JP6780761B2 - 画像符号化装置および方法 - Google Patents

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Description

本開示は画像符号化装置および方法に関し、特に、復号に必要な性能をより正確に把握することができるようにした画像符号化装置および方法に関する。
近年、MPEG-4 Part10 （Advanced Video Coding、以下AVCと記す）より更なる符号化効率の向上を目的として、ITU-T（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）と、ISO/IEC（International Organization for Standardization / International Electrotechnical Commission）の共同の標準化団体であるJCTVC（Joint Collaboration Team - Video Coding）により、HEVC（High Efficiency Video Coding）と呼ばれる符号化方式の標準化が進められている（例えば、非特許文献１参照）。
HEVCでは、タイル（Tile）構造を利用し、アプリケーションにより復号が必要となる領域のみを復号することが可能となっている。タイル領域が単独で復号可能であることを示すために、HEVC第2版以降（MV-HEVC, SHVC, Range Ext.等含む）で、Motion-constrained tile sets SEIによりサポートされる。
Benjamin Bross, Woo-Jin Han, Jens-Rainer Ohm, Gary J. Sullivan, Ye-Kui Wang, Thomas Wiegand, " High Efficiency Video Coding (HEVC) text specification draft 10 (for FDIS & Last Call)", JCTVC-L1003_v34, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 12th Meeting: Geneva, CH, 14-23 Jan. 2013
しかしながら、デコーダが、ストリームを復号できるかの判別をするための基準となっているレベル（Level）やバッファ（Buffer）容量関連の情報は、ストリーム全体としての値若しくはレイヤ（Layer）単位の値が定義されているのみであった。
そのため、全体画像の一部のみを復号するアプリケーションにおいても、復号可否の判断は、画面全体を復号する場合の負荷を想定して行われることになり、不要に高いレベル（Level）のデコーダが必要になってしまう恐れがあった。また、そのために配信できるアプリケーションが不要に制限されてしまう恐れもあった。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、復号に必要な性能をより正確に把握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、画像の独立に復号することができる部分領域の大きさを示す情報と前記部分領域の符号化データの復号処理の負荷を表すレベルとを設定する設定部と、前記画像を符号化して、前記設定部により設定された前記情報と前記レベルとを含むビットストリームを生成する符号化部とを備える画像符号化装置である。
本技術の一側面は、また、画像の独立に復号することができる部分領域の大きさを示す情報と前記部分領域の符号化データの復号処理の負荷を表すレベルとを設定し、前記画像を符号化して、設定された前記情報と前記レベルとを含むビットストリームを生成する画像符号化方法である。
本技術の一側面においては、画像の独立に復号することができる部分領域の大きさを示す情報とその部分領域の符号化データの復号処理の負荷を表すレベルとが設定され、その画像が符号化されて、その設定された情報とレベルとを含むビットストリームが生成される。
本開示によれば、画像を符号化・復号することができる。特に、復号に必要な性能をより正確に把握することができる。
コーディングユニットの構成例を説明する図である。 階層画像符号化方式の例を示す図である。 スペーシャルなスケーラブル符号化の例を説明する図である。 テンポラルなスケーラブル符号化の例を説明する図である。 信号雑音比のスケーラブル符号化の例を説明する図である。 部分表示を行うアプリケーションの例を説明する図である。 部分表示を行うアプリケーションの他の例を説明する図である。 本技術を適用した復号負荷の定義の仕方の例を説明する図である。 MCTS SEIの拡張例を示す図である。 MCTS SEIの概要を説明する図である。 MCTS SEIの拡張例を示す図である。 MCTS SEIの拡張例を示す図である。 MCTS SEIの拡張例を示す図である。 MCTS SEIの拡張例を示す図である。 MCTS SEIの拡張例を示す図である。 MCTS SEIの拡張例を示す図である。 MCTS SEIの拡張例を示す図である。 ROI毎のシンタクスの伝送の例を示す図である。 MCTS SEIの拡張例を示す図である。 MCTS SEIのシンタクスの例を示す図である。 MCTS SEIの拡張例を示す図である。 パラメータのマッピングの様子を説明する図である。 シンタクス要素を説明する図である。 MCTS SEIの拡張例を示す図である。 パラメータのマッピングの様子を説明する図である。 シンタクス要素を説明する図である。 画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。 ベースレイヤ画像符号化部の主な構成例を示すブロック図である。 エンハンスメントレイヤ画像符号化部の主な構成例を示すブロック図である。 ヘッダ情報生成部の主な構成例を示すブロック図である。 画像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。 ベースレイヤ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。 エンハンスメントレイヤ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。 ヘッダ情報生成処理の流れの例を説明するフローチャートである。 画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。 ベースレイヤ画像復号部の主な構成例を示すブロック図である。 エンハンスメントレイヤ画像復号部の主な構成例を示すブロック図である。 ヘッダ情報解析部の構成例を示すブロック図である。 画像復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。 ヘッダ情報解析処理の流れの例を説明するフローチャートである。 ベースレイヤ復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。 エンハンスメントレイヤ復号処理の流れ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。 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。 スケーラブル符号化利用の一例を示すブロック図である。 スケーラブル符号化利用の他の例を示すブロック図である。 スケーラブル符号化利用のさらに他の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（部分画像の復号負荷定義）
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（画像復号装置）
４．第４の実施の形態（多視点画像符号化・多視点画像復号装置）
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（スケーラブル符号化の応用例）
８．第８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＞
＜画像符号化の標準化の流れ＞
近年、画像情報をデジタルとして取り扱い、その際、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的とし、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償により圧縮する符号化方式を採用して画像を圧縮符号する装置が普及しつつある。この符号化方式には、例えば、MPEG（Moving Picture Experts Group）などがある。
特に、MPEG2(ISO/IEC 13818-2)は、汎用画像符号化方式として定義されており、飛び越し走査画像及び順次走査画像の双方、並びに標準解像度画像及び高精細画像を網羅する標準である。例えば、MPEG2は、プロフェッショナル用途及びコンシューマ用途の広範なアプリケーションに現在広く用いられている。MPEG2圧縮方式を用いることにより、例えば720x480画素を持つ標準解像度の飛び越し走査画像であれば4乃至8Mbpsの符号量（ビットレート）を割り当てることができる。また、MPEG2圧縮方式を用いることにより、例えば1920x1088画素を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば18乃至22 Mbpsの符号量（ビットレート）を割り当てることができる。これにより、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能である。
MPEG2は主として放送用に適合する高画質符号化を対象としていたが、MPEG1より低い符号量（ビットレート）、つまりより高い圧縮率の符号化方式には対応していなかった。携帯端末の普及により、今後そのような符号化方式のニーズは高まると思われ、これに対応してMPEG4符号化方式の標準化が行われた。画像符号化方式に関しては、1998年12月にISO/IEC 14496-2としてその規格が国際標準に承認された。
更に、近年、当初テレビ会議用の画像符号化を目的として、H.26L （ITU-T（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector） Q6/16 VCEG（Video Coding Expert Group））という標準の規格化が進められた。H.26LはMPEG2やMPEG4といった従来の符号化方式に比べ、その符号化、復号化により多くの演算量が要求されるものの、より高い符号化効率が実現されることが知られている。また、現在、MPEG4の活動の一環として、このH.26Lをベースに、H.26Lではサポートされない機能をも取り入れ、より高い符号化効率を実現する標準化がJoint Model of Enhanced-Compression Video Codingとして行われた。
標準化のスケジュールとしては、２００３年３月にはH.264及びMPEG-4 Part10 （Advanced Video Coding、以下AVCと記す）という名の元に国際標準となった。
さらに、このH．264/AVCの拡張として、RGBや4:2:2、4:4:4といった、業務用に必要な符号化ツールや、MPEG-2で規定されていた8x8DCTや量子化マトリクスをも含んだFRExt (Fidelity Range Extension) の標準化が２００５年２月に完了した。これにより、H．264/AVCを用いて、映画に含まれるフィルムノイズをも良好に表現することが可能な符号化方式となって、Blu-Ray Disc（商標）等の幅広いアプリケーションに用いられる運びとなった。
しかしながら、昨今、ハイビジョン画像の4倍の、4000x2000画素程度の画像を圧縮したい、あるいは、インターネットのような、限られた伝送容量の環境において、ハイビジョン画像を配信したいといった、更なる高圧縮率符号化に対するニーズが高まっている。このため、先述の、ITU-T傘下のVCEGにおいて、符号化効率の改善に関する検討が継続され行なわれている。
そこで、現在、AVCより更なる符号化効率の向上を目的として、ITU-Tと、ISO/IEC（International Organization for Standardization / International Electrotechnical Commission）の共同の標準化団体であるJCTVC（Joint Collaboration Team - Video Coding）により、HEVC（High Efficiency Video Coding）と呼ばれる符号化方式の標準化が進められている。HEVC規格については、2013年1月にドラフト版仕様であるCommittee draftが発行されている（例えば、非特許文献１参照）。
＜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・復号に適用する場合を例に、本技術を説明する。
＜コーディングユニット＞
AVC（Advanced Video Coding）方式においては、マクロブロックとサブマクロブロックによる階層構造が規定されている。しかしながら、16x16画素のマクロブロックでは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition；４０００画素x２０００画素）といった大きな画枠に対して最適ではない。
これに対して、HEVC方式においては、図１に示されるように、コーディングユニット（CU（Coding Unit））が規定されている。
CUは、Coding Tree Block（CTB）とも呼ばれ、AVC方式におけるマクロブロックと同様の役割を果たす、ピクチャ単位の画像の部分領域である。後者は、16x16画素の大きさに固定されているのに対し、前者の大きさは固定されておらず、それぞれのシーケンスにおいて、画像圧縮情報中において指定されることになる。
例えば、出力となる符号化データに含まれるシーケンスパラメータセット（SPS（Sequence Parameter Set））において、CUの最大サイズ（LCU（Largest Coding Unit））と最小サイズ（SCU（Smallest Coding Unit））が規定される。
それぞれのLCU内においては、SCUのサイズを下回らない範囲で、split-flag=1とすることにより、より小さなサイズのCUに分割することができる。図１の例では、LCUの大きさが１２８であり、最大階層深度が５となる。2Nx2Nの大きさのCUは、split_flagの値が「１」である時、１つ下の階層となる、NxNの大きさのCUに分割される。
更に、CUは、イントラ若しくはインター予測の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）であるプレディクションユニット（Prediction Unit（PU））に分割され、また、直交変換の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）である、トランスフォームユニット（Transform Unit（TU））に分割される。現在、HEVC方式においては、4x4及び8x8に加え、16x16及び32x32直交変換を用いることが可能である。
以上のHEVC方式のように、CUを定義し、そのCUを単位として各種処理を行うような符号化方式の場合、AVC方式におけるマクロブロックはLCUに相当し、ブロック（サブブロック）はCUに相当すると考えることができる。また、AVC方式における動き補償ブロックは、PUに相当すると考えることができる。ただし、CUは、階層構造を有するので、その最上位階層のLCUのサイズは、例えば128x128画素のように、AVC方式のマクロブロックより大きく設定されることが一般的である。
よって、以下、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。
また、本明細書において、CTU（Coding Tree Unit）は、LCU(最大数のCU)のCTB（Coding Tree Block）と、そのLCUベース（レベル）で処理するときのパラメータを含む単位であるとする。また、CTUを構成するCU（Coding Unit）は、CB(Coding Block)と、そのCUベース（レベル）で処理するときのパラメータを含む単位であるとする。
＜モード選択＞
ところで、AVCそしてHEVC符号化方式において、より高い符号化効率を達成するには、適切な予測モードの選択が重要である。
かかる選択方式の例として、JM (Joint Model) と呼ばれるH.264/MPEG-4 AVCの参照ソフトウエア (http://iphome.hhi.de/suehring/tml/index.htm において公開されている) に実装されている方法を挙げることが出来る。
JMにおいては、以下に述べる、High Complexity Modeと、Low Complexity Modeの2通りのモード判定方法を選択することが可能である。どちらも、それぞれの予測モードModeに関するコスト関数値を算出し、これを最小にする予測モードを当該ブロック乃至マクロブロックに対する最適モードとして選択する。
High Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（１）のように示される。
Figure 0006780761
ここで、Ωは、当該ブロック乃至マクロブロックを符号化するための候補モードの全体集合Ｄは、当該予測モードで符号化した場合の、復号画像と入力画像の差分エネルギーである。λは、量子化パラメータの関数として与えられるLagrange未定乗数である。Ｒは、直交変換係数を含んだ、当該モードで符号化した場合の総符号量である。
つまり、High Complexity Modeでの符号化を行うには、上記パラメータＤ及びＲを算出するため、全ての候補モードにより、一度、仮エンコード処理を行う必要があり、より高い演算量を要する。
Low Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（２）のように示される。
Figure 0006780761
ここで、Dは、High Complexity Modeの場合と異なり、予測画像と入力画像の差分エネルギーとなる。QP2Quant(QP)は、量子化パラメータQPの関数として与えられ、HeaderBitは、直交変換係数を含まない、動きベクトルや、モードといった、Headerに属する情報に関する符号量である。
すなわち、Low Complexity Modeにおいては、それぞれの候補モードに関して、予測処理を行う必要があるが、復号画像までは必要ないため、符号化処理まで行う必要はない。このため、High Complexity Modeより低い演算量での実現が可能である。
＜階層符号化＞
ところで、これまでの、MPEG2、AVCといった画像符号化方式は、スケーラビリティ（scalability）機能を有していた。スケーラブル符号化（階層符号化）とは、画像を複数レイヤ化（階層化）し、レイヤ毎に符号化する方式である。図２は、階層画像符号化方式の一例を示す図である。
