JP6652126B2 - 画像処理装置および方法 - Google Patents

Description

本開示は、画像処理装置および方法に関し、特に、符号化による画質の低減を抑制することができるようにした画像処理装置および方法に関する。

画像符号化をハードウエアにより実現する場合、参照フレームを保存するためのフレームメモリは、一般的に符号化用のLSI（Large Scale Integration）とは別の外部DRAM（Dynamic Random Access Memory）チップとして実装される事が多い。このようなフレームメモリには、参照フレームを複数保存したり、動き探索（ME（Motion Estimation））や動き補償（MC（Motion Compensation））などの処理で高速にアクセスしたりする必要があるため、データ保存容量が十分大きく、またデータを入出力する帯域が十分に広い必要がある。

しかしながら、近年の4Kテレビや画像データの高容量化により、画像符号化器で取り扱う必要のあるデータ量が増加する傾向にある。そのため、外部のDRAMチップにも、より大容量、広帯域のものが求められ、製品コスト増加の一因となっている。

そのため、画像データを圧縮して記憶する方法が考えられた（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）。

Madhukar Budagavi and Minhua Zhou, "VIDEO CODING USING COMPRESSED REFERENCE FRAMES" Xuena Bao, Dajiang Zhou, and Satoshi Goto, "A Lossless Frame Recompression Scheme for Reducing DRAM Power in Video Encoding"

しかしながら、非特許文献２に記載の方法では、可逆圧縮（可逆符号化）を適用しているため、参照メモリへのアクセス方法が煩雑となるおそれがあった。また、可逆圧縮は一般に非可逆圧縮（非可逆符号化）と比べて圧縮率が低く、DRAM容量やメモリアクセスの帯域の削減効果が小さくなるおそれがあった。

これに対して、非特許文献１に記載の方法では、固定長圧縮を用いて参照データを圧縮（非可逆符号化）しているため、フレームメモリへのデータ入出力を簡易に行うことができる。例えば、HEVC（High Efficiency Video Coding）の場合、参照データの非可逆符号化によりロスした分に対して、直交変換処理において直交変換係数を発生させることにより、その補償が行われるため、画質の低減が抑制される。

ただし、この場合、画質の低減を抑制するためには、画像の符号化データの復号においても、同様の参照データの非可逆圧縮を行う必要がある。一般的なHEVCのデコーダのように参照データの非可逆圧縮を行わない場合、直交変換処理において発生した直交変換係数によるロス分の補償が過剰な補償となる。そのため、そのデコーダ（復号処理）において、復号した画像データをループさせて参照データとして利用することにより、直交変換係数の過剰な補償が、画像の時間方向に蓄積され、画質の劣化が増大するおそれがあった。

本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、符号化による画質の低減を抑制することができるようにするものである。

本技術の一側面は、カレントフレームの画像の符号化において参照画像として用いられる符号化済みのフレームの画像が非可逆符号化された符号化データを復号し、得られた復号画像の丸めを、前記画像の符号化データのヘッダ情報に含まれるPOC（Picture Order Count）とピクチャタイプを示す情報に基づいてＰピクチャにおいて切り替える丸め値で行う復号部を備える画像処理装置である。

前記復号部は、ＩピクチャおよびＢピクチャの丸めを、前記Ｐピクチャの丸めに使用される複数の丸め値の内、特性のより良い丸め値を用いて行うことができる。

前記復号部は、前記丸め値を切り替える対象とするＰピクチャの、前記符号化済みのフレームの画像に対する非可逆符号化による誤差に対する補償として前記画像の符号化において直交変換係数が発生するブロックにおいて、前記丸め値を切り替えることができる。

前記復号部は、ＩピクチャおよびＢピクチャの丸め、並びに、前記Ｐピクチャの前記ブロック以外のブロックの丸めを、前記Ｐピクチャの前記ブロックの丸めに使用される複数の丸め値の内、特性のより良い丸め値を用いて行うことができる。

前記復号部は、さらに、前記直交変換係数の発生量に関する情報に基づいて、前記丸め値の切り替えを行うことができる。

前記復号部は、前記復号画像の各画素値の下位ビットに対して丸めを行うことができる。

前記復号部は、前記丸め値として前記画像の時間方向に値を更新する乱数を用いることができる。

前記復号部は、前記丸め値として、前記画像の時間方向に２つの５ビット値「10000」および「01111」を交互に用いることができる。

前記復号部は、前記丸め値として、前記画像の時間方向に３つの４ビット値「1001」、「1000」、および「0111」を順に用いることができる。

前記復号部は、前記符号化済みのフレームの画像に対する非可逆符号化による誤差に対する補償として前記画像の符号化において発生する直交変換係数が低減するように、前記丸め値を前記画像の時間方向に切り替えることができる。

前記符号化データを記憶する記憶部をさらに備え、前記復号部は、前記記憶部から読み出された前記符号化データを復号し、得られた復号画像の丸めを行うことができる。

前記参照画像として用いられる符号化済みのフレームの画像を非可逆符号化する符号化部をさらに備え、前記記憶部は、前記符号化部が非可逆符号化して生成した前記符号化データを記憶することができる。

前記カレントフレームの画像と前記復号部が復号して得られた前記参照画像との差分画像を直交変換し、前記符号化済みのフレームの画像に対する非可逆符号化による誤差に対する補償としての直交変換係数を発生させる直交変換部をさらに備えることができる。

本技術の一側面は、また、カレントフレームの画像の符号化において参照画像として用いられる符号化済みのフレームの画像が非可逆符号化された符号化データを復号し、得られた復号画像の丸めを、前記画像の符号化データのヘッダ情報に含まれるPOC（Picture Order Count）とピクチャタイプを示す情報に基づいてＰピクチャにおいて切り替える丸め値で行う画像処理方法である。

本技術の一側面においては、カレントフレームの画像の符号化において参照画像として用いられる符号化済みのフレームの画像が非可逆符号化された符号化データが復号され、得られた復号画像の丸めが、画像の符号化データのヘッダ情報に含まれるPOC（Picture Order Count）とピクチャタイプを示す情報に基づいてＰピクチャにおいて切り替える丸め値で行われる。

本開示によれば、画像データを符号化することができる。特に、符号化による画質の低減を抑制することができる。

HEVCにおけるCUについての再帰的なブロック分割の概要を説明するための説明図である。 図１に示したCUへのPUの設定について説明するための説明図である。 図１に示したCUへのTUの設定について説明するための説明図である。 CU／PUの走査順について説明するための説明図である。 画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。 画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。 誤差の蓄積について説明する図である。 復号部の主な構成例を示すブロック図である。 丸め値の例を示す図である。 誤差の蓄積について説明する図である。 GOP構造の例を説明する図である。 丸め値の切り替えの制御例を説明する図である。 符号化処理の流れの例を説明するフローチャートである。 復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。 丸め値設定処理の流れの例を説明するフローチャートである。 復号部の他の構成例を示すブロック図である。 丸め値設定処理の流れの他の例を説明するフローチャートである。 多視点画像符号化方式の例を示す図である。 本技術を適用した多視点画像符号化装置の主な構成例を示す図である。 本技術を適用した多視点画像復号装置の主な構成例を示す図である。 階層画像符号化方式の例を示す図である。 本技術を適用した階層画像符号化装置の主な構成例を示す図である。 本技術を適用した階層画像復号装置の主な構成例を示す図である。 コンピュータの主な構成例を示すブロック図である。 テレビジョン装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 携帯電話機の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 記録再生装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 撮像装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 ビデオセットの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 ビデオプロセッサの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 ビデオプロセッサの概略的な構成の他の例を示すブロック図である。

以下、本開示を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（画像符号化装置）
２．第２の実施の形態（画像符号化装置）
３．第３の実施の形態（多視点画像符号化装置・多視点画像復号装置）
４．第４の実施の形態（階層画像符号化装置・階層画像復号装置）
５．第５の実施の形態（コンピュータ）
６．第６の実施の形態（応用例）
７．第７の実施の形態（セット・ユニット・モジュール・プロセッサ）

＜１．第１の実施の形態＞
＜符号化方式＞
以下においては、HEVC（High Efficiency Video Coding）方式の画像符号化に適用する場合を例に、本技術を説明する。

＜ブロック分割＞
MPEG2（Moving Picture Experts Group 2(ISO/IEC 13818-2)）又はH.264及びMPEG-4 Part10（以下、AVC（Advanced Video Coding）と称する）などの旧来の画像符号化方式では、符号化処理は、マクロブロックと呼ばれる処理単位で実行される。マクロブロックは、16x16画素の均一なサイズを有するブロックである。これに対し、HEVCでは、符号化処理は、CU（Coding Unit）と呼ばれる処理単位（符号化単位）で実行される。CUは、最大符号化単位であるLCU（Largest Coding Unit）を再帰的に分割することにより形成される、可変的なサイズを有するブロックである。選択可能なCUの最大サイズは、64x64画素である。選択可能なCUの最小サイズは、8x8画素である。最小サイズのCUは、SCU（Smallest Coding Unit）と呼ばれる。

このように、可変的なサイズを有するCUが採用される結果、HEVCでは、画像の内容に応じて画質及び符号化効率を適応的に調整することが可能である。予測符号化のための予測処理は、PU（Prediction Unit）と呼ばれる処理単位（予測単位）で実行される。PUは、CUをいくつかの分割パターンのうちの１つで分割することにより形成される。さらに、直交変換処理は、TU（Transform Unit）と呼ばれる処理単位（変換単位）で実行される。TUは、CU又はPUをある深さまで分割することにより形成される。

＜再帰的なブロックの分割＞
図１は、HEVCにおけるCUについての再帰的なブロック分割の概要を説明するための説明図である。CUのブロック分割は、1つのブロックの4（=2x2）個のサブブロックへの分割を再帰的に繰り返すことにより行われ、結果として四分木（Quad-Tree）状のツリー構造が形成される。１つの四分木の全体をCTB（Coding Tree Block）といい、CTBに対応する論理的な単位をCTU（Coding Tree Unit）という。

図１の上部には、一例として、64x64画素のサイズを有するCUであるＣ０１が示されている。Ｃ０１の分割の深さは、ゼロに等しい。これは、Ｃ０１がCTUのルートでありLCUに相当することを意味する。LCUサイズは、SPS（Sequence Parameter Set）又はPPS（Picture Parameter Set）において符号化されるパラメータにより指定され得る。CUであるＣ０２は、Ｃ０１から分割される４つのCUのうちの１つであり、32x32画素のサイズを有する。Ｃ０２の分割の深さは、１に等しい。CUであるＣ０３は、Ｃ０２から分割される４つのCUのうちの１つであり、16x16画素のサイズを有する。Ｃ０３の分割の深さは、２に等しい。CUであるＣ０４は、Ｃ０３から分割される４つのCUのうちの１つであり、8x8画素のサイズを有する。Ｃ０４の分割の深さは、３に等しい。このように、CUは、符号化される画像を再帰的に分割することにより形成される。分割の深さは、可変的である。例えば、青空のような平坦な画像領域には、より大きいサイズの（即ち、深さが小さい）CUが設定され得る。一方、多くのエッジを含む急峻な画像領域には、より小さいサイズの（即ち、深さが大きい）CUが設定され得る。そして、設定されたCUの各々が、符号化処理の処理単位となる。

＜CUへのPUの設定＞
PUは、イントラ予測及びインター予測を含む予測処理の処理単位である。PUは、CUをいくつかの分割パターンのうちの１つで分割することにより形成される。図２は、図１に示したCUへのPUの設定について説明するための説明図である。図２の右には、2Nx2N、2NxN、Nx2N、NxN、2NxnU、2NxnD、nLx2N及びnRx2Nという、８種類の分割パターンが示されている。これら分割パターンのうち、イントラ予測では、2Nx2N及びNxNの２種類が選択可能である（NxNはSCUでのみ選択可能）。これに対してインター予測では、非対称動き分割が有効化されている場合に、８種類の分割パターンの全てが選択可能である。

＜CUへのTUの設定＞
TUは、直交変換処理の処理単位である。TUは、CU（イントラCUについては、CU内の各PU）をある深さまで分割することにより形成される。図３は、図１に示したCUへのTUの設定について説明するための説明図である。図３の右には、Ｃ０２に設定され得る１つ以上のTUが示されている。例えば、TUであるＴ０１は、32x32画素のサイズを有し、そのTU分割の深さはゼロに等しい。TUであるＴ０２は、16x16画素のサイズを有し、そのTU分割の深さは１に等しい。TUであるＴ０３は、8x8画素のサイズを有し、そのTU分割の深さは２に等しい。

上述したCU、PU及びTUといったブロックを画像に設定するためにどのようなブロック分割を行うかは、典型的には、符号化効率を左右するコストの比較に基づいて決定される。エンコーダは、例えば１つの2Mx2M画素のCUと、４つのMxM画素のCUとの間でコストを比較し、４つのMxM画素のCUを設定した方が符号化効率が高いならば、2Mx2M画素のCUを４つのMxM画素のCUへと分割することを決定する。

＜CUとPUの走査順＞
画像を符号化する際、画像（又はスライス、タイル）内に格子状に設定されるCTB（又はLCU）が、ラスタスキャン順に走査される。１つのCTBの中では、CUは、四分木を左から右、上から下に辿るように走査される。カレントブロックを処理する際、上及び左の隣接ブロックの情報が入力情報として利用される。図４は、CUとPUの走査順について説明するための説明図である。図４の左上には、１つのCTBに含まれ得る４つのCUである、Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２及びＣ１３が示されている。各CUの枠内の数字は、処理の順序を表現している。符号化処理は、左上のCUであるＣ１０、右上のCUであるＣ１１、左下のCUであるＣ１２、右下のCUであるＣ１３の順で実行される。図４の右には、CUであるＣ１１に設定され得るインター予測のための１つ以上のPUが示されている。図４の下には、CUであるＣ１２に設定され得るイントラ予測のための１つ以上のPUが示されている。これらPUの枠内の数字に示したように、PUもまた、左から右、上から下に辿るように走査される。

以下において、LCUは、AVC方式におけるマクロブロックをも含むものとし、CUは、AVC方式におけるブロック（サブブロック）をも含むものとする。つまり、以下の説明に用いる「ブロック」は、ピクチャ内の任意の部分領域を示し、その大きさ、形状、および特性等は限定されない。つまり、「ブロック」には、例えば、TU、PU、SCU、CU、LCU、サブブロック、マクロブロック、またはスライス等任意の領域（処理単位）が含まれる。もちろん、これら以外の部分領域（処理単位）も含まれる。サイズや処理単位等を限定する必要がある場合は、適宜説明する。

＜画像符号化装置＞
図５は、本技術を適用した画像処理装置の一態様であ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５に示される画像符号化装置１００は、例えば、HEVCの予測処理、またはそれに準ずる方式の予測処理を用いて動画像の画像データを符号化する。

図５に示されるように画像符号化装置１００は、画面並べ替えバッファ１１１、演算部１１２、直交変換部１１３、量子化部１１４、可逆符号化部１１５、蓄積バッファ１１６、逆量子化部１１７、および逆直交変換部１１８を有する。また、画像符号化装置１００は、演算部１１９、ループフィルタ１２０、符号化部１２１、フレームメモリ１２２、復号部１２３、イントラ予測部１２４、インター予測部１２５、および予測画像選択部１２６を有する。さらに、画像符号化装置１００は、レート制御部１２７およびヘッダ情報生成部１２８を有する。

画面並べ替えバッファ１１１は、入力された画像データの各フレームの画像をその表示順に記憶し、記憶した表示の順番のフレームの画像を、GOP（Group Of Picture）に応じて、符号化のためのフレームの順番に並べ替え、フレームの順番を並び替えた画像を、演算部１１２に供給する。また、画面並べ替えバッファ１１１は、フレームの順番を並び替えた画像を、イントラ予測部１２４およびインター予測部１２５にも供給する。

演算部１１２は、画面並べ替えバッファ１１１から読み出された画像から、予測画像選択部１２６を介してイントラ予測部１２４若しくはインター予測部１２５から供給される予測画像を減算し、その差分情報（残差データ）を直交変換部１１３に供給する。例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、演算部１１２は、画面並べ替えバッファ１１１から読み出された画像の画像データから、イントラ予測部１２４から供給される予測画像の画像データを減算する。また、例えば、インター符号化が行われる画像の場合、演算部１１２は、画面並べ替えバッファ１１１から読み出された画像の画像データから、インター予測部１２５から供給される予測画像の画像データを減算する。

直交変換部１１３は、演算部１１２から供給される残差データに対して、離散コサイン変換やカルーネン・レーベ変換等の直交変換を施す。直交変換部１１３は、その直交変換により得られた変換係数を量子化部１１４に供給する。

量子化部１１４は、直交変換部１１３から供給される変換係数を量子化する。量子化部１１４は、レート制御部１２７から供給される符号量の目標値に関する情報に基づいて量子化パラメータを設定し、その量子化を行う。量子化部１１４は、量子化された変換係数を可逆符号化部１１５に供給する。

可逆符号化部１１５は、量子化部１１４において量子化された変換係数を任意の符号化方式で符号化する。また、可逆符号化部１１５は、イントラ予測のモードを示す情報などをイントラ予測部１２４から取得し、インター予測のモードを示す情報や差分動きベクトル情報などをインター予測部１２５から取得する。

