JPWO2013046586A1 - 画像符号化方法及び画像符号化装置 - Google Patents

Abstract

画像符号化方法は、画像を符号化ユニット毎に符号化する画像符号化方法であって、それぞれが１以上の変換ユニットに相当する複数の所定ブロックを含む符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとを周波数変換する周波数変換ステップ（Ｓ５０１）と、周波数変換された輝度データと、周波数変換された色差データとを符号化して、輝度データと色差データとが所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列を出力する符号化ステップ（Ｓ５０２）とを含む。

Description

本発明は、画像をブロック毎に符号化する画像符号化方法、または、画像をブロック毎に復号化する画像復号化方法に関する。

画像（動画像を含む）をブロック毎に符号化する画像符号化方法、または、画像をブロック毎に復号化する画像復号化方法に関する技術として、非特許文献１に記載の技術がある。

ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−１０「ＭＰＥＧ−４ Ｐａｒｔ１０ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ」

しかしながら、従来技術に係る画像符号化方法または画像復号化方法において、非効率的な処理が用いられる場合がある。

そこで、本発明は、画像を効率的に符号化する画像符号化方法、または、画像を効率的に復号化する画像復号化方法を提供する。

本発明の一態様に係る画像符号化方法は、画像を符号化ユニット毎に符号化する画像符号化方法であって、それぞれが１以上の変換ユニットに相当する複数の所定ブロックを含む符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとを周波数変換する周波数変換ステップと、周波数変換された前記輝度データと、周波数変換された前記色差データとを符号化して、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列を出力する符号化ステップとを含む。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本発明の画像符号化方法及び画像復号化方法は、画像を効率的に符号化または復号化することができる。

図１は、従来例の符号列を説明するための図である。 図２は、実施の形態１の画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１の符号列を説明するための図である。 図４は、実施の形態１の符号化の動作について説明するためのフローチャートである。 図５は、実施の形態１の変形例の符号列を説明するための図である。 図６は、実施の形態１の変形例の符号化の動作について説明するためのフローチャートである。 図７は、実施の形態２の画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 図８は、実施の形態２の符号列を説明するための図である。 図９は、実施の形態２の符号化の動作について説明するためのフローチャートである。 図１０は、実施の形態２の複数の演算器への処理割当てを説明するための図である。 図１１は、実施の形態３の画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図１２は、実施の形態３の復号化の動作について説明するためのフローチャートである。 図１３は、実施の形態４の画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図１４は、実施の形態４の復号化の動作について説明するためのフローチャートである。 図１５Ａは、実施の形態５の画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 図１５Ｂは、実施の形態５の符号化の動作について説明するためのフローチャートである。 図１６Ａは、実施の形態５の画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図１６Ｂは、実施の形態５の復号化の動作について説明するためのフローチャートである。 図１７は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。 図１８は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図１９は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図２０は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生／記録部の構成例を示すブロック図である。 図２１は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。 図２２Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図２２Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図２３は、多重化データの構成を示す図である。 図２４は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。 図２５は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。 図２６は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。 図２７は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２８は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図２９は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図３０は、映像データを識別するステップを示す図である。 図３１は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号化方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。 図３２は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図３３は、映像データを識別し、駆動周波数を切り替えるステップを示す図である。 図３４は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。 図３５Ａは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図である。 図３５Ｂは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。

（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、画像をブロック毎に符号化する画像符号化装置、または、画像をブロック毎に復号化する画像復号化装置に関して、以下の問題が生じることを見出した。

近年、デジタル映像機器の技術進歩が著しく、ビデオカメラやテレビチューナから入力した映像信号（時系列順に並んだ複数のピクチャ）を圧縮符号化しＤＶＤやハードディスク等の記録メディアに記録する機会が増えている。

映像信号を符号化する際、一般的には画像データを輝度情報（Ｙ）、第１の色差情報（Ｕ）及び第２の色差情報（Ｖ）に分離し、それぞれに対し周波数変換を施し、その結果である係数値を可変長符号化や算術符号化等の符号化技術を用いて符号化する。

さらに詳しくは、１枚の画像を所定の符号化ユニット（Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ（以下ＣＵ））に分割し、そのＣＵ内をさらに変換ユニット（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｕｎｉｔ（以下ＴＵ））に分割し、ＴＵのＹ、Ｕ及びＶそれぞれに対し周波数変換を施す。そしてＹ、Ｕ及びＶの符号化結果を連結して符号列を作成する。また、復号化においては、符号列からＹ、Ｕ及びＶそれぞれの係数値を復号化し、係数値から逆変換によってＹ、Ｕ及びＶそれぞれの画像情報を取得する。

なお、ＣＵは、画像を符号化するためのデータ単位であり、Ｈ．２６４／ＡＶＣまたはＭＰＥＧ−４ ＡＶＣと呼ばれる動画像符号化規格（非特許文献１参照）のマクロブロックに対応する。ＣＵは、ピクチャまたはピクチャ内のスライスに含まれる。最大符号化ユニット（Ｌａｒｇｅｓｔ Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ（以下ＬＣＵ））は、所定の固定サイズの正方形である。ＣＵは、所定の固定サイズ以下の正方形である。同じピクチャまたは同じスライス内の２つのＣＵが、互いに異なるサイズの正方形であってもよい。

例えば、ピクチャまたはスライス内の所定の固定サイズの正方形を４分割することで定義される４つのブロックのそれぞれが、ＣＵに割り当てられてもよい。また、例えば、所定の固定サイズの正方形を多段階に４分割することで階層的に定義される複数のブロックのうち、最下層のブロックがＣＵに割り当てられてもよい。所定の固定サイズの正方形が４分割されない場合、ＬＣＵがＣＵに割り当てられてもよい。このような割り当てに沿って、画像がＣＵ毎に符号化され、符号列が作成される。

従来例では、図１に示すようにＣＵ毎にＹ、Ｕ及びＶをそれぞれ連続して配置し、符号列を作成する。図１において、ＹｎはＴＵｎのＹ情報を示し、ＵｎはＴＵｎのＵ情報を示し、ＶｎはＴＵｎのＶ情報を示す。また図１は４：２：０フォーマットの例であり、Ｕ及びＶの画素数はそれぞれＹの４分の１である。

しかしながら、従来の符号列の構成ではＣＵ内のＹを全て符号化して符号列を出力してからでないとＵ及びＶの符号列を出力できないため、ＣＵ内のＹの一部より先にＵまたはＶの符号列を出力できる状態であったとしても出力できず、バッファリングしておく必要があった。図１の（Ｃ）を用いて説明すると、Ｙ９の符号列を出力するまでＵ０の符号列を出力することができず、バッファリング用のメモリまたはレジスタにＵ０の情報を置いておく必要があった。そのため、バッファリング用のメモリまたはレジスタが多く必要になるという課題があった。

また、復号化においてもＹ、Ｕ及びＶを復号化するまでは出画できないが、ＣＵ内のＹを全て復号化してからでないとＵ及びＶを復号化することはできず、Ｙの復号化結果をバッファリングしておく必要があった。図１の（Ｃ）を用いて説明すると、Ｖ０を復号化しないとＴ０のブロックを出画することができないため、Ｙ０〜Ｙ９及びＵ０〜Ｕ９をバッファリング用のメモリまたはレジスタに置いておく必要があった。

このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、画像を符号化ユニット毎に符号化する画像符号化方法であって、それぞれが１以上の変換ユニットに相当する複数の所定ブロックを含む符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとを周波数変換する周波数変換ステップと、周波数変換された前記輝度データと、周波数変換された前記色差データとを符号化して、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列を出力する符号化ステップとを含む。

かかる構成により、ＣＵ内のＹの全ての符号列を出力した後でなくともＵ及びＶの符号列を出力することができ、Ｕ及びＶをバッファリングする必要がなくなり、バッファリング用のメモリまたはレジスタを削減することができる。

例えば、前記複数の所定ブロックのそれぞれは、所定サイズのブロックにおける複数の変換ユニット、または、所定サイズ以上の変換ユニットに相当し、前記符号化ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを符号化して、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた前記符号列を出力してもよい。

かかる構成により、Ｙ、Ｕ及びＶが、適切なデータ単位で符号列に配置される。したがって、処理効率が向上する。

また、例えば、前記周波数変換ステップでは、前記輝度データを変換ユニット毎に周波数変換し、前記色差データの画素数が前記輝度データの画素数に等しい場合、前記色差データを変換ユニット毎に周波数変換し、前記色差データの画素数が前記輝度データの画素数よりも少ない場合、前記色差データを前記所定ブロック毎に周波数変換してもよい。

