KR101955051B1 - 화상 복호 방법, 화상 부호화 방법, 화상 복호 장치, 화상 부호화 장치 및 화상 부호화 복호 장치 - Google Patents

Abstract

부호화 스트림에 포함되는 화상 데이터를 블록마다 복호하는 화상 복호 방법으로서, 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드의 후보이며, 항상 2이상의 수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는 도출 단계와, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중에서 1개의 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 부호화 스트림으로부터 취득하는 취득 단계와, 취득된 상기 인덱스에 의거하여, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중 1개의 후보를, 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 상기 인트라 예측 모드로서 결정하는 결정 단계를 포함한다.

Description

화상 복호 방법, 화상 부호화 방법, 화상 복호 장치, 화상 부호화 장치 및 화상 부호화 복호 장치{IMAGE DECODING METHOD, IMAGE ENCODING METHOD, IMAGE DECODING DEVICE, IMAGE ENCODING DEVICE, AND IMAGE ENCODING/DECODING DEVICE}

본 발명은, 동화상의 화상 복호 방법 및 화상 부호화 방법 등에 관한 것이다. 특히, 예측 화소의 생성에 이용하는 인트라 예측 모드 번호를 포함하는 모드 정보의 복호 방법 및 부호화 방법 등에 관한 것이다.

차세대 화상 부호화 표준 규격인 HEVC(High Efficiency Video Coding) 규격에서는, 부호화 효율을 향상시키기 위해서 다양한 검토가 이루어지고 있다(비특허 문헌 1 참조).

부호화에는, 앞의 프레임의 화소 정보를 참조하여 예측 화상을 생성하는 프레임간 예측에 의해 압축을 행하는 프레임간 부호화나, 동 화면 내의 화소 정보를 참조하여 예측 화상을 생성하는 인트라 예측에 의해 압축을 행하는 인트라 부호화가 있다.

인트라 부호화에서는, 면내 예측 화소의 생성을 위한 방향 등을 구별하기 위해서, 부호화를 행하는 부호화 대상 블록의 소정의 사이즈(예를 들면, log2TrafoSize의 값이나 Prediction Unit의 종별)에 따른 수(intraPredModeNum)의 모드가 준비된다.

예를 들면, 사이즈 log2TrafoSize의 값이 3이상 5이하인 부호화 대상 블록에는, 34개(intraPredModeNum의 값이 34)의 모드를 준비하는 것이 검토되고 있다(도 15).

이 모드는 인트라 예측 모드(IntraPredMode)라고 불린다. 인트라 예측 모드의 값(인트라 예측 모드 번호)은, 예측의 방향을 대표하는 값이다. 인트라 예측 모드로는, 예를 들면, 34개의 모드나, 17개의 모드가 있다. 예를 들면, 인트라 예측 모드 번호(혹은 라벨) 「0」은, 수직(방향)을, 인트라 예측 모드 번호 「1」은 수평(방향)을, 인트라 예측 모드 번호 「2」는 DC 모드 예측으로 불리는 무방향을, 인트라 예측 모드 번호가 3이상의 값(소정 사이즈의 블록에 대해서 3이상 33이하의 값)인 경우에 대해서는, 각각 대응된 소정 각도의 방향을 나타낸다.

이하, 명세서에서는, 부호화 대상 블록에 대응된 인트라 예측 모드 번호를 「대상 모드 번호」로 부른다. 이 「대상 모드 번호」와 구별하는데다, 「대상 모드 번호」를 소정의 부호화 방식에 의해 부호화한 부호열로 표시되는 값을 「부호화 모드 번호」로 부른다.

복호 대상 블록(예로서, 휘도 블록)의 복호에서는, 「복수의 인트라 예측 모드 중 어떠한 인트라 예측 모드를 사용할지를 특정하기 위한 정보」인 모드 정보를 이용한다. 모드 정보는, 예측 단위(Prediction unit, 이하 적절히 「PU」로 칭한다)별로 생성된다.

현재, 모드 정보에는 이하의 3개의 정보가 포함되는 것이 검토되고 있다.

(I1) 「예측 모드 사용 플래그」(prev_intra_luma_pred_flag) 이전에 복호된 인접하는 PU의 인트라 예측 모드의 값을 사용할지 여부를 결정하는 플래그.

(I2)「예측 모드 후보 번호」(mpm_idx) 2이상의 인트라 예측 모드의 후보가 있는 경우에, 어느 인트라 예측 모드의 후보를 사용할지를 나타내는 인덱스. 예를 들면, 디폴트에서는, 인트라 예측 모드의 후보의 1개째를 표시하는 인덱스를 값「0」으로 한다.

(I3)「부호화 모드 번호」 (rem_intra_luma_pred_mode) 이전에 복호된 인접하는 PU의 인트라 예측 모드 번호를 사용하지 않는 경우에 있어서, 「대상 모드 번호」에 대응된 부호(값)이다. 복호 과정에 있어서는, (1) 먼저, 모드 정보에 포함되는 부호열로부터 이 「부호화 모드 번호」를 소정의 가변 길이 복호 방식 등(산술 복호화 방법 등)에 의해 추출하고, (2) 다음에, 추출된 값을 이용하여 「대상 모드 번호」(전술의 0이상 33이하의 34개의 모드중 어느 하나 등)를 도출(혹은 도출하기 위한 정보를 도출)한다.

Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG115th Meeting: Geneva, CH, -6-23 March, 2011 JCTVC-E603 Title:WD3: Working Draft 3 of High-Efficiency Video Coding ver. 5 http://phenix.int-evry. fr/jct/doc_end_user/documents/5_Geneva/wg11/JCTVC-E603-V5.zip

그러나, 종래의 인트라 부호화에서는, 모드 정보의 압축 효율이 충분하지 않다는 문제가 있다.

여기에서, 본 발명은, 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 모드 정보의 압축 효율의 향상이 가능한 화상 부호화 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 방법, 화상 복호 장치 및 화상 부호화 복호 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 복호 방법은, 부호화 스트림에 포함되는 화상 데이터를 블록마다 복호하는 화상 복호 방법이며, 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드의 후보이며, 항상 2이상의 수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는 도출 단계와, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중에서 1개의 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 부호화 스트림으로부터 취득하는 취득 단계와, 취득된 상기 인덱스에 의거하여, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중 1개의 후보를, 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 상기 인트라 예측 모드로서 결정하는 결정 단계를 포함한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 부호화 방법은, 화상 데이터를 블록마다 부호화함으로써 부호화 스트림을 생성하는 화상 부호화 방법이며, 부호화 대상 블록에 대응하는 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드의 후보이며, 항상 2이상의 수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는 도출 단계와, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중 1개의 후보를, 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드로서 결정하는 결정 단계와, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중에서, 결정된 상기 1개의 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 부호화 스트림에 부가하는 부가 단계를 포함한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 복호 장치는, 부호화 스트림에 포함되는 화상 데이터를 블록마다 복호하는 화상 복호 장치이며, 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드의 후보이며, 항상 2이상의 수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는 도출부와, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중에서 1개의 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 부호화 스트림으로부터 취득하는 취득부와, 취득된 상기 인덱스에 의거하여, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중 1개의 후보를, 상기 복호 대상 블록의 화면 내 예측에 이용하는 상기 인트라 예측 모드로서 결정하는 결정부를 구비한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 부호화 장치는, 화상 데이터를 블록마다 부호화함으로써 부호화 스트림을 생성하는 화상 부호화 장치이며, 부호화 대상 블록에 대응하는 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드의 후보이며, 항상 2이상의 수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는 도출부와, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중 1개의 후보를, 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드로서 결정하는 결정부와, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중에서, 결정된 상기 1개의 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 부호화 스트림에 부가하는 부가부를 구비한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 부호화 복호 장치는, 상기 화상 복호 장치와, 상기 화상 부호화 장치를 구비한다.

또한, 이들 전반적 또는 구체적인 양태는, 시스템, 방법, 집적 회로, 또는 컴퓨터 프로그램 또는 기록 매체로 실현되어도 되고, 시스템, 방법, 집적 회로, 및 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체의 임의 조합으로 실현되어도 된다.

본 발명에 의하면, 부호화 효율을 유지하면서, 처리량의 삭감을 실현할 수 있다.

도 1은 실시의 형태 1에 관련된 화상 부호화 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 2는 실시의 형태 1에 관련된 화상 부호화 방법에 있어서의 모드 정보의 생성 방법을 나타내는 플로우챠트이다.
도 3은 도 2의 단계 S215를 상세하게 설명하는 플로우챠트이다.
도 4는 제1의 실시 형태에 있어서의 예측 모드 결정 방법을 나타내는 플로우챠트이다.
도 5는 CABAC 방식에 의한 부호화 모드 번호의 부호화 방법(단계 S217)의 일예를 설명하는 플로우챠트이다.
도 6a는 종래의 신택스 구성의 일예를 나타내는 개념도이다.
도 6b는 실시의 형태 1에 있어서의 신택스 구성의 일예를 나타내는 개념도이다.
도 7은 제1의 실시 형태에 있어서의 예측 모드 결정 방법의 변형예를 나타내는 플로우챠트이다.
도 8은 부호화 모드 번호의 다른 부호화 방법(단계 S217)의 예를 설명하는 플로우챠트이다.
도 9a는 부호화 모드 번호의 다른 부호화 방법(단계 S217)에 이용하는 부호화 테이블의 일예를 나타내는 표이다.
도 9b는 부호화 모드 번호의 다른 부호화 방법(단계 S217)에 이용하는 부호화 테이블의 일예를 나타내는 표이다.
도 10은 제2의 실시 형태에 있어서의 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 11은 제2의 실시 형태에 있어서의 복호화 방법을 나타내는 플로우챠트이다.
도 12a는 비트열이 CABAC에 의해 출력된 것인 경우의 산술 복호 처리의 처리 순서를 나타내는 플로우챠트이다.
도 12b는 비트열이 CAVLC에 의해 출력된 것인 경우의 산술 복호 처리의 처리 순서를 나타내는 플로우챠트이다.
도 13은 단계 S1117의 제1의 예를 상세하게 설명하는 플로우챠트이다.
도 14는 단계 S1115을 상세하게 설명하는 플로우챠트이다.
도 15는 복호 예측 모드의 일예를 도시하는 개념도이다.
도 16은 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템의 전체 구성도이다.
도 17은 디지털 방송용 시스템의 전체 구성도이다.
도 18은 텔레비전의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 19는 광 디스크인 기록 미디어에 정보의 읽고 쓰기를 행하는 정보 재생/기록부의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 20은 광 디스크인 기록 미디어의 구조예를 도시하는 도면이다.
도 21a는 휴대 전화의 일예를 도시하는 도면이다.
도 21b는 휴대 전화의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 22는 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 23은 각 스트림이 다중화 데이터에 있어서 어떻게 다중화되어 있는지를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 24는, PES 패킷 열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더욱 상세하게 도시한 도면이다.
도 25는 다중화 데이터에 있어서의 TS 패킷과 소스 패킷의 구조를 도시하는 도면이다.
도 26은 PMT의 데이터 구성을 나타내는 도면이다.
도 27은 다중화 데이터 정보의 내부 구성을 도시하는 도면이다.
도 28은 스트림 속성 정보의 내부 구성을 도시하는 도면이다.
도 29는 영상 데이터를 식별하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 30은 각 실시의 형태의 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법을 실현하는 집적 회로의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 31은 구동 주파수를 전환하는 구성을 나타내는 도면이다.
도 32는 영상 데이터를 식별하고, 구동 주파수를 전환하는 단계를 도시하는 도면이다.
도 33은 영상 데이터의 규격과 구동 주파수를 대응시킨 룩 업 테이블의 일예를 도시하는 도면이다.
도 34a는 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 일예를 도시하는 도면이다.
도 34b는 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 다른 일예를 도시하는 도면이다.

상술한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 복호 방법은, 부호화 스트림에 포함되는 화상 데이터를 블록마다 복호하는 화상 복호 방법이며, 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드의 후보이며, 항상 2이상의 수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는 도출 단계와, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중에서 1개의 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 부호화 스트림으로부터 취득하는 취득 단계와, 취득된 상기 인덱스에 의거하여, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중 1개의 후보를, 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 상기 인트라 예측 모드로서 결정하는 결정 단계를 포함한다.

여기에서, 종래의 모드 정보의 구성으로는, 이하에 3개를 생각할 수 있다.

(M1) 인트라 예측 모드의 후보 중 어느 1개를 사용하고, 또한, 인트라 예측 모드의 후보수(NumMPMCand의 값)가 복수인 경우, 모드 정보에 포함되는 정보는, (I1)「예측 모드 사용 플래그」 및 (I2)「예측 모드 후보 번호」가 된다.

(M2) 인트라 예측 모드의 후보를 사용하고, 또한, 인트라 예측 모드의 후보가 1개인 경우, 모드 정보에 포함되는 정보는, (I1) 「예측 모드 사용 플래그」만이 된다. 이는, 인트라 예측 모드의 후보가 1개인 경우, 대상 모드 번호는 일정하게 특정되므로, (I2)「예측 모드 후보 번호」를 포함시킬 필요가 없기 때문이다. 종래, 모드 정보의 정보량의 삭감을 위해, 인트라 예측 모드의 후보가 1개인 경우는, 「예측 모드 후보 번호」를 포함시키지 않는 구성으로 하고 있다.

(M3) 인트라 예측 모드의 후보를 사용하지 않는 경우는, 모드 정보에 포함되는 정보는, (I1) 「예측 모드 사용 플래그」 및 (I3) 대상 모드 번호를 부호화한 「부호화 모드 번호」가 된다. 또한, 「부호화 모드 번호」의 정보량은, (I2) 「예측 모드 후보 번호」등에 비해 매우 많다.

상기 구성의 화상 복호 방법에서는, 항상 2이상의 수의 후보를 도출하기 위해서, 인트라 예측 모드의 후보를 이용하는 PU의 비율이 높아진다. 즉, 정보량이 비교적 적은 모드 정보(M2)의 비율이 증가하고, 정보량이 많은 모드 정보(M3)의 비율이 감소하기 때문에, 정보량을 저감가능하다. 또한, 종래의 모드 정보(M1)에 상당하는 경우도, 모드 정보(M2)와 동일한 정보량이 필요하기 때문에, 종래의 모드 정보(M1)에 상당하는 경우에 대해서는 정보량이 증대한다. 그러나, (I2) 「예측 모드 후보 번호」의 정보량은, (I3) 「부호화 모드 번호」의 정보량과 비교해 매우 적기 때문에, 프레임 전체 혹은 부호화 대상 블록 전체에서는, 정보의 증대량보다 삭감량이 상회하게 되어, 모드 정보의 정보량의 삭감을 도모할 수 있다.

또한, 예를 들면, 상기 2이상의 수는, 고정된 수로 해도 된다.

상기 구성의 화상 복호 방법에 의하면, 도출하는 인트라 예측 모드의 후보 수를 2이상의 수에 고정하기 때문에, 인트라 예측 모드의 후보를 사용할 경우, 인트라 예측 모드의 후보의 수를 판정하는 처리를 행할 필요가 없어진다.

인트라 예측 모드의 후보수를 판정하는 처리는, 예를 들면, 도 6a의 조건식 901 「if(NumMPMCand>1)」로 표시하는 인트라 예측 모드의 후보의 수가 1개인지 여부를 판정하는 처리이다. 당해 처리에서는, 예를 들면, 참조하는 복수의 PU의 인트라 예측 모드 번호를 구하고, 복수의 PU에 있어서의 인트라 예측 모드 번호가 일치하는지 여부를 구하는 처리가 필요해진다.

여기에서, 참조하는 복수의 PU의 인트라 예측 모드 번호를 도출하는 처리와, 복호 대상 블록에 이용하는 인트라 예측 모드를 구하는 처리는, 고속화를 위해서, 병렬 연산되는 경우가 있다. 종래는, (I1) 「예측 모드 사용 플래그」가 인트라 예측 모드의 후보를 사용하는 것을 나타내는 경우, 부호화 스트림에 인덱스가 포함되는지 여부를 판정하기 위해서, 참조하는 복수의 PU의 인트라 예측 모드 번호를 도출하는 처리의 결과를 얻을 필요가 있으므로, 당해 처리의 결과가 날 때까지, 복호 대상 블록에 이용하는 인트라 예측 모드를 구하는 처리를 진행시킬 수 없어, 고속화가 충분하지 않다.

한편, 상기 구성의 화상 복호 방법에서는, 항상 2이상의 고정수의 예측 모드의 후보를 생성하기 때문에, 인트라 예측 모드의 후보의 수를 판정하는 처리가 필요없어져, 예측 모드수 (후보수)에 의존하지 않고, 복호측에서 파라미터를 복호하는 것을 가능하게 한다. 이에 따라, 참조하는 복수의 PU의 인트라 예측 모드 번호를 도출하는 처리의 결과를 기다리지 않고, 복호 대상 블록에 이용하는 인트라 예측 모드를 구하는 처리를 진행시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 화상 복호 방법을 실행하는 장치의 고속화를 도모할 수 있다.

