KR102001259B1 - 화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 장치, 및 화상 부호화 복호 장치 - Google Patents

Abstract

화상 부호화 방법은, 예측 블록을 생성하는 예측 단계(S6001)와, 잔차 블록을 산출하는 산출 단계(S6002)와, 잔차 블록을 변환 및 양자화하여 양자화 계수를 산출하는 변환/양자화 단계(S6003)와, 양자화 계수를 역양자화 및 역변환하여 부호화 완료 잔차 블록을 산출하는 역양자화/역변환 단계(S6004)와, 가부호화 완료 블록을 생성하는 생성 단계(S6005)와, 오프셋 처리의 필요 여부를 판정하고, 판정 결과를 나타내는 제1 플래그 정보를 생성하는 판정 단계(S6006)와, 오프셋 처리가 필요로 판정된 경우에 가부호화 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행하는 오프셋 처리 단계(S6012)와, 양자화 계수와 제1 플래그 정보를 가변 길이 부호화하는 가변 길이 부호화 단계(S6011)를 포함한다.

Description

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

본 발명은, 화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 장치, 및 화상 부호화 복호 장치에 관한 것이며, 특히, 화질의 열화가 적은 화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 장치, 및 화상 부호화 복호 장치에 관한 것이다.

근래, 인터넷을 통한 비디오 회의, 디지털 비디오 방송 및 영상 컨텐츠의 스트리밍을 포함하는, 예를 들면, 비디오 온 디맨드 타입의 서비스를 위한 어플리케이션의 수가 증가하고 있고, 이들 어플리케이션은, 영상 정보의 송신에 의존하고 있다. 영상 데이터가 송신되고, 또는, 기록될 때, 상당한 양의 데이터는, 한정된 밴드 폭의 종래의 전송로를 통해 송신되고, 또는, 한정된 데이터 용량의 종래의 기억 매체에 기억된다. 종래의 전송 채널 및 기억 매체에 영상 정보를 송신 및 기억하기 위해서는, 디지털 데이터의 양을 압축 또는 삭감하는 것이 불가결하다.

그래서, 영상 데이터의 압축을 위해, 복수의 영상 부호화 규격이 개발되어 있다. 이러한 영상 부호화 규격은, 예를 들면 H.26x로 나타내어지는 ITU-T(국제 전기 통신 연합 전기 통신 표준화 부문) 규격, 및, MPEG-x로 나타내어지는 ISO/IEC 규격이다. 최신이고, 가장 진행된 영상 부호화 규격은, 현재, H.264/AVC, 또는 MPEG-4 AVC로 나타내어지는 규격이다(비특허 문헌 1 및 비특허 문헌 2 참조).

또, 차세대 화상 부호화 표준 규격인 HEVC(High Efficiency Video Coding) 규격에서는, 부호화 효율을 향상시키기 위해 여러 가지 검토가 되고 있다(비특허 문헌 3).

ISO/IEC 14496-10 「MPEG-4 Part10 Advanced Video Coding」 Thomas Wiegand et al, "Overview of the H.264/AVC Video Coding Standard", IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY, JULY 2003, PP.1-1 Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 5th Meeting: Geneva, CH,-6- 23 March, 2011 JCTVC-E603 Title:WD3: Working Draft 3 of High-Efficiency Video Coding ver.7 http://phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/5_Geneva/wg11/JCTVC-E603-v7.zip

근래, 부호화 효율을 유지하면서 화질을 개선하는 것이 요구되고 있다.

그래서, 본 발명은, 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 부호화 완료 화상 및 복호 완료 화상의 화질을 개선할 수 있는 화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태와 관련된 화상 부호화 방법은, 화상을 구성하는 입력 블록을 부호화하는 방법이다. 구체적으로는, 화상 부호화 방법은, 상기 입력 블록을 예측함으로써, 예측 블록을 생성하는 예측 단계와, 상기 입력 블록으로부터 상기 예측 블록을 감산함으로써, 잔차 블록을 산출하는 산출 단계와, 상기 잔차 블록을 변환 및 양자화함으로써, 양자화 계수를 산출하는 변환/양자화 단계와, 상기 양자화 계수를 역양자화 및 역변환함으로써, 부호화 완료 잔차 블록을 산출하는 역양자화/역변환 단계와, 상기 부호화 완료 잔차 블록과 상기 예측 블록을 가산함으로써, 가부호화 완료 블록을 생성하는 생성 단계와, 상기 변환/양자화 단계에서의 양자화에 의해 상기 가부호화 완료 블록에 포함되는 오차를 보정하기 위한 오프셋 처리의 필요 여부를 판정하고, 판정 결과를 나타내는 제1 플래그 정보를 생성하는 판정 단계와, 상기 판정 단계에서 오프셋 처리가 필요로 판정된 경우에, 상기 가부호화 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행하는 오프셋 처리 단계와, 상기 양자화 계수와 상기 제1 플래그 정보를 가변 길이 부호화하는 가변 길이 부호화 단계를 포함한다.

또한, 이들의 전반적 또는 구체적인 형태는, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 또는 기록 매체로 실현되어도 되고, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 또는 기록 매체의 임의의 조합으로 실현되어도 된다.

본 발명에 의하면, 색차 신호의 왜곡을 경감하고, 주관 화질을 개선할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1과 관련된 화상 부호화 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2는, 종래의 색차 신호의 부호화 방법의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 3은, 종래의 색차 신호의 부호화 방법의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 4는, 본 발명의 실시의 형태 1과 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 5는, 본 발명의 실시의 형태 1과 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 6은, 본 발명의 실시의 형태 1과 관련된 색차 신호 인트라 예측값 산출의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 7은, 본 발명의 실시의 형태 2와 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 8은, 본 발명의 실시의 형태 2와 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 9는, 본 발명의 실시의 형태 3과 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 10은, 본 발명의 실시의 형태 3과 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 11a는, 본 발명의 실시의 형태 3과 관련된 색차 신호 인트라 예측의 오프셋 처리 단위의 일례를 나타내는 모식도이며, 블록마다 개별의 오프셋값을 이용하는 예를 나타내는 도면이다.
도 11b는, 본 발명의 실시의 형태 3과 관련된 색차 신호 인트라 예측의 오프셋 처리 단위의 일례를 나타내는 모식도이며, 영역 A에서 동일한 오프셋값을 이용하는 예를 나타내는 도면이다.
도 12는, 본 발명의 실시의 형태 4와 관련된 화상 복호 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 13은, 종래의 색차 신호의 복호 방법의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 14는, 종래의 색차 신호의 복호 방법의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 15는, 본 발명의 실시의 형태 4와 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 16은, 본 발명의 실시의 형태 4와 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 17은, 본 발명의 실시의 형태 5와 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 18은, 본 발명의 실시의 형태 5와 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 19는, 본 발명의 실시의 형태 6과 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 20은, 본 발명의 실시의 형태 6과 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 21은, 본 발명의 실시의 형태 4와 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 prediction unit의 syntax이다.
도 22는, 본 발명의 실시의 형태 6과 관련된 색차 신호 인트라 예측의 일례를 나타내는 slice data의 syntax이다.
도 23은, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템의 전체 구성도이다.
도 24는, 디지털 방송용 시스템의 전체 구성도이다.
도 25는, 텔레비전의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 26은, 광디스크인 기록 미디어에 정보의 읽고 쓰기를 행하는 정보 재생/기록부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 27은, 광디스크인 기록 미디어의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 28a는, 휴대 전화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 28b는, 휴대 전화의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 29는, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 30은, 각 스트림이 다중화 데이터에 있어서 어떻게 다중화되어 있는지를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 31은, PES 패킷열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더 자세하게 나타낸 도면이다.
도 32는, 다중화 데이터에 있어서의 TS 패킷과 소스 패킷의 구조를 나타내는 도면이다.
도 33은, PMT의 데이터 구성을 나타내는 도면이다.
도 34는, 다중화 데이터 정보의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 35는, 스트림 속성 정보의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 36은, 영상 데이터를 식별하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 37은, 각 실시의 형태의 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법을 실현하는 집적 회로의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 38은, 구동 주파수를 전환하는 구성을 나타내는 도면이다.
도 39는, 영상 데이터를 식별하고, 구동 주파수를 전환하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 40은, 영상 데이터의 규격과 구동 주파수를 대응시킨 룩업 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 41a는, 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 41b는, 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 다른 일례를 나타내는 도면이다.

(본 발명의 기초가 된 지견)

HEVC 규격은, 예를 들면 도 1 및 도 12와 같이, 크게 나누면, 예측, 변환, 양자화, 엔트로피 부호화라는 처리로 구성된다. 이 중에서 예측은, 또한 프레임간 예측과 인트라 예측으로 나눌 수 있다. 인트라 예측은, 처리 대상 매크로 블록의 상측이나 좌측 등에 인접하는 매크로 블록의 인접 화소로부터 보간에 의해 예측 화소를 생성하고, 그 예측 화소와의 차분을 부호화한다. HEVC 규격의 인트라 예측에서는, DCT 계수가 아닌 화소 레벨에서의 예측을 행하고, 또한 종, 횡 방향, 및 경사 방향의 화소 예측 패턴도 이용하고 있다.

도 2, 도 3, 도 13, 및 도 14를 이용하여 종래의 색차 신호 인트라 예측을 설명한다.

종래의 화상 부호화 방법에 있어서, 색차 신호 인트라 예측을 실시하는 색차 신호 인트라 예측부(100)의 구성에 대해 설명한다. 도 2는, 종래의 색차 신호 인트라 예측부(100)의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.

도 2에 나타내어지는 바와 같이, 색차 신호 인트라 예측부(100)는, 인트라 예측 색차 신호 생성부(110)와, 잔차 신호 산출부(120)와, 변환/양자화부(130)와, 역양자화/역변환부(135)와, 부호화 완료 신호 생성부(140)와, 부호화부(150)를 포함한다.

종래의 색차 신호 인트라 예측부(100)의 동작에 대해서, 더 자세하게 설명한다. 도 3은, 색차 신호 인트라 예측부(100)의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다.

우선, 인트라 예측 색차 신호 생성부(110)는, 인트라 예측 모드에 기초하여 인트라 예측 색차 신호를 생성하고, 잔차 신호 산출부(120) 및 부호화 완료 신호 생성부(140)에 출력한다(단계 S1001). 인트라 예측 모드는, 인트라 예측 색차 신호의 생성 방법을 나타내는 인덱스 번호이다. 인트라 예측 색차 신호는, 인트라 예측 모드에 따라, 인접 블록의 부호화 완료 휘도 신호, 인접 블록의 부호화 완료 색차 신호, 및 처리 대상 블록의 부호화 완료 휘도 신호를 적절히 사용하여 생성된다.

다음에, 잔차 신호 산출부(120)는, 입력 색차 신호와 인트라 예측 색차 신호로부터 잔차 신호를 산출하고, 변환/양자화부(130)에 출력한다(단계 S1002). 잔차 신호는, 입력 색차 신호와 인트라 예측 색차 신호의 차분 연산에 의해 산출된다.

다음에, 변환/양자화부(130)는, 잔차 신호를 변환 및 양자화하여 양자화 계수를 산출하고, 역양자화/역변환부(135) 및 부호화부(150)에 출력한다(단계 S1003). 변환이란, 공간 영역의 잔차 신호를 주파수 영역의 계수로 변환하는 처리이다. 또, 양자화에서는, 잔차 신호의 변환에 의해 얻어진 주파수 영역의 계수값을 더욱 거친 구간으로 근사한다. 이때, 거칠기를 나타내는 값을 양자화 파라미터(이하, QP라고도 한다)라고 한다. QP가 클수록 넓은 구간으로 근사하게 되고, 원래의 입력 색차 신호와 후술하는 부호화 완료 색차 신호의 오차(양자화 오차)가 커진다.

다음에, 역양자화/역변환부(135)는, 양자화 계수를 역양자화 및 역변환하여 부호화 완료 잔차 신호를 산출하고, 부호화 완료 신호 생성부(140)에 출력한다(단계 S1004). 역양자화 및 역변환은, 단계 S1003과 완전히 반대의 순서에 의해 행한다.

다음에, 부호화 완료 신호 생성부(140)는, 부호화 완료 잔차 신호와 인트라 예측 색차 신호에 의해 부호화 완료 색차 신호를 생성한다(단계 S1005). 부호화 완료 신호 생성부(140)는, 생성한 부호화 완료 색차 신호를 도시를 생략한 메모리에 보존한다. 메모리에 보존된 부호화 완료 색차 신호는, 인접 블록의 부호화 완료 신호로서, 인트라 예측 색차 신호를 생성하기 위해 인트라 예측 색차 신호 생성부(110)에 의해 이용된다. 부호화 완료 휘도 신호(설명 생략)에 대해서도 마찬가지이다. 부호화 완료 색차 신호는, 부호화 완료 잔차 신호와 인트라 예측 색차 신호의 가산 연산에 의해 산출한다.

다음에, 부호화부(150)는, 양자화 계수 및 인트라 예측 모드를 부호화하고, 비트 스트림을 산출한다(단계 S1006). 부호화는, 비트 길이가 짧아지도록 양자화 계수에 가변의 부호를 할당하고, 압축 효율을 향상시킨다. 효율적인 데이터 압축에 의해 얻어진 비트 스트림은, 전송, 혹은 기록된다.

종래의 화상 복호 방법에 있어서, 색차 신호 인트라 예측을 실시하는 색차 신호 인트라 예측부(300)의 구성에 대해 설명한다. 도 13은, 종래의 색차 신호 인트라 예측부(300)의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 색차 신호 인트라 예측부(300)는, 가변 길이 복호부(310)와, 잔차 신호 취득부(320)와, 인트라 예측 색차 신호 생성부(330)와, 복호 완료 색차 신호 생성부(340)를 포함한다.

종래의 색차 신호 인트라 예측부(300)의 동작에 대해서, 도 14를 이용해 더 자세하게 설명한다. 도 14는, 색차 신호 인트라 예측부(300)의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다.

우선, 색차 신호 인트라 예측부(300)는, 비트 스트림을 가변 길이 복호하여 양자화 계수 및 인트라 예측 모드를 취득하고, 잔차 신호 취득부(320) 및 인트라 예측 색차 신호 생성부(330)에 출력한다(단계 S3001).

다음에, 잔차 신호 취득부(320)는, 양자화 계수를 역양자화 및 역변환하여 복호 완료 잔차 신호를 취득하고, 복호 완료 색차 신호 생성부(340)에 출력한다(단계 S3002). 복호 완료 잔차 신호는, 부호화시의 양자화에 의해 거친 구간으로 근사되어 있기 때문에, 이것을 이용하여 복호 완료 색차 신호를 생성하면 원래의 입력 화상과의 사이에 오차가 발생한다.

다음에, 인트라 예측 색차 신호 생성부(330)는, 인트라 예측 모드에 기초하여 인트라 예측 색차 신호를 생성하고, 복호 완료 색차 신호 생성부(340)에 출력한다(단계 S3003). 인트라 예측 색차 신호는, 인트라 예측 모드에 따라, 인접 블록의 복호 완료 휘도 신호, 인접 블록의 복호 완료 색차 신호, 및 처리 대상 블록의 복호 완료 휘도 신호를 적절히 사용하여 생성한다.

