JPWO2013164903A1 - 画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置、画像復号装置及び画像符号化復号装置 - Google Patents

Abstract

画像符号化方法は、複数のピクチャの各々を複数のタイルに分割する分割ステップ（Ｓ１５１）と、前記タイルの分割パターンが、複数のピクチャで同一であるか否かを示すタイル構造固定フラグ（１０２）を生成するタイル構造固定フラグ生成ステップ（Ｓ１５２）と、前記複数のタイルの各々を符号化することで複数の符号化信号を生成する符号化ステップ（Ｓ１５３）と、前記複数の符号化信号及び前記タイル構造固定フラグを含む符号化ビットストリームを生成するビットストリーム生成ステップ（Ｓ１５４）とを含む。

Description

本発明は、画像符号化方法及び画像復号方法に関するものである。

Ｈ．２６ｘと称されるＩＴＵ−Ｔ規格又はＭＰＥＧ−ｘと称されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格が知られている（例えば、非特許文献１参照）。

さらに新しい規格としてＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）方式（例えば、非特許文献２参照）が検討されている。

ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−１０「ＭＰＥＧ−４ Ｐａｒｔ １０ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ」 Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ Ｔｅａｍ ｏｎ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ （ＪＣＴ−ＶＣ） ｏｆ ＩＴＵ−Ｔ ＳＧ１６ ＷＰ３ ａｎｄ ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１ ８ｔｈ Ｍｅｅｔｉｎｇ： Ｓａｎ Ｊｏｓｅ， ＣＡ， ＵＳＡ， １−１０ Ｆｅｂｒｕａｒｙ， ２０１２， ＪＣＴＶＣ−Ｈ１００３， "Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ （ＨＥＶＣ） ｔｅｘｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｄｒａｆｔ ６"，

このような画像符号化方法及び画像復号方法では、画像復号装置における処理量の低減が望まれている。

本発明は、画像復号装置における処理量を低減できる画像符号化方法及び画像復号方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、複数のピクチャの各々を複数のタイルに分割する分割ステップと、前記タイルの分割パターンが、複数のピクチャで同一であるか否かを示すタイル構造固定フラグを生成するタイル構造固定フラグ生成ステップと、前記複数のタイルの各々を符号化することで複数の符号化信号を生成する符号化ステップと、前記複数の符号化信号及び前記タイル構造固定フラグを含む符号化ビットストリームを生成するビットストリーム生成ステップとを含む。

なお、これらの全般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。

本発明は、画像復号装置における処理量を低減できる画像符号化方法及び画像復号方法を提供できる。

図１は、実施の形態１に係るスキャン順の一例を示す図である。 図２は、実施の形態１に係るスキャン順の一例を示す図である。 図３は、実施の形態１に係るタイル及びスライスの分割例を示す図である。 図４は、実施の形態１に係るタイル及びスライスの分割例を示す図である。 図５は、実施の形態１に係る画像復号処理のフローチャートである。 図６は、実施の形態１に係る画像復号処理のフローチャートである。 図７は、実施の形態１に係る符号化ビットストリームのシンタックス例を示す図である。 図８は、実施の形態１に係る符号化ビットストリームのシンタックス例を示す図である。 図９は、実施の形態１に係る符号化ビットストリームのシンタックス例を示す図である。 図１０は、実施の形態１に係るタイル及びスライスの分割例を示す図である。 図１１は、実施の形態１に係るタイル及びスライスの分割例を示す図である。 図１２は、実施の形態１に係る画像復号装置のブロック図である。 図１３は、実施の形態１に係る画像符号化装置のブロック図である。 図１４は、実施の形態１に係る画像符号化処理のフローチャートである。 図１５は、実施の形態１に係る画像復号処理のフローチャートである。 図１６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１７は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図１８は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図１９は、光ディスクである記録メディア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２０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２１Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図２１Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図２２は、多重化データの構成を示す図である。 図２３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２４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２５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２６は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２７は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図２８は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図２９は、映像データを識別するステップを示す図である。 図３０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３１は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図３２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３３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３４Ａ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３４Ｂ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、従来の技術に関し、以下の問題が生じることを見出した。

Ｈ．２６ｘと称されるＩＴＵ−Ｔ規格又はＭＰＥＧ−ｘと称されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格においては、１枚の画像信号は、図１に示すラスタスキャン順で処理される。また、１枚の画像信号は、スライスと呼ばれる複数の単位に分割される。各スライスは、上記のラスタスキャン順で連続する信号を含む。そして、スライス単位で符号化が行われる。

また、ＨＥＶＣ方式においては、タイル方式も考えられている。このタイル方式では、１枚の画像信号は、矩形の複数の単位（タイル）に分割される。そして、その分割された矩形ごとに、当該矩形に含まれる信号がラスタスキャン順に処理される（図２参照）。このタイル方式は、垂直方向に画面を分割することが可能となるため、ラインメモリを削減することができる。

例えば、図３に示す例では、実線で囲われた部分がタイルを示し、点線で囲われた部分が、タイルが分割されることにより得られるスライスを示す。なお、図３は、タイル境界がスライス境界を跨がない例であるが、図４に示すように、スライスの内部にタイル境界があることもある。

しかしながら、上記方式では、タイルに分割された領域をそれぞれ並列処理する場合に、並列処理対象の領域の先頭であるタイルの先頭部分を見つけることが難しいという課題があることを本発明者は見出した。