또한, 예를 들면, 상기 도출 단계는, 상기 복호 대상 블록에 인접하는 각 인접 블록의 화면내 예측에 이용된 인트라 예측 모드로부터, 상기 인트라 예측 모드의 제1 후보를 도출하는 제1 도출 단계와, 도출된 상기 제1 후보의 수가, 상기 2이상의 수보다 작은지 여부를 판정하는 판정 단계와, 상기 제1 후보의 수가 상기 2이상의 수보다 작다고 판정된 경우에, 또한, 상기 인트라 예측 모드의 제2 후보를 도출하는 제2 도출 단계를 포함하도록 구성해도 된다.

또한, 예를 들면, 상기 제1 도출 단계에서는, 화면내 예측에 이용된 인트라 예측 모드를 취득하는 상기 인접 블록의 수는, 상기 2이상의 수와 같은 수로 해도 된다.

또한, 예를 들면, 상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 후보의 수와 상기 제2 후보의 수의 합계가, 항상 상기 2이상의 수가 되도록, 상기 제2 후보를 도출하도록 구성해도 된다.

또한, 예를 들면, 상기 제2 도출 단계에서는, 상기 복호 대상 블록에 인접하는 각 인접 블록의 화면내 예측에 이용된 인트라 예측 모드와는 상이한 인트라 예측 모드를, 상기 제2 후보로서 도출하도록 구성해도 된다.

또한, 예를 들면, 상기 제2 도출 단계에서는, 상기 복호 대상 블록의 화소치의 평균치를 이용하여 예측하는 것을 나타내는 인트라 예측 모드와, 평면 예측을 나타내는 인트라 예측 모드와, 세로 방향 예측을 나타내는 인트라 예측 모드 중 적어도 어느 1개를 상기 제2 후보로서 도출하도록 구성해도 된다.
또한, 예를 들면 상기 부호화 스트림은, 인트라 예측 모드의 후보를 사용할지 여부를 나타내는 플래그를 포함하고, 상기 플래그가 인트라 예측 모드의 후보를 사용하는 것을 나타내는 경우에, 상기 취득 단계에서는, 상기 인덱스를 취득하고, 상기 결정 단계에서는, 상기 1개의 후보를 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드로서 결정하고, 상기 플래그가 인트라 예측 모드의 후보를 사용하지 않는 것을 나타내는 경우에, 상기 취득 단계에서는, 상기 부호화 스트림으로부터 상기 복호 대상 블록의 화면 내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드를 나타내는 모드 번호를 취득하고, 상기 결정 단계에서는, 취득된 상기 모드 번호에 의거하여, 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 상기 인트라 예측 모드를 결정하도록 구성해도 된다.

또한, 예를 들면, 상기 도출 단계는, 상기 복호 대상 블록에 인접하는 인접 블록이 있는 경우는, 상기 인접 블록의 화면내 예측에 이용된 인트라 예측 모드 이외의 인트라 예측 모드를, 상기 인트라 예측 모드의 후보로서 도출하고, 상기 복호 대상 블록에 인접하는 인접 블록이 없는 경우는, 미리 정해진 조건에 의거하여, 상기 인트라 예측 모드의 후보를 도출하도록 구성해도 된다.

또한, 예를 들면, 상기 도출 단계에서는, 또한, 상기 인트라 예측 모드의 후보를 이용하여 후보 리스트를 작성하고, 상기 인덱스는, 상기 후보 리스트에 포함되는 상기 인트라 예측 모드의 후보를 식별하기 위한 번호로 해도 된다.

상술한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 부호화 방법은, 화상 데이터를 블록마다 부호화함으로써 부호화 스트림을 생성하는 화상 부호화 방법이며, 부호화 대상 블록에 대응하는 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드의 후보이며, 항상 2이상의 수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는 도출 단계와, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중 1개의 후보를, 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드로서 결정하는 결정 단계와, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중에서, 결정된 상기 1개의 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 부호화 스트림에 부가하는 부가 단계를 포함한다.

또한, 예를 들면, 상기 2이상의 수는, 고정된 수로 해도 된다.
또한, 예를 들면, 상기 결정 단계에서는, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중, 상기 부호화 대상 블록의 화면내 예측에 이용된 인트라 예측 모드와 일치하는 후보를, 상기 1개의 후보로서 결정하도록 구성해도 된다.

상술한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 복호 장치는, 부호화 스트림에 포함되는 화상 데이터를 블록마다 복호하는 화상 복호 장치이며, 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드의 후보이며, 항상 2이상의 수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는 도출부와, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중에서 1개의 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 부호화 스트림으로부터 취득하는 취득부와, 취득된 상기 인덱스에 의거하여, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중 1개의 후보를, 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 상기 인트라 예측 모드로서 결정하는 결정부를 구비한다.

상술한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 부호화 장치는, 화상 데이터를 블록마다 부호화함으로써 부호화 스트림을 생성하는 화상 부호화 장치이며, 부호화 대상 블록에 대응하는 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드의 후보이며, 항상 2이상의 수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는 도출부와, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중 1개의 후보를, 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드로서 결정하는 결정부와, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중에서, 결정된 상기 1개의 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 부호화 스트림에 부가하는 부가부를 구비한다.

상술한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 부호화 복호 장치는, 상기 화상 복호 장치와, 상기 화상 부호화 장치를 구비한다.

또한, 상기의 화상 부호화 장치 및 화상 복호 장치를 구성하는 구성 요소의 일부 또는 전부는, 1개의 시스템 LSI(Large Scale Integration: 대규모 집적 회로)로 구성되어 있어도 된다. 시스템 LSI는, 복수의 구성부를 1개의 칩 상에 집적하여 제조된 초다기능 LSI이며, 구체적으로는, 마이크로프로세서, ROM 및 RAM(Random Access Memory) 등을 포함하여 구성되는 컴퓨터 시스템이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시의 형태는, 모두 본 발명의 바람직한 일구체적 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시 형태에 나타내는 구성 요소, 구성 요소의 배치 위치 및 접속 형태, 처리, 처리의 순서 등은, 일예이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 또한, 이하의 실시 형태에 있어서의 구성 요소 중, 본 발명의 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되지 않은 구성 요소에 대해서는, 보다 바람직한 형태를 구성하는 임의의 구성 요소로서 설명된다.

(실시의 형태 1)

본 발명의 실시 형태 1에 관련된 화상 부호화 방법, 및, 당해 화상 부호화 방법을 실행하는 화상 부호화 장치에 대하여, 도 1∼도 6b를 기초로 설명한다.

화상 부호화 장치는, 각 PU에 대하여, 인트라 예측에 이용한 인트라 예측 모드를 나타내는 모드 정보의 생성을 행하는 기능을 구비하고 있다. 또한, 본 실시의 형태에서는, 설명을 위해, 인트라 예측 모드의 후보의 수가, 미리 2에 고정되어 있는(항상 2이상의 고정수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는) 경우를 예로 설명한다. 또한, 3이상에 고정되어 있는 경우나, 2이상의 수로 가변으로 구성되어 있는 경우에도, 동일한 방법으로 실현 가능하다.

[1-1. 화상 부호화 장치의 구성]

본 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 장치의 구성에 대하여, 도 1을 기초로 설명한다. 도 1은, 화상 부호화 장치(100)의 구성을 도시하는 블록도이다.

화상 부호화 장치(100)는, 화상 신호가 입력되면, 화상 신호에 대한 부호화를 행하여, 후술하는 가변 길이 부호화부(120)로부터 출력되는 비트 스트림(bitStr)을, 화상 복호 장치(도 1에서는 도시하지 않음)에 출력하는 장치이다.

화상 부호화 장치(100)는 도 1에 도시하는 바와 같이, 화상 신호가 나타내는 화상과 예측 화상의 차분 화상을 출력하는 차분부(101), 차분 화상에 대하여 DCT 변환(Discrete Cosine Transform, 이산 코사인 변환) 등을 행하는 변환부(102), DCT 변환된 차분 화상에 대한 양자화를 행하는 양자화부(103), 역양자화를 행하는 역양자화부(104), 역 DCT 변환 등을 행하는 역변환부(105), 전회의 예측 화상과 역변환부(105)로부터의 복원된 차분 화상을 합성하여 전회의 화상을 출력하는 가산부(106), 프레임간 예측에 의해 예측 화상을 생성하는 화면간 예측부(107), 인트라 예측에 의해 예측 화상을 생성하는 화면내 예측부(108), 화면간 예측부(107)로부터의 예측 화상과 화면내 예측부(108)로부터의 예측 화상을 선택적으로 출력하는 전환부(109), 화상 부호화 장치(100)의 각 기능을 제어하는 부호화 제어부(110), 및, 양자화부(103)로부터의 데이터를 가변 길이 부호화하는 가변 길이 부호화부(120) 등을 포함한다.

부호화 제어부(110)는, 소정의 평가 기준에 의해 결정된, 부호화 대상 블록(PU, 혹은, PU에 포함되는 블록 등, 이하 동일)에 적용해야 할 「대상 모드 번호」와 「가변 길이 부호화 방식」을 유지한다. 평가 기준은, 예를 들면, 소정의 예측 정밀도를 만족하는 조건으로 출력되는 부호열의 비트수를 삭감시키도록 결정되어 있다.

화면내 예측부(108)는, 부호화 제어부(110)가 지정하는 「대상 모드 번호」에 따라, 현재의 부호화 대상 블록에 대하여, 대상 모드 번호가 표시하는 인트라 예측 모드가 지정하는 방향에 존재하는 예측 화소를 이용하여, 현재의 부호화 대상 블록의 화소치를 예측한다. 또한, 「대상 모드 번호」를 부호화하여 「부호화 모드 번호」를 생성한다.

가변 길이 부호화부(120)는, 화면내 예측부(108)에 있어서 생성된 「부호화 모드 번호」를, 부호화 제어부(110)가 지정하는 「가변 길이 부호화 방식」에 따라, 산술 부호화 등의 엔트로피 부호화를 행하여 비트 스트림(bitStr)을 출력한다.

[1-2. 화상 부호화 방법의 처리 순서]

본 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 방법의 처리 순서에 대하여, 도 2를 기초로 설명한다. 도 2는, 도 1의 화상 부호화 장치로 실행되는 모드 정보의 생성 방법을 나타내는 플로우챠트이다.

먼저, 부호화 제어부(110)는, 모드 정보를 생성하는 부호화 대상 블록에 대한 「대상 모드 번호」를 취득한다(단계 S201).

다음에, 부호화 제어부(110)는, 부호화 대상 블록에 대한 인트라 예측 모드의 후보를 구함으로써, 「예측 모드 배열」(candModeList)을 취득한다(단계 S203). 본 실시의 형태에서는, 인트라 예측 모드의 후보의 수가 2에 고정되어 있기 때문에, 예측 모드 배열의 요소수는 2가 된다. 인트라 예측 모드의 후보의 수가 3이상에 고정되어 있는 경우는, 예측 모드 배열의 요소수는, 인트라 예측 모드의 후보의 수로 한다. 또한, 인트라 예측 모드의 후보의 수가 가변으로 설정되어 있는 경우는, 예측 모드 배열의 요소수는, 인트라 예측 모드의 후보의 수의 최대치로 한다.

이 예측 모드 배열은, 후술하는 「예측 모드 후보 번호」를 예측 모드 배열의 요소의 인덱스치(0시작)로 하는 배열이다. 이 단계에 있어서의 인트라 예측 모드의 후보의 도출 방법의 상세에 대해서는, 도 4를 이용하여 후술한다.

다음에, 대상 모드 번호가, 예측 모드 배열 중 어떠한 요소의 값과 일치하는지 여부를 판정한다(단계 S205).

<대상 모드 번호가 예측 모드 배열 중 어느 하나의 요소의 값과 일치할 경우>

부호화 제어부(110)는, 단계 S205의 판정 결과가, 「대상 모드 번호가 어느 하나의 예측 모드 배열의 요소의 값과 일치하는」 것을 나타내는 경우(단계 S205의 결과가 YES), 예측 모드 사용 플래그의 값을 「1」로 결정한다(단계 S207).

부호화 제어부(110)는, 단계 S203에서 취득한 인트라 예측 모드의 후보 중, 어떠한 예측 모드를 사용했는지를 특정하기 위해서, 예측 모드 후보 번호(예측 모드 배열의 인덱스값)를 지정된 방식으로 가변 길이 부호화한다(단계 S209).

<대상 모드 번호가 예측 모드 배열 중 어떠한 요소의 값과도 일치하지 않는 경우>

부호화 제어부(110)는, 단계 S205의 판정의 결과가 「대상 모드 번호가 어떠한 예측 모드 배열의 값과도 일치하지 않는」 것을 나타낼 경우(단계 S205의 결과가 NO), 「예측 모드 사용 플래그」를 0으로 결정한다(단계 S213).

다음에, 부호화 제어부(110)는, 대상 모드 번호와 인트라 예측 모드의 후보의 수에 의거하여 「부호화 모드 번호」(rem_intra_luma_pred_mode의 값)를 생성한다(단계 S215). 이 단계는, 대상 모드 번호를 기초로 하여, 동일한 대상 모드 번호라도, 인트라 예측 모드의 후보의 수에 따라, 상이한 부호화 모드 번호를 생성하는 단계이다. 이 단계에 대해서는, 도 3을 이용하여 후술한다.

마지막에, 부호화 제어부(110)는, 부호화 모드 번호를 지정된 가변 길이 부호화 방법으로 부호화한다(단계 S217). 이 단계에 대해서는, 도 5(CABAC 방식), 도 8(CAVLC 방식)을 이용하여 후술한다.

[1-2-1.부호화 모드 번호의 생성의 일예]

단계 S215의 부호화 모드 번호를 생성하는 단계의 일예에 대하여 설명한다. 도 3은, 단계 S215의 부호화 모드 번호를 생성하는 단계의 처리 순서의 일예를 나타내는 플로우챠트이다. 또한, 부호화 모드 번호는, 다른 방법으로 생성해도 된다.

먼저, 부호화 제어부(110)는, 인트라 예측 모드의 총 수(인트라 예측 모드의 종류수, 본 실시의 형태에서는 34)와, 인트라 예측 모드의 후보의 수를 취득한다(단계 S301). 본 실시의 형태에서는, 상술한 바와 같이, 인트라 예측 모드의 후보의 수는, 2의 고정수이다.

부호화 제어부(110)는, 단계 S302로부터 단계 S307로 나타내는 루프의 처리를, 인트라 예측 모드의 후보의 수로 지정되는 회수 반복하는 것이다. 본 실시의 형태에서는, 인트라 예측 모드의 후보의 수가 2이므로, 인덱스(i)의 값이 1과 0이 되는 2회, 단계 S303(및, 단계 S303의 판정에 따라, 단계 S305)을 실행한다. 또한, 예측 모드의 후보의 수가 N인 경우는, 단계 S303(및, 단계 S303의 판정에 따라서 단계 S305)을 N회 실행한다.

단계 302에서는, i를 0에 설정한다.

단계 S303에서는, 현 시점의 대상 모드 번호의 값이, 인덱스(i)로 지정되는 예측 모드 배열의 요소의 값보다 큰지 여부를 판정한다. 판정의 결과가, 현 시점의 대상 모드 번호의 값이 예측 모드 배열의 요소의 값보다 큰 것을 나타내는 경우, 현 시점의 대상 모드 번호의 값을 1디크리먼트한다(단계 S305).

이를 전술의 인트라 예측 모드의 후보의 수의 값의 회수 반복하고, 마지막으로 단계 S305의 디크리먼트 등의 결과를 반영한 후의 현재의 대상 모드 번호를 「부호화 모드 번호」로 결정한다(단계 S309).

이 단계 S215의 처리는, 예를 들면, 인트라 예측 모드의 총 수 0..33의 34개의 값 중 어느 하나를 취할 수 있는 「대상 모드 번호」의 값으로부터 「부호화 모드 번호」에 대응시켜 결정하는 것과 등가이다.

표 1은, 「예측 모드의 후보 수」가 2인 (인덱스 0과 1이 존재하는) 경우에 있어서의 (a) 대상 모드 번호와 (b)「부호화 모드 번호」의 대응을 나타내는 표이다. (c)는, i＝0일 때의 단계 S305의 처리(현재의 대상 모드 번호로부터의 변경치)를, (d)는, i＝1일 때의 단계 S305의 처리(현재의 대상 모드 번호로부터의 변경치)를 각각 나타내고 있다. 표 1에 있어서, candModeList[0]은 예측 모드 배열의 제1번째의 요소를, candModeList[1]은 예측 모드 배열의 제2번째의 요소를, 각각 나타내고 있다.

