JP6222576B2 - 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、および画像符号化復号装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像信号を並列演算処の効用をより高めることができる符号化方法および復号方法などに関するものである。

Ｈ．２６ｘと称されるＩＴＵ−Ｔ規格やＭＰＥＧ−ｘと称されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格に代表される従来の画像符号化方式（例えば、非特許文献１参照）においては、１枚の画像信号を画面全体にラスタスキャンして処理した順番において、スライスと呼ばれる単位に分割し、その分割単位で符号化を行うことができる。

さらに新しい規格として検討されているＨＥＶＣ方式（例えば、非特許文献２参照）においては、さらに１枚の画像信号を、画面全体を矩形に分割する形状で分割し、その分割した矩形に分割した中でラスタスキャンして処理するというタイル方式も考えられており、このタイル方式は、垂直方法に画面を分割することが可能となるため、ラインメモリを削減することができる。

例えば、図１では、実線で囲われた部分がタイルと呼ばれる垂直方向にも分割できる方法で分割した例であり、破線で囲われた部分は、上記タイルで分割された領域をラスタスキャンで処理していった場合の途中でさらに分割した、スライスで分割された領域である。図１ではタイル境界がスライス境界を跨がないパターンであるが、図２に示すように、スライス境界がタイル境界を跨がないというパターンもある。

ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−１０「ＭＰＥＧ−４ Ｐａｒｔ １０ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ」 Joint Collaborative Team on Video Coding （JCT-VC） of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 7th Meeting: Geneva, CH,-21-30 November, 2011, JCTVC-G1103, "High Efficiency Video Coding (HEVC) text specification Working Draft5", http://phenix.itsudparis.eu/jct/doc_end_user/documents/7_Geneva/wg11/JCTVC-G1103-v12.zip

しかしながら、上記従来の方式では、タイルもしくはスライスで分割された領域に対してそれぞれ並列処理を行った場合、処理境界に歪みが発生するため、境界にフィルタ処理を施すが、そのためには、追加の処理およびメモリが必要となるという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するものであり、入力画像信号および分割領域に応じて境界歪みを抑制する符号化装置、及び抑制されたストリームを復号処理可能とする復号装置を実現する仕組みを提供することを目的とする。

ビットストリームから画像をブロック毎に復号する画像復号方法であって、前記画像に含まれる復号対象ブロックを、前記復号対象ブロックと異なる参照ブロックを用いて予測し、予測ブロックを生成する予測ステップと、前記予測ブロックを用いて再構築ブロックを生成する復号ステップと、を含み、前記復号ステップは、前記復号対象ブロックの予測に用いられた予測情報と、前記復号対象ブロックに隣接する復号済み隣接ブロックの予測に用いられた予測情報とを用いて設定される第１フィルタ強度を用いて、前記再構築ブロックと前記復号済み隣接ブロックとの境界に第１フィルタ処理を行う第１フィルタステップと、予め決められた方法で決定した第２フィルタ強度を用いて、前記境界に第２フィルタ処理を行う第２フィルタステップと、前記境界に基づいて、前記第２フィルタステップのフィルタ処理を実行するか否かを切り替える切り替えステップと、を含み、前記第１フィルタ処理は、フィルタされた前記再構築ブロックが前記他のブロックに対する前記参照ブロックとして用いられる、ループ内のフィルタ処理であり、前記第２フィルタ処理は、フィルタされた前記再構築ブロックが前記他のブロックに対する前記参照ブロックとして用いられない、ループ外のポストフィルタ処理である。

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

本発明の一態様によれば、ヘッダ内の情報に含まれる情報により、符号化側は領域の境界にそれぞれフィルタを切り替えることができる。これにより、画質を向上することができるビットストリームを生成することができる。また、そのフィルタ処理後の画像を予測画像に用いないため、フィルタ処理を他の処理と並列化することができるため、符号化処理、復号処理を高速化することができる。