다음에, 복호 완료 색차 신호 생성부(340)는, 복호 완료 잔차 신호 및 인트라 예측 색차 신호에 의해 복호 완료 색차 신호를 생성한다(단계 S3004). 복호 완료 색차 신호는, 복호 완료 잔차 신호와 인트라 예측 색차 신호의 가산 연산에 의해 산출된다. 복호 완료 색차 신호 생성부(340)에서 생성된 복호 완료 색차 신호는, 도시를 생략한 메모리에 보존되어 나중의 인트라 예측 등에 이용된다.

그러나 상기 종래의 기술에서는, 입력 신호와 예측 신호의 차분인 잔차 신호의 부호화에 있어서 양자화를 행하기 때문에, QP가 커질수록 입력 신호와 부호화 완료 색차 신호의 사이의 오차, 혹은 입력 화상과 복호 완료 색차 신호의 사이의 오차가 커진다. 특히 색차 신호에서는, 약간의 값의 편차가, 주관 화질에 있어서의 색왜곡으로서 현저히 나타내어진다.

상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 형태와 관련된 화상 부호화 방법은, 화상을 구성하는 입력 블록을 부호화하는 방법이다. 구체적으로는, 화상 부호화 방법은, 상기 입력 블록을 예측함으로써, 예측 블록을 생성하는 예측 단계와, 상기 입력 블록으로부터 상기 예측 블록을 감산함으로써, 잔차 블록을 산출하는 산출 단계와, 상기 잔차 블록을 변환 및 양자화함으로써, 양자화 계수를 산출하는 변환/양자화 단계와, 상기 양자화 계수를 역양자화 및 역변환함으로써, 부호화 완료 잔차 블록을 산출하는 역양자화/역변환 단계와, 상기 부호화 완료 잔차 블록과 상기 예측 블록을 가산함으로써, 가부호화 완료 블록을 생성하는 생성 단계와, 상기 변환/양자화 단계에서의 양자화에 의해 상기 가부호화 완료 블록에 포함되는 오차를 보정하기 위한 오프셋 처리의 필요 여부를 판정하고, 판정 결과를 나타내는 제1 플래그 정보를 생성하는 판정 단계와, 상기 판정 단계에서 오프셋 처리가 필요로 판정된 경우에, 상기 가부호화 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행하는 오프셋 처리 단계와, 상기 양자화 계수와 상기 제1 플래그 정보를 가변 길이 부호화하는 가변 길이 부호화 단계를 포함한다.

상기 구성에 의하면, 양자화에 의해 발생한 오차(양자화 오차)를 경감할 수 있다. 즉, 화질의 열화를 유효하게 방지할 수 있다.

또, 상기 오프셋 처리는, 상기 가부호화 완료 블록에 포함되는 화소의 화소값에 오프셋값을 가산하는 처리여도 된다. 그리고 상기 판정 단계에서는, 또한, 상기 가부호화 완료 블록에 대한 오프셋 처리에, 상기 입력 블록에 인접하는 이미 부호화된 블록을 위한 상기 오프셋값을 이용하는지, 또는 상기 가부호화 완료 블록을 위해서 새롭게 산출된 상기 오프셋값을 이용하는지를 판정하고, 판정 결과를 나타내는 제2 플래그 정보를 생성해도 된다. 상기 오프셋 처리 단계에서는, 상기 제2 플래그 정보로 나타내어지는 상기 오프셋값을 이용하여, 상기 가부호화 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행해도 된다. 상기 가변 길이 부호화 단계에서는, 또한, 상기 제2 플래그 정보를 가변 길이 부호화해도 된다.

또, 상기 오프셋 처리 단계에서는, 상기 가부호화 완료 블록에 포함되는 복수의 화소 중, 상기 입력 블록에 있어서의 화소값이 주관적인 색왜곡이 현저해지는 소정의 범위 내인 화소에 대해서, 선택적으로 오프셋 처리를 실행해도 된다.

또, 상기 판정 단계에서는, 상기 입력 블록에 포함되는 모든 화소의 화소값이 상기 소정의 범위 외인 경우에, 상기 입력 블록에 대응하는 상기 가부호화 완료 블록에 대한 오프셋 처리를 불필요로 판정해도 된다.

일례로서, 상기 입력 블록에 포함되는 각 화소의 화소값은, YUV 형식으로 표현되어 있어도 된다.

또, 상기 화상 부호화 방법은, 제1 규격에 준거한 부호화 처리와, 제2 규격에 준거한 부호화 처리를 전환하고, 상기 제1 규격에 준거한 부호화 처리로서, 상기 판정 단계와, 상기 오프셋 처리 단계와, 상기 가변 길이 부호화 단계를 실행하고, 또한 부호화 처리의 규격을 나타내는 식별자를 부호화해도 된다.

본 발명의 일 형태와 관련된 화상 복호 방법은, 비트 스트림을 복호하여 복호 완료 블록을 생성하는 방법이다. 구체적으로는, 화상 복호 방법은, 상기 비트 스트림을 가변 길이 복호함으로써, 양자화 계수와, 오프셋 처리의 필요 여부를 나타내는 제1 플래그 정보를 취득하는 가변 길이 복호 단계와, 상기 양자화 계수를 역양자화 및 역변환함으로써, 복호 완료 잔차 블록을 취득하는 취득 단계와, 상기 복호 완료 블록을 예측함으로써, 예측 블록을 생성하는 예측 단계와, 상기 복호 완료 잔차 블록과 상기 예측 블록을 가산함으로써, 가복호 완료 블록을 생성하는 생성 단계와, 상기 제1 플래그 정보가 오프셋 처리가 필요함을 나타내는 경우에, 양자화에 의해 상기 가복호 완료 블록에 포함되는 오차를 보정하기 위한 오프셋 처리를 상기 가복호 완료 블록에 대해서 실행함으로써, 상기 복호 완료 블록을 생성하는 오프셋 처리 단계를 포함한다.

또, 상기 오프셋 처리는, 상기 가복호 완료 블록에 포함되는 화소의 화소값에 오프셋값을 가산하는 처리여도 된다. 그리고 상기 가변 길이 복호 단계에서는, 또한, 상기 가복호 완료 블록에 대한 오프셋 처리에, 상기 복호 완료 블록에 인접하는 이미 복호된 블록을 위한 상기 오프셋값을 이용하는지, 또는 상기 가복호 완료 블록을 위해서 새롭게 산출된 상기 오프셋값을 이용하는지를 나타내는 제2 플래그 정보를 취득해도 된다. 상기 오프셋 처리 단계에서는, 상기 제2 플래그 정보로 나타내어지는 상기 오프셋값을 이용하여, 상기 가복호 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행해도 된다.

일례로서, 상기 복호 완료 블록에 포함되는 각 화소의 화소값은, YUV 형식으로 표현되어 있어도 된다.

또, 상기 화상 복호 방법은, 비트 스트림에 포함되는, 제1 규격 또는 제2 규격을 나타내는 식별자에 따라, 상기 제1 규격에 준거한 복호 처리와, 상기 제2 규격에 준거한 복호 처리를 전환하고, 상기 식별자가 제1 규격을 나타내는 경우에, 상기 제1 규격에 준거한 복호 처리로서, 상기 가변 길이 복호 단계와, 상기 오프셋 처리 단계를 행해도 된다.

본 발명의 일 형태와 관련된 화상 부호화 장치는, 화상을 구성하는 입력 블록을 부호화한다. 구체적으로는, 화상 부호화 장치는, 상기 입력 블록을 예측함으로써, 예측 블록을 생성하는 예측부와, 상기 입력 블록으로부터 상기 예측 블록을 감산함으로써, 잔차 블록을 산출하는 산출부와, 상기 잔차 블록을 변환 및 양자화함으로써, 양자화 계수를 산출하는 변환/양자화부와, 상기 양자화 계수를 역양자화 및 역변환함으로써, 부호화 완료 잔차 블록을 산출하는 역양자화/역변환부와, 상기 부호화 완료 잔차 블록과 상기 예측 블록을 가산함으로써, 가부호화 완료 블록을 생성하는 생성부와, 상기 변환/양자화부에서의 양자화에 의해 상기 가부호화 완료 블록에 포함되는 오차를 보정하기 위한 오프셋 처리의 필요 여부를 판정하고, 판정 결과를 나타내는 제1 플래그 정보를 생성하는 판정부와, 상기 판정부에서 오프셋 처리가 필요로 판정된 경우에, 상기 가부호화 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행하는 오프셋 처리부와, 상기 양자화 계수와 상기 제1 플래그 정보를 가변 길이 부호화하는 가변 길이 부호화부를 구비한다.

본 발명의 일 형태와 관련된 화상 복호 장치는, 비트 스트림을 복호하여 복호 완료 블록을 생성한다. 구체적으로는, 화상 복호 장치는, 상기 비트 스트림을 가변 길이 복호함으로써, 양자화 계수와, 오프셋 처리의 필요 여부를 나타내는 제1 플래그 정보를 취득하는 가변 길이 복호부와, 상기 양자화 계수를 역양자화 및 역변환함으로써, 복호 완료 잔차 블록을 취득하는 취득부와, 상기 복호 완료 블록을 예측함으로써, 예측 블록을 생성하는 예측부와, 상기 복호 완료 잔차 블록과 상기 예측 블록을 가산함으로써, 가복호 완료 블록을 생성하는 생성부와, 상기 제1 플래그 정보가 오프셋 처리가 필요함을 나타내는 경우에, 양자화에 의해 상기 가복호 완료 블록에 포함되는 오차를 보정하기 위한 오프셋 처리를 상기 가복호 완료 블록에 대해서 실행함으로써, 상기 복호 완료 블록을 생성하는 오프셋 처리부를 구비한다.

본 발명의 일 형태와 관련된 화상 부호화 복호 장치는, 상기에 기재된 화상 부호화 장치와, 상기에 기재된 화상 복호 장치를 구비한다.

또한, 이들의 전반적 또는 구체적인 형태는, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 또는 기록 매체로 실현되어도 되고, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 또는 기록 매체의 임의의 조합으로 실현되어도 된다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

＜화상 부호화 장치＞

도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1~3과 관련된 화상 부호화 장치(200)의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.

화상 부호화 장치(200)는, 화상 데이터를 압축 부호화한다. 예를 들면, 화상 부호화 장치(200)에는, 화상 데이터가 블록마다 입력 신호로서 입력된다. 화상 부호화 장치(200)는, 입력된 입력 신호로, 변환, 양자화 및 가변 길이 부호화를 행함으로써, 부호화 신호(비트 스트림)를 생성한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 화상 부호화 장치(200)는, 감산기(205)와, 변환/양자화부(210)와, 엔트로피 부호화부(220)와, 역양자화/역변환부(230)와, 가산기(235)와, 디블로킹 필터(240)와, 메모리(250)와, 인트라 예측부(260)와, 움직임 검출부(270)와, 움직임 보상부(280)와, 인트라/인터 전환 스위치(290)를 구비한다.

감산기(205)는, 입력 신호(입력 블록)와 예측 신호(예측 블록)의 차분, 즉, 예측 오차(잔차 블록)를 산출한다.

변환/양자화부(210)는, 공간 영역의 예측 오차를 변환함으로써, 주파수 영역의 변환 계수를 생성한다. 예를 들면, 변환/양자화부(210)는, 예측 오차에 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환을 행함으로서, 변환 계수를 생성한다. 또한, 변환/양자화부(210)는, 변환 계수를 양자화함으로써, 양자화 계수를 생성한다.

엔트로피 부호화부(220)는, 양자화 계수를 가변 길이를 부호화함으로써, 부호화 신호를 생성한다. 또, 엔트로피 부호화부(220)는, 움직임 검출부(270)에 의해 검출된 움직임 데이터(예를 들면, 움직임 벡터), 제1 및 제2 플래그 정보(후술), 및 오프셋값(후술) 등을 부호화하고, 부호화 신호에 포함하여 출력한다.

역양자화/역변환부(230)는, 양자화 계수를 역양자화함으로써, 변환계수를 복원한다. 또한, 역양자화/역변환부(230)는, 복원한 변환계수를 역변환함으로써, 예측 오차를 복원한다. 또한, 복원된 예측 오차는, 양자화에 의해 정보가 손실되어 있으므로, 감산기(205)가 생성하는 예측 오차와는 일치하지 않는다. 즉, 복원된 예측 오차는, 양자화 오차를 포함하고 있다.

가산기(235)는, 복원된 예측 오차와 예측 신호를 가산함으로써, 로컬 복호 화상(부호화 완료 블록)을 생성한다.

디블로킹 필터(240)는, 생성된 로컬 복호 화상에 디블로킹 필터 처리를 행한다.

메모리(250)는, 움직임 보상에 이용되는 참조 화상을 저장하기 위한 메모리이다. 구체적으로는, 메모리(250)는, 디블로킹 필터 처리가 실시된 로컬 복호 화상을 저장한다.

인트라 예측부(260)는, 인트라 예측을 행함으로써, 예측 신호(인트라 예측 신호)를 생성한다. 구체적으로는, 인트라 예측부(260)는, 가산기(235)에 의해 생성된 로컬 복호 화상에 있어서의 부호화 대상 블록(입력 신호)의 주위의 화상을 참조하여, 인트라 예측을 행함으로써 인트라 예측 신호를 생성한다.

움직임 검출부(270)는, 입력 신호와, 메모리(250)에 저장된 참조 화상의 사이의 움직임 데이터(예를 들면, 움직임 벡터)를 검출한다.

움직임 보상부(280)는, 검출된 움직임 데이터에 기초하여 움직임 보상을 행함으로써, 예측 신호(인터 예측 신호)를 생성한다.

인트라/인터 전환 스위치(290)는, 인트라 예측 신호 및 인터 예측 신호 중 어느 하나를 선택하고, 선택한 신호를 예측 신호로서 감산기(205) 및 가산기(235)에 출력한다.

이상의 구성에 의해, 본 발명의 실시의 형태 1~3과 관련된 화상 부호화 장치(200)는, 화상 데이터를 압축 부호화한다.

(실시의 형태 1)

실시의 형태 1과 관련된 화상 부호화 방법은, 입력 블록을 예측함으로써, 예측 블록을 생성하는 예측 단계와, 입력 블록으로부터 예측 블록을 감산함으로써, 잔차 블록을 산출하는 산출 단계와, 잔차 블록을 변환 및 양자화함으로써, 양자화 계수를 산출하는 변환/양자화 단계와, 양자화 계수를 역양자화 및 역변환함으로써, 부호화 완료 잔차 블록을 산출하는 역양자화/역변환 단계와, 부호화 완료 잔차 블록과 예측 블록을 가산함으로써, 가부호화 완료 블록을 생성하는 생성 단계와, 가부호화 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행하는 오프셋 처리 단계와, 양자화 계수를 가변 길이 부호화하는 가변 길이 부호화 단계를 포함한다.