[표 1]

표 1에서, 부호화 모드 번호는, 대상 모드 번호의 값에 따라서 이하와 같이 도출할 수 있다.

(1)0≤대상 모드 번호<예측 모드 배열의 제1번째의 요소의 값(0≤ 대상 모드 번호＜candModeList[0])의 경우, 대상 모드 번호와 부호화 모드 번호는 일치한다.

(2) 예측 모드 배열의 제1번째의 요소의 값＜대상 모드 번호＜예측 모드 배열의 제2번째의 요소의 값(candModeList [0]＜대상 모드 번호 <candModeList [1])의 경우, 부호화 모드 번호는 대상 모드 번호보다 1 적은 수가 된다.

(3) 예측 모드 배열의 제2번째의 요소의 값＜대상 모드 번호(candModeList [1]＜대상 모드 번호)의 경우, 부호화 모드 번호는 대상 모드 번호로부터 요소수의 2적은 수가 된다.

즉, 예측 모드 배열에 k개의 요소가 존재하는 경우(인트라 예측 모드의 후보의 수가 k개인 경우)에는, 예측 모드 배열의 값에 의해 소트하고, 대상 모드 번호가, 예측 모드 배열의 제몇번째까지의 값보다 큰지를 비교함으로써, 다음과 같이 일반화할 수 있다.

(k) 예측 모드 배열의 제 k-1번째의 요소의 값＜대상 모드 번호＜제k번째의 요소의 값(candModeList [k-1]＜대상 모드 번호＜candModeList [k])의 경우, 부호화 모드 번호는, 대상 모드 번호보다 k-1 적은 수가 된다.

[1-2-2. 예측 모드 배열의 생성 방법]

「예측 모드 배열」(candModeList)을 결정하는 방법에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는, 도 2에 도시하는 예측 모드 배열 취득 단계(단계 S203)의 상세한 처리 순서를 나타내는 플로우챠트이다. 여기에서는, 인트라 예측 모드의 후보의 수가 2에 고정되어 있는 경우의, 부호화 대상 블록의 「예측 모드 배열」(candModeList)을 결정하는 경우에 대하여 설명한다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 「예측 모드 배열」(candModeList)의 요소로서, 이미 부호화 완료의 인접 블록의 대상 모드 번호를 사용한다. 인접 블록의 대상 모드 번호가 일치할 경우(일치하는 대상 모드 번호는 1개의 인트라 예측 모드의 후보로 한다) 등, 이미 부호화 완료의 인접 블록의 대상 모드 번호의 수가, 예측 모드 배열의 요소수를 만족하지 않는 경우는, DC 예측 모드나, 평면 예측(인트라 플래너), 세로 방향 예측(인트라 앵글러) 등, 인접 블록의 대상 모드 번호가 아닌 다른 인트라 예측 모드로부터, 인트라 예측 모드의 후보를 결정한다.

부호화 제어부(110)는, 부호화 대상 블록의 좌측에 인접하는 이미 부호화 완료의 좌측 인접 블록의 대상 모드 번호를 intraPredModeLeft에 세트한다(단계 S401).

보다 상세하게는, intraPredModeLeft에는, 예를 들면, 좌측 인접 블록이 인트라 예측으로 부호화되어 있는 경우에는, 그 부호화(복호화)에 이용되는 대상 모드 번호를 세트하고, 인트라 예측이 아닌 부호화 방법으로 부호화되어 있는 경우(예를 들면, 프레임간 부호화를 이용하여 부호화되어 있는 경우)에는, DC 예측 모드(도 4에서는 DC 예측으로 표기)를 나타내는 인트라 예측 모드 번호(예를 들면 「2」)를 세트한다. 또한, 좌측 인접 블록이 존재하지 않는다고 판정될 경우(예를 들면, 슬라이스 경계, 화면끝의 경우 등), intraPredModeLeft에 Not Available를 세트한다.

마찬가지로, 부호화 제어부(110)는, 부호화 대상 블록의 상측에 인접하는 이미 부호화 완료의 상측 인접 블록의 대상 모드 번호를 intraPredModeAbove에 세트한다(단계 S402). intraPredModeAbove의 세트 방법으로는, 블록 위치 이외는, 좌측 인접 블록에 대한 처리(단계 S401)와 같다.

부호화 제어부(110)는, intraPredModeLeft 및 intraPredModeAbove를 세트하면, 좌측 인접 블록 및 상측 인접 블록의 대상 모드 번호가 존재하지 않는지 (intraPredModeLeft 및 intraPredModeAbove의 양쪽이 Not Available) 여부를 판단한다(단계 S403).

여기에서, 단계 S403에서 YES인 경우(좌측 인접 블록과 상측 인접 블록이 모두 존재하지 않는 경우), 부호화 제어부(110)는, 부호화 대상 블록의 「예측 모드 배열」 (candModeList)의 제1번째의 요소인 리스트 0(candModeList [0])에, 인트라 예측 모드 번호 “0”, 제2번째의 요소인 리스트 1(candModeList [1])에, DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호(예를 들면 “2”)를 세트한다(단계 S404).

한편, 단계 S403에서 NO인 경우, 부호화 제어부(110)는, intraPredModeLeft 및 intraPredModeAbove의 한쪽이 없거나, 또는, intraPredModeLeft 및 intraPredModeAbove가 일치하는지 여부를 판정한다(단계 S405).

단계 S405에서 NO인 경우(좌측 인접 블록 및 상측 인접 블록의 양쪽의 대상 모드 번호가 존재하고, 또한, 양쪽의 대상 모드 번호가 일치하지 않는 경우), 부호화 제어부(110)는, 부호화 대상 블록의 「예측 모드 배열」(candModeList)의 리스트 0(candModeList [0])에, 좌측 인접 블록의 대상 모드 번호 및 상측 인접 블록의 대상 모드 번호 중, 작은 쪽의 대상 모드 번호를 세트한다. 또한, 리스트 1(candModeList [1])에, 좌측 인접 블록의 대상 모드 번호 및 상측 인접 블록의 대상 모드 번호 중, 큰 쪽의 대상 모드 번호를 세트한다(단계 S406).

한편, 단계 S405에서 YES인 경우(좌측 인접 블록 및 상측 인접 블록의 어느 한쪽의 대상 모드 번호만이 존재하는 경우, 혹은, 좌측 인접 블록의 대상 모드 번호 및 상측 인접 블록의 대상 모드 번호가 일치할 경우), 부호화 제어부(110)는, 일치하는 혹은 존재하는 대상 모드 번호(이하, 「인접 모드 번호」로 칭한다)가, DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호(예를 들면 “2”)인지 여부를 판정한다(단계 S407).

단계 S407에서 YES인 경우(인접 모드 번호가 DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호인 경우), 부호화 제어부(110)는, 부호화 대상 블록의 「예측 모드 배열」 (candModeList)의 리스트 0(candModeList [0])에, 인접 모드 번호(일치하는 혹은 존재하는 대상 모드 번호) 및 DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호 중, 작은 쪽의 인트라 예측 모드 번호를 세트한다. 또한, 부호화 제어부(110)는, 리스트 1(candModeList [1])에, 인접 모드 번호(일치하는 혹은 존재하는 대상 모드 번호) 및 DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호 중, 큰 쪽의 인트라 예측 모드 번호를 세트한다(단계 S408).

한편, 단계 S407에서 NO인 경우(인접 모드 번호가 DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호(예를 들면 “2”)가 아닌 경우), 부호화 제어부(110)는, 인접 모드 번호가 “0”인지 여부를 판정한다(단계 S409).

단계 S409에서 NO인 경우(인접 모드 번호가 “0”이 아닌 경우), 부호화 제어부(110)는, 부호화 대상 블록의 「예측 모드 배열」(candModeList)의 리스트 0(candModeList [0])에, 인트라 예측 모드 번호 “0”을 세트하고, 리스트 1(candModeList [1])에, 인접 모드 번호를 세트한다(단계 S410).

한편, 단계 S409에서 YES인 경우(인접 모드 번호가 “0”인 경우), 부호화 대상 블록의 「예측 모드 배열」(candModeList)의 리스트 0(candModeList [0])에, 인접 모드 번호 “0”을 세트하고, 리스트 1(candModeList [1])에, 인트라 예측 모드 번호 “1”을 세트한다(단계 S411).

단계 S408∼단계 S411에서는, 예측 모드 배열의 각 요소에, DC 예측 모드의 번호 및 인트라 예측 모드 번호 “0”, “1”을 우선적으로 배치함으로써, 전술의 표 1에서 표시한 바와 같이, 부호화 모드 번호의 크기를 작게 할 수 있으므로, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 여기에서의 우선예(DC 예측 모드의 번호, 인트라 예측 모드 번호 “0”, “1”)는 일예이며, 작은 번호의 인트라 예측 모드를 우선하면, DC 예측 모드의 우선도를 낮추어도 부호화 효율을 올릴 수 있다.

[1-2-3.부호화 모드 번호의 부호화]

단계 S217의 부호화 모드 번호를 부호화하는 단계의 일예에 대하여, 도 5를 기초로 설명한다. 여기에서의 부호화는, 지정된 가변 길이 부호화이며, 이하에서는, CABAC 방식의 경우를 예로 설명한다. 도 5는, CABAC 방식에서의 부호화 방법을 나타내는 플로우챠트이다.

부호화 제어부(110)는, 예를 들면, 도 3에 도시하는 방법에 의해, 부호화 모드 번호를 취득하고(단계 S701, 단계 S215), 취득한 부호화 모드 번호에 대하여, 인트라 예측 모드의 총 수(최대 모드수)에 대응하는 2치화 방법으로 2치화 처리를 행한다(단계 S702). 이는, 예를 들면 인트라 예측 모드의 부호화 단위에 따라, 최대 모드수가 바뀔 경우(예를 들면, 부호화 단위가 4×4사이즈인 경우는 17모드, 8×8이상의 사이즈인 경우에는 34모드 등), 그 길이에 대응하는 2치화 처리를 행하는 것을 의미한다.

부호화 제어부(110)는, 부호화 모드 번호를 2치화한 신호에 대하여, 2치 산술 부호화 처리를 행한다(단계 S703). 이에 따라, 부호화 모드 번호를 스트림에 기록할 수 있다.

구체적인 데이터 구조를 나타내는 신택스의 예를 도 6a 및 도 6b를 이용하여 설명한다. 도 6a는, 비특허 문헌 1에서 발췌한 대상 모드 번호를 기록한 데이터 구조를 나타내는 신택스 구성의 일예를 나타내는 개념도이다. 또한, 도 6b는, 본 실시의 형태의 신택스 구성의 일예를 나타내는 개념도이다.

여기에서, 특별히 설명하지 않은 부분에 대해서는, 비특허 문헌 1에 기재한 대로 동작하는 것으로 한다. 종래의 신택스 구성에서는, 먼저 예측 모드 사용 플래그(prev_intra_luma_pred_flag)를 부호화한다.

예측 모드 사용 플래그가 1인 경우, 인트라 예측 모드의 후보수(NumMPMCand)가 1보다 큰지를 판정하고(901), 인트라 예측 모드의 후보수(NumMPMCand)가 1보다 큰 (2이상이다) 경우는, 예측 모드 후보 번호(mpm_idx)의 부호화를 행한다.

한편, 예측 모드 사용 플래그가 0인 경우, 부호화 모드 번호(rem_intra_luma_pred_mode)를 부호화한다.

본 발명의 구성에서는, 인트라 예측 모드의 후보수를 적어도 2이상으로 고정하기 위해서, 도 6a의 조건식 901「if(NumMPMCand＞1)」이 불필요해지고, 도 6b에 도시하는 신택스 구조의 비트 스트림을 생성한다. 즉, 예측 모드 사용 플래그가 1인 경우에는, 반드시, 예측 모드 후보 번호(mpm_idx)의 부호화를 행한다. 이에 따라, 조건 분기가 적어지고, 복호 시의 처리량을 삭감가능한 비트 스트림의 생성을 가능하게 한다. 또한, 종래는, 도시하지 않지만, 도 2의 단계 S207의 후에, 좌측 인접 블록의 대상 모드 번호 및 상측 인접 블록의 대상 모드 번호가 일치하는지 여부를 판정하는 처리가 행해지고, 일치할 경우에, 단계 S209가 실행된다.

(실시의 형태 1의 변형예)

(변형예 1: 예측 모드 결정 방법의 변형예)

또한, 도 4에서 설명한, 예측 모드 배열의 결정 방법은, 다음과 같이 변형해도 된다.

이 변형예에서는, 인접 블록에 사용된 대상 모드 번호와는 달리, 부호화 대상 블록에 대하여 가장 발생할 확률이 높은 인트라 예측 모드 번호를 선출하여 최빈도 모드 번호로 하고, 이 재빈도 모드 번호를, 도 4에서 든 “DC 예측 모드 2”, “모드 번호 0”, “모드 번호 1”중 어느 하나와 교체한다.

최빈도 모드 번호의 선출 방법으로는, 예를 들면, 도 5의 단계 S703의 산술 부호에 이용되는 컨텍스트의 상태에서, 가장 부호 길이가 짧아지는 인트라 예측 모드 번호를 선출해도 된다. 또한, 예를 들면, 후술하는 도 8의 단계 S502, 단계 S503에서 이용하는 가변 길이 테이블에 의해 최단 비트 길이에 할당되는 인트라 예측 모드 번호를 최빈도 모드 번호로 해도 되고, 완전히 별도의 최빈도 모드 선출 단계(예를 들면, 통계적으로 인접 모드 번호와 누적적인 대상 모드 번호의 경과에서 도출하는 방법)에 의해 선출해도 된다. 이와 같이 함으로써, 전자 2개의 단계에서는, 이미 어떤 단계의 공용화에 의해, 처리량의 증가를 억제하면서, 부호화 효율을 향상할 수 있고, 최후의 단계에서는, 처리량은 약간 증가하지만, 대폭적인 부호화 효율의 향상을 기대할 수 있다.

이 최빈도 모드 번호를 이용하여 예측 모드 배열을 결정하는 방법에 대하여, 도 7을 이용하여 설명한다. 도 7은, 예측 모드 배열의 결정 단계(단계 S203)의 처리 순서의 일예를 나타내는 플로우챠트이다. 또한, 도 7의 플로우챠트에 도시하는 처리 순서는, 도 4의 플로우챠트에 나타내는 처리 순서의 변형예이며, 단계 S404(단계 S804), 단계 S409(단계 S809), 단계 S410(단계 S810), 단계 S411(단계 S811) 이외의 단계(단계 S401∼단계 S403, 단계 S405∼단계 S408)는 동일하다. 이 때문에, 중복하는 단계에 대해서는, 적절히 설명을 생략한다.

여기에서는, 인트라 예측 모드의 후보의 수가 2에 고정되어 있는 경우의, 부호화 대상 블록의 「예측 모드 배열」(candModeList)을 결정하는 경우에 대하여 설명한다.

부호화 제어부(110)는, 부호화 대상 블록의 좌측에 인접하는 이미 부호화 완료의 좌측 인접 블록의 대상 모드 번호를 intraPredModeLeft에 세트하고(단계 S401), 상측에 인접하는 상측 인접 블록의 대상 모드 번호를 intraPredModeAbove에 세트한다(단계 S402).

부호화 제어부(110)는, intraPredModeLeft 및 intraPredModeAbove를 세트하면, 좌측 인접 블록 및 상측 인접 블록의 대상 모드 번호가 존재하지 않는지 (intraPredModeLeft 및 intraPredModeAbove의 양쪽이 Not Available) 여부를 판정한다(단계 S403).

단계 S403에서 YES인 경우(좌측 인접 블록과 상측 인접 블록이 모두 존재하지 않는 경우), 부호화 제어부(110)는, 부호화 대상 블록의 「예측 모드 배열」(candModeList)의 리스트 0(candModeList [0])에, 최빈도 모드 번호 및 DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호(예를 들면 “2”) 중, 작은 쪽의 인트라 예측 모드 번호를 세트한다. 또한, 리스트 1(candModeList [1])에, 최빈도 모드 번호 및 DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호(예를 들면 “2”) 중, 큰쪽의 인트라 예측 모드 번호를 세트한다(단계 S804).

한편, 단계 S403에서 NO인 경우, 부호화 제어부(110)는, intraPredModeLeft 및 intraPredModeAbove의 한쪽이 없거나, 또는, intraPredModeLeft 및 intraPredModeAbove가 일치하는지 여부를 판정한다(단계 S405).

