KR102212821B1 - 화상 부호화 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 방법, 화상 복호 장치 및 화상 부호화 복호 장치 - Google Patents

Abstract

입력 화상을 부호화하는 화상 부호화 방법으로서, 입력 화상에 대응하는 재구성 화상의 화소값에 적용되는 오프셋 처리에서 이용되는 오프셋값을 2치 신호로 변환하는 단계(S121)와, 2치 신호에 대해, 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 부호화 처리를 행하는 단계(S126)를 가진다.

Description

화상 부호화 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 방법, 화상 복호 장치 및 화상 부호화 복호 장치{IMAGE ENCODING METHOD, IMAGE ENCODING DEVICE, IMAGE DECODING METHOD, 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 것으로, 특히, SAO(Sample Adaptive Offset) 파라미터의 산술 부호화 처리 또는 산술 복호 처리를 행하는 화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 장치 및 화상 부호화 복호 장치에 관한 것이다.

최근, 디지털 영상 기기의 기술 진보가 현저하여, 영상 신호(시계열순으로 늘어선 복수의 화상)를 압축 부호화하여, DVD 혹은 하드 디스크 등의 기록 미디어에 기록하거나, 또는, 네트워크를 경유하여 전송하는 기회가 증가하고 있다. 영상 신호의 압축 부호화의 표준 규격으로서는, 예를 들면, H.264/AVC(MPEG-4 AVC)가 있다. 또한, 차세대의 표준 규격으로서, HEVC(High Efficiency Video Coding) 규격이 검토되고 있다.

현재 검토되고 있는 HEVC 규격(비특허 문헌 1)에는, SAO(Sample Adaptive Offset)로 불리는 오프셋 처리가 있다. SAO 처리란, 부호열(부호화 비트 스트림)로부터 복호한 화상의 각 화소에 대해, 오프셋값을 가산하는 처리이다. SAO 처리를 실행함으로써, 부호화에 의한 화상 열화를 저감하여, 복호되는 화상을 원화상에 보다 가깝게 할 수 있다. HEVC 규격에서는, SAO 처리의 오프셋값을, 산술 부호화 처리하여 부호열에 부여한다.

Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 9th Meeting: Geneva, CH, 27 April - 7 May 2012 JCTVC-I0602_CDTexts_r2.doc, BoG report on integrated text of SAO adoptions on top of JCTVC-I0030, http://phenix.it-sudparis.eu/jct/doc_end_user/documents/9_Geneva/wg11/JCTVC-I0602-v3. zip

그러나, 상기 종래의 기술에서는, 화상의 부호화 및 복호에 있어서, 처리를 고속화시키는 것이 요망되고 있다.

그래서, 본 발명은, 처리를 고속화시킬 수 있는 화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법 등을 제공한다.

본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 방법은, 입력 화상을 부호화하는 화상 부호화 방법으로서, 상기 입력 화상에 대응하는 재구성 화상의 화소값에 적용되는 오프셋 처리에서 이용되는 오프셋값을 2치 신호로 변환하는 단계와, 상기 2치 신호에 대해, 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 부호화 처리를 행하는 단계를 가진다.

본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 방법은, 부호화 화상을 복호하는 화상 복호 방법으로서, 부호화된 2치 신호이며, 상기 부호화 화상에 대응하는 재구성 화상의 화소값에 적용되는 오프셋 처리에서 이용되는 오프셋값을 나타내는 2치 신호에 대해, 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 복호 처리를 행하는 단계와, 상기 바이패스 산술 복호 처리된 상기 2치 신호를 상기 오프셋값으로 변환하는 단계를 가진다.

또한, 이들의 포괄적 또는 구체적인 양태는, 시스템, 장치, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 판독 가능한 CD-ROM 등의 기록 매체로 실현되어도 되고, 시스템, 장치, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체의 임의인 조합으로 실현되어도 된다.

본 발명에 의한 화상 부호화 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 방법, 화상 복호 장치, 및, 화상 부호화 복호 장치에 의하면, 처리를 고속화시킬 수 있다.

도 1은, 실시의 형태 1의 화상 부호화 장치의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 2는, SAO 파라미터 부호화부의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 3은, sao＿offset 부호화부의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 4는, 실시의 형태 1의 화상 부호화 장치에 있어서의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 5는, 실시의 형태 1의 SAO 파라미터 부호화부의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 6a는, 실시의 형태 1의 sao＿offset 부호화부의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 6b는, 실시의 형태 1의 변형예 2의 sao＿offset 부호화부의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 7은, 다치 신호와 2치 신호의 대응 관계의 일례를 나타내는 표이다.
도 8은, binIdx를 구성하는 bin과, 적용되는 산술 부호화 처리의 대응을 나타내는 표이다.
도 9는, 실시의 형태 1 및 변형예에 있어서의 부호화 효율의 실험 결과를 나타내는 표이다.
도 10은, 실시의 형태 2의 화상 복호 장치의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 11은, SAO 파라미터 복호부의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 12는, sao＿offset 복호부의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 13은, 실시의 형태 2의 화상 복호 장치에 있어서의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 14는, 실시의 형태 2의 SAO 파라미터 복호부의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 15a는, 실시의 형태 2의 sao＿offset 복호부의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 15b는, 실시의 형태 2의 변형예 2의 sao＿offset 복호부의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 16은, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템의 전체 구성도이다.
도 17은, 디지털 방송용 시스템의 전체 구성도이다.
도 18은, 텔레비전의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 19는, 광디스크인 기록 미디어에 정보의 읽고 쓰기를 행하는 정보 재생/기록부의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 20은, 광디스크인 기록 미디어의 구조예를 나타내는 도이다.
도 21a는, 휴대 전화의 일례를 나타내는 도이다.
도 21b는, 휴대 전화의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 22는, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도이다.
도 23은, 각 스트림이 다중화 데이터에 있어서 어떻게 다중화되고 있는지를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 24는, PES 패킷열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더 상세하게 나타낸 도이다.
도 25는, 다중화 데이터에 있어서의 TS 패킷과 소스 패킷의 구조를 나타내는 도이다.
도 26은, PMT의 데이터 구성을 나타내는 도이다.
도 27은, 다중화 데이터 정보의 내부 구성을 나타내는 도이다.
도 28은, 스트림 속성 정보의 내부 구성을 나타내는 도이다.
도 29는, 영상 데이터를 식별하는 단계를 나타내는 도이다.
도 30은, 각 실시의 형태의 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법을 실현하는 집적 회로의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 31은, 구동 주파수를 전환하는 구성을 나타내는 도이다.
도 32는, 영상 데이터를 식별하여, 구동 주파수를 전환하는 단계를 나타내는 도이다.
도 33은, 영상 데이터의 규격과 구동 주파수를 대응 지은 룩업 테이블의 일례를 나타내는 도이다.
도 34a는, 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 34b는, 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 다른 일례를 나타내는 도이다.