可逆符号化部１１５は、これらの各種情報を任意の符号化方式で符号化し、符号化データ（符号化ストリームとも称する）のヘッダ情報の一部とする（多重化する）。可逆符号化部１１５は、符号化して得られた符号化データを蓄積バッファ１１６に供給して蓄積させる。

可逆符号化部１１５の符号化方式としては、例えば、可変長符号化または算術符号化等が挙げられる。可変長符号化としては、例えば、H．264/AVC方式で定められているCAVLC（Context-Adaptive Variable Length Coding）などが挙げられる。算術符号化としては、例えば、CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）などが挙げられる。

蓄積バッファ１１６は、可逆符号化部１１５から供給された符号化データを、一時的に保持する。蓄積バッファ１１６は、所定のタイミングにおいて、保持している符号化データを、画像符号化装置１００の外部に出力する。すなわち、蓄積バッファ１１６は、符号化データを伝送する伝送部でもある。

また、量子化部１１４において量子化された変換係数は、逆量子化部１１７にも供給される。逆量子化部１１７は、その量子化された変換係数を、量子化部１１４による量子化に対応する方法で逆量子化する。逆量子化部１１７は、その逆量子化により得られた変換係数を、逆直交変換部１１８に供給する。

逆直交変換部１１８は、逆量子化部１１７から供給された変換係数を、直交変換部１１３による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。逆直交変換部１１８は、逆直交変換された出力（復元された残差データ）を演算部１１９に供給する。

演算部１１９は、逆直交変換部１１８から供給された、復元された残差データに、予測画像選択部１２６を介してイントラ予測部１２４若しくはインター予測部１２５から供給される予測画像を加算し、局所的に再構成された画像（以下、再構成画像と称する）を得る。その再構成画像は、ループフィルタ１２０に供給される。

ループフィルタ１２０は、デブロックフィルタや適応ループフィルタ等を含み、演算部１１９から供給される再構成画像に対して適宜フィルタ処理を行う。例えば、ループフィルタ１２０は、再構成画像に対してデブロックフィルタ処理を行うことにより再構成画像のブロック歪を除去する。また、例えば、ループフィルタ１２０は、そのデブロックフィルタ処理結果（ブロック歪みの除去が行われた再構成画像）に対して、ウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いてループフィルタ処理を行うことにより画質改善を行う。

なお、ループフィルタ１２０が、再構成画像に対してさらに、他の任意のフィルタ処理を行うようにしてもよい。また、ループフィルタ１２０は、必要に応じて、フィルタ処理に用いたフィルタ係数等の情報を可逆符号化部１１５に供給し、それを符号化させるようにすることもできる。

ループフィルタ１２０は、フィルタ処理結果（以下、復号画像と称する）を符号化部１２１に供給する。

符号化部１２１は、ループフィルタ１２０から供給される復号画像を符号化する。復号画像のデータは、フレームメモリ１２２に記憶され、他のフレームの符号化の際等に読み出され、参照画像として利用される。したがって、フレームメモリ１２２は、例えば数フレーム分の復号画像のデータを記憶しなければならない。つまり、フレームメモリ１２２には、十分に大きな記憶容量が必要になる。そのため、フレームメモリ１２２をCPUのキャッシュメモリのような小容量で高速で高価なSRAM（Static Random Access Memory）等で実現することは困難である（コストが許容できないほど増大したり、容量不足が発生したりするおそれがある）。そこで、フレームメモリ１２２は、DRAM（Dynamic Random Access Memory）等の大容量で低速で安価なメモリで実現するのが一般的である。しかしながら、その場合、復号画像のデータ量が大きすぎると、その伝送により、フレームメモリ１２２の入出力バスにおいて帯域不足が生じるおそれがあった。つまり、復号画像のデータ量はより小さいほど望ましい。また、この場合も、DRAMを他の処理と共有することも考えられるので、フレームメモリ１２２において容量不足が発生しないように、復号画像のデータ量はより小さいほど望ましい。

そこで、符号化部１２１は、復号画像のデータをフレームメモリ１２２に供給する前に符号化し、復号画像の（符号化データの）データ量を、フレームメモリ１２２の記憶容量やフレームメモリ１２２の入出力バスの帯域幅に対して十分小さくなるように、圧縮（縮小）する。つまり、符号化部１２１は、フレームメモリ１２２の入出力バスにおいて帯域不足が生じず、かつ、フレームメモリ１２２の空き領域が不足しない程度にまで、復号画像のデータ量を圧縮する。

また、画像符号化装置１００による画像の符号化を遅延させないように、この符号化部１２１による符号化はできるだけ高速に行うことが求められる。そして上述したようにこの復号画像は参照画像として利用されるものであるので、符号化部１２１による符号化においては、画質の向上よりも、符号化処理の高速化とその高圧縮率化が優先される。

そこで、符号化部１２１は、この復号画像を、AVCやHEVCのような複雑な符号化方式を用いる場合よりも高速かつ簡易な符号化方式で符号化する。この符号化を簡易符号化とも称する。つまり、簡易符号化（簡易圧縮とも称する）とは、データ転送レートやメモリ帯域を削減するための画像符号化技術である。この簡易符号化では、主観画質を同等レベルに維持するように、データの符号化（圧縮）が行われる。一般的に、簡易符号化の圧縮率は、主観画質を同等レベルに維持するために、AVCなどの汎用符号化に比べて低くなる（例えば約50%程度）。

このような簡易符号化の具体的な手法は任意である。例えば、符号化部１２１が、簡易符号化として、復号画像を、非可逆な符号化方式で符号化するようにしてもよい。一般的に、AVCなどの汎用符号化や可逆な符号化方式よりも非可逆な符号化方式の方が、より容易に圧縮率を高くすることができる。例えば、単純に所望のデータ量分のデータを削除する（非可逆な）符号化方法の場合、削除するデータ量を制御することによって圧縮率の制御を容易に行うことができる。つまり、符号化部１２１は、非可逆な符号化方式で復号画像を符号化することにより、より容易に、その圧縮率を十分に高くする（データ量を十分に圧縮する）ことができる。つまり、より容易に、フレームメモリ１２２の記憶容量やデータ伝送時の転送レートを低減することができる。

また、一般的に、このような非可逆な符号化方式の方が、AVCなどの汎用符号化よりも処理が容易（簡易）である。換言するに、符号化部１２１は、非可逆な符号化方式を用いることにより、高速かつ低負荷に、復号画像を符号化することができる。すなわち、汎用符号化等の場合に比べて、短時間に符号化を行うことができるだけでなく、消費電力や製造コストの増大を抑制することもできる。

また、例えば、符号化部１２１が、簡易符号化として、復号画像を、ブロック単位で独立して（既に符号化又は復号されている周囲のブロックを参照しない状態で)符号化するようにしてもよい。このような方式で簡易符号化を行うことにより、符号化部１２１は、符号化データがフレームメモリ１２２から読み出される際、必要なデータ（任意のブロック）のみを任意の順に読み出すことができるようになる（すなわち、ランダムアクセス可能が可能になる）。したがって、フレームメモリ１２２からデータが読み出される際に利用されるメモリバスの帯域占有量（使用量）の増大を抑制することができる。

さらに、例えば、符号化部１２１が、簡易符号化として、復号画像を、固定長の符号化方式で符号化するようにしてもよい。つまり、符号化部１２１による符号化後のビット量(ビット長)が固定となるようにしてもよい。このようにすることにより、フレームメモリ１２２における復号画像の符号化データの管理（例えば格納場所の管理や読み出し制御等）をより容易にすることができる。

付言するに、符号化部１２１が、簡易符号化として、復号画像を、これらの特徴の内の複数を備える符号化方式で符号化するようにしてもよい。例えば、復号画像を、非可逆、固定長、かつ、ブロック単位で独立して処理する符号化方式で符号化するようにしてもよい。例えば、この簡易符号化として、DPCM（Differential Pulse Code Modulation）を用いる圧縮方法や、１次元DCT（Discrete Cosine Transform）を用いる圧縮方法を適用することができる。もちろん、この簡易符号化の方式が、さらに上述した以外の任意の特徴も備えるようにしてもよい。

もちろん、十分に高速に、復号画像のデータ量を十分に圧縮することができるのであれば、符号化部１２１による符号化の方式は任意である。以下においては、符号化部１２１は、復号画像を、以上のような簡易符号化により符号化する（少なくとも非可逆な方式で符号化する）ものとして説明する。符号化部１２１は、以上のように生成した復号画像の符号化データをフレームメモリ１２２に供給する。

フレームメモリ１２２は、符号化部１２１から供給される復号画像の符号化データを記憶する。上述したように、このフレームメモリ１２２は、例えば、DRAM等の大容量で低速で安価なメモリで構成される。フレームメモリ１２２は、復号部１２３からの要求に応じて、記憶している復号画像の符号化データを復号部１２３に供給する。

復号部１２３は、所定のタイミングにおいて（若しくは、イントラ予測部１２４やインター予測部１２５の要求に応じて）、参照画像として利用される画像データの符号化データをフレームメモリ１２２から読み出して復号する。復号部１２３は、符号化部１２１の符号化方式に対応する方法で復号する。つまり、復号部１２３は、符号化部１２１において簡易符号化された復号画像の符号化データを、その簡易符号化に対応する復号方式で復号し、復号画像の画像データを生成する。

上述した簡易符号化に対応する復号方式を簡易復号とも称する。簡易符号化の場合と同様に、簡易復号の場合、AVCなどの汎用復号方式に比べてより簡易な処理で符号化データを復号（伸長）することができる。つまり、復号部１２３は、高速かつ低負荷に、符号化データを復号することができる。すなわち、汎用符号化等の場合に比べて、短時間に復号を行うことができるだけでなく、消費電力や製造コストの増大を抑制することもできる。

ところで、符号化部１２１の符号化方式が非可逆であるため、復号部１２３において得られる復号画像の画質は、符号化部１２１が符号化する前よりも低減（劣化）している。

復号部１２３は、その復号画像の画像データを参照画像（参照データ）としてイントラ予測部１２４若しくはインター予測部１２５に供給する。例えば、イントラ予測を行う場合、復号部１２３は、参照データをイントラ予測部１２４に供給する。また、例えば、インター予測を行う場合、復号部１２３は、参照データをインター予測部１２５に供給する。

イントラ予測部１２４は、復号部１２３から参照画像として供給される再構成画像である処理対象ピクチャ内の画素値を用いて予測画像を生成するイントラ予測（画面内予測）を行う。イントラ予測部１２４は、予め用意された複数のイントラ予測モードでこのイントラ予測を行う。

イントラ予測部１２４は、候補となる全てのイントラ予測モードで予測画像を生成し、画面並べ替えバッファ１１１から供給される入力画像を用いて各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。イントラ予測部１２４は、最適なイントラ予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、予測画像選択部１２６に供給する。また、イントラ予測部１２４は、採用されたイントラ予測モードを示すイントラ予測モード情報等を、適宜可逆符号化部１１５に供給し、符号化させる。

インター予測部１２５は、画面並べ替えバッファ１１１から供給される入力画像と、復号部１２３から供給される参照画像とを用いてインター予測処理を行う。より具体的には、インター予測部１２５は、動き予測を行って動きベクトルを検出し、その動きベクトルに応じて動き補償処理を行い、予測画像（インター予測画像情報）を生成する。

インター予測部１２５は、候補となる全てのインター予測モードで予測画像を生成する。インター予測部１２５は、画面並べ替えバッファ１１１から供給される入力画像と、生成した差分動きベクトルの情報などを用いて、各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。インター予測部１２５は、最適なインター予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、予測画像選択部１２６に供給する。また、インター予測部１２５は、採用されたインター予測モードを示す情報や、符号化データを復号する際に、そのインター予測モードで処理を行うために必要な情報等を可逆符号化部１１５に供給し、符号化させる。その必要な情報には、例えば、生成された差分動きベクトルの情報や、予測動きベクトル情報として、予測動きベクトルのインデックスを示すフラグ等が含まれるようにしてもよい。

予測画像選択部１２６は、演算部１１２および演算部１１９に供給する予測画像の供給元を選択する。例えば、イントラ符号化の場合、予測画像選択部１２６は、予測画像の供給元としてイントラ予測部１２４を選択し、そのイントラ予測部１２４から供給される予測画像を演算部１１２や演算部１１９に供給する。また、例えば、インター符号化の場合、予測画像選択部１２６は、予測画像の供給元としてインター予測部１２５を選択し、そのインター予測部１２５から供給される予測画像を演算部１１２や演算部１１９に供給する。

レート制御部１２７は、蓄積バッファ１１６に蓄積された符号化データの符号量に基づいて、オーバフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１１４の量子化動作のレートを制御する。

ヘッダ情報生成部１２８は、外部から供給される指示や参考情報、または、画面並べ替えバッファ１１１から供給される画像データに関する情報等に基づいて、符号化対象の画像が符号化された符号化データ（ビットストリーム）のメタデータであるヘッダ情報を生成する。このヘッダ情報は、どのような情報であってもよい。例えば、ビデオパラメータセット、シーケンスパラメータセット、ピクチャパラメータセット、スライスヘッダ等であってもよいし、LCU等に付加する情報であってもよいし、SEI（Supplemental Enhancement Information）等の付加情報であってもよい。このヘッダ情報は、符号化データ（ビットストリーム）中に埋め込まれてもよいし、先頭や末尾に付加してもよいし、符号化データ（ビットストリーム）に関連付けられた別データとしてもよい。

なお、図５に示される矢印の関係に限らず、ヘッダ情報生成部１２８は、任意の処理部から任意の情報を取得し、その情報を用いてヘッダ情報を生成することができる。

ヘッダ情報生成部１２８は、生成したヘッダ情報を可逆符号化部１１５に供給する。可逆符号化部１１５は、そのヘッダ情報を符号化し、適宜、画像データの符号化データ（ビットストリーム）中に埋め込んだり、先頭や末尾に付加したり、符号化データ（ビットストリーム）に関連付けたりする。

なお、図５に示される矢印の関係に限らず、ヘッダ情報生成部１２８は、生成したヘッダ情報の一部若しくは全部を、任意の処理部に供給することができる。例えば、ヘッダ情報生成部１２８は、ヘッダ情報として生成したPOCやピクチャタイプ（Picture Type）等の情報を復号部１２３に供給することができる。

＜画像復号装置＞
ここで、HEVC復号方式で復号を行う一般的な画像復号装置について説明する。図６は、一般的なHEVC復号方式の画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。図６に示される画像復号装置１５０は、HEVC符号化方式で画像が符号化された符号化データ（ビットストリーム）の復号を行う。

図６に示されるように画像復号装置１５０は、蓄積バッファ１６１、可逆復号部１６２、逆量子化部１６３、逆直交変換部１６４、演算部１６５、ループフィルタ１６６、および画面並べ替えバッファ１６７を有する。また、画像復号装置１５０は、フレームメモリ１６８、イントラ予測部１６９、インター予測部１７０、および予測画像選択部１７１を有する。

蓄積バッファ１６１は、符号化側から伝送されてきた符号化データを受け取る受け取り部でもある。蓄積バッファ１６１は、その伝送されてきた符号化データを受け取って、蓄積し、所定のタイミングにおいてその符号化データを可逆復号部１６２に供給する。

可逆復号部１６２は、蓄積バッファ１６１より供給された符号化データを、符号化側の可逆符号化部（例えば、可逆符号化部１１５）において行われた可逆符号化の符号化方式に対応する復号方式で可逆復号する。例えば、可逆復号部１６２は、可変長符号化（CAVLC等）に対応する復号方式や、算術符号化（CABAC等）に対応する復号方式で復号を行う。可逆復号部１６２は、復号して得られた、量子化された係数データを、逆量子化部１６３に供給する。

また、可逆復号部１６２は、符号化データに付加された最適な予測モードに関する情報に基づいて、最適な予測モードとしてイントラ予測モードが選択されたかインター予測モードが選択されたかを判定し、その最適な予測モードに関する情報を、イントラ予測部１６９およびインター予測部１７０の内、選択されたと判定したモードの方に供給する。例えば符号化側において最適な予測モードとしてイントラ予測モードが選択された場合、その最適な予測モードに関する情報がイントラ予測部１６９に供給される。また、例えば符号化側において最適な予測モードとしてインター予測モードが選択された場合、その最適な予測モードに関する情報がインター予測部１７０に供給される。

さらに、可逆復号部１６２は、例えば、量子化行列や量子化パラメータ等の、逆量子化に必要な情報を逆量子化部１６３に供給する。さらに、図６に示される矢印の関係に限らず、可逆復号部１６２は、符号化データ（ビットストリーム）を復号して得られる各種情報（例えばヘッダ情報等）を、適宜、画像復号装置１５０の任意の処理部に供給することができる。

逆量子化部１６３は、可逆復号部１６２から供給された、量子化された係数データを、符号化側の量子化部（例えば量子化部１１４）により行われた量子化の量子化方式に対応する方式で逆量子化する。逆量子化部１６３は、得られた係数データを逆直交変換部１６４に供給する。

逆直交変換部１６４は、逆量子化部１６３から供給される直交変換係数を、符号化側の直交変換部（例えば直交変換部１１３）により行われた直交変換の直交変換方式に対応する方式で逆直交変換する。逆直交変換部１６４は、この逆直交変換処理により、符号化側において直交変換される前の状態に対応する残差データを得る。逆直交変換されて得られた残差データは、演算部１６５に供給される。

