号画像は、復号信号として出力される。

メモリ４４０は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ４４０は、デブロッキングフィルタ処理が施された復号画像を格納する。

イントラ予測部４５０は、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部４５０は、加算器４２５によって生成された復号画像における、復号対象ブロック（入力信号）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。

動き補償部４６０は、エントロピー復号部４１０から出力された動きデータに基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。

イントラ／インター切換スイッチ４７０は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として加算器４２５に出力する。

以上の構成により、本実施の形態２に係る画像復号装置４００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する。

尚、実施の形態１において、出力信号ＯＢのビットストリームの先頭（ストリームヘッダ）に、ブロックサイズが異なっていても共通のコンテキストを用いるかどうかを示す情報を記録するように構成し、本実施の形態２におけるエントロピー復号部４１０において、当該情報を信号種別情報ＳＥとして取得し、ブロックサイズ別のコンテキストテーブルを用いるか、共通のコンテキストテーブルを用いるかを判定するように構成しても良い。尚、ストリームヘッダに記録する単位は、スライス、ピクチャに対応する単位であっても、同様に復号できる。

以上のように、本実施の形態２に係る画像復号装置及び画像復号方法によれば、実施の形態１の算術符号化部１００と同様に、エントロピー復号部４１０（算術復号部３００）を、ブロックサイズが異なる場合でも、同じ統計的性質の画像データについては、同じコンテキストを適用するように構成したので、実施の形態１により符号化された符号化画像データを、より適切に正しく復号することができる。従って、本発明の実施の形態２に係る画像復号装置及び画像復号方法においても、コンテキストの数を削減し、発生確率の低いシンボル発生確率ＰＥの更新頻度を増加させ、シンボル発生確率ＰＥの精度を向上させて、符号化効率を高めることができる。

また、実施の形態１の画像符号化装置と、実施の形態２の画像復号装置の両方を備えて、画像符号化復号装置として構成するのも好適である。

（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１７は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex１０６、ex１０７、ex１０８、ex１０９、ex１１０が設置されている。

このコンテンツ供給システムex１００は、インターネットex１０１にインターネットサービスプロバイダex１０２及び電話網ex１０４、及び基地局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等の各機器が接続される。

しかし、コンテンツ供給システムex１００は図１７のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。

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

コンテンツ供給システムex１００では、カメラex１１３等が基地局ex１０９、電話網ex１０４を通じてストリーミングサーバex１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラex１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い（即ち、本発明の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及び／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、ハードディスク等）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化・復号化処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ex１１４がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ex１１４が有するＬＳＩex５００で符号化処理されたデータである。

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

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

なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図１８に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データ等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１９は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法及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、及び外部出力ができる構成として説明したが、これらの処理を行うことはできず、上記受信、復号化処理、外部出力のみが可能な構成であってもよい。

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

一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図２０に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報及び記録メディアex２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex４０５は記録メディアex２１５を回転させる。サーボ制御部ex４０６は、ディスクモータex４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドex４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex４０７は、情報再生／記録部ex４００全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex４０７が、バッファex４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex４０２、再生復調部ex４０３、サーボ制御部ex４０６を協調動作させながら、光ヘッドex４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex４０７は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。

以上では、光ヘッドex４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。

図２１に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。

以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したり等、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。

また、デジタル放送用システムex２００において、アンテナex２０５を有する車ex２１０で衛星ex２０２等からデータを受信し、車ex２１０が有するカーナビゲーションex２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex２１１の構成は例えば図１９に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。

図２２Ａは、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法及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、または同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ex３６４を備える。

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

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

携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理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。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及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及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、または映像及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等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等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等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等を多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。

図２３は、多重化データの構成を示す図である。図２３に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像及び副映像を、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等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の等の方式で符号化されている。

多重化データに含まれる各ストリームはＰＩＤによって識別される。例えば、映画の映像に利用するビデオストリームには０ｘ１０１１が、オーディオストリームには０ｘ１１００から０ｘ１１１Ｆまでが、プレゼンテーショングラフィックスには０ｘ１２００から０ｘ１２１Ｆまでが、インタラクティブグラフィックスストリームには０ｘ１４００から０ｘ１４１Ｆまでが、映画の副映像に利用するビデオストリームには０ｘ１Ｂ００から０ｘ１Ｂ１Ｆまで、主音声とミキシングする副音声に利用するオーディオストリームには０ｘ１Ａ００から０ｘ１Ａ１Ｆが、それぞれ割り当てられている。

図２４は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６及びex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７及び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及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及びex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３及びex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。

図２５は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図２５における第１段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第２段目は、ＰＥＳパケット列を示す。図２５の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，ｙｙ３，ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）が格納される。