かかる構成により、Ｙ、Ｕ及びＶが、画素数に対応する適切なデータ単位で周波数変換される。したがって、処理効率が向上する。

また、例えば、前記周波数変換ステップでは、前記符号化ユニットにおける前記複数の変換ユニットの前記色差データのうち、所定サイズ以下のブロックにおける複数の変換ユニットの色差データを結合し、結合された前記色差データを一回で周波数変換してもよい。

かかる構成により、変換のためのデータ単位が小さくなりすぎることが回避される。したがって、小さい変換回路を設けなくてよくなる。また、ＵまたはＶが最小ＴＵを下回らないようにするためにＹを最小ＴＵサイズにできなかった場合を考えると、かかる構成により、Ｙを最小ＴＵサイズにできるようになり、符号化効率向上に繋がる。

また、例えば、前記周波数変換ステップでは、変換ユニットのサイズが予め定められた最小のサイズであり、かつ、前記変換ユニットの色差データの画素数が前記変換ユニットの輝度データの画素数よりも少ない場合、前記符号化ユニットにおける前記複数の変換ユニットの前記色差データのうち、前記変換ユニットを含むブロックにおける複数の変換ユニットの色差データを結合し、結合された前記色差データを一回で周波数変換してもよい。

かかる構成により、ＴＵサイズが最小のＴＵサイズであり、なお且つ４：２：０や４：２：２フォーマット等のようにＵまたはＶの画素数がＹよりも少ない場合でも、Ｕ及びＶのそれぞれが最小のＴＵサイズを下回らないような制御が可能になる。したがって、最小ＴＵより小さい変換回路を設けなくてよくなる。また、ＵまたはＶが最小ＴＵを下回らないようにするためにＹを最小ＴＵサイズにできなかった場合を考えると、かかる構成により、Ｙを最小ＴＵサイズにできるようになり、符号化効率向上に繋がる。

また、例えば、前記符号化ステップでは、所定ブロックにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとを符号化して、前記所定ブロックにおける前記複数の変換ユニットの前記輝度データの全てよりも後に前記所定ブロックにおける前記複数の変換ユニットの前記色差データの全てが配置された前記符号列を出力してもよい。

かかる構成により、Ｙの後にＵ及びＶが続き、この順番が維持される。したがって、この順番が入れ替わることを考慮する必要がない。よって、画像処理の複雑度を下げることが可能である。

また、例えば、前記複数の所定ブロックのそれぞれは、所定サイズのブロックにおける複数の変換ユニット、または、所定サイズ以上の変換ユニットに相当し、前記周波数変換ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを変換ユニット毎に周波数変換し、前記符号化ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを符号化して、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた前記符号列を出力してもよい。

かかる構成により、Ｙ、Ｕ及びＶそれぞれを数ブロックまとめて処理することが可能となり、Ｙ、Ｕ及びＶそれぞれの入力画像をある程度一括で入力することが可能となる。これにより、データ転送効率の向上を図れる。また、ＹＵＶのデータ単位を複数の演算器で並列処理する場合において、ＹＵＶ１セットの画素数のばらつきを抑えることができ、演算器の稼働率の向上を図れる。

また、例えば、前記複数の所定ブロックのそれぞれは、変換ユニットに相当し、前記周波数変換ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを変換ユニット毎に周波数変換し、前記符号化ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを符号化して、前記輝度データと前記色差データとが変換ユニット毎に一緒にまとめられた前記符号列を出力してもよい。

かかる構成により、Ｙ、Ｕ及びＶが、簡潔かつ適切なデータ単位で符号列に配置される。したがって、処理効率が向上する。

また、本発明の一態様に係る画像復号化方法は、画像を符号化ユニット毎に復号化する画像復号化方法であって、それぞれが１以上の変換ユニットに相当する複数の所定ブロックを含む符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとが、周波数変換され、符号化され、前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列を取得して、前記輝度データと前記色差データとを復号化する復号化ステップと、復号化された前記輝度データと、復号化された前記色差データとを逆周波数変換する逆周波数変換ステップとを含む画像復号化方法でもよい。

かかる構成により、ＣＵ内のＹを全て復号化してからでなくともＵ及びＶを復号化することができ、Ｙ及びＵの復号化結果をバッファリングする必要がなくなり、バッファリング用のメモリまたはレジスタを削減することができる。

例えば、前記複数の所定ブロックのそれぞれは、所定サイズのブロックにおける複数の変換ユニット、または、所定サイズ以上の変換ユニットに相当し、前記復号化ステップでは、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた前記符号列を取得して、前記輝度データと前記色差データとを復号化してもよい。

かかる構成により、Ｙ、Ｕ及びＶが、適切なデータ単位で配置された符号列が用いられる。したがって、処理効率が向上する。

また、例えば、前記逆周波数変換ステップでは、前記輝度データを変換ユニット毎に逆周波数変換し、前記色差データの画素数が前記輝度データの画素数に等しい場合、前記色差データを変換ユニット毎に逆周波数変換し、前記色差データの画素数が前記輝度データの画素数よりも少ない場合、前記色差データを前記所定ブロック毎に逆周波数変換してもよい。

かかる構成により、Ｙ、Ｕ及びＶが、画素数に対応する適切なデータ単位で逆周波数変換される。したがって、処理効率が向上する。

また、例えば、前記逆周波数変換ステップでは、前記符号化ユニットにおける前記複数の変換ユニットの前記色差データのうち、所定サイズ以下のブロックにおける複数の変換ユニットの色差データを一回で逆周波数変換してもよい。

かかる構成により、変換のためのデータ単位が小さくなりすぎることが回避される。したがって、小さい逆変換回路を設けなくてよくなる。また、ＵまたはＶが最小ＴＵを下回らないようにするためにＹを最小ＴＵサイズにできなかった場合を考えると、かかる構成により、Ｙを最小ＴＵサイズにできるようになり、符号化効率向上に繋がる。

また、例えば、前記逆周波数変換ステップでは、変換ユニットのサイズが予め定められた最小のサイズであり、かつ、前記変換ユニットの色差データの画素数が前記変換ユニットの輝度データの画素数より少ない場合、前記符号化ユニットにおける前記複数の変換ユニットの前記色差データのうち、前記変換ユニットを含むブロックにおける複数の変換ユニットの色差データを一回で逆周波数変換してもよい。

かかる構成により、ＴＵサイズが最小のＴＵサイズであり、なお且つ４：２：０や４：２：２フォーマット等のようにＵまたはＶの画素数がＹよりも少ない場合でも、Ｕ及びＶのそれぞれが最小のＴＵサイズを下回らないような制御が可能になる。したがって、最小ＴＵより小さい逆変換回路を設けなくてよくなる。また、ＵまたはＶが最小ＴＵを下回らないようにするためにＹを最小ＴＵサイズにできなかった場合を考えると、かかる構成により、Ｙを最小ＴＵサイズにできるようになり、符号化効率向上に繋がる。

また、例えば、前記復号化ステップでは、所定ブロックにおける複数の変換ユニットの輝度データの全てよりも後に前記所定ブロックにおける前記複数の変換ユニットの色差データの全てが配置された前記符号列を取得して、前記所定ブロックにおける前記複数の変換ユニットの前記輝度データと前記色差データとを復号化してもよい。

かかる構成により、Ｙの後にＵ及びＶが続き、この順番が維持される。したがって、この順番が入れ替わることを考慮する必要がない。よって、画像処理の複雑度を下げることが可能である。

また、例えば、前記複数の所定ブロックのそれぞれは、所定サイズのブロックにおける複数の変換ユニット、または、所定サイズ以上の変換ユニットに相当し、前記復号化ステップでは、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた前記符号列を取得して、前記輝度データと前記色差データとを復号化し、前記逆周波数変換ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを変換ユニット毎に逆周波数変換してもよい。

かかる構成により、Ｙ、Ｕ及びＶそれぞれを数ブロックまとめて処理することが可能となり、Ｙ、Ｕ及びＶそれぞれの出力画像をある程度一括で出力することが可能となる。これにより、データ転送効率の向上を図れる。また、ＹＵＶのデータ単位を複数の演算器で並列処理する場合において、ＹＵＶ１セットの画素数のばらつきを抑えることができ、演算器の稼働率の向上を図れる。

