(本発明の基礎となった知見)
既に標準化されている、H.264と呼ばれる動画像符号化方式では、情報量の圧縮のために、Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャという3種類のピクチャタイプを用いている。Iピクチャは、インター予測符号化処理を行わない、すなわち、ピクチャ内予測(以降、イントラ予測と呼ぶ)符号化処理を行うピクチャである。Pピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの1つのピクチャを参照してインター予測符号化を行うピクチャである。Bピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの2つのピクチャを参照してインター予測符号化を行うピクチャである。
イントラ予測符号化では、ある符号化対象ブロックを符号化する際に、符号化対象ブロックの周辺に位置する符号化済みのブロック内の画素を、参照画素として用いる。そして、その参照画素を用いて算出した予測画像データと符号化対照ブロックの画像データとの差分を取り、空間方向の冗長性を取り除く。そして、算出した差分値を直交変換することにより、特定の周波数成分に信号を集めた後、量子化によって不必要な成分を削除することによって、符号化効率を向上している。
しかしながら、算出した差分値(予測残差)によっては、直交変換後に量子化を行うことによって符号化効率が低下するという課題がある。そこで、本発明は、直交変換を行わずに量子化を行うモードを選択できる動画像符号化方法を提供する。
つまり、本発明の一態様に係る動画像符号化方法は、動画像をブロックごとに符号化する動画像符号化方法であって、符号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、符号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記符号化対象ブロックと前記予測画像との差分である予測残差を生成する予測残差生成ステップと、前記予測残差に対して直交変換を適用するかどうかを判定することによって、直交変換スキップフラグの値を算出する判定ステップと、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記予測残差に対して前記直交変換を行うことによって、少なくとも1つの直交変換係数を算出する直交変換ステップと、前記少なくとも1つの直交変換係数に対して量子化を行うことによって、少なくとも1つの量子化係数を算出する量子化ステップと、前記直交変換スキップフラグを可変長符号化するフラグ符号化ステップと、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも1つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも1つの量子化係数を可変長符号化する係数符号化ステップとを有する。
これにより、直交変換スキップフラグの値に応じて直交変換が行われるため、直交変換を適用するか否かを切り替えることができ、さらに、直交変換スキップフラグの値に応じて量子化係数のスキャン順が切り替えられるため、量子化係数の適切な可変長符号化を行うことができる。その結果、符号化効率の向上を図ることができる。
また、前記判定ステップでは、前記予測残差に対して前記直交変換を適用しないと判定した場合には、前記直交変換スキップフラグの値として1を算出し、前記係数符号化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が1の場合で、かつ、前記予測画像がイントラ予測によって生成されるとともに、前記イントラ予測の予測方向が水平方向である場合には、前記スキャン順を水平方向に沿った順に切り替えてもよい。
また、前記判定ステップでは、前記予測残差に対して前記直交変換を適用しないと判定した場合には、前記直交変換スキップフラグの値として1を算出し、前記係数符号化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が1の場合で、かつ、前記予測画像がイントラ予測によって生成されるとともに、前記イントラ予測の予測方向が垂直方向である場合には、前記スキャン順を垂直方向に沿った順に切り替えてもよい。
また、前記直交変換ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が1の場合には、前記直交変換を行わなくてもよい。
また、前記フラグ符号化ステップでは、前記予測画像がイントラ予測によって生成され、かつ、前記直交変換のサイズが4x4の場合にのみ、前記直交変換スキップフラグを可変長符号化してもよい。
また、前記量子化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも1つの直交変換係数を量子化してもよい。
また、前記判定ステップでは、前記予測残差に対して前記直交変換を適用しないと判定した場合には、前記直交変換スキップフラグの値として1を算出し、前記量子化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が1の場合には、量子化マトリクスを用いずに前記少なくとも1つの直交変換係数を量子化してもよい。
本発明の一態様に係る動画像復号化方法は、符号化された動画像をブロックごとに復号化する動画像復号化方法であって、復号化対象ブロックに対して逆直交変換を適用するかどうか示す直交変換スキップフラグを可変長復号化するフラグ復号化ステップと、前記直交変換スキップフラグの値に応じて、前記復号化対象ブロックに含まれる少なくとも1つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも1つの量子化係数を可変長復号化する係数復号化ステップと、可変長復号化された前記少なくとも1つの量子化係数に対して逆量子化を行うことによって、少なくとも1つの逆量子化係数を算出する逆量子化ステップと、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも1つの逆量子化係数に対して逆直交変換を行うことによって、前記復号化対象ブロックの予測残差を算出する逆直交変換ステップと、前記復号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、復号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記復号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記予測残差と前記予測画像とを加算することにより再構成画像を生成する再構成画像生成ステップとを有する。
これにより、直交変換スキップフラグの値に応じて逆直交変換が行われるため、逆直交変換を適用するか否かを切り替えることができ、さらに、直交変換スキップフラグの値に応じて量子化係数のスキャン順が切り替えられるため、量子化係数の適切な可変長復号化を行うことができる。その結果、符号化効率の向上を図った符号化動画像であるビットストリームを適切に復号化することができる。
また、前記係数復号化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が1の場合で、かつ、前記予測画像がイントラ予測によって生成されるとともに、前記イントラ予測の予測方向が水平方向である場合には、前記スキャン順を水平方向に沿った順に切り替えてもよい。
また、前記係数復号化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が1の場合で、かつ、前記予測画像がイントラ予測によって生成されるとともに、前記イントラ予測の予測方向が垂直方向である場合には、前記スキャン順を垂直方向に沿った順に切り替えてもよい。
また、前記逆直交変換ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が1の場合には、前記逆直交変換を行わなくてもよい。
また、前記フラグ復号化ステップでは、前記予測画像がイントラ予測によって生成され、かつ、前記逆直交変換のサイズが4x4の場合にのみ、前記直交変換スキップフラグを可変長復号化してもよい。
また、前記逆量子化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値に応じて、可変長復号化された前記少なくとも1つの量子化係数を逆量子化してもよい。
また、前記逆量子化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が1の場合には、量子化マトリクスを用いずに前記少なくとも1つの量子化係数を逆量子化してもよい。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、下記では、符号化(coding)はencodingの意味で使用する場合もある。
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
動画像符号化装置100は、図1に示すように、直交変換スキップ判定部117、減算器101、直交変換部102、量子化部103、逆量子化部105、逆直交変換部106、加算器107、ブロックメモリ108、フレームメモリ109、イントラ予測部110、インター予測部111、スイッチ112、インター予測制御部113、ピクチャタイプ決定部116、マージブロック候補算出部115、colPicメモリ114、および可変長符号化部104を備えている。
減算器101は、入力画像列に含まれる入力画像から、予測画像を減算することにより、予測残差を生成する。
直交変換スキップ判定部117は、後述する方法で、符号化対象ブロックを用いて算出した予測残差に対し、直交変換を適用するかどうかを判定し、直交変換を適用する場合は、直交変換スキップフラグに0を設定し、直交変換を適用しない場合は、直交変換スキップフラグに1を設定する。
直交変換部102は、直交変換スキップフラグの値に応じて、予測残差に対し、画像領域から周波数領域への変換を行う。量子化部103は、直交変換スキップフラグの値に応じて、周波数領域に変換された予測残差である係数データに対し、量子化処理を行う。逆量子化部105は、量子化部103によって量子化処理された係数データに対し、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化処理を行う。逆直交変換部106は、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化処理された係数データに対し、周波数領域から画像領域への変換を行うことにより、復号予測残差を生成する。加算器107は、復号予測残差に予測画像を加算することによって再構成画像を生成する。
ブロックメモリ108は、再構成画像を参照画像としてブロック単位で保存し、フレームメモリ109は、再構成画像を参照画像としてフレーム単位で保存する。ピクチャタイプ決定部116は、Iピクチャ、Bピクチャ、およびPピクチャのいずれのピクチャタイプで入力画像を符号化するかを決定し、ピクチャタイプ情報を生成する。イントラ予測部110は、ブロックメモリ108に保存されているブロック単位の参照画像を用いて、符号化対象ブロックをイントラ予測することにより、予測画像を生成する。インター予測部111は、フレームメモリ109に保存されているフレーム単位の参照画像と、動き検出等により導出した動きベクトルとを用いて、符号化対象ブロックをインター予測することにより、予測画像を生成する。
スイッチ112は、ピクチャタイプ決定部116によって生成されるピクチャタイプ情報に基づいて、減算器101および加算器107に出力される予測画像を、イントラ予測部110によって生成された予測画像と、インター予測部111によって生成された予測画像とで切り替える。
マージブロック候補算出部115は、符号化対象ブロックの隣接ブロックと、colPicメモリ114に格納されているco−locatedブロックの動きベクトル等のcolPic情報とを用いて、マージモードおよびスキップモードのマージブロック候補を導出し、マージブロック候補リストサイズを算出する。また、マージブロック候補算出部115は、導出したマージブロック候補に対して、マージブロックインデックスの値を割り当てる。そして、マージブロック候補算出部115は、マージブロック候補とマージブロックインデックスとをインター予測制御部113に送る。
インター予測制御部113は、動き検出により導出された動きベクトルを用いる動きベクトル符号化モード、または、マージモードで符号化対象ブロックを符号化するかどうかを制御する。さらに、インター予測制御部113は、符号化対象ブロックの動きベクトル等を含むcolPic情報をcolPicメモリ114に転送する。
可変長符号化部104は、後述する方法で、直交変換スキップフラグと、量子化処理された係数データとに対し、可変長符号化処理を行うことで、ビットストリームを生成する。また、可変長符号化部104は、ピクチャタイプ情報を可変長符号化する。さらに、可変長符号化部104は、符号化に用いるマージブロックインデックスに、マージブロック候補リストサイズに応じたビット列を割り当てて、そのビット列の可変長符号化を行う。
図2は、本実施の形態に係る動画像符号化方法の処理の概要を示すフローチャートである。
ステップS101では、符号化対象ブロックの予測画像を算出する。例えば、符号化対象ブロックをイントラ予測モードで符号化する場合は、符号化対象ブロックの隣接に位置する参照画素を用いて、予測画像を生成する。また、インター予測モードの場合は、符号化対象ピクチャとは異なる符号化済みのピクチャである参照ピクチャ内にある、動き検出等によって特定される参照ブロックの画素値を用いて、予測画像を生成する。
ステップS102では、符号化対象ブロックと、ステップS101で算出した予測画像との差分をとることにより、予測残差(予測差分)を算出する。ステップS103では、後述する方法により、予測残差に直交変換を適用するかどうかを判定し、直交変換スキップフラグの値を算出する。
ステップS104では、後述する方法により、直交変換処理を行い、直交変換係数を含む上述の係数データを算出する。ステップS105では、後述する方法により、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化マトリクスを用いた量子化を行うかどうかを判定し、行うと判定しときには、量子化マトリクスを用いた量子化処理を行うことによって、量子化係数を含む量子化された係数データを算出する。ステップS106では、後述する方法により、直交変換スキップフラグを可変長符号化する。ステップS107では、量子化係数を可変長符号化する。
ステップS108では、後述する方法により、量子化係数に対し、逆量子化処理を行うことによって、逆量子化係数を含む係数データを算出する。ステップS109では、後述する方法により、直交変換スキップフラグに応じて、逆量子化係数に対し、逆直交変換処理を適用することによって、逆直交変換係数を含む上述の復号予測残差を算出する。ステップS110では、ステップS101で算出した予測画像と、ステップS109で算出した逆直交変換係数を含む復号予測残差とを加算することにより、再構成画像を算出する。