図２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の画像が複数の階層（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（base layer）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（non-base layer）（エンハンスメントレイヤ（Enhancement layer）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、ベースレイヤに加えて、エンハンスメントレイヤ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。
＜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、図３に示されるような空間解像度をそのパラメータとしてもよい（spatial scalability）。このスペーシャルスケーラビリティ（spatial scalability）の場合、レイヤ毎に画像の解像度が異なる。つまり、図３に示されるように、各ピクチャが、元の画像より空間的に低解像度のベースレイヤと、ベースレイヤの画像と合成することにより元の画像（元の空間解像度）が得られるエンハンスメントレイヤの２階層に階層化される。もちろん、この階層数は一例であり、任意の階層数に階層化することができる。
また、このようなスケーラビリティ性を持たせるパラメータとして、他には、例えば、図４に示されるような、時間解像度を適用しても良い（temporal scalability）。このテンポラルスケーラビリティ（temporal scalability）の場合、レイヤ毎にフレームレートが異なる。つまり、この場合、図４に示されるように、互いに異なるフレームレートのレイヤに階層化されており、低フレームレートのレイヤに、高フレームレートのレイヤを加えることで、より高フレームレートの動画像を得ることができ、全てのレイヤを加えることで、元の動画像（元のフレームレート）を得ることができる。この階層数は一例であり、任意の階層数に階層化することができる。
さらに、このようなスケーラビリティ性を持たせるパラメータとして、他には、例えば、図５に示されるような、信号雑音比（SNR（Signal to Noise ratio））を適用しても良い（SNR scalability）。このSNRスケーラビリティ（SNR scalability）の場合、レイヤ毎にSN比が異なる。つまり、この場合、図５に示されるように、各ピクチャが、元の画像よりSNRの低いベースレイヤと、ベースレイヤの画像と合成することにより元の画像（元のSNR）が得られるエンハンスメントレイヤの２階層に階層化される。すなわち、ベースレイヤ（base layer）画像圧縮情報においては、低PSNRの画像に関する情報が伝送されており、これに、エンハンスメントレイヤ（enhancement layer）画像圧縮情報を加えることで、高PSNR画像を再構築することが可能である。もちろん、この階層数は一例であり、任意の階層数に階層化することができる。
スケーラビリティ性を持たせるパラメータは、上述した例以外であっても、もちろんよい。例えば、ベースレイヤ（base layer）が８ビット（bit）画像よりなり、これにエンハンスメントレイヤ（enhancement layer）を加えることにより、10ビット（bit）画像が得られるビット深度スケーラビリティ（bit-depth scalability）がある。
また、ベースレイヤ（base layer）が4:2:0フォーマットのコンポーネント画像よりなり、これにエンハンスメントレイヤ（enhancement layer）を加えることにより、4:2:2フォーマットのコンポーネント画像が得られるクロマスケーラビリティ（chroma scalability）がある。
＜タイル構造とレイヤの定義＞
HEVCでは、タイル（Tile）構造を利用し、アプリケーションにより復号が必要となる領域のみを復号することが可能となっている。タイル領域が単独で復号可能であることを示すために、HEVC第2版以降（MV-HEVC, SHVC, Range Ext.等含む）で、Motion-constrained tile sets SEIによりサポートされる。
＜アプリケーション例＞
本技術を適用するアプリケーションの例について説明する。
サーバから端末に画像を配信するシステムにおいて、例えば、図６に示される例のように、１枚の画面を複数に分割し、表示領域を切り替えながら配信するアプリケーションがある。また、例えば、図７に示される例のように、画像のアスペクト比や解像度を選択するために、表示する（配信する）部分領域を選択するアプリケーションもある。
図６のアプリケーションの場合、画像の符号化・復号におけるタイル（Tile）を単位として全体画像から部分画像が切り出されて端末に配信される。この切り出す部分画像の全体画像における位置は、例えば端末のユーザ等が指定することができる。したがって、端末には、全体画像の中の所望の位置の部分画像を表示させることができる。例えば、スポーツ中継等のサービスにおいて、サーバ等により提供される、会場全体やフィールド全体等を撮像した広角の画像から、ユーザが所望の部分（例えば、お気に入りの選手、監督、ゴール前、ベンチ、客席等）に注目し、その部分画像を切り出してダウンロード（若しくはストリーミング）し、端末に表示させることができる。つまり、端末のユーザは、全体画像の中の所望の部分に注目することができる。
図７のアプリケーションの場合、タイルを選択するだけで、表示画像の解像度をHDにしたり、シネマサイズにしたりすることができる。
しかしながら、デコーダが、ストリームを復号できるかの判別をするための基準となっているレベル（Level）やバッファ（Buffer）容量関連の情報は、ストリーム全体としての値若しくはレイヤ（Layer）単位の値が定義されているのみであった。
そのため、全体画像の一部のみを復号するアプリケーションにおいても、復号可否の判断は、画面全体を復号する場合の負荷を想定して行われることになり、不要に高いレベル（Level）のデコーダが必要になってしまう恐れがあった。また、そのために配信できるアプリケーションが不要に制限されてしまう恐れもあった。
そこで、符号化される画像データの画像の、独立に復号することができる部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報を設定し、その復号負荷定義情報を伝送するようにする。例えば、復号負荷定義情報を、画像データの符号化データとともに、符号化側から復号側に伝送するようにする。
このようにすることにより、デコーダは、その復号負荷定義情報にしたがって、部分領域を復号するのに必要な性能を把握し、復号可否判断を行うことができる。つまり、復号に必要な性能を、より正確に把握することができる。したがって、この画像データにより適切な性能のデコーダを選択することができる。これにより、画像データの復号負荷に対して不要に高いレベル（Level）のデコーダを適用する事態の発生を抑制することができる。また、そのために配信できるアプリケーションが不要に制限されてしまうことも抑制することができる。
＜復号負荷定義情報の設定＞
復号負荷定義情報の定義は、例えば、図８のように行う。例えば、図８のＡの例のように、単一のレイヤの独立に復号することができる部分領域に対して、その部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報を設定するようにしてもよい。図８のＡの例では、単一レイヤの画像の全体の復号に対してレベル4.0が設定され、その画像の中の単独デコード可能なタイル（部分領域）の復号に対してレベル2.0が設定されている。
また、例えば、図８のＢの例のように、複数のレイヤからなる画像の各レイヤの独立に復号することができる部分領域に対して、復号負荷定義情報を設定するようにしてもよい。図８のＢの例では、全レイヤの画像の復号に対してレベル5.0が設定され、ベースレイヤ（レイヤ０）の画像全体の復号に対してレベル4.0が設定されている。さらに、ベースレイヤ（レイヤ０）の画像の中の単独デコード可能なタイル（部分領域）の復号に対してレベル2.0が設定されている。さらに、エンハンスメントレイヤ（レイヤ１）の画像の中の、そのベースレイヤ（レイヤ０）の画像の中の単独デコード可能なタイルのみを参照するタイルの復号（つまり、参照されるベースレイヤ（レイヤ０）のタイル、および、それを参照するエンハンスメントレイヤ（レイヤ１）のタイルの復号）に対してレベル4.0が設定されている。
さらに、例えば、図８のＣの例のように、独立に復号することができる部分領域のみを参照するレイヤの全体画像と、その参照される部分領域に対して、復号負荷定義情報を設定するようにしてもよい。つまり、単独デコード可能なタイル（部分領域）を参照する側は、部分領域でなく全体画像であってもよい。図８のＣの例では、基本的に図８のＢの例の場合と同様にレベルが設定される。ただし、図８のＢの例では、エンハンスメントレイヤ（レイヤ１）の画像の中の、ベースレイヤ（レイヤ０）の画像の中の単独デコード可能なタイルのみを参照するタイルの復号に対してレベルが設定されていたが、図８のＣの例では、その代わりに、そのベースレイヤ（レイヤ０）の画像の中の単独デコード可能なタイルのみを参照するエンハンスメントレイヤ（レイヤ１）の全体画像の復号（つまり、参照されるベースレイヤ（レイヤ０）のタイル、および、それを参照するエンハンスメントレイヤ（レイヤ１）の全体画像の復号）に対してレベル4.0が設定されている。
なお、この場合、エンハンスメントレイヤ（レイヤ１）の全体画像が参照する部分領域（タイル）（の位置）を識別するために、参照元となるエンハンスメントレイヤ（レイヤ１）の全体画像に、参照先となるベースレイヤ（レイヤ０）のタイルの位置情報を対応付ける（マッピングする）ようにしてもよい。図８のＣの例では、エンハンスメントレイヤ（レイヤ１）の全体画像における左上隅の座標に、ベースレイヤ（レイヤ０）のタイルにおける同位置の座標がマッピングされている。
＜レベルで規定されるパラメータ＞
なお、レベルで規定されているパラメータには、画像の最大ピクセル（pixel）数（MaxLumaPs）、最大バッファ容量（MaxCPB Size）、１秒当たりの画像の最大ピクセル（pixel）数（MaxLumaSr）、最大ビットレート（MaxBR）等がある。
＜復号負荷定義情報＞
復号に必要な負荷の大きさの定義は、例えば、MCTS SEI（Motion constrained tile set Supplemental Enhancement Information）を拡張して行う。
例えば、図９のＡに示されるシンタクスのように、MCTS SEIにおいて、独立に復号することができる部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報として、その部分領域の復号処理の負荷の大きさを表すレベル（mcts_level_idc[i]）を設定するようにしてもよい。ここで、「i」は、単数または複数のタイルにより構成される部分領域であるセット（タイルセットとも称する）を示す。つまり、図９のＡの例では、復号に必要なレベル情報（mcts_level_idc）の値がこのセット毎に設定される。この場合、セマンティクスは、例えば図９のＢのようにしてもよい。
MCTS SEIにおいて、独立に復号することができる部分領域は、矩形のセット毎に設定されている。例えば、図１０のＡの左上の斜線部分が独立に復号することができる部分領域であるとすると、その部分領域は、MCTS SEIにおいて、図１０のＢに示されるようにセット毎に設定されている。なお、図１０のＣに示される例のように、セットに含まれるタイルが他のセットとオーバーラップしてもよい。部分領域のピクセル数は、各セットのピクセル数から、例えば、図１０のＤの例のように算出することができる。
また、例えば、図１１のＡに示されるシンタクスのように、MCTS SEIにおいて、複数レイヤの独立に復号することができる部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報として、各レイヤの部分領域の復号処理の負荷の大きさを表すレベル（mcts_level_idc[i][j]）を設定するようにしてもよい。ここで、「i」はセットを示し、「ｊ」はレイヤを示す。つまり、図１１のＡの例では、復号に必要なレベル情報（mcts_level_idc）の値がセット毎、かつ、レイヤ毎に設定される。この場合、セマンティクスは、例えば図１１のＢのようにしてもよい。
さらに、例えば、図１２のＡに示されるシンタクスのように、MCTS SEIにおいて、独立に復号することができる部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報として、その部分領域の大きさを示す情報（maxLumaPS_in_set[i]）を設定するようにしてもよい。ここで、「i」はセットを示す。つまり、図１２のＡの例では、セット（部分領域）の大きさを示す情報（maxLumaPS_in_set）の値がセット毎に設定される。この場合、セマンティクスは、例えば図１２のＢのようにしてもよい。
また、例えば、図１３のＡに示されるシンタクスのように、MCTS SEIにおいて、独立に復号することができる部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報として、その部分領域の、縦方向の長さを示す情報（mcts_height_in_luma_samples[i]）と横方向の長さを示す情報（mcts_width_in_luma_samples[i]）とを設定するようにしてもよい。ここで、「i」はセットを示す。つまり、図１３のＡの例では、セット（部分領域）の、縦方向の長さを示す情報（mcts_height_in_luma_samples）の値と横方向の長さを示す情報（mcts_width_in_luma_samples）の値とがセット毎に設定される。この場合、セマンティクスは、例えば図１３のＢのようにしてもよい。
さらに、例えば、図１４に示されるシンタクスのように、MCTS SEIにおいて、独立に復号することができる部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報として、その部分領域を復号する仮想参照デコーダのパラメータ（mcts_hrd_parameters()）を設定するようにしてもよい。
その場合、例えば、図１５のＡに示されるシンタクスのように、仮想参照デコーダのパラメータ（mcts_hrd_parameters()）として、仮想参照デコーダの最大入力ビットレート（mcts_bit_rate_value_minus1）とバッファ容量（mcts_cpb_size_value_minus1）を設定するようにしてもよい。この場合、セマンティクスは、例えば図１５のＢのようにしてもよい。
また、例えば、図１６のＡに示されるように、以上のようなMCTS SEIの拡張に加えて、シーケンスパラメータセット（SPS（Sequence Parameter Set））において、MCTS SEIに上述したような復号負荷定義情報が設定されているか否かを示す情報（mcts_present_flag）を設定するようにしてもよい。この場合、セマンティクスは、例えば図１６のＢのようにしてもよい。
さらに、例えば、図１７のＡに示されるように、シーケンスパラメータセット（SPS）において、その復号負荷定義情報が設定されているか否かを示す情報の代わりに、MCTS SEIに設定される復号負荷定義情報と同様の復号負荷定義情報を設定するようにしてもよい。この場合、セマンティクスは、例えば図１７のＢのようにしてもよい。
なお、シーケンスパラメータセット（SPS）に設定する情報は、シーケンスパラメータセット（SPS）の代わりに、ビデオパラメータセット（VPS（Video Parameter Set））に設定するようにしてもよい。
もちろん、復号負荷定義情報の設定の仕方は、任意であり、上述した例に限らない。また、上述した複数の方法を組み合わせても良い。さらに、上述した方法と、その他の方法とを組み合わせても良い。
以上のように独立に復号することができる部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報を設定することにより、その復号負荷定義情報に基づいて、復号に必要な性能をより正確に把握することができる。また、その復号負荷定義情報を復号側に伝送することにより、復号側においても、復号に必要な性能をより正確に把握することができる。
＜DASHへの適応＞
例えば図６のようなDASHのユースケースでは、一定数のタイル領域を動かしながら再生することができることが望ましい。しかしながら、再生し得る部分画像（タイルの組み合わせ）を全てタイルセット（tile_set）として登録し、それぞれについて復号負荷定義情報を設定するようにすると、そのタイルセットの数が多い場合、情報量が増大する可能性がある。
例えば、図１８の例のように、2x2タイルの部分画像（タイルセット）を再生（表示）させる場合において、その部分画像の位置を移動させると（全体画像の中で表示させる部分を変更すると）、その移動の間の全て部分画像（タイルセット）が表示（再生）されることになる。このような部分画像の数は、図中右側の式に示されるように膨大なものとなる可能性がある。そのため、このような部分画像の全てについて、復号負荷定義情報を設定すると、情報量が現実的でない程増大する可能性がある。また、その際の各タイルセットについての復号負荷情報の冗長性は極めて高いものとなる可能性がある。つまり、不要に情報量が増大する可能性がある。
そこで、例えば、MCTS SEIを拡張し、復号負荷情報として、基準とする部分画像の大きさを示す情報と、その部分画像の復号処理の負荷の大きさを表すレベルを設定する。つまり、部分画像の大きさによって復号処理の負荷の大きさを推定することができるような情報をMCTS SEIに格納する。
そして、例えば、このような情報を参照することにより（復号する領域の大きさとその基準とする部分画像の大きさと比較することにより）、その領域の復号処理の負荷の大きさをより正しく把握することができる。
ここで、基準とする部分画像の大きさは、どのような情報によって示されるようにしても良いが、例えば、全体画像が均等に分割されたタイル（Tile）を単位として示すようにしてもよい。また、その基準とする大きさの数は任意であるが、復号処理の負荷の大きさをより正しく把握するためには複数である方が望ましい。また、復号処理の負荷の大きさを、どのような情報によって示されるようにしても良いが、例えば、レベル情報（level）により表すようにしてもよい。
ところで、既存のROIは、アプリケーションが任意に場所を指定できることが前提となっており、 逆に言うと、必ず、何かしらの領域(ROI)が定義されることが絶対となっている。
しかしながら、DASHのタイルストリーミング（Tiled Streaming）のようなアプリケーションの場合、ユーザが選択した領域を切り出して表示するというのがコンセプトになっている（解像度の違うストリームに切り替える のも含めて）。つまり、どの領域が選択されるかは、ユーザが任意に決定することができるので、全てのタイルが単独デコード可能なタイルであり、さらに、均等に分割されているという前提で、再生するデバイスの能力（Level）によって、選択するタイルの数が異なるというのが、最も、通常的なサービスの運用になることが想定される。
よって、既存のROIのためのアプリの前提と、DASHのTiled Streamingのためのアプリの前提は、方向性が少し異なる。
そこで、両方の前提を１つのSEIで満たしながらも、アプリケーションが復号する領域(タイル)単位のレベル（Level）が定義できるようにアプリケーションのモードというものを導入し、そのモードごとに、定義するべき情報を、変更できるように拡張してもよい。