演算部１６５は、逆直交変換部１６４から残差データを取得する。また、演算部１６５は、予測画像選択部１７１を介して、イントラ予測部１６９若しくはインター予測部１７０から予測画像を取得する。演算部１６５は、差分画像と予測画像とを加算し、符号化側において予測画像が減算される前の画像に対応する復号画像を得る。演算部１６５は、その復号画像をループフィルタ１６６およびイントラ予測部１６９に供給する。

ループフィルタ１６６は、符号化側のループフィルタ（例えばループフィルタ１２０）と同様の処理部であり、同様の処理を行う。すなわち、ループフィルタ１６６は、演算部１６５から供給される復号画像に対して適宜ループフィルタ処理を行う。このループフィルタ処理は、少なくともデブロッキングフィルタ処理を含むフィルタ処理であれば任意である。例えば、ループフィルタ１６６が、復号画像に対してデブロッキングフィルタ処理を行ってデブロック歪を除去するとともに、ウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いて適応ループフィルタ処理を行うことにより画質改善を行うようにしてもよい。ループフィルタ１６６は、フィルタ処理を適宜施した復号画像を画面並べ替えバッファ１６７およびフレームメモリ１６８に供給する。

画面並べ替えバッファ１６７は、画像の並べ替えを行う。すなわち、符号化側において符号化の順番のために並べ替えられたフレームの順番が、元の表示の順番に並べ替えられる。画面並べ替えバッファ１６７は、フレームの順番を並べ替えた復号画像データを画像復号装置１５０の外部に出力する。

フレームメモリ１６８は、供給される復号画像を記憶し、所定のタイミングにおいて、若しくは、インター予測部１７０等の外部の要求に基づいて、記憶している復号画像を参照画像として、インター予測部１７０に供給する。

イントラ予測部１６９には、ヘッダ情報を復号して得られたイントラ予測モードを示す情報等が可逆復号部１６２から適宜供給される。イントラ予測部１６９は、符号化側において用いられたイントラ予測モードで、演算部１６５から供給される復号画像を参照画像として用いてイントラ予測を行い、予測画像を生成する。イントラ予測部１６９は、生成した予測画像を予測画像選択部１７１に供給する。

インター予測部１７０は、ヘッダ情報を復号して得られた情報（最適予測モード情報、参照画像情報等）を可逆復号部１６２から取得する。インター予測部１７０は、可逆復号部１６２から取得された最適予測モード情報が示すインター予測モードで、フレームメモリ１６８から取得した参照画像を用いてインター予測を行い、予測画像を生成する。インター予測部１７０は、生成した予測画像を予測画像選択部１７１に供給する。

予測画像選択部１７１は、イントラ予測部１６９またはインター予測部１７０から供給された予測画像を、演算部１６５に供給する。

以上のような構成の画像復号装置１５０は、HEVC符号化方式で画像を符号化する一般的な画像符号化装置において生成された符号化データを復号することができる。画像符号化装置１００（図５）の符号化方式もHEVC符号化方式に準拠しているので、画像復号装置１５０は、画像符号化装置１００が生成した符号化データも復号することができる。

＜誤差の蓄積＞
しかしながら、画像復号装置１５０においては、フレームメモリ１６８に記憶させる画像データの非可逆符号化が行われないので、復号した画像データをループさせて参照データとして利用することにより、直交変換係数の誤差が画像の時間方向に蓄積され、画質の劣化が増大するおそれがあった。

この誤差の蓄積について説明する。図７のＡに示されるフレーム（n-1）乃至フレーム（n+2）の図中左側の白地の棒グラフは、符号化部１２１に入力される（図５の矢印１３１における）画像データの信号レベルを示している。また、図７のＡに示されるフレーム（n-1）乃至フレーム（n+2）の図中右側の斜線模様の棒グラフは、復号部１２３から出力される（図５の矢印１３２若しくは矢印１３３における）画像データの信号レベルを示している。

上述したように、符号化部１２１および復号部１２３の符号化・復号方式が非可逆な方式であるため、図７のＡに示されるように、各フレームにおいて、復号部１２３の出力の信号レベルは、符号化部１２１の入力の信号レベルより低減する。この差分（両矢印）が圧縮による誤差である。

しかしながら、この参照画像に生じる誤差は、直交変換部１１３において補償される。つまり、直交変換部１１３は、各フレームにおいて、この誤差を保証するために直交変換係数を発生させる。図７のＢに示されるフレーム（n-1）乃至フレーム（n+2）の白地の棒グラフは、直交変換部１１３において、この誤差を保証するために発生する直交変換係数を示している。このような直交変換係数の発生により、符号化部１２１の入力（矢印１３１）では、理想的には、各フレームにおいて信号レベルが略元のレベルにまで戻る。

ところで、図７のＡに示されるように、符号化部１２１および復号部１２３による各フレームにおける符号化・復号の方法が互いに同一であるため、各フレームの圧縮特性が一様になり、各フレームでの誤差の出方も一様になる。そのため、図７のＢに示されるように、直交変換部１１３における各フレームの直交変換係数の発生の仕方（符号や大きさ）も一様になる。

このような画像符号化装置１００の符号化に対して、画像復号装置１５０においては、フレームメモリ１６８に記憶される画像データに対して非可逆符号化が行われない。つまり、図７のＡに示されるような信号レベルの低下（画質の劣化）が発生しない。したがって、図７のＢに示されるフレーム毎の直交変換係数の追加（誤差の補償）が過剰な補正となり、却って誤差となってしまうおそれがあった。そして、上述したように、この各フレームに追加される直交変換係数が一様であるので、画像の時間方向に（フレームが進むにつれて）その誤差が蓄積されてしまう（誤差の合計が増大する）おそれがあった。

図７のＣは、その誤差の蓄積の様子の例を示している。図７のＣに示される各フレームの図中左側の白地の棒グラフは、フレームメモリ１６８に入力される（図６の矢印１７２における）画像データの信号レベルを示している。また、図７のＣに示される各フレームの図中右側の斜線模様の棒グラフは、演算部１６５から出力される（図６の矢印１７３における）画像データの信号レベルを示している。

図７のＣに示されるように、フレーム毎に同様の直交変換係数が追加されることにより、信号レベルは、画像の時間方向に（フレームが進むにつれて）増大している。つまり、画像の時間方向に（フレームが進むにつれて）誤差の合計が増大している。すなわち、復号画像の画質の劣化が増大している。

以上のように、画像符号化装置１００（図５）のようにフレームメモリ１２２に蓄積する画像データを圧縮することにより、フレームメモリ１２２の入出力バスにおける帯域不足の発生や、フレームメモリ１２２の空き領域の不足の発生を抑制することができるが、その符号化データを一般的な画像復号装置１５０により復号すると、復号画像の画質の低減（劣化）が画像の時間方向に増大するおそれがあった。

＜丸め値の制御＞
そこで、カレントフレームの画像の符号化において参照画像として用いられる符号化済みのフレームの画像が非可逆符号化された符号化データを復号し、得られた復号画像の丸めを、その画像の時間方向に値を切り替える丸め値で行うようにする。

このようにすることにより、符号化による画質の低減を抑制することができる。

なお、例えば、符号化済みのフレームの画像に対する非可逆符号化による誤差に対する補償として画像の符号化において発生する直交変換係数が低減するように、丸め値を画像の時間方向に切り替えるようにしてもよい。

＜復号部＞
図８は、図５の復号部１２３の主な構成例を示すブロック図である。図８に示されるように、復号部１２３は、復号部１８１、丸め処理部１８２、丸め処理部１８３、選択部１８４、および演算部１８５を有する。

復号部１８１は、フレームメモリ１２２から読み出した復号画像の符号化データ（符号化部１２１において復号画像が非可逆符号化された符号化データ）を、非可逆復号方式で復号し、復号画像の画像データを生成する。復号部１８１は、生成した画像データを演算部１８５に供給する。また、復号部１８１は、復号を行った旨を丸め処理部１８２および丸め処理部１８３に供給する。

丸め処理部１８２は、復号部１８１から復号を行った旨を通知されると、その復号により生成された画像データの丸め値として、所定の値の丸め値（タイプ１）を選択部１８４に供給する。

丸め処理部１８３は、復号部１８１から復号を行った旨を通知されると、その復号により生成された画像データの丸め値として、タイプ１の丸め値と値が異なる所定の値の丸め値（タイプ２）を選択部１８４に供給する。

選択部１８４は、丸め処理部１８２から供給されるタイプ１の丸め値と、丸め処理部１８３から供給されるタイプ２の丸め値とのいずれか一方を選択し、演算部１８５に供給する。

演算部１８５は、復号部１８１から供給される画像データに、選択部１８４から供給される丸め値を加算する。演算部１８５は、その加算結果をイントラ予測部１２４若しくはインター予測部１２５に供給する。

復号部１８１に供給される符号化データは、フレームメモリ１２２から読み出された符号化データであり、符号化済みのフレームの画像データが符号化部１２１において非可逆符号化された符号化データである。また、演算部１８５から出力された画像データは、イントラ予測部１２４やインター予測部１２５において参照画像のデータ（参照データ）として用いられる。つまり、演算部１８５から出力された画像データの画像は、処理対象であるカレントフレームの画像の符号化において参照画像として用いられる。

非可逆符号化・非可逆復号が行われたので、復号部１８１の復号により得られた画像データは、符号化部１２１による符号化の前と比べて情報量が低減している。例えば、各画素値の下位ビット（例えば、ビット深度１０ビットの画素値における下位５ビット）が欠落している。

演算部１８５は、復号部１８１から供給されるこのような画像データに、選択部１８４から供給される丸め値を加算することにより、この画像データの丸めを行う。例えば、復号部１８１から供給される画像データの１０ビットの各画素値の下位５ビットが欠落しており、丸め処理部１８２および丸め処理部１８２は、５ビットの丸め値を供給するとする。この場合、演算部１８５は、それらの丸め値の内選択部１８４に選択された丸め値を、画像データの下位５ビットに加算することにより、画像データの丸めを行う。

また、選択部１８４は、画像データの丸めに用いる丸め値の設定（選択）を行う。

例えば、選択部１８４が、あるフレームにおいて、丸め値の選択を、タイプ１からタイプ２に切り替えたとする。その後、画像の時間方向に進み、新たに処理対象となったある他のフレームにおいて、選択部１８４は、丸め値の選択をタイプ２からタイプ１に切り替える。このように、選択部１８４は、画像の時間方向（フレームの進行方向）に丸め値を切り替える。

その際、選択部１８４が、ヘッダ情報生成部１２８から供給されるメタデータ（ヘッダ情報）に基づいて、丸め値の設定（選択）を行うようにしてもよい。例えば、選択部１８４が、POCに基づいて非可逆復号する画像データのフレームを判断し（フレームの進行を把握し）、その判断結果（フレームの進行）に応じて、画像の時間方向に丸め値を切り替えるようにしてもよい。

以上のように、選択部１８４がこのような選択を行うことにより、演算部１８５は、復号部１８１から供給される画像データ（復号画像）の丸めを、その画像の時間方向に値を切り替える丸め値で行うことになる。

したがって、符号化による画質の低減を抑制することができる。

＜丸め値の例＞
丸め処理部１８２が提供するタイプ１の丸め値の例と、丸め処理部１８３が提供するタイプ２の丸め値の例とを、図９に示す。図９は、ビット深度１０ビットの画素値からなる画像データの非可逆復号結果に対して、丸め値を加算した状態を示している。図９において、図中左側の例が、タイプ１の丸め値を加算した場合の画像データの例を示し、図中右側の例が、タイプ２の丸め値を加算した場合の画像データの例を示す。

斜線模様の四角で示される上位５ビット（ビット深度５乃至ビット深度９）は、非可逆復号により非可逆符号化の前のデータが再現されている。つまり、この画素値の上位５ビットについては基本的に情報の欠落がおきてない。これに対して、白地の四角で示される下位５ビット（ビット深度０乃至ビット深度４）の情報は、非可逆符号化・非可逆復号により情報が欠落しており、丸めにより、丸め値がそれぞれ加算されている。

つまり、この場合、丸め処理部１８２が提供するタイプ１の丸め値は５ビット値「10000」であり、丸め処理部１８３が提供するタイプ２の丸め値は５ビット値「01111」である。

＜誤差の蓄積＞
この図９に示される５ビット値の２つの丸め値をフレーム毎に切り替える場合の誤差の蓄積について、図１０を参照して説明する。

図１０のＡに示されるフレーム（n-1）乃至フレーム（n+2）の図中左側の白地の棒グラフは、符号化部１２１に入力される（図５の矢印１３１における）画像データの信号レベルを示している。また、図１０のＡに示されるフレーム（n-1）乃至フレーム（n+2）の図中右側の斜線模様の棒グラフは、復号部１２３から出力される（図５の矢印１３２若しくは矢印１３３における）画像データの信号レベルを示している。

符号化部１２１および復号部１２３の符号化・復号方式が非可逆な方式であるため、図１０のＡに示されるように、各フレームにおいて、復号部１２３の出力の信号レベルは、符号化部１２１の入力の信号レベルに比べて変化する。この差分（両矢印）が圧縮による誤差である。ただし、図１０のＡの場合、フレーム毎に丸め値が切り替えられており、誤差の発生の方向が一様でない（信号レベルが増減している）。

図１０のＢに示されるフレーム（n-1）乃至フレーム（n+2）の白地の棒グラフは、直交変換部１１３において、この誤差を保証するために発生する直交変換係数を示している。

図１０のＡに示されるように誤差の発生の方向が一様でないため、図１０のＢに示されるように直交変換係数の発生の仕方（符号や大きさ）もフレーム毎にバラつく（図７のＢの例のように一様でない）。

図１０のＣに示されるフレーム（n-1）乃至フレーム（n+2）の図中左側の白地の棒グラフは、画像復号装置１５０のフレームメモリ１６８に入力される（図６の矢印１７２における）画像データの信号レベルを示している。また、図１０のＣに示されるフレーム（n-1）乃至フレーム（n+2）の図中右側の斜線模様の棒グラフは、演算部１６５から出力される（図６の矢印１７３における）画像データの信号レベルを示している。

この場合、図１０のＣに示されるように、画像の時間方向に（フレームが進むにつれて）信号レベルが増大しない。この場合も、フレーム毎に追加される直交変換係数は過剰な補正（誤差）となるが、各フレームにおいて追加される直交変換係数が一様でないため、各フレームで追加された直交変換係数は互いに打ち消し合う。そのため、画像の時間方向に（フレームが進むにつれて）誤差が増大しない。すなわち、画像の時間方向に復号画像の画質の劣化が増大しない。

したがって、復号部１２３は、上述したように、カレントフレームの画像の符号化において参照画像として用いられる符号化済みのフレームの画像が非可逆符号化された符号化データを復号し、得られた復号画像に対して、画像の時間方向に丸め値を切り替えて丸めを行うことにより、符号化による画質の低減を抑制することができる。

＜丸め値とその数＞
なお、選択部１８４が切り替える丸め値（丸め処理部１８２および丸め処理部１８３が提供する丸め値）は任意であり、図９に示される５ビット値「10000」および「01111」であってもよいが、この例以外であってもよい。例えば、乱数を丸め値として用いるようにしてもよい。この場合、選択部１８４は、画像の時間方向に（フレームが進むにつれて）乱数の値を更新する。

ただし、その場合、理論上は、直交変換係数の発生の仕方（符号や大きさ）もランダムとなり、誤差が互いに打ち消し合うようになると想定されるが、実際には、直交変換係数の発生の仕方を制御することが困難になり、場合によっては、直交変換係数の発生の仕方に偏りが生じ、誤差が蓄積されてしまう可能性もある。

そのため、図９の例のように既知の値を丸め値として用いる方が望ましい。その際、図９の例のように、タイプ間で丸め値の各ビットの値（「１」若しくは「０」）を入れ替えるようにすることにより、直交変換係数を逆方向に発生し易くする（符号を逆にし易くする）ことができる。これにより、誤差が互いに打ち消し合いやすくする（誤差が蓄積しづらくする）ことができ、より画質の低減を抑制することができる。

なお、図９の例においては、５ビット値の略中間の値「10000」と「01111」とを丸め値として交互に用いている。このようにすることにより、タイプ１の丸め値とタイプ２の丸め値とで、互いの値の差を最小（すなわち「１」）にし、かつ、上述したように各ビット値が互いに不一致となるようにすることができる。このようにタイプ１の丸め値とタイプ２の丸め値との差をより小さくすることにより、丸め値を切り替えることによる画像の符号化の特性の変化を抑制することができ、符号化効率をより安定させることができる。

また、図９の例においては、丸め値の選択を２種類（タイプ１とタイプ２）の丸め値の中から行うように説明したが、用意する丸め値の数（タイプ数）は複数であれば任意であり、３つ以上であってもよい。例えば、丸め値の選択が３つの４ビット値の中から行われるようにしてもよい。例えば、この場合も上述した５ビット値の場合と同様に、４ビット値の略中間の値を丸め値として用いるようにしてもよい。例えば、３つの４ビット値「1001」、「1000」、「0111」を丸め値として所定の順に若しくはランダムに用いるようにしてもよい。