また、例えば、前記複数の所定ブロックのそれぞれは、変換ユニットに相当し、前記復号化ステップでは、前記輝度データと前記色差データとが変換ユニット毎に一緒にまとめられた前記符号列を取得して、前記輝度データと前記色差データとを復号化し、前記逆周波数変換ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを変換ユニット毎に逆周波数変換してもよい。

かかる構成により、Ｙ、Ｕ及びＶが、簡潔かつ適切なデータ単位で配置された符号列が用いられる。したがって、処理効率が向上する。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、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。

（実施の形態１）
＜構成＞
図２は、本実施の形態における画像符号化装置の構成を示す。この画像符号化装置は、入力画像をＣＵ及びＴＵに分割し、ＹＵＶそれぞれに対し変換処理及び符号化を実施し、符号列を出力する。この画像符号化装置は、ＣＵ分割部１０１、ＴＵ分割部１０２、ＹＵＶ分離部１０３、隣接ブロック結合部１０４、Ｙ変換部１０５、Ｕ変換部１０６、Ｖ変換部１０７、符号化部１０８及びＹＵＶ切替え部１０９を備える。

ＣＵ分割部１０１は、画像を入力し、指定されるＣＵサイズに従って画像を分割する。ＴＵ分割部１０２は、指定されるＴＵサイズに従ってＣＵを分割する。ＹＵＶ分離部１０３は、ＴＵをＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分に分離する。本実施の形態では、画像フォーマットは、４：２：０フォーマットであり、Ｕ成分及びＶ成分のサイズは、それぞれ、Ｙ成分の４分の１のサイズである。

隣接ブロック結合部１０４は、Ｕ及びＶそれぞれに対し、ＴＵサイズと最小ＴＵサイズに応じて隣接ブロックを結合する。Ｙ変換部１０５、Ｕ変換部１０６及びＶ変換部１０７は、それぞれＹ、Ｕ及びＶに対し変換処理を実施する。符号化部１０８は、変換後のデータに対し、符号化を実施し、符号列を出力する。ＹＵＶ切替え部１０９は、ＴＵサイズに従って符号化部１０８への入力を切替える。

図３に符号列の例を示す。（Ａ）のようにＣＵサイズとＴＵサイズが同じである場合は図１の従来例と同様であるが、（Ｂ）のようにＴＵサイズがＣＵより小さい場合、従来例と異なり、まずＴＵ０のＹ０、Ｕ０及びＶ０を符号化した後にＴＵ１のＹ１、Ｕ１及びＶ１が続く。また、（Ｃ）のＴＵ０のようにＴＵサイズが最小ＴＵサイズである場合、４：２：０フォーマットであるためにＵ及びＶブロックは最小ＴＵサイズより小さくなる。その場合は、Ｕブロック及びＶブロックのそれぞれについて、ＴＵ０、ＴＵ１、ＴＵ２及びＴＵ３を結合し、結合したブロックに対し、変換及び符号化を実施し、符号列を作成する。

＜動作＞
次に、図４を参照しつつ、符号化フローについて説明する。まず、ＣＵ分割部１０１は、指定されるＣＵサイズに従って入力画像を分割してＣＵを生成し、ＴＵ分割部１０２に出力する（Ｓ１０１）。次に、ＴＵ分割部１０２は、指定されるＴＵサイズに従ってＣＵを分割し、ＹＵＶ分離部１０３に出力する（Ｓ１０２）。尚、画像符号化装置は、ＣＵに対する処理（Ｓ１０２〜Ｓ１１６）を１枚の画像内の全ＣＵに対し実施するため、画像内のＣＵ個数分処理を繰り返す。

次に、ＹＵＶ分離部１０３は、ＴＵをＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分に分離する（Ｓ１０３）。本実施の形態では、画像フォーマットは、４：２：０フォーマットであり、Ｕ成分及びＶ成分のサイズは、それぞれ、Ｙ成分の４分の１のサイズである。分離したＹ成分はＹ変換部１０５に、Ｕ成分及びＶ成分は隣接ブロック結合部１０４に出力される。尚、画像符号化装置は、ＴＵに対する処理（Ｓ１０３〜Ｓ１１６）を１つのＣＵ内の全ＴＵに対し実施するため、ＣＵ内のＴＵ個数分処理を繰り返す。

次に、ＹＵＶ切替え部１０９は、Ｙ変換部１０５の出力が符号化部１０８の入力となるよう切替える（Ｓ１０４）。Ｙ変換部１０５は、Ｙに対し変換処理を実施し、変換後の結果を符号化部１０８に出力する（Ｓ１０５）。符号化部１０８は、変換後のＹを符号化し、符号列を出力する（Ｓ１０６）。

次に、隣接ブロック結合部１０４は、現在変換及び符号化しようとしているＵブロックが他のＵブロックと既に結合しているか否かを判定する（Ｓ１０７）。そして、Ｕブロックが他のＵブロックと結合している場合（Ｓ１０７でＹｅｓ）、Ｕブロック及びＶブロックに対する処理（Ｓ１０８〜Ｓ１１６）はスキップされる。Ｕブロックが他のＵブロックと結合していない場合（Ｓ１０７でＮｏ）、次の処理（Ｓ１０８）が行われる。

具体的には、Ｕブロックが他のＵブロックと結合していない場合（Ｓ１０７でＮｏ）、隣接ブロック結合部１０４は、ＴＵ内のＵサイズが最小ＴＵサイズより小さいか否かを判定する（Ｓ１０８）。そして、Ｕサイズが小さい場合（Ｓ１０８でＹｅｓ）、Ｕブロックの結合処理（Ｓ１０９）が行われる。Ｕサイズが小さくない場合（Ｓ１０８でＮｏ）、隣接ブロック結合部１０４は、現在変換及び符号化しようとしているＵブロックをＵ変換部１０６に、ＶブロックをＶ変換部１０７に出力する。そして、ＹＵＶ切替えの処理（Ｓ１１１）が行われる。

Ｕサイズが小さい場合（Ｓ１０８でＹｅｓ）、隣接ブロック結合部１０４は、現在変換及び符号化しようとしているＵブロックと、右、下、右下の３つのＵブロックを結合し、４ブロック分の結合Ｕブロックを生成し、Ｕ変換部１０６に出力する（Ｓ１０９）。そして、隣接ブロック結合部１０４は、現在変換及び符号化しようとしているＶブロックと、右、下、右下の３つのＶブロックを結合し、４ブロック分の結合Ｖブロックを生成し、Ｖ変換部１０７に出力する（Ｓ１１０）。

その後、ＹＵＶ切替え部１０９は、Ｕ変換部１０６の出力が符号化部１０８の入力となるよう切替える（Ｓ１１１）。Ｕ変換部１０６は、Ｕに対し変換処理を実施し、変換後の結果を符号化部１０８に出力する（Ｓ１１２）。符号化部１０８は、変換後のＵを符号化し、符号列を出力する（Ｓ１１３）。

そして、ＹＵＶ切替え部１０９は、Ｖ変換部１０７の出力が符号化部１０８の入力となるよう切替える（Ｓ１１４）。Ｖ変換部１０７は、Ｖに対し変換処理を実施し、変換後の結果を符号化部１０８に出力する（Ｓ１１５）。符号化部１０８は、変換後のＶを符号化し、符号列を出力する（Ｓ１１６）。

＜効果＞
以上、本実施の形態によれば、ＣＵ内のＹの全ての符号列を出力した後でなくともＵ及びＶの符号列を出力することができ、Ｕ及びＶをバッファリングする必要がなくなり、バッファリング用のメモリまたはレジスタを削減することができる。

また、ＴＵサイズが最小のＴＵサイズであり、なお且つ４：２：０や４：２：２フォーマット等のようにＵまたはＶの画素数がＹよりも少ない場合でも最小のＴＵサイズを下回らないため、最小ＴＵより小さい変換回路を設けなくてよくなる。また、ＵまたはＶが最小ＴＵを下回らないようにするためにＹを最小ＴＵサイズにできなかった場合を考えると、かかる構成により、Ｙを最小ＴＵサイズにできるようになり、符号化効率向上に繋がる。

なお、本実施の形態では、４：２：０フォーマットが用いられているが、４：２：２または４：４：４等のその他のフォーマットが用いられてもよい。

また、本実施の形態では、ＣＵサイズ及びＴＵサイズが外部から入力される。しかし、装置内部で数パターンもしくは全パターンのサイズについて符号化効率が計算され、最良のサイズが使われてもよい。