例えば、アプリケーションごとに、必要となる定義する情報を変更できるように、モードという概念を定義する。例えば、DASHモードを設定する。そして、DASHモード == 均等割り＋全タイル独立 と定義する。つまり、DASHモードにおいては、画面が均等タイル分割（uniform_spacing_flag=1@PPS）であるとする。また、個々のタイルが独立デコード可能であることがわかっているものとする。
そしてこのDASHモードの場合に、一度にデコードするタイル数と、それに対応するレベル情報を記述（定義）するようにする。例えば、図１９の場合、一度にデコードするタイル数として、４、１２、３０の３つが設定され、その３つの場合のそれぞれについて、レベル情報（復号負荷情報）が設定される。
このようにすることにより、上述した両方のアプリケーションに対して、より適切に復号負荷情報を設定することができる。
その場合の、MCTS SEIの拡張例（シンタクスの例）を図２０に示す。図２０の例の場合、上から２行目においてアプリケーションのモード（mcts_mode）が設定される。そして、上から４行目のように、そのモードが従来のROIに対するアプリケーションのモード（mode for current ROI application）である場合（mcts_mode==0）、上述した各例と同様に、独立に復号可能な部分画像毎に復号負荷情報が設定される。例えば、上から１３行目においては、復号に必要なレベル情報（mcts_level_idc[i]）が設定される。
また、アプリケーションのモードがDASHモード（mode for DASH application）である場合（mcts_mode==1）、一度にデコードする領域のタイル数と、それに対応するレベル情報が設定される。例えば、上から１７行目において、その領域の識別情報（mcts_id[i]）が設定され、その次の行においては、その識別情報が示す領域に含まれるタイル数を示す情報（num_of_tiles_minus1[i]）が設定され、さらに、その次の行においては、その領域を復号するのに必要なレベル情報（mcts_level_idc[i]）が設定される。
ここで、「i」はセットを示す。つまり、図２０の例では、復号に必要なレベル情報（mcts_level_idc）の値、識別情報（mcts_id）の値、および、その識別情報が示す領域に含まれるタイル数を示す情報（num_of_tiles_minus1）の値がこのセット毎に設定される。
以上のように復号負荷情報を設定することにより、その復号負荷情報に基づいて、復号する領域の大きさ（タイル数）に応じて、復号に必要な性能をより正確に把握することができる。また、その復号負荷定義情報を復号側に伝送することにより、復号側においても、復号する領域の大きさ（タイル数）に応じて、復号に必要な性能をより正確に把握することができる。
＜復号負荷定義情報の設定の他の例１＞
以上において、タイルセットは、矩形であるように説明した。この場合、例えば、MCTS（単独で復号可能なタイル群（部分領域））が「Ｌ」字型であるとすると、文字「Ｌ」の縦線部分を表す縦方向を長手方向とするタイルセットと、文字「Ｌ」の横線部分を表す横方向を長手方向とするタイルセットとの２つのセットを定義する必要がある。
また、以上において、復号負荷定義情報として、部分領域の復号処理の負荷の大きさを表すレベル（復号に必要なレベル）を示す情報（mcts_level_idc[i]）の値がその矩形のセット毎に設定されるように説明した。つまり、この場合、「Ｌ」字型の部分領域について、復号に必要なレベルを示す情報（mcts_level_idc[i]）を２つ設定しなければならない。もちろん、このようにすることにより、各セットの復号に必要なレベルが互いに異なる場合に対応することができるが、各セットの復号に必要なレベルが互いに同一である場合は冗長となり、符号化効率が低減する可能性がある。
そこで、セット毎ではなく、単独に復号可能な部分領域に対して１つのレベルを設定することができるようにしてもよい。単独に復号可能なセットは、単独に復号可能な部分領域でもある。つまり、単独に復号可能な複数の部分領域に共通のレベルを定義することができるようにしてもよい。その場合のシンタクスの例を図２１のＡに示す。また、その場合のセマンティクスの例を図２１のＢに示す。
図２１のＡの例では、上から３行目において、全てのタイルが単独で復号可能なセットを形成するか否かを示す情報（each_tile_one_tile_set_flag）が設定され、上から４行目において、SEIメッセージに定義されたmotion-constrained tile setsに、復号に必要なレベルを示す情報（mcts_level_idc）が含まれるか否かを示す情報（mcts_level_idc_present_flag）が設定される。
そして、上から５行目において、全てのタイルが独自に復号可能なセットを形成するわけではないと判定された場合（! each_tile_one_tile_set_flag）、上から７行目乃至１６行目のループにおいて、各セットについての設定が行われるが、復号に必要なレベル（mcts_level_idc）の設定は、そのループの外の上から１８行目において行われる。
つまり、図２２の例のように、いずれも単独で復号可能な、「０」番目の識別情報（mcts_id[0]）が割り当てられたセットと、「１」番目の識別情報（mcts_id[1]）が割り当てられたセットとが互いに隣接し、各セットの復号に必要なレベルが互いに等しい場合、セット毎にレベル情報（mcts_level_idc[i]）を設定するのではなく、両セット共通のレベル情報（mcts_level_idc）を設定することができる。
このようにすることにより、単独で復号可能な複数の部分領域（例えば複数のセットで表す必要がある部分領域）に対して、１つの（共通の）レベル情報のみを設定することができ、冗長性を低減し、符号化効率を向上させることができる。
なお、非特許文献１に記載のHEVCにおいては、レベルは全体画像（ピクチャ）単位で定義されることが想定されており、レベルでのパラメータの規定も、全体画像（ピクチャ）単位で行われる。そこで、上述したように部分領域単位でレベルを定義するにあたって、その部分領域用のレベルについてのパラメータの規定も行い、その規定を全体画像（ピクチャ）単位のレベルでの規定に割り当てる（パラメータのマッピングを行う）ようにしてもよい。
例えば、単独で復号可能な部分領域が四角形の場合、その部分領域についてレベルでのパラメータを規定し、全体画像（ピクチャ）単位のレベルでの規定を、その規定に置き換えるようにしてもよい。また、例えば、単独で復号可能な部分領域が「Ｌ」字型の場合、その「Ｌ」字型の部分領域を内包する四角形を設定し、その四角形の領域についてレベルでのパラメータを規定し、全体画像（ピクチャ）単位のレベルでの規定を、その規定に置き換えるようにしてもよい。
例えば、図２２の場合、単独で復号可能な部分領域が、識別情報（mcts_id[0]）のセットと識別情報（mcts_id[1]）のセットとにより構成される場合、その両セットを含む四角形の領域を設定し、これをピクチャ（レベルでのパラメータの規定の単位）に割り当てる。つまりこの四角形の領域の横方向の大きさＷをpic_width_in_luma_samplesとして推定し、この四角形の領域の縦方向の大きさＨをpic_height_in_luma_samplesとして推定し、この四角形の領域の大きさＷxＨをPicSizeInSamplesYとして推定し、この四角形の領域についてレベルでのパラメータを規定するようにしてもよい。
このようにすることにより、四角形の領域について規定したパラメータの値をピクチャ単位で規定されるパラメータにマッピングすることができる。そして、このようなパラメータのマッピングを行うことにより、単独で復号可能な部分領域に対してより適切な規定を採用することができるようになる。
ところで、全てのタイルが単独で復号可能な場合、その部分領域の大きさに応じて、その部分領域の復号に必要なレベル（mcts_level_idc[i]）を設定することができる。この場合、その部分領域の大きさを、その部分領域の縦方向のタイル数（行数）と横方向のタイル数（列数）とで表すようにしてもよい。ここで、「i」は、部分領域の大きさとレベルの対応関係の数を示す。
図２１のＡの例では、上から２０行目乃至２８行目のループにおいて、部分領域の大きさとレベルが対応づけられる。そのループ中において、部分領域の縦方向のタイル数を示す情報（num_mc_tile_columns_minus1[i]）が設定され（上から２４行目）、部分領域の横方向のタイル数を示す情報（num_mc_tile_rows_minus1[i]）が設定される（上から２５行目）。
例えば、図２３の場合、識別情報（mcts_level_id[0]）が設定される「０」番目の対応関係では、レベル（meta_level_idc[0]）に対して、タイル数2x2の部分領域が対応づけられる。つまり、この対応関係において、部分領域の縦方向のタイル数を示す情報（num_mc_tile_columns_minus1[0]）の値が「１」に設定され、部分領域の横方向のタイル数を示す情報（num_mc_tile_rows_minus1[0]）が「１」に設定される。このような情報を設定することにより、レベル（meta_level_idc[0]）に対応する部分領域のタイル数が４であることだけでなく、部分領域の形状（縦２タイルx横２タイルの矩形であること）も示される。
また、例えば、図２３の場合、識別情報（mcts_level_id[1]）が設定される「１」番目の対応関係では、レベル（meta_level_idc[1]）に対して、タイル数4x4の部分領域が対応づけられる。つまり、この対応関係において、部分領域の縦方向のタイル数を示す情報（num_mc_tile_columns_minus1[1]）の値が「３」に設定され、部分領域の横方向のタイル数を示す情報（num_mc_tile_rows_minus1[1]）が「３」に設定される。このような情報を設定することにより、レベル（meta_level_idc[1]）に対応する部分領域のタイル数が１６であることだけでなく、部分領域の形状（縦４タイルx横４タイルの矩形であること）も示される。
このようにすることにより、部分領域とレベルとを対応付ける情報の利便性を向上させることができる。例えば、この部分画像を取得して表示する端末が、この情報に基づいて、部分領域が横長であるか否かを判断し、部分領域が横長の場合、上下に黒帯を入れて表示する等の表示画像のアスペクト比の調整をより容易に行うことができる。
＜復号負荷定義情報の設定の他の例２＞
全てのタイルが単独で復号可能な場合、ピクチャ内におけるタイル単位のレベルの最大値（max_level_idc）を設定するようにしてもよい。つまり、１タイルを１セットとし、各セットに対して設定されるレベルの、ピクチャ内における最大値を設定するようにしてもよい。その場合のシンタクスの例を図２４のＡに示す。また、その場合のセマンティクスの例を図２４のＢに示す。
図２４のＡの例では、上から２１行目において、そのピクチャにおけるレベルの最大値（max_level_idc）が設定される。このレベルは、図２６の例に示されるように、１タイルにより構成されるセットに対して設定されるレベルである。例えば、図２６の場合、ピクチャ内の縦６セット（６タイル）x横１０セット（１０タイル）の合計６０セット（６０タイル）の各セットに対して設定されたレベルの最大値がmax_level_idcとして設定されている。
全体画像からいくつのタイルを切り出すかはアプリケーションが決定する。そのアプリケーションは、各レベルに対応するタイル数が全て定義されていなくても、このレベルの最大値（max_level_idc）に基づいて、切り出すことができる（復号等の処理を行うことができる）タイルの数を十分に正確に判断することができる。
つまり、各レベルに対応するタイル数が全て定義する代わりに、ピクチャにおける、１タイルで構成されるセット毎（すなわち、タイル毎）に設定されるレベルの最大値（max_level_idc）のみを設定するだけで、アプリケーションは、その設定に基づいて、復号等の処理を破綻させないように、切り出すタイルの数を制御することができる。
そして、このようにすることにより、各レベルに対応するタイル数が全て定義する場合よりも、全てのタイルのシンタクスを簡易化し、処理の負荷を低減させることができる。また、各レベルに対応するタイル数が全て定義する場合よりも、伝送する情報量を低減させることができ、符号化効率を向上させることができる。
なお、図２４のＡの例では、上から１７行目において、各部分領域についてレベル（mcts_level_idc[i]）が設定される。つまり、図２５のＡの例のように、いずれも単独で復号可能な、識別情報（mcts_id[0]）が割り当てられたセットと識別情報（mcts_id[1]）が割り当てられたセットとが存在する場合、そのセット毎にレベル（mcts_level_idc[i]）を設定することができる。
その際、セットを含む四角形の領域をセット毎に設定し、これらをそれぞれピクチャ（レベルでのパラメータの規定の単位）に割り当てるようにしてもよい。例えば、図２５のＡの場合、識別情報（mcts_id[0]）のセットを含む四角形の領域を設定し、この四角形の領域の横方向の大きさＷをpic_width_in_luma_samplesとして推定し、この四角形の領域の縦方向の大きさＨをpic_height_in_luma_samplesとして推定し、この四角形の領域の大きさＷxＨをPicSizeInSamplesYとして推定し、この四角形の領域についてレベルでのパラメータを規定するようにしてもよい。同様に、識別情報（mcts_id[1]）のセットを含む四角形の領域を設定し、この四角形の領域の横方向の大きさＷをpic_width_in_luma_samplesとして推定し、この四角形の領域の縦方向の大きさＨをpic_height_in_luma_samplesとして推定し、この四角形の領域の大きさＷxＨをPicSizeInSamplesYとして推定し、この四角形の領域についてレベルでのパラメータを規定するようにしてもよい。
このようにすることにより、各四角形の領域について規定したパラメータの値をピクチャ単位で規定されるパラメータにマッピングすることができる。そして、このようなパラメータのマッピングを行うことにより、単独で復号可能な各部分領域に対してより適切な規定を採用することができるようになる。
なお、単独で復号可能な部分領域が複数の矩形領域により形成される場合、それら全ての矩形領域を含む四角形を設定するようにすればよい。例えば、図２５のＢの場合、識別情報（mcts_id[0]）のセットは２つの矩形領域よりなるが、このセットを全て含む四角形の領域を設定し、この四角形の領域の横方向の大きさＷをpic_width_in_luma_samplesとして推定し、この四角形の領域の縦方向の大きさＨをpic_height_in_luma_samplesとして推定し、この四角形の領域の大きさＷxＨをPicSizeInSamplesYとして推定し、この四角形の領域についてレベルでのパラメータを規定するようにしてもよい。
このようにすることにより、単独で復号可能な部分領域が複数の矩形領域により形成される場合であっても、四角形の領域について規定したパラメータの値をピクチャ単位で規定されるパラメータにマッピングすることができる。そして、このようなパラメータのマッピングを行うことにより、単独で復号可能な部分領域が複数の矩形領域により形成される場合であっても、その部分領域に対してより適切な規定を採用することができるようになる。
＜２．第２の実施の形態＞
＜画像符号化装置＞
次に、以上のような本技術を実現する装置とその方法について説明する。図２７は、本技術を適用した画像処理装置の一態様である、画像符号化装置を示す図である。図２７に示される画像符号化装置１００は、階層画像符号化（スケーラブル符号化）を行う装置である。図２７に示されるように、画像符号化装置１００は、ベースレイヤ画像符号化部１０１、エンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２、多重化部１０３、および制御部１０４を有する。
ベースレイヤ画像符号化部１０１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。エンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２は、エンハンスメントレイヤ画像を符号化し、エンハンスメントレイヤ画像符号化ストリームを生成する。多重化部１０３は、ベースレイヤ画像符号化部１０１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、エンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２において生成されたエンハンスメント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。多重化部１０３は、生成した階層画像符号化ストリームを復号側に伝送する。
制御部１０４は、画像データ全体に関係する設定を行い、その設定に基づいてベースレイヤ画像符号化部１０１およびエンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２を制御することにより、各レイヤの符号化を制御する。また、制御部１０４は、その設定を用いてビデオパラメータセット（VPS）を生成し、多重化部１０３に供給し、復号側に伝送させる。その際、ビデオパラメータセットは、階層画像符号化ストリームに含めて伝送するようにしてもよいし、階層画像符号化ストリームとは別のデータとして伝送するようにしてもよい。
また、復号負荷定義情報若しくは復号負荷定義情報が設定されているかを示す情報をビデオパラメータセット（VPS）に設定する場合、制御部１０４は、ベースレイヤ画像符号化部１０１およびエンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２から復号負荷定義情報等を収集し、その情報に基づいて、復号負荷定義情報若しくは復号負荷定義情報が設定されているかを示す情報をビデオパラメータセット（VPS）に設定する。
また、ベースレイヤ画像符号化部１０１およびエンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２は、互いに、復号処理の負荷の大きさに関する情報である復号負荷関連情報を授受することもできる。例えば、図１１の例のように複数レイヤの復号負荷定義情報を設定する場合、そのレイヤの符号化部は、他のレイヤの復号負荷関連情報を収集する。
＜ベースレイヤ画像符号化部＞
図２８は、図２７のベースレイヤ画像符号化部１０１の主な構成例を示すブロック図である。図２８に示されるように、ベースレイヤ画像符号化部１０１は、A/D変換部１１１、画面並べ替えバッファ１１２、演算部１１３、直交変換部１１４、量子化部１１５、可逆符号化部１１６、蓄積バッファ１１７、逆量子化部１１８、および逆直交変換部１１９を有する。また、ベースレイヤ画像符号化部１０１は、演算部１２０、ループフィルタ１２１、フレームメモリ１２２、選択部１２３、イントラ予測部１２４、インター予測部１２５、予測画像選択部１２６、およびレート制御部１２７を有する。