図3は、図2のステップS103の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、この図3は、符号化対象ブロックの予測残差に対して直交変換を適用するかどうかを判定し、直交変換スキップフラグの値を算出する処理の一例を示すフローチャートである。以下、図3について説明する。
ステップS121では、符号化対象ブロックがイントラ予測モードでかつ、直交変換サイズが4x4であるかどうかを判定し、真ならば(Yes)、ステップS122において、予測残差に対し、直交変換を適用して符号化した場合のコストCostNonSkipを算出する。そして、ステップS123において、予測残差に対し、直交変換を適用せずに符号化した場合のコストCostSkipを算出する。ここで、コストは、例えば、R−D最適化モデルの以下の式1で算出される。
(式1)
Cost=D+λR
式1において、Dは、符号化歪を表す。例えば、あるイントラ予測モードで生成した予測画像を用いて符号化対象ブロックを符号化および復号して得られた画素値と、符号化対象ブロックの元の画素値との差分絶対値和などがDとして用いられる。また、Rは、発生符号量を表す。予測画像生成に用いたイントラ予測モードのフラグや、量子化係数等を符号化するために必要な符号量などがRとして用いられる。また、λは、ラグランジュの未定乗数である。
ステップS124では、CostSkipの値がCostNonSkipの値よりも小さいかどうかを判定し、真ならば(Yes)、ステップS125において、直交変換スキップフラグに1(オン)を設定し、予測残差に対し直交変換を適用しないと判定する。一方、ステップS121またはステップS124の判定結果が偽ならば(No)、ステップS126において、直交変換スキップフラグに0(オフ)を設定し、予測残差に対し直交変換を適用すると決定する。
このように、ある予測モード、または、直交変換サイズの場合に、直交変換を適用した場合と適用しない場合とのコストを比較し、直交変換を適用しない場合の方がコストが小さくなる場合は、直交変換スキップフラグを1に設定して、直交変換を適用しないようにすることにより、符号化効率を向上することができる。
なお、本実施の形態では、ステップS121において、イントラ予測モードでかつ、直交変換サイズが4x4の場合のみ、直交変換を適用するかどうかを判定するようにしたが、必ずしもこれには限らない。例えば、インター予測モードの場合にも、直交変換を適用するかどうかを判定するようにしても構わない。また、直交変換サイズが4x4より大きいサイズの場合にも、直交変換を適用するかどうかを判定するようにしても構わない。これにより、更に符号化効率を向上することができる。また、イントラ予測、またはインター予測の予測方向等に基づいて、強制的に直交変換スキップフラグの値を決定するようにしても構わない。例えば、イントラ予測モードであって、DC予測、または、Planar予測の場合は、直交変換スキップフラグに常に0を設定して、直交変換を常に適用するようにしても構わない。これにより、判定のためのコスト算出等の処理量を削減しながら、符号化効率を向上することができる。
図4は、図2のステップS104の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図4は、直交変換スキップフラグの値に応じて、直交変換係数を算出する方法を表すフローチャートである。以下、図4について説明する。
ステップS141では、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が1かどうかを判定し、真ならば(Yes)、ステップS142において、直交変換係数に予測残差をコピーすることにより、直交変換を適用せずに、直交変換係数を算出する。一方、ステップS141の判定結果が偽ならば(No)、ステップS143において、予測残差に対し、直交変換を適用して、直交変換係数を算出する。
このように、直交変換スキップフラグが1の場合は、直交変換係数に予測残差を直接コピーすることにより、直交変換を適用せずに、直交変換係数を算出できる。なお、本実施の形態では、ステップS142において、直交変換係数に予測残差をコピーすることにより、直交変換を適用せずに、直交変換係数を算出するようにしたが、必ずしもこれには限らず、予測残差に直交変換を適用せずに直交変換係数を算出する方法であれば、どのような方法でも構わない。
図5は、図2のステップS105の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図5は、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化係数を算出する方法を表すフローチャートである。以下、図5について説明する。
ステップS151では、scaling_list_present_flagが0、または、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が1かどうかを判定する。この判定結果が真ならば(ステップS151のYes)、ステップS152において、量子化マトリクスを用いずに、直交変換係数に対して量子化処理を行い、量子化係数を算出する。
ここで、scaling_list_present_flagは、量子化マトリクスを用いて量子化処理を行うかどうかを表すフラグであり、SPS(Sequence Parameter Set)、PPS(Picture Parameter Set)、APS(Adaptation Parameter Set)、または、スライスヘッダ等の、ヘッダ情報としてビットストリームに付加される。scaling_list_present_flagの値が1の場合は、量子化マトリクスを用いて量子化処理を行うことを表す。なお、本実施の形態では、scaling_list_present_flagによって、量子化マトリクスを用いて量子化処理を行うかどうかを判定する例を示した。しかし、必ずしもこれには限らず、量子化マトリクスを用いて量子化を行うかどうか示す、SPS、PPS、APS、またはスライスヘッダ等に含まれるフラグまたは、パラメータであれば、どのようなものを用いるようにしても構わない。
ステップS151の判定結果が偽の場合(No)、つまり、scaling_list_present_flagの値が1で、かつ、直交変換スキップフラグの値が0の場合は、ステップS153において、量子化マトリクスを用いて、直交変換係数に対し量子化処理を行い、量子化係数を算出する。
このように、scaling_list_present_flagの値が0、または、直交変換スキップフラグの値が1の場合は、量子化マトリクスを用いずに直交変換係数を量子化して量子化係数を算出することにより、直交変換を適用しない場合に、量子化マトリクスを適用しないように制御することができる。量子化マトリクスは、直交変換後に、重要な周波数成分を維持しながら、不必要な周波数成分を削除しつつ量子化を行うために用いられるパラメータであり、直交変換後に用いることによって、効率的に符号化効率を向上することができる。そのため、直交変換スキップフラグの値が0、つまり、直交変換が適用される場合にのみ、量子化マトリクスを適用し、直交変換スキップフラグの値が1の場合、つまり、直交変換が適用されない場合は、量子化マトリクスを適用しないように制御する。これによって、適切に量子化マトリクスを適用できるようになり、符号化効率を向上することができる。
図6は、図2のステップS106の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図6は、直交変換スキップフラグを可変長符号化する方法を表すフローチャートである。以下、図6について説明する。
ステップS161では、符号化対象ブロックがイントラ予測モードでかつ、直交変換サイズが4x4であるかどうかを判定する。この判定結果が真ならば(S161のYes)、ステップS162において、直交変換スキップフラグを可変長符号化し、ビットストリームに付加する。
このように、図3のステップS121の条件に同期して、ある予測モード、または、ある直交変換サイズの場合にのみ、直交変換スキップフラグを可変長符号化することにより、符号化効率を向上することができる。なお、本実施の形態では、ステップS161において、イントラ予測モードでかつ、直交変換サイズが4x4の場合のみ、直交変換スキップフラグを符号化するようにしたが、必ずしもこれには限らない。例えば、インター予測モードの場合にも、直交変換スキップフラグを符号化するようにしても構わない。また、直交変換サイズが4x4より大きいサイズの場合にも、直交変換スキップフラグを符号化するようにしても構わない。これにより、更に符号化効率を向上することができる。また、イントラ予測、またはインター予測の予測方向等に基づいて、直交変換スキップフラグを符号化するかどうかを切り替えるようにしても構わない。例えば、イントラ予測モードの場合に、DC予測、または、Planar予測の場合は、直交変換スキップフラグを符号化しないようにしても構わない。これにより、ヘッダ情報のオーバヘッドを削減しながら、符号化効率を向上することができる。
図7は、図2のステップS108の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図7は、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化係数を算出する方法を表すフローチャートである。以下、図12について説明する。
ステップS171では、scaling_list_present_flagが0、または、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が1かどうかを判定する。この判定結果が真ならば(S171のYes)、ステップS172において、量子化マトリクスを用いずに、量子化係数に対して逆量子化処理を行い、逆量子化係数を算出する。一方、ステップS171の判定結果が偽の場合(No)、つまり、scaling_list_present_flagの値が1で、かつ、直交変換スキップフラグの値が0の場合は、ステップS173において、量子化マトリクスを用いて、量子化係数に対し逆量子化処理を行い、逆量子化係数を算出する。
このように、scaling_list_present_flagの値が0、または、直交変換スキップフラグの値が1の場合は、量子化マトリクスを用いずに量子化係数を逆量子化して逆量子化係数を算出することにより、直交変換を適用しない場合に、量子化マトリクスを適用しないように制御することができる。量子化マトリクスは、直交変換後に、重要な周波数成分を維持しながら、不必要な周波数成分を削除しつつ量子化を行うために用いられるパラメータであり、直交変換後に用いることによって、効率的に符号化効率を向上することができる。そのため、直交変換スキップフラグの値が0、つまり、直交変換が適用される場合にのみ、量子化マトリクスを適用し、直交変換スキップフラグの値が1の場合、つまり、直交変換が適用されない場合は、量子化マトリクスを適用しないように制御することによって、適切に量子化マトリクスを適用できるようになり、符号化効率を向上することができる。
図8は、図2のステップS109の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図8は、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆直交変換係数を算出する方法を表すフローチャートである。以下、図8について説明する。
ステップS181では、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が1かどうかを判定し、真ならば(Yes)、ステップS182において、逆直交変換係数に逆量子化係数をコピーすることにより、逆直交変換を適用せずに、逆直交変換係数を算出する。一方、ステップS181の判定結果が偽ならば(No)、ステップS183において、逆量子化係数に対し、逆直交変換を適用して、逆直交変換係数を算出する。
このように、直交変換スキップフラグが1の場合は、逆直交変換係数に逆量子化係数を直接コピーすることにより、逆直交変換を適用せずに、逆直交変換係数を算出できる。なお、本実施の形態では、ステップS182において、逆直交変換係数に逆量子化係数をコピーすることにより、逆直交変換を適用せずに、逆直交変換係数を算出するようにしたが、必ずしもこれには限らず、逆量子化係数に逆直交変換を適用せずに逆直交変換係数を算出する方法であれば、どのような方法でも構わない。
このように、本実施の形態によれば、直交変換を行わずに量子化を行うモードを選択できるようになり、符号化効率を向上することができる。より具体的には、直交変換を適用するかどうかを示す直交変換スキップフラグを導入し、ある予測モード、または、ある直交変換サイズの場合に、直交変換を適用した場合と適用しない場合とのコストを比較する。そして、直交変換を適用しない場合の方がコストが小さくなる場合は、直交変換スキップフラグを1に設定して、直交変換を適用しないようにすることにより、符号化効率を向上することができる。また、直交変換スキップフラグの値が0、つまり、直交変換が適用される場合にのみ、量子化マトリクスを適用し、直交変換スキップフラグの値が1の場合、つまり、直交変換が適用されない場合は、量子化マトリクスを適用しないように制御する。これによって、適切に量子化マトリクスを適用できるようになり、符号化効率を向上することができる。
(実施の形態2)
図9は、本実施の形態に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
動画像復号化装置200は、図9に示すように、可変長復号化部209、逆量子化部201、逆直交変換部202、加算器203、ブロックメモリ204、フレームメモリ205、イントラ予測部206、インター予測部207、スイッチ208、インター予測制御部210、マージブロック候補算出部211、およびcolPicメモリ212を備えている。
可変長復号化部209は、入力されたビットストリームに対し、可変長復号化処理を行い、直交変換スキップフラグ、ピクチャタイプ情報、および量子化係数を生成する。また、可変長復号化部209は、マージブロック候補リストサイズを算出し、マージブロックインデックスの可変長復号化処理を行う。
逆量子化部201は、直交変換スキップフラグの値に応じて、可変長復号化処理によって得られた量子化係数に対し、逆量子化処理を行う。つまり、量子化処理された係数データに含まれる量子化係数に対して逆量子化処理が行われる。逆直交変換部202は、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化処理を行った量子化係数を含む係数データに対し、周波数領域から画像領域への変換を行うことにより、逆直交変換係数を含む復号予測残差を生成する。加算器203は、復号予測残差と予測画像とを加算することによって再構成画像を生成する。この再構成画像は復号画像列として動画像復号化装置200から出力される。
ブロックメモリ204は、再構成画像を参照画像としてブロック単位で保存し、フレームメモリ205は、再構成画像を参照画像としてフレーム単位で保存する。イントラ予測部206は、ブロックメモリ204に保存されているブロック単位の参照画像を用いて、イントラ予測することにより、復号化対象ブロックの予測画像を生成する。インター予測部207は、フレームメモリ205に保存されているフレーム単位の参照画像を用いて、インター予測することにより、復号化対象ブロックの予測画像を生成する。