図２６は、多重化データに最終的に書き込まれるＴＳパケットの形式を示している。ＴＳパケットは、ストリームを識別するＰＩＤ等の情報を持つ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）等の情報が記載される。ＡＴＳは当該ＴＳパケットのデコーダのＰＩＤフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図２６下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。

また、多重化データに含まれるＴＳパケットには、映像・音声・字幕等の各ストリーム以外にもＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）、ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｍａｐ Ｔａｂｌｅ）、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）等がある。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・字幕等の各ストリームの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等がある。ＰＣＲは、ＡＴＳの時間軸であるＡＴＣ（Ａｒｒｉｖａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）とＰＴＳ・ＤＴＳの時間軸であるＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）の同期を取るために、そのＰＣＲパケットがデコーダに転送されるＡＴＳに対応するＳＴＣ時間の情報を持つ。

図２７はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さ等を記した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等が、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等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、アスペクト比等）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。

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

多重化データ情報ファイルは、図２８に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。

多重化データ情報は図２８に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのＰＩＤフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるＡＴＳの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのＰＴＳであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのＰＴＳに１フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。

ストリーム属性情報は図２９に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるか等の情報を持つ。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等の情報を持つ。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等に利用される。

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

また、本実施の形態における動画像復号化方法のステップを図３０に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１等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及び装置、動画像復号化方法及び装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図３１に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。

例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分ける等され信号処理部ex５０７に送られ、信号処理部ex５０７において音声信号の符号化及び／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等の処理を行い、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等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等の動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図３２は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。

より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図３１のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１、及び、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図３１の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態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等を識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図３４のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。

図３３は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１等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等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等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等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、携帯電話等、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等の規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図３５Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償等の処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明は、エントロピー符号化に特徴を有していることから、例えば、エントロピー符号化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３５Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。

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

本発明に係る画像符号化方法、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は、例えば、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、デジタルビデオカメラ等の高解像度の情報表示機器や撮像機器などに利用可能である。

１０ 算術符号化部
１１ ２値化部
１２ シンボル発生確率格納部
１３ コンテキスト制御部
１４ ２値算術符号化器
１００ 算術符号化部
１０１ ２値化部
１０２ シンボル発生確率格納部
１０３ コンテキスト制御部
１０４ ２値算術符号化器
１０５ コンテキストブロック区分制御部
２００ 画像符号化装置
２０５ 減算器
２１０ 変換・量子化部
２２０ エントロピー符号化部
２３０ 逆量子化・逆変換部
２３５ 加算器
２４０ デブロッキングフィルタ
２５０ メモリ
２６０ イントラ予測部
２７０ 動き検出部
２８０ 動き補償部
２９０ イントラ／インター切換スイッチ
３００ 算術復号部
３０１ ２値算術復号器
３０２ シンボル発生確率格納部
３０３ コンテキスト制御部
３０４ 多値化部
３０５ コンテキストブロック区分制御部
４００ 画像復号装置
４１０ エントロピー復号部
４２０ 逆量子化・逆変換部
４２５ 加算器
４３０ デブロッキングフィルタ
４４０ メモリ
４５０ イントラ予測部
４６０ 動き補償部
４７０ イントラ／インター切換スイッチ
ｅｘ１００ コンテンツ供給システム
ｅｘ１０１ インターネット
ｅｘ１０２ インターネットサービスプロバイダ
ｅｘ１０３ ストリーミングサーバ
ｅｘ１０４ 電話網
ｅｘ１０６、ｅｘ１０７、ｅｘ１０８、ｅｘ１０９、ｅｘ１１０ 基地局
ｅｘ１１１ コンピュータ
ｅｘ１１２ ＰＤＡ
ｅｘ１１３、ｅｘ１１６ カメラ
ｅｘ１１４ カメラ付デジタル携帯電話（携帯電話）
ｅｘ１１５ ゲーム機
ｅｘ１１７ マイク
ｅｘ２００ デジタル放送用システム
ｅｘ２０１ 放送局
ｅｘ２０２ 放送衛星（衛星）
ｅｘ２０３ ケーブル
ｅｘ２０４、ｅｘ２０５、ｅｘ６０１ アンテナ
ｅｘ２１０ 車
ｅｘ２１１ カーナビゲーション（カーナビ）
ｅｘ２１２ 再生装置
ｅｘ２１３、ｅｘ２１９ モニタ
ｅｘ２１４、ｅｘ２１５、ｅｘ２１６、ｅｘ６０７ 記録メディア
ｅｘ２１７ セットトップボックス（ＳＴＢ）
ｅｘ２１８ リーダ／レコーダ
ｅｘ２２０ リモートコントローラ
ｅｘ２３０ 情報トラック
ｅｘ２３１ 記録ブロック
ｅｘ２３２ 内周領域
ｅｘ２３３ データ記録領域
ｅｘ２３４ 外周領域
ｅｘ３００ テレビ
ｅｘ３０１ チューナ
ｅｘ３０２ 変調／復調部
ｅｘ３０３ 多重／分離部
ｅｘ３０４ 音声信号処理部
ｅｘ３０５ 映像信号処理部
ｅｘ３０６、ｅｘ５０７ 信号処理部
ｅｘ３０７ スピーカ
ｅｘ３０８、ｅｘ６０２ 表示部
ｅｘ３０９ 出力部
ｅｘ３１０、ｅｘ５０１ 制御部
ｅｘ３１１、ｅｘ５０５、ｅｘ７１０ 電源回路部
ｅｘ３１２ 操作入力部
ｅｘ３１３ ブリッジ
ｅｘ３１４、ｅｘ６０６ スロット部
ｅｘ３１５ ドライバ
ｅｘ３１６ モデム
ｅｘ３１７ インタフェース部
ｅｘ３１８、ｅｘ３１９、ｅｘ３２０、ｅｘ３２１、ｅｘ４０４、ｅｘ５０８ バッファ
ｅｘ４００ 情報再生／記録部
ｅｘ４０１ 光ヘッド
ｅｘ４０２ 変調記録部
ｅｘ４０３ 再生復調部
ｅｘ４０５ ディスクモータ
ｅｘ４０６ サーボ制御部
ｅｘ４０７ システム制御部
ｅｘ５００ ＬＳＩ
ｅｘ５０２ ＣＰＵ
ｅｘ５０３ メモリコントローラ
ｅｘ５０４ ストリームコントローラ
ｅｘ５０６ ストリームＩ／Ｏ
ｅｘ５０９ ＡＶ Ｉ／Ｏ
ｅｘ５１０ バス
ｅｘ６０３ カメラ部
ｅｘ６０４ 操作キー
ｅｘ６０５ 音声入力部
ｅｘ６０８ 音声出力部
ｅｘ８０１ 復号処理部
ｅｘ８０２ 復号処理部
ｅｘ８０３ 駆動周波数切替え部