また、前記情報により、復号画像の境界歪みを抑制することができる。これにより、さらに符号化効率の向上も期待でき、その実用的価値が高い。

図１は、タイルとスライスとの関係の一例を示す図である。 図２は、タイルとスライスとの関係の他の一例を示す図である。 図３Ａは、複数の領域の処理順番と境界部分の画素とを説明するための図である。 図３Ｂは、複数の領域を並列に復号する場合の従来の構成の一例を示すブロック図である。 図３Ｃは、複数の領域を復号する場合の従来の構成の一例を示すブロック図である。 図４は、従来のフィルタ処理の一例を示すフローチャートである。 図５は、実施の形態１における画像復号装置の構成の一例を示すブロック図である。 図６は、実施の形態１における画像復号装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、実施の形態１における画像復号装置の構成の他の一例を示すブロック図である。 図８は、実施の形態１におけるフィルタ強度の判定処理を示すフローチャートである。 図９Ａは、従来の復号のループ外での処理を規定したヘッダ情報を示す図である。 図９Ｂは、従来のｆｉｌｔｅｒ＿ｈｉｎｔ＿ｔｙｐｅの値の意味を示す表である。 図１０Ａは、実施の形態２における境界歪みの除去の方法を示す情報のデータ構造の一例を示す図である。 図１０Ｂは、実施の形態２におけるｆｉｌｔｅｒ＿ｈｉｎｔ＿ｔｙｐｅの値の意味の一例を示す表である。 図１０Ｃは、実施の形態２におけるａｃｒｏｓｓ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｔｙｐｅの値の意味の一例を示す図である。 図１０Ｄは、実施の形態２における境界歪みの除去の方法を示す情報のデータ構造の他の一例を示す図である。 図１０Ｅは、実施の形態２における境界歪みの除去の方法を示す情報のデータ構造の他の一例を示す図である。 図１１Ａは、実施の形態２において拡張用フラグを用いる場合の境界歪みの除去の方法を示す情報のデータ構造の一例を示す図である。 図１１Ｂは、実施の形態２におけるａｃｒｏｓｓ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｔｙｐｅの値の意味の一例を示す図である。 図１１Ｃは、実施の形態２において拡張用フラグを用いる場合の境界歪みの除去の方法を示す情報のデータ構造の他の一例を示す図である。 図１２は、実施の形態２における画像復号方法の一例を示すフローチャートである。 図１３は、実施の形態３における画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１４は、実施の形態３における画像符号化方法の一例を示すフローチャートである。 図１５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１６は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図１７は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図１８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１９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２０Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図２０Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図２１は、多重化データの構成を示す図である。 図２２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２３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２４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２５は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２６は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図２７は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図２８は、映像データを識別するステップを示す図である。 図２９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３０は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図３１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３２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３３Ａ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３３Ｂ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。

（本発明の概要）
本発明の一態様に係る画像復号方法は、画像の空間領域を分割するための情報を持つビットストリームを復号する画像復号方法であって、ビットストリームから係数と復号に必要なパラメタとを得て、前記係数を逆量子化および逆変換して差分値を生成する逆量子化逆変換ステップと、符号化済みの画素値を用いて予測を行う予測ステップと、予測結果と前記差分値とを加算して復号画像を生成する復号ステップと、前記復号画像の画素値にフィルタ処理を行うフィルタステップと、前記フィルタ処理の方法を切り替える切り替えステップとを含み、前記切り替えステップにおいては、前記空間領域を分割するための情報に基づいて、前記フィルタ処理の方法を切り替える。

例えば、前記予測ステップでは、前記フィルタ処理の結果を用いずに前記予測を行ってもよい。

例えば、前記切り替えステップでは、さらに、前記フィルタ処理の方法の切り替えを示す情報を前記ビットストリームから得てもよい。

例えば、前記切り替えステップでは、分割境界毎に前記フィルタ処理の方法を切り替えてもよい。

例えば、前記切り替えステップでは、分割境界の水平方向および垂直方向で異なる方法に切り替えてもよい。

例えば、分割境界に施す所定のフィルタ処理は、ブロックノイズを低減するフィルタのみであってもよい。

例えば、分割境界に施す所定のフィルタ処理は、ピクチャ境界と同一のフィルタ処理に加えて、画素値情報のみを用いたフィルタ処理であってもよい。

本発明の一態様に係る画像符号化方法は、画像信号を空間領域に分割しながら符号化する画像符号化方法であって、前記画像信号の予測信号を生成する予測ステップと、前記画像信号と前記予測信号の差分信号を得る差分ステップと、前記差分信号を変換および量子化して変換係数情報を取得する変換量子化ステップと、前記変換係数情報を可変長符号化する可変長符号化ステップと、前記変換係数情報を用いて局所復号を行い、再構成画像を生成する再構成ステップとを含み、前記可変長符号化ステップでは、復号側で前記再構成画像の前記空間領域を分割するための情報に基づいて、フィルタ処理の方法の切り替えを示す情報をビットストリームに記録する。

例えば、前記フィルタ処理の方法は少なくとも１つ以上の種類をもち、前記再構成画像の分割境界に施す所定のフィルタ処理の方法は、フィルタ処理を行わないことを含んでもよい。

例えば、分割境界に施す所定のフィルタ処理は、少なくとも１つ以上の種類をもち、前記可変長符号化ステップでは、映像信号が分割境界をまたがる場合には、前記分割境界にフィルタ処理を行わないことを示す情報をビットストリームに記録してもよい。

例えば、前記可変長符号化ステップでは、分割境界に施す所定のフィルタ処理が、ブロックノイズを低減するフィルタのみであることを示す情報をビットストリームに記録してもよい。

例えば、前記可変長符号化ステップでは、色信号の分割境界に対してのフィルタ処理を他の信号の分割境界に対してのフィルタ処理と区別することを示す情報をビットストリームに記録してもよい。