A/D変換部１１１は、入力された画像データ（ベースレイヤ画像情報）をA/D変換し、変換後の画像データ（デジタルデータ）を、画面並べ替えバッファ１１２に供給し、記憶させる。画面並べ替えバッファ１１２は、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１１３に供給する。また、画面並べ替えバッファ１１２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１１３は、画面並べ替えバッファ１１２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、その差分情報を直交変換部１１４に出力する。例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、演算部１１３は、画面並べ替えバッファ１１２から読み出された画像から、イントラ予測部１２４から供給される予測画像を減算する。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１１３は、画面並べ替えバッファ１１２から読み出された画像から、インター予測部１２５から供給される予測画像を減算する。
直交変換部１１４は、演算部１１３から供給される差分情報に対して、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１１４は、その変換係数を量子化部１１５に供給する。
量子化部１１５は、直交変換部１１４から供給される変換係数を量子化する。量子化部１１５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１１５は、量子化された変換係数を可逆符号化部１１６に供給する。
可逆符号化部１１６は、量子化部１１５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。係数データは、レート制御部１２７の制御の下で量子化されているので、この符号量は、レート制御部１２７が設定した目標値となる（若しくは目標値に近似する）。
また、可逆符号化部１１６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。さらに、可逆符号化部１１６は、シーケンスパラメータセット（SPS）、およびピクチャパラメータセット（PPS）等を含むベースレイヤのNAL（Network Abstraction Layer）ユニットを適宜生成する。
可逆符号化部１１６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）の一部とする（多重化する）。可逆符号化部１１６は、符号化して得られた符号化データを蓄積バッファ１１７に供給して蓄積させる。
可逆符号化部１１６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１１７は、可逆符号化部１１６から供給された符号化ストリーム（ベースレイヤ符号化ストリーム）を、一時的に保持する。蓄積バッファ１１７は、所定のタイミングにおいて、保持しているベースレイヤ符号化ストリームを多重化部１０３（図２７）に出力する。すなわち、蓄積バッファ１１７は、ベースレイヤ符号化ストリームを伝送する伝送部でもある。
また、量子化部１１５において量子化された変換係数は、逆量子化部１１８にも供給される。逆量子化部１１８は、その量子化された変換係数を、量子化部１１５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１１８は、得られた変換係数を、逆直交変換部１１９に供給する。
逆直交変換部１１９は、逆量子化部１１８から供給された変換係数を、直交変換部１１４による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。逆直交変換された出力（復元された差分情報）は、演算部１２０に供給される。
演算部１２０は、逆直交変換部１１９から供給された逆直交変換結果である、復元された差分情報に、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からの予測画像を加算し、局部的に復号された画像（復号画像）を得る。その復号画像は、ループフィルタ１２１またはフレームメモリ１２２に供給される。
ループフィルタ１２１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１２０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１２１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１２１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。ループフィルタ１２１は、フィルタ処理結果（以下、復号画像と称する）をフレームメモリ１２２に供給する。
なお、ループフィルタ１２１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１２１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１１６に供給し、それを符号化させるようにすることもできる。
フレームメモリ１２２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、記憶している復号画像を参照画像として、選択部１２３に供給する。
より具体的には、フレームメモリ１２２は、演算部１２０から供給される再構成画像と、ループフィルタ１２１から供給される復号画像とをそれぞれ記憶する。フレームメモリ１２２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等の外部からの要求に基づいて、記憶している再構成画像を、選択部１２３を介してイントラ予測部１２４に供給する。また、フレームメモリ１２２は、所定のタイミングにおいて、若しくは、インター予測部１２５等の外部からの要求に基づいて、記憶している復号画像を、選択部１２３を介して、インター予測部１２５に供給する。
選択部１２３は、フレームメモリ１２２から供給される参照画像の供給先を選択する。例えば、イントラ予測の場合、選択部１２３は、フレームメモリ１２２から供給される参照画像（カレントピクチャ内の画素値若しくはベースレイヤ復号画像）をイントラ予測部１２４に供給する。また、例えば、インター予測の場合、選択部１２３は、フレームメモリ１２２から供給される参照画像（エンハンスメントレイヤのカレントピクチャ外の復号画像若しくはベースレイヤ復号画像）をインター予測部１２５に供給する。
イントラ予測部１２４は、処理対象のフレームの画像であるカレントピクチャについて、予測処理を行い、予測画像を生成する。イントラ予測部１２４は、この予測処理を、所定のブロック毎に（ブロックを処理単位として）行う。つまり、イントラ予測部１２４は、カレントピクチャの、処理対象であるカレントブロックの予測画像を生成する。その際、イントラ予測部１２４は、選択部１２３を介してフレームメモリ１２２から参照画像として供給される再構成画像を用いて予測処理（画面内予測（イントラ予測とも称する））を行う。つまり、イントラ予測部１２４は、再構成画像に含まれる、カレントブロックの周辺の画素値を用いて予測画像を生成する。このイントラ予測に利用される周辺画素値は、カレントピクチャの、過去に処理された画素の画素値である。このイントラ予測には（すなわち、予測画像の生成の仕方には）、複数の方法（イントラ予測モードとも称する）が、候補として予め用意されている。イントラ予測部１２４は、この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１１２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、上述したように、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１１６に供給し、符号化させる。
インター予測部１２５は、カレントピクチャについて、予測処理を行い、予測画像を生成する。インター予測部１２５は、この予測処理を、所定のブロック毎に（ブロックを処理単位として）行う。つまり、インター予測部１２５は、カレントピクチャの、処理対象であるカレントブロックの予測画像を生成する。その際、インター予測部１２５は、画面並べ替えバッファ１１２から供給される入力画像の画像データと、フレームメモリ１２２から参照画像として供給される復号画像の画像データとを用いて、予測処理を行う。この復号画像は、カレントピクチャより前に処理されたフレームの画像（カレントピクチャでない他のピクチャ）である。つまり、インター予測部１２５は、他のピクチャの画像を用いて予測画像を生成する予測処理（画面間予測（インター予測とも称する））を行う。
このインター予測は、動き予測と動き補償よりなる。より具体的には、インター予測部１２５は、入力画像と参照画像を用いて、カレントブロックについて動き予測を行い、動きベクトルを検出する。そして、インター予測部１２５は、参照画像を用いて、検出された動きベクトルに応じて動き補償処理を行い、カレントブロックの予測画像（インター予測画像情報）を生成する。このインター予測には（すなわち、予測画像の生成の仕方には）、複数の方法（インター予測モードとも称する）が、候補として予め用意されている。インター予測部１２５は、この予め用意された複数のインター予測モードでこのようなインター予測を行う。
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１１２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。
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１１６に供給し、符号化させる。必要な情報としては、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などがある。
予測画像選択部１２６は、演算部１１３や演算部１２０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１１３や演算部１２０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１１３や演算部１２０に供給する。
レート制御部１２７は、蓄積バッファ１１７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１１５の量子化動作のレートを制御する。
また、フレームメモリ１２２は、記憶しているベースレイヤ復号画像を、エンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２に供給する。
また、図２８に示されるように、ベースレイヤ画像符号化部１０１は、ヘッダ情報生成部１２８をさらに有する。
ヘッダ情報生成部１２８は、シーケンスパラメータセット（SPS）やMCTS SEI等のヘッダ情報を生成する。その際、ヘッダ情報生成部１２８は、第１の実施の形態において説明したように、独立に復号することができる部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報の設定に関する処理を行う。例えば、ヘッダ情報生成部１２８は、可逆符号化部１１６からベースレイヤの復号負荷関連情報を取得し、その復号負荷関連情報に基づいて、ベースレイヤの、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報を生成することができる。また、ヘッダ情報生成部１２８は、例えば、エンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２からエンハンスメントレイヤの復号負荷関連情報を取得し、その復号負荷関連情報に基づいて、エンハンスメントレイヤの、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報を生成することができる。
さらに、ヘッダ情報生成部１２８は、制御部１０４に復号負荷定義情報等を供給し、ビデオパラメータセットに復号負荷定義情報に関する設定を行わせることができる。
＜エンハンスメントレイヤ画像符号化部＞
図２９は、図２７のエンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２の主な構成例を示すブロック図である。図２９に示されるように、エンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２は、図２８のベースレイヤ画像符号化部１０１と基本的に同様の構成を有する。
つまり、エンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２は、図２９に示されるように、A/D変換部１３１、画面並べ替えバッファ１３２、演算部１３３、直交変換部１３４、量子化部１３５、可逆符号化部１３６、蓄積バッファ１３７、逆量子化部１３８、および逆直交変換部１３９を有する。また、エンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２は、演算部１４０、ループフィルタ１４１、フレームメモリ１４２、選択部１４３、イントラ予測部１４４、インター予測部１４５、予測画像選択部１４６、およびレート制御部１４７を有する。
これらのA/D変換部１３１乃至レート制御部１４７は、図２８のA/D変換部１１１乃至レート制御部１２７に対応し、それぞれ、対応する処理部と同様の処理を行う。ただし、エンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２の各部は、ベースレイヤではなく、エンハンスメントレイヤ画像情報の符号化についての処理を行う。したがって、A/D変換部１３１乃至レート制御部１４７の処理の説明として、上述した図２８のA/D変換部１１１乃至レート制御部１２７についての説明を適用することができるが、その場合、処理するデータは、ベースレイヤのデータではなく、エンハンスメントレイヤのデータであるものとする必要がある。また、データの入力元や出力先の処理部は、適宜、A/D変換部１３１乃至レート制御部１４７の中の対応する処理部に置き換えて読む必要がある。
エンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２は、さらに、ヘッダ情報生成部１４８を有する。
ヘッダ情報生成部１４８は、図２８のヘッダ情報生成部１２８に対応し、ヘッダ情報生成部１２８と同様の処理を行う。ただし、ヘッダ情報生成部１４８は、ベースレイヤではなく、エンハンスメントレイヤについての処理を行う。
なお、エンハンスメントレイヤの復号負荷定義情報もベースレイヤのヘッダ情報生成部１２８において作成する場合、エンハンスメントレイヤのヘッダ情報生成部１４８は、省略することができる。
＜ヘッダ情報生成部＞
図３０は、図２８のヘッダ情報生成部１２８が有する機能ブロックの構成例を示す図である。ヘッダ情報生成部１２８において、例えば、CPUがROM等から読み出したプログラムをRAMを用いて実行する等して、上述した処理が実行されることにより、図３０に示される各種の機能ブロックが実現される。
図３０に示されるように、ヘッダ情報生成部１２８は、復号負荷関連情報取得部１５１、MCTS SEI生成部１５２、およびSPS生成部１５３を有する。
復号負荷関連情報取得部１５１は、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報を生成するのに用いられる復号処理の負荷に関する情報を取得する。この復号処理の負荷に関する情報の内容は、復号負荷定義情報を生成するのに用いられるものであれば、どのようなものであってもよい。
MCTS SEI生成部１５２は、第１の実施の形態において説明したように、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報を含むMCTS SEIを生成する。つまり、MCTS SEI生成部１５２は、MCTS SEIにおいて、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報を設定する。この復号負荷定義情報の内容は任意である。例えば、第１の実施の形態において、図９乃至図２６を参照して説明した各種情報のいずれか１つ以上がこの復号負荷定義情報に含まれるようにしてもよい。なお、MCTS SEI生成部１５２が、部分領域単位でレベルを定義するにあたって、第１の実施の形態において説明したように、その部分領域用のレベルについてのパラメータの規定も行い、その規定を全体画像（ピクチャ）単位のレベルでの規定に割り当てる（パラメータのマッピングを行う）ようにしてもよい。
SPS生成部１５３は、第１の実施の形態において説明したように、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報、若しくは、MCTS SEIに独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報が設定されているかを示す情報（それらをまとめて復号負荷の定義に関する情報とも称する）を含むシーケンスパラメータセット（SPS）を生成する。つまり、SPS生成部１５３は、シーケンスパラメータセット（SPS）において、独立に復号することができる部分領域の復号負荷の定義に関する情報を設定する。この復号負荷の定義に関する情報の内容は任意である。例えば、第１の実施の形態において、図９乃至図２６を参照して説明した各種情報のいずれか１つ以上がこの復号負荷定義情報に含まれるようにしてもよい。
なお、第１の実施の形態において説明したように、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報をMCTS SEIにのみ設定し、シーケンスパラメータセット（SPS）において、これらの情報を設定しないようにすることもできる。その場合、SPS生成部１５３は、省略することもできる。
＜画像符号化処理の流れ＞
次に、以上のような画像符号化装置１００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図３１のフローチャートを参照して、画像符号化処理の流れの例を説明する。
画像符号化処理が開始されると、画像符号化装置１００の制御部１０４は、ステップＳ１０１において、スケーラブル符号化全体の設定を行う。
ステップＳ１０２において、制御部１０４は、ステップＳ１０１において行った設定に従ってベースレイヤ画像符号化部１０１乃至多重化部１０３の各部を制御する。
ステップＳ１０３において、制御部１０４は、ステップＳ１０１において行った設定を反映させてビデオパラメータセット（VPS）を生成する。
ステップＳ１０４において、ベースレイヤ画像符号化部１０１は、ベースレイヤの画像データを符号化する。
ステップＳ１０５において、エンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２は、エンハンスメントレイヤの画像データを符号化する。
ステップＳ１０６において、多重化部１０３は、ステップＳ１０４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、ステップＳ１０５において生成されたエンハンスメントレイヤ画像符号化ストリームとを（すなわち、各レイヤのビットストリームを）多重化し、１系統の階層画像符号化ストリームを生成する。なお、多重化部１０３は、必要に応じて、ステップＳ１０３において生成されたビデオパラメータセット（VPS）を階層画像符号化ストリームに含める。多重化部１０３は、その階層画像符号化ストリームを出力し、復号側に伝送する。