より詳しく説明すると、画像復号装置が復号対象のビットストリームを並列処理（並列復号）可能かどうかを判断するために事前処理が必要である。この事前処理により処理時間が増加することで、高速処理の実現が困難である。または、この事前処理を高速に行うためには回路規模を増大させることが必要という課題がある。

本実施の形態では、並列復号処理が可能は画像復号装置であって、復号対象のビットストリームが並列復号処理可能なストリームかどうか、また、並列復号処理可能である場合には、どの点から別々に並列復号処理が可能となるかを高速に判定することができる画像復号装置について説明する。

また、本実施の形態では、画像復号装置における処理量を低減できる画像符号化方法、画像復号方法について説明する。

本発明の一態様に係る画像符号化方法は、複数のピクチャの各々を複数のタイルに分割する分割ステップと、前記タイルの分割パターンが、複数のピクチャで同一であるか否かを示すタイル構造固定フラグを生成するタイル構造固定フラグ生成ステップと、前記複数のタイルの各々を符号化することで複数の符号化信号を生成する符号化ステップと、前記複数の符号化信号及び前記タイル構造固定フラグを含む符号化ビットストリームを生成するビットストリーム生成ステップとを含む。

これによれば、画像復号装置は、タイル構造固定フラグが複数のピクチャにおいてタイル構造が同一であることを示す場合には、各ピクチャのタイルの情報を復号する必要がない。このように、当該画像符号化方法は、画像復号装置における処理量を低減できる。

例えば、前記画像符号化方法は、さらに、前記タイルの分割パターンを示すタイル構造情報を生成するタイル構造情報生成ステップを含み、前記ビットストリーム生成ステップでは、前記タイル構造情報を含む前記符号化ビットストリームを生成してもよい。

例えば、前記タイル構造情報は、ピクチャに含まれるタイルの行数及び列数を示してもよい。

例えば、前記タイル構造情報は、前記複数のタイルの分割境界が等間隔であるか否かを示す等間隔フラグを含んでもよい。

例えば、前記画像符号化方法は、さらに、複数のタイルのうち、画像復号装置における並列復号処理の開始点となるタイルを示す並列処理開始点情報を生成する開始点情報生成ステップを含み、前記ビットストリーム生成ステップでは、前記並列処理開始点情報を含む前記符号化ビットストリームを生成してもよい。

これによれば、画像復号装置は、並列処理開始点情報を参照することで、少ない処理量で、並列復号処理の開始点を把握できる。このように、当該画像符号化方法は、画像復号装置における処理量を低減できる。

例えば、前記画像符号化方法は、さらに、複数のタイルの位置を示すタイル位置情報を生成するタイル位置情報生成ステップを含み、前記ビットストリーム生成ステップでは、前記タイル位置情報を含む前記符号化ビットストリームを生成し、前記並列処理開始点情報は、前記タイル位置情報と異なってもよい。

例えば、前記符号化ビットストリームにおいて、前記並列処理開始点情報は、前記タイル位置情報の後に配置されてもよい。

例えば、前記並列処理開始点情報は、処理対象のタイルが並列処理の開始点であるかどうかを示すフラグと、当該タイルを先頭とする並列処理単位の識別番号とを含んでもよい。

また、本発明の一態様に係る画像復号方法は、符号化ビットストリームに含まれる、タイルの分割パターンが、複数のピクチャで同一であるか否かを示すタイル構造固定フラグを取得するタイル構造固定フラグ取得ステップと、前記タイル構造固定フラグを用いて、タイル構造を特定するタイル構造特定ステップと、前記特定されたタイル構造に従い、前記符号化ビットストリームに含まれる、複数のタイルの各々に対応する複数の符号化信号を復号することで複数の復号信号を生成する復号ステップとを含む。

これによれば、画像復号装置は、タイル構造固定フラグが複数のピクチャにおいてタイル構造が同一であることを示す場合には、各ピクチャのタイルの情報を復号する必要がない。このように、当該画像復号方法は、画像復号装置における処理量を低減できる。

例えば、前記画像復号方法は、さらに、前記タイルの分割パターンを示すタイル構造情報を、前記符号化ビットストリームから取得するタイル構造情報取得ステップを含み、前記タイル構造特定ステップでは、前記タイル構造情報を用いて前記タイル構造を特定してもよい。

例えば、前記タイル構造情報は、ピクチャに含まれるタイルの行数及び列数を示してもよい。

例えば、前記タイル構造情報は、前記複数のタイルの分割境界が等間隔であるか否かを示す等間隔フラグを含んでもよい。

例えば、前記画像復号方法は、さらに、複数のタイルのうち、並列処理の開始点となるタイルを示す並列処理開始点情報を、前記符号化ビットストリームから取得する開始点情報取得ステップを含み、前記復号ステップでは、前記並列処理開始点情報を用いて、並列復号処理を行ってもよい。

これによれば、画像復号装置は、並列処理開始点情報を参照することで、少ない処理量で、並列復号処理の開始点を把握できる。このように、当該画像復号方法は、画像復号装置における処理量を低減できる。

例えば、前記画像復号方法は、さらに、複数のタイルの位置を示すタイル位置情報を、前記符号化ビットストリームから取得するタイル位置情報取得ステップを含み、前記復号ステップでは、前記タイル位置情報を用いて前記複数の符号化信号を復号し、前記並列処理開始点情報は、前記タイル位置情報と異なってもよい。