スイッチ208は、可変長復号化部209によって生成されるピクチャタイプ情報に基づいて、加算器203に出力される予測画像を、イントラ予測部206によって生成された予測画像と、インター予測部207によって生成された予測画像とで切り替える。
マージブロック候補算出部211は、復号化対象ブロックの隣接ブロックと、colPicメモリ212に格納されているco−locatedブロックの動きベクトル等のcolPic情報とを用いて、マージモードのマージブロック候補を導出する。また、マージブロック候補算出部211は、導出した各マージブロック候補に対し、マージブロックインデックスの値を割当て、マージブロック候補をインター予測制御部210に送る。
インター予測制御部210は、動きベクトル検出モードまたはマージモードの情報を復号し、インター予測部207に予測画像を生成させる。また、インター予測制御部210は、復号化対象ブロックの動きベクトル等を含むcolPic情報をcolPicメモリ212に転送する。
図10は、本実施の形態に係る動画像復号化方法の処理の概要を示すフローチャートである。
ステップS201では、後述する方法で、直交変換スキップフラグを可変長復号化する。ステップS202では、量子化係数を可変長復号化する。ステップS203では、図2のステップS108と同様の方法により、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化係数に対して逆量子化処理を行うことによって、逆量子化係数を算出する。ステップS204では、図2のステップS109と同様の方法により、直交変換スキップフラグに応じて、逆量子化係数に対し、逆直交変換処理を適用することによって、逆直交変換係数を算出する。ステップS205では、図2のステップS101と同様の方法により、復号化対象ブロックの予測画像を算出する。例えば、復号化対象ブロックをイントラ予測モードで復号化する場合は、復号化対象ブロックの隣接に位置する参照画素を用いて、予測画像を生成する。また、インター予測モードの場合は、復号化対象ピクチャとは異なる復号化済みのピクチャである参照ピクチャ内にある、復号した動きベクトルによって特定される参照ブロックの画素値を用いて、予測画像を生成する。ステップS206では、ステップS205で算出した予測画像と、ステップS204で算出した逆直交変換係数を含む復号予測残差とを加算することにより、再構成画像を算出する。
図11は、図10のステップS201の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図11は、直交変換スキップフラグを可変長復号化する方法を表すフローチャートである。以下、図11について説明する。
ステップS221では、復号化対象ブロックがイントラ予測モードでかつ、直交変換サイズが4x4であるかどうかを判定する。この判定結果が真ならば(S221のYes)、ステップS222において、ビットストリームから直交変換スキップフラグを可変長復号化する。
これにより、ある予測モード、または、ある直交変換サイズの場合にのみ、直交変換スキップフラグを可変長符号化することにより、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができるようになる。なお、本実施の形態では、ステップS221において、イントラ予測モードでかつ、直交変換サイズが4x4の場合のみ、直交変換スキップフラグを復号化するようにしたが、必ずしもこれには限らない。例えば、インター予測モードの場合にも、直交変換スキップフラグを復号化するようにしても構わない。また、直交変換サイズが4x4より大きいサイズの場合にも、直交変換スキップフラグを復号化するようにしても構わない。これにより、更に符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができるようになる。また、イントラ予測、またはインター予測の予測方向等に基づいて、直交変換スキップフラグを復号化するかどうかを切り替えるようにしても構わない。例えば、イントラ予測モードの場合に、DC予測、または、Planar予測の場合は、直交変換スキップフラグを復号化しないようにしても構わない。これにより、ヘッダ情報のオーバヘッドを削減しながら、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。
このように、本実施の形態によれば、直交変換を行わずに量子化を行うモードを選択できるようになり、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。より具体的には、直交変換を適用するかどうかを示す直交変換スキップフラグを導入し、ある予測モード、または、ある直交変換サイズの場合に、直交変換を適用した場合と適用しない場合とのコストを比較する。そして、直交変換を適用しない場合の方がコストが小さくなる場合は、直交変換スキップフラグを1に設定して、直交変換を適用しないようにすることにより、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。また、直交変換スキップフラグの値が0、つまり、直交変換が適用される場合にのみ、量子化マトリクスを適用し、直交変換スキップフラグの値が1の場合、つまり、直交変換が適用されない場合は、量子化マトリクスを適用しないように制御する。これによって、適切に量子化マトリクスを適用できるようになり、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化マトリクスを適切に適用しながら、更に、直交変換スキップ時の量子化係数のスキャン順を適切に制御する。これにより、符号化効率を向上することができる。以下、本実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図12は、本実施の形態に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
動画像符号化装置100aは、図12に示すように、直交変換スキップ判定部117a、減算器101a、直交変換部102a、量子化部103a、逆量子化部105a、逆直交変換部106a、加算器107a、ブロックメモリ108a、フレームメモリ109a、イントラ予測部110a、インター予測部111a、スイッチ112a、インター予測制御部113a、ピクチャタイプ決定部116a、マージブロック候補算出部115a、colPicメモリ114a、および可変長符号化部104aを備えている。
減算器101aは、入力画像列に含まれる入力画像から、予測画像を減算することにより、予測残差を生成する。
直交変換スキップ判定部117aは、後述する方法で、符号化対象ブロックを用いて算出した予測残差に対し、直交変換を適用するかどうかを判定し、直交変換を適用する場合は、直交変換スキップフラグに0を設定し、直交変換を適用しない場合は、直交変換スキップフラグに1を設定する。
直交変換部102aは、直交変換スキップフラグの値に応じて、予測残差に対し、画像領域から周波数領域への変換を行う。量子化部103aは、直交変換スキップフラグの値に応じて、周波数領域に変換された予測残差である係数データに対し、量子化処理を行う。逆量子化部105aは、量子化部103aによって量子化処理された係数データに対し、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化処理を行う。逆直交変換部106aは、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化処理された係数データに対し、周波数領域から画像領域への変換を行うことによって、復号予測残差を生成する。加算器107aは、復号予測残差に予測画像を加算することによって再構成画像を生成する。
ブロックメモリ108aは、再構成画像を参照画像としてブロック単位で保存し、フレームメモリ109aは、再構成画像を参照画像としてフレーム単位で保存する。ピクチャタイプ決定部116aは、Iピクチャ、Bピクチャ、およびPピクチャのいずれのピクチャタイプで入力画像を符号化するかを決定し、ピクチャタイプ情報を生成する。イントラ予測部110aは、ブロックメモリ108aに保存されているブロック単位の参照画像を用いて、符号化対象ブロックをイントラ予測することにより、予測画像を生成する。インター予測部111aは、フレームメモリ109aに保存されているフレーム単位の参照画像と、動き検出等により導出した動きベクトルとを用いて、符号化対象ブロックをインター予測することにより、予測画像を生成する。
スイッチ112aは、ピクチャタイプ決定部116aによって生成されるピクチャタイプ情報に基づいて、減算器101aおよび加算器107aに出力される予測画像を、イントラ予測部110aによって生成された予測画像と、インター予測部111aによって生成された予測画像とで切り替える。
マージブロック候補算出部115aは、符号化対象ブロックの隣接ブロックと、colPicメモリ114aに格納されているco−locatedブロックの動きベクトル等のcolPic情報とを用いて、マージモードおよびスキップモードのマージブロック候補を導出し、マージブロック候補リストサイズを算出する。また、マージブロック候補算出部115aは、導出したマージブロック候補に対して、マージブロックインデックスの値を割り当てる。そして、マージブロック候補算出部115aは、マージブロック候補とマージブロックインデックスとをインター予測制御部113aに送る。
インター予測制御部113aは、動き検出により導出された動きベクトルを用いる動きベクトル符号化モード、または、マージモードで符号化対象ブロックを符号化するかどうかを制御する。さらに、インター予測制御部113aは、符号化対象ブロックの動きベクトル等を含むcolPic情報をcolPicメモリ114aに転送する。
可変長符号化部104aは、後述する方法で、直交変換スキップフラグを可変長符号化し、更に、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化処理された係数データに対し、可変長符号化処理を行うことで、ビットストリームを生成する。また、可変長符号化部104aは、ピクチャタイプ情報を可変長符号化する。さらに、可変長符号化部104aは、符号化に用いるマージブロックインデックスに、マージブロック候補リストサイズに応じたビット列を割り当てて、そのビット列の可変長符号化を行う。
図13は、本実施の形態に係る動画像符号化方法の処理の概要を示すフローチャートである。
ステップS301では、符号化対象ブロックの予測画像を算出する。例えば、符号化対象ブロックをイントラ予測モードで符号化する場合は、符号化対象ブロックの隣接に位置する参照画素を用いて、予測画像を生成する。また、インター予測モードの場合は、符号化対象ピクチャとは異なる符号化済みのピクチャである参照ピクチャ内にある、動き検出等によって特定される参照ブロックの画素値を用いて、予測画像を生成する。
ステップS302では、符号化対象ブロックと、ステップS301で算出した予測画像との差分をとることにより、予測残差(予測差分)を算出する。ステップS303では、図2のステップS103と同様の方法により、予測残差に直交変換を適用するかどうかを判定し、直交変換スキップフラグの値を算出する。
ステップS304では、図2のステップS104と同様の方法により、直交変換処理を行い、直交変換係数を含む係数データを算出する。ステップS305では、図2のステップS105と同様の方法により、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化マトリクスを用いた量子化を行うかどうかを判定し、行うと判定したときには、量子化マトリクスを用いた量子化処理を行うことによって、量子化係数を含む量子化された係数データを算出する。ステップS306では、図2のステップS106と同様の方法により、直交変換スキップフラグを可変長符号化する。ステップS307では、後述する方法により、直交変換スキップフラグに応じて、量子化係数のスキャン順を適応的に切り替えながら、量子化係数を可変長符号化する。
ステップS308では、図2のステップS108と同様の方法により、量子化係数に対し、逆量子化処理を行うことによって、逆量子化係数を含む係数データを算出する。ステップS309では、図2のステップS109と同様の方法により、直交変換スキップフラグに応じて、逆量子化係数に対し、逆直交変換処理を適用することによって、逆直交変換係数を含む復号予測残差を算出する。ステップS310では、ステップS301で算出した予測画像と、ステップS309で算出した逆直交変換係数を含む復号予測残差とを加算することにより、再構成画像を算出する。
図14は、図13のステップS307の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図14は、直交変換スキップフラグに応じて、量子化係数を可変長符号化する方法を表すフローチャートである。以下、図14について説明する。
ステップS321では、後述する方法で、符号化対象ブロックの量子化係数を可変長符号化する際のスキャン順を決定する。ここで、スキャン順とは、符号化対象ブロックの量子化係数を可変長符号化する際の順番を表す。ステップS322では、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が1かどうかを判定し、真ならば(Yes)、ステップS323において、後述する方法で、ステップS321で決定したスキャン順を、直交変換スキップ用のスキャン順に変更する。ステップS324では、決定したスキャン順に応じて、量子化係数を可変長符号化する。
なお、本実施の形態では、ステップS321で一度スキャン順を決定した後に、直交変換スキップフラグがオンの場合は、ステップS323で直交変換スキップ用のスキャン順に変更するようにしたが、必ずしもこの順には限らない。例えば、ステップS321でスキャン順を決定する際に、直交変換スキップフラグがオンの場合は、直接、直交変換スキップ用のスキャン順を適用するようにしても構わない。このように、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が1の場合は、直交変換スキップ用のスキャン順を適用することによって、符号化効率を向上することができる。
図15は、図14のステップS321の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図15は、量子化係数のスキャン順を決定する一例を表すフローチャートである。以下、図15について説明する。
ステップS331では、イントラ予測モードの予測方向が垂直予測モード群に含まれるかどうかを判定し、真ならば(Yes)、ステップS332において、スキャン順として水平スキャンを選択する。