단계 S405에서 NO인 경우(좌측 인접 블록 및 상측 인접 블록의 양쪽의 대상 모드 번호가 존재하고, 또한, 양쪽의 대상 모드 번호가 일치하지 않는 경우), 부호화 제어부(110)는, 부호화 대상 블록의 「예측 모드 배열」(candModeList)의 리스트 0(candModeList [0])에, 좌측 인접 블록의 대상 모드 번호 및 상측 인접 블록의 대상 모드 번호 중, 작은 쪽의 대상 모드 번호를 세트하고, 리스트 1(candModeList [1])에, 좌측 인접 블록의 대상 모드 번호 및 상측 인접 블록의 대상 모드 번호 중, 큰쪽의 대상 모드 번호를 세트한다(단계 S406).

한편, 단계 S405에서 YES의 경우(좌측 인접 블록 및 상측 인접 블록 중 어느 한쪽의 대상 모드 번호만이 존재하는 경우, 혹은, 좌측 인접 블록 및 상측 인접 블록의 대상 모드 번호가 일치할 경우), 부호화 제어부(110)는, 일치하는 혹은 존재하는 대상 모드 번호(인접 모드 번호)가 DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호(예를 들면 “2 ”)인지 여부를 판정한다(단계 S407).

단계 S407에서 YES인 경우(인접 모드 번호가 DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호인 경우), 부호화 제어부(110)는, 부호화 대상 블록의 「예측 모드 배열」 (candModeList)의 리스트 0(candModeList [0])에, 인접 모드 번호(일치하는 혹은 존재하는 대상 모드 번호) 및 DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호 중, 작은 쪽의 인트라 예측 모드 번호를 세트한다. 또한, 부호화 제어부(110)는, 리스트 1(candModeList [1])에, 인접 모드 번호(일치하는 혹은 존재하는 대상 모드 번호) 및 DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호 중, 큰 쪽의 인트라 예측 모드 번호를 세트한다(단계 S408).

한편, 단계 S407에서 NO인 경우(인접 모드 번호가 DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호(예를 들면 “2”)가 아닌 경우), 부호화 제어부(110)는, 인접 모드 번호가 최빈도 모드 번호인지 여부를 판정한다(단계 S809).

단계 S809에서 NO인 경우(인접 모드 번호가 최빈도 모드 번호가 아닌 경우), 부호화 제어부(110)는, 부호화 대상 블록의 「예측 모드 배열」(candModeList)의 리스트 0(candModeList [0])에, 최빈도 모드 번호 및 인접 모드 번호 중, 작은 쪽의 인트라 예측 모드 번호를 세트하고, 리스트 1(candModeList [1])에, 최빈도 모드 번호 및 인접 모드 번호 중, 큰 쪽의 인트라 예측 모드 번호를 세트한다(단계 S810).

한편, 단계 S809에서 YES인 경우(인접 모드 번호가 최빈도 모드 번호인 경우), 부호화 제어부(110)는, 부호화 대상 블록의 「예측 모드 배열」(candModeList)의 리스트 0(candModeList [0])에, 인접 모드 번호(=최빈도 모드 번호) 및 DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호 중, 작은 쪽의 인트라 예측 모드 번호를 세트하고, 리스트 1(candModeList [1])에, 인접 모드 번호(=최빈도 모드 번호) 및 DC 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 번호 중, 큰 쪽의 번호를 세트한다(단계 S811).

단계 S809∼단계 S811에서는, 상술한 바와 같이, 예측 모드 배열의 각 요소에, 최빈도 모드 번호와 DC 예측 모드를 우선적으로 배치함으로써, 인트라 예측 모드에의 적합율을 올릴 수 있다. 또한, 전술의 표 1에서 표시한 바와 같이, 부호화 모드 번호의 크기를 작게 할 수 있으므로, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 여기에서의 우선순의 예(DC 예측 모드 번호, 최빈도 모드 번호, 및, 인트라 예측 모드 번호 “0”의 우선순)는 일예이며, 통계적인 정보에 의거하여, 우선 순번을 바꾸어도 된다. 또한, 인트라 예측 모드 번호 “0”은, 예를 들면, 평면 예측(인트라 플래너)이나 세로 방향 예측(인트라 앵글러) 등이다.

(변형예 2: 부호화 모드 번호의 부호화 변형예)

또한, 부호화 모드 번호의 부호화는, 상술한 CABAC 방식에 한정되지 않고, CAVLC 방식을 이용해도 된다. 이하, CAVLC 방식에서의 부호화 방법에 대하여, 도 8, 도 9a 및 도 9b를 이용하여 설명한다. 도 8은, CAVLC 방식에서의 부호화 방법을 나타내는 플로우챠트이다. 도 9a는, 최대 모드수(인트라 예측 모드의 총 수)가 17인 경우의 부호화 테이블을 나타내는 표이고, 도 9b는, 최대 모드수가 34인 경우의 부호화 테이블의 일예를 나타내는 표이다.

부호화 제어부(110)는, 예를 들면, 도 3에 도시하는 방법에 의해, 부호화 모드 번호를 취득하고(단계 S501), 최대 모드수에 대응하는 가변 길이 테이블(도시하지 않음)을 선택한다(단계 S502). 이는, 예를 들면, 부호화 단위의 사이즈별로, 최대 모드수가 변할 경우(예를 들면, 부호화 단위가 4×4사이즈인 경우는 17모드, 8×8이상의 사이즈인 경우에는 34모드 등), 부호화 단위의 사이즈에 대응하는 가변 길이 테이블을 선택하는 것을 의미한다.

또한, 본 실시의 형태에 의하면, 부호화 단위에 대하여 1종류의 가변 길이 테이블을 이용하면 되므로, 부호화 장치에 필요한 메모리수를 삭감할 수 있다.

부호화 제어부(110)는, 선택한 가변 길이 테이블을 이용하여, 부호화 모드 번호로부터, 부호화 인덱스 번호를 도출한다(단계 S503). 또한, 이 가변 길이 테이블은, 부호화 모드 번호의 빈도가 높을수록, 부호화 인덱스가 작아지도록 블록 단위 또는, 대블록 단위, 슬라이스 단위로 갱신된다. 이 때문에, 부호화 인덱스 번호가 작을수록, 짧은 부호 길이가 되도록, 후술하는 가변 길이 부호화 처리가 행해진다.

최후에, 도출한 부호화 인덱스 번호에 대하여, 미리 결정된 부호화 테이블을 이용하여 부호화한다(단계 S504).

여기에서, CAVLC 방식에서는, 도 2의 설명과 같이, 예측 모드 사용 플래그(단계 S207)의 설정과, 부호화 모드 번호의 부호화(단계 S209)를 별도로 하는 것이 아니라, 예측 모드 사용 플래그를 포함시켜 부호화 모드 번호를 부호화하는 경우를 예로 설명한다.

도 9a 및 도 9b에 있어서, MPM1은, 예측 모드 사용 플래그=1이고, 예측 모드 후보 번호 0의 경우를 나타내고, 그 경우의 부호는 “10”이다. MPM2은, 예측 모드 사용 플래그＝1이고, 예측 모드 후보 번호 0의 경우를 나타내고, 그 경우의 부호는 “11”이다. 이후의 좌측의 번호 0∼14(인트라 예측 모드의 후보수＝2의 경우의 예이므로, 17모드로부터 2모드를 제거한 15모드에 대응), 혹은, 0∼31(인트라 예측 모드의 후보수＝2의 경우의 예이므로, 34모드로부터 2모드를 제거한 32모드에 대응)이, (단계 S503)에서 도출된 부호화 모드 번호를 나타내고, 우측의 부호가 비트 스트림에 쓰여지는 부호열을 나타낸다.

이 방법에서는, 모드 정보를 모두 동일한 방법으로 부호화할 수 있고, 필요로 하는 메모리수를 삭감할 수 있다.

또한, 도 2에서 도시한 플로우와 마찬가지로, 예측 모드 사용 플래그와 부호화 모드 번호를 따로따로 부호화해도 된다. 그 경우에는, MPM1에 해당되는 부호를 1로 하고, 예측 모드 사용 플래그＝1로서 취급하고, 예측 모드 번호는 1비트의 인덱스를 부호화하면 된다.

또한, CAVCL 방식의 부호화 경우에는, 예측 모드 사용 플래그(prev_intra_luma_pred_flag)와, 예측 모드 후보 번호(mpm_idx)와, 부호화 모드 번호(rem_intra_luma_pred_mode)에서 공유화한 vlc 테이블을 참조해도 된다.

(실시의 형태 2)

본 발명의 실시 형태 2에 관련된 화상 복호 방법, 및, 당해 화상 복호 방법을 실행하는 화상 복호 장치에 대하여, 도 10∼도 15를 기초로 설명한다.

본 실시의 형태의 화상 복호 방법은, 산술 복호 시에, 복호 대상 블록의 비트 스트림에 대하여 산술 복호 처리한 결과만을 이용하여 복호화를 실시한다. 또한, 산술 복호 처리에서는, 1비트로부터 몇비트의 정보량을 복원하는 경우가 있으므로, 버퍼량의 확보나 실시간 처리가 곤란하지만, 본 실시의 형태의 화상 복호 방법에서는, 다른 복호 대상 블록의 정보를 이용하지 않기 때문에, 연산 처리에 필요한 내부 메모리량을 삭감하여, 처리 시간을 단축할 수 있다.

[2-1. 화상 복합 장치의 구성]

본 실시의 형태에 관련된 화상 복호 장치의 구성에 대하여, 도 10을 기초로 설명한다. 도 10은, 화상 복호 장치(200)의 구성을 나타내는 블록도이다.

화상 복호 장치(200)는, 비트 스트림(bitStr)이 입력되면, 화상 신호를 출력하는 장치이다. 본 발명에 있어서는, 특히, 입력되는 비트 스트림으로서, 실시의 형태 1의 화상 부호화 방법에 의해 생성된 비트 스트림(bitStr)을 예로 설명한다. 도 9a 또는 도 9b에 도시하는 부호열이 기입된 비트 스트림을, 데이터 구조의 의미에서는 도 9a 또는 도 9b의 좌측으로부터 우측을 따르는 Prediction Unit Syntax의 정의를 따르면서, 우측의 가변 길이 복호 처리(단계 S1117), 「부호화 모드 번호」(rem_intra_luma_pred_mode)의 취득(단계 S1115)을 실행하여 「대상 모드 번호」를 재생한다.

화상 복호 장치(200)는, 가변 길이 복호화부(220), 역양자화부(201), 역변환부(202), 전회의 예측 화상과 차분 화상을 합성하는 가산부(203), 프레임간 예측에 의해 예측 화상을 생성하는 화면간 예측부(204), 인트라 예측에 의해 예측 화상을 생성하는 화면내 예측부(205), 화면간 예측부(204)로부터의 예측 화상과 화면내 예측부(205)로부터의 예측 화상을 선택적으로 출력하는 전환부(206), 제어부(210) 등을 포함한다.

가변 길이 복호화부(220)는, 가변 길이 부호화부(120)와 반대의 동작을 행한다. 즉, 비트 스트림이 입력되면, 인트라 예측 모드의 후보수(NumMPMCand)에 따라, 비트 스트림으로부터 「부호화 모드 번호」등을 취득한다. 또한, 「부호화 모드 번호」로부터 「대상 모드 번호」를 얻는 처리를 행한다.

화면내 예측부(205)는, 도 1의 화면내 예측부(108)와 동작은 거의 같다. 얻어진 「대상 모드 번호」에 따라, 현재의 복호 대상 블록에 대하여, 대상 모드 번호에 대응하는 인트라 예측 모드가 지정하는 방향에 존재하는 예측 화소를 이용하여, 현재의 복호 대상 블록의 화소값을 예측한다.

제어부(210)는, 가변 길이 복호화부(220)에, 대상 모드 번호를 취득하는데 필요한 정보를 부여한다. 본 발명의 복호화 방법에 있어서의, 필요한 정보는 「실시예 1의 부호화에 의해 출력된 비트 스트림으로부터 「대상 모드 번호」를 재생하기 위한 정보」이면 된다. 예를 들면, 가변 길이 복호화부(220)가 유지하고 있지 않은 경우에는, 복호 대상 블록에 대한 예측 모드 배열(candModeList)(혹은, 이 리스트의 초기값)을 부여한다. 또한, 이 현재의 복호 대상 블록에 대응된 소정의 단위마다, 엔트로피 복호화 모드(CAVLC 방식으로 출력된 비트열인지, CABAC를 이용하여 출력된 비트열 등)를 부여한다.

[2-2. 화상 복호 방법의 처리 순서]

본 실시의 형태에 관련된 화상 복호 방법의 처리 순서에 대하여, 도 11을 기초로 설명한다. 도 11은, 도 10의 화상 복호 장치로 실행되는 「대상 모드 번호」(도 15에 도시하는 34개의 인트라 예측 모드)의 복호 방법을 나타내는 플로우챠트이다. 또한, 본 실시의 형태에서는, 각 단계는, 가변 길이 복호화부(220)에서 실행되는 경우를 예로 설명하는데, 제어부(210)에서 실행하는 등으로 해도 된다.

먼저, 실시의 형태 1의 부호화 방법으로 부호화하여 얻어진 비트 스트림(bitStr)으로부터, 복호 대상 블록의 모드 정보에 대응 부분을 추출한다. 대응 부분이란, 도 6a 및 도 6b를 이용하여 설명한 신택스(Prediction unit syntax)에 따라서 구조화된, (1) 「예측 모드 사용 플래그」(prev_intra_luma_pred_flag), (2) 「예측 모드 후보 번호」(mpm_idx) 또는 (3) 「부호화 모드 번호」(rem_intra_luma_pred_mode)를 엔트로피 부호화하여 얻어진 비트열이다.

가변 길이 복호화부(220)는, 비트열을 취득하면, 도 6a 및 도 6b에 설명한 신택스에 따라 복호하여, 「대상 모드 번호」를 취득한다(단계 S1103∼단계 S1115).

가변 길이 복호화부(220)는, 먼저, 「예측 모드 사용 플래그」(prev_intra_luma_pred_flag)의 값을 소정의 엔트로피 복호화 방법에 의해 복원한다(단계 S1103). 이하, 특별히 설명이 없는 경우, 이하의 설명 및 도면 중의 단어, 및 값의 의미는, 실시의 형태 1의 부호화 방법, 및, 도 6a 및 도 6b의 신택스에 대한 설명에서 설명한 의미와 같다.

가변 길이 복호화부(220)는, 복호한 예측 모드 사용 플래그가 1인지 여부를 판정한다(단계 S1105).

단계 S1105에서 YES인 경우(「예측 모드 사용 플래그」의 값이 1인 경우)는, 가변 길이 복호화부(220)는, 「예측 모드 후보 번호」(mpm_idx)를 복호한다(단계 S1109).

상세하게는, 가변 길이 복호화부(220)는, 예측 모드 배열(candModeList)을 생성하고, 예측 모드 배열(candModeList)의 요소 번호(mpm_idx)의 요소의 값(candModeList [mpm_idx])을, 「대상 모드 번호」로서 결정한다(단계 S1111). 또한, 여기에서의 예측 모드 배열의 생성 방법은, 실시의 형태 1의 도 4 혹은 도 7에서 설명한 방법을 이용할 수 있다. 예측 모드 배열의 생성 방법은, 부호화 장치와 복호 장치에서 동일한 것을 이용하는 것으로 한다.

단계 S1105에서 NO인 경우(「예측 모드 사용 플래그」의 값이 1이 아닌 경우), 가변 길이 복호화부(220)는, 부호화 모드 번호를 엔트로피 복호한다. 상세하게는, 먼저, 인트라 예측 모드의 총 수(최대 모드수)에 따라, 부호화 모드 번호를 비트열로부터 취득한다(단계 S1117). 이 취득 처리는, 도 2의 단계 S217과 반대의 처리이다. 대응하는 비트열이, 엔트로피 부호화 방식으로서 (1) CABAC에 의해 출력된 것인지(도 5), (2) CAVLC에 의해 출력된 것인지(도 8)에 따라서 상이한 처리를 행한다. 엔트로피 부호화 방식의 판정은, 예를 들면, 복호 대상 블록에 대응된 예측 단위(PU)에 대응하는 소정 단위의 엔트로피 부호화 모드 플래그가 나타내는 값에 따라 구별한다. 또한, 이 플래그는 더 상위의 시퀀스 단위로 지정되어도 된다.

먼저, 비트열이 (1) CABAC에 의해 출력된 것인 경우에 대하여, 도 12a를 기초로 설명한다. 도 12a는, 도 11의 단계 S1117에 대응하는 산술 복호 시의 처리 흐름을 나타내는 플로우챠트이다.

가변 길이 복호화부(220)는, 우선, 취득한 비트 스트림을 산술 복호 처리한다(단계 S1401, 단계 S703의 반대). 가변 길이 복호화부(220)는, 산술 복호 처리에 의해 취득한 2치 정보에 대하여 다치화 처리를 행하여, 부호화 모드 번호를 복원한다(단계 S1402).