なお、復号部１２３が有する丸め処理部の数は、丸め値のタイプ数と同一としてもよいし、１つの丸め処理部が複数のタイプの丸め値を提供することができるようにしてもよい。

＜丸め値の切り替えタイミング＞
丸め値の切り替えは、画像の時間方向について行うのであれば、任意のタイミングで行われるようにしてもよい。例えば、丸め値の切り替えが、ランダムに（任意のフレーム（ピクチャ）において）行われるようにしてもよい。また、例えば、丸め値の切り替えが、複数フレーム（複数ピクチャ）毎に行われるようにしてもよい。さらに、例えば、丸め値の切り替えが各フレーム（各ピクチャ）において行われるようにしてもよい。

なお、丸め値の切り替えは選択部１８４が行う。その際、選択部１８４が、例えば、ヘッダ情報生成部１２８から供給されるPOCに基づいて、丸め値を切り替えるタイミング（フレーム）を把握するようにしてもよい。

また、例えば、丸め値の切り替えが、ピクチャタイプに応じて行われるようにしてもよい。例えば、丸め値の切り替えがＰピクチャにおいて行われるようにしてもよい。つまり、ＢピクチャやＩピクチャにおいては、丸め値の切り替えが起きないようにしてもよい。この場合、選択部１８４が、ヘッダ情報生成部１２８から供給されるPOCとピクチャタイプ（Picture Type）に基づいて、丸め値を切り替えるタイミング（フレーム）を把握するようにしてもよい。

画像のGOP（Group Of Picture）構造は任意であり、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、およびＢピクチャの並び方は任意である。例えば、図１１のＡに示されるように、Ｐピクチャが連続する場合（M1）もある。また、例えば、図１１のＢに示されるように、Ｂピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャの組みが繰り返される場合（M3）もある。もちろん、これらの例以外の構造であってもよいし、GOP長（N）も任意である。

図１１のＡのパターンに対する丸め値の切り替え制御の例を図１２のＡに示す。また、図１１のＢのパターンに対する丸め値の切り替え制御の例を図１２のＢに示す。図１２の例では、Ｐピクチャにおいてのみ丸め値の切り替えが行われている。Ｐピクチャは、他のピクチャを参照し、かつ、他のピクチャから参照されるピクチャである。つまり、Ｐピクチャは、誤差の蓄積が起き易いピクチャである。このような特性のＰピクチャにおいて丸め値の切り替えを行うことにより、復号部１２３は、より効率よく誤差の蓄積を抑制し、符号化による画質の低減を抑制することができる。

なお、図１２の例のように、各Ｐピクチャにおいて丸め値の切り替えが行われるようにしてもよいし、複数Ｐピクチャ毎に丸め値の切り替えが行われるようにしてもよいし、任意のＰピクチャにおいて丸め値の切り替えが行われるようにしてもよい。例えば、ランダムに選択したＰピクチャにおいて丸め値の切り替えが行われるようにしてもよい。

また、丸め値を切り替えないピクチャ（例えばＩピクチャとＢピクチャ）の丸めを、丸め値を切り替えるピクチャ（例えばＰピクチャ）の丸めに使用される複数の丸め値の内、特性のより良い丸め値を用いて行うようにしてもよい。例えば、復号部１２３が、図９の例の丸め値を用いる場合、Ｐピクチャにおいては、タイプ１の丸め値とタイプ２の丸め値を切り替えながら丸めを行い、ＩピクチャとＢピクチャにおいては、タイプ１の丸め値とタイプ２の丸め値の内、符号化特性のより良い方（例えば「タイプ１」）を用いて行うようにしてもよい。このようにすることにより、符号化効率をより向上させることができる。

もちろん、ＩピクチャやＢピクチャにおいて、丸め値の切り替えが行われるようにしてもよいし、Ｐピクチャにおいて丸め値を固定する（切り替えを行わない）ようにしてもよい。

なお、以上に説明したような、処理対象であるカレントフレームの画像の符号化において参照画像として用いられる、符号化済みのフレームの画像が非可逆符号化された符号化データを復号し、得られた復号画像の丸めを、その画像の時間方向に値を切り替える丸め値で行う復号部（例えば復号部１２３）を独立した装置（画像処理装置）としてもよい。

また、その画像処理装置が、符号化データを記憶する記憶部（例えばフレームメモリ１２２）をさらに備えるようにし、復号部が、その記憶部から読み出された符号化データを復号し、得られた復号画像の丸めを行うようにしてもよい。

また、その画像処理装置が、参照画像として用いられる符号化済みのフレームの画像を非可逆符号化する符号化部（例えば符号化部１２１）をさらに備え、記憶部が、その符号化部が非可逆符号化して生成した符号化データを記憶するようにしてもよい。

また、その画像処理装置が、カレントフレームの画像と復号部が復号して得られた参照画像との差分画像を直交変換し、参照画像として利用する符号化済みのフレームの画像に対する非可逆符号化による誤差に対する補償としての直交変換係数を適宜発生させる直交変換部（例えば、直交変換部１１３）をさらに備えるようにしてもよい。

＜符号化処理の流れ＞
次に、画像符号化装置１００により実行される各処理の流れの例を説明する。最初に、符号化処理の流れの例を、図１３のフローチャートを参照して説明する。

符号化処理が開始されると、ステップＳ１０１において、ヘッダ情報生成部１２８は、ヘッダ情報を生成する。

ステップＳ１０２において、画面並べ替えバッファ１１１は、入力された動画像の各フレーム（ピクチャ）の画像をその表示する順番に記憶し、各ピクチャの表示する順番から符号化する順番への並べ替えを行う。

ステップＳ１０３において、復号部１２３は、フレームメモリ１２２から参照画像の符号化データを読み出す。ステップＳ１０４において、復号部１２３は、その符号化データを復号し、参照データを得る。

ステップＳ１０５において、イントラ予測部１２４は、ステップＳ１０２における予測制限に従って、イントラ予測処理を行う。また、ステップＳ１０６において、インター予測部１２５は、ステップＳ１０２における予測制限に従って、インター予測処理を行う。

ステップＳ１０７において、予測画像選択部１２６は、コスト関数値等に基づいて、ステップＳ１０５のイントラ予測処理により生成された予測画像と、ステップＳ１０６のインター予測処理により生成された予測画像のいずれか一方を選択する。

ステップＳ１０８において、演算部１１２は、ステップＳ１０２の処理によりフレーム順を並び替えられた入力画像と、ステップＳ１０７の処理により選択された予測画像との差分を演算する。つまり、演算部１１２は、入力画像と予測画像との残差データを生成する。このようにして求められた残差データは、元の画像データに比べてデータ量が低減される。したがって、画像をそのまま符号化する場合に比べて、データ量を圧縮することができる。

ステップＳ１０９において、直交変換部１１３は、ステップＳ１０８の処理により生成された残差データを直交変換する。

ステップＳ１１０において、量子化部１１４は、ステップＳ１０９の処理により得られた直交変換係数を量子化する。

ステップＳ１１１において、逆量子化部１１７は、ステップＳ１１０の処理により生成された量子化された係数（量子化係数とも称する）を、その量子化の特性に対応する特性で逆量子化する。

ステップＳ１１２において、逆直交変換部１１８は、ステップＳ１１１の処理により得られた直交変換係数を逆直交変換する。

ステップＳ１１３において、演算部１１９は、ステップＳ１１２の処理により復元された残差データに、ステップＳ１０７の処理により選択された予測画像を加算することにより、再構成画像の画像データを生成する。

ステップＳ１１４においてループフィルタ１２０は、ステップＳ１１３の処理により生成された再構成画像の画像データにループフィルタ処理を行う。これにより、再構成画像のブロック歪み等が除去される。

ステップＳ１１５において、符号化部１２１は、ステップＳ１１４の処理により得られた、局所的に復号された復号画像を非可逆符号化し、圧縮する。ステップＳ１１６において、フレームメモリ１２２は、ステップＳ１１５の処理により得られた符号化データを記憶する。

ステップＳ１１７において、可逆符号化部１１５は、ステップＳ１１０の処理により得られた、量子化された係数を符号化する。すなわち、残差データに対応するデータに対して、可変長符号化や算術符号化等の可逆符号化が行われる。

また、このとき、可逆符号化部１１５は、ステップＳ１０７の処理により選択された予測画像の予測モードに関する情報を符号化し、差分画像を符号化して得られる符号化データに付加する。つまり、可逆符号化部１１５は、イントラ予測部１２４から供給される最適イントラ予測モード情報、または、インター予測部１２５から供給される最適インター予測モードに応じた情報なども符号化し、符号化データに付加する。

ステップＳ１１８において蓄積バッファ１１６は、ステップＳ１１７の処理により得られた符号化データ等を蓄積する。蓄積バッファ１１６に蓄積された符号化データ等は、ビットストリームとして適宜読み出され、伝送路や記録媒体を介して復号側に伝送される。

ステップＳ１１９において、レート制御部１２７は、ステップＳ１１８の処理により蓄積バッファ１１６に蓄積された符号化データ等の符号量（発生符号量）に基づいて、オーバフローあるいはアンダーフローが発生しないように、ステップＳ１１０の量子化処理のレートを制御する。

ステップＳ１１８の処理が終了すると、符号化処理が終了する。

＜復号処理の流れ＞
次に、図１４のフローチャートを参照して、図１３のステップＳ１０４において実行される復号処理の詳細な流れの例を説明する。

復号処理が開始されると、選択部１８４は、ステップＳ１３１において、丸め値を設定する。ステップＳ１３２において、復号部１８１は、参照画像の符号化データを復号する。ステップＳ１３３において、演算部１８５は、選択部１８４により選択された（設定された）丸め値で復号画像の丸めを行う。

ステップＳ１３３の処理が終了すると、復号処理が終了し、処理は図１３に戻る。

＜丸め値設定処理の流れ＞
次に、図１５のフローチャートを参照して、図１４のステップＳ１３１において実行される丸め値設定処理の流れの例を説明する。

丸め値設定処理が開始されると、選択部１８４は、ステップＳ１５１において、POCやピクチャタイプ等のメタデータに基づいて、処理対象のフレームがＰピクチャであるか否かを判定する。Ｐピクチャであると判定された場合、処理はステップＳ１５２に進む。

ステップＳ１５２において、選択部１８４は、丸め値のタイプの履歴を参照し、前回のＰピクチャの丸め値がタイプ１であるか否かを判定する。タイプ１であると判定された場合、処理はステップＳ１５３に進む。

ステップＳ１５３において、選択部１８４は、丸め値をタイプ２に設定する。丸め値を設定すると処理はステップＳ１５５に進む。

また、ステップＳ１５２において、前回のＰピクチャの丸め値がタイプ１でない（タイプ２である）と判定された場合、処理はステップＳ１５４に進む。

ステップＳ１５４において、選択部１８４は、丸め値をタイプ１に設定する。丸め値を設定すると処理はステップＳ１５５に進む。

ステップＳ１５５において、選択部１８４は、設定した丸め値のタイプを履歴として記憶する。ステップＳ１５５の処理が終了すると、丸め値設定処理が終了し、処理は図１４に戻る。

また、ステップＳ１５１において、処理対象がＰピクチャでない（Ｉピクチャ若しくはＢピクチャである）と判定された場合、処理はステップＳ１５６に進む。

ステップＳ１５６において、選択部１８４は、丸め値をタイプ１に設定する。ステップＳ１５６の処理が終了すると、丸め値設定処理が終了し、処理は図１４に戻る。

以上のように、各処理を実行することにより、復号部１２３は、符号化による画質の低減を抑制することができるようになる。

＜２．第２の実施の形態＞
＜復号部＞
なお、丸め値を切り替える対象とするピクチャの、符号化済みのフレームの画像に対する非可逆符号化による誤差に対する補償として画像の符号化において直交変換係数が発生するブロックにおいて、丸め値を切り替えるようにしてもよい。

図１６は、その場合の、復号部１２３の主な構成例を示すブロック図である。この場合も、復号部１２３は、図８の場合と同様に、復号部１８１乃至演算部１８５を有する。さらに、復号部１２３は、選択部１９１を有する。

丸め処理部１８２は、タイプ１の丸め値を選択部１８４と選択部１９１に提供する。また、選択部１８４は、丸め処理部１８２から供給されるタイプ１の丸め値、若しくは、丸め処理部１８３から供給されるタイプ２の丸め値を選択し、選択した丸め値を選択部１９１に供給する。

選択部１９１は、丸め処理部１８２から供給されるタイプ１の丸め値と、選択部１８４により選択された丸め値とのいずれか一方を選択し、演算部１８５に供給する。

演算部１８５は、復号部１８１から供給される画像データに、選択部１９１から供給される丸め値を加算する。演算部１８５は、その加算結果をイントラ予測部１２４若しくはインター予測部１２５に供給する。

なお、選択部１９１が、直交変換部１１３から直交変換係数発生量を取得することができるようにしてもよい。そして、選択部１９１が、その直交変換係数発生量に基づいて、処理対象であるカレントブロック（例えばカレントLCU）が直交変換係数が発生するブロック（例えばLCU）であるか否かを判定するようにしてもよい。そして、カレントブロックが直交変換係数が発生するブロックであると判定された場合、選択部１９１が、丸め値を切り替えるようにしてもよい。

その際、選択部１９１が、Ｐピクチャの、直交変換係数が発生したブロックにおいて、丸め値を切り替えるようにしてもよい。また、選択部１９１が、丸め値を切り替えないピクチャ（例えばＩピクチャおよびＢピクチャ、並びに、Ｐピクチャの直交変換係数が発生しないブロック）の丸めを、丸め値を切り替えるピクチャ（例えばＰピクチャ）の、直交変換係数が発生したブロックの丸めに使用される複数の丸め値の内、特性のより良い丸め値を用いて行うようにしてもよい。

さらに、選択部１９１が、画像の符号化データのヘッダ情報に含まれるPOC（Picture Order Count）およびピクチャタイプを示す情報、並びに、直交変換係数の発生量に関する情報に基づいて丸め値の切り替えを行うようにしてもよい。

つまり、この場合の復号部１２３も、直交変換係数の発生の有無を考慮すること以外は、第１の実施の形態の場合と同様の方法で丸め値（の切り替え）を制御するようにしてもよい。なお、以上においては、直交変換係数の発生の有無を判定するデータ単位をブロック単位（例えばLCU）として説明したが、このデータ単位は任意である。例えば、スライス単位等であってもよい。また、直交変換係数の発生量の多少によって、丸め値を切り替えるか否かを制御するようにしてもよい。例えば、Ｐピクチャの、直交変換係数の発生量が所定の閾値より多いブロックについて、丸め値が切り替えられるようにし、ＩピクチャおよびＢピクチャ、並びに、Ｐピクチャの直交変換係数の発生量がその所定の閾値以下のブロックについて、丸め値が固定とされるようにしてもよい。

＜丸め値設定処理の流れ＞
次に、図１７のフローチャートを参照して、この場合の丸め値設定処理の流れの例を説明する。

丸め値設定処理が開始されると、選択部１８４は、ステップＳ１７１において、POCやピクチャタイプ等のメタデータに基づいて、処理対象のフレームがＰピクチャであるか否かを判定する。Ｐピクチャであると判定された場合、処理はステップＳ１７２に進む。

ステップＳ１７２において、選択部１９１は、カレントブロックにおいて、直交変換係数が発生したか否かを判定する。直交変換係数が発生したと判定された場合、処理はステップＳ１７３に進む。

ステップＳ１７３において、選択部１８４および選択部１９１は、丸め値のタイプの履歴を参照し、前回のＰピクチャの丸め値がタイプ１であるか否かを判定する。タイプ１であると判定された場合、処理はステップＳ１７４に進む。

ステップＳ１７４において、選択部１８４および選択部１９１は、丸め値をタイプ２に設定する。ステップＳ１７４の処理が終了すると処理はステップＳ１７６に進む。

また、ステップＳ１７２において、カレントブロックにおいて直交変換係数が発生していないと判定された場合、処理はステップＳ１７５に進む。

また、ステップＳ１７３において、前回のＰピクチャの丸め値がタイプ１でない（タイプ２である）と判定された場合、処理はステップＳ１７５に進む。

ステップＳ１７５において、選択部１９１（または、選択部１８４および選択部１９１）は、丸め値をタイプ１に設定する。ステップＳ１７５の処理が終了すると処理はステップＳ１７６に進む。

ステップＳ１７６において、選択部１８４および選択部１９１は、設定した丸め値のタイプを履歴として記憶する。ステップＳ１７６の処理が終了すると、丸め値設定処理が終了し、処理は図１４に戻る。

また、ステップＳ１７１において、処理対象がＰピクチャでない（Iピクチャ若しくはＢピクチャである）と判定された場合、処理はステップＳ１７７に進む。

ステップＳ１７７において、選択部１８４および選択部１９１は、丸め値をタイプ１に設定する。ステップＳ１７７の処理が終了すると、丸め値設定処理が終了し、処理は図１４に戻る。

以上のように、各処理を実行することにより、復号部１２３は、符号化による画質の低減を抑制することができるようになる。

また、本技術は、例えば、MPEG、H．26x等の様に、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償によって圧縮された画像情報（ビットストリーム）を、衛星放送、ケーブルテレビジョン、インターネット、または携帯電話機などのネットワークメディアを介して受信する際に用いられる画像符号化装置および画像復号装置に適用することができる。また、本技術は、光、磁気ディスク、およびフラッシュメモリのような記憶メディア上で処理する際に用いられる画像符号化装置および画像復号装置に適用することができる。