また、本実施の形態では、図３のように、結合されたＵ及びＶのブロックは、結合されたＴＵ内の左上ＴＵのＹ符号列の直後に配置されている。しかし、結合されたＵ及びＶのブロックは、図５のように結合されたＴＵ内の右下ＴＵのＹ符号列の直後に配置されてもよい。例えば、この場合、図４で示された動作は、図６のように変形される。

具体的には、図６のように、ＴＵ内のＵサイズが最小ＴＵサイズ以上である場合（Ｓ１０８でＮｏ）、Ｕブロック及びＶブロックがそのまま処理される（Ｓ１１１〜Ｓ１１６）。

そして、ＴＵ内のＵサイズが最小ＴＵサイズより小さく（Ｓ１０８でＹｅｓ）、かつ、処理対象のＴＵが４番目のＴＵである場合（Ｓ１２０でＹｅｓ）、Ｕブロックの結合処理（Ｓ１０９）及びＶブロックの結合処理（Ｓ１１０）が行われる。ここで、４番目のＴＵは、図５のＴＵ３またはＴＵ９のように、最小ＴＵサイズの４個のＴＵのうち、４番目に処理されるＴＵに相当する。

Ｕブロックの結合処理（Ｓ１０９）で、隣接ブロック結合部１０４は、処理対象のＵブロックと、左、上、左上の３つのＵブロックを結合し、４ブロック分の結合Ｕブロックを生成する。また、Ｖブロックの結合処理（Ｓ１１０）で、隣接ブロック結合部１０４は、処理対象のＶブロックと、左、上、左上の３つのＶブロックを結合し、４ブロック分の結合Ｖブロックを生成する。その後、Ｕブロック及びＶブロックが処理される（Ｓ１１１〜Ｓ１１６）。

ＴＵ内のＵサイズが最小ＴＵサイズより小さく（Ｓ１０８でＹｅｓ）、かつ、処理対象のＴＵが４番目でない場合（Ｓ１２０でＮｏ）、Ｕブロック及びＶブロックに対する処理（Ｓ１１１〜Ｓ１１６）はスキップされる。その他の動作は、図４と同様である。このように、動作が変形されることにより、図５の符号列が出力される。

図５では、Ｙの後にＵ及びＶが続き、この順番が維持される。したがって、Ｙ、Ｕ及びＶが入れ替わることを考慮する必要がない。よって、画像処理の複雑度を下げることが可能である。図６では、処理対象のＴＵが４番目であるか否かが判定されているが、処理対象のＴＵが結合対象の最後のＴＵであるか否かが判定されてもよい。そして、処理対象のＴＵが結合対象の最後のＴＵである場合に、結合処理（Ｓ１０９及びＳ１１０）が行われてもよい。

また、本実施の形態では、４つのブロックが結合されているが、４：２：２フォーマットでは、２つのブロックが結合されてもよい。例えば、水平方向に隣接する２つのブロックが結合されてもよい。そして、２つのブロックのうち、１番目に処理されるブロックで結合処理が行われてもよいし、２番目に処理されるブロックで結合処理が行われてもよい。

更に、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現してもよい。そして、このソフトウェアをダウンロード等により配布してもよい。また、このソフトウェアをＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録して流布してもよい。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。

（実施の形態２）
＜構成＞
図７は、本実施の形態における画像符号化装置の構成を示す。上記の実施の形態１とはＹＵＶ切替え部１０９が異なるため、ＹＵＶ切替え部１０９のみ説明する。

ＹＵＶ切替え部１０９は、ＴＵサイズ及び指定される最小ブロックサイズに従って符号化部１０８への入力を切替える。具体的にはＴＵサイズ及び最小ブロックサイズのうちいずれか大きい方のデータ単位毎に符号化部１０８への入力をＹ、Ｕ及びＶのいずれかになるよう切替える。本実施の形態において、最小ブロックサイズは、最小ＴＵサイズよりも大きいサイズであり、予め定められた固定のサイズである。

図８に符号列の例を示す。（Ａ）、（Ｂ）のようにＴＵサイズが最小ブロックサイズより小さくない場合、符号列は、実施の形態１と同じである。しかし、（Ｃ）のように、ＴＵが最小ブロックサイズより小さい場合、符号列は、実施の形態１とは異なる。まず、ＴＵ０〜ＴＵ３のＹ０〜Ｙ３が符号化された後に、Ｕ０〜Ｕ３及びＶ０〜Ｖ３が符号化され、次にＴＵ４のＹ４、Ｕ４及びＶ４が続く。

＜動作＞
次に、図９を参照しつつ、符号化フローについて説明する。まず、ＣＵ分割部１０１は、指定されるＣＵサイズに従って入力画像を分割してＣＵを生成し、ＴＵ分割部１０２に出力する（Ｓ２０１）。次に、ＴＵ分割部１０２は、指定されるＴＵサイズに従ってＣＵを分割し、ＹＵＶ分離部１０３に出力する（Ｓ２０２）。尚、画像符号化装置は、ＣＵに対する処理（Ｓ２０２〜Ｓ２２２）を１枚の画像内の全ＣＵに対し実施するため、画像内のＣＵ個数分処理を繰り返す。

次に、ＹＵＶ切替え部１０９は、ＴＵサイズが最小ブロックサイズより小さいか否かを判定する（Ｓ２０３）。そして、ＴＵサイズが小さい場合（Ｓ２０３でＹｅｓ）、符号化の判定処理（Ｓ２１３）が行われる。ＴＵサイズが小さくない場合（Ｓ２０３でＮｏ）、ＹＵＶの切替え処理（Ｓ２０４）が行われる。尚、画像符号化装置は、ＴＵに対する処理（Ｓ２０３〜Ｓ２２２）を１つのＣＵ内の全ＴＵに対し実施するため、ＣＵ内のＴＵ個数分処理を繰り返す。

ＴＵサイズが小さくない場合（Ｓ２０３でＮｏ）、ＹＵＶ切替え部１０９は、Ｙ変換部１０５の出力が符号化部１０８の入力となるよう切替える（Ｓ２０４）。Ｙ変換部１０５は、Ｙに対し変換処理を実施し、変換後の結果を符号化部１０８に出力する（Ｓ２０５）。符号化部１０８は、変換後のＹを符号化し、符号列を出力する（Ｓ２０６）。

次に、ＹＵＶ切替え部１０９は、Ｕ変換部１０６の出力が符号化部１０８の入力となるよう切替える（Ｓ２０８）。Ｕ変換部１０６は、Ｕに対し変換処理を実施し、変換後の結果を符号化部１０８に出力する（Ｓ２０８）。符号化部１０８は、変換後のＵを符号化し、符号列を出力する（Ｓ２０９）。

次に、ＹＵＶ切替え部１０９は、Ｖ変換部１０７の出力が符号化部１０８の入力となるよう切替える（Ｓ２１０）。Ｖ変換部１０７は、Ｖに対し変換処理を実施し、変換後の結果を符号化部１０８に出力する（Ｓ２１１）。符号化部１０８は、変換後のＶを符号化し、符号列を出力する（Ｓ２１２）。

ＴＵサイズが小さい場合（Ｓ２０３でＹｅｓ）、ＹＵＶ切替え部１０９は、現在変換及び符号化しようとしているＹブロック、Ｕブロック及びＶブロックが既に符号化済みであるか否かを判定する（Ｓ２１３）。そして、それらが符号化済みである場合（Ｓ２１３でＹｅｓ）、ＴＵに対する処理（Ｓ２１４〜Ｓ２２２）はスキップされる。それらが符号化済みでない場合（Ｓ２１３でＮｏ）、ＹＵＶの切替え処理（Ｓ２１４）が行われる。

具体的には、Ｙブロック、Ｕブロック及びＶブロックが符号化済みでない場合（Ｓ２１３でＮｏ）、ＹＵＶ切替え部１０９は、Ｙ変換部１０５の出力が符号化部１０８の入力となるよう切替える（Ｓ２１４）。Ｙ変換部１０５は、Ｙに対し変換処理を実施し、変換後の結果を符号化部１０８に出力する（Ｓ２１５）。尚、画像符号化装置は、Ｙに対する処理（Ｓ２１５〜Ｓ２１６）を最小ブロック内の全ＴＵに対し実施するため、最小ブロック内のＴＵ個数分処理を繰り返す。符号化部１０８は、変換後のＹを符号化し、符号列を出力する（Ｓ２１６）。