ステップＳ１０６の処理が終了すると、画像符号化装置１００は、画像符号化処理を終了する。このような画像符号化処理により１ピクチャが処理される。したがって、画像符号化装置１００は、このような画像符号化処理を階層化された動画像データの各ピクチャについて繰り返し実行する。ただし、例えば、ステップＳ１０１乃至ステップＳ１０３の処理等、ピクチャ毎に行う必要の無い処理は、適宜省略する。
＜ベースレイヤ符号化処理の流れ＞
次に、図３１のステップＳ１０４において、ベースレイヤ画像符号化部１０１により実行されるベースレイヤ符号化処理の流れの例を、図３２のフローチャートを参照して説明する。
ベースレイヤ符号化処理が開始されると、ベースレイヤ画像符号化部１０１のA/D変換部１１１は、ステップＳ１２１において、入力された動画像の各フレーム（ピクチャ）の画像をA/D変換する。
ステップＳ１２２において、画面並べ替えバッファ１１２は、ステップＳ１２１においてA/D変換された画像を記憶し、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Ｓ１２３において、イントラ予測部１２４は、イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。
ステップＳ１２４において、インター予測部１２５は、インター予測モードでの動き予測や動き補償等を行うインター予測処理を行う。
ステップＳ１２５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、予測画像を選択する。つまり、予測画像選択部１２６は、ステップＳ１２３のイントラ予測により生成された予測画像と、ステップＳ１２４のインター予測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Ｓ１２６において、演算部１１３は、ステップＳ１２２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Ｓ１２５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１１３は、入力画像と予測画像との差分画像の画像データを生成する。このようにして求められた差分画像の画像データは、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較べて、データ量を圧縮することができる。
ステップＳ１２７において、直交変換部１１４は、ステップＳ１２６の処理により生成された差分画像の画像データを直交変換する。
ステップＳ１２８において、量子化部１１５は、レート制御部１２７により算出された量子化パラメータを用いて、ステップＳ１２７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Ｓ１２９において、逆量子化部１１８は、ステップＳ１２８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、量子化部１１５の特性に対応する特性で逆量子化する。
ステップＳ１３０において、逆直交変換部１１９は、ステップＳ１２９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Ｓ１３１において、演算部１２０は、ステップＳ１３０の処理により復元された差分画像に、ステップＳ１２５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Ｓ１３２においてループフィルタ１２１は、ステップＳ１３１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Ｓ１３３において、フレームメモリ１２２は、ステップＳ１３２の処理により得られた復号画像（ベースレイヤ復号画像）やステップＳ１３１の処理により得られた再構成画像等のデータを記憶する。
ステップＳ１３４において、可逆符号化部１１６は、ステップＳ１２８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、差分画像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１１６は、ステップＳ１２５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１１６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Ｓ１３５において、ヘッダ情報生成部１２８は、各種ナルユニット等のヘッダ情報を生成する。生成されたヘッダ情報は、可逆符号化部１１６に供給され、符号化データに付加される。
ステップＳ１３６において蓄積バッファ１１７は、ステップＳ１３４およびステップＳ１３５の処理により得られた符号化データ（ベースレイヤ画像符号化ストリーム）を蓄積する。蓄積バッファ１１７に蓄積されたベースレイヤ画像符号化ストリームは、適宜読み出され、多重化部１０３に供給されてエンハンスメントレイヤ画像符号化ストリームと多重化された後、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Ｓ１３７においてレート制御部１２７は、ステップＳ１３６の処理により蓄積バッファ１１７に蓄積された符号化データの符号量（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、量子化部１１５の量子化動作のレートを制御する。また、レート制御部１２７は、量子化パラメータに関する情報を、量子化部１１５に供給する。
ステップＳ１３７の処理が終了すると、ベースレイヤ符号化処理が終了し、処理は図３１に戻る。
＜エンハンスメントレイヤ符号化処理の流れ＞
次に、図３１のステップＳ１０５において、エンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２により実行されるエンハンスメントレイヤ符号化処理の流れの例を、図３３のフローチャートを参照して説明する。
このエンハンスメントレイヤ符号化処理の各処理（ステップＳ１４１乃至ステップＳ１５７）は、ベースレイヤ符号化処理の各処理（ステップＳ１２１乃至ステップＳ１３７）に対応し、それらの処理と基本的に同様に実行される。ただし、ベースレイヤ符号化処理の各処理がベースレイヤに対して行われたのに対し、このエンハンスメントレイヤ符号化処理の各処理（ステップＳ１４１乃至ステップＳ１５７）は、エンハンスメントレイヤに対して行われる。
また、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報の設定を、ベースレイヤのみで行う場合、ステップＳ１５５において、復号負荷定義情報の設定は省略することができる。
ステップＳ１５７の処理が終了すると、エンハンスメントレイヤ符号化処理が終了し、処理は、図３１に戻る。
＜ヘッダ生成処理の流れ＞
次に、図３４のフローチャートを参照して、図３２のステップＳ１３５において実行されるヘッダ生成処理の流れの例を説明する。
ヘッダ生成処理が開始されると、ヘッダ情報生成部１２８は、ステップＳ１６１において、例えばシーケンスパラメータセット（SPS）、SEI、ピクチャパラメータセット（PPS（Picture Parameter Set））、スライスヘッダ（SliceHeader）等の各種ヘッダ情報を生成する。
ステップＳ１６２において、復号負荷関連情報取得部１５１は、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報の生成に必要な、その部分領域の復号処理の負荷に関する情報である復号負荷関連情報を取得する。なお、エンハンスメントレイヤの復号負荷定義情報も設定する場合、エンハンスメントレイヤからも復号負荷関連情報を取得する。この復号負荷関連情報の内容は、復号負荷定義情報を生成するのに用いられるものであれば、どのようなものであってもよい。
ステップＳ１６３において、MCTS SEI生成部１５２は、ステップＳ１６１において生成した独立に復号することができる部分領域のMCTS SEIに、その部分領域の復号負荷定義情報を設定する。例えば、MCTS SEI生成部１５２は、第１の実施の形態において図９乃至図２６のシンタクス等を参照して説明したように、復号負荷定義情報を設定する。
例えば図１０のように、独立に復号することができる部分領域が複数のセット（複数のタイル（Tile））からなる場合、MCTS SEI生成部１５２は、各タイルの復号負荷関連情報を用いて、復号負荷関連情報をセット毎に設定する。また、MCTS SEI生成部１５２が、各タイルの復号負荷関連情報を用いて、その部分領域全体の復号負荷定義情報を設定するようにしてもよい。
なお、独立に復号することができる部分領域が複数存在する場合、MCTS SEI生成部１５２は、各部分領域について復号負荷定義情報をそれぞれ設定するようにしてもよい。この復号負荷定義情報の内容は任意である。例えば、第１の実施の形態において、図９乃至図２６を参照して説明した各種情報のいずれか１つ以上がこの復号負荷定義情報に含まれるようにしてもよい。
ステップＳ１６４において、SPS設定部１５３は、ステップＳ１６１において生成したシーケンスパラメータセット（SPS）に、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報、若しくは、MCTS SEIにその部分領域の復号負荷定義情報が設定されているかを示す情報（復号負荷の定義に関する情報とも称する）を設定する。この復号負荷の定義に関する情報の内容は任意である。例えば、第１の実施の形態において、図９乃至図２６を参照して説明した各種情報のいずれか１つ以上がこの復号負荷定義情報に含まれるようにしてもよい。
ステップＳ１６４の処理が終了すると、ヘッダ情報生成処理が終了し、処理は図３２に戻る。
なお、第１の実施の形態において説明したように、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報をMCTS SEIにのみ設定し、シーケンスパラメータセット（SPS）において、これらの情報を設定しないようにすることもできる。その場合、ステップＳ１６４の処理は、省略することもできる。
また、ステップＳ１６３において、MCTS SEI生成部１５２が、部分領域単位でレベルを定義するにあたって、第１の実施の形態において説明したように、その部分領域用のレベルについてのパラメータの規定も行い、その規定を全体画像（ピクチャ）単位のレベルでの規定に割り当てる（パラメータのマッピングを行う）ようにしてもよい。
以上のように設定されたヘッダ情報は、可逆符号化部１１６に供給され、符号化データに含められる。
以上のように各処理を実行することにより、画像符号化装置１００は、復号に必要な性能をより正確に把握できるようにすることができる。
なお、エンハンスメントレイヤにおいて独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報を設定する場合、ヘッダ情報生成部１４８は、図３４のフローチャートを参照して説明したように実行すればよい。逆に、復号負荷定義情報を設定しない場合は、図３４のステップＳ１６１の処理だけ実行するようにすればよい。
＜３．第３の実施の形態＞
＜画像復号装置＞
次に、以上のように符号化された符号化データの復号について説明する。図３５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１００に対応する画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。図３５に示される画像復号装置２００は、画像符号化装置１００が生成した符号化データを、その符号化方法に対応する復号方法で復号する（すなわち、階層符号化された符号化データを階層復号する）。図３５に示されるように、画像復号装置２００は、逆多重化部２０１、ベースレイヤ画像復号部２０２、エンハンスメントレイヤ画像復号部２０３、および制御部２０４を有する。
逆多重化部２０１は、符号化側から伝送された、ベースレイヤ画像符号化ストリームとエンハンスメント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受け取り、それを逆多重化し、ベースレイヤ画像符号化ストリームと、エンハンスメントレイヤ画像符号化ストリームとを抽出する。ベースレイヤ画像復号部２０２は、逆多重化部２０１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。エンハンスメントレイヤ画像復号部２０３は、逆多重化部２０１により抽出されたエンハンスメントレイヤ画像符号化ストリームを復号し、エンハンスメントレイヤ画像を得る。
制御部２０４は、逆多重化部２０１から供給されたビデオパラメータセット（VPS）を解析し、その情報に基づいてベースレイヤ画像復号部２０２およびエンハンスメントレイヤ画像復号部２０３を制御する（各レイヤの符号化を制御する）。
また、制御部２０４は、ベースレイヤ画像復号部２０２およびエンハンスメントレイヤ画像復号部２０３からヘッダ情報の復号負荷定義情報の解析結果を取得し、その解析結果に応じて、画像復号装置２００の各処理部の動作を制御する。
＜ベースレイヤ画像復号部＞
図３６は、図３５のベースレイヤ画像復号部２０２の主な構成例を示すブロック図である。図３６に示されるようにベースレイヤ画像復号部２０２は、蓄積バッファ２１１、可逆復号部２１２、逆量子化部２１３、逆直交変換部２１４、演算部２１５、ループフィルタ２１６、画面並べ替えバッファ２１７、およびD/A変換部２１８を有する。また、ベースレイヤ画像復号部２０２は、フレームメモリ２１９、選択部２２０、イントラ予測部２２１、インター予測部２２２、および予測画像選択部２２３を有する。
蓄積バッファ２１１は、伝送されてきた符号化データ（逆多重化部２０１から供給されるベースレイヤ画像符号化ストリーム）を受け取る受け取り部でもある。蓄積バッファ２１１は、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２１２に供給する。この符号化データには、予測モード情報などの復号に必要な情報が付加されている。
可逆復号部２１２は、蓄積バッファ２１１より供給された、可逆符号化部１１６により符号化された情報を、その符号化方式に対応する復号方式で復号する。可逆復号部２１２は、復号して得られた差分画像の量子化された係数データを、逆量子化部２１３に供給する。
また、可逆復号部２１２は、最適な予測モードに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２２１およびインター予測部２２２の内、選択されたと判定したモードの方に供給する。つまり、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（イントラ予測モード情報）がイントラ予測部２２１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（インター予測モード情報）がインター予測部２２２に供給される。
さらに、可逆復号部２１２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、符号化データから抽出し、逆量子化部２１３に供給する。
逆量子化部２１３は、可逆復号部２１２により復号されて得られた量子化された係数データを、量子化部１１５の量子化方式に対応する方式で逆量子化する。なお、この逆量子化部２１３は、逆量子化部１１８と同様の処理部である。逆量子化部２１３は、得られた係数データ（直交変換係数）を逆直交変換部２１４に供給する。
逆直交変換部２１４は、逆量子化部２１３から供給される直交変換係数を、必要に応じて、直交変換部１１４の直交変換方式に対応する方式で逆直交変換する。なお、この逆直交変換部２１４は、逆直交変換部１１９と同様の処理部である。
この逆直交変換処理により差分画像の画像データが復元される。この復元された差分画像の画像データは、符号化側において直交変換される前の差分画像の画像データに対応する。以下においては、この、逆直交変換部２１４の逆直交変換処理により得られた、復元された差分画像の画像データを、復号残差データとも称する。逆直交変換部２１４は、この復号残差データを、演算部２１５に供給する。また、演算部２１５には、予測画像選択部２２３を介して、イントラ予測部２２１若しくはインター予測部２２２から予測画像の画像データが供給される。
演算部２１５は、この復号残差データと予測画像の画像データとを用いて、差分画像と予測画像とを加算した再構成画像の画像データを得る。この再構成画像は、演算部１１３により予測画像が減算される前の入力画像に対応する。演算部２１５は、その再構成画像をループフィルタ２１６に供給する。
ループフィルタ２１６は、供給された再構成画像に対して、デブロックフィルタ処理や適応ループフィルタ処理等を含むループフィルタ処理を適宜施して復号画像を生成する。例えば、ループフィルタ２１６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、ブロック歪を除去する。また、例えば、ループフィルタ２１６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２１６が行うフィルタ処理の種類は任意であり、上述した以外のフィルタ処理を行ってもよい。また、ループフィルタ２１６が、画像符号化装置から供給されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うようにしてもよい。さらに、ループフィルタ２１６が、このようなフィルタ処理を省略し、入力されたデータをフィルタ処理せずに出力することもできる。
ループフィルタ２１６は、フィルタ処理結果である復号画像（若しくは再構成画像）を画面並べ替えバッファ２１７およびフレームメモリ２１９に供給する。
画面並べ替えバッファ２１７は、復号画像についてフレームの順番の並べ替えを行う。すなわち、画面並べ替えバッファ２１７は、画面並べ替えバッファ１１２により符号化順に並べ替えられた各フレームの画像を、元の表示順に並べ替える。つまり、画面並べ替えバッファ２１７は、符号化順に供給される各フレームの復号画像の画像データを、その順に記憶し、符号化順に記憶した各フレームの復号画像の画像データを、表示順に読み出してD/A変換部２１８に供給する。D/A変換部２１８は、画面並べ替えバッファ２１７から供給された各フレームの復号画像（デジタルデータ）をD/A変換し、アナログデータとして、図示せぬディスプレイに出力し、表示させる。
フレームメモリ２１９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、イントラ予測部２２１やインター予測部２２２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、選択部２２０を介してイントラ予測部２２１やインター予測部２２２に供給する。
イントラ予測部２２１には、イントラ予測モード情報等が可逆復号部２１２から適宜供給される。イントラ予測部２２１は、イントラ予測部１２４において用いられたイントラ予測モード（最適イントラ予測モード）でイントラ予測を行い、予測画像を生成する。その際、イントラ予測部２２１は、選択部２２０を介してフレームメモリ２１９から供給される再構成画像の画像データを用いてイントラ予測を行う。すなわち、イントラ予測部２２１は、この再構成画像を参照画像（周辺画素）として利用する。イントラ予測部２２１は、生成した予測画像を予測画像選択部２２３に供給する。