또한, 오프셋 처리란, 변환/양자화 단계에서의 양자화에 의해 가부호화 완료 블록에 포함되는 오차를 보정하기 위한 처리를 가리킨다. 더욱 구체적으로는, 오프셋 처리는, 가부호화 완료 블록에 포함되는 화소의 화소값에 오프셋값을 가산하는 처리이다. 또, 입력 블록에 포함되는 각 화소의 화소값은 특별히 한정되지 않지만, 이하에서는 YUV 형식으로 표현되어 있는 것을 전제로 설명한다. 또한, 이하의 예에서는, 인트라 예측에 의해 예측 블록을 생성하는 경우에 대해 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 인터 예측에 의해 예측 블록이 생성되어도 된다.

본 실시의 형태의 색차 신호의 오프셋 처리에 있어서, 인트라 예측 방법을 실시하는 화상 처리 장치(색차 신호 인트라 예측부)(500)의 구성에 대해 설명한다. 도 4는, 본 발명의 실시의 형태 1과 관련된 화상 처리 장치(500)의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 또한, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태 1과 관련된 화상 처리 장치(500)는, 화상 신호를 압축 부호화하고, 부호화 화상 데이터를 출력하는 화상 부호화 장치(200)의 일부에 상당한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 화상 처리 장치(500)는, 인트라 예측 색차 신호 생성부(510)와, 잔차 신호 산출부(520)와, 변환/양자화부(530)와, 역양자화/역변환부(535)와, 가부호화 완료 색차 신호 생성부(540)와, 제1 직류 성분 산출부(550)와, 제2 직류 성분 산출부(555)와, 오프셋값 산출부(560)와, 부호화부(570)와, 오프셋값 가산부(580)를 포함한다.

본 발명의 실시의 형태 1과 관련된 화상 처리 장치(500)의 동작에 대해서, 도 5를 이용하여 더 자세하게 설명한다. 도 5는, 화상 처리 장치(500)의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다.

우선, 인트라 예측 색차 신호 생성부(510)는, 인트라 예측 모드에 기초하여 인트라 예측 색차 신호를 생성하고, 잔차 신호 산출부(520) 및 가부호화 완료 색차 신호 생성부(540)에 출력한다(단계 S5001). 인트라 예측 색차 신호는, 인트라 예측 모드에 따라, 인접 블록의 부호화 완료 휘도 신호, 인접 블록의 부호화 완료 색차 신호, 및 처리 대상 블록의 부호화 완료 휘도 신호를 적절히 사용하여 생성된다.

다음에, 잔차 신호 산출부(520)는, 입력 색차 신호와 인트라 예측 색차 신호로부터 잔차 신호를 산출하고, 변환/양자화부(530)에 출력한다(단계 S5002). 잔차 신호는, 입력 색차 신호와 인트라 예측 색차 신호의 차분 연산에 의해 산출된다.

다음에, 변환/양자화부(530)는, 잔차 신호를 변환 및 양자화하여 양자화 계수를 산출하고, 역양자화/역변환부(535) 및 부호화부(570)에 출력한다(단계 S5003). 양자화에서는, 잔차 신호의 변환에 의해 얻어진 주파수 영역의 계수값을 더욱 거친 구간으로 근사한다. 이 때, QP가 클수록 넓은 구간으로 근사하게 되고, 원래의 입력 색차 신호와 후술하는 가부호화 완료 색차 신호의 사이의 오차가 커진다.

다음에, 역양자화/역변환부(535)는, 양자화 계수를 역양자화 및 역변환하여 부호화 완료 잔차 신호를 산출하고, 가부호화 완료 색차 신호 생성부(540)에 출력한다(단계 S5004). 역양자화 및 역변환은, 단계 S5003과 완전히 반대의 순서에 의해 행한다.

다음에, 가부호화 완료 색차 신호 생성부(540)는, 부호화 완료 잔차 신호와 인트라 예측 색차 신호에 의해 가부호화 완료 색차 신호를 생성하고, 제2 직류 성분 산출부(555) 및 오프셋값 가산부(580)에 출력한다(단계 S5005). 가부호화 완료 색차 신호는, 부호화 완료 잔차 신호와 인트라 예측 색차 신호의 가산 연산에 의해 산출된다.

다음에, 제1 직류 성분 산출부(550)는, 입력 색차 신호의 직류 성분을 산출하여, 오프셋값 산출부(560)에 출력한다(단계 S5006). 여기서, 직류 성분이란, 신호 파형의 평균값을 의미하고, 예를 들면, 입력 색차 신호(부호화 대상 블록에 포함되는 복수의 화소)의 화소값의 평균값을 계산함으로써 산출한다. 또, 입력 색차 신호를 주파수 변환하여 얻어지는 DC 성분을 입력 색차 신호의 직류 성분으로 해도 된다.

다음에, 제2 직류 성분 산출부(555)는, 가부호화 완료 색차 신호의 직류 성분을 산출하고, 오프셋값 산출부(560)에 출력한다(단계 S5007). 여기서, 직류 성분의 산출 방법은, 단계 S5006과 같은 방법에 의해 행한다.

다음에, 오프셋값 산출부(560)는, 입력 색차 신호의 직류 성분과 가부호화 완료 색차 신호의 직류 성분에 의해 오프셋값을 산출하고, 부호화부(570) 및 오프셋값 가산부(580)에 출력한다(단계 S5008). 오프셋값의 구체적인 산출 방법은 후술한다.

다음에, 부호화부(570)는, 양자화 계수, 인트라 예측 모드 및 오프셋값을 부호화하고, 비트 스트림을 산출한다(단계 S5009).

다음에, 오프셋값 가산부(580)는, 가부호화 완료 색차 신호에 오프셋값을 가산하고, 부호화 완료 색차 신호를 생성한다(단계 S5010). 오프셋값 가산부(580)로 가산된 부호화 완료 색차 신호는, 나중의 인트라 예측 등에 이용하기 위해, 도시를 생략한 메모리에 보존된다.

상기의 단계 S5001~S5010의 처리를, 화상을 구성하는 모든 블록에 대해서 반복하여 행한다.

여기서, 오프셋값에 대해 설명한다. 입력 색차 신호의 직류 성분과 가부호화 완료 색차 신호의 직류 성분의 오프셋값은, 예를 들면 (식 1)과 같이 산출된다.

(식 1)은, 직류 성분을 각 색차 신호의 화소값의 평균으로 한 예이다. InputC는 입력 색차 신호 블록, tmpRecC는 가부호화 완료 색차 신호를 나타낸다. average()는, 입력 블록 내의 신호값의 평균을 산출하는 함수이다. (식 1)에 의해 산출된 오프셋값 tmp＿offset은, 소수 정밀도이며, 이 값을 이용하면 고정밀도로 부호화 완료 색차 신호를 복원하는 것이 가능하지만, 부호화했을 때의 비트 스트림의 비트량이 증대한다. 따라서, (식 2)에 나타내는 바와 같이, 정보량을 삭감하기 위해서, 오프셋값에 대해서 양자화 처리 및 클리핑 처리를 행한다.

offset은, 오프셋값 산출부(560)의 출력값이며, 실제로 가부호화 완료 색차 신호에 가산되는 정수 정밀도의 오프셋값이다. Disc()는, 소수 정밀도의 오프셋값 tmp＿offset을 파라미터 p1의 정수배의 값으로 양자화하는 함수이다. Clip()은, 파라미터 p2에 의해 지정 범위 외의 값을 지정 범위의 최대값 혹은 최소값으로 라운딩하는 처리이다. 오프셋값의 양자화 처리 및 클리핑 처리의 일례를 도 6에 나타낸다.

여기서 각 파라미터 p1, p2는 정수값이다. 이 파라미터 p1, p2는, 예를 들면, 부호화 신호의 비트수의 제약, 부호화 완료 화상의 주관 화질에 기초하는 수동 설정, 양자화 계수와의 관계, 및 입력 색차 신호와 가부호화 완료 색차 신호의 차분치의 통계 데이터 등을 이용하여 결정된다.

이로 인해, 입력 색차 신호와 부호화 완료 색차 신호의 사이의 오차(즉, 양자화에 의해 발생한 오차=양자화 오차)를 저감하고, 부호화 완료 색차 신호의 색왜곡을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 부호화 완료 색차 신호는, 이후에 처리되는 블록에 있어서의 색차 신호 인트라 예측, 휘도 신호 인트라 예측, 색차 신호 프레임간 예측, 혹은 휘도 신호 프레임간 예측에 이용해도 된다. 이로 인해, 더욱 예측 정밀도가 향상하고, 높은 부호화 효율을 실현하는 것이 가능해진다.

또한, 제1 직류 성분 산출부(550)와 제2 직류 성분 산출부(555)를 어느 하나로 하고, 입력 색차 신호 및 가부호화 완료 색차 신호 각각의 직류 성분 산출에 있어서, 공용해도 된다. 이로 인해, 더욱 작은 회로 규모로 화상 처리 장치(500)를 실현하는 것이 가능해진다.

또한, 상기의 오프셋 처리는, 휘도 신호에 대해서도 마찬가지로 실시해도 된다. 이로 인해, 밝기에 대해서도, 더욱 입력 신호에 가까운 부호화 완료 화상 신호를 얻을 수 있다.

(실시의 형태 2)

실시의 형태 2와 관련된 화상 부호화 방법은, 또한, 변환/양자화 단계에서의 양자화에 의해 가부호화 완료 블록에 포함되는 오차를 보정하기 위한 오프셋 처리의 필요 여부를 판정하고, 판정 결과를 나타내는 제1 플래그 정보를 생성하는 판정 단계를 포함한다. 그리고 오프셋 처리 단계에서는, 판정 단계에서 오프셋 처리가 필요로 판정된 경우에, 가부호화 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행한다. 또, 가변 길이 부호화 단계에서는, 또한 제1 플래그 정보를 가변 길이 부호화한다.

다음에, 본 발명의 실시의 형태 2와 관련된 화상 처리 장치(색차 신호 인트라 예측부)(600)의 동작에 대해 설명한다.

도 7은, 실시의 형태 2와 관련된 화상 처리 장치(600)의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 화상 처리 장치(600)는, 인트라 예측 색차 신호 생성부(610)와, 잔차 신호 산출부(620)와, 변환/양자화부(630)와, 역양자화/역변환부(635)와, 가부호화 완료 색차 신호 생성부(640)와, 제1 직류 성분 산출부(650)와, 제2 직류 성분 산출부(655)와, 오프셋값 산출부(660)와, 부호화부(670)와, 오프셋값 가산부(680)와, 오프셋 처리 판정부(690)를 구비한다. 즉, 도 7의 화상 처리 장치(600)는, 도 4의 화상 처리 장치(500)와 비교하여, 오프셋 처리 판정부(690)를 더 구비하는 점이 다르다. 화상 처리 장치(600)의 그 이외의 구성은, 화상 처리 장치(500)와 같아서 상세한 설명은 반복하지 않는다.

화상 처리 장치(600)가 구비하는 복수의 구성 요소 중, 실시의 형태 1의 화상 처리 장치(500)와 같은 구성 요소의 설명을 생략하고, 차이점이 되는 오프셋 처리 판정부(690)에 대해서 설명한다. 구체적으로는, 실시의 형태 2에서는, 블록마다 오프셋 처리의 필요 여부를 판정하고, 필요로 판정된 블록만 오프셋값의 산출을 실시한다.

다음에, 화상 처리 장치(600)가 행하는 색차 신호 인트라 예측에 대해서 설명한다. 도 8은, 실시의 형태 2와 관련된 화상 부호화 방법의 색차 신호 인트라 예측의 플로차트이다. 도 8에 있어서, 도 5의 실시의 형태 1에서 설명한 처리와 같은 처리에 대해서는, 상세한 설명을 반복하지 않는다. 그 때문에, 도 8의 단계 S6006~S6010에 대해서 주로 설명한다.

단계 S6006에 있어서, 오프셋 처리 판정부(690)는, 처리 대상 블록에 있어서의 오프셋 처리의 필요 여부를 판정한다. 판정에는, 예를 들면, 입력 색차 신호 및 입력 휘도 신호를 이용한다. 입력 색차 신호와 부호화 완료 색차 신호의 사이의 오차에 의해 발생하는 색왜곡에 대해서는, 같은 오차량이어도 색차 신호 및 휘도 신호의 값에 따라, 주관 화질에 있어서의 색왜곡의 보이는 방식이 다르다. 따라서, 색차 공간 및 휘도 공간에 있어서, 주관 화질에서 색왜곡이 현저해지는 범위(이하, 범위 A라고도 한다)에 입력 신호가 존재하는 경우는, 오프셋 처리가 필요하다고 판정한다.

범위 A의 데이터 구조는, YUV 혹은 RGB 각 성분의 최대값, 최소값에 의해 표현해도 되고, YUV 혹은 RGB의 3축을 갖는 컬러 맵으로서 표현해도 된다. 또, 판정에 이용하는 입력 신호는, 예를 들면, 처리 대상 블록 내의 입력 색차 신호 및 입력 휘도 신호의 평균값, 주파수를 변환하여 얻어진 DC 성분, 중앙값 등이어도 된다.

또한, 처리 대상 블록에 있어서의 오프셋 처리의 필요 여부의 판정에는, 색차 공간의 값만을 이용하여 행해도 된다. 이로 인해 오프셋 처리 판정부(690)의 연산량, 및 회로 규모를 억제하는 것이 가능해진다.

즉, 오프셋 처리 단계에서는, 가부호화 완료 블록에 포함되는 복수의 화소 중, 입력 블록에 있어서의 화소값이 주관적인 색왜곡이 현저해지는 소정의 범위 내인 화소에 대해서, 선택적으로 오프셋 처리를 실행해도 된다. 또, 판정 단계에서는, 입력 블록에 포함되는 모든 화소의 화소값이 소정의 범위 외인 경우에, 상기 입력 블록에 대응하는 가부호화 완료 블록에 대한 오프셋 처리를 불필요로 판정해도 된다.

단계 S6006에 있어서 오프셋 처리가 필요로 판정된 경우는, 단계 S6007~S6009에서, 실시의 형태 1과 같이 오프셋값의 산출을 행한다.

한편, 단계 S6006에 있어서 오프셋 처리가 불필요로 판정된 경우는, 단계 S6010에 있어서, 부호화부(670)에서 최소 비트량을 할당하는 값으로 오프셋값을 설정한다. 이로 인해 오프셋 처리의 필요 여부를 나타내는 정보를 부호화할 필요가 없어지고, 최소 비트량으로 오프셋 처리의 필요 여부 판정을 실현할 수 있다. 이로 인해, 비트 스트림의 비트량의 증대를 억제하면서, 부호화 완료 색차 신호의 색왜곡을 억제하는 것이 가능해진다. 단, 오프셋 처리의 필요 여부를 나타내는 정보(제1 플래그 정보)를, 오프셋값과는 독립하여 비트 스트림에 포함해도 된다.