次に、ＹＵＶ切替え部１０９は、Ｕ変換部１０６の出力が符号化部１０８の入力となるよう切替える（Ｓ２１７）。Ｕ変換部１０６は、Ｕに対し変換処理を実施し、変換後の結果を符号化部１０８に出力する（Ｓ２１８）。尚、画像符号化装置は、Ｕに対する処理（Ｓ２１８〜Ｓ２１９）を最小ブロック内の全ＴＵに対し実施するため、最小ブロック内のＴＵ個数分処理を繰り返す。符号化部１０８は、変換後のＵを符号化し、符号列を出力する（Ｓ２１９）。

次に、ＹＵＶ切替え部１０９は、Ｖ変換部１０７の出力が符号化部１０８の入力となるよう切替える（Ｓ２２０）。Ｖ変換部１０７は、Ｖに対し変換処理を実施し、変換後の結果を符号化部１０８に出力する（Ｓ２２１）。尚、画像符号化装置は、Ｖに対する処理（Ｓ２２１〜Ｓ２２２）を最小ブロック内の全ＴＵに対し実施するため、最小ブロック内のＴＵ個数分処理を繰り返す。符号化部１０８は、変換後のＶを符号化し、符号列を出力する（Ｓ２２２）。

＜効果＞
以上、本実施の形態によれば、Ｙ、Ｕ及びＶそれぞれを数ブロックまとめて処理することが可能となり、Ｙ、Ｕ及びＶそれぞれの入力画像をある程度一括して入力することが可能となる。これにより、データ転送効率の向上を図れる。これはキャッシュメモリ等の高速メモリを用いるシステムにも特に有効であり、続けてＹ、ＵまたはＶを処理できることにより、キャッシュメモリのヒット率向上に繋がる。また、ＹＵＶのデータ単位を複数の演算器で並列処理する場合において、ＹＵＶの合計画素数のばらつきを抑えることができ、演算器の稼働率の向上を図れる。図１０を用いて具体例を説明する。

図１０はＹＵＶ１セットを処理する演算器が４つ存在するシステムを想定しており、ＹＵＶ１セットを先頭から順に演算器Ａから演算器Ｄへ割り当てる。（Ａ）のように常にＴＵサイズでＹＵＶを配置した場合、演算器Ａ、演算器Ｂに比べて演算器Ｃ及び演算器Ｄの処理する量が小さく、その結果、演算器Ｃ及び演算器Ｄの稼働率が低くなる。だが、本実施の形態のように最小ブロックサイズ及びＴＵサイズのいずれか大きい方のデータ単位でＹＵＶを配置することによって、演算器Ａ〜演算器Ｄの処理する量は同じになり演算器Ｃ、演算器Ｄの稼働率は向上する。

（実施の形態３）
＜構成＞
図１１は、本実施の形態における画像復号化装置の構成を示す。この画像復号化装置は、実施の形態１で示された画像符号化装置で符号化された符号列を復号化する際に用いるものである。この画像復号化装置は、復号化部３０１、Ｙ逆変換部３０２、Ｕ逆変換部３０３、Ｖ逆変換部３０４、ＹＵＶ結合部３０５、ＴＵ結合部３０６、ＣＵ結合部３０７、ＹＵＶ切替え部３０８及び隣接ブロック分割部３０９を備える。

復号化部３０１は符号列に対し、復号化を実施し、変換後のＹＵＶデータを出力する。Ｙ逆変換部３０２、Ｕ逆変換部３０３及びＶ逆変換部３０４は、それぞれＹ、Ｕ及びＶに対し逆変換処理を実施する。ＹＵＶ結合部３０５は、Ｙ成分、Ｕ成分及びＶ成分を結合する。本実施の形態では、画像フォーマットは、４：２：０フォーマットであり、Ｕ成分及びＶ成分のサイズは、それぞれ、Ｙ成分の４分の１のサイズである。

ＴＵ結合部３０６は、指定されるＴＵサイズに従ってＣＵ内のＴＵを結合し、ＣＵを生成する。ＣＵ結合部３０７は、指定されるＣＵサイズに従って画像内のＣＵを結合し、画像を生成する。ＹＵＶ切替え部３０８は、ＴＵサイズに従って復号化部３０１の出力先を切替える。隣接ブロック分割部３０９は、Ｕ及びＶそれぞれの逆変換結果に対し、ＴＵサイズと最小ＴＵサイズに応じて４分割する。

＜動作＞
次に、図１２を参照しつつ、復号化フローについて説明する。まず、ＹＵＶ切替え部３０８は、復号化部３０１の出力先をＹ逆変換部３０２になるよう切替える（Ｓ３０１）。尚、画像復号化装置は、ＴＵに対する処理（Ｓ３０１〜Ｓ３１４）を１つのＣＵ内の全ＴＵに対し実施するため、ＣＵ内のＴＵ個数分処理を繰り返す。また、画像復号化装置は、ＣＵに対する処理（Ｓ３０１〜Ｓ３１５）を１枚の画像内の全ＣＵに対し実施するため、画像内のＣＵ個数分処理を繰り返す。

次に、復号化部３０１は、符号列を復号化し、Ｙ逆変換部３０２へ出力する（Ｓ３０２）。Ｙ逆変換部３０２は、Ｙに対し逆変換処理を実施し、逆変換後の結果をＹＵＶ結合部３０５に出力する（Ｓ３０３）。

次に、隣接ブロック分割部３０９は、現在復号化しようとしているＵブロックが既に復号化済みか否かを判定する（Ｓ３０４）。そして、Ｕブロックが復号化済みの場合（Ｓ３０４でＹｅｓ）、Ｕブロック及びＶブロックに対する処理（Ｓ３０５〜Ｓ３１３）はスキップされる。Ｕブロックが復号化済みでない場合（Ｓ３０４でＮｏ）、ＹＵＶの切替え処理（Ｓ３０５）が行われる。

具体的には、Ｕブロックが復号化済みでない場合（Ｓ３０４でＮｏ）、ＹＵＶ切替え部３０８は、復号化部３０１の出力をＵ逆変換部３０３へ入力するよう切替える（Ｓ３０５）。復号化部３０１は、符号列を復号化し、Ｕ逆変換部３０３へ出力する（Ｓ３０６）。Ｕ逆変換部３０３は、Ｕに対し逆変換処理を実施し、逆変換後の結果を隣接ブロック分割部３０９に出力する（Ｓ３０７）。

次に、ＹＵＶ切替え部３０８は、復号化部３０１の出力をＶ逆変換部３０４へ入力するよう切替える（Ｓ３０８）。復号化部３０１は、符号列を復号化し、Ｖ逆変換部３０４へ出力する（Ｓ３０９）。Ｖ逆変換部３０４は、Ｖに対し逆変換処理を実施し、逆変換後の結果を隣接ブロック分割部３０９に出力する（Ｓ３１０）。

次に、隣接ブロック分割部３０９は、ＴＵ内のＵサイズが最小ＴＵサイズより小さいか否かを判定する（Ｓ３１１）。そして、Ｕサイズが小さい場合（Ｓ３１１でＹｅｓ）、Ｕブロックの分割処理（Ｓ３１２）が行われる。Ｕサイズが小さくない場合（Ｓ３１１でＮｏ）、入力であるＵとＶの逆変換結果がそのままＹＵＶ結合部３０５に出力され、ＹＵＶの結合処理（Ｓ３１４）が行われる。

Ｕサイズが小さい場合（Ｓ３１１でＹｅｓ）、隣接ブロック分割部３０９は、逆変換後のＵブロックを縦半分及び横半分に４分割し、ＹＵＶ結合部３０５に出力する（Ｓ３１２）。隣接ブロック分割部３０９は、逆変換後のＶブロックを縦半分及び横半分に４分割し、ＹＵＶ結合部３０５に出力する（Ｓ３１３）。

ＹＵＶ結合部３０５は、Ｙ成分、Ｕ成分及びＶ成分を結合し、ＴＵの画素値を生成する（Ｓ３１４）。ＴＵ結合部３０６は、ＣＵ内のＴＵを結合し、ＣＵを生成する（Ｓ３１５）。ＣＵ結合部３０７は、画像内のＣＵを結合し、画像を生成する（Ｓ３１６）。

＜効果＞
以上、本実施の形態によれば、ＣＵ内のＹを全て復号化してからでなくともＵ及びＶを復号化することができ、Ｙ及びＵの復号化結果をバッファリングする必要がなくなり、バッファリング用のメモリまたはレジスタを削減することができる。