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

以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態１）
実施の形態１では、並列復号処理可能な復号処理装置で、並列に復号し、並列処理した画像信号を再構成した際に発生する境界歪みを除去する方法について説明する。

まずは、図１で示した、タイル境界の先頭に必ずスライスヘッダがある構造の場合について説明する。タイルは画面を均等に矩形状に分割することができるため、上隣接の領域が短く、例えば横方向が大きい（４Ｋや８Ｋと呼ばれる解像度の）画像では、必要なメモリサイズを少なくできるという利点もあり、かつタイル領域内の画素値が均等に分割しやすいため、並列処理を行いやすい。このため、タイルの先頭から並列復号を開始することが、効率的に並列復号するために重要となる。この場合に歪み削除の対象とすべき境界はスライス境界となる。

次に図２で示した、スライスの中に複数のタイルがある構造の場合について説明する。タイルは画面を均等に矩形状に分割することができるため、上隣接の領域が短く、例えば横方向が大きい（４Ｋや８Ｋと呼ばれる解像度の）画像では、必要なメモリサイズを少なくできるという利点もあり、かつタイル領域内の画素値が均等に分割しやすいため、並列処理を行いやすい。この場合に歪み削除の対象とすべき境界はタイル境界となる。

図３Ａ〜図３Ｃは、図１の構成の映像を復号する場合の従来の復号方法を説明するための概要図である。図３Ａは、領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄそれぞれの処理順番と、その境界部分の画素を詳細に説明するための説明図である。ここで示す境界部分（４画素ｘ４画素の部分）に対して境界歪み除去処理が施される。図３Ｂは、領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを並列に復号する場合の従来の構成の一例を示すブロック図である。この復号装置は、復号部ＤＥＣ１、ＤＥＣ２、ＤＥＣ３、ＤＥＣ４と、その復号結果を一時格納するフレームメモリＦｒａｍｅＭｅｍｏｒｙおよび、Ｆｉｌｔｅｒ処理に必要な情報（例えば予測モード、ＭＶ、係数ありなし、量子化パラメタＱＰ）を格納する格納部、Ｆｉｌｔｅｒ処理部から構成される。この動作について図４を用いて説明する。

ビットストリームＢＳを取得し、そこから領域情報を取得する（Ｓ４０１）。領域情報に基づき各復号部で領域ｎを復号処理し（Ｓ４０２）、薄いグレーで示す領域（Ｔｉｌｅ境界）の部分に関するフィルタ処理情報を格納部に格納する（Ｓ４０３）。一方、領域ｎの画素情報については、一時格納用のフレームメモリに格納する（Ｓ４０４）。全ての領域の復号処理が終了していなければ（Ｓ４０５でＮＯ）、残った領域の復号処理を継続する。一方、全ての領域の処理が終了すれば（Ｓ４０５でＹＥＳ）、次に、Ｆｉｌｔｅｒ処理部では、格納部から得られる情報を元に、フレームメモリから得られる画素に対してフィルタ処理を行い（Ｓ４０６）、復号画像ＯＵＴを出力する。

なお、復号部ＤＥＣ１〜４に当たる部分については、１つのＤＥＣ処理部で処理してもよい。この例の構成は図３Ｃとなる。なお、どちらの場合であっても結果は同じであり、格納部、Ｆｉｌｔｅｒ処理部の動作については図３Ｂの構成と同じであるため、詳しい説明は省略する。

前述の従来の構成では、復号処理ＤＥＣ１〜４またはＤＥＣ処理の後、さらに格納部の情報を用いたＦｉｌｔｅｒ処理が必要であり、また次のフレームの予測画像生成にこのフィルタ済みの映像が必要であるため、高速に処理を行う必要があるため、回路規模を大きくする、もしくは動作周波数を上げるといった工夫が必要という課題があった。

このため、本実施の形態の復号方法では、歪み処理を行った映像を予測に用いないという点で異なる。

図５は、実施の形態１における画像復号装置の構成の一例を示すブロック図である。この復号装置は、復号部ＤＥＣ１、ＤＥＣ２、ＤＥＣ３、ＤＥＣ４と、その復号結果を一時格納するフレームメモリＦｒａｍｅＭｅｍｏｒｙおよび、Ｆｉｌｔｅｒ処理をビットストリームの情報に応じて切り替え情報取得部から構成される。この構成の動作の流れについて図６を用いて説明する。