다음에, 비트열이 (2) CAVLC에 의해 출력된 것을 나타내는 경우에 대하여 도 13을 이용하여 설명한다. 도 13은, 비트열이 (2) CAVLC에 의해 출력된 것임을 나타내는 경우에 있어서의 단계 S1117의 「부호화 모드 번호」의 취득 방법을 나타내는 플로우챠트이다.

가변 길이 복호화부(220)는, 먼저, 비트열로부터, 복호 대상 블록(PU)의 「부호화 모드 번호」의 복호에 필요한 정보(컨텍스트)를 이용하여, 부호화 인덱스 번호를 취득한다(단계 S1201). 이 복호 처리는, 도 8의 단계 S504의 부호화 처리와 반대의 처리를 행하는 것에 대응한다. 보다 구체적으로는, 최대 모드수(예를 들면 실시예 1에서 설명한 예측 정보의 전송 단위에 의해, 17모드나 34모드수에 대응)에 따라, 도 9a 또는 도 9b에서 나타낸 가변 길이 부호화(가변 길이 복호화) 테이블을 선택한다. 선택한 가변 길이 부호화 테이블의 비트열로부터, 입력된 비트 스트림(도 9a 또는 도 9b의 우측에 표시하는 비트열)에 대응하는 비트열을 검색하고, 당해 비트열에 대응된 부호화 인덱스 번호(도 9a 또는 도 9b의 좌측에 표시하는 번호에 대응)를 취득한다.

가변 길이 복호화부(220)는, 다음에, 전술과 마찬가지로 최대 모드수마다 별도의 가변 길이 테이블을 선택하고(단계 S1202, 단계 S502와 동일, 도시하지 않음), 선택한 가변 길이 테이블을 이용하여, 취득한 부호화 인덱스 번호에 대응된 부호화 모드 번호를 도출한다(단계 S1203, 단계 S503의 반대의 처리). 또한, 이 가변 길이 테이블은, 부호화 모드 번호의 빈도가 높을수록, 부호화 인덱스 번호가 작아지도록 블록 단위 또는, 대블록 단위, 슬라이스 단위로 갱신된다. 이 갱신은, 부호화 장치측과 복호화 장치측에서 미리 결정된 방법으로 갱신되기 때문에, 대상으로 하는 부호화 대상 블록에 대응하는 부호화, 및, 복호 대상 블록에 대한 복호에 이용하는 가변 길이 테이블은 동일한 것이 되도록 설계되어 있다. 이 처리에 의해, 부호화 모드 번호를 복원한다.

다음에, 부호화 모드 번호로부터 대상 모드 번호를 복원한다(단계 S1115, 도 2의 단계 215와는 반대의 처리). 도 14는, 부호화 모드 번호로부터의 대상 모드 번호의 복원 처리 순서를 나타내는 플로우챠트이다.

도 14에 도시하는 바와 같이, 가변 길이 복호화부(220)는, 단계 S1117에서 취득된 「부호화 모드 번호」로부터 「대상 모드 번호」를 취득한다. 도 14의 각 단계는, 도 3의 「대상 모드 번호」로부터 「부호화 모드 번호」를 얻는 단계를 반대로 실행하는 것과 같다.

가변 길이 복호화부(220)는, 먼저, 인트라 예측 모드의 후보 수(NumMPMCand)를 취득한다(단계 S1301). 본 실시의 형태에서는, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 인트라 예측 모드의 후보 수는, 2의 고정수이다.

가변 길이 복호화부(220)는, 다음에, 단계 S1302로부터 단계 S1307에서 나타내는 루프의 처리를, 인트라 예측 모드의 후보 수(NumMPMCand)로 지정되는 회수 반복한다. 본 실시의 형태에서는, 인트라 예측 모드의 후보 수(NumMPMCand)가 2이므로, 인덱스의 값이 0과 1의 2회, 단계 S1303(및, 단계 S1305)를 실행한다. 또한, 예측 모드의 후보 수가 N인 경우는, 단계 S1303(및, 단계 S1303의 판정에 따라서 단계 S1305)을 N회 실행한다.

단계 S1302에서는, 후보 인덱스 candIdx(도 14에서는 Index에 대응)을 0에 설정한다.

단계 S1303에서는, 현 시점의 부호화 모드 번호와, 예측 모드 배열(CandModeList)의 후보 인덱스 candIdx의 값으로 지정되는 요소의 값(candModeList [candIdx]의 값)과의 대소를 비교한다. 또한, Index＝0일 때는, 부호화 모드 번호는, 단계 S1117에서 취득된 시점의 부호화 모드 번호가 된다.

단계 S1303에서 YES인 경우(부호화 모드 번호≥candModeList [candIdx]의 값인 경우), 부호화 모드 번호를 1인크리먼트한다(단계 S1305). 또한, 현 시점의 부호화 모드 번호와 예측 모드 배열 candModeList[candIdx]의 값이, 동일한 값인 경우에도 1인크리먼트한다. 후보 인덱스 번호 candIdx를 1인크리먼트하면서, 모든 후보 인덱스에 대한 비교가 종료할때까지 단계 S1302부터 단계 S1307의 루프를 반복한다.

이 처리에 의해, 인트라 예측 모드의 후보의 수에 따라, 부호화 모드 번호가 대상 모드 번호로 복원된다. 또한, 이 인트라 예측 모드의 후보 수에 따른 「부호화 모드 번호」로부터의 「대상 모드 번호」의 복원은, 표 1의 처리를 하측의 행으로부터 상측의 행을 향해서 읽는 것과 등가이다.

예를 들면, 인트라 예측 모드의 후보 수(NumMPMCand의 값)가 2인 경우, 부호화 모드 번호와 대상 모드 번호의 대응은, 표 2와 같이 된다. 이 표의 예에서는, 1번째의(인덱스가 0인) 예측 모드 배열의 요소의 값을 「i」로 하고, 2번째의(인덱스가 1인) 예측 모드 배열의 요소의 값을 「j」인 경우로 설명하고 있다.

[표 2]

이와 같이, 본 실시의 형태의 복호 장치 및 복호 방법에 의하면, 인트라 예측 모드의 후보 수에 따라서(혹은 인트라 예측 모드의 후보 수에 의거하여) CAVLD 방식에서는 CodeNum과 「부호화 모드 번호」의 대응을, CABAC 방식에서는 2치 배열로부터 「부호화 모드 번호」의 대응 방법을 전환한다(단계 S1117). 또한, 인트라 예측 모드의 후보 수에 따라서 부호화 모드 번호와 대상 모드 번호의 대응을 전환한다(단계 S1115).

상기 구성에 의해, 대상 모드 번호의 부호화를, 인트라 예측 모드의 후보 수에 따라서 전환함으로써 부호화 효율을 높여서 생성된 실시의 형태 1의 비트 스트림으로부터, 원래의 「대상 모드 번호」를 재현하는 것이 가능해진다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 화상 복호 장치 및 화상 복호 방법에서는, 인트라 예측 모드의 후보 수를 2이상으로 고정하기 위해서, 산술 복호 처리에 있어서, 인트라 예측 모드의 후보의 수가 1인지 여부를 판정하는 조건 분기없이 처리하는 것이 가능하다.

또한, 도 12b는, 화상 복호 장치 내에서의 산술 복호 처리의 처리 순서의 일예를 나타내는 개념도이다. 전술한 바와 같이, 산술 복호에는, 취득하는 비트 길이에 대한 복호된 신호(복호 파라미터)의 정보량이 산술적으로 결정되기 때문에, 정하지 않고, 실시간 처리를 실현하기 위해서는, 고속의 연산이 필요하다. 여기에서, 도 12b에 도시하는 바와 같이, 복호 처리로는, 취득하는 비트 스트림을 미리 결정된 방법(CABAC 또는 CAVLC)에 의해 산술 복호하고(단계 S1411), 복호 파라미터를 취득하는 (단계 S1412) 엔트로피 복호 단계 S1410와, 복호 파라미터에 의거하여 예측 화상을 생성하고, 복호 화상 신호를 취득하는 복호 처리 단계(단계 S1413)와는 별도의 단계로서 나누어 병렬 연산을 가능하게 하는 경우가 많다. 여기에서, 산술 복호 단계 S1411에 필요한 복호 정보는, 단계 S1413로부터의 피드백에 의해 취득한다.

이 때, 엔트로피 복호 단계 S1410는, 복호 처리 단계 S1413의 처리 결과를 기다릴 필요가 있어, 고속 연산할 수 없으므로, 이 피드백을 절감하는 것이 고속화에 대해서는 특히 중요해진다.

이 때문에, 본 실시의 형태의 화상 복호 장치에서는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 예측 모드 사용 플래그가 1(엔트로피 복호 단계에서 복호한 신호)(단계 S1105에서 YES)이 되면, 반드시 예측 모드 후보 번호의 복호 단계(단계 S1109)를 부르기 때문에, 이 사이에 복호 처리 단계(단계 S1413)의 처리를 기다릴 필요가 없다.

한편, 도 6a에서 도시한 종래의 신택스 구성에서는, 예측 모드수(NumMPMCand)를 판정할 필요가 있고, 이 판정에는, 전술한 바와 같이, 상측 인접 블록, 좌측 인접 블록의 대상 모드 번호를 이용할 필요가 있기 때문에, 복호 처리 단계 S1413의 처리를 기다릴 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 구성에 의하면, 복호 장치의 고속화를 실현할 수 있다.

(실시의 형태 1 및 실시의 형태 2의 변형예)

(1) 또한, 도 1의 부호화 제어부(110), 도 10의 제어부(210)에 대해서는, 설명을 위해서 필요한 처리부와의 입출력만을 도시했는데, 도시하지 않은 신호선에 의해 각 처리부에 필요한 정보의 입출력을 행하는 것이 가능한 것으로 해도 된다. 부호화 제어부, 혹은, 제어부는, 각 처리부의 처리의 제어를 행하는 컨트롤러라고 생각해도 된다.

(2) 또한, 도 15에 나타낸 33의 방향과 1개의 무방향의 34개의 모드를 예로 34개의 대상 모드 번호의 부호화에 대해서 설명했는데, 모드의 수는, 도 15에 나타내는 레벨(L0∼L3)의 깊이에 따라서 가변인 것으로 해도, 본 발명의 효과는 손상되지 않는다.

예를 들면, 인트라 예측 모드의 후보의 수가, 2의 n승+k개인 경우에는, 부호화 모드 번호(rem_intra_luma_pred_mode)는 n비트, 또는, n+1비트로 표현가능하다.

상기의 복호화 장치의 구성을 취함으로써, 도 6a 및 도 6b에서 나타낸 신택스 구조를 정확하게 복호할 수 있다. 또한, 도 12b에서 도시한 바와 같이, 산술 복호 시에는, 단순하게 복호 처리를 실행하는 것만으로, 종래와 같이 인트라 예측 모드의 후보의 수가 1인 경우를 판정하기 위해서, 인접의 대상 모드 번호를 취득, 비교할 필요가 없어, 메모리량이 작고, 고속으로 정확하게 복호 처리를 실행할 수 있다.

(실시의 형태 3)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법(화상 부호화 방법) 또는 동화상 복호화 방법(화상 복호 방법)의 구성을 실현하기 위한 프로그램을 기억 미디어에 기록함으로써, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 처리를 독립된 컴퓨터 시스템에 있어서 간단히 실시하는 것이 가능해진다. 기억 미디어는, 자기 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, IC 카드, 반도체 메모리 등, 프로그램을 기록할 수 있는 것이면 된다.

또한 여기에서, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법(화상 부호화 방법)이나 동화상 복호화 방법(화상 복호 방법)의 응용예와 이를 이용한 시스템을 설명한다. 당해 시스템은, 화상 부호화 방법을 이용한 화상 부호화 장치, 및 화상 복호 방법을 이용한 화상 복호 장치로 이루어지는 화상 부호화 복호 장치를 가지는 것을 특징으로 한다. 시스템에 있어서의 다른 구성에 대하여, 경우에 따라서 적절히 변경할 수 있다.

도 16은, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템(ex100)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 통신 서비스의 제공 에어리어를 원하는 크기로 분할하고, 각 셀내에 각각 고정 무선국인 기지국(ex106, ex107, ex108, ex109, ex110)이 설치되어 있다.

이 컨텐츠 공급 시스템(ex100)은, 인터넷(ex101)에 인터넷 서비스 프로바이더(ex102) 및 전화망(ex104), 및 기지국(ex106)으로부터 ex110을 통하여, 컴퓨터(ex111), PDA(Personal Digital Assistant)(ex112), 카메라(ex113), 휴대전화(ex114), 게임기(ex115) 등의 각 기기가 접속된다.

그러나, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)은 도 16과 같은 구성에 한정되지 않고, 어느 하나의 요소를 조합하여 접속하도록 해도 된다. 또한, 고정 무선국인 기지국(ex106)으로부터 ex110을 거치지 않고, 각 기기가 전화망(ex104)에 직접 접속되어도 된다. 또한, 각 기기가 근거리 무선 등을 통하여 직접 서로 접속되어 있어도 된다.

카메라(ex113)는 디지털 비디오 카메라 등의 동화상 촬영이 가능한 기기이며, 카메라(ex116)는 디지털 카메라 등의 정지 화상 촬영, 동화상 촬영이 가능한 기기이다. 또한, 휴대전화(ex114)는, GSM(등록 상표)(Global System for Mobile Communications) 방식, CDMA(Code Division Multiple Access) 방식, W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access) 방식, 혹은 LTE(Long Term Evolution) 방식, HSPA(High Speed Packet Access)의 휴대 전화기, 또는 PHS(Personal Handyphone System) 등이며, 어떠한 것이라도 상관없다.

컨텐츠 공급 시스템(ex100)에서는, 카메라(ex113) 등이 기지국(ex109), 전화망(ex104)을 통하여 스트리밍 서버(ex103)에 접속됨으로써, 라이브 전송 등이 가능해진다. 라이브 전송에서는, 사용자가 카메라(ex113)를 이용하여 촬영하는 컨텐츠(예를 들면, 음악 라이브 영상 등)에 대하여 상기 각 실시의 형태에서 설명한 바와 같이 부호화 처리를 행하여(즉, 본발명의 일양태에 관련된 화상 부호화 장치로서 기능한다), 스트리밍 서버(ex103)에 송신한다. 한편, 스트리밍 서버(ex103)는 요구가 있는 클라이언트에 대하여 송신된 컨텐츠 데이터를 스트림 전송한다. 클라이언트로는, 상기 부호화 처리된 데이터를 복호화하는 것이 가능한, 컴퓨터(ex111), PDA(ex112), 카메라(ex113), 휴대전화(ex114), 게임기(ex115) 등이 있다. 전송된 데이터를 수신한 각 기기에서는, 수신한 데이터를 복호화 처리하여 재생한다(즉, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다).

또한, 촬영한 데이터의 부호화 처리는 카메라(ex113)로 행하거나, 데이터의 송신 처리를 하는 스트리밍 서버(ex103)로 행해도 되고, 서로 분담하여 행해도 된다. 마찬가지로 전송된 데이터의 복호화 처리는 클라이언트로 행하거나, 스트리밍 서버(ex103)로 행해도 되고, 서로 분담하여 행해도 된다. 또한, 카메라(ex113)에 한정되지 않고, 카메라(ex116)로 촬영한 정지 화상 및/또는 동화상 데이터를, 컴퓨터(ex111)를 통하여 스트리밍 서버(ex103)에 송신해도 된다. 이 경우의 부호화 처리는 카메라(ex116), 컴퓨터(ex111), 스트리밍 서버(ex103) 중 어느 것으로 행해도 되고, 서로 분담하여 행해도 된다.

또한, 이들 부호화·복호화 처리는, 일반적으로 컴퓨터(ex111)나 각 기기가 가지는 LSI(ex500)에 있어서 처리한다. LSI(ex500)는, 1칩이거나 복수 칩으로 이루어지는 구성이어도 된다. 또한, 동화상 부호화·복호화용의 소프트웨어를 컴퓨터(ex111) 등으로 판독 가능한 어떠한 기록 미디어(CD-ROM, 플렉서블 디스크, 하드 디스크 등)에 집어넣고, 그 소프트웨어를 이용하여 부호화·복호화 처리를 행해도 된다. 또한, 휴대전화(ex114)가 카메라 부착인 경우에는, 그 카메라로 취득한 동화상 데이터를 송신해도 된다. 이 때의 동화상 데이터는 휴대전화(ex114)가 가지는 LSI(ex500)에서 부호화 처리된 데이터이다.

또한, 스트리밍 서버(ex103)는 복수의 서버나 복수의 컴퓨터이며, 데이터를 분산시켜 처리하거나 기록하거나 전송하는 것이어도 된다.