例えば、前記開始点情報取得ステップでは、前記符号化ビットストリームにおいて、前記タイル位置情報の後に配置されている前記並列処理開始点情報を取得してもよい。

例えば、前記並列処理開始点情報は、処理対象のタイルが並列処理の開始点であるかどうかを示すフラグと、当該タイルを先頭とする並列処理単位の識別番号とを含んでもよい。

また、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、制御回路と、前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、前記制御回路は、複数のピクチャの各々を複数のタイルに分割する分割ステップと、前記タイルの分割パターンが、複数のピクチャで同一であるか否かを示すタイル構造固定フラグを生成するタイル構造固定フラグ生成ステップと、前記複数のタイルの各々を符号化することで複数の符号化信号を生成する符号化ステップと、前記複数の符号化信号及び前記タイル構造固定フラグを含む符号化ビットストリームを生成するビットストリーム生成ステップとを実行する。

この構成によれば、画像復号装置は、タイル構造固定フラグが複数のピクチャにおいてタイル構造が同一であることを示す場合には、各ピクチャのタイルの情報を復号する必要がない。このように、当該画像符号化装置は、画像復号装置における処理量を低減できる。

また、本発明の一態様に係る画像復号装置は、制御回路と、前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、前記制御回路は、符号化ビットストリームに含まれる、タイルの分割パターンが、複数のピクチャで同一であるか否かを示すタイル構造固定フラグを取得するタイル構造固定フラグ取得ステップと、前記タイル構造固定フラグを用いて、タイル構造を特定するタイル構造特定ステップと、前記特定されたタイル構造に従い、前記符号化ビットストリームに含まれる、複数のタイルの各々に対応する複数の符号化信号を復号することで複数の復号信号を生成する復号ステップとを実行する。

この構成によれば、当該画像復号装置は、タイル構造固定フラグが複数のピクチャにおいてタイル構造が同一であることを示す場合には、各ピクチャのタイルの情報を復号する必要がない。このように、当該画像復号装置は処理量を低減できる。

また、本発明の一態様に係る画像符号化復号装置は、前記画像符号化装置と、前記画像復号装置とを備える。

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及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、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）
本実施の形態では、並列復号処理可能な画像復号装置における並列復号処理について説明する。本実施の形態では、ビットストリームは、画像復号装置が容易に並列処理を可能となる情報を含む。

図５は、本実施の形態に係る画像復号処理の概要を示すフローチャートである。

まず、画像復号装置は、ビットストリームに含まれる処理単位（例えば、タイル）の情報を解析する（Ｓ１０１）。次に、画像復号装置は、上記解析結果に基づき、処理単位の位置が、並列処理の開始位置であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。処理単位の位置が並列処理の開始位置である場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）、画像復号装置は、並列復号処理を開始する（Ｓ１０３）。また、画像復号装置は、後続の処理単位に対してステップＳ１０１以降の処理を行う。一方、処理単位の位置が並列処理の開始位置でない場合（Ｓ１０２でＮｏ）、画像復号装置は、ビットストリームに含まれる次の処理単位に対してステップＳ１０１以降の処理を行う。

以下、画像復号処理の詳細な流れを説明する。図６は、本実施の形態に係る画像復号処理の流れを示すフローチャートである。

まず、画像復号装置は、ビットストリームが並列処理可能なビットストリームであるかどうかを判定する（Ｓ１１１）。並列処理が可能でであった場合（Ｓ１１１でＹｅｓ）、当該画像復号装置が並列処理を実行できるかどうかを確認する（Ｓ１１２）。つまり、画像復号装置が並列処理を実行する機能を有するか否かが確認される。画像復号装置が並列処理を実行できる場合、画像復号装置は、並列処理単位を示す情報を復号する（Ｓ１１３）。なお、画像復号装置が並列処理を実行できない場合には、画像復号装置は、ビットストリームが並列処理可能でない場合と同様の処理を行う。例えば、ビットストリームが並列処理可能でない場合、及び画像復号装置が並列処理を実行できない場合、画像処理装置は、並列復号処理は行わず、通常の復号処理を行う。

次に、画像復号装置は、分割構造を示す情報を復号する（Ｓ１１４）。ここで、分割構造とは例えばタイル構造である。次に、画像復号装置は、分割構造の開始点を示す情報と、その後に符号化されている並列処理の開始点を示す情報を復号する（Ｓ１１５）。処理対象の処理単位（例えば、タイル）が並列処理の開始点である場合（Ｓ１１６でＹｅｓ）、画像復号装置は、並列処理単位（サブストリーム）の番号を復号する（Ｓ１１７）。一方、分割構造の開始点が並列処理の開始点ではない場合（Ｓ１１６でＮｏ）、画像復号装置は、次の分割構造の開始点を示す情報を復号する（Ｓ１１５）。

以上の処理により、画像復号装置は、ピクチャを複数に分割した構造の中で、並列処理単位として扱える開始点を把握することができるので、並列復号処理を早く開始することができる。

なお、画像復号装置は、ビットストリームが並列処理可能であるかどうかの判定を、例えば、ビットストリームに含まれる、分割構造において対象ピクチャが平均的に分割されているかどうかを示すフラグ（後述する等間隔フラグ１１３）を用いて判定してもよい。具体的には、画像復号装置は、対象ピクチャが平均的に分割されている場合に並列処理可能と判定する。または、画像復号装置は、ビットストリームに含まれる、単に並列処理可能かどうかを示す１ビットの情報を用いて、ビットストリームが並列処理可能であるかどうかを判定してもよい。または、画像復号装置は、ビットストリームに含まれる、並列処理可能な領域の数を示す情報を参照し、この数が０でないことを示す場合にビットストリームが並列処理可能であると判定してもよい。なお、これらの方法のうちいずれを用いるかは、機能と符号量のバランスにより決定されてもよい。