ビットストリームＢＳを取得し、そこから領域情報（空間領域を分割するための情報）を取得する（Ｓ６０１）。領域情報に基づき各復号部で領域ｎを復号処理し（Ｓ６０２）、領域ｎの画素情報について、一時格納用のフレームメモリに格納する（Ｓ６０３）。全ての領域の復号処理が終了していなければ（Ｓ６０４でＮＯ）、残った領域の復号処理を継続する。一方、全ての領域の処理が終了すれば（Ｓ６０４でＹＥＳ）、この復号画像が入ったフレームメモリの情報を次のフレーム等の予測に用いるため、動画復号としては、次のフレームの処理に遷移することができる。一方、出力画像を生成するステップとして、次に、切り替え情報取得部はビットストリームＢＳから取得した切り替え情報（フィルタ処理の方法の切り替えを示す情報）により、対象とする境界にフィルタをかけるかどうかを判断する（Ｓ６０５）。フィルタを掛ける場合（Ｓ６０５でＹＥＳ）、Ｆｉｌｔｅｒ処理部では、ビットストリームから得られるフィルタ情報（もしくは予め決められた強度情報など）に基づき、フレームメモリから得られる画素に対してフィルタ処理を行う（Ｓ６０７）。一方、境界フィルタを掛けない場合には（Ｓ６０５でＮＯ）、フィルタ処理を施さない。全ての境界に対して境界処理（フィルタを掛ける/掛けない）を終了していない場合（Ｓ６０８でＮＯ）、次の境界処理を行う。全ての境界処理が終了した場合（Ｓ６０８でＹＥＳ）、復号画像ＯＵＴを出力する。

このような構成をとることにより、各境界の周辺の情報を格納するための格納部を省略することができるため、回路構成を削減でき、また、フィルタを掛ける場合にのみフィルタの切り替え情報（強度切り替え情報）を復号することもできるため、復号に必要な情報量を削減することができ、またフィルタを掛ける境界毎に画質を考慮したフィルタを掛けることができる。また、フィルタ処理前のフレームメモリの内容を予測に使うため、次のフレームの復号処理を開始できるため、動作速度を速めることができる。

図７は、従来の復号装置に境界処理部２０５を加えた構成を示すブロック図である。入力されたビットストリームは単位ごとに復号・逆量子化・逆変換を行い、フレームメモリ２０１に格納されている既に符号化済の同一ピクチャ内もしくは対象ブロックとは異なるピクチャの画素を参照してイントラ符号化ならイントラ予測部、インター符号化ならインター予測部で予測画素値を算出し、逆変換して得られた差分値と予測画素値とを足し合わせることで再構成画素を得る。この再構成画素はＤＢＦ部２０２、ＳＡＯ部２０３、ＡＬＦ部２０４において、フィルタ処理を行いフレームメモリ２０１に格納されるとともに出力される。このときＤＢＦ（Ｄｅｂｌｏｃｋｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ）、ＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｆｆｓｅｔ）、ＡＬＦ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｌｏｏｐ Ｆｉｌｔｅｒ）の各処理は実施されないこともある。

なお、ＤＢＦ部２０２は、非特許文献１の８．７節「Ｄｅｂｌｏｃｋｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ」、または、ＨＥＶＣ（非特許文献２）の８．７．１節「Ｄｅｂｌｏｃｋｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ」に記載されているＤＢＦ処理を実行する。ＤＢＦ処理は処理対象の画素だけでなく、その画素が属するブロックの符号化モードや動きベクトル（ＭＶ）、量子化時の係数ありなし、量子化パラメタ（ＱＰ）などをフィルタ処理の情報として必要とし、これによってフィルタの強度を３段階Ｓｔｒｏｎｇ、Ｗｅａｋ２ｐｅｌ、Ｗｅａｋ１ｐｅｌから選択して適用している。図８にＤＢＦ処理のフィルタ強度判定フローを示す。

また、ＳＡＯ部２０３はＨＥＶＣ（非特許文献２）の８．７．２節「Ｓａｍｐｌｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｆｆｓｅｔ ｐｒｏｃｅｓｓ」に記載されているＳＡＯ処理を実行する。また、ＡＬＦ部２０４は８．７．２節「Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｌｏｏｐ Ｆｉｌｔｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ」に記載されているＡＬＦ処理を実行する。ＳＡＯ処理はＤＢＦ処理のように対象画素が属する符号化モード等の情報を必要としないが、対象画素と隣接する画素および対象画素が属する位置のＳＡＯオフセット情報を処理の情報として必要とする。本実施の形態の境界処理部２０５は、フレームメモリ２０１の復号映像とは別に、出力用の画像だけを書き換える形に備えている。なお、ビットストリームから得られるフィルタ切り替え情報を別途ビットストリームから入力する。

このようにして本実施の形態に係る画像復号装置及び画像復号方法は、正しく復号することができる。

また、これらの構成により、映像に合わせてフィルタ処理を制御することを可能にするため、画質劣化を抑制することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、境界歪みの除去の方法を示す情報のデータ構造について説明する。まず、図９Ａは、従来の境界とは無関係に規定された補助情報セット（ＳＥＩ）と呼ばれる、復号のループ外での処理を規定したヘッダ情報を示している。なお、各パラメタの詳細については、特に説明が無い場合には、非特許文献２記載の方法で動作するとする。図９Ｂは、図９Ａの構造の中の、ｆｉｌｔｅｒ＿ｈｉｎｔ＿ｔｙｐｅの値（Ｖａｌｕｅ）の意味を示す表である。ここで値が３となる場合については、将来のための予備として確保されていることがわかる。なお、他の値の場合については、非特許文献２のとおりである。