また、ＴＵサイズが最小のＴＵサイズであり、なお且つ４：２：０や４：２：２フォーマット等のようにＵまたはＶの画素数がＹよりも少ない場合でも最小のＴＵサイズを下回らないため、最小ＴＵより小さい逆変換回路を設けなくてよくなる。また、ＵまたはＶが最小ＴＵを下回らないようにするためにＹを最小ＴＵサイズにできなかった場合を考えると、かかる構成により、Ｙを最小ＴＵサイズにできるようになり、符号化効率向上に繋がる。

なお、本実施の形態では、４：２：０フォーマットが用いられているが、４：２：２または４：４：４等のその他のフォーマットが用いられてもよい。４：２：２フォーマットが用いられている場合、隣接ブロック分割部３０９は、Ｕブロック及びＶブロックを４分割する処理（図１２のＳ３１２及びＳ３１３）に代えて、Ｕブロック及びＶブロックを左右に２分割してもよい。

また、本実施の形態では、ＣＵサイズ及びＴＵサイズは外部から入力される。しかし、ＣＵサイズ及びＴＵサイズは、符号列内に存在してもよい。そして、復号化部３０１がＣＵサイズ及びＴＵサイズを復号化して取得してもよい。

また、図５の符号列が用いられる場合、隣接ブロック分割部３０９は、Ｕブロックが復号化済みであるか否かの判定（図１２のＳ３０４）に代えて、処理対象のＵブロックが存在するか否かを判定してもよい。そして、処理対象のＵブロックが存在しない場合、画像復号化装置は、Ｕ及びＶに対する処理（図１２のＳ３０５〜Ｓ３１４）をスキップしてもよい。これにより、画像復号化装置は、図３の符号列と同様に、図５の符号列を復号化することができる。

（実施の形態４）
＜構成＞
図１３は、本実施の形態における画像復号化装置の構成を示す。この画像復号化装置は、実施の形態２で示された画像符号化装置で符号化された符号列を復号化する際に用いるものである。上記の実施の形態３とはＹＵＶ切替え部３０８が異なるため、ＹＵＶ切替え部３０８のみ説明する。

ＹＵＶ切替え部３０８はＴＵサイズ及び指定される最小ブロックサイズに従って復号化部３０１の出力先を切替える。具体的にはＴＵサイズ及び最小ブロックサイズのうちいずれか大きい方のデータ単位毎に復号化部３０１の出力先をＹ逆変換部３０２、Ｕ逆変換部３０３及びＶ逆変換部３０４のいずれかに切替える。

＜動作＞
次に、図１４を参照しつつ、復号化フローについて説明する。まず、ＹＵＶ切替え部３０８は、ＴＵサイズが最小ブロックサイズより小さいか否かを判定する（Ｓ４０１）。そして、ＴＵサイズが小さい場合（Ｓ４０１でＹｅｓ）、復号化の判定処理（Ｓ４１１）が行われる。ＴＵサイズが小さくない場合（Ｓ４０１でＮｏ）、ＹＵＶの切替え処理（Ｓ４０２）が行われる。

尚、画像復号化装置は、ＴＵに対する処理（Ｓ４０１〜Ｓ４２１）を１つのＣＵ内の全ＴＵに対し実施するため、ＣＵ内のＴＵ個数分処理を繰り返す。また、画像復号化装置は、ＣＵに対する処理（Ｓ４０１〜Ｓ４２２）を１枚の画像内の全ＣＵに対し実施するため、画像内のＣＵ個数分処理を繰り返す。

判定後、ＴＵサイズが小さくない場合（Ｓ４０１でＮｏ）、ＹＵＶ切替え部３０８は、復号化部３０１の出力先をＹ逆変換部３０２になるよう切替える（Ｓ４０２）。復号化部３０１は、符号列を復号化し、Ｙ逆変換部３０２へ出力する（Ｓ４０３）。Ｙ逆変換部３０２は、Ｙに対し逆変換処理を実施し、逆変換後の結果をＹＵＶ結合部３０５に出力する（Ｓ４０４）。

次に、ＹＵＶ切替え部３０８は、復号化部３０１の出力先をＵ逆変換部３０３になるよう切替える（Ｓ４０５）。復号化部３０１は、符号列を復号化し、Ｕ逆変換部３０３へ出力する（Ｓ４０６）。Ｕ逆変換部３０３は、Ｕに対し逆変換処理を実施し、逆変換後の結果をＹＵＶ結合部３０５に出力する（Ｓ４０７）。

次に、ＹＵＶ切替え部３０８は、復号化部３０１の出力先をＶ逆変換部３０４になるよう切替える（Ｓ４０８）。復号化部３０１は、符号列を復号化し、Ｖ逆変換部３０４へ出力する（Ｓ４０９）。Ｖ逆変換部３０４は、Ｖに対し逆変換処理を実施し、逆変換後の結果をＹＵＶ結合部３０５に出力する（Ｓ４１０）。

ＴＵサイズが小さい場合（Ｓ４０１でＹｅｓ）、ＹＵＶ切替え部３０８は、現在復号化しようとしているブロックが既に復号化済みか否かを判定する（Ｓ４１１）。そして、ブロックが復号化済みである場合（Ｓ４１１でＹｅｓ）、ＹＵＶの結合処理（Ｓ４２１）が行われる。ブロックが復号化済みでない場合（Ｓ４１１でＮｏ）、ＹＵＶの切替え処理（Ｓ４１２）が行われる。

具体的には、ブロックが復号化済みでない場合（Ｓ４１１でＮｏ）、ＹＵＶ切替え部３０８は、復号化部３０１の出力先をＹ逆変換部３０２になるよう切替える（Ｓ４１２）。復号化部３０１は、符号列を復号化し、Ｙ逆変換部３０２へ出力する（Ｓ４１３）。尚、画像復号化装置は、Ｙに対する処理（Ｓ４１３〜Ｓ４１４）を最小ブロック内の全ＴＵに対し実施するため、最小ブロック内のＴＵ個数分処理を繰り返す。Ｙ逆変換部３０２は、Ｙに対し逆変換処理を実施し、逆変換後の結果をＹＵＶ結合部３０５に出力する（Ｓ４１４）。

次に、ＹＵＶ切替え部３０８は、復号化部３０１の出力先をＵ逆変換部３０３になるよう切替える（Ｓ４１５）。復号化部３０１は、符号列を復号化し、Ｕ逆変換部３０３へ出力する（Ｓ４１６）。尚、画像復号化装置は、Ｕに対する処理（Ｓ４１６〜Ｓ４１７）を最小ブロック内の全ＴＵに対し実施するため、最小ブロック内のＴＵ個数分処理を繰り返す。Ｕ逆変換部３０３は、Ｕに対し逆変換処理を実施し、逆変換後の結果をＹＵＶ結合部３０５に出力する（Ｓ４１７）。

次に、ＹＵＶ切替え部３０８は、復号化部３０１の出力先をＶ逆変換部３０４になるよう切替える（Ｓ４１８）。復号化部３０１は、符号列を復号化し、Ｖ逆変換部３０４へ出力する（Ｓ４１９）。尚、画像復号化装置は、Ｖに対する処理（Ｓ４１９〜Ｓ４２０）を最小ブロック内の全ＴＵに対し実施するため、最小ブロック内のＴＵ個数分処理を繰り返す。Ｖ逆変換部３０４は、Ｖに対し逆変換処理を実施し、逆変換後の結果をＹＵＶ結合部３０５に出力する（Ｓ４２０）。

Ｙ、Ｕ及びＶのそれぞれに対して処理が行われた後、ＹＵＶ結合部３０５は、Ｙ成分、Ｕ成分及びＶ成分を結合し、ＴＵの画素値を生成する（Ｓ４２１）。ＴＵ結合部３０６は、ＣＵ内のＴＵを結合し、ＣＵを生成する（Ｓ４２２）。ＣＵ結合部３０７は、画像内のＣＵを結合し、画像を生成する（Ｓ４２３）。

＜効果＞
以上、本実施の形態によれば、Ｙ、Ｕ及びＶそれぞれを数ブロックまとめて処理することが可能となり、Ｙ、Ｕ及びＶそれぞれの出力画像をある程度一括して出力することが可能となる。これにより、データ転送効率の向上を図れる。また、ＹＵＶのデータ単位を複数の演算器で並列処理する場合において、ＹＵＶの合計画素数のばらつきを抑えることができ、演算器の稼働率の向上を図れる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１〜４に含まれる特徴的な構成および手順が確認的に示される。本実施の形態に係る構成および手順は、実施の形態１〜４で示された構成および手順に対応する。すなわち、実施の形態１〜４で示された概念は、本実施の形態に係る構成および手順を含む。