また、分割構造を示す情報（後述するタイル構造情報１１０）は、例えば、分割後の領域の、水平方向の分割数を示す情報（後述する列数１１１）と、垂直方向の分割数を示す情報（後述する行数１１２）と含む。また、分割構造を示す情報は、さらに、上記分割された領域の各々がいくつの処理単位（例えばＣｔｂ又はＬＣＵと呼ばれる処理単位）を含むかどうかを示す情報（後述する列の幅１１４及び行の高さ１１５）を含んでもよい。

分割構造の開始点を示す情報（タイル位置情報）は、スタートコードと呼ばれる特別なビット列であってもよい。この場合、画像復号装置は、ビットストリームに含まれる開始点を、スタートコードを探す処理によって探索することができる。または、分割構造の開始点を示す情報は、現在の処理単位から次の処理単位が何ビット（バイト）先にあるかどうかを示す情報であってもよい。この場合には、画像復号装置は、そのビット（バイト）数のデータをスキップすることにより、分割構造の先頭位置を知ることが可能となる。

並列処理単位を示す情報（後述する分割情報１０４）は、等分割された領域の水平方向の分割数と垂直方向の分割数（後述する列数１０５及び行数１０６）とを含んでもよい。または、並列処理単位を示す情報は、４分岐における深さを示す情報であってもよい。具体的には、深さが１の場合にはピクチャが等サイズに４分割される。深さが２の場合にはピクチャが等サイズに１６分割される。なお等分割とは、ピクチャを均等に分割することを示すが、その最低単位はＣｔｂ又はＬＣＵと呼ばれる処理単位である。

また、並列処理の開始点を示す情報（後述する並列処理開始点情報１２０）は、現在の処理単位の位置が並列処理の開始点であるかどうかを示すフラグ（後述する並列処理開始点フラグ１２１）と、その並列処理単位の識別番号（ＩＤ）（後述するサブストリーム識別子１２２）とを含む。

なお、必ずしもビットストリーム中にこれらの情報は連続して配置される必要はない。画像復号装置は、必要なタイミングで情報が取得できれば、正しく復号処理を行うことができる。

なお、並列処理単位を示す情報を、並列処理に対応していない画像復号装置が復号してもよい。

図７〜図９は、本実施の形態に係る符号化ビットストリームのシンタックス構造の一例を示す図である。

図７は、本実施の形態に係る符号化ビットストリームに含まれるＳＰＳ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）のシンタックス例を示す図である。ＳＰＳは、複数ピクチャを含むシーケンス単位で符号化される制御情報である。

図７に示すように、ＳＰＳは、ピクチャがタイルと呼ばれる構造（タイル構造）を有するかどうかを示すタイル情報１０１（ｔｉｌｅｓ＿ｏｒ＿ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｓｙｎｃ＿ｉｄｃ）を含む。なお、このタイル情報１０１が１の場合にピクチャはタイル構造を有する。

ピクチャがタイル構造を有する場合（タイル情報１０１が１の場合）、ＳＰＳは、タイル構造が複数のピクチャにおいて可変（任意）であるか固定（一定）であるかを示すタイル構造固定フラグ１０２（ｔｉｌｅｓ＿ｆｉｘｅｄ＿ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ＿ｆｌａｇ）を含む。例えば、タイル構造が固定である場合、タイル構造固定フラグ１０２は１であり、タイル構造が可変である場合、タイル構造固定フラグ１０２は０である。なお、並列処理を実行する場合にはタイル構造固定フラグ１０２を１に限定してもよい。

タイル構造固定フラグ１０２が１の場合、ＳＰＳは、符号化ビットストリームがサブストリーム（並列処理単位）を有するか否かを示すサブストリームフラグ１０３（ｓｕｂｓｔｒｅａｍ＿ｆｌａｇ）を含む。言い換えると、サブストリームフラグ１０３は、符号化ビットストリームが並列復号処理可能かどうかを示す。

サブストリームフラグ１０３が１の場合、ＳＰＳは、ピクチャをサブストリームに等間隔に分割するための分割情報１０４（ｎｕｍ＿ｓｕｂｓｔｒｅａｍ＿ｃｏｌｕｍｎｓ＿ｍｉｎｕｓ１、及びｎｕｍ＿ｓｕｂｓｔｒｅａｍ＿ｒｏｗｓ＿ｍｉｎｕｓ１）を含む。言い換えると、分割情報１０４は、複数のサブストリームの分割境界が等間隔である場合のピクチャの分割パターンを示す。この分割情報１０４は、ピクチャに含まれるサブストリームの列数１０５（ｎｕｍ＿ｓｕｂｓｔｒｅａｍ＿ｃｏｌｕｍｎｓ＿ｍｉｎｕｓ１）及び行数１０６（ｎｕｍ＿ｓｕｂｓｔｒｅａｍ＿ｒｏｗｓ＿ｍｉｎｕｓ１）を含む。具体的には、列数１０５は、ピクチャを等間隔に分割した場合の（列数−１）を示し、行数１０６は（列数−１）を示す。