次に、本実施の形態の境界歪みの除去の方法を示す情報のデータ構造を図１０Ａを用いて説明する。

図１０Ａは、従来のデータ構造を維持しつつ、前述の予備値を用いて境界フィルタ用に拡張した場合の境界歪みの除去の方法を示す情報の例である。特に説明が無い、図９Ａに記載のパラメタについては、非特許文献２記載の方法で動作するとする。

ここで、図１０Ｂは、新たに定義されるｆｉｌｔｅｒ＿ｈｉｎｔ＿ｔｙｐｅの値の意味である。ｆｉｌｔｅｒ＿ｈｉｎｔ＿ｔｙｐｅが３となる、すなわちこのＳＥＩ情報が、タイルもしくはスライスの境界に対するフィルタである場合には、ａｃｒｏｓｓ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｔｙｐｅとするタイル境界、スライス境界のどちらにフィルタ処理をするかどうかを示すパラメタを符号化／復号する。これは例えば図１０Ｃで示す組合せとして定義できる。これはａｃｒｏｓｓ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｔｙｐｅのパラメタ値が０の場合は、どちらの境界に対してもフィルタを掛けないことを示し、通常は使われない（このため、これを将来の拡張用の予備値として使ってもよい）。

なお、値の０から３の並びに特に意味はなく、どのような順番でもよいし、例えば図１０Ｄのように構成してもよい。この場合、スライス、タイルどちらにフィルタをかけるかをそれぞれａｃｒｏｓｓ＿ｔｉｌｅ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｆｌａｇ、ａｃｒｏｓｓ＿ｓｌｉｃｅ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｆｌａｇによって切替る。また、一方が０の場合には他方は１である関係（既に上位のパラメタであるｆｉｌｔｅｒ＿ｈｉｎｔ＿ｔｙｐｅにより、境界フィルタであることが分かっているため、省略してもよい。ただ、高速復号を考えた場合条件を入れず、並列としてもよい。なお、パラメタの順番は逆であってもよい。

また、従来のデータ構造では、ｃｏｌｏｕｒ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔすなわち色情報に応じて３種類のフィルタを伝送するようにできていたが、境界フィルタに関しては、前述のｆｉｌｔｅｒ＿ｈｉｎｔ＿ｔｙｐｅが３以外の場合には、全ての画素に係ることに比較して、フィルタ処理がかかる領域が少ない。また、目的として境界歪みを除去する低域通過型のフィルタであればよいため、色情報毎にフィルタを変えることによる効果よりも、ヘッダ情報の増加の負担が多い場合がある。

そのため、係る課題を解決するために図１０Ｅで示すようなデータ構造をとっても良い。これは、ｃｏｌｏｕｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｆｌａｇにより、フィルタの数Ｎを変更する例である。なお、このフラグが規定されていない場合には、フィルタ数を示すＮ＝３と定義する。

ｃｏｌｏｕｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｆｌａｇが１の場合には、Ｎ＝３として、各色に対して別々のフィルタを定義し、ｃｏｌｏｕｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｆｌａｇが０の場合には、Ｎ＝１として全てに同じフィルタを施すこととする。なお、ｃｏｌｏｕｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｆｌａｇが１の場合にＮ＝２として、輝度と色差信号の２種類を切り替えることにして、フィルタ情報を削減してもよいし、ｃｏｌｏｕｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｆｌａｇをフラグではなく、Ｎの数値として定義してもよい。ここでの特徴としては、フィルタ数を制御する構造を規定することにある。

なお、図１０Ａ〜図１０Ｅでは、ｆｉｌｔｅｒ＿ｈｉｎｔ＿ｔｙｐｅの予備値を用いる場合について説明したが、ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇという別の拡張用のフラグを用いて規定してもよい。この場合の例を図１１Ａ〜図１１Ｃを用いて説明する。なお、図１０Ａ〜図１０Ｅで規定したフィルタ係数を伝送する仕組みをａｄｄｉｔｉｏｎａｌ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇが１の場合に全て規定してもよい。この場合の説明は、図１０Ａ〜図１０Ｅと同様であるため省略する。図１１Ａでは、拡張用のａｄｄｉｔｉｏｎａ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇが１となる場合に、前述ａｃｒｏｓｓ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｔｙｐｅを図１１Ｂとして定義し（なお、前述の図１０Ａ〜図１０Ｅと同様に別々のフラグとしてもよい）、加えてデブロックフィルタの強度変化を示すパラメタｂｅｔａ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｄｉｖ２とｔｃ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｄｉｖ２を符号化してもよい。なお、このパラメタの定義については、非特許文献１に記載のもとの同様とする。なお、デブロックフィルタの強度決定に用いる量子化パラメタとしては、各タイル、およびスライスの代表値としてもよいし、ここに新たにデブロックフィルタ用のＱＰ値を符号化してもよい。