図１５Ａは、本実施の形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図１５Ａに示された画像符号化装置５００は、画像を符号化ユニット毎に符号化する。また、画像符号化装置５００は、周波数変換部５０１及び符号化部５０２を備える。周波数変換部５０１は、実施の形態１または実施の形態２に示されたＹ変換部１０５、Ｕ変換部１０６及びＶ変換部１０７等に対応する。符号化部５０２は、実施の形態１または実施の形態２に示された符号化部１０８等に対応する。

図１５Ｂは、図１５Ａに示された画像符号化装置５００の動作を説明するためのフローチャートである。

まず、周波数変換部５０１は、符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとを周波数変換する（Ｓ５０１）。この符号化ユニットは、複数の所定ブロックを含む。複数の所定ブロックのそれぞれは、１以上の変換ユニットに相当する。

次に、符号化部５０２は、周波数変換された輝度データと、周波数変換された色差データとを符号化して、符号列を出力する（Ｓ５０２）。この符号列は、輝度データと色差データとが所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列である。

これにより、複数の変換ユニットのデータをバッファリングするためのメモリまたはレジスタを削減することができる。すなわち、画像が効率的に符号化される。

図１６Ａは、本実施の形態に係る画像復号化装置の構成を示すブロック図である。図１６Ａに示された画像復号化装置６００は、画像を符号化ユニット毎に復号化する。また、画像復号化装置６００は、復号化部６０１及び逆周波数変換部６０２を備える。復号化部６０１は、実施の形態３または実施の形態４に示された復号化部３０１等に対応する。逆周波数変換部６０２は、実施の形態３または実施の形態４に示されたＹ逆変換部３０２、Ｕ逆変換部３０３及びＶ逆変換部３０４等に対応する。

図１６Ｂは、図１６Ａに示された画像復号化装置６００の動作を説明するためのフローチャートである。

まず、復号化部６０１は、符号列を取得して、輝度データと色差データとを復号化する（Ｓ６０１）。この符号列は、符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとが、周波数変換され、符号化され、所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列である。また、この符号化ユニットは、複数の所定ブロックを含む。複数の所定ブロックのそれぞれは、１以上の変換ユニットに相当する。

次に、逆周波数変換部６０２は、復号化された輝度データと、復号化された色差データとを逆周波数変換する（Ｓ６０２）。

これにより、複数の変換ユニットのデータをバッファリングするためのメモリまたはレジスタを削減することができる。すなわち、画像が効率的に復号化される。

なお、例えば、複数の所定ブロックのそれぞれは、変換ユニットに相当してもよい。また、例えば、複数の所定ブロックのそれぞれは、所定サイズのブロックにおける複数の変換ユニット、または、所定サイズ以上の変換ユニットに相当してもよい。所定サイズは、変換ユニットの所定の最小サイズの２倍でもよいし、４倍でもよい。所定サイズは、画像フォーマットに基づいて、切替えられてもよい。

また、例えば、符号列において、複数の所定ブロックのそれぞれの輝度データと色差データとが連続して一緒にまとめられてもよい。また、例えば、符号列において、所定ブロックにおける複数の変換ユニットの色差データの全てが、所定ブロックにおける複数の変換ユニットの輝度データの全てよりも後に、配置されてもよい。また、例えば、符号列において、第１の所定ブロックの輝度データ及び色差データの後に、第２の所定ブロックの輝度データ及び色差データが配置されてもよい。

また、例えば、周波数変換部５０１は、輝度データと色差データとを変換ユニット毎に周波数変換し、逆周波数変換部６０２は、輝度データと色差データとを変換ユニット毎に逆周波数変換してもよい。また、例えば、色差データの画素数が輝度データの画素数よりも少ない場合、周波数変換部５０１は、色差データを所定ブロック毎に周波数変換し、逆周波数変換部６０２は、色差データを所定ブロック毎に逆周波数変換してもよい。

また、例えば、周波数変換部５０１は、所定サイズ以下のブロックにおける複数の変換ユニットの色差データを結合し、結合された色差データを一回で周波数変換してもよい。周波数変換部５０１は、変換ユニットのサイズが予め定められた最小のサイズであり、かつ、変換ユニットの色差データの画素数が変換ユニットの輝度データの画素数よりも少ない場合に、このような処理を行ってもよい。画像符号化装置５００は、複数の変換ユニットの色差データを結合する結合部を備えてもよい。

また、例えば、逆周波数変換部６０２は、所定サイズ以下のブロックにおける複数の変換ユニットの色差データを一回で逆周波数変換してもよい。逆周波数変換部６０２は、変換ユニットのサイズが予め定められた最小のサイズであり、かつ、変換ユニットの色差データの画素数が変換ユニットの輝度データの画素数よりも少ない場合に、このような処理を行ってもよい。画像復号化装置６００は、色差データを分割する分割部を備えてもよい。

また、例えば、画像符号化復号装置が、画像符号化装置５００及び画像復号化装置６００を備えてもよい。また、他の実施の形態で示された構成要素が、画像符号化装置５００または画像復号化装置６００に、追加されてもよい。

以上の各実施の形態において、機能ブロックの各々は、通常、ＭＰＵやメモリ等によって実現可能である。また、機能ブロックの各々による処理は、通常、ソフトウェア（プログラム）によって実現することができ、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。そして、このようなソフトウェアをダウンロード等により配布してもよいし、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録して配布してもよい。なお、各機能ブロックをハードウェア（専用回路）によって実現することも、当然、可能である。

また、各実施の形態において説明した処理は、単一の装置（システム）を用いて集中処理することによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置を用いて分散処理することによって実現されてもよい。また、上記プログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。例えば、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。

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

すなわち、このプログラムは、コンピュータに、画像を符号化ユニット毎に符号化する画像符号化方法であって、それぞれが１以上の変換ユニットに相当する複数の所定ブロックを含む符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとを周波数変換する周波数変換ステップと、周波数変換された前記輝度データと、周波数変換された前記色差データとを符号化して、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列を出力する符号化ステップとを含む画像符号化方法を実行させる。

また、このプログラムは、コンピュータに、画像を符号化ユニット毎に復号化する画像復号化方法であって、それぞれが１以上の変換ユニットに相当する複数の所定ブロックを含む符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとが、周波数変換され、符号化され、前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列を取得して、前記輝度データと前記色差データとを復号化する復号化ステップと、復号化された前記輝度データと、復号化された前記色差データとを逆周波数変換する逆周波数変換ステップとを含む画像復号化方法を実行させてもよい。

以上、一つまたは複数の態様に係る画像符号化方法及び画像復号化方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

（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（画像符号化方法）または動画像復号化方法（画像復号方法）の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。

さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）や動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、及び画像復号方法を用いた画像復号装置からなる画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。

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

このコンテンツ供給システムex１００は、インターネットex１０１にインターネットサービスプロバイダex１０２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１７のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。

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

コンテンツ供給システムex１００では、カメラex１１３等が基地局ex１０９、電話網ex１０４を通じてストリーミングサーバex１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラex１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い（即ち、本発明の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１８に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データ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１９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２０に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報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２１に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。

以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりなど、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１９に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。

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

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

携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理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７）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、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２３は、多重化データの構成を示す図である。図２３に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、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２４は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６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２５は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図２５における第１段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第２段目は、ＰＥＳパケット列を示す。図２５の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，ｙｙ３，ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）が格納される。

図２６は、多重化データに最終的に書き込まれるＴＳパケットの形式を示している。ＴＳパケットは、ストリームを識別するＰＩＤ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２６下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。

また、多重化データに含まれるＴＳパケットには、映像・音声・字幕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２７はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さなどを記した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２８に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。

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

ストリーム属性情報は図２９に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。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３０に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１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８）
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３１に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。

例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分ける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。

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９）
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３２は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。

より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図３１のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図３１の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態７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７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３４のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。

図３３は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１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１０）
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３５Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償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、エントロピー復号に特徴を有していることから、例えば、エントロピー復号については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外の逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。

また、処理を一部共有化する他の例を図３５Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明の一態様に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の一態様に係る動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明の一態様、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。

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

本発明に係る画像符号化方法及び画像復号化方法は、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話、ＤＶＤレコーダまたはテレビ等の様々な画像符号化装置及び画像復号化装置に有用である。