図８は、本実施の形態に係る符号化ビットストリームに含まれるＰＰＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）のシンタックス例を示す図である。ＰＰＳは、ピクチャ単位で符号化される制御情報である。ＰＰＳは、タイル構造固定フラグ１０２が０の場合にのみ、タイル構造を示すタイル構造情報１１０を含む。言い換えると、タイル構造情報１１０は、タイルの分割パターンを示す。具体的には、このタイル構造情報１１０は、ピクチャに含まれるタイルの列数１１１（ｎｕｍ＿ｔｉｌｅ＿ｃｏｌｕｍｎｓ＿ｍｉｎｕｓ１）及び、ピクチャに含まれるタイルの行数１１２（ｎｕｍ＿ｔｉｌｅ＿ｒｏｗｓ＿ｍｉｎｕｓ１）と、タイルの間隔が均等であるか否かを示す等間隔フラグ１１３（ｕｎｉｆｏｒｍ＿ｓｐａｃｉｎｇ＿ｆｌａｇ）を含む。言い換えると、等間隔フラグ１１３は、複数のタイルの分割境界が等間隔であるか否かを示す。また、タイルの間隔が均等でない場合には、タイル構造情報１１０は、各列の幅１１４（ｃｏｌｕｍｎ＿ｗｉｄｔｈ［ｉ］）と、各行の高さ１１５（ｒｏｗ＿ｈｅｉｇｈｔ［ｉ］）とを含む。

このようにすることにより、符号化情報を削減できるので符号化効率を向上できる。

また、ＰＰＳは、タイル境界にループフィルタ処理を行うか否かを示すループフィルタ許可フラグ１１６（ｌｏｏｐ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ａｃｒｏｓｓ＿ｔｉｌｅｓ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇ）を含む。

なお、上記説明では、並列処理を実行する場合に、タイル構造固定フラグ１０２を１に限定したがこれに限らない。上記の例は、タイル構造固定フラグ１０２にサブストリームフラグ１０３を組み合わせた例であり、通常の場合に１ビットを削減することができた。例えば、タイル構造固定フラグ１０２の値にかかわらず、画像符号化装置又は画像復号装置は、サブストリームフラグ１０３を符号化又は復号してもよい。

また、図９に示すように、符号化ビットストリームは、複数のタイルのうち、画像復号装置における並列復号処理（サブストリーム）の開始点となるタイルを示す並列処理開始点情報１２０を含む。この並列処理開始点情報１２０は、処理対象のタイルが並列処理の開始点であるかどうか（サブストリームの先頭であるかどうか）を示す並列処理開始点フラグ１２１（ｓｕｂｓｔｒｅａｍ＿ｅｎｔｒｙ＿ｐｏｉｎｔ＿ｆｌａｇ）と、そのタイルを先頭とするサブストリーム（並列処理単位）の識別番号であるサブストリーム識別子１２２（ｓｕｂｓｔｒｅａｍ＿ｉｄ）とを含む。なお、あるピクチャに含まれる、並列処理開始点情報１２０で示される並列処理の開始点となるタイルの数は、当該ピクチャに含まれる複数のタイルの総数よりも少なくてもよい。

また、上述したように、符号化ビットストリームは、複数のタイルの位置を示すタイル位置情報を含む。例えば、タイル位置情報は、タイルの開始点を示すスタートコードである。つまり、並列処理開始点情報１２０はタイル位置情報と異なる。言い換えると、並列処理開始点情報１２０はタイル位置情報とは別に設けられている。また、符号化ビットストリームにおいて、並列処理開始点情報１２０は、タイル位置情報の後に配置される。

上記のような符号化ビットストリームを用いることにより、画像復号装置は、複数のピクチャが分割された構造の中から、並列処理可能な単位を高速に探索することができる。

以下、図３に示す、タイル境界の先頭にスライスヘッダが配置されている場合の復号処理について説明する。

タイル方式では画面を均等に矩形状（行列状）に分割することができるため、分割後の領域の横方向の幅を小さくできる。これにより、タイル方式は、横方向の幅が大きい画像（例えば、４Ｋ又は８Ｋと呼ばれる解像度の画像）に対して、必要なメモリサイズを少なくできるという利点がある。また、タイル領域内の画素データを均等に分割しやすいため、並列処理を行いやすくなる。このため、タイルの先頭から並列復号を開始することが、効率的に並列復号処理を行うために重要である。

なお、予めエントロピー復号部がスライスヘッダのみを探索し、ヘッダ情報を取得できるように、スライスヘッダの先頭位置を、エントロピー復号部が容易に把握できる構成になっている。このため、この構造に限定することにより、タイルの先頭位置には必ずスライスヘッダが存在する。よって、画像復号装置は、このスライスヘッダを用いて、タイルの開始点、すなわち並列復号処理の開始地点を容易に特定できる。さらに、復号処理に必要な情報がこのスライスヘッダに含まれるため、復号時に予めスライスヘッダの情報をバッファリングする必要もない。

以上により、本実施の形態に係る画像復号装置は、図１０及び図１１に示すようにピクチャを複数に分割するタイル構造が非常に多い場合であっても、例えば４つのサブストリーム（並列復号処理可能な処理単位）を容易に探索することをできるので、さまざまなビットストリーム構造に対して並列処理を容易に実現できる。

なお、本実施の形態に係る並列復号処理は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する画像復号装置によって行われる。図１２は、本実施の形態に係る画像復号装置４００の構成の一例を示すブロック図である。なお、図５又は図６に示す並列復号処理は、エントロピー復号部４１０によって行われる。

画像復号装置４００は、圧縮符号化された符号化画像データ（入力信号）を復号することで復号信号を生成する。例えば、画像復号装置４００には、符号化画像データがブロック毎に入力信号として入力される。画像復号装置４００は、入力信号に、可変長復号、逆量子化及び逆変換を行うことで、画像データを復元する。