또한, 단계 S6006에 있어서 오프셋 처리가 불필요로 판정된 경우는, 오프셋 필요 여부의 정보(즉, 제1 플래그 정보)를 부호화해도 된다. 이 경우, 단계 S6012에 있어서의 오프셋값의 가산을 행하지 않기 때문에, 연산량의 증대를 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 단계 S6006에 있어서는, 가부호화 완료 색차 신호를 이용하여 오프셋 처리의 필요 여부를 판정해도 된다. 복호 장치측에서도 가부호화 완료 색차 신호와 같은 신호를 생성할 수 있고, 복호 장치측에서도 오프셋 필요 여부 판정이 가능하기 때문에, 제1 플래그 정보를 비트 스트림에 포함할 필요가 없고, 오프셋 처리가 필요한 경우에만 오프셋값만을 부호화하면 된다. 즉, 오프셋 처리가 불필요한 경우에는 오프셋 처리에 관계하는 정보의 부호화는 행하지 않는다. 이로 인해, 더 비트 스트림의 비트량을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 상기의 오프셋 처리는, 휘도 신호에 대해서도 이와 같이 행할 수 있다. 이로 인해, 밝기에 대해서도, 더욱 입력 신호에 가까운 부호화 완료 화상 신호를 얻을 수 있다.

(실시의 형태 3)

실시의 형태 3과 관련된 화상 부호화 방법에서는, 하기의 처리를 더 실행한다. 즉, 판정 단계에서는, 또한 가부호화 완료 블록에 대한 오프셋 처리에, 입력 블록에 인접하는 이미 부호화된 블록을 위한 오프셋값을 이용하는지, 또는 가부호화 완료 블록을 위해서 새롭게 산출된 오프셋값을 이용하는지를 판정(즉, 오프셋값의 갱신의 필요 여부를 판정)하고, 판정 결과를 나타내는 제2 플래그 정보를 생성한다. 오프셋 처리 단계에서는, 제2 플래그 정보로 나타내어지는 오프셋값을 이용하여, 가부호화 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행한다. 가변 길이 부호화 단계에서는, 또한 제2 플래그 정보와, 오프셋값이 갱신되는 경우에는 새로운 오프셋값을 가변 길이 부호화한다.

다음에, 본 발명의 실시의 형태 3과 관련된 화상 처리 장치(색차 신호 인트라 예측부)(700)의 동작에 대해 설명한다.

도 9는, 실시의 형태 3과 관련된 화상 처리 장치(700)의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 화상 처리 장치(700)는, 인트라 예측 색차 신호 생성부(710)와, 잔차 신호 산출부(720)와, 변환/양자화부(730)와, 역양자화/역변환부(735)와, 가부호화 완료 색차 신호 생성부(740)와, 제1 직류 성분 산출부(750)와, 제2 직류 성분 산출부(755)와, 오프셋값 산출부(760)와, 부호화부(770)와, 오프셋값 가산부(780)와, 오프셋 처리 단위 판정부(790)를 구비한다. 즉, 도 9의 화상 처리 장치(700)는, 도 4의 화상 처리 장치(500)와 비교하여, 오프셋 처리 단위 판정부(790)를 더 구비하는 점이 다르다. 화상 처리 장치(700)의 그 이외의 구성은, 화상 처리 장치(500)와 같으므로 상세한 설명은 반복하지 않는다.

화상 처리 장치(700)가 구비하는 복수의 구성 요소 중, 실시의 형태 1의 화상 처리 장치(500)와 같은 구성 요소의 설명을 생략하고, 차이점이 되는 오프셋 처리 단위 판정부(790)에 대해 설명한다. 실시의 형태 3과 관련된 화상 처리 장치(700)는, 인접하는 복수 블록에 있어서 동일한 오프셋값을 이용한 오프셋 처리를 가능하게 한다.

다음에, 화상 처리 장치(700)가 행하는 색차 신호 인트라 예측에 대해 설명한다. 도 10은, 실시의 형태 3과 관련된 화상 부호화 방법의 색차 신호 인트라 예측의 플로차트이다. 도 5에 있어서, 실시의 형태 1에서 설명한 처리와 같은 처리에 대해서는, 상세한 설명을 반복하지 않는다. 그 때문에, 도 10의 단계 S7009~S7012에 대해서 주로 설명한다.

우선, 단계 S7009에 있어서, 오프셋 처리 단위 판정부(790)는, 복수의 블록을 포함하는 영역(이하, 영역 A라고도 한다) 내에 존재하는 전블록에서 오프셋값이 산출되었는지를 판정한다. 전블록의 오프셋값의 산출이 종료되어 있지 않은 경우(S7009에서 No), 화상 처리 장치(700)는, 단계 S7008에서 산출한 오프셋값을 보관하고, 단계 S7001~S7008을 반복한다. 그리고 전블록의 오프셋값의 산출이 종료되면(S7009에서 Yes), 단계 S7010으로 진행한다.

다음에, 단계 S7010에 있어서, 오프셋 처리 단위 판정부(790)는, 단계 S7009까지 산출한 영역 A 내의 전블록의 오프셋값을 집계하고, 오프셋 처리 단위를 판정하고, 판정 결과를 부호화부(770) 및 오프셋값 가산부(780)에 출력한다.

다음에, 단계 S7011에 있어서, 부호화부(770)는, 양자화 계수, 인트라 예측 모드, 오프셋 처리 단위(제2 플래그 정보), 및 오프셋값을 부호화하고, 비트 스트림을 산출한다.

다음에, 단계 S7012에 있어서, 오프셋값 가산부(780)는, 가부호화 완료 색차 신호에 오프셋값을 가산하고, 부호화 완료 색차 신호를 생성한다. 오프셋값 가산부(780)에서 생성된 부호화 완료 색차 신호는, 나중의 인트라 예측 등에 이용되기 때문에, 도시를 생략한 메모리에 보존된다.

여기서, 일례로서, 오프셋 처리 단위의 판정에 대해 설명한다. 우선, 각 오프셋값에 대해서 (식 3)에 나타내는 평가식을 계산한다.

k는 평가하는 오프셋값, N은 영역 A 내에 존재하는 블록의 수, sBlk(i)는 영역 A 내의 i번째의 블록의 사이즈를 나타내고 있다. jdg1(i)는, (식 4)에 나타내는 바와 같이, 영역 A 내의 i번째의 블록의 오프셋값이 k와 동일한지 여부를 판정하는 함수이다.

Eval(k)는, 오프셋값 k를 갖는 화소가 영역 A 내에 차지하는 비율을 나타낸다.

다음에, (식 5)에 나타내는 바와 같이, Eval(k)의 최대값이 임의의 역치 Th＿oft 이상인지 여부를, 함수 jdg2에 의해 판정한다.

도 11a 및 도 11b에, Th＿oft=0.6으로 한 경우의 결과의 일례를 나타낸다. jdg2=0일 때, 오프셋 처리 단위 판정부(790)는, 도 11a에 나타내는 바와 같이 영역 A 내에 있어서 지배적인 오프셋값은 존재하지 않는다고 하여, 블록마다 개별의 오프셋값을 이용하여 오프셋 처리를 행한다고 판정한다. 한편, jdg2=1일 때, 오프셋 처리 단위 판정부(790)는, 도 11b에 나타내는 바와 같이 영역 A 내에 있어서 지배적인 오프셋값이 존재한다고 하여, 전블록에서 동일한 오프셋값을 이용하여 오프셋 처리를 행한다고 판정한다.

이로 인해, 블록(예를 들면, LCU)보다 넓은 범위에 있어서 일괄하여 오프셋값을 부호화할 수 있다. 그 때문에, 부호화 신호의 비트량의 증대를 억제하면서, 부호화 완료 색차 신호의 색왜곡을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 오프셋 처리 단위의 판정은, (식 6)과 같은 코스트 함수의 비교에 의해 행해도 된다.

Input(i)는 입력 신호의 영역 A 내의 i번째의 블록, oftRec(i)는 부호화 완료 신호의 영역 A 내의 i번째의 블록을 나타내고 있다. 이것은 색차 신호만, 혹은 휘도 신호와 색차 신호의 양쪽 모두여도 된다. diff(A, B)는, 블록 A와 블록 B의 차분값을 되돌리는 함수이다. 차분값은, 예를 들면 절대값 오차의 산출에 의해 구한다. bit(A)는, 블록 A를 부호화했을 때의 비트량을 되돌리는 함수이다. λ는, 가중 파라미터이며, 예를 들면, QP에 따라 설정된다.

예를 들면, 오프셋 처리 단위 판정부(790)는, 전블록에서 동일한 오프셋값을 이용한 경우와, 개별의 오프셋값을 이용한 경우의 각각에서 (식 6)를 계산하고, (식 7)에 나타내는 바와 같이 비교함으로써, 오프셋 처리 단위를 결정한다.

cost＿inv는, 블록마다 개별의 오프셋값을 이용한 경우의 (식 6)의 코스트값이며, cost＿all은, 영역 A 내의 전블록에서 동일한 오프셋값을 이용한 경우의 (식 6)의 코스트값이다. jdg3=0일 때, 오프셋 처리 단위 판정부(790)는, 블록마다 개별의 오프셋값을 이용하여 오프셋 처리를 행한다고 판정한다. 한편, jdg3=1일 때, 오프셋 처리 단위 판정부(790)는, 영역 A 내의 전블록에서 동일한 오프셋값을 이용하여 오프셋 처리를 행한다고 판정한다. 이로 인해, 비트량과 색왜곡의 보이는 방식의 밸런스가 맞는 부호화가 가능해진다.

또한, 실시의 형태 2에 나타내는 바와 같이, 오프셋값의 부호화는, 오프셋 처리가 필요한 블록에만 대해서 행해도 된다. 즉, 오프셋 처리가 불필요한 경우는 상기 블록의 오프셋값의 부호화를 행하지 않는다. 이로 인해, 부호화 신호의 비트량의 한층 더한 억제가 가능해진다.

또한, 상기의 오프셋 처리는, 휘도 신호에 대해서도 이와 같이 행할 수 있다. 이로 인해, 밝기에 대해서도, 더욱 입력 신호에 가까운 부호화 완료 화상 신호를 얻을 수 있다.

＜화상 복호 장치＞

도 12는, 본 발명의 실시의 형태 4~6과 관련된 화상 복호 장치(400)의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.

화상 복호 장치(400)는, 압축 부호화된 부호화 화상 데이터를 복호한다. 예를 들면, 화상 복호 장치(400)는, 부호화 화상 데이터가 블록마다 복호 대상 신호로서 입력된다. 화상 복호 장치(400)는, 입력된 복호 대상 신호에, 가변 길이 복호, 역양자화 및 역변환을 행함으로써, 화상 데이터를 복원한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 화상 복호 장치(400)는, 엔트로피 복호부(410)와, 역양자화/역변환부(420)와, 가산기(425)와, 디블로킹 필터(430)와, 메모리(440)와, 인트라 예측부(450)와, 움직임 보상부(460)와, 인트라/인터 전환 스위치(470)를 구비한다.

엔트로피 복호부(410)는, 입력 신호(입력 스트림)를 가변 길이 복호함으로써, 양자화 계수를 복원한다. 또한, 여기서, 입력 신호(입력 스트림)는, 복호 대상 신호이며, 부호화 화상 데이터의 블록마다의 데이터에 상당한다. 또, 엔트로피 복호부(410)는, 입력 신호로부터 움직임 데이터를 취득하고, 취득한 움직임 데이터를 움직임 보상부(460)에 출력한다.

역양자화/역변환부(420)는, 엔트로피 복호부(410)에 의해 복원된 양자화 계수를 역양자화함으로써, 변환계수를 복원한다. 그리고 역양자화/역변환부(420)는 복원한 변환계수를 역변환함으로써, 예측 오차를 복원한다.

가산기(425)는, 역양자화/역변환부(420)에서 복원된 예측 오차와, 인트라/인터 전환 스위치(470)로부터 취득한 예측 신호를 가산함으로써, 복호 화상을 생성한다.

디블로킹 필터(430)는, 가산기(425)에서 생성된 복호 화상에 디블로킹 필터 처리를 행한다. 디블로킹 필터 처리된 복호 화상은, 복호 신호로서 출력된다.

메모리(440)는, 움직임 보상에 이용되는 참조 화상을 저장하기 위한 메모리이다. 구체적으로는, 메모리(440)는, 디블로킹 필터(430)에서 디블로킹 필터 처리가 실시된 복호 화상을 저장한다.

인트라 예측부(450)는 인트라 예측을 행함으로써, 예측 신호(인트라 예측 신호)를 생성한다. 구체적으로는, 인트라 예측부(450)는, 가산기(425)에 의해 생성된 복호 화상 중의 복호 대상 블록(입력 신호)의 주위의 화상을 참조하여, 인트라 예측을 행함으로써, 인트라 예측 신호를 생성한다.

움직임 보상부(460)는, 엔트로피 복호부(410)로부터 출력된 움직임 데이터에 기초하여 움직임 보상을 행함으로써, 예측 신호(인터 예측 신호)를 생성한다.

인트라/인터 전환 스위치(470)는, 인트라 예측 신호 및 인터 예측 신호 중 어느 하나를 선택하고, 선택한 신호를 예측 신호로서 가산기(425)에 출력한다.

이상의 구성에 의해, 본 발명의 실시의 형태 4~6에 관련된 화상 복호 장치(400)는, 압축 부호화된 부호화 화상 데이터를 복호한다.

(실시의 형태 4)

실시의 형태 4와 관련된 화상 복호 방법은, 비트 스트림을 가변 길이 복호 함으로써, 양자화 계수를 취득하는 가변 길이 복호 단계와, 양자화 계수를 역양자화 및 역변환함으로써, 복호 완료 잔차 블록을 취득하는 취득 단계와, 복호 완료 블록을 예측함으로써, 예측 블록을 생성하는 예측 단계와, 복호 완료 잔차 블록과 예측 블록을 가산함으로써, 가복호 완료 블록을 생성하는 생성 단계와, 양자화에 의해 가복호 완료 블록에 포함되는 오차를 보정하기 위한 오프셋 처리를 가복호 완료 블록에 대해서 실행함으로써, 복호 완료 블록을 생성하는 오프셋 처리 단계를 포함한다.

본 실시의 형태의 색차 신호의 오프셋 처리에 있어서 인트라 예측 방법을 실시하는 화상 처리 장치(색차 신호 인트라 예측부)(800)의 구성에 대해서 설명한다. 도 15는, 본 발명의 실시의 형태 4와 관련된 화상 처리 장치(800)의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 또한, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태 4와 관련된 화상 처리 장치(800)는, 부호화 신호를 복호하고, 복호 화상 데이터를 출력하는 화상 복호 장치의 일부에 상당한다.

도 15에 나타내는 바와 같이, 화상 처리 장치(800)는, 가변 길이 복호부(810)와, 잔차 신호 취득부(820)와, 인트라 예측 색차 신호 생성부(830)와, 가복호 완료 색차 신호 생성(840)과, 오프셋값 가산부(850)를 포함한다.

본 발명의 실시의 형태 4와 관련된 화상 처리 장치(800)의 동작에 대해서, 도 16을 이용하여 더 자세하게 설명한다. 도 16은, 화상 처리 장치(800)의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다.