ここで、垂直予測モード群とは、例えば、図16に示すイントラ予測モードの予測方向のうち、22から30までの各値によって示される予測方向を表す。なお、本実施の形態では、22から30までの各値によって示される予測方向を垂直予測モード群としたが、必ずしもこれには限らず、例えば、18から34までの各値によって示される予測方向を垂直予測モード群とするようにしても構わない。また、ここで、水平スキャンとは、例えば、図17の(a)に示すようなスキャン順を表す。図17の(a)における水平スキャンでは、右下の量子化係数(数値0によって示される量子化係数)から水平方向に、図で割り当てられた数値の順に、各量子化係数に対するスキャンを行い、これらの量子化係数の可変長符号化を行う。
ステップS331の判定結果が偽の場合(No)は、ステップS333において、イントラ予測モードの予測方向が水平予測モード群に含まれるかどうかを判定し、真ならば(Yes)、ステップS334において、スキャン順として垂直スキャンを選択する。
ここで、水平予測モード群とは、例えば、図16に示すイントラ予測モードの予測方向のうち、6から14までの各値によって示される予測方向を表す。なお、本実施の形態では、6から14までの各値によって示される予測方向を水平予測モード群としたが、必ずしもこれには限らず、例えば、2から17までの各値によって示される予測方向を水平予測モード群とするようにしても構わない。また、ここで、垂直スキャンとは、例えば、図17の(b)に示すようなスキャン順を表す。図17の(b)における垂直スキャンでは、右下の量子化係数(数値0によって示される量子化係数)から垂直方向に、図で割り当てられた数値の順に、各量子化係数に対するスキャンを行い、これらの量子化係数の可変長符号化を行う。
ステップS333の判定結果が偽の場合(No)は、ステップS335において、スキャン順として斜めスキャンを選択する。ここで、斜めスキャンとは、例えば、図17の(c)に示すようなスキャン順を表す。図17の(c)における斜めスキャンでは、右下の量子化係数(数値0によって示される量子化係数)から斜め方向に、図で割り当てられた数値の順に、各量子化係数に対するスキャンを行い、これらの量子化係数の可変長符号化を行う。このように、符号化対象ブロックの予測モードに応じて、スキャン順を適応的に切り替えることにより符号化効率を向上することができる。
図18は、図14のステップS323の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図18は、直交変換スキップ用の量子化係数のスキャン順を決定する一例を表すフローチャートである。以下、図18について説明する。
ステップS341では、図14のステップS321で決定したスキャン順が水平スキャンかどうかを判定し、真ならば(Yes)、ステップS342において、スキャン順を垂直スキャンに変更する。一方、ステップS341の判定結果が偽ならば(No)、ステップS343において、図14のステップS321で決定したスキャン順が垂直スキャンかどうかを判定する。この判定結果が真ならば(ステップS343のYes)、ステップS344において、スキャン順を水平スキャンに変更する。
このように、直交変換スキップフラグがオンの場合は、直交変換スキップ用のスキャン順を用いることによって、符号化効率を向上することができる。より具体的には、図14のステップS321で決定したスキャン順が水平スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が垂直予測モード群に含まれる場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、垂直スキャンを用いるように変更する。また、図14のステップS321で決定したスキャン順が垂直スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が水平予測モード群に含まれる場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、水平スキャンを用いるように変更する。これによって、符号化効率を向上することができる。
一般に、イントラ予測の予測方向として垂直予測モード群に含まれる予測モードが選択された場合は、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用すれば、水平方向の周波数成分が多く発生しやすく、水平方向に値0の係数が連続する可能性が高くなる。このため、水平スキャンを適用することによって、符号化効率が向上する。しかし、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合は、垂直方向に値0の係数が連続する可能性が高くなるため、垂直スキャンを選択した方が効率的に量子化係数を符号化することができるようになる。また、イントラ予測の予測方向として水平予測モード群に含まれる予測方法が選択された場合は、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用すれば、垂直方向の周波数成分が多く発生しやすく、垂直方向に値0の係数が連続する可能性が高くなる。このため、垂直スキャンを適用することによって、符号化効率が向上する。しかし、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合は、水平方向に値0の係数が連続する可能性が高くなるため、水平スキャンを選択した方が効率的に量子化係数を符号化することができるようになる。
このように、直交変換スキップフラグがオンでかつ、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合は、スキャン順を、直交変換スキップ用のスキャン順に変更することによって、符号化効率を向上することができる。
なお、本実施の形態では、図14のステップS321で決定したスキャン順が水平スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が垂直予測モード群に含まれる予測方法である場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、垂直スキャンを用いるように変更したが、必ずしもこれには限らない。例えば、図17の(d)に示すように、水平スキャンの開始位置を変更するようにしても構わない。図17の(d)では、水平スキャンの開始位置をブロックの右上位置とし、割り当てられた数値の順に従って、左下位置に向かって水平スキャンを行う。また、イントラ予測の予測方向として垂直予測モード群に含まれる予測方向が選択された場合は、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しなければ、ブロックの上側の位置ほど0係数が連続しやすくなる。このため、図17の(d)に示すようなスキャン順を適用することにより、符号化効率を向上することができる。
また、本実施の形態では、図14のステップS321で決定したスキャン順が垂直スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が水平予測モード群に含まれる予測方向である場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、水平スキャンを用いるように変更したが、必ずしもこれには限らない。例えば、図17の(e)に示すように、垂直スキャンの開始位置を変更するようにしても構わない。図17の(e)では、垂直スキャンの開始位置をブロックの左下位置とし、割り当てられた数値の順に従って、右上位置に向かって垂直スキャンを行う。また、イントラ予測の予測方向として水平予測モード群に含まれる予測方向が選択された場合は、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しなければ、ブロックの左側の位置ほど0係数が連続しやすくなる。このため、図17の(e)に示すようなスキャン順を適用することにより、符号化効率を向上することができる。また、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合は、いずれかのスキャン順にスキャン方法を固定することによって、切替の処理量を削減しつつ、符号化効率を向上することができる。
このように、本実施の形態によれば、直交変換スキップフラグがオンでかつ、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合は、スキャン順を、直交変換スキップ用のスキャン順に変更することによって、符号化効率を向上することができる。より具体的には、直交変換スキップフラグがオンでかつ、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合に、図14のステップS321で決定したスキャン順が水平スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が垂直予測モード群に含まれる予測方向である場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、垂直スキャンを用いるように変更する。一方、図14のステップS321で決定したスキャン順が垂直スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が水平予測モード群に含まれる予測方向である場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、水平スキャンを用いるように変更する。これによって、符号化効率を向上することができる。
(実施の形態4)
図19は、本実施の形態に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
動画像復号化装置200aは、図19に示すように、可変長復号化部209a、逆量子化部201a、逆直交変換部202a、加算器203a、ブロックメモリ204a、フレームメモリ205a、イントラ予測部206a、インター予測部207a、スイッチ208a、インター予測制御部210a、マージブロック候補算出部211a、およびcolPicメモリ212aを備えている。
可変長復号化部209aは、入力されたビットストリームに対し、可変長復号化処理を行い、直交変換スキップフラグ、ピクチャタイプ情報、および量子化係数を生成する。また、可変長復号化部209aは、マージブロック候補リストサイズを算出し、マージブロックインデックスの可変長復号化処理を行う。
逆量子化部201aは、直交変換スキップフラグの値に応じて、可変長復号化処理によって得られた量子化係数に対し、逆量子化処理を行う。つまり、量子化処理された係数データに含まれる量子化係数に対して逆量子化処理が行われる。逆直交変換部202aは、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化処理を行った量子化係数を含む係数データに対し、周波数領域から画像領域への変換を行うことにより、逆直交変換係数を含む復号予測誤差を生成する。加算器203aは、復号予測残差と予測画像とを加算することによって再構成画像を生成する。この再構成画像は復号画像列として動画像復号化装置200aから出力される。
ブロックメモリ204aは、再構成画像を参照画像としてブロック単位で保存し、フレームメモリ205aは、再構成画像参照画像としてフレーム単位で保存する。イントラ予測部206aは、ブロックメモリ204aに保存されているブロック単位の参照画像を用いて、イントラ予測することにより、復号化対象ブロックの予測画像を生成する。インター予測部207aは、フレームメモリ205aに保存されているフレーム単位の参照画像を用いて、インター予測することにより、復号化対象ブロックの予測画像を生成する。
スイッチ208aは、可変長復号化部209aによって生成されるピクチャタイプ情報に基づいて、加算器203aに出力される予測画像を、イントラ予測部206aによって生成された予測画像と、インター予測部207aによって生成された予測画像とで切り替える。
マージブロック候補算出部211aは、復号化対象ブロックの隣接ブロックと、colPicメモリ212aに格納されているco−locatedブロックの動きベクトル等のcolPic情報とを用いて、マージモードのマージブロック候補を導出する。また、マージブロック候補算出部211aは、導出した各マージブロック候補に対し、マージブロックインデックスの値を割当て、マージブロック候補をインター予測制御部210aに送る。
インター予測制御部210aは、動きベクトル検出モード、または、マージモードの情報を復号し、インター予測部207aに予測画像を生成させる。また、インター予測制御部210aは、復号化対象ブロックの動きベクトル等を含むcolPic情報をcolPicメモリ212aに転送する。
図20は、本実施の形態に係る動画像復号化方法の処理の概要を示すフローチャートである。
ステップS401では、図10のステップS201と同様の方法で、直交変換スキップフラグを可変長復号化する。ステップS402では、後述する方法により、直交変換スキップフラグに応じて、量子化係数のスキャン順を適応的に切り替えながら、量子化係数を可変長復号化する。ステップS403では、図13のステップS308と同様の方法により、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化係数に対し、逆量子化処理を行うことによって、逆量子化係数を算出する。ステップS404では、図13のステップS309と同様の方法により、直交変換スキップフラグに応じて、逆量子化係数に対し、逆直交変換処理を適用することによって、逆直交変換係数を算出する。ステップS405では、図13のステップS301と同様の方法により、復号化対象ブロックの予測画像を算出する。例えば、復号化対象ブロックをイントラ予測モードで復号化する場合は、復号化対象ブロックの隣接に位置する参照画素を用いて、予測画像を生成する。また、インター予測モードの場合は、復号化対象ピクチャとは異なる復号化済みのピクチャである参照ピクチャ内にある、復号した動きベクトルによって特定される参照ブロックの画素値を用いて、予測画像を生成する。ステップS406では、ステップS405で算出した予測画像と、ステップS404で算出した逆直交変換係数を含む復号予測残差とを加算することにより、再構成画像を算出する。
図21は、図20のステップS402の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図21は、直交変換スキップフラグに応じて、量子化係数を可変長復号化する方法を表すフローチャートである。以下、図21について説明する。
ステップS421では、図14のステップS321と同様の方法で、復号化対象ブロックの量子化係数を可変長復号化する際のスキャン順を決定する。ここで、スキャン順とは、復号化対象ブロックの量子化係数を可変長復号化する際の順番を表す。ステップS422では、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が1かどうかを判定し、真ならば(Yes)、ステップS423において、図14のステップS323と同様の方法で、ステップS421で決定したスキャン順を、直交変換スキップ用のスキャン順に変更する。ステップS424では、決定したスキャン順に応じて、量子化係数を可変長復号化する。