図１２に示すように、画像復号装置４００は、エントロピー復号部４１０と、逆量子化・逆変換部４２０と、加算器４２５と、デブロッキングフィルタ４３０と、メモリ４４０と、イントラ予測部４５０と、動き補償部４６０と、イントラ／インター切換スイッチ４７０とを備える。

エントロピー復号部４１０は、入力信号（入力ストリーム）を可変長復号することで、量子化係数を復元する。なお、ここで、入力信号（入力ストリーム）は、復号対象信号であり、符号化画像データのブロック毎のデータに相当する。また、エントロピー復号部４１０は、入力信号から動きデータを取得し、取得した動きデータを動き補償部４６０に出力する。

逆量子化・逆変換部４２０は、エントロピー復号部４１０によって復元された量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。そして、逆量子化・逆変換部４２０は、復元した変換係数を逆変換することで、予測誤差を復元する。

加算器４２５は、復元された予測誤差と予測信号とを加算することで、復号画像を生成する。

デブロッキングフィルタ４３０は、生成された復号画像にデブロッキングフィルタ処理を行う。デブロッキングフィルタ処理された復号画像は、復号信号として出力される。

メモリ４４０は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ４４０は、デブロッキングフィルタ処理が施された復号画像を格納する。

イントラ予測部４５０は、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部４５０は、加算器４２５によって生成された復号画像における、復号対象ブロック（入力信号）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。

動き補償部４６０は、エントロピー復号部４１０から出力された動きデータに基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。

イントラ／インター切換スイッチ４７０は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として加算器４２５に出力する。

以上の構成により、本実施の形態に係る画像復号装置４００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する。

以上のように、本実施の形態に係る画像復号装置及び画像復号方法は、画像復号装置の構成に応じたビットストリームの処理開始点を容易に判定できる。すなわち、当該画像復号装置及び画像復号方法は、スライスヘッダでパース（解析）した位置がタイルの先頭かどうかを容易に判定できる。これにより、画像復号装置の高速化を実現できる。

また、これらの構成により、処理時間の推定を容易にすることができる。これにより、例えば高解像度の映像のリアルタイム再生処理などに用いられる高速演算回路によって画像復号装置を実現することができる。

以下、本実施の形態に係る画像符号化方法及び画像符号化装置について説明する。この画像符号化装置は、並列復号を容易に実行可能とする符号列を符号化により生成して伝送する。具体的には、当該画像符号化装置は、画像復号装置に対してタイルの先頭位置が並列処理の先頭かどうかを示す情報を伝送する。これにより、当該画像符号化装置は、復号処理の並列度を上げることができるビットストリームを生成できる。

本実施の形態に係る画像符号化装置は、スライスヘッダを符号化する際に、その地点がタイルの先頭かどうかを判定する。画像符号化装置は、その地点がタイルの先頭の場合、例えば図７、図８及び図９に示す情報をビットストリームに含める。

このようにすることで、画像符号化装置は、画像復号装置で簡易に並列復号を開始できる符号化ビットストリームを生成できる。

図１３は、本実施の形態に係る画像符号化装置の構成例を示すブロック図である。図１３に示す画像符号化装置２００は、減算器２０５と、変換・量子化部２１０と、エントロピー符号化部２２０と、逆量子化・逆変換部２３０と、加算器２３５と、デブロッキングフィルタ２４０と、メモリ２５０と、イントラ予測部２６０と、動き検出部２７０と、動き補償部２８０と、イントラ／インター切換スイッチ２９０とを備える。

減算器２０５は、入力信号と予測信号との差分、すなわち、予測誤差を算出する。

変換・量子化部２１０は、空間領域の予測誤差を変換することで、周波数領域の変換係数を生成する。例えば、変換・量子化部２１０は、予測誤差にＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換を行うことで、変換係数を生成する。さらに、変換・量子化部２１０は、変換係数を量子化することで、量子化係数を生成する。

エントロピー符号化部２２０は、量子化係数を可変長符号化することで、符号化信号を生成する。また、エントロピー符号化部２２０は、動き検出部２７０によって検出された動きデータ（例えば、動きベクトル）を符号化し、符号化信号に含めて出力する。

逆量子化・逆変換部２３０は、量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。さらに、逆量子化・逆変換部２３０は、復元した変換係数を逆変換することで、予測誤差を復元する。なお、復元された予測誤差は、量子化により情報が失われているので、減算器２０５が生成する予測誤差とは一致しない。すなわち、復元された予測誤差は、量子化誤差を含んでいる。

加算器２３５は、復元された予測誤差と予測信号とを加算することで、ローカル復号画像を生成する。

デブロッキングフィルタ２４０は、生成されたローカル復号画像にデブロッキングフィルタ処理を行う。

メモリ２５０は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ２５０は、デブロッキングフィルタ処理が施されたローカル復号画像を格納する。

イントラ予測部２６０は、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部２６０は、加算器２３５によって生成されたローカル復号画像における、符号化対象ブロック（入力信号）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。

動き検出部２７０は、入力信号と、メモリ２５０に格納された参照画像との間の動きデータ（例えば、動きベクトル）を検出する。

動き補償部２８０は、検出された動きデータに基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。

イントラ／インター切換スイッチ２９０は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として減算器２０５及び加算器２３５に出力する。