우선, 가변 길이 복호부(810)는, 비트 스트림을 가변 길이 복호하여 양자화 계수, 인트라 예측 모드, 및 오프셋값을 취득하고, 잔차 신호 취득부(820) 및 오프셋값 가산부(850)에 출력한다(단계 S8001).

다음에, 잔차 신호 취득부(820)는, 양자화 계수를 역양자화 및 역변환하여 복호 완료 잔차 신호를 취득하고, 가복호 완료 색차 신호 생성부(840)에 출력한다(단계 S8002). 복호 완료 잔차 신호는, 부호화시의 양자화에 의해 거친 구간으로 근사되어 있기 때문에, 이것을 이용하여 복호 완료 색차 신호를 생성하면, 부호화 전의 입력 화상과의 사이에 오차가 발생한다.

다음에, 인트라 예측 색차 신호 생성부(830)는, 색차 신호 인트라 예측 모드에 기초하여 인트라 예측 색차 신호를 생성하고, 가복호 완료 색차 신호 생성부(840)에 출력한다(단계 S8003). 색차 신호의 인트라 예측 모드는, 인트라 예측 색차 신호의 생성 방법을 나타내는 인덱스 번호이다. 인트라 예측 모드는, 부호화시의 인트라 예측으로 각 블록마다 결정되어 있다. 인트라 예측 색차 신호는, 인트라 예측 모드에 따라, 인접 블록의 부호화 완료 휘도 신호, 인접 블록의 부호화 완료 색차 신호, 및 처리 대상 블록의 부호화 완료 휘도 신호를 적절히 사용하여 생성한다.

다음에, 가복호 완료 색차 신호 생성부(840)는, 복호 완료 잔차 신호 및 인트라 예측 색차 신호에 의해 가복호 완료 색차 신호를 생성한다(단계 S8004). 가복호 완료 색차 신호는, 복호 완료 잔차 신호와 인트라 예측 색차 신호의 가산 연산에 의해 산출한다.

다음에, 오프셋값 가산부(850)는, 가복호 완료 색차 신호에 오프셋값을 가산하고, 복호 완료 색차 신호를 생성한다(단계 S8006). 오프셋값은, 부호화시에 있어서 산출된 값이다. 오프셋값 가산부(850)에 의해 생성된 복호 완료 색차 신호는, 나중의 인트라 예측 등에 이용되기 때문에, 도시를 생략한 메모리에 보존된다.

이로 인해, 부호화 전의 입력 색차 신호와 복호 완료 색차 신호의 사이의 오차를 저감하고, 복호 완료 색차 신호의 색왜곡을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 상기의 오프셋 처리는, 휘도 신호에 대해서도 이와 같이 행할 수 있다. 이로 인해, 밝기에 대해서도, 더욱 입력 신호에 가까운 복호 완료 화상 신호를 얻을 수 있다.

또, 도 21은 HEVC 규격(비특허 문헌 3)에 기초하여, 본 발명의 실시의 형태 4의 구문에 나타낸 일례이다. YUV 형식의 화상 신호를 부호화할 때에, prediction unit마다 U 및 V의 오프셋값을, 색차 신호의 인트라 예측 모드에 이어서 복호한다.

(실시의 형태 5)

실시의 형태 5와 관련된 화상 복호 방법에서는, 이하의 처리를 더 실행한다. 즉, 가변 길이 복호 단계에서는, 또한, 오프셋 처리의 필요 여부를 나타내는 제1 플래그 정보를 취득한다. 오프셋 처리 단계에서는, 제1 플래그 정보가 오프셋 처리가 필요함을 나타내는 경우에, 오프셋 처리를 실행한다.

다음에, 본 발명의 실시의 형태 5와 관련된 화상 처리 장치(색차 신호 인트라 예측부)(900)의 동작에 대해 설명한다.

도 17은, 실시의 형태 5와 관련된 화상 처리 장치(900)의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 17에 나타내는 바와 같이, 화상 처리 장치(900)는, 가변 길이 복호부(910)와, 잔차 신호 취득부(920)와, 가복호 완료 색차 신호 생성부(930)와, 인트라 예측 색차 신호 생성부(940)와, 오프셋값 가산부(950)와, 오프셋 처리 판정부(960)를 구비한다. 즉, 도 17의 화상 처리 장치(900)는, 도 15의 화상 처리 장치(800)와 비교하여, 오프셋 처리 판정부(960)를 더 구비하는 점이 다르다. 화상 처리 장치(900)의 그 이외의 구성은, 화상 처리 장치(800)와 같으므로 상세한 설명은 반복하지 않는다.

화상 처리 장치(900)가 구비하는 복수의 구성 요소 중, 실시의 형태 4의 화상 처리 장치(800)와 같은 구성 요소의 설명을 생략하고, 차이점이 되는 오프셋 처리 판정부(970)에 대해 설명한다. 구체적으로는, 실시의 형태 5에서는, 오프셋 처리의 필요 여부를 판정하고, 필요한 블록에만 오프셋 처리를 실시한다.

다음에, 화상 처리 장치(900)가 행하는 색차 신호 인트라 예측에 대해 설명한다. 도 18은, 실시의 형태 5와 관련된 화상 복호 방법의 색차 신호 인트라 예측의 플로차트이다. 도 16에 있어서, 실시의 형태 4에서 설명한 처리와 같은 처리에 대해서는, 상세한 설명을 반복하지 않는다. 그 때문에, 도 18의 단계 S9005~S9007에 대해 주로 설명한다.

단계 S9005에 있어서, 오프셋 처리 판정부(960)는, 처리 대상 블록의 복호 완료 휘도 신호 및 가복호 완료 색차 신호를 이용하여, 오프셋 처리의 필요 여부를 판정한다. 판정은, 예를 들면, 실시의 형태 2와 같은 방법에 의해 행한다. 복호 완료 색차 신호에 발생하는 색왜곡에 대해서는, 부호화 전의 입력 색차 신호와 복호 완료 색차 신호의 오차량이 같아도, 색차 신호 및 휘도 신호의 값에 따라 주관 화질에 있어서의 색왜곡의 보이는 방식이 다르다. 따라서, 오프셋 처리 판정부(960)는, 색차 공간 및 휘도 공간에 있어서, 주관 화질로 색왜곡이 현저해지는 범위(이하, 범위 A라고도 한다)에 가복호 완료 신호가 존재하는 경우에, 오프셋 처리가 필요하다고 판정한다.

범위 A의 데이터 구조는, YUV 혹은 RGB 각 성분의 최대값, 최소값에 의해 표현해도 되고, YUV 혹은 RGB의 3축을 갖는 컬러 맵으로서 표현해도 된다. 또, 판정에 이용하는 입력 신호는, 예를 들면, 처리 대상 블록 내의 입력 색차 신호 및 입력 휘도 신호의 평균값, 주파수를 변환하여 얻어진 DC 성분, 중앙치 등이어도 된다.

그리고 단계 S9005에 있어서 오프셋 처리가 필요로 판정된 경우는, 단계 S9006~S9007을 행한다. 단계 S9006에 있어서, 가변 길이 복호부(910)는, 비트 스트림을 가변 길이 복호하여 오프셋값을 취하고, 오프셋값 가산부(950)에 출력한다.

그리고, 단계 S9007에 있어서, 오프셋값 가산부(950)는, 가복호 완료 색차 신호에 오프셋값을 가산하고, 복호 완료 색차 신호를 생성한다. 오프셋값 가산부(950)에서 생성된 복호 완료 색차 신호는, 나중의 인트라 예측 등에 이용되기 때문에, 도시를 생략한 메모리에 보존된다.

한편, 단계 S9005에 있어서, 오프셋 처리가 불필요로 판정된 경우는, 오프셋 처리는 행하지 않고, 가복호 완료 색차 신호가 그대로 복호 완료 색차 신호가 된다.

이로 인해, 비트 스트림의 비트량을 억제하면서, 부호화 완료 색차 신호의 색왜곡을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 상기의 오프셋 처리는, 휘도 신호에 대해서도 이와 같이 행할 수 있다. 이로 인해, 밝기에 대해서도, 더욱 입력 신호에 가까운 복호 완료 화상 신호를 얻을 수 있다.

또, 오프셋 처리의 필요 여부의 판정 방법은 상기에 한정되지 않는다. 예를 들면, 오프셋 처리 판정부(960)는, 오프셋 처리의 필요 여부를 나타내는 제1 플래그 정보를 비트 스트림으로부터 취득하고, 취득한 제1 플래그 정보에 설정되어 있는 값에 따라, 오프셋 처리의 필요 여부를 판정해도 된다.

(실시의 형태 6)

실시의 형태 6과 관련된 화상 복호 방법에서는, 이하의 처리를 더 실행한다. 즉, 가변 길이 복호 단계에서는, 또한 가복호 완료 블록에 대한 오프셋 처리에, 복호 완료 블록에 인접하는 이미 복호된 블록을 위한 오프셋값을 이용하는지, 또는 가복호 완료 블록을 위해서 새롭게 산출된 오프셋값을 이용하는지를 나타내는 제2 플래그 정보(즉, 오프셋값의 갱신의 필요 여부를 나타내는 제2 플래그 정보)를 취득한다. 그리고 오프셋 처리 단계에서는, 제2 플래그 정보로 나타내어지는 오프셋값을 이용하여, 가복호 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행한다.

다음에, 본 발명의 실시의 형태 6과 관련된 화상 처리 장치(색차 신호 인트라 예측부)(1000)의 동작에 대해 설명한다.

도 19는, 실시의 형태 6과 관련된 화상 처리 장치(1000)의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 19에 나타내는 바와 같이, 화상 처리 장치(1000)는, 가변 길이 복호부(1010)와, 잔차 신호 취득부(1020)와, 인트라 예측 색차 신호 생성부(1030)와, 가복호 완료 색차 신호 생성부(1040)와, 오프셋값 가산부(1060)와, 오프셋 처리 단위 정보 취득부(1070)를 구비한다. 즉, 화상 처리 장치(1000)는, 도 15의 화상 처리 장치(800)와 비교하여, 오프셋 처리 단위 정보 취득부(1070)를 더 구비하는 점이 다르다. 화상 처리 장치(1000)의 그 이외의 구성은, 화상 처리 장치(800)와 같으므로 상세한 설명은 반복하지 않는다.

화상 처리 장치(1000)가 구비하는 복수의 구성 요소 중, 실시의 형태 4의 화상 처리 장치(800)와 같은 구성 요소의 설명을 생략하고, 차이점이 되는 오프셋 처리 단위 정보 취득부(1070)에 대해 설명한다. 실시의 형태 6과 관련된 화상 처리 장치(1000)는, 인접하는 복수 블록에 있어서 동일한 오프셋값을 이용한 오프셋 처리를 가능하게 한다.

다음에, 화상 처리 장치(1000)가 행하는 색차 신호 인트라 예측에 대해 설명한다. 도 20은, 실시의 형태 6과 관련된 화상 복호 방법의 색차 신호 인트라 예측의 플로차트이다. 도 16에 있어서, 실시의 형태 4에서 설명한 처리와 같은 처리에 대해서는, 상세한 설명을 반복하지 않는다. 그 때문에, 도 20의 단계 S10001 및 단계 S10005~S10007에 대해 주로 설명한다.

단계 S10001에 있어서, 가변 길이 복호부(1010)는 비트 스트림을 가변 길이 복호하고, 양자화 계수, 인트라 예측 모드, 및 오프셋 처리 단위 정보를 취득하고, 잔차 신호 취득부(1020), 인트라 예측 색차 신호 생성부(1030), 오프셋 처리 단위 정보 취득부(1070), 및 오프셋값 가산부(1060)에 출력한다. 오프셋 처리 단위 정보는, 복수 블록으로 이루어지는 영역 A에 있어서, 전블록에서 동일한 오프셋값을 이용하는지, 블록마다 개별의 오프셋값을 이용하는지에 대한 정보이다.

다음에, 단계 S10005에 있어서, 오프셋 처리 단위 정보 취득부(1070)는, 오프셋 처리 단위 정보에 의해, 오프셋값의 갱신의 필요 여부를 확인하고, 결과를 가변 길이 복호부(1010)에 출력한다. 영역 A 내의 전블록에서 동일한 오프셋값을 이용하는 경우는, 영역 A 내의 전블록의 오프셋 처리가 종료했을 때만 오프셋값을 갱신한다. 한편, 영역 A 내의 블록마다 개별의 오프셋값을 이용하는 경우는, 블록마다 오프셋값을 갱신한다.

오프셋값의 갱신이 필요한 경우는, 단계 S10006에 있어서, 가변 길이 복호부(1010)는, 비트 스트림을 가변 길이 복호하여 오프셋값을 취득하고, 오프셋값 가산부(1060)에 출력한다. 오프셋값은, 부호화시에 있서어 산출된 값이다.

다음에, 단계 S10007에 있어서, 오프셋값 가산부(1060)는, 가복호 완료 색차 신호에 오프셋값을 가산하고, 복호 완료 색차 신호를 생성한다.

이로 인해, 블록보다 넓은 범위에 있어서 일괄하여 오프셋값을 부호화할 수 있기 때문에, 부호화 신호의 비트량의 증대를 억제하면서, 복호 완료 색차 신호의 색왜곡을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 상기의 오프셋 처리는, 휘도 신호에 대해서도 마찬가지로 행할 수 있다. 이로 인해, 밝기에 대해서도, 더욱 입력 신호에 가까운 복호 완료 화상 신호를 얻을 수 있다.

또, 도 22는 HEVC 규격(비특허 문헌 3)에 기초하여, 본 발명의 실시의 형태 6의 구문에 나타낸 일례이다. YUV 형식의 화상 신호를 부호화할 때, I-slice일 때에, coding tree(복수의 coding uniti의 모임)마다 U 및 V의 오프셋값을, 색차 신호의 인트라 예측 모드에 이어 복호한다.

(실시의 형태 7)

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 독립한 컴퓨터 시스템에 있어서 간단하게 실시하는 것이 가능해진다. 기억 미디어는, 자기 디스크, 광디스크, 광자기 디스크, IC 카드, 반도체 메모리 등, 프로그램을 기록할 수 있는 것이면 된다.

또한, 여기서, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법(화상 부호화 방법)이나 동화상 복호화 방법(화상 복호 방법)의 응용예와 그것을 이용한 시스템을 설명한다. 상기 시스템은, 화상 부호화 방법을 이용한 화상 부호화 장치, 및 화상 복호 방법을 이용한 화상 복호 장치로 이루어지는 화상 부호화 복호 장치를 갖는 것을 특징으로 한다. 시스템에 있어서의 다른 구성에 대해서, 경우에 따라 적절히 변경할 수 있다.

도 23은, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템(ex100)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 통신 서비스의 제공 영역을 원하는 크기로 분할하고, 각 셀 내에 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 내지 ex110)을 통해, 컴퓨터(ex111), PDA(Personal Digital Assistant)(ex112), 카메라(ex113), 휴대 전화(ex114), 게임기(ex115) 등의 각 기기가 접속된다.