이상과 같이 하여, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)에서는, 부호화된 데이터를 클라이언트가 수신하여 재생할 수 있다. 이와 같이 컨텐츠 공급 시스템(ex100)에서는, 사용자가 송신한 정보를 실시간으로 클라이언트가 수신하여 복호화하여, 재생할 수 있어, 특별한 권리나 설비를 가지지 않는 사용자라도 개인 방송을 실현할 수 있다.

또한, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)의 예에 한정되지 않고, 도 17에 도시하는 바와 같이, 디지털 방송용 시스템(ex200)에도, 상기 각 실시의 형태의 적어도 동화상 부호화 장치(화상 부호화 장치) 또는 동화상 복호화 장치(화상 복호 장치) 중 어느 하나를 집어넣을 수 있다. 구체적으로는, 방송국(ex201)에서는 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터가 전파를 통하여 통신 또는 위성(ex202)에 전송된다. 이 영상 데이터는 상기 각 실시의 형태에서 설명한 동화상 부호화 방법에 의해 부호화된 데이터이다(즉, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 부호화 장치에 의해 부호화된 데이터이다). 이를 받은 방송 위성(ex202)은, 방송용의 전파를 발신하고, 이 전파를 위성 방송의 수신이 가능한 가정의 안테나(ex204)가 수신한다. 수신한 다중화 데이터를, 텔레비전(수신기)(ex300) 또는 셋탑 박스(STB)(ex217) 등의 장치가 복호화하여 재생한다(즉, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다).

또한, DVD, BD 등의 기록 미디어(ex215)에 기록한 다중화 데이터를 판독하여 복호화하거나, 또는 기록 미디어(ex215)에 영상 신호를 부호화하고, 또한 경우에 따라서는 음악 신호와 다중화하여 기입하는 리더/레코더(ex218)에도 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 장치 또는 동화상 부호화 장치를 실장하는 것이 가능하다. 이 경우, 재생된 영상 신호는 모니터(ex219)에 표시되고, 다중화 데이터가 기록된 기록 미디어(ex215)에 의해 다른 장치나 시스템에 있어서 영상 신호를 재생할 수 있다. 또한, 케이블 텔레비전용의 케이블(ex203) 또는 위성/지상파 방송의 안테나(ex204)에 접속된 셋탑 박스(ex217) 내에 동화상 복호화 장치를 실장하고, 이를 텔레비전 모니터(ex219)로 표시해도 된다. 이 때 셋탑 박스가 아니라, 텔레비전 내에 동화상 복호화 장치를 집어넣어도 된다.

도 18은, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 텔레비전(수신기)(ex300)을 도시하는 도면이다. 텔레비전(ex300)은, 상기 방송을 수신하는 안테나(ex204) 또는 케이블(ex203) 등을 통하여 영상 데이터에 음성 데이터가 다중화된 다중화 데이터를 취득, 또는 출력하는 튜너(ex301)와, 수신한 다중화 데이터를 복조하거나, 또는 외부에 송신하는 다중화 데이터로 변조하는 변조/복조부(ex302)와, 복조한 다중화 데이터를 영상 데이터와, 음성 데이터로 분리하거나, 또는 신호 처리부(ex306)에서 부호화된 영상 데이터, 음성 데이터를 다중화하는 다중/분리부(ex303)를 구비한다.

또한, 텔레비전(ex300)은, 음성 데이터, 영상 데이터 각각을 복호화하거나, 또는 각각의 정보를 부호화하는 음성 신호 처리부(ex304), 영상 신호 처리부(ex305)(본 발명의 일양태에 관련된 화상 부호화 장치 또는 화상 복호 장치로서 기능한다)를 가지는 신호 처리부(ex306)와, 복호화한 음성 신호를 출력하는 스피커(ex307), 복호화한 영상 신호를 표시하는 디스플레이 등의 표시부(ex308)를 가지는 출력부(ex309)를 가진다. 또한, 텔레비전(ex300)은, 사용자 조작의 입력을 접수하는 조작 입력부(ex312) 등을 가지는 인터페이스부(ex317)를 가진다. 또한, 텔레비전(ex300)은, 각 부를 통괄적으로 제어하는 제어부(ex310), 각 부에 전력을 공급하는 전원 회로부(ex311)를 가진다. 인터페이스부(ex317)는, 조작 입력부(ex312) 이외에, 리더/레코더(ex218) 등의 외부 기기와 접속되는 브릿지(ex313), SD 카드 등의 기록 미디어(ex216)를 장착 가능하게 하기 위한 슬롯부(ex314), 하드 디스크 등의 외부 기록 미디어와 접속하기 위한 드라이버(ex315), 전화망과 접속하는 모뎀(ex316) 등을 가지고 있어도 된다. 또한 기록 미디어(ex216)는, 저장하는 불휘발성/휘발성의 반도체 메모리 소자에 의해 전기적으로 정보의 기록을 가능하게 한 것이다. 텔레비전(ex300)의 각 부는 동기 버스를 통하여 서로 접속되어 있다.

우선, 텔레비전(ex300)이 안테나(ex204) 등에 의해 외부로부터 취득한 다중화 데이터를 복호화하여, 재생하는 구성에 대하여 설명한다. 텔레비전(ex300)은, 리모트 컨트롤러(ex220) 등으로부터의 사용자 조작을 받아, CPU 등을 가지는 제어부(ex310)의 제어에 의거하여, 변조/복조부(ex302)에서 복조한 다중화 데이터를 다중/분리부(ex303)에서 분리한다. 또한 텔레비전(ex300)은, 분리한 음성 데이터를 음성 신호 처리부(ex304)에서 복호화하고, 분리한 영상 데이터를 영상 신호 처리부(ex305)에서 상기 각 실시의 형태에서 설명한 복호화 방법을 이용하여 복호화한다. 복호화한 음성 신호, 영상 신호는, 각각 출력부(ex309)로부터 외부를 향해서 출력된다. 출력할 때는, 음성 신호와 영상 신호가 동기하여 재생하도록, 버퍼(ex318, ex319) 등에 일단 이들 신호를 축적하면 된다. 또한, 텔레비전(ex300)은, 방송 등으로부터가 아니라, 자기/광 디스크, SD 카드 등의 기록 미디어(ex215, ex216)로부터 다중화 데이터를 독출해도 된다. 다음에, 텔레비전(ex300)이 음성 신호나 영상 신호를 부호화하여, 외부에 송신 또는 기록 미디어 등에 기입하는 구성에 대하여 설명한다. 텔레비전(ex300)은, 리모트 컨트롤러(ex220) 등으로부터의 사용자 조작을 받아, 제어부(ex310)의 제어에 의거하여, 음성 신호 처리부(ex304)에서 음성 신호를 부호화하고, 영상 신호 처리부(ex305)에서 영상 신호를 상기 각 실시의 형태에서 설명한 부호화 방법을 이용하여 부호화한다. 부호화한 음성 신호, 영상 신호는 다중/분리부(ex303)에서 다중화되어 외부로 출력된다. 다중화할 때는, 음성 신호와 영상 신호가 동기하도록, 버퍼(ex320, ex321) 등에 일단 이들 신호를 축적하면 된다. 또한, 버퍼(ex318, ex319, ex320, ex321)는 도시하고 있는 바와 같이 복수 구비하고 있어도 되고, 1개 이상의 버퍼를 공유하는 구성이어도 된다. 또한, 도시하고 있는 이외에, 예를 들면 변조/복조부(ex302)나 다중/분리부(ex303)의 사이 등에서도 시스템의 오버플로우, 언더플로우를 피하는 완충재로서 버퍼에 데이터를 축적하는 것으로 해도 된다.

또한, 텔레비전(ex300)은, 방송 등이나 기록 미디어 등으로부터 음성 데이터, 영상 데이터를 취득하는 이외에, 마이크나 카메라의 AV 입력을 접수하는 구성을 구비하고, 이들로부터 취득한 데이터에 대하여 부호화 처리를 행해도 된다. 또한, 여기에서 텔레비전(ex300)은 상기의 부호화 처리, 다중화, 및 외부 출력이 가능한 구성으로서 설명했는데, 이들 처리를 행하는 것은 불가능하고, 상기 수신, 복호화 처리, 외부 출력만이 가능한 구성이어도 된다.

또한, 리더/레코더(ex218)에서 기록 미디어로부터 다중화 데이터를 독출하거나, 또는 기입하는 경우에는, 상기 복호화 처리 또는 부호화 처리는 텔레비전(ex300), 리더/레코더(ex218) 중 어느 하나로 행해도 되고, 텔레비전(ex300)과 리더/레코더(ex218)가 서로 분담하여 행해도 된다.

일예로서, 광 디스크로부터 데이터의 읽어들임 또는 기입을 할 경우의 정보 재생/기록부(ex400)의 구성을 도 19에 도시한다. 정보 재생/기록부(ex400)는, 이하에 설명하는 요소(ex401, ex402, ex403, ex404, ex405, ex406, ex407)를 구비한다. 광 헤드(ex401)는, 광 디스크인 기록 미디어(ex215)의 기록면에 레이저 스폿을 조사하여 정보를 기입하고, 기록 미디어(ex215)의 기록면으로부터의 반사광을 검출하여 정보를 기입한다. 변조 기록부(ex402)는, 광 헤드(ex401)에 내장된 반도체 레이저를 전기적으로 구동하여 기록 데이터에 따라 레이저 광의 변조를 행한다. 재생 복조부(ex403)는, 광 헤드(ex401)에 내장된 포토 디텍터에 의해 기록면으로부터의 반사광을 전기적으로 검출한 재생 신호를 증폭하고, 기록 미디어(ex215)에 기록된 신호 성분을 분리하여 복조하여, 필요한 정보를 재생한다. 버퍼(ex404)는, 기록 미디어(ex215)에 기록하기 위한 정보 및 기록 미디어(ex215)로부터 재생한 정보를 일시적으로 보유한다. 디스크 모터(ex405)는 기록 미디어(ex215)를 회전시킨다. 서보 제어부(ex406)는, 디스크 모터(ex405)의 회전 구동을 제어하면서 광 헤드(ex401)를 소정의 정보 트랙으로 이동시켜, 레이저 스폿의 추종 처리를 행한다. 시스템 제어부(ex407)는, 정보 재생/기록부(ex400) 전체의 제어를 행한다. 상기의 독출이나 기입의 처리는 시스템 제어부(ex407)가, 버퍼(ex404)에 유지된 각종 정보를 이용하고, 또한 필요에 따라 새로운 정보의 생성·추가를 행함과 더불어, 변조 기록부(ex402), 재생 복조부(ex403), 서보 제어부(ex406)를 협조 동작시키면서, 광 헤드(ex401)를 통하여, 정보의 기록 재생을 행함으로써 실현된다. 시스템 제어부(ex407)는 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성되고, 독출 기입의 프로그램을 실행함으로써 이들 처리를 실행한다.

이상에서, 광 헤드(ex401)는 레이저 스폿을 조사하는 것으로서 설명했는데, 근접장광을 이용하여 보다 고밀도의 기록을 행하는 구성이어도 된다.

도 20에 광 디스크인 기록 미디어(ex215)의 모식도를 도시한다. 기록 미디어(ex215)의 기록면에는 안내 홈(그루브)이 스파이럴상으로 형성되고, 정보 트랙(ex230)에는, 미리 그루브의 형상 변화에 따라 디스크 상의 절대 위치를 나타내는 번지 정보가 기록되어 있다. 이 번지 정보는 데이터를 기록하는 단위인 기록 블록(ex231)의 위치를 특정하기 위한 정보를 포함하고, 기록이나 재생을 행하는 장치에 있어서 정보 트랙(ex230)을 재생하여 번지 정보를 판독함으로써 기록 블록을 특정할 수 있다. 또한, 기록 미디어(ex215)는, 데이터 기록 영역(ex233), 내주 영역(ex232), 외주 영역(ex234)을 포함하고 있다. 사용자 데이터를 기록하기 위해서 이용하는 영역이 데이터 기록 영역(ex233)이며, 데이터 기록 영역(ex233)보다 내주 또는 외주에 배치되어 있는 내주 영역(ex232)과 외주 영역(ex234)은, 사용자 데이터의 기록 이외의 특정 용도에 이용된다. 정보 재생/기록부(ex400)는, 이러한 기록 미디어(ex215)의 데이터 기록 영역(ex233)에 대하여, 부호화된 음성 데이터, 영상 데이터 또는 이들 데이터를 다중화한 다중화 데이터의 읽고 쓰기를 행한다.

이상에서는, 1층의 DVD, BD 등의 광 디스크를 예로 들어 설명했는데, 이들에 한정되는 것은 아니고, 다층 구조이며 표면 이외에도 기록가능한 광 디스크여도 된다. 또한, 디스크의 동일한 장소에 다양한 상이한 파장의 색의 광을 이용하여 정보를 기록하거나, 다양한 각도로부터 상이한 정보의 층을 기록하는 등, 다차원적인 기록/재생을 행하는 구조의 광 디스크여도 된다.

또한, 디지털 방송용 시스템(ex200)에 있어서, 안테나(ex205)를 가지는 차(ex210)에서 위성(ex202) 등으로부터 데이터를 수신하고, 차(ex210)가 가지는 카 네비게이션(ex211) 등의 표시 장치에 동화상을 재생하는 것도 가능하다. 또한, 카 네비게이션(ex211)의 구성은 예를 들면 도 18에 도시하는 구성 중, GPS 수신부를 추가한 구성을 생각할 수 있고, 동일한 것을 컴퓨터(ex111)나 휴대전화(ex114) 등에서도 생각할 수 있다.

도 21a는, 상기 실시의 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 휴대전화(ex114)를 나타내는 도면이다. 휴대전화(ex114)는, 기지국(ex110)과의 사이에서 전파를 송수신하기 위한 안테나(ex350), 영상, 정지 화상을 촬영하는 것이 가능한 카메라부(ex365), 카메라부(ex365)에서 촬상한 영상, 안테나(ex350)에서 수신한 영상 등이 복호화된 데이터를 표시하는 액정 디스플레이 등의 표시부(ex358)를 구비한다. 휴대전화(ex114)는, 조작 키부(ex366)를 더 가지는 본체부, 음성을 출력하기 위한 스피커 등인 음성 출력부(ex357), 음성을 입력하기 위한 마이크 등인 음성 입력부(ex356), 촬영한 영상, 정지 화상, 녹음한 음성, 또는 수신한 영상, 정지 화상, 메일 등이 부호화된 데이터 혹은 복호화된 데이터를 보존하는 메모리부(ex367), 또는 마찬가지로 데이터를 보존하는 기록 미디어와의 인터페이스부인 슬롯부(ex364)를 구비한다.

또한, 휴대전화(ex114)의 구성예에 대하여, 도 21b를 이용하여 설명한다. 휴대전화(ex114)는, 표시부(ex358) 및 조작 키부(ex366)를 구비한 본체부의 각 부를 통괄적으로 제어하는 주제어부(ex360)에 대하여, 전원 회로부(ex361), 조작 입력 제어부(ex362), 영상 신호 처리부(ex355), 카메라 인터페이스부(ex363), LCD(Liquid Crystal Display) 제어부(ex359), 변조/복조부(ex352), 다중/분리부(ex353), 음성 신호 처리부(ex354), 슬롯부(ex364), 메모리부(ex367)가 버스(ex370)를 통하여 서로 접속되어 있다.

전원 회로부(ex361)는, 사용자의 조작에 의해 통화종료 및 전원 키가 온 상태로 되면, 배터리 팩으로부터 각 부에 대하여 전력을 공급함으로써 휴대전화(ex114)를 동작가능한 상태로 기동한다.

휴대전화(ex114)는, CPU, ROM, RAM 등을 가지는 주제어부(ex360)의 제어에 의거하여, 음성 통화 모드 시에 음성 입력부(ex356)에서 수음한 음성 신호를 음성 신호 처리부(ex354)에서 디지털 음성 신호로 변환하고, 이를 변조/복조부(ex352)에서 스펙트럼 확산 처리하여, 송신/수신부(ex351)에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나(ex350)를 통하여 송신한다. 또한 휴대전화(ex114)는, 음성 통화 모드 시에 안테나(ex350)를 통하여 수신한 수신 데이터를 증폭하여 주파수 변환 처리 및 아날로그 디지털 변환 처리를 실시하고, 변조/복조부(ex352)에서 스펙트럼 역확산 처리하고, 음성 신호 처리부(ex354)에서 아날로그 음성 신호로 변환한 후, 이를 음성 출력부(ex357)로부터 출력한다.