１０１ ＣＵ分割部
１０２ ＴＵ分割部
１０３ ＹＵＶ分離部
１０４ 隣接ブロック結合部
１０５ Ｙ変換部
１０６ Ｕ変換部
１０７ Ｖ変換部
１０８、５０２ 符号化部
１０９、３０８ ＹＵＶ切替え部
３０１、６０１ 復号化部
３０２ Ｙ逆変換部
３０３ Ｕ逆変換部
３０４ Ｖ逆変換部
３０５ ＹＵＶ結合部
３０６ ＴＵ結合部
３０７ ＣＵ結合部
３０９ 隣接ブロック分割部
５００ 画像符号化装置
５０１ 周波数変換部
６００ 画像復号化装置
６０２ 逆周波数変換部

Claims (19)

1. 画像を符号化ユニット毎に符号化する画像符号化方法であって、
   それぞれが１以上の変換ユニットに相当する複数の所定ブロックを含む符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとを周波数変換する周波数変換ステップと、
   周波数変換された前記輝度データと、周波数変換された前記色差データとを符号化して、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列を出力する符号化ステップとを含む
   画像符号化方法。
2. 前記複数の所定ブロックのそれぞれは、所定サイズのブロックにおける複数の変換ユニット、または、所定サイズ以上の変換ユニットに相当し、
   前記符号化ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを符号化して、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた前記符号列を出力する
   請求項１に記載の画像符号化方法。
3. 前記周波数変換ステップでは、
   前記輝度データを変換ユニット毎に周波数変換し、
   前記色差データの画素数が前記輝度データの画素数に等しい場合、前記色差データを変換ユニット毎に周波数変換し、
   前記色差データの画素数が前記輝度データの画素数よりも少ない場合、前記色差データを前記所定ブロック毎に周波数変換する
   請求項１または２に記載の画像符号化方法。
4. 前記周波数変換ステップでは、前記符号化ユニットにおける前記複数の変換ユニットの前記色差データのうち、所定サイズ以下のブロックにおける複数の変換ユニットの色差データを結合し、結合された前記色差データを一回で周波数変換する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
5. 前記周波数変換ステップでは、変換ユニットのサイズが予め定められた最小のサイズであり、かつ、前記変換ユニットの色差データの画素数が前記変換ユニットの輝度データの画素数よりも少ない場合、前記符号化ユニットにおける前記複数の変換ユニットの前記色差データのうち、前記変換ユニットを含むブロックにおける複数の変換ユニットの色差データを結合し、結合された前記色差データを一回で周波数変換する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
6. 前記符号化ステップでは、所定ブロックにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとを符号化して、前記所定ブロックにおける前記複数の変換ユニットの前記輝度データの全てよりも後に前記所定ブロックにおける前記複数の変換ユニットの前記色差データの全てが配置された前記符号列を出力する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
7. 前記複数の所定ブロックのそれぞれは、所定サイズのブロックにおける複数の変換ユニット、または、所定サイズ以上の変換ユニットに相当し、
   前記周波数変換ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを変換ユニット毎に周波数変換し、
   前記符号化ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを符号化して、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた前記符号列を出力する
   請求項１または２に記載の画像符号化方法。
8. 前記複数の所定ブロックのそれぞれは、変換ユニットに相当し、
   前記周波数変換ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを変換ユニット毎に周波数変換し、
   前記符号化ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを符号化して、前記輝度データと前記色差データとが変換ユニット毎に一緒にまとめられた前記符号列を出力する
   請求項１に記載の画像符号化方法。
9. 画像を符号化ユニット毎に復号化する画像復号化方法であって、
   それぞれが１以上の変換ユニットに相当する複数の所定ブロックを含む符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとが、周波数変換され、符号化され、前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列を取得して、前記輝度データと前記色差データとを復号化する復号化ステップと、
   復号化された前記輝度データと、復号化された前記色差データとを逆周波数変換する逆周波数変換ステップとを含む
   画像復号化方法。
10. 前記複数の所定ブロックのそれぞれは、所定サイズのブロックにおける複数の変換ユニット、または、所定サイズ以上の変換ユニットに相当し、
    前記復号化ステップでは、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた前記符号列を取得して、前記輝度データと前記色差データとを復号化する
    請求項９に記載の画像復号化方法。
11. 前記逆周波数変換ステップでは、
    前記輝度データを変換ユニット毎に逆周波数変換し、
    前記色差データの画素数が前記輝度データの画素数に等しい場合、前記色差データを変換ユニット毎に逆周波数変換し、
    前記色差データの画素数が前記輝度データの画素数よりも少ない場合、前記色差データを前記所定ブロック毎に逆周波数変換する
    請求項９または１０に記載の画像復号化方法。
12. 前記逆周波数変換ステップでは、前記符号化ユニットにおける前記複数の変換ユニットの前記色差データのうち、所定サイズ以下のブロックにおける複数の変換ユニットの色差データを一回で逆周波数変換する
    請求項９〜１１のいずれか１項に記載の画像復号化方法。
13. 前記逆周波数変換ステップでは、変換ユニットのサイズが予め定められた最小のサイズであり、かつ、前記変換ユニットの色差データの画素数が前記変換ユニットの輝度データの画素数より少ない場合、前記符号化ユニットにおける前記複数の変換ユニットの前記色差データのうち、前記変換ユニットを含むブロックにおける複数の変換ユニットの色差データを一回で逆周波数変換する
    請求項９〜１２のいずれか１項に記載の画像復号化方法。
14. 前記復号化ステップでは、所定ブロックにおける複数の変換ユニットの輝度データの全てよりも後に前記所定ブロックにおける前記複数の変換ユニットの色差データの全てが配置された前記符号列を取得して、前記所定ブロックにおける前記複数の変換ユニットの前記輝度データと前記色差データとを復号化する
    請求項９〜１３のいずれか１項に記載の画像復号化方法。
15. 前記複数の所定ブロックのそれぞれは、所定サイズのブロックにおける複数の変換ユニット、または、所定サイズ以上の変換ユニットに相当し、
    前記復号化ステップでは、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた前記符号列を取得して、前記輝度データと前記色差データとを復号化し、
    前記逆周波数変換ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを変換ユニット毎に逆周波数変換する
    請求項９または１０に記載の画像復号化方法。
16. 前記複数の所定ブロックのそれぞれは、変換ユニットに相当し、
    前記復号化ステップでは、前記輝度データと前記色差データとが変換ユニット毎に一緒にまとめられた前記符号列を取得して、前記輝度データと前記色差データとを復号化し、
    前記逆周波数変換ステップでは、前記輝度データと前記色差データとを変換ユニット毎に逆周波数変換する
    請求項９に記載の画像復号化方法。
17. 画像を符号化ユニット毎に符号化する画像符号化装置であって、
    それぞれが１以上の変換ユニットに相当する複数の所定ブロックを含む符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとを周波数変換する周波数変換部と、
    周波数変換された前記輝度データと、周波数変換された前記色差データとを符号化して、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列を出力する符号化部とを備える
    画像符号化装置。
18. 画像を符号化ユニット毎に復号化する画像復号化装置であって、
    それぞれが１以上の変換ユニットに相当する複数の所定ブロックを含む符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとが、周波数変換され、符号化され、前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列を取得して、前記輝度データと前記色差データとを復号化する復号化部と、
    復号化された前記輝度データと、復号化された前記色差データとを逆周波数変換する逆周波数変換部とを備える
    画像復号化装置。
19. 画像を符号化ユニット毎に符号化する画像符号化装置と、
    画像を符号化ユニット毎に復号化する画像復号化装置とを備え、
    前記画像符号化装置は、
    それぞれが１以上の変換ユニットに相当する複数の所定ブロックを含む符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとを周波数変換する周波数変換部と、
    周波数変換された前記輝度データと、周波数変換された前記色差データとを符号化して、前記輝度データと前記色差データとが前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列を出力する符号化部とを備え、
    前記画像復号化装置は、
    それぞれが１以上の変換ユニットに相当する複数の所定ブロックを含む符号化ユニットにおける複数の変換ユニットの輝度データと色差データとが、周波数変換され、符号化され、前記所定ブロック毎に一緒にまとめられた符号列を取得して、前記輝度データと前記色差データとを復号化する復号化部と、
    復号化された前記輝度データと、復号化された前記色差データとを逆周波数変換する逆周波数変換部とを備える
    画像符号化復号化装置。

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