그러나 컨텐츠 공급 시스템(ex100)은 도 23과 같은 구성으로 한정되지 않고, 몇 개의 요소를 조합하여 접속하도록 해도 된다. 또, 고정 무선국인 기지국(ex106 내지 ex110)을 통하지 않고, 각 기기가 전화망(ex104)에 직접 접속되어도 된다. 또, 각 기기가 근거리 무선 등을 통해 직접 서로 접속되어 있어도 된다.

카메라(ex113)는 디지털 비디오 카메라 등의 동화상 촬영이 가능한 기기이며, 카메라(ex116)는 디지털 카메라 등의 정지화상 촬영, 동화상 촬영이 가능한 기기이다. 또, 휴대 전화(ex114)는, GSM(등록상표)(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, 어느 것이어도 상관없다.

컨텐츠 공급 시스템(ex100)에서는, 카메라(ex113) 등이 기지국(ex109), 전화망(ex104)을 통해 스트리밍 서버(ex103)에 접속됨으로써, 라이브 전송 등이 가능해진다. 라이브 전송에서는, 유저가 카메라(ex113)를 이용하여 촬영하는 컨텐츠(예를 들면, 음악 라이브의 영상 등)에 대해서 상기 각 실시의 형태에서 설명한 바와 같이 부호화 처리를 행하고(즉, 본 발명의 일 형태와 관련된 화상 부호화 장치로서 기능한다), 스트리밍 서버(ex103)에 송신한다. 한편, 스트리밍 서버(ex103)는 요구가 있던 클라이언트에 대해서 송신된 컨텐츠 데이터를 스트림 전송한다. 클라이언트로서는, 상기 부호화 처리된 데이터를 복호화하는 것이 가능한, 컴퓨터(ex111), PDA(ex112), 카메라(ex113), 휴대 전화(ex114), 게임기(ex115) 등이 있다. 전송된 데이터를 수신한 각 기기에서는, 수신한 데이터를 복호화 처리하여 재생한다(즉, 본 발명의 일 형태와 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다).

또한, 촬영한 데이터의 부호화 처리는 카메라(ex113)로 행해도, 데이터의 송신 처리를 하는 스트리밍 서버(ex103)로 행해도 되고, 서로 분담해서 행해도 된다. 이와 같이 전달된 데이터의 복호화 처리는 클라이언트로 행해도, 스트리밍 서버(ex103)로 행해도 되고, 서로 분담해서 행해도 된다. 또, 카메라(ex113)에 한정하지 않고, 카메라(ex116)로 촬영한 정지화상 및/또는 동화상 데이터를, 컴퓨터(ex111)를 통해 스트리밍 서버(ex103)에 송신해도 된다. 이 경우의 부호화 처리는 카메라(ex116), 컴퓨터(ex111), 스트리밍 서버(ex103) 중 어느 것으로 행해도 되고, 서로 분담해서 행해도 된다.

또, 이들 부호화·복호화 처리는, 일반적으로 컴퓨터(ex111)나 각 기기가 갖는 LSI(ex500)에 있어서 처리한다. LSI(ex500)는, 원 칩이어도 복수 칩으로 이루어지는 구성이어도 된다. 또한, 동화상 부호화·복호화용의 소프트웨어를 컴퓨터(ex111) 등으로 판독 가능한 어떠한 기록 미디어(CD-ROM, 플렉시블 디스크, 하드 디스크 등)에 통합하고, 그 소프트웨어를 이용하여 부호화·복호화 처리를 행해도 된다. 또한, 휴대 전화(ex114)가 카메라가 달린 경우에는, 그 카메라로 취득한 동화상 데이터를 송신해도 된다. 이때의 동화상 데이터는 휴대 전화(ex114)가 갖는 LSI(ex500)로 부호화 처리된 데이터이다.

또, 스트리밍 서버(ex103)는 복수의 서버나 복수의 컴퓨터이며, 데이터를 분산하여 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, 유저가 송신한 정보를 리얼타임으로 클라이언트가 수신하여 복호화하고, 재생할 수 있고, 특별한 권리나 설비를 갖지 않는 유저라도 개인 방송을 실현할 수 있다.

또한, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)의 예에 한정하지 않고, 도 24에 나타내는 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 통합할 수 있다. 구체적으로는, 방송국(ex201)에서는 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터가 전파를 통해 통신 또는 위성(ex202)에 전송된다. 이 영상 데이터는 상기 각 실시의 형태에서 설명한 동화상 부호화 방법에 의해 부호화된 데이터이다(즉, 본 발명의 일 형태와 관련된 화상 부호화 장치에 의해 부호화된 데이터이다). 이것을 받은 방송위성(ex202)은, 방송용의 전파를 발신하고, 이 전파를 위성방송의 수신이 가능한 가정의 안테나(ex204)가 수신한다. 수신한 다중화 데이터를, 텔레비전(수신기)(ex300) 또는 셋톱 박스(STB)(ex217) 등의 장치가 복호화하여 재생한다(즉, 본 발명의 일 형태와 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다).

또, DVD, BD등의 기록 미디어(ex215)에 기록한 다중화 데이터를 판독하고 복호화하는, 또는 기록 미디어(ex215)에 영상 신호를 부호화하고, 또한 경우에 따라서는 음악 신호와 다중화하여 기록하는 리더/리코더(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. 또, 케이블 텔레비전용의 케이블(ex203) 또는 위성/지상파 방송의 안테나(ex204)에 접속된 셋톱 박스(ex217) 내에 동화상 복호화 장치를 실장하고, 이것을 텔레비전의 모니터(ex219)로 표시해도 된다. 이 때 셋톱 박스가 아니라, 텔레비전 내에 동화상 복호화 장치를 통합해도 된다.

도 25는, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 텔레비전(수신기)(ex300)를 나타내는 도면이다. 텔레비전(ex300)은, 상기 방송을 수신하는 안테나(ex204) 또는 케이블(ex203) 등을 통해 영상 데이터에 음성 데이터가 다중화된 다중화 데이터를 취득, 또는 출력하는 튜너(ex301)와, 수신한 다중화 데이터를 복조하는, 또는 외부에 송신하는 다중화 데이터로 변조하는 변조/복조부(ex302)와, 복조한 다중화 데이터를 영상 데이터와, 음성 데이터로 분리하는, 또는 신호 처리부(ex306)에서 부호화된 영상 데이터, 음성 데이터를 다중화하는 다중/분리부(ex303)를 구비한다.

또, 텔레비전(ex300)은, 음성 데이터, 영상 데이터 각각을 복호화하는, 또는 각각의 정보를 부호화하는 음성 신호 처리부(ex304), 영상 신호 처리부(ex305)(본 발명의 일 형태와 관련된 화상 부호화 장치 또는 화상 복호 장치로서 기능한다)를 갖는 신호 처리부(ex306)와, 복호화한 음성 신호를 출력하는 스피커(ex307), 복호화한 영상 신호를 표시하는 디스플레이 등의 표시부(ex308)를 갖는 출력부(ex309)를 갖는다. 또한, 텔레비전(ex300)은, 유저 조작의 입력을 받아들이는 조작 입력부(ex312) 등을 갖는 인터페이스부(ex317)를 갖는다. 또한, 텔레비전(ex300)은, 각부를 통괄적으로 제어하는 제어부(ex310), 각부에 전력을 공급하는 전원 회로부(ex311)를 갖는다. 인터페이스부(ex317)는, 조작 입력부(ex312) 이외에, 리더/리코더(ex218) 등의 외부 기기와 접속되는 브리지(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 갖고 있어도 된다. 또한, 기록 미디어(ex216)는, 저장하는 불휘발성/휘발성의 반도체 메모리 소자에 의해 전기적으로 정보의 기록을 가능하게 한 것이다. 텔레비전(ex300)의 각부는 동기 버스를 통해 서로 접속되어 있다.

우선, 텔레비전(ex300)이 안테나(ex204) 등에 의해 외부로부터 취득한 다중화 데이터를 복호화하고, 재생하는 구성에 대해 설명한다. 텔레비전(ex300)은, 리모트 컨트롤러(ex220) 등으로부터의 유저 조작을 받고, CPU 등을 갖는 제어부(ex310)의 제어에 기초하여, 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)으로부터 외부를 향해 출력된다. 출력할 때에는, 음성 신호와 영상 신호가 동기하여 재생하도록, 버퍼(ex318, ex319) 등에 일단 이들 신호를 축적하면 된다. 또, 텔레비전(ex300)은, 방송 등으로부터가 아니라, 자기/광디스크, SD 카드 등의 기록 미디어(ex215, ex216)로부터 다중화 데이터를 독출해도 된다. 다음에, 텔레비전(ex300)이 음성 신호나 영상 신호를 부호화하고, 외부에 송신 또는 기록 미디어 등에 기록하는 구성에 대해 설명한다. 텔레비전(ex300)은, 리모트 컨트롤러(ex220) 등으로부터의 유저 조작을 받고, 제어부(ex310)의 제어에 기초하여, 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 때에는, 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, 하나 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.

또, 텔레비전(ex300)은, 방송 등이나 기록 미디어 등으로부터 음성 데이터, 영상 데이터를 취득하는 것 외에, 마이크나 카메라의 AV 입력을 접수하는 구성을 구비하고, 그들로부터 취득한 데이터에 대해서 부호화 처리를 행해도 된다. 또한, 여기에서는 텔레비전(ex300)은 상기의 부호화 처리, 다중화, 및 외부 출력을 할 수 있는 구성으로서 설명했지만, 이들 처리를 행하지 못하고, 상기 수신, 복호화 처리, 외부 출력만이 가능한 구성이어도 된다.

또, 리더/리코더(ex218)에서 기록 미디어로부터 다중화 데이터를 독출하는, 또는 기록하는 경우에는, 상기 복호화 처리 또는 부호화 처리는 텔레비전(ex300), 리더/리코더(ex218) 중 어느 것으로 행해도 되고, 텔레비전(ex300)과 리더/리코더(ex218)가 서로 분담해서 행해도 된다.

일례로서, 광디스크로부터 데이터의 읽어 들임 또는 기록을 하는 경우의 정보 재생/기록부(ex400)의 구성을 도 26에 나타낸다. 정보 재생/기록부(ex400)는, 이하에 설명하는 요소(ex401, ex402, ex403, ex404, ex405, ex406, ex407)를 구비한다. 광헤드(ex401)는, 광디스크인 기록 미디어(ex215)의 기록면에 레이저 스폿을 조사하여 정보를 기록하고, 기록 미디어(ex215)의 기록면으로부터의 반사광을 검출하여 정보를 읽어들인다. 변조 기록부(ex402)는, 광헤드(ex401)에 내장된 반도체 레이저를 전기적으로 구동하고 기록 데이터에 따라 레이저광의 변조를 행한다. 재생 복조부(ex403)는, 광헤드(ex401)에 내장된 포토디텍터에 의해 기록면으로부터의 반사광을 전기적으로 검출한 재생 신호를 증폭하고, 기록 미디어(ex215)에 기록된 신호 성분을 분리하여 복조하고, 필요한 정보를 재생한다. 버퍼(ex404)는 기록 미디어(ex215)에 기록하기 위한 정보 및 기록 미디어(ex215)로부터 재생한 정보를 일시적으로 유지한다. 디스크 모터(ex405)는 기록 미디어(ex215)를 회전시킨다. 서보 제어부(ex406)는, 디스크 모터(ex405)의 회전 구동을 제어하면서 광헤드(ex401)를 소정의 정보 트랙으로 이동시키고, 레이저 스폿의 추종 처리를 행한다. 시스템 제어부(ex407)는, 정보 재생/기록부(ex400) 전체의 제어를 행한다. 상기의 독출이나 기록의 처리는 시스템 제어부(ex407)가, 버퍼(ex404)에 유지된 각종 정보를 이용하여, 또 필요에 따라서 새로운 정보의 생성·추가를 행함과 더불어, 변조 기록부(ex402), 재생 복조부(ex403), 서보 제어부(ex406)를 협조 동작시키면서, 광헤드(ex401)를 통해, 정보의 기록 재생을 행함으로써 실현된다. 시스템 제어부(ex407)는 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성되고, 독출 기록의 프로그램을 실행함으로써 그들 처리를 실행한다.

이상에서는, 광헤드(ex401)는 레이저 스폿을 조사한다고 설명했지만, 근접장광을 이용하여 더욱 고밀도의 기록을 행하는 구성이어도 된다.

도 27에 광디스크인 기록 미디어(ex215)의 모식도를 나타낸다. 기록 미디어(ex215)의 기록면에는 안내 홈(그루브)이 나선 형상으로 형성되고, 정보 트랙(ex230)에는, 미리 그루브의 형상의 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 재생하고 번지 정보를 판독함으로써 기록 블록을 특정할 수 있다. 또, 기록 미디어(ex215)는, 데이터 기록 영역(ex233), 내주 영역(ex232), 외주 영역(ex234)을 포함하고 있다. 유저 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, 유저 데이터의 기록 이외의 특정 용도에 이용된다. 정보 재생/기록부(ex400)는, 이러한 기록 미디어(ex215)의 데이터 기록 영역(ex233)에 대해서, 부호화된 음성 데이터, 영상 데이터 또는 그들 데이터를 다중화한 다중화 데이터의 읽고 쓰기를 행한다.

이상에서는, 한 층의 DVD, BD 등의 광디스크를 예로 들어 설명했지만, 이들에 한정한 것이 아니며, 다층 구조이며 표면 이외에도 기록 가능한 광디스크여도 된다. 또, 디스크의 같은 장소에 여러 다른 파장 색의 광을 이용하여 정보를 기록하거나, 다양한 각도에서 다른 정보의 층을 기록하는 등, 다차원적인 기록/재생을 행하는 구조의 광디스크여도 된다.

또, 디지털 방송용 시스템(ex200)에 있어서, 안테나(ex205)를 갖는 차(ex210)에서 위성(ex202) 등으로부터 데이터를 수신하고, 차(ex210)가 갖는 카 네비게이션(ex211) 등의 표시 장치에 동화상을 재생하는 것도 가능하다. 또한, 카 네비게이션(ex211)의 구성은 예를 들면 도 25에 나타내는 구성 중, GPS 수신부를 더한 구성을 생각할 수 있고, 동일한 것이 컴퓨터(ex111)나 휴대 전화(ex114) 등에서도 생각할 수 있다.

도 28a는, 상기 실시의 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 휴대 전화(ex114)를 나타내는 도면이다. 휴대 전화(ex114)는, 기지국(ex110)과의 사이에서 전파를 송수신하기 위한 안테나(ex350), 영상, 정지화상을 찍는 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. 휴대 전화(ex114)는, 또한, 조작키부(ex366)를 갖는 본체부, 음성을 출력하기 위한 스피커 등인 음성 출력부(ex357), 음성을 입력하기 위한 마이크 등인 음성 입력부(ex356), 촬영한 영상, 정지화상, 녹음한 음성, 또는 수신한 영상, 정지화상, 메일 등의 부호화된 데이터 혹은 복호화된 데이터를 보존하는 메모리부(ex367), 또는 마찬가지로 데이터를 보존하는 기록 미디어와의 인터페이스부인 슬롯부(ex364)를 구비한다.