또한 데이터 통신 모드 시에 전자 메일을 송신할 경우, 본체부의 조작 키부(ex366) 등의 조작에 의해 입력된 전자 메일의 텍스트 데이터는 조작 입력 제어부(ex362)를 통하여 주제어부(ex360)에 송출된다. 주제어부(ex360)는, 텍스트 데이터를 변조/복조부(ex352)에서 스펙트럼 확산 처리를 하고, 송신/수신부(ex351)에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나(ex350)를 통하여 기지국(ex110)에 송신한다. 전자 메일을 수신할 경우는, 수신한 데이터에 대하여 이 거의 반대의 처리가 행해져, 표시부(ex358)에 출력된다.

데이터 통신 모드 시에 영상, 정지화상, 또는 영상과 음성을 송신할 경우, 영상 신호 처리부(ex355)는, 카메라부(ex365)로부터 공급된 영상 신호를 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법에 의해 압축 부호화하고(즉, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 부호화 장치로서 기능한다), 부호화된 영상 데이터를 다중/분리부(ex353)로 송출한다. 또한, 음성 신호 처리부(ex354)는, 영상, 정지화상 등을 카메라부(ex365)에서 촬상 중에 음성 입력부(ex356)에서 수음한 음성 신호를 부호화하고, 부호화된 음성 데이터를 다중/분리부(ex353)에 송출한다.

다중/분리부(ex353)는, 영상 신호 처리부(ex355)로부터 공급된 부호화된 영상 데이터와 음성 신호 처리부(ex354)로부터 공급된 부호화된 음성 데이터를 소정의 방식으로 다중화하고, 그 결과 얻어지는 다중화 데이터를 변조/복조부(변조/복조 회로부)(ex352)에서 스펙트럼 확산 처리를 하고, 송신/수신부(ex351)에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나(ex350)를 통하여 송신한다.

데이터 통신 모드 시에 홈페이지 등에 링크된 동화상 파일 데이터를 수신할 경우, 또는 영상 및 혹은 음성이 첨부된 전자 메일을 수신할 경우, 안테나(ex350)를 통하여 수신된 다중화 데이터를 복호화하기 위해서, 다중/분리부(ex353)는, 다중화 데이터를 분리함으로써 영상 데이터의 비트 스트림과 음성 데이터의 비트 스트림으로 나누고, 동기 버스(ex370)를 통하여 부호화된 영상 데이터를 영상 신호 처리부(ex355)에 공급함과 더불어, 부호화된 음성 데이터를 음성 신호 처리부(ex354)에 공급한다. 영상 신호 처리부(ex355)는, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법에 대응한 동화상 복호화 방법에 의해 복호화함으로써 영상 신호를 복호하고(즉, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다), LCD 제어부(ex359)를 통하여 표시부(ex358)로부터, 예를 들면 홈페이지에 링크된 동화상 파일에 포함되는 영상, 정지 화상이 표시된다. 또한 음성 신호 처리부(ex354)는, 음성 신호를 복호하고, 음성 출력부(ex357)로부터 음성이 출력된다.

또한, 상기 휴대전화(ex114) 등의 단말은, 텔레비전(ex300)과 마찬가지로, 부호화기·복호화기를 양쪽 가지는 송수신형 단말 이외에, 부호화기만의 송신 단말, 복호화기만의 수신 단말이라고 하는 3가지의 실장 형식을 생각할 수 있다. 또한, 디지털 방송용 시스템(ex200)에 있어서, 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터를 수신, 송신하는 것으로서 설명했는데, 음성 데이터 이외에 영상에 관련된 문자 데이터 등이 다중화된 데이터여도 되고, 다중화 데이터가 아니라 영상 데이터 자체여도 된다.

이와 같이, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 혹은 동화상 복호화 방법을 상술한 어느 하나의 기기·시스템에 이용하는 것은 가능하고, 그렇게 함으로써, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 이러한 상기 실시의 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 다양한 변형 또는 수정이 가능하다.

(실시의 형태 4)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치와, MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등 상이한 규격에 준거한 동화상 부호화 방법 또는 장치를, 필요에 따라 적절히 바꿈으로써, 영상 데이터를 생성하는 것도 가능하다.

여기에서, 각각 상이한 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터를 생성한 경우, 복호할 때에, 각각의 규격에 대응한 복호 방법을 선택할 필요가 있다. 그러나, 복호하는 영상 데이터가, 어느 규격에 준거하는 것인지 식별할 수 없으므로, 적절한 복호 방법을 선택할 수 없다는 과제를 발생시킨다.

이 과제를 해결하기 위해서, 영상 데이터에 음성 데이터 등을 다중화한 다중화 데이터는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 나타내는 식별 정보를 포함하는 구성으로 한다. 상기 각 실시의 형태에서 나타내는 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터를 포함하는 다중화 데이터의 구체적인 구성을 이하에 설명한다. 다중화 데이터는, MPEG-2 트랜스포트 스트림 형식의 디지털 스트림이다.

도 22는, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도면이다. 도 22에 도시하는 바와 같이 다중화 데이터는, 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프리젠테이션 그래픽스 스트림(PG), 인터랙티브 그래픽스 스트림 중, 1개 이상을 다중화함으로써 얻어진다. 비디오 스트림은 영화의 주영상 및 부영상을, 오디오 스트림(IG)은 영화의 주음성 부분과 그 주음성과 믹싱하는 부음성을, 프리젠테이션 그래픽스 스트림은, 영화의 자막을 각각 나타내고 있다. 여기서 주영상이란 화면에 표시되는 통상의 영상을 나타내고, 부영상이란 주영상 속에 작은 화면으로 표시하는 영상이다. 또한, 인터랙티브 그래픽스 스트림은, 화면 상에 GUI 부품을 배치함으로써 작성되는 대화 화면을 나타내고 있다. 비디오 스트림은, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거한 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 부호화되어 있다. 오디오 스트림은, 돌비 AC-3, Dolby Digital Plus, MLP, DTS, DTS-HD, 또는, 리니어 PCM 등의 방식으로 부호화되어 있다.

다중화 데이터에 포함되는 각 스트림은 PID에 의해 식별된다. 예를 들면, 영화의 영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1011이, 오디오 스트림에는 0x1100부터 0x111F까지가, 프리젠테이션 그래픽스에는 0x1200부터 0x121F까지가, 인터랙티브 그래픽스 스트림에는 0x1400부터 0x141F까지가, 영화의 부영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1B00부터 0x1B1F까지, 주음성과 믹싱하는 부음성에 이용하는 오디오 스트림에는 0x1A00부터 0x1A 1F가, 각각 할당되어 있다.

도 23은, 다중화 데이터가 어떻게 다중화되는지를 모식적으로 도시하는 도면이다. 우선, 복수의 비디오 프레임으로 이루어지는 비디오 스트림(ex235), 복수의 오디오 프레임으로 이루어지는 오디오 스트림(ex238)을, 각각 PES 패킷 열(ex236 및 ex239)로 변환하고, TS 패킷(ex237 및 ex240)으로 변환한다. 마찬가지로 프리젠테이션 그래픽스 스트림(ex241) 및 인터렉티브 그래픽스(ex244)의 데이터를 각각 PES 패킷 열(ex242 및 ex245)로 변환하고, 또한 TS 패킷(ex243 및 ex246)으로 변환한다. 다중화 데이터(ex247)는 이들 TS 패킷을 1개의 스트림으로 다중화함으로써 구성된다.

도 24는, PES 패킷 열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더욱 상세하게 나타내고 있다. 도 24에 있어서의 제1단째는 비디오 스트림의 비디오 프레임 열을 나타낸다. 제2단째는, PES 패킷 열을 나타낸다. 도 24의 화살표 yy1, yy2, yy3, yy4로 표시하는 바와 같이, 비디오 스트림에 있어서의 복수의 Video Presentation Unit인 I픽처, B픽처, P픽처는, 픽처마다 분할되어, PES 패킷의 페이로드에 저장된다. 각 PES 패킷은 PES 헤더를 가지고, PES 헤더에는, 픽처의 표시 시각인 PTS(Presentation Time-Stamp)이나 픽처의 복호 시각인 DTS(Decoding Time-Stamp)가 저장된다.

도 25는, 다중화 데이터에 최종적으로 기입되는 TS 패킷의 형식을 나타내고 있다. TS 패킷은, 스트림을 식별하는 PID 등의 정보를 가지는 4Byte의 TS 헤더와 데이터를 저장하는 184Byte의 TS 페이로드로 구성되는 188Byte 고정 길이의 패킷이며, 상기 PES 패킷은 분할되어 TS 페이로드에 저장된다. BD-ROM의 경우, TS 패킷에는, 4Byte의 TP_Extra_Header가 부여되고, 192Byte의 소스 패킷을 구성하여, 다중화 데이터에 기입된다. TP_Extra_Header에는 ATS(Arrival_Time_Stamp) 등의 정보가 기재된다. ATS는 해당 TS 패킷의 디코더의 PID 필터로의 전송 개시 시각을 표시한다. 다중화 데이터에는 도 25 하단에 도시하는 바와 같이 소스 패킷이 늘어서게 되고, 다중화 데이터의 선두부터 인크리먼트하는 번호는 SPN(소스 패킷 넘버)으로 불린다.

또한, 다중화 데이터에 포함되는 TS 패킷에는, 영상·음성·자막 등의 각 스트림 이외에도 PAT(Program Association Table), PMT(Program Map Table), PCR(Program Clock Reference) 등이 있다. PAT는 다중화 데이터 중에 이용되는 PMT의 PID가 무엇인지를 나타내고, PAT 자신의 PID는 0으로 등록된다. PMT는, 다중화 데이터 중에 포함되는 영상·음성·자막 등의 각 스트림의 PID와 각 PID에 대응하는 스트림의 속성 정보를 가지고, 또한 다중화 데이터에 관한 각종 디스크립터를 가진다. 디스크립터에는 다중화 데이터의 카피의 허가·불허가를 지시하는 카피 컨트롤 정보 등이 있다. PCR은, ATS의 시간축인 ATC(Arrival Time Clock)와 PTS·DTS의 시간축인 STC(System Time Clock)의 동기를 취하기 위해서, 그 PCR 패킷이 디코더에 전송되는 ATS에 대응하는 STC 시간의 정보를 가진다.

도 26은 PMT의 데이터 구조를 상세하게 설명하는 도면이다. PMT의 선두에는, 그 PMT에 포함되는 데이터의 길이 등을 기록한 PMT 헤더가 배치된다. 그 뒤에는, 다중화 데이터에 관한 디스크립터가 복수 배치된다. 상기 카피 컨트롤 정보 등이, 디스크립터로서 기재된다. 디스크립터의 뒤에는, 다중화 데이터에 포함되는 각 스트림에 관한 스트림 정보가 복수 배치된다. 스트림 정보는, 스트림의 압축 코덱 등을 식별하기 위해서 스트림 타입, 스트림의 PID, 스트림의 속성 정보(프레임 레이트, 애스펙트비 등)이 기재된 스트림 디스크립터로 구성된다. 스트림 디스크립터는 다중화 데이터에 존재하는 스트림의 수만큼 존재한다.

기록 매체 등에 기록할 경우에는, 상기 다중화 데이터는, 다중화 데이터 정보 파일과 함께 기록된다.

다중화 데이터 정보 파일은, 도 27에 도시하는 바와 같이 다중화 데이터의 관리 정보이며, 다중화 데이터와 1대1로 대응하고, 다중화 데이터 정보, 스트림 속성 정보와 엔트리 맵으로 구성된다.

다중화 데이터 정보는 도 27에 도시하는 바와 같이 시스템 레이트, 재생 개시 시각, 재생 종료 시각으로 구성되어 있다. 시스템 레이트는 다중화 데이터의, 후술하는 시스템 타겟 디코더의 PID 필터로의 최대 전송 레이트를 나타낸다. 다중화 데이터 중에 포함되는 ATS의 간격은 시스템 레이트 이하가 되도록 설정되어 있다. 재생 개시 시각은 다중화 데이터의 선두 비디오 프레임의 PTS이며, 재생 종료 시각은 다중화 데이터의 종단 비디오 프레임의 PTS에 1프레임분의 재생 간격을 더한 것이 설정된다.

스트림 속성 정보는 도 28에 도시하는 바와 같이, 다중화 데이터에 포함되는 각 스트림에 대한 속성 정보가, PID마다 등록된다. 속성 정보는 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프리젠테이션 그래픽스 스트림, 인터랙티브 그래픽스 스트림마다 상이한 정보를 가진다. 비디오 스트림 속성 정보는, 그 비디오 스트림이 어떤 압축 코덱으로 압축되었는지, 비디오 스트림을 구성하는 각각의 픽쳐 데이터의 해상도가 얼마인지, 애스펙트비는 얼마인지, 프레임 레이트는 얼마인지 등의 정보를 가진다. 오디오 스트림 속성 정보는, 그 오디오 스트림이 어떤 압축 코덱으로 압축되었는지, 그 오디오 스트림에 포함되는 채널수는 몇인지, 어떤 언어에 대응하는지, 샘플링 주파수가 얼마인지 등의 정보를 가진다. 이들 정보는, 플레이어가 재생하기 전의 디코더의 초기화 등에 이용된다.

본 실시의 형태에 있어서는, 상기 다중화 데이터 중, PMT에 포함되는 스트림 타입을 이용한다. 또한, 기록 매체에 다중화 데이터가 기록되어 있는 경우에는, 다중화 데이터 정보에 포함되는, 비디오 스트림 속성 정보를 이용한다. 구체적으로는, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 있어서, PMT에 포함되는 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보에 대하여, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내는 고유의 정보를 설정하는 단계 또는 수단을 설정한다. 이 구성에 의해, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성한 영상 데이터와, 다른 규격에 준거하는 영상 데이터를 식별하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시의 형태에 있어서의 동화상 복호화 방법의 단계를 도 29에 도시한다. 단계 exS100에 있어서, 다중화 데이터로부터 PMT에 포함되는 스트림 타입, 또는, 다중화 데이터 정보에 포함되는 비디오 스트림 속성 정보를 취득한다. 다음에, 단계 exS101에 있어서, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 다중화 데이터인 것을 나타내는지 여부를 판단한다. 그리고, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것이라고 판단된 경우에는, 단계 exS102에 있어서, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법에 의해 복호를 행한다. 또한, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 것을 나타내는 경우에는, 단계 exS103에 있어서, 종래의 규격에 준거한 동화상 복호 방법에 의해 복호를 행한다.

이와 같이, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보에 새로운 고유치를 설정함으로써, 복호할 때에, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법 또는 장치로 복호가능한지를 판단할 수 있다. 따라서, 상이한 규격에 준거하는 다중화 데이터가 입력된 경우라도, 적절한 복호화 방법 또는 장치를 선택할 수 있으므로, 에러를 발생시키지 않고 복호하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치, 또는, 동화상 복호 방법 또는 장치를, 상술한 어느 하나의 기기·시스템에 이용하는 것도 가능하다.

(실시의 형태 5)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 및 장치, 동화상 복호화 방법 및 장치는, 전형적으로는 집적 회로인 LSI로 실현된다. 일예로서, 도 30에 1칩화된 LSI(ex500)의 구성을 나타낸다. LSI(ex500)는, 이하에 설명하는 요소(ex501, ex502, ex503, ex504, ex505, ex506, ex507, ex508, ex509)를 구비하고, 각 요소는 버스(ex510)를 통하여 접속하고 있다. 전원 회로부(ex505)는 전원이 온 상태인 경우에 각 부에 대하여 전력을 공급함으로써 동작가능한 상태로 기동한다.

예를 들면 부호화 처리를 행하는 경우에, LSI(ex500)는, CPU(ex502), 메모리 컨트롤러(ex503), 스트림 컨트롤러(ex504), 구동 주파수 제어부(ex512) 등을 가지는 제어부(ex501)의 제어에 의거하여, AV I/O(ex509)에 의해 마이크(ex117)나 카메라(ex113) 등으로부터 AV 신호를 입력한다. 입력된 AV 신호는, 일단 SDRAM 등의 외부 메모리(ex511)에 축적된다. 제어부(ex501)의 제어에 의거하여, 축적한 데이터는 처리량이나 처리 속도에 따라서 적절히 복수회로 나누는 등으로 되어 신호 처리부(ex507)에 보내지고, 신호 처리부(ex507)에 있어서 음성 신호의 부호화 및/또는 영상 신호의 부호화가 행해진다. 여기서 영상 신호의 부호화 처리는 상기 각 실시의 형태에서 설명한 부호화 처리이다. 신호 처리부(ex507)에서는 또한, 경우에 따라 부호화된 음성 데이터와 부호화된 영상 데이터를 다중화하는 등의 처리를 행하여, 스트림 I/O(ex506)로부터 외부로 출력한다. 이 출력된 다중화 데이터는, 기지국(ex107)을 향하여 송신되거나, 또는 기록 미디어(ex215)에 기입되기도 한다. 또한, 다중화할 때는 동기하도록, 일단 버퍼(ex508)에 데이터를 축적하면 된다.