なお、本実施の形態では、ステップS421で一度スキャン順を決定した後に、直交変換スキップフラグがオンの場合は、ステップS423で直交変換スキップ用のスキャン順に変更するようにしたが、必ずしもこの順には限らない。例えば、ステップS421でスキャン順を決定する際に、直交変換スキップフラグがオンの場合は、直接、直交変換スキップ用のスキャン順を適用するようにしても構わない。このように、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が1の場合は、直交変換スキップ用のスキャン順を適用することによって、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。
このように、本実施の形態によれば、直交変換スキップフラグがオンでかつ、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合は、スキャン順を、直交変換スキップ用のスキャン順に変更することによって、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。より具体的には、直交変換スキップフラグがオンでかつ、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合に、図21のステップS421で決定したスキャン順が水平スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が垂直予測モード群に含まれる場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、垂直スキャンを用いるように変更する。一方、図21のステップS421で決定したスキャン順が垂直スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が水平予測モード群に含まれる場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、水平スキャンを用いるように変更する。これによって、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。
以上、一つまたは複数の態様に係る動画像符号化方法および動画像復号化方法について、各実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
図22Aは、本発明の一態様に係る動画像符号化方法を示すフローチャートである。
本発明の一態様に係る動画像符号化方法は、動画像をブロックごとに符号化する動画像符号化方法であって、ステップS11〜S16を含む。つまり、この動画像符号化方法は、符号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、符号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記符号化対象ブロックと前記予測画像との差分である予測残差を生成するステップS11と、前記予測残差に対して直交変換を適用するかどうかを判定することによって、直交変換スキップフラグの値を算出するステップS12と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記予測残差に対して前記直交変換を行うことによって、少なくとも1つの直交変換係数を算出するステップS13と、前記少なくとも1つの直交変換係数に対して量子化を行うことによって、少なくとも1つの量子化係数を算出するステップS14と、前記直交変換スキップフラグを可変長符号化するステップS15と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも1つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも1つの量子化係数を可変長符号化するステップS16とを有する。
図22Bは、本発明の一態様に係る動画像符号化装置を示すブロック図である。
本発明の一態様に係る動画像符号化装置は、動画像をブロックごとに符号化する動画像符号化装置10であって、構成要素11〜16を備える。つまり、この動画像符号化装置10は、符号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、符号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記符号化対象ブロックと前記予測画像との差分である予測残差を生成する予測残差生成部11と、前記予測残差に対して直交変換を適用するかどうかを判定することによって、直交変換スキップフラグの値を算出するフラグ算出部12と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記予測残差に対して前記直交変換を行うことによって、少なくとも1つの直交変換係数を算出する直交変換部13と、前記少なくとも1つの直交変換係数に対して量子化を行うことによって、少なくとも1つの量子化係数を算出する量子化部14と、前記直交変換スキップフラグを可変長符号化するフラグ符号化部15と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも1つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも1つの量子化係数を可変長符号化する係数符号化部16とを備える。
これにより、本発明の一態様に係る動画像符号化方法および動画像符号化装置では、直交変換スキップフラグの値に応じて直交変換が行われるため、直交変換を適用するか否かを切り替えることができ、さらに、直交変換スキップフラグの値に応じて量子化係数のスキャン順が切り替えられるため、量子化係数の適切な可変長符号化を行うことができる。その結果、符号化効率の向上を図ることができる。
なお、上記各実施の形態では、直交変換スキップフラグの値に応じて量子化または逆量子化を行ったが、直交変換スキップフラグの値に関わらずに量子化または逆量子化を行ってもよい。この場合でも、上述の効果と同様の効果を奏することができる。
図22Cは、本発明の一態様に係る動画像復号化方法を示すフローチャートである。
本発明の一態様に係る動画像復号化方法は、符号化された動画像をブロックごとに復号化する動画像復号化方法であって、ステップS21〜S25を含む。つまり、この動画像復号化方法は、復号化対象ブロックに対して逆直交変換を適用するかどうか示す直交変換スキップフラグを可変長復号化するステップS21と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて、前記復号化対象ブロックに含まれる少なくとも1つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも1つの量子化係数を可変長復号化するステップS22と、可変長復号化された前記少なくとも1つの量子化係数に対して逆量子化を行うことによって、少なくとも1つの逆量子化係数を算出するステップS23と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも1つの逆量子化係数に対して逆直交変換を行うことによって、前記復号化対象ブロックの予測残差を算出するステップS24と、前記復号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、復号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記復号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記予測残差と前記予測画像とを加算することにより再構成画像を生成するステップS25とを有する。
図22Dは、本発明の一態様に係る動画像復号化装置を示すブロック図である。
本発明の一態様に係る動画像復号化装置は、符号化された動画像をブロックごとに復号化する動画像復号化装置20であって、構成要素21〜25を備える。つまり、この動画像復号化装置20は、復号化対象ブロックに対して逆直交変換を適用するかどうか示す直交変換スキップフラグを可変長復号化するフラグ復号化部21と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて、前記復号化対象ブロックに含まれる少なくとも1つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも1つの量子化係数を可変長復号化する係数復号化部22と、可変長復号化された前記少なくとも1つの量子化係数に対して逆量子化を行うことによって、少なくとも1つの逆量子化係数を算出する逆量子化部23と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも1つの逆量子化係数に対して逆直交変換を行うことによって、前記復号化対象ブロックの予測残差を算出する逆直交変換部24と、前記復号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、復号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記復号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記予測残差と前記予測画像とを加算することにより再構成画像を生成する再構成画像生成部25とを備える。
これにより、本発明の一態様に係る動画像復号化方法および動画像復号化装置では、直交変換スキップフラグの値に応じて逆直交変換が行われるため、逆直交変換を適用するか否かを切り替えることができ、さらに、直交変換スキップフラグの値に応じて量子化係数のスキャン順が切り替えられるため、量子化係数の適切な可変長復号化を行うことができる。その結果、符号化効率の向上を図った符号化動画像であるビットストリームを適切に復号化することができる。
なお、上記各実施の形態では、直交変換スキップフラグの値に応じて逆量子化を行ったが、直交変換スキップフラグの値に関わらずに逆量子化を行ってもよい。この場合でも、上述の効果と同様の効果を奏することができる。
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
言い換えると、動画像符号化装置および動画像復号化装置は、制御回路(control circuitry)と、当該制御回路に電気的に接続された(当該制御回路からアクセス可能な)記憶装置(storage)とを備える。制御回路は、専用のハードウェアおよびプログラム実行部の少なくとも一方を含む。また、記憶装置は、制御回路がプログラム実行部を含む場合には、当該プログラム実行部により実行されるソフトウェアプログラムを記憶する。ここで、上記各実施の形態の動画像符号化装置を実現するソフトウェアは、図22Aのフローチャートによって示される各ステップS11〜S16をコンピュータに実行させるプログラムである。また、上記各実施の形態の動画像復号化装置を実現するソフトウェアは、図22Cのフローチャートによって示される各ステップS21〜S25をコンピュータに実行させるプログラムである。
(実施の形態5)
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法(画像符号化方法)または動画像復号化方法(画像復号方法)の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ICカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法(画像符号化方法)や動画像復号化方法(画像復号方法)の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、及び画像復号方法を用いた画像復号装置からなる画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。
図23は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex100の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex106、ex107、ex108、ex109、ex110が設置されている。
このコンテンツ供給システムex100は、インターネットex101にインターネットサービスプロバイダex102および電話網ex104、および基地局ex106からex110を介して、コンピュータex111、PDA(Personal Digital Assistant)ex112、カメラex113、携帯電話ex114、ゲーム機ex115などの各機器が接続される。
しかし、コンテンツ供給システムex100は図23のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex106からex110を介さずに、各機器が電話網ex104に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。
カメラex113はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラex116はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ex114は、GSM(登録商標)(Global System for Mobile Communications)方式、CDMA(Code Division Multiple Access)方式、W−CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access)方式、若しくはLTE(Long Term Evolution)方式、HSPA(High Speed Packet Access)の携帯電話機、またはPHS(Personal Handyphone System)等であり、いずれでも構わない。
コンテンツ供給システムex100では、カメラex113等が基地局ex109、電話網ex104を通じてストリーミングサーバex103に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラex113を用いて撮影するコンテンツ(例えば、音楽ライブの映像等)に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い(即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する)、ストリーミングサーバex103に送信する。一方、ストリーミングサーバex103は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータex111、PDAex112、カメラex113、携帯電話ex114、ゲーム機ex115等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号化処理して再生する(即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する)。