또한, 휴대 전화(ex114)의 구성예에 대해서, 도 28b를 이용하여 설명한다. 휴대 전화(ex114)는, 표시부(ex358) 및 조작키부(ex366)를 구비한 본체부의 각부를 통괄적으로 제어하는 주제어부(ex360)에 대해서, 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 통해 서로 접속되어 있다.

전원 회로부(ex361)는, 유저의 조작에 의해 통화 종료 및 전원 키가 온 상태가 되면, 배터리 팩으로부터 각부에 대해서 전력을 공급함으로써 휴대 전화(ex114)를 동작 가능한 상태로 기동한다.

휴대 전화(ex114)는, CPU, ROM, RAM 등을 갖는 주제어부(ex360)의 제어에 기초하여, 음성 통화 모드시에 음성 입력부(ex356)에서 수음한 음성 신호를 음성 신호 처리부(ex354)에서 디지털 음성 신호로 변환하고, 이것을 변조/복조부(ex352)에서 스펙트럼 확산 처리하고, 송신/수신부(ex351)에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나(ex350)를 통해 송신한다. 또 휴대 전화(ex114)는, 음성 통화 모드시에 안테나(ex350)를 통해 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, 이것을 음성 출력부(ex357)로부터 출력한다.

또한, 데이터 통신 모드시에 전자 메일을 송신하는 경우, 본체부의 조작키부(ex366) 등의 조작에 의해 입력된 전자 메일의 텍스트 데이터는 조작 입력 제어부(ex362)를 통해 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 통해 기지국(ex110)에 송신한다. 전자 메일을 수신하는 경우는, 수신한 데이터에 대해서 이 거의 반대의 처리가 행해지고, 표시부(ex358)에 출력된다.

데이터 통신 모드시에 영상, 정지화상, 또는 영상과 음성을 송신하는 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 일 형태에 관련된 화상 부호화 장치로서 기능한다), 부호화된 영상 데이터를 다중/분리부(ex353)에 송출한다. 또, 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 통해 송신한다.

데이터 통신 모드시에 홈 페이지 등에 링크된 동화상 파일의 데이터를 수신하는 경우, 또는 영상 및 혹은 음성이 첨부된 전자 메일을 수신하는 경우, 안테나(ex350)를 통해 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 통해 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 일 형태에 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다), LCD 제어부(ex359)를 통해 표시부(ex358)로부터, 예를 들면 홈 페이지에 링크된 동화상 파일에 포함되는 영상, 정지화상이 표시된다. 또 음성 신호 처리부(ex354)는, 음성 신호를 복호하고, 음성 출력부(ex357)로부터 음성이 출력된다.

또, 상기 휴대 전화(ex114) 등의 단말은, 텔레비전(ex300)과 마찬가지로, 부호화기·복호화기를 모두 갖는 송수신형 단말 외에, 부호화기만의 송신 단말, 복호화기만의 수신 단말이라는 3가지의 실장 형식을 생각할 수 있다. 또한, 디지털 방송용 시스템(ex200)에 있어서, 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터를 수신, 송신한다고 설명했지만, 음성 데이터 이외에 영상에 관련된 문자 데이터 등이 다중화된 데이터여도 되고, 다중화 데이터가 아닌 영상 데이터 자체여도 된다.

이와 같이, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 혹은 동화상 복호화 방법을 상술한 모든 기기·시스템에 이용하는 것이 가능하며, 그렇게 함으로써, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 효과를 얻을 수 있다.

또, 본 발명은 이러한 상기 실시의 형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 여러 가지의 변형 또는 수정이 가능하다.

(실시의 형태 8)

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

여기서, 각각 다른 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 없기 때문에, 적절한 복호 방법을 선택할 수 없다는 과제가 발생한다.

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 29은, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도면이다. 도 29에 나타내는 바와 같이, 다중화 데이터는, 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프리젠테이션 그래픽스 스트림(PG), 인터랙티브 그래픽스 스트림 중, 하나 이상을 다중화함으로써 얻을 수 있다. 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 중에 작은 화면으로 표시하는 영상이다. 또, 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 0x1100에서 0x111F까지가, 프리젠테이션 그래픽스에는 0x1200에서 0x121F까지가, 인터랙티브 그래픽스 스트림에는 0x1400에서 0x141F까지가, 영화의 부영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1B00에서 0x1B1F까지, 주음성과 믹싱하는 부음성에 이용하는 오디오 스트림에는 0x1A00에서 0x1A1F가, 각각 할당되어 있다.

도 30은, 다중화 데이터가 어떻게 다중화되는지를 모식적으로 나타내는 도면이다. 우선, 복수의 비디오 프레임으로 이루어지는 비디오 스트림(ex235), 복수의 오디오 프레임으로 이루어지는 오디오 스트림(ex238)을, 각각 PES 패킷열(ex236 및 ex239)로 변환하고, TS 패킷(ex237 및 ex240)으로 변환한다. 마찬가지로 프리젠테이션 그래픽스 스트림(ex241) 및 인터랙티브 그래픽스(ex244)의 데이터를 각각 PES 패킷열(x242 및 ex245)로 변환하고, 또한 TS 패킷(ex243 및 ex246)으로 변환한다. 다중화 데이터(ex247)는 이들 TS 패킷을 하나의 스트림으로 다중화함으로써 구성된다.

도 31은, PES 패킷열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더 자세하게 나타내고 있다. 도 31에 있어서의 제1 단째는 비디오 스트림의 비디오 프레임열을 나타낸다. 제2 단째는, PES 패킷열을 나타낸다. 도 31의 화살표(yy1, yy2, yy3, yy4)에 나타내는 바와 같이, 비디오 스트림에 있어서의 복수의 Video Presentation Unit인 I 픽처, B 픽처, P 픽처는, 픽처마다 분할되고, PES 패킷의 페이로드에 저장된다. 각 PES 패킷은 PES 헤더를 가지며, PES 헤더에는, 픽처의 표시 시각인 PTS(Presentation Time-Stamp)나 픽처의 복호 시각인 DTS(Decoding Time-Stamp)가 저장된다.

도 32는, 다중화 데이터에 최종적으로 기록되는 TS 패킷의 형식을 나타내고 있다. TS 패킷은, 스트림을 식별하는 PID 등의 정보를 갖는 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 구성하고, 다중화 데이터에 기록된다. TP＿Extra＿Header에는 ATS(Arrival＿Time＿Stamp) 등의 정보가 기재된다. ATS는 상기 TS 패킷의 디코더의 PID 필터에의 전송 개시 시각을 나타낸다. 다중화 데이터에는 도 32 하단에 나타내는 바와 같이 소스 패킷이 늘어서게 되고, 다중화 데이터의 선두로부터 증가(increment)하는 번호는 SPN(소스 패킷 넘버)으로 불린다.

또, 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 무엇인지을 나타내고, PAT 자신의 PID는 0으로 등록된다. PMT는, 다중화 데이터 중에 포함되는 영상·음성·자막 등의 각 스트림의 PID와 각 PID에 대응하는 스트림의 속성 정보를 가지며, 또 다중화 데이터에 관한 각종 디스크립터를 갖는다. 디스크립터에는 다중화 데이터의 카피를 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 갖는다.

도 33은 PMT의 데이터 구조를 자세하게 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 위해 스트림 타입, 스트림의 PID, 스트림의 속성 정보(프레임 레이트, 종횡비 등)가 기재된 스트림 디스크립터로 구성된다. 스트림 디스크립터는 다중화 데이터에 존재하는 스트림의 수만큼 존재한다.

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

다중화 데이터 정보 파일은, 도 34에 나타내는 바와 같이 다중화 데이터의 관리 정보이며, 다중화 데이터와 1대 1로 대응하고, 다중화 데이터 정보, 스트림 속성 정보와 엔트리 맵으로 구성된다.

다중화 데이터 정보는 도 34에 나타내는 바와 같이 시스템 레이트, 재생 개시 시각, 재생 종료 시각으로 구성되어 있다. 시스템 레이트는 다중화 데이터의, 후술하는 시스템 타겟 디코더의 PID 필터에의 최대 전송 레이트를 나타낸다. 다중화 데이터 중에 포함되는 ATS의 간격은 시스템 레이트 이하가 되도록 설정되어 있다. 재생 개시 시각은 다중화 데이터의 선두의 비디오 프레임의 PTS이며, 재생 종료 시각은 다중화 데이터의 종단의 비디오 프레임의 PTS에 1프레임분의 재생 간격을 더한 것이 설정된다.

스트림 속성 정보는 도 35에 나타내는 바와 같이, 다중화 데이터에 포함되는 각 스트림에 대한 속성 정보가 PID마다 등록된다. 속성 정보는 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프리젠테이션 그래픽스 스트림, 인터랙티브 그래픽스 스트림마다 다른 정보를 갖는다. 비디오 스트림 속성 정보는, 그 비디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 비디오 스트림을 구성하는 개개의 픽처 데이터의 해상도가 어느 정도인지, 종횡비는 어느 정도인지, 프레임 레이트는 어느 정도인지 등의 정보를 갖는다. 오디오 스트림 속성 정보는, 그 오디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 그 오디오 스트림에 포함되는 채널 수는 몇인지, 어떤 언어에 대응하는지, 샘플링 주파수가 어느 정도인지 등의 정보를 갖는다. 이들 정보는, 플레이어가 재생하기 전의 디코더의 초기화 등에 이용된다.

본 실시의 형태에 있어서는, 상기 다중화 데이터 중, PMT에 포함되는 스트림 타입을 이용한다. 또, 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 대해, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내는 고유의 정보를 설정하는 단계 또는 수단을 설치한다. 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.

또, 본 실시의 형태에 있어서의 동화상 복호화 방법의 단계를 도 36에 나타낸다. 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 나타내고 있는지의 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. 또, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 것임을 나타내고 있는 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 장치에서 복호 가능한지를 판단할 수 있다. 따라서, 다른 규격에 준거하는 다중화 데이터가 입력된 경우라도, 적절한 복호화 방법 또는 장치를 선택할 수 있기 때문에, 에러를 일으키지 않고 복호하는 것이 가능해진다. 또, 본 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치, 또는, 동화상 복호 방법 또는 장치를, 상술한 모든 기기·시스템에 이용하는 것도 가능하다.

(실시의 형태 9)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 및 장치, 동화상 복호화 방법 및 장치는, 전형적으로는 집적 회로인 LSI에서 실현된다. 일례로서, 도 37에 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 통해 접속되어 있다. 전원 회로부(ex505)는 전원이 온 상태인 경우에 각부에 대해서 전력을 공급함으로써 동작 가능한 상태로 기동한다.

예를 들면 부호화 처리를 행하는 경우에는, LSI(ex500)는, CPU(ex502), 메모리 컨트롤러(ex503), 스트림 컨트롤러(ex504), 구동 주파수 제어부(ex512) 등을 갖는 제어부(ex501)의 제어에 기초하여, AV I/O(ex509)에 의해 마이크(ex117)나 카메라(ex113) 등으로부터 AV 신호를 입력한다. 입력된 AV 신호는, 일단 SDRAM 등의 외부의 메모리(ex511)에 축적된다. 제어부(ex501)의 제어에 기초하여, 축적한 데이터는 처리량이나 처리 속도에 따라 적절히 복수회로 나누어져 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 행하고, 스트림 I/O(ex506)으로부터 외부로 출력한다. 이 출력된 다중화 데이터는, 기지국(ex107)을 향해 송신되거나 또는 기록 미디어(ex215)에 기록된다. 또한, 다중화할 때에는 동기하도록, 일단 버퍼(ex508)에 데이터를 축적하면 된다.

또한, 상기에서는, 메모리(ex511)가 LSI(ex500)의 외부의 구성으로서 설명했지만, LSI(ex500)의 내부에 포함되는 구성이어도 된다. 버퍼(ex508)도 하나로 한정한 것은 아니며, 복수의 버퍼를 구비하고 있어도 된다. 또, LSI(ex500)는 1 칩화되어도 되고, 복수 칩화되어도 된다.

또, 상기에서는, 제어부(ex501)가, CPU(ex502), 메모리 컨트롤러(ex503), 스트림 컨트롤러(ex504), 구동 주파수 제어부(ex512) 등을 갖는다고 하고 있지만, 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 더욱 향상시키는 것이 가능해진다. 또, 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 갖는 CPU(ex502)를 구비하는 구성이 된다.

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

또, 집적 회로화의 수법은 LSI에 한정하는 것은 아니며, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현되어도 된다. LSI 제조 후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리컨피규러블 프로세서를 이용해도 된다.

또한, 반도체 기술의 진보 또는 파생되는 다른 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 10)

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

이 과제를 해결하기 위해, 텔레비전(ex300), LSI(ex500) 등의 동화상 복호화 장치는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별하고, 규격에 따라 구동 주파수를 전환하는 구성으로 한다. 도 38은, 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 대해서, 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 대해서, 영상 데이터를 복호하도록 지시한다.

더욱 구체적으로는, 구동 주파수 전환부(ex803)는, 도 37의 CPU(ex502)와 구동 주파수 제어부(ex512)로 구성된다. 또, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부(ex801), 및, 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부(ex802)는, 도 37의 신호 처리부(ex507)에 해당한다. CPU(ex502)는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별한다. 그리고 CPU(ex502)로부터의 신호에 기초하여, 구동 주파수 제어부(ex512)는 구동 주파수를 설정한다. 또, CPU(ex502)로부터의 신호에 기초하여, 신호 처리부(ex507)는 영상 데이터의 복호를 행한다. 여기서, 영상 데이터의 식별에는, 예를 들면, 실시의 형태 3에서 기재한 식별 정보를 이용하는 것을 생각할 수 있다. 식별 정보에 관해서는, 실시의 형태 8에서 기재한 것에 한정되지 않고, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는지를 식별할 수 있는 정보이면 된다. 예를 들면, 영상 데이터가 텔레비전에 이용되는 것인지, 디스크에 이용되는 것인지 등을 식별하는 외부 신호에 기초하여, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것이지 식별 가능한 경우에는, 이러한 외부 신호에 기초하여 식별해도 된다. 또, CPU(ex502)에 있어서의 구동 주파수의 선택은, 예를 들면, 도 40과 같은 영상 데이터의 규격과, 구동 주파수를 대응시킨 룩업 테이블에 기초하여 행하는 것을 생각할 수 있다. 룩업 테이블을, 버퍼(ex508)나, LSI의 내부 메모리에 저장해 두고, CPU(ex502)가 이 룩업 테이블을 참조함으로써, 구동 주파수를 선택하는 것이 가능하다.