＜３．第３の実施の形態＞
＜多視点画像符号化・多視点画像復号への適用＞
上述した一連の処理は、多視点画像符号化・多視点画像復号に適用することができる。図１８は、多視点画像符号化方式の一例を示す。

図１８に示されるように、多視点画像は、複数の視点（ビュー（view））の画像を含む。この多視点画像の複数のビューは、他のビューの情報を利用せずに自身のビューの画像のみを用いて符号化・復号を行うベースビューと、他のビューの情報を利用して符号化・復号を行うノンベースビューとによりなる。ノンベースビューの符号化・復号は、ベースビューの情報を利用するようにしても良いし、他のノンベースビューの情報を利用するようにしてもよい。

図１８の例のような多視点画像を符号化する場合、各視点の画像を符号化するが、この各視点の符号化に対して、各実施の形態において上述した方法を適用するようにしてもよい。このようにすることにより、各視点の画像について、符号化による画質の低減を抑制することができる。つまり、多視点画像の場合も同様に、符号化による画質の低減を抑制することができる。

＜多視点画像符号化装置・復号装置＞
図１９は、上述した多視点画像符号化を行う多視点画像符号化装置の主な構成例を示す図である。図１９に示されるように、多視点画像符号化装置６００は、符号化部６０１、符号化部６０２、および多重化部６０３を有する。

符号化部６０１は、ベースビュー画像を符号化し、ベースビュー画像符号化ストリームを生成する。符号化部６０２は、ノンベースビュー画像を符号化し、ノンベースビュー画像符号化ストリームを生成する。多重化部６０３は、符号化部６０１において生成されたベースビュー画像符号化ストリームと、符号化部６０２において生成されたノンベースビュー画像符号化ストリームとを多重化し、多視点画像符号化ストリームを生成する。

図２０は、多視点画像符号化装置６００に対応する多視点画像復号装置の主な構成例を示す図である。図２０の例において、多視点画像復号装置６１０は、逆多重化部６１１、復号部６１２、および復号部６１３を有する。

逆多重化部６１１は、ベースビュー画像符号化ストリームとノンベースビュー画像符号化ストリームとが多重化された多視点画像符号化ストリームを逆多重化し、ベースビュー画像符号化ストリームと、ノンベースビュー画像符号化ストリームとを抽出する。復号部６１２は、逆多重化部６１１により抽出されたベースビュー画像符号化ストリームを復号し、ベースビュー画像を得る。復号部６１３は、逆多重化部６１１により抽出されたノンベースビュー画像符号化ストリームを復号し、ノンベースビュー画像を得る。

例えば、多視点画像符号化装置６００の各符号化部において、参照画像として用いられる画像データを非可逆符号化して符号化データとしてフレームメモリに記憶し、参照画像を利用する際は、そのフレームメモリから符号化データを読み出して非可逆復号するとする。これに対して、多視点画像復号装置６１０の各復号部においては、参照画像として用いられる画像データを符号化せずにフレームメモリに記憶し、参照画像を利用する際は、そのフレームメモリから画像データを読み出すものとする。

このような場合、上述したように、多視点画像符号化装置６００による符号化において、参照画像の画像データの非可逆符号化の誤差の補償として発生する直交変換係数が、参照画像の画像データの非可逆符号化を行わない多視点画像復号装置６１０による復号において蓄積され、復号画像の画質が低減するおそれがあった。

そこで、このような多視点画像符号化装置６００の符号化部６０１および符号化部６０２として、上述した画像符号化装置１００を適用するようにする。このようにすることにより、多視点画像の符号化においても、上述した方法を適用することができる。すなわち、多視点画像符号化装置６００は、多視点画像の符号化による画質の低減を抑制することができる。

＜４．第４の実施の形態＞
＜階層画像符号化・階層画像復号への適用＞
また、上述した一連の処理は、階層画像符号化・階層画像復号（スケーラブル符号化・スケーラブル復号）に適用することができる。図２１は、階層画像符号化方式の一例を示す。

階層画像符号化（スケーラブル符号化）は、画像データを、所定のパラメータについてスケーラビリティ（scalability）機能を有するように、画像を複数レイヤ化（階層化）し、レイヤ毎に符号化するものである。階層画像復号は、その階層画像符号化（スケーラブル復号）は、その階層画像符号化に対応する復号である。

図２１に示されるように、画像の階層化においては、スケーラビリティ機能を有する所定のパラメータを基準として１の画像が複数の画像（レイヤ）に分割される。つまり、階層化された画像（階層画像）は、その所定のパラメータの値が互いに異なる複数の階層（レイヤ）の画像を含む。この階層画像の複数のレイヤは、他のレイヤの画像を利用せずに自身のレイヤの画像のみを用いて符号化・復号を行うベースレイヤと、他のレイヤの画像を利用して符号化・復号を行うノンベースレイヤ（エンハンスメントレイヤとも称する）とによりなる。ノンベースレイヤは、ベースレイヤの画像を利用するようにしても良いし、他のノンベースレイヤの画像を利用するようにしてもよい。

一般的に、ノンベースレイヤは、冗長性が低減されるように、自身の画像と、他のレイヤの画像との差分画像のデータ（差分データ）により構成される。例えば、１の画像をベースレイヤとノンベースレイヤ（エンハンスメントレイヤとも称する）に２階層化した場合、ベースレイヤのデータのみで元の画像よりも低品質な画像が得られ、ベースレイヤのデータとノンベースレイヤのデータを合成することで、元の画像（すなわち高品質な画像）が得られる。

このように画像を階層化することにより、状況に応じて多様な品質の画像を容易に得ることができる。例えば携帯電話のような、処理能力の低い端末に対しては、ベースレイヤ（base layer）のみの画像圧縮情報を伝送し、空間時間解像度の低い、或いは、画質の良くない動画像を再生し、テレビやパーソナルコンピュータのような、処理能力の高い端末に対しては、ベースレイヤ（base layer）に加えて、エンハンスメントレイヤ（enhancement layer）の画像圧縮情報を伝送し、空間時間解像度の高い、或いは、画質の高い動画像を再生するといったように、トランスコード処理を行うことなく、端末やネットワークの能力に応じた画像圧縮情報を、サーバから送信することが可能となる。

図２１の例のような階層画像を符号化する場合、各レイヤの画像を符号化するが、この各レイヤの符号化に対して、各実施の形態において上述した方法を適用するようにしてもよい。このようにすることにより、各レイヤの画像の、符号化による画質の低減を抑制することができる。つまり、階層画像の場合も同様に、符号化による画質の低減を抑制することができる。

＜スケーラブルなパラメータ＞
このような階層画像符号化・階層画像復号（スケーラブル符号化・スケーラブル復号）において、スケーラビリティ（scalability）機能を有するパラメータは、任意である。例えば、空間解像度をそのパラメータとしてもよい（spatial scalability）。また、例えば、時間解像度を適用しても良い（temporal scalability）。さらに、例えば、信号雑音比（SNR（Signal to Noise ratio））を適用しても良い（SNR scalability）。また、例えば、ビット深度を適用しても良い（bit-depth scalability）。さらに、例えば、クロマのフォーマットを適用してもよい（chroma scalability）。

＜階層画像符号化装置・復号装置＞
図２２は、上述した階層画像符号化を行う階層画像符号化装置の主な構成例を示す図である。図２２に示されるように、階層画像符号化装置６２０は、符号化部６２１、符号化部６２２、および多重化部６２３を有する。

符号化部６２１は、ベースレイヤ画像を符号化し、ベースレイヤ画像符号化ストリームを生成する。符号化部６２２は、ノンベースレイヤ画像を符号化し、ノンベースレイヤ画像符号化ストリームを生成する。多重化部６２３は、符号化部６２１において生成されたベースレイヤ画像符号化ストリームと、符号化部６２２において生成されたノンベースレイヤ画像符号化ストリームとを多重化し、階層画像符号化ストリームを生成する。

図２３は、階層画像符号化装置６２０に対応する階層画像復号装置の主な構成例を示す図である。図２３に示されるように、階層画像復号装置６３０は、逆多重化部６３１、復号部６３２、および復号部６３３を有する。

逆多重化部６３１は、ベースレイヤ画像符号化ストリームとノンベースレイヤ画像符号化ストリームとが多重化された階層画像符号化ストリームを逆多重化し、ベースレイヤ画像符号化ストリームと、ノンベースレイヤ画像符号化ストリームとを抽出する。復号部６３２は、逆多重化部６３１により抽出されたベースレイヤ画像符号化ストリームを復号し、ベースレイヤ画像を得る。復号部６３３は、逆多重化部６３１により抽出されたノンベースレイヤ画像符号化ストリームを復号し、ノンベースレイヤ画像を得る。

例えば、階層画像符号化装置６２０の各符号化部において、参照画像として用いられる画像データを非可逆符号化して符号化データとしてフレームメモリに記憶し、参照画像を利用する際は、そのフレームメモリから符号化データを読み出して非可逆復号するとする。これに対して、階層画像復号装置６３０の各復号部においては、参照画像として用いられる画像データを符号化せずにフレームメモリに記憶し、参照画像を利用する際は、そのフレームメモリから画像データを読み出すものとする。

このような場合、上述したように、階層画像符号化装置６２０による符号化において、参照画像の画像データの非可逆符号化の誤差の補償として発生する直交変換係数が、参照画像の画像データの非可逆符号化を行わない階層画像復号装置６３０による復号において蓄積され、復号画像の画質が低減するおそれがあった。

そこで、このような階層画像符号化装置６２０の符号化部６２１および符号化部６２２として、上述した画像符号化装置１００を適用するようにする。このようにすることにより、階層画像の符号化においても、上述した方法を適用することができる。すなわち、階層画像符号化装置６２０は、階層画像の符号化による画質の低減を抑制することができる。

＜５．第５の実施の形態＞
＜コンピュータ＞
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここでコンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等が含まれる。

図２４は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。

図２４に示されるコンピュータ８００において、CPU（Central Processing Unit）８０１、ROM（Read Only Memory）８０２、RAM（Random Access Memory）８０３は、バス８０４を介して相互に接続されている。

バス８０４にはまた、入出力インタフェース８１０も接続されている。入出力インタフェース８１０には、入力部８１１、出力部８１２、記憶部８１３、通信部８１４、およびドライブ８１５が接続されている。

入力部８１１は、例えば、キーボード、マウス、マイクロホン、タッチパネル、入力端子などよりなる。出力部８１２は、例えば、ディスプレイ、スピーカ、出力端子などよりなる。記憶部８１３は、例えば、ハードディスク、RAMディスク、不揮発性のメモリなどよりなる。通信部８１４は、例えば、ネットワークインタフェースよりなる。ドライブ８１５は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリなどのリムーバブルメディア８２１を駆動する。

以上のように構成されるコンピュータでは、CPU８０１が、例えば、記憶部８１３に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース８１０およびバス８０４を介して、RAM８０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。RAM８０３にはまた、CPU８０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。

コンピュータ（CPU８０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア８２１に記録して適用することができる。その場合、プログラムは、リムーバブルメディア８２１をドライブ８１５に装着することにより、入出力インタフェース８１０を介して、記憶部８１３にインストールすることができる。

また、このプログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することもできる。その場合、プログラムは、通信部８１４で受信し、記憶部８１３にインストールすることができる。

その他、このプログラムは、ROM８０２や記憶部８１３に、あらかじめインストールしておくこともできる。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

また、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、全ての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。

また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本技術は、１つの機能を、ネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。

また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。

さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。

上述した実施形態に係る画像符号化装置及び画像復号装置は、例えば、衛星放送、ケーブルＴＶなどの有線放送、インターネット上での配信、及びセルラー通信による端末への配信などにおける送信機若しくは受信機、光ディスク、磁気ディスク及びフラッシュメモリなどの媒体に画像を記録する記録装置、又は、これら記憶媒体から画像を再生する再生装置などの様々な電子機器に応用され得る。以下、４つの応用例について説明する。

＜６．第６の実施の形態＞
＜第１の応用例：テレビジョン受像機＞
図２５は、上述した実施形態を適用したテレビジョン装置の概略的な構成の一例を示している。テレビジョン装置９００は、アンテナ９０１、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、表示部９０６、音声信号処理部９０７、スピーカ９０８、外部インタフェース（I/F）部９０９、制御部９１０、ユーザインタフェース（I/F）部９１１、及びバス９１２を備える。

チューナ９０２は、アンテナ９０１を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９０２は、復調により得られた符号化ビットストリームをデマルチプレクサ９０３へ出力する。即ち、チューナ９０２は、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送部としての役割を有する。

デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームから視聴対象の番組の映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、分離した各ストリームをデコーダ９０４へ出力する。また、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームからEPG（Electronic Program Guide）などの補助的なデータを抽出し、抽出したデータを制御部９１０に供給する。なお、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームがスクランブルされている場合には、デスクランブルを行ってもよい。

デコーダ９０４は、デマルチプレクサ９０３から入力される映像ストリーム及び音声ストリームを復号する。そして、デコーダ９０４は、復号処理により生成される映像データを映像信号処理部９０５へ出力する。また、デコーダ９０４は、復号処理により生成される音声データを音声信号処理部９０７へ出力する。

映像信号処理部９０５は、デコーダ９０４から入力される映像データを再生し、表示部９０６に映像を表示させる。また、映像信号処理部９０５は、ネットワークを介して供給されるアプリケーション画面を表示部９０６に表示させてもよい。また、映像信号処理部９０５は、映像データについて、設定に応じて、例えばノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。さらに、映像信号処理部９０５は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUI（Graphical User Interface）の画像を生成し、生成した画像を出力画像に重畳してもよい。

表示部９０６は、映像信号処理部９０５から供給される駆動信号により駆動され、表示デバイス（例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ又はOELD（Organic ElectroLuminescence Display）（有機ELディスプレイ）など）の映像面上に映像又は画像を表示する。

音声信号処理部９０７は、デコーダ９０４から入力される音声データについてD/A変換及び増幅などの再生処理を行い、スピーカ９０８から音声を出力させる。また、音声信号処理部９０７は、音声データについてノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。

外部インタフェース部９０９は、テレビジョン装置９００と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。例えば、外部インタフェース部９０９を介して受信される映像ストリーム又は音声ストリームが、デコーダ９０４により復号されてもよい。即ち、外部インタフェース部９０９もまた、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送部としての役割を有する。

制御部９１０は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、プログラムデータ、EPGデータ、及びネットワークを介して取得されるデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、テレビジョン装置９００の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース部９１１から入力される操作信号に応じて、テレビジョン装置９００の動作を制御する。

ユーザインタフェース部９１１は、制御部９１０と接続される。ユーザインタフェース部９１１は、例えば、ユーザがテレビジョン装置９００を操作するためのボタン及びスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース部９１１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９１０へ出力する。

バス９１２は、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、音声信号処理部９０７、外部インタフェース部９０９及び制御部９１０を相互に接続する。

このように構成されたテレビジョン装置９００において、例えば映像信号処理部９０５が画像符号化装置１００の機能を有するようにしてもよい。つまり、映像信号処理部９０５がデコーダ９０４から供給される画像データを上述した方法で符号化するようにしてもよい。映像信号処理部９０５は、その符号化により得られた符号化データを、例えば、外部インタフェース部９０９に供給し、外部インタフェース部９０９からテレビジョン装置９００の外部に出力させることができる。したがって、テレビジョン装置９００は、処理対象となる画像の、符号化による画質の低減を抑制することができる。

＜第２の応用例：携帯電話機＞
図２６は、上述した実施形態を適用した携帯電話機の概略的な構成の一例を示している。携帯電話機９２０は、アンテナ９２１、通信部９２２、音声コーデック９２３、スピーカ９２４、マイクロホン９２５、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、制御部９３１、操作部９３２、及びバス９３３を備える。

アンテナ９２１は、通信部９２２に接続される。スピーカ９２４及びマイクロホン９２５は、音声コーデック９２３に接続される。操作部９３２は、制御部９３１に接続される。バス９３３は、通信部９２２、音声コーデック９２３、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、及び制御部９３１を相互に接続する。

携帯電話機９２０は、音声通話モード、データ通信モード、撮影モード及びテレビ電話モードを含む様々な動作モードで、音声信号の送受信、電子メール又は画像データの送受信、画像の撮像、及びデータの記録などの動作を行う。

音声通話モードにおいて、マイクロホン９２５により生成されるアナログ音声信号は、音声コーデック９２３に供給される。音声コーデック９２３は、アナログ音声信号を音声データへ変換し、変換された音声データをA/D変換し圧縮する。そして、音声コーデック９２３は、圧縮後の音声データを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、音声データを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号を、アンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して音声データを生成し、生成した音声データを音声コーデック９２３へ出力する。音声コーデック９２３は、音声データを伸張し及びD/A変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。

また、データ通信モードにおいて、例えば、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザによる操作に応じて、電子メールを構成する文字データを生成する。また、制御部９３１は、文字を表示部９３０に表示させる。また、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザからの送信指示に応じて電子メールデータを生成し、生成した電子メールデータを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、電子メールデータを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号を、アンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して電子メールデータを復元し、復元した電子メールデータを制御部９３１へ出力する。制御部９３１は、表示部９３０に電子メールの内容を表示させると共に、電子メールデータを記録再生部９２９に供給し、その記憶媒体に書き込ませる。