なお、撮影したデータの符号化処理はカメラex113で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバex103で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号化処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバex103で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラex113に限らず、カメラex116で撮影した静止画像および/または動画像データを、コンピュータex111を介してストリーミングサーバex103に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラex116、コンピュータex111、ストリーミングサーバex103のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。
また、これら符号化・復号化処理は、一般的にコンピュータex111や各機器が有するLSIex500において処理する。LSIex500は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化・復号化用のソフトウェアをコンピュータex111等で読み取り可能な何らかの記録メディア(CD−ROM、フレキシブルディスク、ハードディスクなど)に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化・復号化処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ex114がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ex114が有するLSIex500で符号化処理されたデータである。
また、ストリーミングサーバex103は複数のサーバや複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。
以上のようにして、コンテンツ供給システムex100では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムex100では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号化し、再生することができ、特別な権利や設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。
なお、コンテンツ供給システムex100の例に限らず、図24に示すように、デジタル放送用システムex200にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置(画像符号化装置)または動画像復号化装置(画像復号装置)のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex201では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex202に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである(即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置によって符号化されたデータである)。これを受けた放送衛星ex202は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex204が受信する。受信した多重化データを、テレビ(受信機)ex300またはセットトップボックス(STB)ex217等の装置が復号化して再生する(即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する)。
また、DVD、BD等の記録メディアex215に記録した多重化データを読み取り復号化する、または記録メディアex215に映像信号を符号化し、さらに場合によっては音楽信号と多重化して書き込むリーダ/レコーダex218にも上記各実施の形態で示した動画像復号化装置または動画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタex219に表示され、多重化データが記録された記録メディアex215により他の装置やシステムにおいて映像信号を再生することができる。また、ケーブルテレビ用のケーブルex203または衛星/地上波放送のアンテナex204に接続されたセットトップボックスex217内に動画像復号化装置を実装し、これをテレビのモニタex219で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に動画像復号化装置を組み込んでもよい。
図25は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ(受信機)ex300を示す図である。テレビex300は、上記放送を受信するアンテナex204またはケーブルex203等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex301と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調/復調部ex302と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex306で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重/分離部ex303を備える。
また、テレビex300は、音声データ、映像データそれぞれを復号化する、またはそれぞれの情報を符号化する音声信号処理部ex304、映像信号処理部ex305(本発明の一態様に係る画像符号化装置または画像復号装置として機能する)を有する信号処理部ex306と、復号化した音声信号を出力するスピーカex307、復号化した映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ex308を有する出力部ex309とを有する。さらに、テレビex300は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ex312等を有するインタフェース部ex317を有する。さらに、テレビex300は、各部を統括的に制御する制御部ex310、各部に電力を供給する電源回路部ex311を有する。インタフェース部ex317は、操作入力部ex312以外に、リーダ/レコーダex218等の外部機器と接続されるブリッジex313、SDカード等の記録メディアex216を装着可能とするためのスロット部ex314、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバex315、電話網と接続するモデムex316等を有していてもよい。なお記録メディアex216は、格納する不揮発性/揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビex300の各部は同期バスを介して互いに接続されている。
まず、テレビex300がアンテナex204等により外部から取得した多重化データを復号化し、再生する構成について説明する。テレビex300は、リモートコントローラex220等からのユーザ操作を受け、CPU等を有する制御部ex310の制御に基づいて、変調/復調部ex302で復調した多重化データを多重/分離部ex303で分離する。さらにテレビex300は、分離した音声データを音声信号処理部ex304で復号化し、分離した映像データを映像信号処理部ex305で上記各実施の形態で説明した復号化方法を用いて復号化する。復号化した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ex309から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファex318、ex319等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビex300は、放送等からではなく、磁気/光ディスク、SDカード等の記録メディアex215、ex216から多重化データを読み出してもよい。次に、テレビex300が音声信号や映像信号を符号化し、外部に送信または記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビex300は、リモートコントローラex220等からのユーザ操作を受け、制御部ex310の制御に基づいて、音声信号処理部ex304で音声信号を符号化し、映像信号処理部ex305で映像信号を上記各実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重/分離部ex303で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファex320、ex321等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファex318、ex319、ex320、ex321は図示しているように複数備えていてもよいし、1つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調/復調部ex302や多重/分離部ex303の間等でもシステムのオーバフロー、アンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。
また、テレビex300は、放送等や記録メディア等から音声データ、映像データを取得する以外に、マイクやカメラのAV入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビex300は上記の符号化処理、多重化、および外部出力ができる構成として説明したが、これらの処理を行うことはできず、上記受信、復号化処理、外部出力のみが可能な構成であってもよい。
また、リーダ/レコーダex218で記録メディアから多重化データを読み出す、または書き込む場合には、上記復号化処理または符号化処理はテレビex300、リーダ/レコーダex218のいずれで行ってもよいし、テレビex300とリーダ/レコーダex218が互いに分担して行ってもよい。
一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生/記録部ex400の構成を図26に示す。情報再生/記録部ex400は、以下に説明する要素ex401、ex402、ex403、ex404、ex405、ex406、ex407を備える。光ヘッドex401は、光ディスクである記録メディアex215の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex215の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex402は、光ヘッドex401に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex403は、光ヘッドex401に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex215に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex404は、記録メディアex215に記録するための情報および記録メディアex215から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex405は記録メディアex215を回転させる。サーボ制御部ex406は、ディスクモータex405の回転駆動を制御しながら光ヘッドex401を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex407は、情報再生/記録部ex400全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex407が、バッファex404に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex402、再生復調部ex403、サーボ制御部ex406を協調動作させながら、光ヘッドex401を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex407は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。
以上では、光ヘッドex401はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。
図27に光ディスクである記録メディアex215の模式図を示す。記録メディアex215の記録面には案内溝(グルーブ)がスパイラル状に形成され、情報トラックex230には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex231の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex230を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex215は、データ記録領域ex233、内周領域ex232、外周領域ex234を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex233であり、データ記録領域ex233より内周または外周に配置されている内周領域ex232と外周領域ex234は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生/記録部ex400は、このような記録メディアex215のデータ記録領域ex233に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。
以上では、1層のDVD、BD等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりなど、多次元的な記録/再生を行う構造の光ディスクであってもよい。
また、デジタル放送用システムex200において、アンテナex205を有する車ex210で衛星ex202等からデータを受信し、車ex210が有するカーナビゲーションex211等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex211の構成は例えば図25に示す構成のうち、GPS受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex111や携帯電話ex114等でも考えられる。
図28Aは、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いた携帯電話ex114を示す図である。携帯電話ex114は、基地局ex110との間で電波を送受信するためのアンテナex350、映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ex365、カメラ部ex365で撮像した映像、アンテナex350で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ex358を備える。携帯電話ex114は、さらに、操作キー部ex366を有する本体部、音声を出力するためのスピーカ等である音声出力部ex357、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ex356、撮影した映像、静止画、録音した音声、または受信した映像、静止画、メール等の符号化されたデータもしくは復号化されたデータを保存するメモリ部ex367、又は同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ex364を備える。