도 39은, 본 실시의 형태의 방법을 실시하는 단계를 나타내고 있다. 우선, 단계 exS200에서는, 신호 처리부(ex507)에 있어서, 다중화 데이터로부터 식별 정보를 취득한다. 다음에, 단계 exS201에서는, CPU(ex502)에 있어서, 식별 정보에 기초하여 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인지의 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 나타내고 있는 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)를 포함하는 장치에 부여하는 전압을 변경함으로써, 전력 절약 효과를 더 높이는 것이 가능하다. 예를 들면, 구동 주파수를 낮게 설정하는 경우에는, 이에 수반하여, 구동 주파수를 높게 설정하고 있는 경우에 비해, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)를 포함하는 장치에 부여하는 전압을 낮게 설정하는 것을 생각할 수 있다.

또, 구동 주파수의 설정 방법은, 복호할 때의 처리량이 큰 경우에, 구동 주파수를 높게 설정하고, 복호할 때의 처리량이 적은 경우에, 구동 주파수를 낮게 설정하면 되고, 상술한 설정 방법으로 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 처리량보다 큰 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 나타내고 있는 경우에는, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)를 포함하는 장치에 부여하는 전압을 높게 설정하고, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)를 포함하는 장치에 부여하는 전압을 낮게 설정하는 것도 생각할 수 있다. 또, 다른 예로서는, 식별 정보가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, CPU(ex502)의 구동을 정지시키지 않고, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, 처리에 여유가 있기 때문에, 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 나타내고 있는 경우라도, 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 나타내고 있는 경우에 비해, 정지 시간을 짧게 설정하는 것을 생각할 수 있다.

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

(실시의 형태 11)

텔레비전이나, 휴대 전화 등, 상술한 기기·시스템에는, 다른 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터가 입력되는 경우가 있다. 이와 같이, 다른 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터가 입력된 경우에도 복호할 수 있도록 하기 위해, 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, 또, 코스트가 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 41a의 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 일 형태에 특유의 다른 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부(ex901)를 이용한다는 구성을 생각할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 형태는, 역양장화에 특징을 갖고 있으므로, 예를 들면, 역양자화에 대해서는 전용의 복호 처리부(ex901)를 이용하고, 그 이외의 엔트로피 복호, 디블로킹 필터, 움직임 보상 중 어느 하나, 또는, 모든 처리에 대해서는, 복호 처리부를 공유하는 것을 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 규격에 특유의 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부를 이용하는 구성이어도 된다.

또, 처리를 일부 공유화하는 다른 예를 도 41b의 ex1000에 나타낸다. 이 예에서는, 본 발명의 일 형태에 특유의 처리 내용에 대응한 전용의 복호 처리부(ex1001)와, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 대응한 전용의 복호 처리부(ex1002)와, 본 발명의 일 형태에 관련된 동화상 복호 방법과 다른 종래 규격의 동화상 복호 방법에 공통되는 처리 내용에 대응한 공용의 복호 처리부(ex1003)를 이용하는 구성으로 하고 있다. 여기서, 전용의 복호 처리부(ex1001, ex1002)는, 반드시 본 발명의 일 형태, 또는, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용으로 특화한 것은 아니며, 다른 범용 처리를 실행할 수 있는 것이어도 된다. 또, 본 실시의 형태의 구성을, LSI(ex500)에서 실장하는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 일 형태에 관련된 동화상 복호 방법과, 종래의 규격의 동화상 복호 방법에서 공통되는 처리 내용에 대해서, 복호 처리부를 공유함으로써, LSI의 회로 규모를 작게 하면서 비용을 저감하는 것이 가능하다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명에 관련되는 화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법은, 여러 용도에 이용 가능하며, 예를 들면, 텔레비전, 디지털 비디오 리코더, 카 네비게이션, 휴대 전화, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 고해상도의 정보 표시 기기나 촬상 기기에 이용 가능하다.

100, 300: 색차 신호 인트라 예측부
110, 330, 510, 610, 710, 830, 940, 1030: 인트라 예측 색차 신호 생성부
120, 520, 620, 720: 잔차 신호 산출부
130, 210, 530, 630, 730: 변환/양자화부
135, 230, 535, 635, 735: 역양자화/역변환부
140: 부호화 완료 신호 생성부
150, 570, 670, 770: 부호화부
200: 화상 부호화 장치
205: 감산기
220: 엔트로피 부호화부
235, 425: 가산기
240, 430: 디블로킹 필터
250, 440: 메모리
260, 450: 인트라 예측부
270: 움직임 검출부
280, 460: 움직임 보상부
290, 470: 인트라/인터 전환 스위치
310, 810, 910, 1010: 가변 길이 복호부
320, 820, 920, 1020: 잔차 신호 취득부
340: 복호 완료 색차 신호 생성부
400: 화상 복호 장치
410: 엔트로피 복호부
500, 600, 700, 800, 900, 1000: 화상 처리 장치
540, 640, 740: 가부호화 완료 색차 신호 생성부
550, 650, 750: 제1 직류 성분 산출부
555, 655, 755: 제2 직류 성분 산출부
560, 660, 760: 오프셋값 산출부
580, 680, 780, 850, 950, 1060: 오프셋값 가산부
690, 960: 오프셋 처리 판정부
790: 오프셋 처리 단위 판정부
840, 930, 1040: 가복호 완료 색차 신호 생성
1070: 오프셋 처리 단위 정보 취득부

Claims (13)

1. 화상을 구성하는 입력 블록을 부호화하는 화상 부호화 방법으로서,
   상기 입력 블록을 예측함으로써, 예측 블록을 생성하는 예측 단계와,
   상기 입력 블록으로부터 상기 예측 블록을 감산함으로써, 잔차 블록을 산출하는 산출 단계와,
   상기 잔차 블록을 변환 및 양자화함으로써, 양자화 계수를 산출하는 변환/양자화 단계와,
   상기 양자화 계수를 역양자화 및 역변환함으로써, 부호화 완료 잔차 블록을 산출하는 역양자화/역변환 단계와,
   상기 부호화 완료 잔차 블록과 상기 예측 블록을 가산함으로써, 가부호화 완료 블록을 생성하는 생성 단계와,
   상기 변환/양자화 단계에서의 양자화에 의해 상기 가부호화 완료 블록에 포함되는 오차를 보정하기 위한 오프셋 처리의 필요 여부를 판정하고, 판정 결과를 나타내는 제1 플래그 정보를 생성하는 판정 단계와,
   상기 판정 단계에서 오프셋 처리가 필요로 판정된 경우에, 상기 가부호화 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행하는 오프셋 처리 단계와,
   상기 양자화 계수와 상기 제1 플래그 정보를 가변 길이 부호화하는 가변 길이 부호화 단계를 포함하며,
   상기 오프셋 처리는, 상기 가부호화 완료 블록에 포함되는 화소의 화소값에 오프셋값을 가산하는 처리이며,
   상기 판정 단계에서는, 또한, 상기 가부호화 완료 블록에 대한 오프셋 처리에, 상기 입력 블록에 인접하는 이미 부호화된 블록을 위한 상기 오프셋값을 이용하는지, 또는 상기 가부호화 완료 블록을 위해서 새롭게 산출된 상기 오프셋값을 이용하는지를 판정하고, 판정 결과를 나타내는 제2 플래그 정보를 생성하고,
   상기 오프셋 처리 단계에서는, 상기 제2 플래그 정보로 나타내어지는 상기 오프셋값을 이용하여, 상기 가부호화 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행하고,
   상기 가변 길이 부호화 단계에서는, 또한, 상기 제2 플래그 정보를 가변 길이 부호화하는, 화상 부호화 방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 오프셋 처리 단계에서는, 상기 가부호화 완료 블록에 포함되는 복수의 화소 중, 상기 입력 블록에 있어서의 화소값이 주관적인 색왜곡이 현저해지는 소정의 범위 내인 화소에 대해서, 선택적으로 오프셋 처리를 실행하는, 화상 부호화 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 판정 단계에서는, 상기 입력 블록에 포함되는 모든 화소의 화소값이 상기 소정의 범위 외인 경우에, 상기 입력 블록에 대응하는 상기 가부호화 완료 블록에 대한 오프셋 처리를 불필요로 판정하는, 화상 부호화 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 입력 블록에 포함되는 각 화소의 화소값은, YUV 형식으로 표현되어 있는, 화상 부호화 방법.
6. 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 화상 부호화 방법은, 제1 규격에 준거한 부호화 처리와, 제2 규격에 준거한 부호화 처리를 전환하고, 상기 제1 규격에 준거한 부호화 처리로서, 상기 판정 단계와, 상기 오프셋 처리 단계와, 상기 가변 길이 부호화 단계를 실행하고, 또한, 부호화 처리의 규격을 나타내는 식별자를 부호화하는, 화상 부호화 방법.
7. 비트 스트림을 복호하여 복호 완료 블록을 생성하는 화상 복호 방법으로서,
   상기 비트 스트림을 가변 길이 복호함으로써, 양자화 계수와, 오프셋 처리의 필요 여부를 나타내는 제1 플래그 정보를 취득하는 가변 길이 복호 단계와,
   상기 양자화 계수를 역양자화 및 역변환함으로써, 복호 완료 잔차 블록을 취득하는 취득 단계와,
   상기 복호 완료 블록을 예측함으로써, 예측 블록을 생성하는 예측 단계와,
   상기 복호 완료 잔차 블록과 상기 예측 블록을 가산함으로써, 가복호 완료 블록을 생성하는 생성 단계와,
   상기 제1 플래그 정보가 오프셋 처리가 필요함을 나타내는 경우에, 양자화에 의해 상기 가복호 완료 블록에 포함되는 오차를 보정하기 위한 오프셋 처리를 상기 가복호 완료 블록에 대해서 실행함으로써, 상기 복호 완료 블록을 생성하는 오프셋 처리 단계를 포함하며,
   상기 오프셋 처리는, 상기 가복호 완료 블록에 포함되는 화소의 화소값에 오프셋값을 가산하는 처리이며,
   상기 가변 길이 복호 단계에서는, 또한, 상기 가복호 완료 블록에 대한 오프셋 처리에, 상기 복호 완료 블록에 인접하는 이미 복호된 블록을 위한 상기 오프셋값을 이용하는지, 또는 상기 가복호 완료 블록을 위해서 새롭게 산출된 상기 오프셋값을 이용하는지를 나타내는 제2 플래그 정보를 취득하고,
   상기 오프셋 처리 단계에서는, 상기 제2 플래그 정보로 나타내어지는 상기 오프셋값을 이용하여, 상기 가복호 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행하는, 화상 복호 방법.
8. 삭제
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 복호 완료 블록에 포함되는 각 화소의 화소값은, YUV 형식으로 표현되어 있는, 화상 복호 방법.
10. 청구항 7 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 화상 복호 방법은, 비트 스트림에 포함되는, 제1 규격 또는 제2 규격을 나타내는 식별자에 따라, 상기 제1 규격에 준거한 복호 처리와, 상기 제2 규격에 준거한 복호 처리를 전환하고, 상기 식별자가 제1 규격을 나타내는 경우에, 상기 제1 규격에 준거한 복호 처리로서, 상기 가변 길이 복호 단계와, 상기 오프셋 처리 단계를 행하는, 화상 복호 방법.
11. 화상을 구성하는 입력 블록을 부호화하는 화상 부호화 장치로서,
    상기 입력 블록을 예측함으로써, 예측 블록을 생성하는 예측부와,
    상기 입력 블록으로부터 상기 예측 블록을 감산함으로써, 잔차 블록을 산출하는 산출부와,
    상기 잔차 블록을 변환 및 양자화함으로써, 양자화 계수를 산출하는 변환/양자화부와,
    상기 양자화 계수를 역양자화 및 역변환함으로써, 부호화 완료 잔차 블록을 산출하는 역양자화/역변환부와,
    상기 부호화 완료 잔차 블록과 상기 예측 블록을 가산함으로써, 가부호화 완료 블록을 생성하는 생성부와,
    상기 변환/양자화부에서의 양자화에 의해 상기 가부호화 완료 블록에 포함되는 오차를 보정하기 위한 오프셋 처리의 필요 여부를 판정하고, 판정 결과를 나타내는 제1 플래그 정보를 생성하는 판정부와,
    상기 판정부에서 오프셋 처리가 필요로 판정된 경우에, 상기 가부호화 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행하는 오프셋 처리부와,
    상기 양자화 계수와 상기 제1 플래그 정보를 가변 길이 부호화하는 가변 길이 부호화부를 구비하고,
    상기 오프셋 처리는, 상기 가부호화 완료 블록에 포함되는 화소의 화소값에 오프셋값을 가산하는 처리이며,
    상기 판정부는, 또한, 상기 가부호화 완료 블록에 대한 오프셋 처리에, 상기 입력 블록에 인접하는 이미 부호화된 블록을 위한 상기 오프셋값을 이용하는지, 또는 상기 가부호화 완료 블록을 위해서 새롭게 산출된 상기 오프셋값을 이용하는지를 판정하고, 판정 결과를 나타내는 제2 플래그 정보를 생성하고,
    상기 오프셋 처리부는, 상기 제2 플래그 정보로 나타내어지는 상기 오프셋값을 이용하여, 상기 가부호화 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행하고,
    상기 가변 길이 부호화부는, 또한, 상기 제2 플래그 정보를 가변 길이 부호화하는, 화상 부호화 장치.
12. 비트 스트림을 복호하여 복호 완료 블록을 생성하는 화상 복호 장치로서,
    상기 비트 스트림을 가변 길이 복호함으로써, 양자화 계수와, 오프셋 처리의 필요 여부를 나타내는 제1 플래그 정보를 취득하는 가변 길이 복호부와,
    상기 양자화 계수를 역양자화 및 역변환함으로써, 복호 완료 잔차 블록을 취득하는 취득부와,
    상기 복호 완료 블록을 예측함으로써, 예측 블록을 생성하는 예측부와,
    상기 복호 완료 잔차 블록과 상기 예측 블록을 가산함으로써, 가복호 완료 블록을 생성하는 생성부와,
    상기 제1 플래그 정보가 오프셋 처리가 필요함을 나타내는 경우에, 양자화에 의해 상기 가복호 완료 블록에 포함되는 오차를 보정하기 위한 오프셋 처리를 상기 가복호 완료 블록에 대해서 실행함으로써, 상기 복호 완료 블록을 생성하는 오프셋 처리부를 구비하고,
    상기 오프셋 처리는, 상기 가복호 완료 블록에 포함되는 화소의 화소값에 오프셋값을 가산하는 처리이며,
    상기 가변 길이 복호부는, 또한, 상기 가복호 완료 블록에 대한 오프셋 처리에, 상기 복호 완료 블록에 인접하는 이미 복호된 블록을 위한 상기 오프셋값을 이용하는지, 또는 상기 가복호 완료 블록을 위해서 새롭게 산출된 상기 오프셋값을 이용하는지를 나타내는 제2 플래그 정보를 취득하고,
    상기 오프셋 처리부는, 상기 제2 플래그 정보로 나타내어지는 상기 오프셋값을 이용하여, 상기 가복호 완료 블록에 대해서 오프셋 처리를 실행하는, 화상 복호 장치.
13. 청구항 11에 기재된 화상 부호화 장치와,
    청구항 12에 기재된 화상 복호 장치를 구비하는 화상 부호화 복호 장치.

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