インター予測部２２２には、最適予測モード情報や動き情報等が可逆復号部２１２から適宜供給される。インター予測部２２２は、可逆復号部２１２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（最適インター予測モード）で、フレームメモリ２１９から取得した復号画像（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。
予測画像選択部２２３は、イントラ予測部２２１から供給される予測画像またはインター予測部２２２から供給される予測画像を、演算部２１５に供給する。そして、演算部２１５においては、その予測画像と逆直交変換部２１４からの復号残差データ（差分画像情報）とが加算されて再構成画像が得られる。
また、フレームメモリ２１９は、記憶しているベースレイヤ復号画像を、エンハンスメントレイヤ画像復号部２０３に供給する。
ベースレイヤ画像復号部２０２は、さらにヘッダ情報解析部２２４を有する。ヘッダ情報解析部２２４は、可逆復号部２１２により符号化ストリームから抽出されたヘッダ情報を取得し、それを解析する。例えば、ヘッダ情報解析部２２４は、ヘッダ情報に含まれる復号負荷定義情報を解析する。ヘッダ情報解析部２２４は、その解析結果を示す情報を、制御部２０４に供給する。
＜エンハンスメントレイヤ画像復号部＞
図３７は、図３５のエンハンスメントレイヤ画像復号部２０３の主な構成例を示すブロック図である。図３７に示されるように、エンハンスメントレイヤ画像復号部２０３は、図３６のベースレイヤ画像復号部２０２と基本的に同様の構成を有する。
つまり、エンハンスメントレイヤ画像復号部２０３は、図３７に示されるように、蓄積バッファ２３１、可逆復号部２３２、逆量子化部２３３、逆直交変換部２３４、演算部２３５、ループフィルタ２３６、画面並べ替えバッファ２３７、およびD/A変換部２３８を有する。また、エンハンスメントレイヤ画像復号部２０３は、フレームメモリ２３９、選択部２４０、イントラ予測部２４１、インター予測部２４２、および予測画像選択部２４３を有する。
これらの蓄積バッファ２３１乃至予測画像選択部２４３は、図３６の蓄積バッファ２１１乃至予測画像選択部２２３に対応し、それぞれ、対応する処理部と同様の処理を行う。ただし、エンハンスメントレイヤ画像復号部２０３の各部は、ベースレイヤではなく、エンハンスメントレイヤ画像情報の符号化についての処理を行う。したがって、蓄積バッファ２３１乃至予測画像選択部２４３の処理の説明として、上述した図３６の蓄積バッファ２１１乃至予測画像選択部２２３についての説明を適用することができるが、その場合、処理するデータは、ベースレイヤのデータではなく、エンハンスメントレイヤのデータであるものとする必要がある。また、データの入力元や出力先の処理部は、適宜、エンハンスメントレイヤ画像復号部２０３の、対応する処理部に置き換えて読む必要がある。
なお、フレームメモリ２３９は、ベースレイヤ画像復号部２０２から供給されるベースレイヤ復号画像を取得し、例えばロングターム参照フレーム等として記憶する。このベースレイヤ復号画像は、イントラ予測部２４１やインター予測部２４２による予測処理において、例えばレイヤ間予測の参照画像として利用される。
エンハンスメントレイヤ画像復号部２０３は、さらに、ヘッダ情報解析部２４４を有する。
可逆復号部２３２は、エンハンスメントレイヤ画像符号化ストリームから例えばシーケンスパラメータセット（SPS）やMCTS SEI等のヘッダ情報を取得する。このヘッダ情報には、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報が含まれている可能性がある。可逆復号部２３２は、そのヘッダ情報をヘッダ情報解析部２４４に供給する。
ヘッダ情報解析部２４４は、供給されたヘッダ情報に含まれる、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報を解析し、その解析結果を制御部２０４に供給する。
なお、復号負荷定義情報がベースレイヤにおいてのみ設定される場合、エンハンスメントレイヤのヘッダ情報解析部２４４は、省略するようにしてもよい。
＜ヘッダ情報解析部＞
図３８は、図３６のヘッダ情報解析部２２４が有する機能ブロックの構成例を示す図である。ヘッダ情報解析部２２４において、例えば、CPUがROM等から読み出したプログラムをRAMを用いて実行する等して、上述した処理が実行されることにより、図３８に示される各種の機能ブロックが実現される。
図３８に示されるように、ヘッダ情報解析部２２４は、ヘッダ情報取得部２５１、SPS解析部２５２、MCTS SEI解析部２５３、レベル特定部２５４、および提供部２５５を有する。
ヘッダ情報取得部２５１は、可逆復号部２１２から供給される各種ヘッダ情報を取得する。SPS解析部２５２は、ヘッダ情報取得部２５１によりヘッダ情報として取得されたシーケンスパラメータセット（SPS）を解析する。このシーケンスパラメータセット（SPS）には、第１の実施の形態において説明したように、独立に復号することができる部分領域の復号負荷の定義に関する情報が含まれる。この復号負荷の定義に関する情報の内容は任意である。例えば、第１の実施の形態において、図９乃至図２６を参照して説明した各種情報のいずれか１つ以上がこの復号負荷定義情報に含まれるようにしてもよい。
MCTS SEI解析部２５３は、ヘッダ情報取得部２５１によりヘッダ情報として取得されたMCTS SEIを解析する。このMCTS SEIは、第１の実施の形態において説明したように、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報を含む。この復号負荷定義情報の内容は任意である。例えば、第１の実施の形態において、図９乃至図２６を参照して説明した各種情報のいずれか１つ以上がこの復号負荷定義情報に含まれるようにしてもよい。
レベル特定部２５４は、SPS解析部２５２およびMCTS SEIの解析結果に基づいて、独立に復号することができる部分領域の復号に必要なレベルを特定する。提供部２５５は、レベル特定部２５４により特定されたレベル、若しくは、そのレベルに対応する復号処理の負荷に関する情報を制御部１０４に提供する。
なお、全体画像（ピクチャ）単位のレベルでの規定に対して、第１の実施の形態において説明したように部分領域用を含む所定の領域で規定されたパラメータがマッピングされている場合、レベル特定部２５４若しくは提供部２５５は、レベルの特定若しくはレベルの解釈の際に、そのマッピングされたパラメータを採用することができる。
また、第１の実施の形態において説明したように、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報をMCTS SEIにのみ設定し、シーケンスパラメータセット（SPS）において、これらの情報を設定しないようにすることもできる。その場合、SPS解析部２５２は、省略することもできる。
＜画像復号処理の流れ＞
次に、以上のような画像復号装置２００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図３９のフローチャートを参照して、画像復号処理の流れの例を説明する。
画像復号処理が開始されると、ステップＳ２０１において、画像復号装置２００の逆多重化部２０１は、符号化側から伝送される階層画像符号化ストリームをレイヤ毎に逆多重化する。
ステップＳ２０２において、可逆復号部２１２は、ステップＳ２０１の処理により抽出されたベースレイヤ画像符号化ストリームから復号負荷定義情報を含むヘッダ情報を抽出する。
なお、例えば、復号負荷定義情報がエンハンスメントレイヤにも存在する場合、可逆復号部２３２も同様にこの処理を行い、エンハンスメントレイヤのヘッダ情報を抽出する。
ステップＳ２０３において、ヘッダ情報解析部２２４は、ステップＳ２０２において抽出されたヘッダ情報を解析し、復号負荷定義情報から復号に必要なレベルを特定する。
ステップＳ２０４において、制御部２０４は、ステップＳ２０３の解析結果に基づいて、符号化ストリームを復号可能か否かを判定する。復号可能と判定された場合、処理はステップＳ２０５に進む。
ステップＳ２０５において、ベースレイヤ画像復号部２０２は、ベースレイヤ画像符号化ストリームを復号する。ステップＳ２０６において、エンハンスメントレイヤ画像復号部２０３は、エンハンスメントレイヤ画像符号化ストリームを復号する。
ステップＳ２０６の処理が終了すると、画像復号処理が終了する。
また、ステップＳ２０４において、復号不可能と判定された場合、処理はステップＳ２０７に進む。この場合、ステップＳ２０７において、制御部２０４は、復号を正常に出来ない場合の所定の処理であるエラー処理を行う。
このエラー処理はどのような処理であっても良い。例えば、復号を強制終了（中断、一時停止等を含む）してもよいし、画像や音声などでユーザに対して警告するようにしてもよい。また、例えばレベルがより低い他の符号化ストリームを取得して復号をやり直すようにしてもよい。さらに、例えば、復号画像に乱れが生じることを許容し、その符号化ストリームを強制的に復号するようにしてもよい。
ステップＳ２０７の処理が終了すると、画像復号処理が終了する。
＜ヘッダ情報解析処理の流れ＞
次に、図４０のフローチャートを参照して、図３９のステップＳ２０３において実行されるヘッダ情報解析処理の流れの例を説明する。
ヘッダ情報解析処理が開始されると、SPS解析部２５２は、ステップＳ２１１において、シーケンスパラメータセット（SPS）を参照するか否かを判定する。ヘッダ情報として取得されたシーケンスパラメータセット（SPS）に、独立に復号することができる部分領域の復号負荷の定義に関する情報が含まれており、シーケンスパラメータセット（SPS）を参照すると判定された場合、処理はステップＳ２１２に進む。
ステップＳ２１２において、SPS解析部２５２は、シーケンスパラメータセット（SPS）に含まれる、独立に復号することができる部分領域の復号負荷の定義に関する情報を解析する。この復号負荷の定義に関する情報の内容は任意である。例えば、第１の実施の形態において、図９乃至図２６を参照して説明した各種情報のいずれか１つ以上がこの復号負荷定義情報に含まれるようにしてもよい。解析が終了すると、処理はステップＳ２１３に進む。また、ステップＳ２１１において、シーケンスパラメータセット（SPS）に、独立に復号することができる部分領域の復号負荷の定義に関する情報が含まれておらず、シーケンスパラメータセット（SPS）を参照しないと判定された場合、処理はステップＳ２１３に進む。
ステップＳ２１３において、MCTS SEI解析部２５３は、MCTS SEIを参照するか否かを判定する。ヘッダ情報として取得されたMCTS SEIに、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報が設定されており、MCTS SEIを参照すると判定された場合、処理はステップＳ２１４に進む。
ステップＳ２１４において、MCTS SEI解析部２５３は、MCTS SEIに含まれる、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報を解析する。この復号負荷定義情報の内容は任意である。例えば、第１の実施の形態において、図９乃至図２６を参照して説明した各種情報のいずれか１つ以上がこの復号負荷定義情報に含まれるようにしてもよい。解析が終了すると、処理はステップＳ２１５に進む。また、ステップＳ２１３において、MCTS SEIに、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報が設定されておらず、MCTS SEIを参照しないと判定された場合、処理はステップＳ２１５に進む。
ステップＳ２１５において、レベル特定部２５４は、ステップＳ２１２およびステップＳ２１４の解析結果に基づいて、復号に必要なレベルを特定する。
ステップＳ２１６において、提供部２５５は、ステップＳ２１５において特定された復号に必要なレベルを示す情報を制御部１０４に提供する。
ステップＳ２１６の処理が終了すると、ヘッダ情報解析処理が終了し、処理は図３９に戻る。
なお、全体画像（ピクチャ）単位のレベルでの規定に対して、第１の実施の形態において説明したように部分領域用を含む所定の領域で規定されたパラメータがマッピングされている場合、レベル特定部２５４若しくは提供部２５５は、ステップＳ２１５若しくはステップＳ２１６の処理において、そのマッピングされたパラメータを採用することができる。
また、第１の実施の形態において説明したように、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報をMCTS SEIにのみ設定し、シーケンスパラメータセット（SPS）において、これらの情報を設定しないようにすることもできる。その場合、ステップＳ２１１およびステップＳ２１２の処理は、省略することもできる。
＜ベースレイヤ復号処理の流れ＞
以上のような復号負荷定義情報に基づく復号可否判定の結果、復号可能とされた場合、図３９のステップＳ２０５においてベースレイヤ復号処理が実行される。そのベースレイヤ復号処理の流れの例を、図４１のフローチャートを参照して説明する。
ベースレイヤ復号処理が開始されると、ステップＳ２２１において、ベースレイヤ画像復号部２０２の蓄積バッファ２１１は、伝送されてきたベースレイヤ符号化ストリームを蓄積する。ステップＳ２２２において、可逆復号部２１２は、蓄積バッファ２１１から供給されるベースレイヤ符号化ストリームを復号する。すなわち、可逆符号化部１１６により符号化されたＩスライス、Ｐスライス、並びにＢスライス等の画像データが復号される。このとき、ヘッダ情報などのビットストリームに含められた画像データ以外の各種情報も復号される。
ステップＳ２２３において、逆量子化部２１３は、ステップＳ２２２の処理により得られた、量子化された係数を逆量子化する。
ステップＳ２２４において、逆直交変換部２１４は、ステップＳ２２３において逆量子化された係数を逆直交変換する。
ステップＳ２２５において、イントラ予測部２２１およびインター予測部２２２は、予測処理を行い、予測画像を生成する。つまり、可逆復号部２１２において判定された、符号化の際に適用された予測モードで予測処理が行われる。より具体的には、例えば、符号化の際にイントラ予測が適用された場合、イントラ予測部２２１が、符号化の際に最適とされたイントラ予測モードで予測画像を生成する。また、例えば、符号化の際にインター予測が適用された場合、インター予測部２２２が、符号化の際に最適とされたインター予測モードで予測画像を生成する。
ステップＳ２２６において、演算部２１５は、ステップＳ２２５において逆直交変換されて得られた差分画像に、ステップＳ２２６において生成された予測画像を加算する。これにより再構成画像の画像データが得られる。
ステップＳ２２７において、ループフィルタ２１６は、ステップＳ２２７の処理により得られた再構成画像の画像データに対して、デブロックフィルタ処理や適応ループフィルタ処理等を含むループフィルタ処理を適宜行う。
ステップＳ２２８において、画面並べ替えバッファ２１７は、ステップＳ２２７においてフィルタ処理された再構成画像の各フレームの並べ替えを行う。すなわち、符号化の際に並べ替えられたフレームの順序が、元の表示の順序に並べ替えられる。
ステップＳ２２９において、D/A変換部２１８は、ステップＳ２２８においてフレームの順序が並べ替えられた画像をD/A変換する。この画像が図示せぬディスプレイに出力され、画像が表示される。
ステップＳ２３０において、フレームメモリ２１９は、ステップＳ２２７の処理により得られた復号画像やステップＳ２２６の処理により得られた再構成画像等のデータを記憶する。
ステップＳ２３０の処理が終了すると、ベースレイヤ復号処理が終了し、処理は図３９に戻る。
＜エンハンスメントレイヤ復号処理の流れ＞
ベースレイヤ復号処理と同様に、以上のような復号負荷定義情報に基づく復号可否判定の結果、復号可能とされた場合、図３９のステップＳ２０６においてエンハンスメントレイヤ復号処理が実行される。そのエンハンスメントレイヤ復号処理の流れの例を、図４２のフローチャートを参照して説明する。
エンハンスメントレイヤ復号処理の各処理（ステップＳ２４１乃至ステップＳ２５０）は、図４１のベースレイヤ復号処理の各処理（ステップＳ２２１乃至ステップＳ２３０）に対応し、それらの処理と基本的に同様に実行される。ただし、ベースレイヤ復号処理の各処理（ステップＳ２２１乃至ステップＳ２３０）がベースレイヤに対して行われたのに対し、エンハンスメントレイヤ復号処理の各処理（ステップＳ２４１乃至ステップＳ２５０）は、エンハンスメントレイヤに対して行われる。
ステップＳ２５０の処理が終了すると、エンハンスメントレイヤ復号処理が終了し、処理は、図３９に戻る。
以上のように各処理を実行することにより、画像復号装置２００は、独立に復号することができる部分領域の復号負荷定義情報を用いることにより、復号に必要な性能をより正確に把握することができる。
本技術の適用範囲は、部分画像を符号化・復号可能なあらゆる画像符号化装置及び画像復号装置に適用することができる。
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。
＜４．第４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４３は、多視点画像符号化方式の一例を示す。
図４３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。
つまり、多視点画像符号化・復号におけるビュー間の参照関係は、階層画像符号化・復号におけるレイヤ間の参照関係と同様である。したがって、図４３のような多視点画像の符号化・復号において、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、多視点画像の場合も同様に、復号に必要な性能をより正確に把握することができる。
＜多視点画像符号化装置＞
図４４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を示す図である。図４４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。
この多視点画像符号化装置６００の符号化部６０１としてベースレイヤ画像符号化部１０１を適用し、符号化部６０２としてエンハンスメントレイヤ画像符号化部１０２を適用してもよい。このようにすることにより、復号に必要な性能をより正確に把握することができる。
＜多視点画像復号装置＞
図４５は、上述した多視点画像復号を行う多視点画像復号装置を示す図である。図４５に示されるように、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。
この多視点画像復号装置６１０の復号部６１２としてベースレイヤ画像復号部２０２を適用し、復号部６１３としてエンハンスメントレイヤ画像復号部２０３を適用してもよい。このようにすることにより、復号に必要な性能をより正確に把握することができる。
＜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４６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４６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４７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、デコーダ９０４は、上述した実施形態に係る画像復号装置２００の機能を有する。それにより、テレビジョン装置９００での画像の復号に必要な性能をより正確に把握することができる。