図１１Ｃは、例えばＴｉｌｅ境界にフィルタを掛ける場合に、各タイルの境界に掛けるかどうかの情報を構成した場合の例であり、ｌｏｏｐ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｖ＿ａｃｒｏｓｓ＿ｔｉｌｅｓ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇが１を示す場合には、右側に隣接する境界にフィルタを掛けることを意味し、０の場合にはフィルタを掛けないことを意味する。同様に、ｌｏｏｐ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｈ＿ａｃｒｏｓｓ＿ｔｉｌｅｓ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇが１を示す場合には、下側に隣接する境界にフィルタを掛けることを意味し、０の場合にはフィルタを掛けないことを意味する。

このようにタイル境界それぞれにフィルタを掛ける掛けないを示す情報を符号化することにより画質を向上させることができる。

なお、本実施の形態のデータ構造をとる場合の復号方法の動作例を図１２を用いて説明する。

まず、ＳＥＩ情報を取得する（Ｓ１２０１）。次にＳＥＩ情報の中から、ＴｉｌｅもしくはＳｌｉｃｅ境界に対するフィルタ処理かどうかを判断する（Ｓ１２０２）。なお、ここでの判断の方法は、例えば図１０Ａ〜図１０Ｅの場合には、ｆｉｌｔｅｒ＿ｈｉｎｔ＿ｔｙｐｅであるし、図１１Ａ〜図１１Ｃの場合には、ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ＿ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ＿ｆｌａｇによって決める。なお、従来の全ての画素にかけるポストフィルタ処理の場合には（Ｓ１２０２でＮＯ）、例えば非特許文献１に記載の方法でフィルタ処理をおこなう（Ｓ１２０３）。境界にかけるフィルタ処理の場合（Ｓ１２０２でＹＥＳ）、フィルタに必要な情報を取得する（Ｓ１２０４）。ここでフィルタに必要な情報とは、図１０Ａ〜図１０Ｅの場合には、フィルタの数（色信号によって切替）や、タイル、スライスのどちらの境界にかけるかどうか等の情報であるし、図１１Ａ〜図１１Ｃの場合では、デブロックフィルタの強度を決める情報や、量子化パラメタ情報、タイルの位置、どの境界にかけるかどうかの情報である。復号装置によって復号された復号画像を取得した後（Ｓ１２０５）、取得した情報に基づいて境界に対してフィルタ処理を施す（Ｓ１２０６）。これにより、復号画像の画質をより向上させることができる。

また、前述の図１０Ａ〜図１０Ｅと図１１Ａ〜図１１Ｃとではフィルタに必要な情報を別々のもので説明したが、これによらない。組み合わせて用いたとしても、復号画像をポストフィルタ処理することに変わらず、画質を向上できる。

また、ここでは、既に規定されているｐｏｓｔ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｈｉｎｔＳＥＩに追加する形で定義をしたが、これに限らない。予備値が選択された条件の部分を抜き出して新たに、例えばｐｏｓｔ＿ａｃｒｏｓｓ＿ｆｉｌｔｅｒＳＥＩとして別に定義をしてもよい。これにより明確にＳＥＩの用途が区分できるため、将来のアプリケーションで規定する場合に目的を明確化でき、符号化装置、復号装置を簡略化できる可能性がある。

このように、符号化側で示された本実施の形態のデータ構造を用いることで、出力画像の画質を向上させることができ、なお、復号装置の回路規模を削減することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、前述のデータ構成のビットストリームを生成する符号化装置について説明する。

図１３は、実施の形態３の符号化方法を実現する符号化装置の一例を示すブロック図である。入力された対象画像信号は、符号化単位ごとに処理される。フレームメモリ１０１に格納されている、既に符号化済の同一ピクチャ内もしくは対象ブロックとは異なるピクチャの画素を参照してイントラ符号化ならイントラ予測部、インター符号化ならインター予測部で予測画素値を算出し、入力信号との差分が変換・量子化・符号化されビットストリームが生成される。また、量子化された係数は逆量子化・逆変換を経た後、差分値と足し合わされ再構成画素を生成し、その後ＤＢＦ部１０２、ＳＡＯ部１０３、ＡＬＦ部１０４といったフィルタ処理を行いフレームメモリ１０１に格納される。このときＤＢＦ、ＳＡＯ、ＡＬＦの各処理は実施されないこともある。