以上の構成により、本実施の形態に係る画像符号化装置２００は、画像データを圧縮符号化する。

なお、スライスヘッダがタイルの先頭かどうかを判別するためのフラグ（並列処理開始点情報１２０）の符号化は、エントロピー符号化部２２０で行われる。

以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置及び画像符号化方法は、復号処理順に関連する情報を画像復号装置に伝送する。これにより、当該画像符号化装置及び画像符号化方法は、画像復号装置において高速に処理することが可能となるビットストリームを生成することができる。

また、上述したように、本実施の形態に係る画像符号化装置は、図１４に示すように、複数のピクチャの各々を複数のタイルに分割する（Ｓ１５１）。例えば、画像符号化装置は、外部からの指示、又は、符号化効率等に応じて、タイルの分割パターンを決定する。次に、画像符号化装置は、タイルの分割パターンが、複数のピクチャで同一（固定）であるか否かを示すタイル構造固定フラグ１０２を生成する（Ｓ１５２）。次に、画像符号化装置は、複数のタイルの各々を符号化することで複数の符号化信号を生成する（Ｓ１５３）。次に、画像符号化装置は、複数の符号化信号及びタイル構造固定フラグ１０２を含む符号化ビットストリームを生成する（Ｓ１５４）。

また、本実施の形態に係る画像復号装置は、図１５に示すように、符号化ビットストリームに含まれる、タイルの分割パターンが、複数のピクチャで同一であるか否かを示すタイル構造固定フラグ１０２を取得する（Ｓ１６１）。次に、画像復号装置は、タイル構造固定フラグ１０２を用いて、タイル構造を特定する（Ｓ１６２）。次に、画像復号装置は、特定されたタイル構造に従い、符号化ビットストリームに含まれる、複数のタイルの各々に対応する複数の符号化信号を復号することで複数の復号信号を生成する（Ｓ１６３）。

また、上述したように、符号化ビットストリームは、タイル情報１０１、タイル構造固定フラグ１０２、サブストリームフラグ１０３、分割情報１０４、タイル構造情報１１０、ループフィルタ許可フラグ１１６、並列処理開始点情報１２０及びタイル位置情報を含む。言い換えると、画像符号化装置は、これらの情報を生成し、これらの情報を含む符号化ビットストリームを生成する。また、画像復号装置は、符号化ビットストリームからこれらの情報を取得し、これらの情報を用いて復号処理を行う。具体的には、画像復号装置は、タイル情報１０１を用いて、タイル構造が用いられているか否かを判定する。タイル構造が用いられている場合、画像復号装置は、タイル構造固定フラグ１０２、タイル構造情報１１０、及びタイル位置情報を用いて、タイル構造を特定する。そして、画像復号装置は、特定されたタイル構造に従い、複数のタイルの各々に対応する複数の符号化信号を復号する。また、画像復号装置は、サブストリームフラグ１０３、分割情報１０４、及び並列処理開始点情報１２０を用いて、並列復号処理の単位（サブストリーム）を特定し、特定された並列復号処理の単位に従い、複数のタイルを並列復号処理する。

以上、実施の形態に係る画像符号化装置に及び画像復号装置ついて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。

また、上記実施の形態に係る画像符号化装置及び画像復号装置に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。

また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又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）、又は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。

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又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又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、画像符号化装置及び画像復号装置は、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及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。

さらに、本発明は上記ソフトウェアプログラムであってもよいし、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。

また、上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。

また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。

また、上記の画像符号化方法又は画像復号方法に含まれるステップが実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。

以上、本発明の一つ又は複数の態様に係る画像符号化装置及び画像復号装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

（実施の形態２）
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１６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１６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-CodeDivision 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（PersonalHandyphone 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１７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１８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１９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２０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１８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２１Ａ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２１Ｂ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３）
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２２は、多重化データの構成を示す図である。図２２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２３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２４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２４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２４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２５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２５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２６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２７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２７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２８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２９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４）
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３０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５）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置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３１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３０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３０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３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３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３３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３２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６）
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３４Ａ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３４Ｂ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。

本発明は、画像符号化方法及び画像復号方法、画像符号化装置及び画像復号装置にて適用できる。また、本発明は、データの蓄積、伝送、通信など様々な用途に利用可能である。例えば、本発明は、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、携帯電話、デジタルスチルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の情報表示機器及び撮像機器に利用可能である。

１０１ タイル情報
１０２ タイル構造固定フラグ
１０３ サブストリームフラグ
１０４ 分割情報
１０５、１１１ 列数
１０６、１１２ 行数
１１０ タイル構造情報
１１３ 等間隔フラグ
１１４ 列の幅
１１５ 行の高さ
１１６ ループフィルタ許可フラグ
１２０ 並列処理開始点情報
１２１ 並列処理開始点フラグ
１２２ サブストリーム識別子
２００ 画像符号化装置
２０５ 減算器
２１０ 変換・量子化部
２２０ エントロピー符号化部
２３０、４２０ 逆量子化・逆変換部
２３５、４２５ 加算器
２４０、４３０ デブロッキングフィルタ
２５０、４４０ メモリ
２６０、４５０ イントラ予測部
２７０ 動き検出部
２８０、４６０ 動き補償部
２９０、４７０ イントラ／インター切換スイッチ
４００ 画像復号装置
４１０ エントロピー復号部

Claims (19)