＜第２の応用例：携帯電話機＞
図４８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、画像処理部９２７は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１００や画像復号装置２００の機能を有する。それにより、携帯電話機９２０での復号に必要な性能をより正確に把握することができる。
＜第３の応用例：記録再生装置＞
図４９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は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１００の機能を有する。また、デコーダ９４７は、上述した実施形態に係る画像復号装置２００の機能を有する。それにより、記録再生装置９４０での画像の復号に必要な性能をより正確に把握することができる。
＜第４の応用例：撮像装置＞
図５０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は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１００や画像復号装置２００の機能を有する。それにより、撮像装置９６０での復号に必要な性能をより正確に把握することができる。
＜７．第７の実施の形態＞
＜スケーラブル符号化の応用例：第１のシステム＞
次に、スケーラブル符号化（階層（画像）符号化）されたスケーラブル符号化データの具体的な利用例について説明する。スケーラブル符号化は、例えば、図５１に示される例のように、伝送するデータの選択のために利用される。
図５１に示されるデータ伝送システム１０００において、配信サーバ１００２は、スケーラブル符号化データ記憶部１００１に記憶されているスケーラブル符号化データを読み出し、ネットワーク１００３を介して、パーソナルコンピュータ１００４、AV機器１００５、タブレットデバイス１００６、および携帯電話機１００７等の端末装置に配信する。
その際、配信サーバ１００２は、端末装置の能力や通信環境等に応じて、適切な品質の符号化データを選択して伝送する。配信サーバ１００２が不要に高品質なデータを伝送しても、端末装置において高画質な画像を得られるとは限らず、遅延やオーバフローの発生要因となる恐れがある。また、不要に通信帯域を占有したり、端末装置の負荷を不要に増大させたりしてしまう恐れもある。逆に、配信サーバ１００２が不要に低品質なデータを伝送しても、端末装置において十分な画質の画像を得ることができない恐れがある。そのため、配信サーバ１００２は、スケーラブル符号化データ記憶部１００１に記憶されているスケーラブル符号化データを、適宜、端末装置の能力や通信環境等に対して適切な品質の符号化データとして読み出し、伝送する。
例えば、スケーラブル符号化データ記憶部１００１は、スケーラブルに符号化されたスケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１を記憶するとする。このスケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１は、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤの両方を含む符号化データであり、復号することにより、ベースレイヤの画像およびエンハンスメントレイヤの画像の両方を得ることができるデータである。
配信サーバ１００２は、データを伝送する端末装置の能力や通信環境等に応じて、適切なレイヤを選択し、そのレイヤのデータを読み出す。例えば、配信サーバ１００２は、処理能力の高いパーソナルコンピュータ１００４やタブレットデバイス１００６に対しては、高品質なスケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１をスケーラブル符号化データ記憶部１００１から読み出し、そのまま伝送する。これに対して、例えば、配信サーバ１００２は、処理能力の低いAV機器１００５や携帯電話機１００７に対しては、スケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１からベースレイヤのデータを抽出し、スケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１と同じコンテンツのデータであるが、スケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１よりも低品質なスケーラブル符号化データ（BL）１０１２として伝送する。
このようにスケーラブル符号化データを用いることにより、データ量を容易に調整することができるので、遅延やオーバフローの発生を抑制したり、端末装置や通信媒体の負荷の不要な増大を抑制したりすることができる。また、スケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１は、レイヤ間の冗長性が低減されているので、各レイヤの符号化データを個別のデータとする場合よりもそのデータ量を低減させることができる。したがって、スケーラブル符号化データ記憶部１００１の記憶領域をより効率よく使用することができる。
なお、パーソナルコンピュータ１００４乃至携帯電話機１００７のように、端末装置には様々な装置を適用することができるので、端末装置のハードウエアの性能は、装置によって異なる。また、端末装置が実行するアプリケーションも様々であるので、そのソフトウエアの能力も様々である。さらに、通信媒体となるネットワーク１００３も、例えばインターネットやLAN（Local Area Network）等、有線若しくは無線、またはその両方を含むあらゆる通信回線網を適用することができ、そのデータ伝送能力は様々である。さらに、他の通信等によっても変化する恐れがある。
そこで、配信サーバ１００２は、データ伝送を開始する前に、データの伝送先となる端末装置と通信を行い、端末装置のハードウエア性能や、端末装置が実行するアプリケーション（ソフトウエア）の性能等といった端末装置の能力に関する情報、並びに、ネットワーク１００３の利用可能帯域幅等の通信環境に関する情報を得るようにしてもよい。そして、配信サーバ１００２が、ここで得た情報を基に、適切なレイヤを選択するようにしてもよい。
なお、レイヤの抽出は、端末装置において行うようにしてもよい。例えば、パーソナルコンピュータ１００４が、伝送されたスケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１を復号し、ベースレイヤの画像を表示しても良いし、エンハンスメントレイヤの画像を表示しても良い。また、例えば、パーソナルコンピュータ１００４が、伝送されたスケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１から、ベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１０１２を抽出し、記憶したり、他の装置に転送したり、復号してベースレイヤの画像を表示したりするようにしてもよい。
もちろん、スケーラブル符号化データ記憶部１００１、配信サーバ１００２、ネットワーク１００３、および端末装置の数はいずれも任意である。また、以上においては、配信サーバ１００２がデータを端末装置に伝送する例について説明したが、利用例はこれに限定されない。データ伝送システム１０００は、スケーラブル符号化された符号化データを端末装置に伝送する際、端末装置の能力や通信環境等に応じて、適切なレイヤを選択して伝送するシステムであれば、任意のシステムに適用することができる。
そして、図５１のようなデータ伝送システム１０００においても、図１乃至図４２を参照して上述した階層符号化・階層復号への適用と同様に本技術を適用することにより、図１乃至図４２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。
＜スケーラブル符号化の応用例：第２のシステム＞
また、スケーラブル符号化は、例えば、図５２に示される例のように、複数の通信媒体を介する伝送のために利用される。
図５２に示されるデータ伝送システム１１００において、放送局１１０１は、地上波放送１１１１により、ベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１１２１を伝送する。また、放送局１１０１は、有線若しくは無線またはその両方の通信網よりなる任意のネットワーク１１１２を介して、エンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ（EL）１１２２を伝送する（例えばパケット化して伝送する）。
端末装置１１０２は、放送局１１０１が放送する地上波放送１１１１の受信機能を有し、この地上波放送１１１１を介して伝送されるベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１１２１を受け取る。また、端末装置１１０２は、ネットワーク１１１２を介した通信を行う通信機能をさらに有し、このネットワーク１１１２を介して伝送されるエンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ（EL）１１２２を受け取る。
端末装置１１０２は、例えばユーザ指示等に応じて、地上波放送１１１１を介して取得したベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１１２１を、復号してベースレイヤの画像を得たり、記憶したり、他の装置に伝送したりする。
また、端末装置１１０２は、例えばユーザ指示等に応じて、地上波放送１１１１を介して取得したベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１１２１と、ネットワーク１１１２を介して取得したエンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ（EL）１１２２とを合成して、スケーラブル符号化データ（BL+EL）を得たり、それを復号してエンハンスメントレイヤの画像を得たり、記憶したり、他の装置に伝送したりする。
以上のように、スケーラブル符号化データは、例えばレイヤ毎に異なる通信媒体を介して伝送させることができる。したがって、負荷を分散させることができ、遅延やオーバフローの発生を抑制することができる。
また、状況に応じて、伝送に使用する通信媒体を、レイヤ毎に選択することができるようにしてもよい。例えば、データ量が比較的多いベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１１２１を帯域幅の広い通信媒体を介して伝送させ、データ量が比較的少ないエンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ（EL）１１２２を帯域幅の狭い通信媒体を介して伝送させるようにしてもよい。また、例えば、エンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ（EL）１１２２を伝送する通信媒体を、ネットワーク１１１２とするか、地上波放送１１１１とするかを、ネットワーク１１１２の利用可能帯域幅に応じて切り替えるようにしてもよい。もちろん、任意のレイヤのデータについて同様である。
このように制御することにより、データ伝送における負荷の増大を、より抑制することができる。
もちろん、レイヤ数は任意であり、伝送に利用する通信媒体の数も任意である。また、データ配信先となる端末装置１１０２の数も任意である。さらに、以上においては、放送局１１０１からの放送を例に説明したが、利用例はこれに限定されない。データ伝送システム１１００は、スケーラブル符号化された符号化データを、レイヤを単位として複数に分割し、複数の回線を介して伝送するシステムであれば、任意のシステムに適用することができる。
そして、以上のような４３のようなデータ伝送システム１１００においても、図１乃至図４２を参照して上述した階層符号化・階層復号への適用と同様に本技術を適用することにより、図１乃至図４２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。
＜スケーラブル符号化の応用例：第３のシステム＞
また、スケーラブル符号化は、例えば、図５３に示される例のように、符号化データの記憶に利用される。
図５３に示される撮像システム１２００において、撮像装置１２０１は、被写体１２１１を撮像して得られた画像データをスケーラブル符号化し、スケーラブル符号化データ（BL+EL）１２２１として、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２に供給する。
スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２は、撮像装置１２０１から供給されるスケーラブル符号化データ（BL+EL）１２２１を、状況に応じた品質で記憶する。例えば、通常時の場合、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２は、スケーラブル符号化データ（BL+EL）１２２１からベースレイヤのデータを抽出し、低品質でデータ量の少ないベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１２２２として記憶する。これに対して、例えば、注目時の場合、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２は、高品質でデータ量の多いスケーラブル符号化データ（BL+EL）１２２１のまま記憶する。
このようにすることにより、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２は、必要な場合のみ、画像を高画質に保存することができるので、画質劣化による画像の価値の低減を抑制しながら、データ量の増大を抑制することができ、記憶領域の利用効率を向上させることができる。
例えば、撮像装置１２０１が監視カメラであるとする。撮像画像に監視対象（例えば侵入者）が写っていない場合（通常時の場合）、撮像画像の内容は重要でない可能性が高いので、データ量の低減が優先され、その画像データ（スケーラブル符号化データ）は、低品質に記憶される。これに対して、撮像画像に監視対象が被写体１２１１として写っている場合（注目時の場合）、その撮像画像の内容は重要である可能性が高いので、画質が優先され、その画像データ（スケーラブル符号化データ）は、高品質に記憶される。
なお、通常時であるか注目時であるかは、例えば、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２が、画像を解析することにより判定しても良い。また、撮像装置１２０１が判定し、その判定結果をスケーラブル符号化データ記憶装置１２０２に伝送するようにしてもよい。
なお、通常時であるか注目時であるかの判定基準は任意であり、判定基準とする画像の内容は任意である。もちろん、画像の内容以外の条件を判定基準とすることもできる。例えば、収録した音声の大きさや波形等に応じて切り替えるようにしてもよいし、所定の時間毎に切り替えるようにしてもよいし、ユーザ指示等の外部からの指示によって切り替えるようにしてもよい。
また、以上においては、通常時と注目時の２つの状態を切り替える例を説明したが、状態の数は任意であり、例えば、通常時、やや注目時、注目時、非常に注目時等のように、３つ以上の状態を切り替えるようにしてもよい。ただし、この切り替える状態の上限数は、スケーラブル符号化データのレイヤ数に依存する。
また、撮像装置１２０１が、スケーラブル符号化のレイヤ数を、状態に応じて決定するようにしてもよい。例えば、通常時の場合、撮像装置１２０１が、低品質でデータ量の少ないベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１２２２を生成し、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２に供給するようにしてもよい。また、例えば、注目時の場合、撮像装置１２０１が、高品質でデータ量の多いベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL+EL）１２２１を生成し、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２に供給するようにしてもよい。
以上においては、監視カメラを例に説明したが、この撮像システム１２００の用途は任意であり、監視カメラに限定されない。
そして、図５３のような撮像システム１２００においても、図１乃至図４２を参照して上述した階層符号化・階層復号への適用と同様に本技術を適用することにより、図１乃至図４２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、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。
＜８．第８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５４を参照して説明する。図５４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５４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５４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５４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５４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５４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５４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５５は、本技術を適用したビデオプロセッサ１３３２（図５４）の概略的な構成の一例を示している。
図５５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５５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５４）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、上述した各実施形態に係る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、上述した実施の形態に係る画像符号化装置１００や画像復号装置２００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４２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、上述した各実施形態に係る画像符号化装置や画像復号装置の機能）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５６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５６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・復号する機能とを有する。