記録再生部９２９は、読み書き可能な任意の記憶媒体を有する。例えば、記憶媒体は、RAM又はフラッシュメモリなどの内蔵型の記憶媒体であってもよく、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、USB（Universal Serial Bus）メモリ、又はメモリカードなどの外部装着型の記憶媒体であってもよい。

また、撮影モードにおいて、例えば、カメラ部９２６は、被写体を撮像して画像データを生成し、生成した画像データを画像処理部９２７へ出力する。画像処理部９２７は、カメラ部９２６から入力される画像データを符号化し、符号化ストリームを記録再生部９２９に供給し、その記憶媒体に書き込ませる。

さらに、画像表示モードにおいて、記録再生部９２９は、記憶媒体に記録されている符号化ストリームを読み出して画像処理部９２７へ出力する。画像処理部９２７は、記録再生部９２９から入力される符号化ストリームを復号し、画像データを表示部９３０に供給し、その画像を表示させる。

また、テレビ電話モードにおいて、例えば、多重分離部９２８は、画像処理部９２７により符号化された映像ストリームと、音声コーデック９２３から入力される音声ストリームとを多重化し、多重化したストリームを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、ストリームを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号を、アンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。これら送信信号及び受信信号には、符号化ビットストリームが含まれ得る。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号してストリームを復元し、復元したストリームを多重分離部９２８へ出力する。多重分離部９２８は、入力されるストリームから映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、映像ストリームを画像処理部９２７、音声ストリームを音声コーデック９２３へ出力する。画像処理部９２７は、映像ストリームを復号し、映像データを生成する。映像データは、表示部９３０に供給され、表示部９３０により一連の画像が表示される。音声コーデック９２３は、音声ストリームを伸張し及びD/A変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。

このように構成された携帯電話機９２０において、例えば画像処理部９２７が画像符号化装置１００の機能を有するようにしてもよい。つまり、画像処理部９２７が画像データを上述した方法で符号化するようにしてもよい。このようにすることにより、携帯電話機９２０は、処理対象となる画像の、符号化による画質の低減を抑制することができる。

＜第３の応用例：記録再生装置＞
図２７は、上述した実施形態を適用した記録再生装置の概略的な構成の一例を示している。記録再生装置９４０は、例えば、受信した放送番組の音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録する。また、記録再生装置９４０は、例えば、他の装置から取得される音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録してもよい。また、記録再生装置９４０は、例えば、ユーザの指示に応じて、記録媒体に記録されているデータをモニタ及びスピーカ上で再生する。このとき、記録再生装置９４０は、音声データおよび映像データを復号する。

記録再生装置９４０は、チューナ９４１、外部インタフェース（I/F）部９４２、エンコーダ９４３、HDD（Hard Disk Drive）９４４、ディスクドライブ９４５、セレクタ９４６、デコーダ９４７、OSD（On-Screen Display）９４８、制御部９４９、およびユーザインタフェース（I/F）部９５０を備える。

チューナ９４１は、アンテナ（図示せず）を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９４１は、復調により得られた符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。即ち、チューナ９４１は、記録再生装置９４０における伝送部としての役割を有する。

外部インタフェース部９４２は、記録再生装置９４０と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。外部インタフェース部９４２は、例えば、IEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers）1394インタフェース、ネットワークインタフェース、USBインタフェース、又はフラッシュメモリインタフェースなどであってよい。例えば、外部インタフェース部９４２を介して受信される映像データおよび音声データは、エンコーダ９４３へ入力される。即ち、外部インタフェース部９４２は、記録再生装置９４０における伝送部としての役割を有する。

エンコーダ９４３は、外部インタフェース部９４２から入力される映像データおよび音声データが符号化されていない場合に、映像データおよび音声データを符号化する。そして、エンコーダ９４３は、符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。

HDD９４４は、映像および音声などのコンテンツデータが圧縮された符号化ビットストリーム、各種プログラムおよびその他のデータを内部のハードディスクに記録する。また、HDD９４４は、映像および音声の再生時に、これらデータをハードディスクから読み出す。

ディスクドライブ９４５は、装着されている記録媒体へのデータの記録および読み出しを行う。ディスクドライブ９４５に装着される記録媒体は、例えばDVD（Digital Versatile Disc）ディスク（DVD-Video、DVD-RAM（DVD - Random Access Memory）、DVD-R（DVD - Recordable）、DVD-RW（DVD - Rewritable）、DVD+R（DVD + Recordable）、DVD+RW（DVD + Rewritable）等）又はBlu-ray（登録商標）ディスクなどであってよい。

セレクタ９４６は、映像および音声の記録時には、チューナ９４１又はエンコーダ９４３から入力される符号化ビットストリームを選択し、選択した符号化ビットストリームをHDD９４４又はディスクドライブ９４５へ出力する。また、セレクタ９４６は、映像及び音声の再生時には、HDD９４４又はディスクドライブ９４５から入力される符号化ビットストリームをデコーダ９４７へ出力する。

デコーダ９４７は、符号化ビットストリームを復号し、映像データ及び音声データを生成する。そして、デコーダ９４７は、生成した映像データをOSD９４８へ出力する。また、デコーダ９４７は、生成した音声データを外部のスピーカへ出力する。

OSD９４８は、デコーダ９４７から入力される映像データを再生し、映像を表示する。また、OSD９４８は、表示する映像に、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUIの画像を重畳してもよい。

制御部９４９は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、記録再生装置９４０の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース部９５０から入力される操作信号に応じて、記録再生装置９４０の動作を制御する。

ユーザインタフェース部９５０は、制御部９４９と接続される。ユーザインタフェース部９５０は、例えば、ユーザが記録再生装置９４０を操作するためのボタンおよびスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース部９５０は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９４９へ出力する。

このように構成された記録再生装置９４０において、エンコーダ９４３が画像符号化装置１００の機能を有するようにしてもよい。つまり、エンコーダ９４３が画像データを上述した方法で符号化するようにしてもよい。このようにすることにより、記録再生装置９４０は、処理対象となる画像の、符号化による画質の低減を抑制することができる。

＜第４の応用例：撮像装置＞
図２８は、上述した実施形態を適用した撮像装置の概略的な構成の一例を示している。撮像装置９６０は、被写体を撮像して画像を生成し、画像データを符号化して記録媒体に記録する。

撮像装置９６０は、光学ブロック９６１、撮像部９６２、信号処理部９６３、画像処理部９６４、表示部９６５、外部インタフェース（I/F）部９６６、メモリ部９６７、メディアドライブ９６８、OSD９６９、制御部９７０、ユーザインタフェース（I/F）部９７１、およびバス９７２を備える。

光学ブロック９６１は、撮像部９６２に接続される。撮像部９６２は、信号処理部９６３に接続される。表示部９６５は、画像処理部９６４に接続される。ユーザインタフェース部９７１は、制御部９７０に接続される。バス９７２は、画像処理部９６４、外部インタフェース部９６６、メモリ部９６７、メディアドライブ９６８、OSD９６９、および制御部９７０を相互に接続する。

光学ブロック９６１は、フォーカスレンズ及び絞り機構などを有する。光学ブロック９６１は、被写体の光学像を撮像部９６２の撮像面に結像させる。撮像部９６２は、CCD（Charge Coupled Device）又はCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などのイメージセンサを有し、撮像面に結像した光学像を光電変換によって電気信号としての画像信号に変換する。そして、撮像部９６２は、画像信号を信号処理部９６３へ出力する。

信号処理部９６３は、撮像部９６２から入力される画像信号に対してニー補正、ガンマ補正、色補正などの種々のカメラ信号処理を行う。信号処理部９６３は、カメラ信号処理後の画像データを画像処理部９６４へ出力する。

画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを符号化し、符号化データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した符号化データを外部インタフェース部９６６またはメディアドライブ９６８へ出力する。また、画像処理部９６４は、外部インタフェース部９６６またはメディアドライブ９６８から入力される符号化データを復号し、画像データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した画像データを表示部９６５へ出力する。また、画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを表示部９６５へ出力して画像を表示させてもよい。また、画像処理部９６４は、OSD９６９から取得される表示用データを、表示部９６５へ出力する画像に重畳してもよい。

OSD９６９は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUIの画像を生成して、生成した画像を画像処理部９６４へ出力する。

外部インタフェース部９６６は、例えばUSB入出力端子として構成される。外部インタフェース部９６６は、例えば、画像の印刷時に、撮像装置９６０とプリンタとを接続する。また、外部インタフェース部９６６には、必要に応じてドライブが接続される。ドライブには、例えば、磁気ディスク又は光ディスクなどのリムーバブルメディアが装着され、リムーバブルメディアから読み出されるプログラムが、撮像装置９６０にインストールされ得る。さらに、外部インタフェース部９６６は、LAN又はインターネットなどのネットワークに接続されるネットワークインタフェースとして構成されてもよい。即ち、外部インタフェース部９６６は、撮像装置９６０における伝送部としての役割を有する。

メディアドライブ９６８に装着される記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、又は半導体メモリなどの、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアであってよい。また、メディアドライブ９６８に記録媒体が固定的に装着され、例えば、内蔵型ハードディスクドライブ又はSSD（Solid State Drive）のような非可搬性の記憶部が構成されてもよい。

制御部９７０は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、撮像装置９６０の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース部９７１から入力される操作信号に応じて、撮像装置９６０の動作を制御する。

ユーザインタフェース部９７１は、制御部９７０と接続される。ユーザインタフェース部９７１は、例えば、ユーザが撮像装置９６０を操作するためのボタン及びスイッチなどを有する。ユーザインタフェース部９７１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９７０へ出力する。

このように構成された撮像装置９６０において、画像処理部９６４が画像符号化装置１００の機能を有するようにしてもよい。つまり、画像処理部９６４が画像データを上述した方法で符号化するようにしてもよい。このようにすることにより、撮像装置９６０は、処理対象となる画像の、符号化による画質の低減を抑制することができる。

なお、本技術は、予め用意された解像度等が互いに異なる複数の符号化データの中から適切なものをセグメント単位で選択して使用する、例えばMPEG DASH等のようなHTTPストリーミングにも適用することができる。つまり、このような複数の符号化データ間で、符号化や復号に関する情報を共有することもできる。

＜７．第７の実施の形態＞
＜実施のその他の例＞
以上において本技術を適用する装置やシステム等の例を説明したが、本技術は、これに限らず、このような装置またはシステムを構成する装置に搭載するあらゆる構成、例えば、システムLSI（Large Scale Integration）等としてのプロセッサ、複数のプロセッサ等を用いるモジュール、複数のモジュール等を用いるユニット、ユニットにさらにその他の機能を付加したセット等（すなわち、装置の一部の構成）として実施することもできる。

＜ビデオセット＞
本技術をセットとして実施する場合の例について、図２９を参照して説明する。図２９は、本技術を適用したビデオセットの概略的な構成の一例を示している。

近年、電子機器の多機能化が進んでおり、その開発や製造において、その一部の構成を販売や提供等として実施する場合、１機能を有する構成として実施を行う場合だけでなく、関連する機能を有する複数の構成を組み合わせ、複数の機能を有する１セットとして実施を行う場合も多く見られるようになってきた。

図２９に示されるビデオセット１３００は、このような多機能化された構成であり、画像の符号化や復号（いずれか一方でもよいし、両方でも良い）に関する機能を有するデバイスに、その機能に関連するその他の機能を有するデバイスを組み合わせたものである。

図２９に示されるように、ビデオセット１３００は、ビデオモジュール１３１１、外部メモリ１３１２、パワーマネージメントモジュール１３１３、およびフロントエンドモジュール１３１４等のモジュール群と、コネクティビティ１３２１、カメラ１３２２、およびセンサ１３２３等の関連する機能を有するデバイスとを有する。

モジュールは、互いに関連するいくつかの部品的機能をまとめ、まとまりのある機能を持った部品としたものである。具体的な物理的構成は任意であるが、例えば、それぞれ機能を有する複数のプロセッサ、抵抗やコンデンサ等の電子回路素子、その他のデバイス等を配線基板等に配置して一体化したものが考えられる。また、モジュールに他のモジュールやプロセッサ等を組み合わせて新たなモジュールとすることも考えられる。

図２９の例の場合、ビデオモジュール１３１１は、画像処理に関する機能を有する構成を組み合わせたものであり、アプリケーションプロセッサ、ビデオプロセッサ、ブロードバンドモデム１３３３、およびRFモジュール１３３４を有する。

プロセッサは、所定の機能を有する構成をSoC（System On a Chip）により半導体チップに集積したものであり、例えばシステムLSI（Large Scale Integration）等と称されるものもある。この所定の機能を有する構成は、論理回路（ハードウエア構成）であってもよいし、CPU、ROM、RAM等と、それらを用いて実行されるプログラム（ソフトウエア構成）であってもよいし、その両方を組み合わせたものであってもよい。例えば、プロセッサが、論理回路とCPU、ROM、RAM等とを有し、機能の一部を論理回路（ハードウエア構成）により実現し、その他の機能をCPUにおいて実行されるプログラム（ソフトウエア構成）により実現するようにしてもよい。

図２９のアプリケーションプロセッサ１３３１は、画像処理に関するアプリケーションを実行するプロセッサである。このアプリケーションプロセッサ１３３１において実行されるアプリケーションは、所定の機能を実現するために、演算処理を行うだけでなく、例えばビデオプロセッサ１３３２等、ビデオモジュール１３１１内外の構成を必要に応じて制御することもできる。

ビデオプロセッサ１３３２は、画像の符号化・復号（その一方若しくは両方）に関する機能を有するプロセッサである。

ブロードバンドモデム１３３３は、インターネットや公衆電話回線網等の広帯域の回線を介して行われる有線若しくは無線（またはその両方）の広帯域通信により送信するデータ（デジタル信号）をデジタル変調する等してアナログ信号に変換したり、その広帯域通信により受信したアナログ信号を復調してデータ（デジタル信号）に変換したりする。ブロードバンドモデム１３３３は、例えば、ビデオプロセッサ１３３２が処理する画像データ、画像データが符号化されたストリーム、アプリケーションプログラム、設定データ等、任意の情報を処理する。

RFモジュール１３３４は、アンテナを介して送受信されるRF（Radio Frequency）信号に対して、周波数変換、変復調、増幅、フィルタ処理等を行うモジュールである。例えば、RFモジュール１３３４は、ブロードバンドモデム１３３３により生成されたベースバンド信号に対して周波数変換等を行ってRF信号を生成する。また、例えば、RFモジュール１３３４は、フロントエンドモジュール１３１４を介して受信されたRF信号に対して周波数変換等を行ってベースバンド信号を生成する。

なお、図２９において点線１３４１に示されるように、アプリケーションプロセッサ１３３１とビデオプロセッサ１３３２を、一体化し、１つのプロセッサとして構成されるようにしてもよい。

外部メモリ１３１２は、ビデオモジュール１３１１の外部に設けられた、ビデオモジュール１３１１により利用される記憶デバイスを有するモジュールである。この外部メモリ１３１２の記憶デバイスは、どのような物理構成により実現するようにしてもよいが、一般的にフレーム単位の画像データのような大容量のデータの格納に利用されることが多いので、例えばDRAM（Dynamic Random Access Memory）のような比較的安価で大容量の半導体メモリにより実現するのが望ましい。

パワーマネージメントモジュール１３１３は、ビデオモジュール１３１１（ビデオモジュール１３１１内の各構成）への電力供給を管理し、制御する。

フロントエンドモジュール１３１４は、RFモジュール１３３４に対してフロントエンド機能（アンテナ側の送受信端の回路）を提供するモジュールである。図２９に示されるように、フロントエンドモジュール１３１４は、例えば、アンテナ部１３５１、フィルタ１３５２、および増幅部１３５３を有する。

アンテナ部１３５１は、無線信号を送受信するアンテナおよびその周辺の構成を有する。アンテナ部１３５１は、増幅部１３５３から供給される信号を無線信号として送信し、受信した無線信号を電気信号（RF信号）としてフィルタ１３５２に供給する。フィルタ１３５２は、アンテナ部１３５１を介して受信されたRF信号に対してフィルタ処理等を行い、処理後のRF信号をRFモジュール１３３４に供給する。増幅部１３５３は、RFモジュール１３３４から供給されるRF信号を増幅し、アンテナ部１３５１に供給する。

コネクティビティ１３２１は、外部との接続に関する機能を有するモジュールである。コネクティビティ１３２１の物理構成は、任意である。例えば、コネクティビティ１３２１は、ブロードバンドモデム１３３３が対応する通信規格以外の通信機能を有する構成や、外部入出力端子等を有する。

例えば、コネクティビティ１３２１が、Bluetooth（登録商標）、IEEE 802.11（例えばWi-Fi（Wireless Fidelity、登録商標））、NFC（Near Field Communication）、IrDA（InfraRed Data Association）等の無線通信規格に準拠する通信機能を有するモジュールや、その規格に準拠した信号を送受信するアンテナ等を有するようにしてもよい。また、例えば、コネクティビティ１３２１が、USB（Universal Serial Bus）、HDMI（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）等の有線通信規格に準拠する通信機能を有するモジュールや、その規格に準拠した端子を有するようにしてもよい。さらに、例えば、コネクティビティ１３２１が、アナログ入出力端子等のその他のデータ（信号）伝送機能等を有するようにしてもよい。