Claims (2)

1. 互いに異なるサイズの複数の処理単位を含む符号化画像データを復号する復号方法であって、
   前記符号化画像データの処理単位に含まれる復号対象信号を取得する復号対象信号取得ステップと、
   複数のコンテキストセットから、前記復号対象信号のコンテキストセットを選択するコンテキストセット選択ステップと、
   前記コンテキストセット選択ステップで選択した前記コンテキストセットに対応付けられた復号確率情報を用いて、前記復号対象信号を算術復号することで、２値信号を生成する算術復号ステップと、
   前記２値信号に基づいて、前記符号化画像データを復号する復号ステップと、
   前記２値信号に基づいて、前記コンテキストセット選択ステップで選択した前記コンテキストセットに対応付けられた前記復号確率情報を更新する更新ステップと、を含み、
   前記コンテキストセット選択ステップでは、
   前記処理単位のサイズが、１６×１６、または、３２×３２の場合には、共通の前記コンテキストセットを選択し、
   前記処理単位のサイズが１６×１６よりも小さい場合には、前記処理単位のサイズ別に異なる前記コンテキストセットを選択する、
   復号方法。
2. 互いに異なるサイズの複数の処理単位を含む符号化画像データを復号する復号装置であって、
   複数のコンテキストセットを記憶した記憶部と、
   前記複数のコンテキストセットから、前記符号化画像データの処理単位に含まれる復号対象信号のコンテキストセットを選択するコンテキストセット選択制御部と、
   前記コンテキストセット選択制御部で選択した前記コンテキストセットに対応付けられた復号確率情報を特定する復号確率情報特定処理を実行するコンテキストセット制御部と、
   前記復号対象信号を取得し、前記コンテキストセット制御部で特定した前記復号確率情報を用いて、前記復号対象信号を算術復号することで、２値信号を生成する算術復号部と、
   前記２値信号に基づいて、前記符号化画像データを復号する復号部と、を備え、
   前記コンテキストセット制御部は、前記２値信号に基づいて、前記コンテキストセット制御部で特定した前記復号確率情報を更新する更新処理を実行し、
   前記コンテキストセット選択制御部は、
   前記処理単位のサイズが、１６×１６、または、３２×３２の場合には、共通の前記コンテキストセットを選択し、
   前記処理単位のサイズが１６×１６よりも小さい場合には、前記処理単位のサイズ別に異なる前記コンテキストセットを選択する、
   復号装置。

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