より具体的には、図５６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５６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５６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、上述した各実施形態に係る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、上述した実施の形態に係る画像符号化装置１００や画像復号装置２００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４２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、上述した各実施形態に係る画像符号化装置や画像復号装置の機能）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４７）、携帯電話機９２０（図４８）、記録再生装置９４０（図４９）、撮像装置９６０（図５０）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４２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、ビデオセット１３００は、例えば、図５１のデータ伝送システム１０００におけるパーソナルコンピュータ１００４、AV機器１００５、タブレットデバイス１００６、および携帯電話機１００７等の端末装置、図５２のデータ伝送システム１１００における放送局１１０１および端末装置１１０２、並びに、図５３の撮像システム１２００における撮像装置１２０１およびスケーラブル符号化データ記憶装置１２０２等にも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４２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４２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４７）、携帯電話機９２０（図４８）、記録再生装置９４０（図４９）、撮像装置９６０（図５０）、図５１のデータ伝送システム１０００におけるパーソナルコンピュータ１００４、AV機器１００５、タブレットデバイス１００６、および携帯電話機１００７等の端末装置、図５２のデータ伝送システム１１００における放送局１１０１および端末装置１１０２、並びに、図５３の撮像システム１２００における撮像装置１２０１およびスケーラブル符号化データ記憶装置１２０２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４２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） 画像データを符号化する符号化部と、
前記画像データの画像の、独立に復号することができる部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報を設定する復号負荷定義情報設定部と、
前記符号化部により生成された前記画像データの符号化データと、前記復号負荷定義情報設定部により設定された前記復号負荷定義情報とを伝送する伝送部と
を備える画像符号化装置。
（２） 前記復号負荷定義情報は、前記復号処理の負荷の大きさを表すレベルにより前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（１）、（３）乃至（１３）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（３） 前記復号負荷定義情報は、前記部分領域の大きさを示す情報により前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（１）、（２）、（４）乃至（１３）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（４） 前記復号負荷定義情報は、前記部分領域の、縦方向の長さを示す情報と横方向の長さを示す情報とにより前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（１）乃至（３）、（５）乃至（１３）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（５） 前記復号負荷定義情報は、前記部分領域を復号する仮想参照デコーダの最大入力ビットレートおよびバッファ容量を示す情報により前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（１）乃至（４）、（６）乃至（１３）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（６） 前記復号負荷定義情報は、複数の前記部分領域に共通の、前記復号処理の負荷の大きさを表すレベルにより前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（１）乃至（５）、（７）乃至（１３）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（７） 前記復号負荷定義情報は、前記復号処理の負荷の大きさを表す各レベルに対応する前記部分領域の縦方向の大きさと横方向の大きさとを定義する情報を含む
（１）乃至（６）、（８）乃至（１３）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（８） 前記復号負荷定義情報は、前記画像内における前記復号処理の負荷の大きさを表すレベルの最大値を定義する情報を含む
（１）乃至（７）、（９）乃至（１３）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（９） 前記復号負荷定義情報は、前記復号処理の負荷の大きさを表すレベルにより前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含み、
前記復号負荷定義情報設定部は、前記レベルでのパラメータを、前記部分領域を含む所定の領域について規定し、前記画像単位での規定に割り当てる
（１）乃至（８）、（１０）乃至（１３）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（１０） 前記復号負荷定義情報設定部は、独立に復号することができる部分領域のSEI（Supplemental Enhancement Information）に、前記部分領域毎に前記復号負荷定義情報を設定する
（１）乃至（９）、（１１）乃至（１３）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（１１） 前記画像データは複数レイヤよりなり、
前記復号負荷定義情報設定部は、前記SEIに、前記複数レイヤの前記復号負荷定義情報を設定する
（１）乃至（１０）、（１２）、（１３）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（１２） 前記復号負荷定義情報設定部は、さらに、シーケンスパラメータセット（SPS（Sequence Parameter Set））に、前記SEIに前記復号負荷定義情報が設定されているかを示す情報か、若しくは、前記SEIに設定される前記復号負荷定義情報と同様の復号負荷定義情報を設定する
（１）乃至（１１）、（１３）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（１３） 前記復号負荷定義情報は、基準とする前記部分領域の大きさを示す情報と、前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを表すレベルを含む
（１）乃至（１２）のいずれかに記載の画像符号化装置。
（１４） 画像データを符号化し、
前記画像データの画像の、独立に復号することができる部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報を設定し、
生成された前記画像データの符号化データと、設定された前記復号負荷定義情報とを伝送する
画像符号化方法。
（１５） 画像データの符号化データと、前記画像データの画像の、独立に復号することができる部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報とを取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記復号負荷定義情報を解析する解析部と、
前記解析部による前記復号負荷定義情報の解析結果に基づいて、前記取得部により取得された前記符号化データの復号を制御する制御部と、
前記制御部による制御に従って、前記取得部により取得された前記符号化データを復号する復号部と
を備える画像復号装置。
（１６） 前記復号負荷定義情報は、前記復号処理の負荷の大きさを表すレベルにより前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（１５）、（１７）乃至（２７）のいずれかに記載の画像復号装置。
（１７） 前記復号負荷定義情報は、前記部分領域の大きさを示す情報により前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（１５）、（１６）、（１８）乃至（２７）のいずれかに記載の画像復号装置。
（１８） 前記復号負荷定義情報は、前記部分領域の、縦方向の長さを示す情報と横方向の長さを示す情報とにより前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（１５）乃至（１７）、（１９）乃至（２７）のいずれかに記載の画像復号装置。
（１９） 前記復号負荷定義情報は、前記部分領域を復号する仮想参照デコーダの最大入力ビットレートおよびバッファ容量を示す情報により前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（１５）乃至（１８）、（２０）乃至（２７）のいずれかに記載の画像復号装置。
（２０） 前記復号負荷定義情報は、複数の前記部分領域に共通の、前記復号処理の負荷の大きさを表すレベルにより前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（１５）乃至（１９）、（２１）乃至（２７）のいずれかに記載の画像復号装置。
（２１） 前記復号負荷定義情報は、前記復号処理の負荷の大きさを表す各レベルに対応する前記部分領域の縦方向の大きさと横方向の大きさとを定義する情報を含む
（１５）乃至（２０）、（２２）乃至（２７）のいずれかに記載の画像復号装置。
（２２） 前記復号負荷定義情報は、前記画像内における前記復号処理の負荷の大きさを表すレベルの最大値を定義する情報を含む
（１５）乃至（２１）、（２３）乃至（２７）のいずれかに記載の画像復号装置。
（２３） 前記復号負荷定義情報は、前記復号処理の負荷の大きさを表すレベルにより前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含み、
前記制御部は、前記部分領域を含む所定の領域について規定され、前記画像単位での規定に割り当てられた前記レベルでのパラメータを用いて、前記符号化データの復号を制御する
（１５）乃至（２２）（２４）乃至（２７）のいずれかに記載の画像復号装置。
（２４） 前記解析部は、独立に復号することができる部分領域のSEI（Supplemental Enhancement Information）に、前記部分領域毎に設定された前記復号負荷定義情報を解析する
（１５）乃至（２３）、（２５）乃至（２７）のいずれかに記載の画像復号装置。
（２５） 前記画像データは複数レイヤよりなり、
前記解析部は、前記SEIに設定された前記複数レイヤの前記復号負荷定義情報を解析する
（１５）乃至（２４）、（２６）、（２７）のいずれかに記載の画像復号装置。
（２６） 前記解析部は、さらに、シーケンスパラメータセット（SPS（Sequence Parameter Set））に設定された、前記SEIに前記復号負荷定義情報が設定されているかを示す情報、若しくは、前記SEIに設定される前記復号負荷定義情報と同様の復号負荷定義情報を解析する
（１５）乃至（２５）、（２７）のいずれかに記載の画像復号装置。
（２７） 前記復号負荷定義情報は、基準とする前記部分領域の大きさを示す情報と、前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを表すレベルを含む
（１５）乃至（２６）のいずれかに記載の画像復号装置。
（２８） 画像データの符号化データと、前記画像データの画像の、独立に復号することができる部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報とを取得し、
取得された前記復号負荷定義情報を解析し、
前記復号負荷定義情報の解析結果に基づいて、取得された前記符号化データの復号を制御し、
その制御に従って、取得された前記符号化データを復号する
画像復号方法。
（３１） 画像データの符号化データと、前記画像データの画像の部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報とを取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記復号負荷定義情報に基づいて、前記取得部により取得された前記符号化データの復号を制御する制御部と、
前記制御部による制御に従って、前記取得部により取得された前記符号化データを復号する復号部と
を備える画像復号装置。
（３２） 前記部分領域は、独立に復号することができる
（３１）に記載の画像復号装置。
（３３） 前記復号負荷定義情報は、前記復号処理の負荷の大きさを表すレベルにより前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（３１）または（３２）に記載の画像復号装置。
（３４） 前記復号負荷定義情報は、前記部分領域の大きさを示す情報により前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（３１）乃至（３３）のいずれかに記載の画像復号装置。
（３５） 前記復号負荷定義情報は、前記部分領域の、縦方向の長さを示す情報と横方向の長さを示す情報とにより前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（３１）乃至（３４）のいずれかに記載の画像復号装置。
（３６） 前記復号負荷定義情報は、独立に復号することができる部分領域のSEI（Supplemental Enhancement Information）に含まれる
（３１）乃至（３５）のいずれかに記載の画像復号装置。
（３７） 前記画像データは複数レイヤよりなり、
前記複数レイヤの前記復号負荷定義情報は、前記SEIに含まれる
（３１）乃至（３６）のいずれかに記載の画像復号装置。
（３８） 前記復号負荷定義情報は、基準とする前記部分領域の大きさを示す情報と、前記部分領域の復号処理の負荷の大きさを表すレベルを含む
（３１）乃至（３７）のいずれかに記載の画像復号装置。
（３９） 前記部分領域は、タイルである
（３１）乃至（３８）のいずれかに記載の画像復号装置。
（４０） 前記部分領域は、複数のタイルの集合である
（３１）乃至（３９）のいずれかに記載の画像復号装置。
（４１） 前記復号負荷定義情報は、前記復号処理の負荷の大きさを表すレベルにより、前記画像データのピクチャに含まれる複数の部分領域の中で、最大の復号処理の負荷の大きさを定義する情報を含む
（３１）乃至（４０）のいずれかに記載の画像復号装置。
（４２） 前記復号負荷定義情報は、前記復号処理の負荷の大きさを表すレベルにより、前記画像データのピクチャに含まれる複数の部分領域に共通の負荷の大きさを定義する情報を含む
（３１）乃至（４１）のいずれかに記載の画像復号装置。
（４３） 前記ピクチャに含まれる複数の前記部分領域がL字型の場合、前記L字型を内包する四角形の領域に対して、前記負荷の大きさを定義する
（３１）乃至（４２）のいずれかに記載の画像復号装置。
（４４） 前記取得部は、さらに前記復号負荷定義情報が設定されているかを示す情報を取得し、前記取得された情報が、前記復号負荷定義情報が設定されていることを示す場合に、前記前記復号負荷定義情報を取得する
（３１）乃至（４３）のいずれかに記載の画像復号装置。
（４５） 画像データの符号化データと、前記画像データの画像の部分領域の復号処理の負荷の大きさを定義する復号負荷定義情報とを取得し、
取得された前記復号負荷定義情報に基づいて、取得された前記符号化データの復号を制御し、
その制御に従って、取得された前記符号化データを復号する
画像復号方法。
１００ 画像符号化装置， １０１ ベースレイヤ画像符号化部， １０２ エンハンスメントレイヤ画像符号化部， １０３ 多重化部， １０４ 制御部， １２８ ヘッダ情報生成部， １４８ ヘッダ情報生成部， １５１ 復号負荷関連情報取得部， １５２ MCTS SEI生成部， １５３ SPS生成部， ２００ 画像復号装置， ２０１ 逆多重化部， ２０２ ベースレイヤ画像復号部， ２０３ エンハンスメントレイヤ画像復号部， ２０４ 制御部， ２２４ ヘッダ情報解析部， ２４４ ヘッダ情報解析部， ２５１ ヘッダ情報取得部， ２５２ SPS解析部， ２５３ MCTS SEI解析部， ２５４ レベル特定部， ２５５ 提供部

Claims (8)

  1. 画像の独立に復号することができる部分領域の大きさを示す情報と前記部分領域の符号化データの復号処理の負荷を表すレベルとを設定する設定部と、
    前記画像を符号化して、前記設定部により設定された前記情報と前記レベルとを含むビットストリームを生成する符号化部と
    を備える画像符号化装置。
  2. 前記符号化部は、前記情報と前記レベルとを、前記ビットストリームのSEI（Supplemental Enhancement Information）として生成する
    請求項１に記載の画像符号化装置。
  3. 前記画像は複数レイヤよりなり、
    前記設定部は、各レイヤの前記情報と前記レベルとを設定する
    請求項１に記載の画像符号化装置。
  4. 前記部分領域は、タイルである
    請求項１に記載の画像符号化装置。
  5. 前記部分領域は、複数のタイルの集合である
    請求項１に記載の画像符号化装置。
  6. 前記設定部は、L字型の独立に復号することができる部分領域を内包する四角形領域に対する前記情報と前記レベルとを設定し、
    前記符号化部は、前記設定部により設定された前記情報と前記レベルとを含む前記ビットストリームを生成する
    請求項１に記載の画像符号化装置。
  7. 前記設定部は、前記レベルが設定されているかを示す情報を設定し、
    前記符号化部は、前記設定部により設定された前記レベルが設定されているかを示す情報を含む前記ビットストリームを生成する
    請求項１に記載の画像符号化装置。
  8. 画像の独立に復号することができる部分領域の大きさを示す情報と前記部分領域の符号化データの復号処理の負荷を表すレベルとを設定し、
    前記画像を符号化して、設定された前記情報と前記レベルとを含むビットストリームを生成する
    画像符号化方法。
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