なお、コネクティビティ１３２１が、データ（信号）の伝送先のデバイスを含むようにしてもよい。例えば、コネクティビティ１３２１が、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等の記録媒体に対してデータの読み出しや書き込みを行うドライブ（リムーバブルメディアのドライブだけでなく、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）、NAS（Network Attached Storage）等も含む）を有するようにしてもよい。また、コネクティビティ１３２１が、画像や音声の出力デバイス（モニタやスピーカ等）を有するようにしてもよい。

カメラ１３２２は、被写体を撮像し、被写体の画像データを得る機能を有するモジュールである。カメラ１３２２の撮像により得られた画像データは、例えば、ビデオプロセッサ１３３２に供給されて符号化される。

センサ１３２３は、例えば、音声センサ、超音波センサ、光センサ、照度センサ、赤外線センサ、イメージセンサ、回転センサ、角度センサ、角速度センサ、速度センサ、加速度センサ、傾斜センサ、磁気識別センサ、衝撃センサ、温度センサ等、任意のセンサ機能を有するモジュールである。センサ１３２３により検出されたデータは、例えば、アプリケーションプロセッサ１３３１に供給されてアプリケーション等により利用される。

以上においてモジュールとして説明した構成をプロセッサとして実現するようにしてもよいし、逆にプロセッサとして説明した構成をモジュールとして実現するようにしてもよい。

以上のような構成のビデオセット１３００において、後述するようにビデオプロセッサ１３３２に本技術を適用することができる。したがって、ビデオセット１３００は、本技術を適用したセットとして実施することができる。

＜ビデオプロセッサの構成例＞
図３０は、本技術を適用したビデオプロセッサ１３３２（図２９）の概略的な構成の一例を示している。

図３０の例の場合、ビデオプロセッサ１３３２は、ビデオ信号およびオーディオ信号の入力を受けてこれらを所定の方式で符号化する機能と、符号化されたビデオデータおよびオーディオデータを復号し、ビデオ信号およびオーディオ信号を再生出力する機能とを有する。

図３０に示されるように、ビデオプロセッサ１３３２は、ビデオ入力処理部１４０１、第１画像拡大縮小部１４０２、第２画像拡大縮小部１４０３、ビデオ出力処理部１４０４、フレームメモリ１４０５、およびメモリ制御部１４０６を有する。また、ビデオプロセッサ１３３２は、エンコード・デコードエンジン１４０７、ビデオES（Elementary Stream）バッファ１４０８Ａおよび１４０８Ｂ、並びに、オーディオESバッファ１４０９Ａおよび１４０９Ｂを有する。さらに、ビデオプロセッサ１３３２は、オーディオエンコーダ１４１０、オーディオデコーダ１４１１、多重化部（MUX（Multiplexer））１４１２、逆多重化部（DMUX（Demultiplexer））１４１３、およびストリームバッファ１４１４を有する。

ビデオ入力処理部１４０１は、例えばコネクティビティ１３２１（図２９）等から入力されたビデオ信号を取得し、デジタル画像データに変換する。第１画像拡大縮小部１４０２は、画像データに対してフォーマット変換や画像の拡大縮小処理等を行う。第２画像拡大縮小部１４０３は、画像データに対して、ビデオ出力処理部１４０４を介して出力する先でのフォーマットに応じて画像の拡大縮小処理を行ったり、第１画像拡大縮小部１４０２と同様のフォーマット変換や画像の拡大縮小処理等を行ったりする。ビデオ出力処理部１４０４は、画像データに対して、フォーマット変換やアナログ信号への変換等を行って、再生されたビデオ信号として例えばコネクティビティ１３２１等に出力する。

フレームメモリ１４０５は、ビデオ入力処理部１４０１、第１画像拡大縮小部１４０２、第２画像拡大縮小部１４０３、ビデオ出力処理部１４０４、およびエンコード・デコードエンジン１４０７によって共用される画像データ用のメモリである。フレームメモリ１４０５は、例えばDRAM等の半導体メモリとして実現される。

メモリ制御部１４０６は、エンコード・デコードエンジン１４０７からの同期信号を受けて、アクセス管理テーブル１４０６Ａに書き込まれたフレームメモリ１４０５へのアクセススケジュールに従ってフレームメモリ１４０５に対する書き込み・読み出しのアクセスを制御する。アクセス管理テーブル１４０６Ａは、エンコード・デコードエンジン１４０７、第１画像拡大縮小部１４０２、第２画像拡大縮小部１４０３等で実行される処理に応じて、メモリ制御部１４０６により更新される。

エンコード・デコードエンジン１４０７は、画像データのエンコード処理、並びに、画像データが符号化されたデータであるビデオストリームのデコード処理を行う。例えば、エンコード・デコードエンジン１４０７は、フレームメモリ１４０５から読み出した画像データを符号化し、ビデオストリームとしてビデオESバッファ１４０８Ａに順次書き込む。また、例えば、ビデオESバッファ１４０８Ｂからビデオストリームを順次読み出して復号し、画像データとしてフレームメモリ１４０５に順次書き込む。エンコード・デコードエンジン１４０７は、これらの符号化や復号において、フレームメモリ１４０５を作業領域として使用する。また、エンコード・デコードエンジン１４０７は、例えばマクロブロック毎の処理を開始するタイミングで、メモリ制御部１４０６に対して同期信号を出力する。

ビデオESバッファ１４０８Ａは、エンコード・デコードエンジン１４０７によって生成されたビデオストリームをバッファリングして、多重化部（MUX）１４１２に供給する。ビデオESバッファ１４０８Ｂは、逆多重化部（DMUX）１４１３から供給されたビデオストリームをバッファリングして、エンコード・デコードエンジン１４０７に供給する。

オーディオESバッファ１４０９Ａは、オーディオエンコーダ１４１０によって生成されたオーディオストリームをバッファリングして、多重化部（MUX）１４１２に供給する。オーディオESバッファ１４０９Ｂは、逆多重化部（DMUX）１４１３から供給されたオーディオストリームをバッファリングして、オーディオデコーダ１４１１に供給する。

オーディオエンコーダ１４１０は、例えばコネクティビティ１３２１等から入力されたオーディオ信号を例えばデジタル変換し、例えばMPEGオーディオ方式やAC3（AudioCode number 3）方式等の所定の方式で符号化する。オーディオエンコーダ１４１０は、オーディオ信号が符号化されたデータであるオーディオストリームをオーディオESバッファ１４０９Ａに順次書き込む。オーディオデコーダ１４１１は、オーディオESバッファ１４０９Ｂから供給されたオーディオストリームを復号し、例えばアナログ信号への変換等を行って、再生されたオーディオ信号として例えばコネクティビティ１３２１等に供給する。

多重化部（MUX）１４１２は、ビデオストリームとオーディオストリームとを多重化する。この多重化の方法（すなわち、多重化により生成されるビットストリームのフォーマット）は任意である。また、この多重化の際に、多重化部（MUX）１４１２は、所定のヘッダ情報等をビットストリームに付加することもできる。つまり、多重化部（MUX）１４１２は、多重化によりストリームのフォーマットを変換することができる。例えば、多重化部（MUX）１４１２は、ビデオストリームとオーディオストリームとを多重化することにより、転送用のフォーマットのビットストリームであるトランスポートストリームに変換する。また、例えば、多重化部（MUX）１４１２は、ビデオストリームとオーディオストリームとを多重化することにより、記録用のファイルフォーマットのデータ（ファイルデータ）に変換する。

逆多重化部（DMUX）１４１３は、多重化部（MUX）１４１２による多重化に対応する方法で、ビデオストリームとオーディオストリームとが多重化されたビットストリームを逆多重化する。つまり、逆多重化部（DMUX）１４１３は、ストリームバッファ１４１４から読み出されたビットストリームからビデオストリームとオーディオストリームとを抽出する（ビデオストリームとオーディオストリームとを分離する）。つまり、逆多重化部（DMUX）１４１３は、逆多重化によりストリームのフォーマットを変換（多重化部（MUX）１４１２による変換の逆変換）することができる。例えば、逆多重化部（DMUX）１４１３は、例えばコネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３等から供給されたトランスポートストリームを、ストリームバッファ１４１４を介して取得し、逆多重化することにより、ビデオストリームとオーディオストリームとに変換することができる。また、例えば、逆多重化部（DMUX）１４１３は、例えばコネクティビティ１３２１により各種記録媒体から読み出されたファイルデータを、ストリームバッファ１４１４を介して取得し、逆多重化することにより、ビデオストリームとオーディオストリームとに変換することができる。

ストリームバッファ１４１４は、ビットストリームをバッファリングする。例えば、ストリームバッファ１４１４は、多重化部（MUX）１４１２から供給されたトランスポートストリームをバッファリングし、所定のタイミングにおいて、若しくは外部からの要求等に基づいて、例えばコネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３等に供給する。

また、例えば、ストリームバッファ１４１４は、多重化部（MUX）１４１２から供給されたファイルデータをバッファリングし、所定のタイミングにおいて、若しくは外部からの要求等に基づいて、例えばコネクティビティ１３２１等に供給し、各種記録媒体に記録させる。

さらに、ストリームバッファ１４１４は、例えばコネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３等を介して取得したトランスポートストリームをバッファリングし、所定のタイミングにおいて、若しくは外部からの要求等に基づいて、逆多重化部（DMUX）１４１３に供給する。

また、ストリームバッファ１４１４は、例えばコネクティビティ１３２１等において各種記録媒体から読み出されたファイルデータをバッファリングし、所定のタイミングにおいて、若しくは外部からの要求等に基づいて、逆多重化部（DMUX）１４１３に供給する。

次に、このような構成のビデオプロセッサ１３３２の動作の例について説明する。例えば、コネクティビティ１３２１等からビデオプロセッサ１３３２に入力されたビデオ信号は、ビデオ入力処理部１４０１において４：２：２Ｙ／Ｃｂ／Ｃｒ方式等の所定の方式のデジタル画像データに変換され、フレームメモリ１４０５に順次書き込まれる。このデジタル画像データは、第１画像拡大縮小部１４０２または第２画像拡大縮小部１４０３に読み出されて、４：２：０Ｙ／Ｃｂ／Ｃｒ方式等の所定の方式へのフォーマット変換および拡大縮小処理が行われ、再びフレームメモリ１４０５に書き込まれる。この画像データは、エンコード・デコードエンジン１４０７によって符号化され、ビデオストリームとしてビデオESバッファ１４０８Ａに書き込まれる。

また、コネクティビティ１３２１等からビデオプロセッサ１３３２に入力されたオーディオ信号は、オーディオエンコーダ１４１０によって符号化され、オーディオストリームとして、オーディオESバッファ１４０９Ａに書き込まれる。

ビデオESバッファ１４０８Ａのビデオストリームと、オーディオESバッファ１４０９Ａのオーディオストリームは、多重化部（MUX）１４１２に読み出されて多重化され、トランスポートストリーム若しくはファイルデータ等に変換される。多重化部（MUX）１４１２により生成されたトランスポートストリームは、ストリームバッファ１４１４にバッファされた後、例えばコネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３等を介して外部ネットワークに出力される。また、多重化部（MUX）１４１２により生成されたファイルデータは、ストリームバッファ１４１４にバッファされた後、例えばコネクティビティ１３２１等に出力され、各種記録媒体に記録される。

また、例えばコネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３等を介して外部ネットワークからビデオプロセッサ１３３２に入力されたトランスポートストリームは、ストリームバッファ１４１４にバッファされた後、逆多重化部（DMUX）１４１３により逆多重化される。また、例えばコネクティビティ１３２１等において各種記録媒体から読み出され、ビデオプロセッサ１３３２に入力されたファイルデータは、ストリームバッファ１４１４にバッファされた後、逆多重化部（DMUX）１４１３により逆多重化される。つまり、ビデオプロセッサ１３３２に入力されたトランスポートストリームまたはファイルデータは、逆多重化部（DMUX）１４１３によりビデオストリームとオーディオストリームとに分離される。

オーディオストリームは、オーディオESバッファ１４０９Ｂを介してオーディオデコーダ１４１１に供給され、復号されてオーディオ信号が再生される。また、ビデオストリームは、ビデオESバッファ１４０８Ｂに書き込まれた後、エンコード・デコードエンジン１４０７により順次読み出されて復号されてフレームメモリ１４０５に書き込まれる。復号された画像データは、第２画像拡大縮小部１４０３によって拡大縮小処理されて、フレームメモリ１４０５に書き込まれる。そして、復号された画像データは、ビデオ出力処理部１４０４に読み出されて、４：２：２Ｙ／Ｃｂ／Ｃｒ方式等の所定の方式にフォーマット変換され、さらにアナログ信号に変換されて、ビデオ信号が再生出力される。

このように構成されるビデオプロセッサ１３３２に本技術を適用する場合、エンコード・デコードエンジン１４０７に、上述した本技術を適用すればよい。つまり、例えば、エンコード・デコードエンジン１４０７が、上述した画像符号化装置１００の機能を有するようにすればよい。このようにすることにより、ビデオプロセッサ１３３２は、図１乃至図１７を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。

なお、エンコード・デコードエンジン１４０７において、本技術（すなわち、上述した画像符号化装置１００の機能）は、論理回路等のハードウエアにより実現するようにしてもよいし、組み込みプログラム等のソフトウエアにより実現するようにしてもよいし、それらの両方により実現するようにしてもよい。

＜ビデオプロセッサの他の構成例＞
図３１は、本技術を適用したビデオプロセッサ１３３２の概略的な構成の他の例を示している。図３１の例の場合、ビデオプロセッサ１３３２は、ビデオデータを所定の方式で符号化・復号する機能を有する。

より具体的には、図３１に示されるように、ビデオプロセッサ１３３２は、制御部１５１１、ディスプレイインタフェース１５１２、ディスプレイエンジン１５１３、画像処理エンジン１５１４、および内部メモリ１５１５を有する。また、ビデオプロセッサ１３３２は、コーデックエンジン１５１６、メモリインタフェース１５１７、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８、ネットワークインタフェース１５１９、およびビデオインタフェース１５２０を有する。

制御部１５１１は、ディスプレイインタフェース１５１２、ディスプレイエンジン１５１３、画像処理エンジン１５１４、およびコーデックエンジン１５１６等、ビデオプロセッサ１３３２内の各処理部の動作を制御する。

図３１に示されるように、制御部１５１１は、例えば、メインCPU１５３１、サブCPU１５３２、およびシステムコントローラ１５３３を有する。メインCPU１５３１は、ビデオプロセッサ１３３２内の各処理部の動作を制御するためのプログラム等を実行する。メインCPU１５３１は、そのプログラム等に従って制御信号を生成し、各処理部に供給する（つまり、各処理部の動作を制御する）。サブCPU１５３２は、メインCPU１５３１の補助的な役割を果たす。例えば、サブCPU１５３２は、メインCPU１５３１が実行するプログラム等の子プロセスやサブルーチン等を実行する。システムコントローラ１５３３は、メインCPU１５３１およびサブCPU１５３２が実行するプログラムを指定する等、メインCPU１５３１およびサブCPU１５３２の動作を制御する。

ディスプレイインタフェース１５１２は、制御部１５１１の制御の下、画像データを例えばコネクティビティ１３２１等に出力する。例えば、ディスプレイインタフェース１５１２は、デジタルデータの画像データをアナログ信号に変換し、再生されたビデオ信号として、またはデジタルデータの画像データのまま、コネクティビティ１３２１のモニタ装置等に出力する。

ディスプレイエンジン１５１３は、制御部１５１１の制御の下、画像データに対して、その画像を表示させるモニタ装置等のハードウエアスペックに合わせるように、フォーマット変換、サイズ変換、色域変換等の各種変換処理を行う。

画像処理エンジン１５１４は、制御部１５１１の制御の下、画像データに対して、例えば画質改善のためのフィルタ処理等、所定の画像処理を施す。

内部メモリ１５１５は、ディスプレイエンジン１５１３、画像処理エンジン１５１４、およびコーデックエンジン１５１６により共用される、ビデオプロセッサ１３３２の内部に設けられたメモリである。内部メモリ１５１５は、例えば、ディスプレイエンジン１５１３、画像処理エンジン１５１４、およびコーデックエンジン１５１６の間で行われるデータの授受に利用される。例えば、内部メモリ１５１５は、ディスプレイエンジン１５１３、画像処理エンジン１５１４、またはコーデックエンジン１５１６から供給されるデータを格納し、必要に応じて（例えば、要求に応じて）、そのデータを、ディスプレイエンジン１５１３、画像処理エンジン１５１４、またはコーデックエンジン１５１６に供給する。この内部メモリ１５１５は、どのような記憶デバイスにより実現するようにしてもよいが、一般的にブロック単位の画像データやパラメータ等といった小容量のデータの格納に利用することが多いので、例えばSRAM（Static Random Access Memory）のような比較的（例えば外部メモリ１３１２と比較して）小容量だが応答速度が高速な半導体メモリにより実現するのが望ましい。