さらに、携帯電話ex114の構成例について、図28Bを用いて説明する。携帯電話ex114は、表示部ex358及び操作キー部ex366を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex360に対して、電源回路部ex361、操作入力制御部ex362、映像信号処理部ex355、カメラインタフェース部ex363、LCD(Liquid Crystal Display)制御部ex359、変調/復調部ex352、多重/分離部ex353、音声信号処理部ex354、スロット部ex364、メモリ部ex367がバスex370を介して互いに接続されている。
電源回路部ex361は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話ex114を動作可能な状態に起動する。
携帯電話ex114は、CPU、ROM、RAM等を有する主制御部ex360の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex356で収音した音声信号を音声信号処理部ex354でデジタル音声信号に変換し、これを変調/復調部ex352でスペクトラム拡散処理し、送信/受信部ex351でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex350を介して送信する。また携帯電話ex114は、音声通話モード時にアンテナex350を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調/復調部ex352でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex354でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex357から出力する。
さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ex366等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex362を介して主制御部ex360に送出される。主制御部ex360は、テキストデータを変調/復調部ex352でスペクトラム拡散処理をし、送信/受信部ex351でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex350を介して基地局ex110へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ex358に出力される。
データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex355は、カメラ部ex365から供給された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し(即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する)、符号化された映像データを多重/分離部ex353に送出する。また、音声信号処理部ex354は、映像、静止画等をカメラ部ex365で撮像中に音声入力部ex356で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重/分離部ex353に送出する。
多重/分離部ex353は、映像信号処理部ex355から供給された符号化された映像データと音声信号処理部ex354から供給された符号化された音声データを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変調/復調部(変調/復調回路部)ex352でスペクトラム拡散処理をし、送信/受信部ex351でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナex350を介して送信する。
データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、または映像およびもしくは音声が添付された電子メールを受信する場合、アンテナex350を介して受信された多重化データを復号化するために、多重/分離部ex353は、多重化データを分離することにより映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスex370を介して符号化された映像データを映像信号処理部ex355に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ex354に供給する。映像信号処理部ex355は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって復号化することにより映像信号を復号し(即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する)、LCD制御部ex359を介して表示部ex358から、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる映像、静止画が表示される。また音声信号処理部ex354は、音声信号を復号し、音声出力部ex357から音声が出力される。
また、上記携帯電話ex114等の端末は、テレビex300と同様に、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末という3通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムex200において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されたデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。
このように、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法あるいは動画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記各実施の形態で説明した効果を得ることができる。
また、本発明はかかる上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
(実施の形態6)
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、MPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。
この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、MPEG−2トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。
図29は、多重化データの構成を示す図である。図29に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム(PG)、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、1つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム(IG)は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にGUI部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のMPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーAC−3、Dolby Digital Plus、MLP、DTS、DTS−HD、または、リニアPCMのなどの方式で符号化されている。
多重化データに含まれる各ストリームはPIDによって識別される。例えば、映画の映像に利用するビデオストリームには0x1011が、オーディオストリームには0x1100から0x111Fまでが、プレゼンテーショングラフィックスには0x1200から0x121Fまでが、インタラクティブグラフィックスストリームには0x1400から0x141Fまでが、映画の副映像に利用するビデオストリームには0x1B00から0x1B1Fまで、主音声とミキシングする副音声に利用するオーディオストリームには0x1A00から0x1A1Fが、それぞれ割り当てられている。
図30は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex235、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex238を、それぞれPESパケット列ex236およびex239に変換し、TSパケットex237およびex240に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex241およびインタラクティブグラフィックスex244のデータをそれぞれPESパケット列ex242およびex245に変換し、さらにTSパケットex243およびex246に変換する。多重化データex247はこれらのTSパケットを1本のストリームに多重化することで構成される。
図31は、PESパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図31における第1段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第2段目は、PESパケット列を示す。図31の矢印yy1,yy2,yy3,yy4に示すように、ビデオストリームにおける複数のVideo Presentation UnitであるIピクチャ、Bピクチャ、Pピクチャは、ピクチャ毎に分割され、PESパケットのペイロードに格納される。各PESパケットはPESヘッダを持ち、PESヘッダには、ピクチャの表示時刻であるPTS(Presentation Time−Stamp)やピクチャの復号時刻であるDTS(Decoding Time−Stamp)が格納される。
図32は、多重化データに最終的に書き込まれるTSパケットの形式を示している。TSパケットは、ストリームを識別するPIDなどの情報を持つ4ByteのTSヘッダとデータを格納する184ByteのTSペイロードから構成される188Byte固定長のパケットであり、上記PESパケットは分割されTSペイロードに格納される。BD−ROMの場合、TSパケットには、4ByteのTP_Extra_Headerが付与され、192Byteのソースパケットを構成し、多重化データに書き込まれる。TP_Extra_HeaderにはATS(Arrival_Time_Stamp)などの情報が記載される。ATSは当該TSパケットのデコーダのPIDフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図32下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はSPN(ソースパケットナンバー)と呼ばれる。
また、多重化データに含まれるTSパケットには、映像・音声・字幕などの各ストリーム以外にもPAT(Program Association Table)、PMT(Program Map Table)、PCR(Program Clock Reference)などがある。PATは多重化データ中に利用されるPMTのPIDが何であるかを示し、PAT自身のPIDは0で登録される。PMTは、多重化データ中に含まれる映像・音声・字幕などの各ストリームのPIDと各PIDに対応するストリームの属性情報を持ち、また多重化データに関する各種ディスクリプタを持つ。ディスクリプタには多重化データのコピーを許可・不許可を指示するコピーコントロール情報などがある。PCRは、ATSの時間軸であるATC(Arrival Time Clock)とPTS・DTSの時間軸であるSTC(System Time Clock)の同期を取るために、そのPCRパケットがデコーダに転送されるATSに対応するSTC時間の情報を持つ。
図33はPMTのデータ構造を詳しく説明する図である。PMTの先頭には、そのPMTに含まれるデータの長さなどを記したPMTヘッダが配置される。その後ろには、多重化データに関するディスクリプタが複数配置される。上記コピーコントロール情報などが、ディスクリプタとして記載される。ディスクリプタの後には、多重化データに含まれる各ストリームに関するストリーム情報が複数配置される。ストリーム情報は、ストリームの圧縮コーデックなどを識別するためストリームタイプ、ストリームのPID、ストリームの属性情報(フレームレート、アスペクト比など)が記載されたストリームディスクリプタから構成される。ストリームディスクリプタは多重化データに存在するストリームの数だけ存在する。
記録媒体などに記録する場合には、上記多重化データは、多重化データ情報ファイルと共に記録される。
多重化データ情報ファイルは、図34に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと1対1に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。
多重化データ情報は図34に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのPIDフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるATSの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのPTSであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのPTSに1フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。
ストリーム属性情報は図35に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、PID毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。オーディオストリーム属性情報は、そのオーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。