図１３で示したＤＢＦ部１０２は非特許文献２の８．７節「Ｄｅｂｌｏｃｋｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ」に記載されている処理であったり、ＨＥＶＣ（非特許文献２）の８．７．１節「Ｄｅｂｌｏｃｋｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ」に記載されている処理である。ＤＢＦは処理対象の画素だけでなく、その画素が属するブロックの符号化モードや動きベクトル（ＭＶ）、量子化時の係数ありなし、量子化パラメタ（ＱＰ）などをフィルタ処理の情報として必要とし、これによってフィルタの強度を３段階Ｓｔｒｏｎｇ、Ｗｅａｋ２ｐｅｌ、Ｗｅａｋ１ｐｅｌから選択して適用している。図８に従来のＤＢＦのフィルタ強度判定フローを示す。

また、ＳＡＯ部１０３はＨＥＶＣ（非特許文献２）の８．７．２節「Ｓａｍｐｌｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｆｆｓｅｔ ｐｒｏｃｅｓｓ」、ＡＬＦ部１０４は８．７．２節「Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｌｏｏｐ Ｆｉｌｔｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ」に記載されている処理である。ＳＡＯはＤＢＦのように対象画素が属する符号化モード等の情報は必要ないが、対象画素と隣接する画素および対象画素が属する位置のＳＡＯオフセット情報を処理の情報として必要とする。なお、符号化側では、フレームメモリに格納される境界歪みを含む画像信号に対しては、歪み除去を実行する必要がないため、境界フィルタ処理部はない。ただし、本実施の形態の境界処理を示す情報の符号化は、符号化部によって行われる。

ここでは、フィルタ処理を決定する場合の動作について図１４を用いて説明する。

予め決めた方法で決定したタイルまたは／およびスライス形状情報を取得する（Ｓ１４０１）。次に、実施の形態２で示すどのフィルタ情報を符号化するかどうかを決定する（Ｓ１４０２）。またそのフィルタの処理方法（ＯＮ／ＯＦＦ、フィルタ係数など）を決定し（Ｓ１４０３）、フィルタ処理関連情報（前述の情報）を補助情報として図１２に示す符号化部によりエントロピー符号化されビットストリームに記録する（Ｓ１４０４）。

なお、より復号画像の画質向上を図るために、フィルタ情報の決定やフィルタ処理方法の決定には、入力画像（符号化前の原信号）とフィルタ処理後の画像を比較し、その差分値（Ｄ)と、補助情報に必要なビットストリーム中の符号量（Ｒ）と、ラグランジュ係数λから得られるコスト関数Ｃ＝Ｄ＋λＲによって、コスト関数Ｃが小さくなるようにフィルタ情報、フィルタ処理方法を決定してもよい。

また、上記のコスト関数Ｃでは、主観的な歪みが残るという場合もあるため、周囲との平滑度を測定し、平滑度を上げる（なめらかにする）ことを主題として、前記フィルタ情報、フィルタ処理方法を決定してもよい。

これにより、映像に合わせたフィルタの切り替えを可能にするため、画質劣化を抑制し画質を向上することが可能となる。

以上、１つまたは複数の態様に係る画像符号化装置および画像復号装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、１つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の画像復号装置または画像符号化装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。

すなわち、このプログラムは、コンピュータに、画像の空間領域を分割するための情報を持つビットストリームを復号する画像復号方法であって、ビットストリームから係数と復号に必要なパラメタとを得て、前記係数を逆量子化および逆変換して差分値を生成する逆量子化逆変換ステップと、符号化済みの画素値を用いて予測を行う予測ステップと、予測結果と前記差分値とを加算して復号画像を生成する復号ステップと、前記復号画像の画素値にフィルタ処理を行うフィルタステップと、前記フィルタ処理の方法を切り替える切り替えステップとを含み、前記切り替えステップにおいては、前記空間領域を分割するための情報に基づいて、前記フィルタ処理の方法を切り替える、画像復号方法を実行させる。

また、このプログラムは、コンピュータに、画像信号を空間領域に分割しながら符号化する画像符号化方法であって、前記画像信号の予測信号を生成する予測ステップと、前記画像信号と前記予測信号の差分信号を得る差分ステップと、前記差分信号を変換および量子化して変換係数情報を取得する変換量子化ステップと、前記変換係数情報を可変長符号化する可変長符号化ステップと、前記変換係数情報を用いて局所復号を行い、再構成画像を生成する再構成ステップとを含み、前記可変長符号化ステップでは、復号側で前記再構成画像の前記空間領域を分割するための情報に基づいて、フィルタ処理の方法の切り替えを示す情報をビットストリームに記録する、画像符号化方法を実行させる。

（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（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１５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１５のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。

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

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

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

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

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

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

なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図１６に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置によって符号化されたデータである）。これを受けた放送衛星ex２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ex３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex２１７等の装置が復号化して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。

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

図１７は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。

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

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

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

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

一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図１８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１９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１７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２０Ａ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２０Ｂを用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

（実施の形態５）
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２１は、多重化データの構成を示す図である。図２１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２２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２３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２３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２３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２４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２４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２５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２６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２６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２７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２８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６）
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２９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。このようなプログラマブル・ロジック・デバイスは、典型的には、ソフトウェア又はファームウェアを構成するプログラムを、ロードする又はメモリ等から読み込むことで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法、又は動画像復号化方法を実行することができる。