コーデックエンジン１５１６は、画像データの符号化や復号に関する処理を行う。このコーデックエンジン１５１６が対応する符号化・復号の方式は任意であり、その数は１つであってもよいし、複数であってもよい。例えば、コーデックエンジン１５１６は、複数の符号化・復号方式のコーデック機能を備え、その中から選択されたもので画像データの符号化若しくは符号化データの復号を行うようにしてもよい。

図３１に示される例において、コーデックエンジン１５１６は、コーデックに関する処理の機能ブロックとして、例えば、MPEG-2 Video１５４１、AVC/H.264１５４２、HEVC/H.265１５４３、HEVC/H.265(Scalable)１５４４、HEVC/H.265(Multi-view)１５４５、およびMPEG-DASH１５５１を有する。

MPEG-2 Video１５４１は、画像データをMPEG-2方式で符号化したり復号したりする機能ブロックである。AVC/H.264１５４２は、画像データをAVC方式で符号化したり復号したりする機能ブロックである。HEVC/H.265１５４３は、画像データをHEVC方式で符号化したり復号したりする機能ブロックである。HEVC/H.265(Scalable)１５４４は、画像データをHEVC方式でスケーラブル符号化したりスケーラブル復号したりする機能ブロックである。HEVC/H.265(Multi-view)１５４５は、画像データをHEVC方式で多視点符号化したり多視点復号したりする機能ブロックである。

MPEG-DASH１５５１は、画像データをMPEG-DASH（MPEG-Dynamic Adaptive Streaming over HTTP）方式で送受信する機能ブロックである。MPEG-DASHは、HTTP（HyperText Transfer Protocol）を使ってビデオのストリーミングを行う技術であり、予め用意された解像度等が互いに異なる複数の符号化データの中から適切なものをセグメント単位で選択し伝送することを特徴の１つとする。MPEG-DASH１５５１は、規格に準拠するストリームの生成やそのストリームの伝送制御等を行い、画像データの符号化・復号については、上述したMPEG-2 Video１５４１乃至HEVC/H.265(Multi-view)１５４５を利用する。

メモリインタフェース１５１７は、外部メモリ１３１２用のインタフェースである。画像処理エンジン１５１４やコーデックエンジン１５１６から供給されるデータは、メモリインタフェース１５１７を介して外部メモリ１３１２に供給される。また、外部メモリ１３１２から読み出されたデータは、メモリインタフェース１５１７を介してビデオプロセッサ１３３２（画像処理エンジン１５１４若しくはコーデックエンジン１５１６）に供給される。

多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８は、符号化データのビットストリーム、画像データ、ビデオ信号等、画像に関する各種データの多重化や逆多重化を行う。この多重化・逆多重化の方法は任意である。例えば、多重化の際に、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８は、複数のデータを１つにまとめるだけでなく、所定のヘッダ情報等をそのデータに付加することもできる。また、逆多重化の際に、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８は、１つのデータを複数に分割するだけでなく、分割した各データに所定のヘッダ情報等を付加することもできる。つまり、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８は、多重化・逆多重化によりデータのフォーマットを変換することができる。例えば、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８は、ビットストリームを多重化することにより、転送用のフォーマットのビットストリームであるトランスポートストリームや、記録用のファイルフォーマットのデータ（ファイルデータ）に変換することができる。もちろん、逆多重化によりその逆変換も可能である。

ネットワークインタフェース１５１９は、例えばブロードバンドモデム１３３３やコネクティビティ１３２１等向けのインタフェースである。ビデオインタフェース１５２０は、例えばコネクティビティ１３２１やカメラ１３２２等向けのインタフェースである。

次に、このようなビデオプロセッサ１３３２の動作の例について説明する。例えば、コネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３等を介して外部ネットワークからトランスポートストリームを受信すると、そのトランスポートストリームは、ネットワークインタフェース１５１９を介して多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８に供給されて逆多重化され、コーデックエンジン１５１６により復号される。コーデックエンジン１５１６の復号により得られた画像データは、例えば、画像処理エンジン１５１４により所定の画像処理が施され、ディスプレイエンジン１５１３により所定の変換が行われ、ディスプレイインタフェース１５１２を介して例えばコネクティビティ１３２１等に供給され、その画像がモニタに表示される。また、例えば、コーデックエンジン１５１６の復号により得られた画像データは、コーデックエンジン１５１６により再符号化され、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８により多重化されてファイルデータに変換され、ビデオインタフェース１５２０を介して例えばコネクティビティ１３２１等に出力され、各種記録媒体に記録される。

さらに、例えば、コネクティビティ１３２１等により図示せぬ記録媒体から読み出された、画像データが符号化された符号化データのファイルデータは、ビデオインタフェース１５２０を介して多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８に供給されて逆多重化され、コーデックエンジン１５１６により復号される。コーデックエンジン１５１６の復号により得られた画像データは、画像処理エンジン１５１４により所定の画像処理が施され、ディスプレイエンジン１５１３により所定の変換が行われ、ディスプレイインタフェース１５１２を介して例えばコネクティビティ１３２１等に供給され、その画像がモニタに表示される。また、例えば、コーデックエンジン１５１６の復号により得られた画像データは、コーデックエンジン１５１６により再符号化され、多重化・逆多重化部（MUX DMUX）１５１８により多重化されてトランスポートストリームに変換され、ネットワークインタフェース１５１９を介して例えばコネクティビティ１３２１やブロードバンドモデム１３３３等に供給され図示せぬ他の装置に伝送される。

なお、ビデオプロセッサ１３３２内の各処理部の間での画像データやその他のデータの授受は、例えば、内部メモリ１５１５や外部メモリ１３１２を利用して行われる。また、パワーマネージメントモジュール１３１３は、例えば制御部１５１１への電力供給を制御する。

このように構成されるビデオプロセッサ１３３２に本技術を適用する場合、コーデックエンジン１５１６に、上述した本技術を適用すればよい。つまり、例えば、コーデックエンジン１５１６が、上述した画像符号化装置１００を実現する機能ブロックを有するようにすればよい。このようにすることにより、ビデオプロセッサ１３３２は、図１乃至図１７を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。

なお、コーデックエンジン１５１６において、本技術（すなわち、上述した画像符号化装置１００の機能）は、論理回路等のハードウエアにより実現するようにしてもよいし、組み込みプログラム等のソフトウエアにより実現するようにしてもよいし、それらの両方により実現するようにしてもよい。

以上にビデオプロセッサ１３３２の構成を２例示したが、ビデオプロセッサ１３３２の構成は任意であり、上述した２例以外のものであってもよい。また、このビデオプロセッサ１３３２は、１つの半導体チップとして構成されるようにしてもよいが、複数の半導体チップとして構成されるようにしてもよい。例えば、複数の半導体を積層する３次元積層LSIとしてもよい。また、複数のLSIにより実現されるようにしてもよい。

＜装置への適用例＞
ビデオセット１３００は、画像データを処理する各種装置に組み込むことができる。例えば、ビデオセット１３００は、テレビジョン装置９００（図２５）、携帯電話機９２０（図２６）、記録再生装置９４０（図２７）、撮像装置９６０（図２８）等に組み込むことができる。ビデオセット１３００を組み込むことにより、その装置は、図１乃至図１７を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。

なお、上述したビデオセット１３００の各構成の一部であっても、ビデオプロセッサ１３３２を含むものであれば、本技術を適用した構成として実施することができる。例えば、ビデオプロセッサ１３３２のみを本技術を適用したビデオプロセッサとして実施することができる。また、例えば、上述したように点線１３４１により示されるプロセッサやビデオモジュール１３１１等を、本技術を適用したプロセッサやモジュール等として実施することができる。さらに、例えば、ビデオモジュール１３１１、外部メモリ１３１２、パワーマネージメントモジュール１３１３、およびフロントエンドモジュール１３１４を組み合わせ、本技術を適用したビデオユニット１３６１として実施することもできる。いずれの構成の場合であっても、図１乃至図１７を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。

つまり、ビデオプロセッサ１３３２を含むものであればどのような構成であっても、ビデオセット１３００の場合と同様に、画像データを処理する各種装置に組み込むことができる。例えば、ビデオプロセッサ１３３２、点線１３４１により示されるプロセッサ、ビデオモジュール１３１１、または、ビデオユニット１３６１を、テレビジョン装置９００（図２５）、携帯電話機９２０（図２６）、記録再生装置９４０（図２７）、撮像装置９６０（図２８）等に組み込むことができる。そして、本技術を適用したいずれかの構成を組み込むことにより、その装置は、ビデオセット１３００の場合と同様に、図１乃至図１７を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。

また、本明細書では、各種情報が、符号化ストリームに多重化されて、符号化側から復号側へ伝送される例について説明した。しかしながら、これら情報を伝送する手法はかかる例に限定されない。例えば、これら情報は、符号化ビットストリームに多重化されることなく、符号化ビットストリームと関連付けられた別個のデータとして伝送され又は記録されてもよい。ここで、「関連付ける」という用語は、ビットストリームに含まれる画像（スライス若しくはブロックなど、画像の一部であってもよい）と当該画像に対応する情報とを復号時にリンクさせ得るようにすることを意味する。即ち、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の伝送路上で伝送されてもよい。また、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の記録媒体（又は同一の記録媒体の別の記録エリア）に記録されてもよい。さらに、情報と画像（又はビットストリーム）とは、例えば、複数フレーム、１フレーム、又はフレーム内の一部分などの任意の単位で互いに関連付けられてよい。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１） カレントフレームの画像の符号化において参照画像として用いられる符号化済みのフレームの画像が非可逆符号化された符号化データを復号し、得られた復号画像の丸めを、前記画像の時間方向に値を切り替える丸め値で行う復号部
を備える画像処理装置。
（２） 前記復号部は、前記丸め値をランダムなタイミングで切り替える
（１）に記載の画像処理装置。
（３） 前記復号部は、前記丸め値を前記画像のフレーム毎に切り替える
（１）または（２）に記載の画像処理装置。
（４） 前記復号部は、前記画像の符号化データのヘッダ情報に含まれるPOC（Picture Order Count）に基づいて前記丸め値の切り替えを行う
（３）に記載の画像処理装置。
（５） 前記復号部は、Ｐピクチャにおいて前記丸め値を切り替える
（１）乃至（４）のいずれかに記載の画像処理装置。
（６） 前記復号部は、ＩピクチャおよびＢピクチャの丸めを、前記Ｐピクチャの丸めに使用される複数の丸め値の内、特性のより良い丸め値を用いて行う
（５）に記載の画像処理装置。
（７） 前記復号部は、前記画像の符号化データのヘッダ情報に含まれるPOC（Picture Order Count）とピクチャタイプを示す情報に基づいて前記丸め値の切り替えを行う
（５）または（６）に記載の画像処理装置。
（８） 前記復号部は、前記丸め値を切り替える対象とするピクチャの、前記符号化済みのフレームの画像に対する非可逆符号化による誤差に対する補償として前記画像の符号化において直交変換係数が発生するブロックにおいて、前記丸め値を切り替える
（１）乃至（７）のいずれかに記載の画像処理装置。
（９） 前記復号部は、Ｐピクチャの前記ブロックにおいて、前記丸め値を切り替える
（８）に記載の画像処理装置。
（１０） 前記復号部は、ＩピクチャおよびＢピクチャの丸め、並びに、前記Ｐピクチャの前記ブロック以外のブロックの丸めを、前記Ｐピクチャの前記ブロックの丸めに使用される複数の丸め値の内、特性のより良い丸め値を用いて行う
（９）に記載の画像処理装置。
（１１） 前記復号部は、前記画像の符号化データのヘッダ情報に含まれるPOC（Picture Order Count）およびピクチャタイプを示す情報、並びに、前記直交変換係数の発生量に関する情報に基づいて前記丸め値の切り替えを行う
（８）乃至（１０）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１２） 前記復号部は、前記復号画像の各画素値の下位ビットに対して丸めを行う
（１）乃至（１１）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１３） 前記復号部は、前記丸め値として前記画像の時間方向に値を更新する乱数を用いる
（１）乃至（１２）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１４） 前記復号部は、前記丸め値として、前記画像の時間方向に２つの５ビット値「10000」および「01111」を交互に用いる
（１）乃至（１３）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１５） 前記復号部は、前記丸め値として、前記画像の時間方向に３つの４ビット値「1001」、「1000」、および「0111」を順に用いる
（１）乃至（１３）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１６） 前記復号部は、前記符号化済みのフレームの画像に対する非可逆符号化による誤差に対する補償として前記画像の符号化において発生する直交変換係数が低減するように、前記丸め値を前記画像の時間方向に切り替える
（１）乃至（１５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１７） 前記符号化データを記憶する記憶部をさらに備え、
前記復号部は、前記記憶部から読み出された前記符号化データを復号し、得られた復号画像の丸めを行う
（１）乃至（１６）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１８） 前記参照画像として用いられる符号化済みのフレームの画像を非可逆符号化する符号化部をさらに備え、
前記記憶部は、前記符号化部が非可逆符号化して生成した前記符号化データを記憶する
（１７）に記載の画像処理装置。
（１９） 前記カレントフレームの画像と前記復号部が復号して得られた前記参照画像との差分画像を直交変換し、前記符号化済みのフレームの画像に対する非可逆符号化による誤差に対する補償としての直交変換係数を発生させる直交変換部をさらに備える
（１）乃至（１８）のいずれかに記載の画像処理装置。
（２０） カレントフレームの画像の符号化において参照画像として用いられる符号化済みのフレームの画像が非可逆符号化された符号化データを復号し、得られた復号画像の丸めを、前記画像の時間方向に値を切り替える丸め値で行う
画像処理方法。

１００ 画像符号化装置， １１３ 直交変換部， １１５ 可逆符号化部， １２０ ループフィルタ， １２１ 符号化部， １２２ フレームメモリ， １２３ 復号部， １２４ イントラ予測部， １２５ インター予測部， １２８ ヘッダ情報生成部， １５０ 画像復号装置， １６６ ループフィルタ， １６８ フレームメモリ， １６９ イントラ予測部， １７０ インター予測部， １８１ 復号部， １８２ 丸め処理部（タイプ１）， １８３ 丸め処理部（タイプ２）， １８４ 選択部， １８５ 演算部， １９１ 選択部

Claims (14)

1. カレントフレームの画像の符号化において参照画像として用いられる符号化済みのフレームの画像が非可逆符号化された符号化データを復号し、得られた復号画像の丸めを、前記画像の符号化データのヘッダ情報に含まれるPOC（Picture Order Count）とピクチャタイプを示す情報に基づいてＰピクチャにおいて切り替える丸め値で行う復号部
   を備える画像処理装置。
2. 前記復号部は、ＩピクチャおよびＢピクチャの丸めを、前記Ｐピクチャの丸めに使用される複数の丸め値の内、特性のより良い丸め値を用いて行う
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記復号部は、前記丸め値を切り替える対象とするＰピクチャの、前記符号化済みのフレームの画像に対する非可逆符号化による誤差に対する補償として前記画像の符号化において直交変換係数が発生するブロックにおいて、前記丸め値を切り替える
   請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記復号部は、ＩピクチャおよびＢピクチャの丸め、並びに、前記Ｐピクチャの前記ブロック以外のブロックの丸めを、前記Ｐピクチャの前記ブロックの丸めに使用される複数の丸め値の内、特性のより良い丸め値を用いて行う
   請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記復号部は、さらに、前記直交変換係数の発生量に関する情報に基づいて、前記丸め値の切り替えを行う
   請求項３または請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記復号部は、前記復号画像の各画素値の下位ビットに対して丸めを行う
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像処理装置。
7. 前記復号部は、前記丸め値として前記画像の時間方向に値を更新する乱数を用いる
   請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像処理装置。
8. 前記復号部は、前記丸め値として、前記画像の時間方向に２つの５ビット値「10000」および「01111」を交互に用いる
   請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像処理装置。
9. 前記復号部は、前記丸め値として、前記画像の時間方向に３つの４ビット値「1001」、「1000」、および「0111」を順に用いる
   請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像処理装置。
10. 前記復号部は、前記符号化済みのフレームの画像に対する非可逆符号化による誤差に対する補償として前記画像の符号化において発生する直交変換係数が低減するように、前記丸め値を前記画像の時間方向に切り替える
    請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の画像処理装置。
11. 前記符号化データを記憶する記憶部をさらに備え、
    前記復号部は、前記記憶部から読み出された前記符号化データを復号し、得られた復号画像の丸めを行う
    請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の画像処理装置。
12. 前記参照画像として用いられる符号化済みのフレームの画像を非可逆符号化する符号化部をさらに備え、
    前記記憶部は、前記符号化部が非可逆符号化して生成した前記符号化データを記憶する
    請求項１１に記載の画像処理装置。
13. 前記カレントフレームの画像と前記復号部が復号して得られた前記参照画像との差分画像を直交変換し、前記符号化済みのフレームの画像に対する非可逆符号化による誤差に対する補償としての直交変換係数を発生させる直交変換部をさらに備える
    請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の画像処理装置。
14. カレントフレームの画像の符号化において参照画像として用いられる符号化済みのフレームの画像が非可逆符号化された符号化データを復号し、得られた復号画像の丸めを、前記画像の符号化データのヘッダ情報に含まれるPOC（Picture Order Count）とピクチャタイプを示す情報に基づいてＰピクチャにおいて切り替える丸め値で行う
    画像処理方法。

Images