本実施の形態においては、上記多重化データのうち、PMTに含まれるストリームタイプを利用する。また、記録媒体に多重化データが記録されている場合には、多重化データ情報に含まれる、ビデオストリーム属性情報を利用する。具体的には、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置において、PMTに含まれるストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に対し、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示す固有の情報を設定するステップまたは手段を設ける。この構成により、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成した映像データと、他の規格に準拠する映像データとを識別することが可能になる。
また、本実施の形態における動画像復号化方法のステップを図36に示す。ステップexS100において、多重化データからPMTに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexS101において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexS102において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のMPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexS103において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。
このように、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に新たな固有値を設定することにより、復号する際に、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法または装置で復号可能であるかを判断することができる。従って、異なる規格に準拠する多重化データが入力された場合であっても、適切な復号化方法または装置を選択することができるため、エラーを生じることなく復号することが可能となる。また、本実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、または、動画像復号方法または装置を、上述したいずれの機器・システムに用いることも可能である。
(実施の形態7)
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるLSIで実現される。一例として、図37に1チップ化されたLSIex500の構成を示す。LSIex500は、以下に説明する要素ex501、ex502、ex503、ex504、ex505、ex506、ex507、ex508、ex509を備え、各要素はバスex510を介して接続している。電源回路部ex505は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
例えば符号化処理を行う場合には、LSIex500は、CPUex502、メモリコントローラex503、ストリームコントローラex504、駆動周波数制御部ex512等を有する制御部ex501の制御に基づいて、AV I/Oex509によりマイクex117やカメラex113等からAV信号を入力する。入力されたAV信号は、一旦SDRAM等の外部のメモリex511に蓄積される。制御部ex501の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ex507に送られ、信号処理部ex507において音声信号の符号化および/または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex507ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームI/Oex506から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex107に向けて送信されたり、または記録メディアex215に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex508にデータを蓄積するとよい。
なお、上記では、メモリex511がLSIex500の外部の構成として説明したが、LSIex500の内部に含まれる構成であってもよい。バッファex508も1つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、LSIex500は1チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。
また、上記では、制御部ex501が、CPUex502、メモリコントローラex503、ストリームコントローラex504、駆動周波数制御部ex512等を有するとしているが、制御部ex501の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ex507がさらにCPUを備える構成であってもよい。信号処理部ex507の内部にもCPUを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、CPUex502が信号処理部ex507、または信号処理部ex507の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ex501は、信号処理部ex507、またはその一部を有するCPUex502を備える構成となる。
なお、ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。このようなプログラマブル・ロジック・デバイスは、典型的には、ソフトウェア又はファームウェアを構成するプログラムを、ロードする又はメモリ等から読み込むことで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法、又は動画像復号化方法を実行することができる。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
(実施の形態8)
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のMPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、LSIex500において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のCPUex502の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
この課題を解決するために、テレビex300、LSIex500などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図38は、本実施の形態における構成ex800を示している。駆動周波数切替え部ex803は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex801に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex802に対し、映像データを復号するよう指示する。
より具体的には、駆動周波数切替え部ex803は、図37のCPUex502と駆動周波数制御部ex512から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex801、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex802は、図37の信号処理部ex507に該当する。CPUex502は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、CPUex502からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex512は、駆動周波数を設定する。また、CPUex502からの信号に基づいて、信号処理部ex507は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態6で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態6で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、CPUex502における駆動周波数の選択は、例えば、図40のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex508や、LSIの内部メモリに格納しておき、CPUex502がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。
図39は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexS200では、信号処理部ex507において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexS201では、CPUex502において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexS202において、駆動周波数を高く設定する信号を、CPUex502が駆動周波数制御部ex512に送る。そして、駆動周波数制御部ex512において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のMPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexS203において、駆動周波数を低く設定する信号を、CPUex502が駆動周波数制御部ex512に送る。そして、駆動周波数制御部ex512において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。
さらに、駆動周波数の切替えに連動して、LSIex500またはLSIex500を含む装置に与える電圧を変更することにより、省電力効果をより高めることが可能である。例えば、駆動周波数を低く設定する場合には、これに伴い、駆動周波数を高く設定している場合に比べ、LSIex500またはLSIex500を含む装置に与える電圧を低く設定することが考えられる。
また、駆動周波数の設定方法は、復号する際の処理量が大きい場合に、駆動周波数を高く設定し、復号する際の処理量が小さい場合に、駆動周波数を低く設定すればよく、上述した設定方法に限らない。例えば、MPEG4−AVC規格に準拠する映像データを復号する処理量の方が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置により生成された映像データを復号する処理量よりも大きい場合には、駆動周波数の設定を上述した場合の逆にすることが考えられる。
さらに、駆動周波数の設定方法は、駆動周波数を低くする構成に限らない。例えば、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、LSIex500またはLSIex500を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のMPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、LSIex500またはLSIex500を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、CPUex502の駆動を停止させることなく、従来のMPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、CPUex502の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、CPUex502の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のMPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。
このように、映像データが準拠する規格に応じて、駆動周波数を切替えることにより、省電力化を図ることが可能になる。また、電池を用いてLSIex500またはLSIex500を含む装置を駆動している場合には、省電力化に伴い、電池の寿命を長くすることが可能である。
(実施の形態9)
テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、LSIex500の信号処理部ex507が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex507を個別に用いると、LSIex500の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のMPEG−2、MPEG4−AVC、VC−1などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図41Aのex900に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、MPEG4−AVC規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、MPEG4−AVC規格に対応する復号処理部ex902を共有し、MPEG4−AVC規格に対応しない、本発明の一態様に特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex901を用いるという構成が考えられる。特に、本発明の一態様は、逆量子化に特徴を有していることから、例えば、逆量子化については専用の復号処理部ex901を用い、それ以外のエントロピー復号、デブロッキング・フィルタ、動き補償のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、MPEG4−AVC規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
また、処理を一部共有化する他の例を図41Bのex1000に示す。この例では、本発明の一態様に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex1001と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex1002と、本発明の一態様に係る動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex1003とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex1001、ex1002は、必ずしも本発明の一態様、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、LSIex500で実装することも可能である。
このように、本発明の一態様に係る動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、LSIの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。