또한, 상기에서는, 메모리(ex511)가 LSI(ex500)의 외부 구성으로서 설명했는데, LSI(ex500)의 내부에 포함되는 구성이어도 된다. 버퍼(ex508)도 1개에 한정되는 것이 아니라, 복수의 버퍼를 구비하고 있어도 된다. 또한, LSI(ex500)는 1칩화되어도 되고, 복수 칩화되어도 된다.

또한, 상기에서는, 제어부(ex501)가, CPU(ex502), 메모리 컨트롤러(ex503), 스트림 컨트롤러(ex504), 구동 주파수 제어부(ex512) 등을 가지는 것으로 하고 있는데, 제어부(ex501)의 구성은, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 신호 처리부(ex507)가 CPU를 더 구비하는 구성이어도 된다. 신호 처리부(ex507)의 내부에도 CPU를 설치함으로써, 처리 속도를 보다 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 다른 예로서, CPU(ex502)가 신호 처리부(ex507), 또는 신호 처리부(ex507)의 일부인 예를 들면 음성 신호 처리부를 구비하는 구성이어도 된다. 이러한 경우에는, 제어부(ex501)는, 신호 처리부(ex507), 또는 그 일부를 가지는 CPU(ex502)를 구비하는 구성이 된다.

또한, 여기에서는, LSI로 했지만, 집적도의 차이에 따라, IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI로 불리기도 한다.

또한, 집적 회로화의 수법은 LSI에 한정되는 것은 아니고, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현해도 된다. LSI 제조후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성가능한 리콘피규러블·프로세서를 이용해도 된다.

또한, 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 별도 기술에 의해 LSI로 치환되는 집적 회로화의 기술이 등장하면, 당연히, 그 기술을 이용하여 기능 블록의 집적화를 행해도 된다. 바이오 기술의 적응 등이 가능성으로서 있을 수 있다.

(실시의 형태 6)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터를 복호할 경우, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호하는 경우에 비해, 처리량이 증가하는 것을 생각할 수 있다. 이 때문에, LSI(ex500)에 있어서, 종래의 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호할 때의 CPU(ex502)의 구동 주파수보다도 높은 구동 주파수로 설정할 필요가 있다. 그러나, 구동 주파수를 높게 하면, 소비 전력이 높아진다는 과제가 발생한다.

이 과제를 해결하기 위해서, 텔레비전(ex300), LSI(ex500) 등의 동화상 복호화 장치는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별하고, 규격에 따라서 구동 주파수를 바꾸는 구성으로 한다. 도 31은, 본 실시의 형태에 있어서의 구성(ex800)을 나타내고 있다. 구동 주파수 전환부(ex803)는, 영상 데이터가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에는, 구동 주파수를 높게 설정한다. 그리고, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부(ex801)에 대하여, 영상 데이터를 복호하도록 지시한다. 한편, 영상 데이터가, 종래의 규격에 준거하는 영상 데이터인 경우에는, 영상 데이터가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에 비해, 구동 주파수를 낮게 설정한다. 그리고, 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부(ex802)에 대하여, 영상 데이터를 복호하도록 지시한다.

보다 구체적으로는, 구동 주파수 전환부(ex803)는, 도 30의 CPU(ex502)와 구동 주파수 제어부(ex512)로 구성된다. 또한, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부(ex801), 및, 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부(ex802)는, 도 30의 신호 처리부(ex507)에 해당한다. CPU(ex502)는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별한다. 그리고, CPU(ex502)로부터의 신호에 의거하여, 구동 주파수 제어부(ex512)는, 구동 주파수를 설정한다. 또한, CPU(ex502)로부터의 신호에 의거하여, 신호 처리부(ex507)는, 영상 데이터의 복호를 행한다. 여기에서, 영상 데이터의 식별에는, 예를 들면, 실시의 형태 4에서 기재한 식별 정보를 이용하는 것을 생각할 수 있다. 식별 정보에 관해서는, 실시의 형태 4에서 기재한 것에 한정되지 않고, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는지 식별할 수 있는 정보면 된다. 예를 들면, 영상 데이터가 텔레비전에 이용되는 것인지, 디스크에 이용되는 것인지 등을 식별하는 외부 신호에 의거하여, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지 식별가능한 경우에는, 이러한 외부 신호에 의거하여 식별해도 된다. 또한, CPU(ex502)에 있어서의 구동 주파수의 선택은, 예를 들면, 도 33과 같은 영상 데이터의 규격과, 구동 주파수를 대응시킨 룩 업 테이블에 의거하여 행하는 것을 생각할 수 있다. 룩 업 테이블을, 버퍼(ex508)나, LSI의 내부 메모리에 저장해 두고, CPU(ex502)가 이 룩 업 테이블을 참조함으로써, 구동 주파수를 선택하는 것이 가능하다.

도 32는, 본 실시의 형태의 방법을 실시하는 단계를 나타내고 있다. 먼저, 단계 exS200에서는, 신호 처리부(ex507)에 있어서, 다중화 데이터로부터 식별 정보를 취득한다. 다음에, 단계 exS201에서는, CPU(ex502)에 있어서, 식별 정보에 의거하여 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인지 여부를 식별한다. 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에는, 단계 exS202에 있어서, 구동 주파수를 높게 설정하는 신호를, CPU(ex502)가 구동 주파수 제어부(ex512)에 보낸다. 그리고, 구동 주파수 제어부(ex512)에 있어서, 높은 구동 주파수로 설정된다. 한편, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에는, 단계 exS203에 있어서, 구동 주파수를 낮게 설정하는 신호를, CPU(ex502)가 구동 주파수 제어부(ex512)에 보낸다. 그리고, 구동 주파수 제어부(ex512)에 있어서, 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에 비해, 낮은 구동 주파수로 설정된다.

또한, 구동 주파수의 전환에 연동하여, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)을 포함하는 장치에 부여하는 전압을 변경함으로써, 전력 절감 효과를 보다 높이는 것이 가능하다. 예를 들면, 구동 주파수를 낮게 설정할 경우에는, 이에 따라, 구동 주파수를 높게 설정하고 있는 경우에 비해, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)을 포함하는 장치에 부여하는 전압을 낮게 설정하는 것을 생각할 수 있다.

또한, 구동 주파수의 설정 방법은, 복호할 때의 처리량이 큰 경우에, 구동 주파수를 높게 설정하고, 복호할 때의 처리량이 작은 경우에, 구동 주파수를 낮게 설정하면 되고, 상술한 설정 방법에 한정되지 않는다. 예를 들면, MPEG4-AVC 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호하는 처리량의 쪽이, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터를 복호하는 처리량보다도 클 경우에는, 구동 주파수의 설정을 상술한 경우의 반대로 하는 것을 생각할 수 있다.

또한, 구동 주파수의 설정 방법은, 구동 주파수를 낮게 하는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 식별 정보가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에는, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)을 포함하는 장치에 부여하는 전압을 높게 설정하고, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에는, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)을 포함하는 장치에 부여하는 전압을 낮게 설정하는 것도 생각할 수 있다. 또한, 다른 예로는, 식별 정보가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에는, CPU(ex502)의 구동을 정지시키지 않고, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에는, 처리에 여유가 있으므로, CPU(ex502)의 구동을 일시 정지시키는 것도 생각할 수 있다. 식별 정보가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에도, 처리에 여유가 있으면, CPU(ex502)의 구동을 일시 정지시키는 것도 생각할 수 있다. 이 경우는, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에 비하여, 정지 시간을 짧게 설정하는 것을 생각할 수 있다.

이와 같이, 영상 데이터가 준거하는 규격에 따라, 구동 주파수를 전환함으로써, 전력 절감화를 도모하는 것이 가능해진다. 또한, 전지를 이용하여 LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)을 포함하는 장치를 구동하고 있는 경우에는, 전력 절감화에 따라, 전지의 수명을 길게 하는 것이 가능하다.

(실시의 형태 7)

텔레비전이나, 휴대전화 등, 상술한 기기·시스템에는, 상이한 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터가 입력되는 경우가 있다. 이와 같이, 상이한 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터가 입력된 경우에도 복호할 수 있도록 하기 위하여, LSI(ex500)의 신호 처리부(ex507)가 복수의 규격에 대응하고 있을 필요가 있다. 그러나, 각각의 규격에 대응하는 신호 처리부(ex507)를 개별로 이용하면, LSI(ex500)의 회로 규모가 커지고, 또한, 비용이 증가한다는 과제가 발생한다.

이 과제를 해결하기 위해서, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법을 실행하기 위한 복호 처리부와, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 복호 처리부를 일부 공유화하는 구성으로 한다. 이 구성예를 도 34a의 ex900에 나타낸다. 예를 들면, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법과, MPEG4-AVC 규격에 준거하는 동화상 복호 방법은, 엔트로피 부호화, 역양자화, 디블로킹·필터, 움직임 보상 등의 처리에 있어서 처리 내용이 일부 공통된다. 공통되는 처리 내용에 대해서는, MPEG4-AVC 규격에 대응하는 복호 처리부(ex902)를 공유하고, MPEG4-AVC 규격에 대응하지 않는, 본 발명의 일양태의 특유의 다른 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부(ex901)를 이용하는 구성을 생각할 수 있다. 복호 처리부의 공유화에 관해서는, 공통되는 처리 내용에 대해서는, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하기 위한 복호 처리부를 공유하고, MPEG4-AVC 규격의 특유의 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부를 이용하는 구성이어도 된다.

또한, 처리를 일부 공유화하는 다른 예를 도 34b의 ex1000에 표시한다. 이 예에서는, 본 발명의 일양태의 특유의 처리 내용에 대응한 전용 복호 처리부(ex1001)와, 다른 종래 규격의 특유의 처리 내용에 대응한 전용 복호 처리부(ex1002)와, 본 발명의 일양태에 관련된 동화상 복호 방법과 다른 종래 규격의 동화상 복호 방법에 공통되는 처리 내용에 대응한 공용의 복호 처리부(ex1003)를 이용하는 구성으로 하고 있다. 여기에서, 전용 복호 처리부(ex1001, ex1002)는, 반드시 본 발명의 일양태, 또는, 다른 종래 규격의 특유의 처리 내용으로 특화한 것이 아니라, 다른 범용 처리를 실행할 수 있는 것이어도 된다. 또한, 본 실시의 형태 구성을, LSI(ex500)로 실장하는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 일양태에 관련된 동화상 복호 방법과, 종래의 규격의 동화상 복호 방법에 공통되는 처리 내용에 대하여, 복호 처리부를 공유함으로써, LSI의 회로 규모를 작게 하고, 또한, 비용을 저감하는 것이 가능하다.

<산업상의 이용 가능성>

동화상의 부호화 방법·복호화 방법에 관한 것이다. 화면내 부호화에 있어서의 면내 예측 화소의 생성 방법을 구별하는 모드 번호의 부호화·복호화 방법에 관한 것이다.

100 : 화상 부호화 장치 101 : 차분부
102 : 변환부 103 : 양자화부
104 : 역양자화부 105 : 역변환부
106 : 가산부 107 : 화면간 예측부
108 : 화면내 예측부 109 : 전환부
110 : 부호화 제어부 120 : 가변 길이 부호화부
200 : 화상 복호 장치 201 : 역양자화부
202 : 역변환부 203 : 가산부
204 : 화면간 예측부 205 : 화면내 예측부
206 : 전환부 210 : 제어부
220 : 가변 길이 복호화부

Claims (16)

1. 부호화 스트림에 포함되는 화상 데이터를 블록마다 복호하는 화상 복호 방법으로서,
   복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드의 후보이며, 항상 2이상의 수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는 도출 단계와,
   도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중에서 1개의 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 부호화 스트림으로부터 취득하는 취득 단계와,
   취득된 상기 인덱스에 의거하여, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중 1개의 후보를, 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 상기 인트라 예측 모드로서 결정하는 결정 단계를 포함하되,
   상기 도출 단계는,
   상기 복호 대상 블록에 인접하는 각 인접 블록의 화면내 예측에 이용된 인트라 예측 모드로부터, 상기 인트라 예측 모드의 제1 후보를 도출하는 제1 도출 단계와,
   도출된 상기 제1 후보의 수가, 상기 2이상의 수보다 작은지 여부를 판정하는 판정 단계와,
   상기 제1 후보의 수가 상기 2이상의 수보다 작다고 판정된 경우에, 또한, 상기 인트라 예측 모드의 제2 후보를 도출하는 제2 도출 단계를 포함하는, 화상 복호 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 2이상의 수는 고정된 수인, 화상 복호 방법.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 도출 단계에서는,
   상기 제1 후보의 수와 상기 제2 후보의 수의 합계가, 항상 상기 2이상의 수가 되도록, 상기 제2 후보를 도출하는, 화상 복호 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 도출 단계에서는,
   상기 복호 대상 블록에 인접하는 각 인접 블록의 화면내 예측에 이용된 인트라 예측 모드와는 상이한 인트라 예측 모드를, 상기 제2 후보로서 도출하는, 화상 복호 방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 도출 단계에서는,
   상기 복호 대상 블록의 화소값의 평균치를 이용하여 예측하는 것을 나타내는 인트라 예측 모드와, 평면 예측을 나타내는 인트라 예측 모드와, 세로 방향 예측을 나타내는 인트라 예측 모드 중 적어도 어느 1개를 상기 제2 후보로서 도출하는, 화상 복호 방법.
7. 화상 데이터를 블록마다 부호화함으로써 부호화 스트림을 생성하는 화상 부호화 방법으로서,
   부호화 대상 블록에 대응하는 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드의 후보이며, 항상 2이상의 수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는 도출 단계와,
   도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중 1개의 후보를, 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드로서 결정하는 결정 단계와,
   도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중에서, 결정된 상기 1개의 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 부호화 스트림에 부가하는 부가 단계를 포함하되,
   상기 도출 단계는,
   상기 복호 대상 블록에 인접하는 각 인접 블록의 화면내 예측에 이용된 인트라 예측 모드로부터, 상기 인트라 예측 모드의 제1 후보를 도출하는 제1 도출 단계와,
   도출된 상기 제1 후보의 수가, 상기 2이상의 수보다 작은지 여부를 판정하는 판정 단계와,
   상기 제1 후보의 수가 상기 2이상의 수보다 작다고 판정된 경우에, 또한, 상기 인트라 예측 모드의 제2 후보를 도출하는 제2 도출 단계를 포함하는, 화상 부호화 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 2이상의 수는 고정된 수인, 화상 부호화 방법.
9. 삭제
10. 부호화 스트림에 포함되는 화상 데이터를 블록마다 복호하는 화상 복호 장치로서,
    복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드의 후보이며, 항상 2이상의 수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는 도출부와,
    도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중에서 1개의 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 부호화 스트림으로부터 취득하는 취득부와,
    취득된 상기 인덱스에 의거하여, 도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중 1개의 후보를, 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 상기 인트라 예측 모드로서 결정하는 결정부를 구비하고,
    상기 도출부는,
    상기 복호 대상 블록에 인접하는 각 인접 블록의 화면내 예측에 이용된 인트라 예측 모드로부터, 상기 인트라 예측 모드의 제1 후보를 도출하는 제1 도출부와,
    도출된 상기 제1 후보의 수가, 상기 2이상의 수보다 작은지 여부를 판정하는 판정부와,
    상기 제1 후보의 수가 상기 2이상의 수보다 작다고 판정된 경우에, 또한, 상기 인트라 예측 모드의 제2 후보를 도출하는 제2 도출부를 포함하는, 화상 복호 장치.
11. 화상 데이터를 블록마다 부호화함으로써 부호화 스트림을 생성하는 화상 부호화 장치로서,
    부호화 대상 블록에 대응하는 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드의 후보이며, 항상 2이상의 수의 인트라 예측 모드의 후보를 도출하는 도출부와,
    도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중 1개의 후보를, 상기 복호 대상 블록의 화면내 예측에 이용하는 인트라 예측 모드로서 결정하는 결정부와,
    도출된 상기 인트라 예측 모드의 후보 중에서, 결정된 상기 1개의 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 부호화 스트림에 부가하는 부가부를 구비하고,
    상기 도출부는,
    상기 복호 대상 블록에 인접하는 각 인접 블록의 화면내 예측에 이용된 인트라 예측 모드로부터, 상기 인트라 예측 모드의 제1 후보를 도출하는 제1 도출부와,
    도출된 상기 제1 후보의 수가, 상기 2이상의 수보다 작은지 여부를 판정하는 판정부와,
    상기 제1 후보의 수가 상기 2이상의 수보다 작다고 판정된 경우에, 또한, 상기 인트라 예측 모드의 제2 후보를 도출하는 제2 도출부를 포함하는, 화상 부호화 장치.
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