1. 複数のピクチャの各々を複数のタイルに分割する分割ステップと、
   前記タイルの分割パターンが、複数のピクチャで同一であるか否かを示すタイル構造固定フラグを生成するタイル構造固定フラグ生成ステップと、
   前記複数のタイルの各々を符号化することで複数の符号化信号を生成する符号化ステップと、
   前記複数の符号化信号及び前記タイル構造固定フラグを含む符号化ビットストリームを生成するビットストリーム生成ステップとを含む
   画像符号化方法。
2. 前記画像符号化方法は、さらに、
   前記タイルの分割パターンを示すタイル構造情報を生成するタイル構造情報生成ステップを含み、
   前記ビットストリーム生成ステップでは、前記タイル構造情報を含む前記符号化ビットストリームを生成する
   請求項１記載の画像符号化方法。
3. 前記タイル構造情報は、ピクチャに含まれるタイルの行数及び列数を示す
   請求項２記載の画像符号化方法。
4. 前記タイル構造情報は、前記複数のタイルの分割境界が等間隔であるか否かを示す等間隔フラグを含む
   請求項２又は３記載の画像符号化方法。
5. 前記画像符号化方法は、さらに、
   複数のタイルのうち、画像復号装置における並列復号処理の開始点となるタイルを示す並列処理開始点情報を生成する開始点情報生成ステップを含み、
   前記ビットストリーム生成ステップでは、前記並列処理開始点情報を含む前記符号化ビットストリームを生成する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
6. 前記画像符号化方法は、さらに、
   複数のタイルの位置を示すタイル位置情報を生成するタイル位置情報生成ステップを含み、
   前記ビットストリーム生成ステップでは、前記タイル位置情報を含む前記符号化ビットストリームを生成し、
   前記並列処理開始点情報は、前記タイル位置情報と異なる
   請求項５記載の画像符号化方法。
7. 前記符号化ビットストリームにおいて、前記並列処理開始点情報は、前記タイル位置情報の後に配置される
   請求項６記載の画像符号化方法。
8. 前記並列処理開始点情報は、
   処理対象のタイルが並列処理の開始点であるかどうかを示すフラグと、
   当該タイルを先頭とする並列処理単位の識別番号とを含む
   請求項５〜７のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
9. 符号化ビットストリームに含まれる、タイルの分割パターンが、複数のピクチャで同一であるか否かを示すタイル構造固定フラグを取得するタイル構造固定フラグ取得ステップと、
   前記タイル構造固定フラグを用いて、タイル構造を特定するタイル構造特定ステップと、
   前記特定されたタイル構造に従い、前記符号化ビットストリームに含まれる、複数のタイルの各々に対応する複数の符号化信号を復号することで複数の復号信号を生成する復号ステップとを含む
   画像復号方法。
10. 前記画像復号方法は、さらに、
    前記タイルの分割パターンを示すタイル構造情報を、前記符号化ビットストリームから取得するタイル構造情報取得ステップを含み、
    前記タイル構造特定ステップでは、前記タイル構造情報を用いて前記タイル構造を特定する
    請求項９記載の画像復号方法。
11. 前記タイル構造情報は、ピクチャに含まれるタイルの行数及び列数を示す
    請求項１０記載の画像復号方法。
12. 前記タイル構造情報は、前記複数のタイルの分割境界が等間隔であるか否かを示す等間隔フラグを含む
    請求項１０又は１１記載の画像復号方法。
13. 前記画像復号方法は、さらに、
    複数のタイルのうち、並列処理の開始点となるタイルを示す並列処理開始点情報を、前記符号化ビットストリームから取得する開始点情報取得ステップを含み、
    前記復号ステップでは、前記並列処理開始点情報を用いて、並列復号処理を行う
    請求項９〜１２のいずれか１項に記載の画像復号方法。
14. 前記画像復号方法は、さらに、
    複数のタイルの位置を示すタイル位置情報を、前記符号化ビットストリームから取得するタイル位置情報取得ステップを含み、
    前記復号ステップでは、前記タイル位置情報を用いて前記複数の符号化信号を復号し、
    前記並列処理開始点情報は、前記タイル位置情報と異なる
    請求項１３記載の画像復号方法。
15. 前記開始点情報取得ステップでは、前記符号化ビットストリームにおいて、前記タイル位置情報の後に配置されている前記並列処理開始点情報を取得する
    請求項１４記載の画像復号方法。
16. 前記並列処理開始点情報は、
    処理対象のタイルが並列処理の開始点であるかどうかを示すフラグと、
    当該タイルを先頭とする並列処理単位の識別番号とを含む
    請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の画像復号方法。
17. 制御回路と、前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、
    前記制御回路は、
    複数のピクチャの各々を複数のタイルに分割する分割ステップと、
    前記タイルの分割パターンが、複数のピクチャで同一であるか否かを示すタイル構造固定フラグを生成するタイル構造固定フラグ生成ステップと、
    前記複数のタイルの各々を符号化することで複数の符号化信号を生成する符号化ステップと、
    前記複数の符号化信号及び前記タイル構造固定フラグを含む符号化ビットストリームを生成するビットストリーム生成ステップとを実行する
    画像符号化装置。
18. 制御回路と、前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、
    前記制御回路は、
    符号化ビットストリームに含まれる、タイルの分割パターンが、複数のピクチャで同一であるか否かを示すタイル構造固定フラグを取得するタイル構造固定フラグ取得ステップと、
    前記タイル構造固定フラグを用いて、タイル構造を特定するタイル構造特定ステップと、
    前記特定されたタイル構造に従い、前記符号化ビットストリームに含まれる、複数のタイルの各々に対応する複数の符号化信号を復号することで複数の復号信号を生成する復号ステップとを実行する
    画像復号装置。
19. 請求項１７記載の画像符号化装置と、
    請求項１８記載の画像復号装置とを備える
    画像符号化復号装置。

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