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７）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置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３０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２９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２９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５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５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３２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３１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８）
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３３Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明の一態様に特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明の一態様は、フィルタ処理に特徴を有していることから、例えば、フィルタ処理については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のエントロピー復号、逆量子化、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３３Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明の一態様に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の一態様に係る動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明の一態様、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。

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

本発明の一態様に係る並列復号処理を容易にする符号列を符号化する符号化方法および符号列を復号する復号化方法は、並列処理した画像領域間に発生する歪みを抑制することができる。これにより高速演算可能な復号装置を安価に実現することができるという効果を有し、蓄積、伝送、通信など様々な用途に利用可能である。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に利用可能であり、利用価値が高い。

１０１、２０１ フレームメモリ
１０２、２０２ ＤＢＦ部
１０３、２０３ ＳＡＯ部
１０４、２０４ ＡＬＦ部
２０５ 境界処理部

Claims (7)

1. ビットストリームから画像をブロック毎に復号する画像復号方法であって、
   前記画像に含まれる復号対象ブロックを、前記復号対象ブロックと異なる参照ブロックを用いて予測し、予測ブロックを生成する予測ステップと、
   前記予測ブロックを用いて再構築ブロックを生成する復号ステップと、を含み、
   前記復号ステップは、
   前記復号対象ブロックの予測に用いられた予測情報と、前記復号対象ブロックに隣接する復号済み隣接ブロックの予測に用いられた予測情報とを用いて設定される第１フィルタ強度を用いて、前記再構築ブロックと前記復号済み隣接ブロックとの境界に第１フィルタ処理を行う第１フィルタステップと、
   予め決められた方法で決定した第２フィルタ強度を用いて、前記境界に第２フィルタ処理を行う第２フィルタステップと、
   前記境界に基づいて、前記第２フィルタステップのフィルタ処理を実行するか否かを切り替える切り替えステップと、を含み、
   前記第１フィルタ処理は、フィルタされた前記再構築ブロックが前記他のブロックに対する前記参照ブロックとして用いられる、ループ内のフィルタ処理であり、
   前記第２フィルタ処理は、フィルタされた前記再構築ブロックが前記他のブロックに対する前記参照ブロックとして用いられない、ループ外のポストフィルタ処理である、
   画像復号方法。
2. 前記切り替えステップでは、
   （ｉ）前記境界が第１境界である場合には、前記第１フィルタ処理を行わずに前記第２フィルタ処理を行い、
   （ｉｉ）前記境界が前記第１境界でない場合には、前記第１フィルタ処理を行い、前記第２フィルタ処理を行わない、
   請求項１記載の画像復号方法。
3. 前記第２フィルタ強度は、予め定められた固定値である
   請求項１又は２記載の画像復号方法。
4. 前記第２フィルタ強度は、前記ビットストリームのヘッダに含まれる補助情報に基づいて設定される
   請求項１又は２記載の画像復号方法。
5. 前記復号ステップは、さらに、
   前記補助情報に基づいて、前記境界が第１境界であるか否かを判断する判断ステップを含む
   請求項４記載の画像復号方法。
6. 前記予測ステップにおいて、前記復号対象ブロックが、他のブロックの予測に用いられる場合には、前記第２フィルタ処理がされていない前記再構築ブロックが用いられる
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像復号方法。
7. 処理回路と、前記処理回路に接続される記憶部を備える画像復号装置であって、
   前記処理回路は、ビットストリームから画像をブロック毎に復号する復号処理を実行し、
   前記復号処理は、
   前記画像に含まれる復号対象ブロックを、前記記憶部に記録されている、前記復号対象ブロックと異なる参照ブロックを用いて予測し、予測ブロックを生成する予測ステップと、
   前記予測ブロックを用いて再構築ブロックを生成する復号ステップと、を含み、
   前記復号ステップは、
   前記復号対象ブロックの予測に用いられた予測情報と、前記復号対象ブロックに隣接する復号済み隣接ブロックの予測に用いられた予測情報とを用いて設定される第１フィルタ強度を用いて、前記再構築ブロックと前記復号済み隣接ブロックとの境界に第１フィルタ処理を行う第１フィルタステップと、
   予め決められた方法で決定した第２フィルタ強度を用いて、前記境界に第２フィルタ処理を行う第２フィルタステップと、
   前記境界に基づいて、前記第２フィルタステップのフィルタ処理を実行するか否かを切り替える切り替えステップと、を含み、
   前記第１フィルタ処理は、フィルタされた前記再構築ブロックが前記他のブロックに対する前記参照ブロックとして用いられる、ループ内のフィルタ処理であり、
   前記第２フィルタ処理は、フィルタされた前記再構築ブロックが前記他のブロックに対する前記参照ブロックとして用いられない、ループ外のポストフィルタ処理である、
   画像復号装置。

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