(본 발명의 기초가 된 지견)

본 발명자는, 「배경 기술」의 란에 있어서 기재한 화상 부호화 방법 등에 관해서, 이하의 문제가 발생하는 것을 발견했다.

상기 서술한 바와 같이, HEVC 규격에서는, 오프셋 처리인 SAO 처리의 오프셋값을, 산술 부호화 처리하여 부호열에 부여한다. 더욱 상세하게는, HEVC 규격의 산술 부호화 처리에서는, 부호화 대상의 신호(예를 들면, SAO 오프셋값)를, 다치 신호로부터 2치 신호로 변환하여, 당해 2치 신호(bin string)를 산술 부호화 처리한다.

여기서, 산술 부호화 처리에는 2종류 있으며, (1) 적응적인 심볼 발생 확률을 이용하여 산술 부호화 처리하는 컨텍스트 산술 부호화 처리와, (2) 심볼 발생 확률을, 예를 들면, 50%로 고정하고 산술 부호화 처리하는 바이패스(Bypass) 산술 부호화 처리가 있다.

(1) 컨텍스트 산술 부호화 처리에서는, 부호화 대상의 신호마다 컨텍스트가 선택된다. 심볼 발생 확률은, 컨텍스트에 대응해서 결정된다. 또한, 컨텍스트 산술 부호화 처리에서는, 선택한 컨텍스트를 로드하고, 그 컨텍스트에 따른 심볼 발생 확률을 기초로 부호화 대상의 신호의 산술 부호화 처리가 행해진다. 또한, 컨텍스트 산술 부호화 처리에서는, 부호화 대상의 신호의 값에 따라, 컨텍스트의 심볼 발생 확률(예를 들면, 1이 될 확률)을 갱신하는 컨텍스트 갱신 처리가 행해진다.

(2) 한편, 바이패스 산술 부호화 처리에서는, 부호화 대상의 신호는, 컨텍스트를 이용하지 않고, 심볼 발생 확률을, 예를 들면, 50%로 고정하고 산술 부호화 처리된다. 이 때문에, 바이패스 산술 부호화 처리에서는, 컨텍스트의 로드 및 컨텍스트 갱신 처리는 행해지지 않는다.

종래, 화상 부호화 장치에서는, SAO 오프셋값을, 컨텍스트 산술 부호화 처리하고 있다. 이것은, HEVC 규격(비특허 문헌 1)에서는, SAO 오프셋값을 나타내는 2치 신호의 심볼 발생 확률에 편향이 있다고 생각되고 있기 때문이다. 심볼 발생 확률에 편향이 있는 경우는, 컨텍스트 산술 부호화 처리를 이용함으로써, 부호화 효율의 저하를 억제할 수 있다.

그러나, 상기 서술한 바와 같이, 컨텍스트 산술 부호화 처리에서는, 컨텍스트의 로드 및 갱신 등의 처리가 필요했다. 또, 소정의 SAO 오프셋값의 컨텍스트 산술 부호화 처리에 있어서 선택된 컨텍스트와 동일한 컨텍스트가 다른 SAO 오프셋값의 컨텍스트 산술 부호화 처리에 있어서 선택된 경우, 먼저 산술 부호화 처리를 개시한 SAO 오프셋값에 대한 컨텍스트의 갱신 처리가 완료될 때까지, 다음의 SAO 오프셋값에 대한 컨텍스트 산술 부호화 처리를 개시할 수 없다. 이 때문에, 처리가 순차적으로 되어, 스루풋이 저하된다는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 방법은, 입력 화상을 부호화하는 화상 부호화 방법으로서, 상기 입력 화상에 대응하는 재구성 화상의 화소값에 적용되는 오프셋 처리에서 이용되는 오프셋값을 2치 신호로 변환하는 단계와, 상기 2치 신호에 대해, 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 부호화 처리를 행하는 단계를 가진다.

상기 구성의 화상 부호화 방법에서는, 바이패스 산술 부호화 처리를 이용하여 SAO 오프셋값을 산술 부호화 처리하기 때문에, 처리를 고속화시킬 수 있다.

나중에 상세히 서술하지만, 본 발명자들은, SAO 오프셋값을 나타내는 2치 신호의 심볼 발생 확률에는, 그다지 편향이 없는 것을 발견했다. 따라서, 바이패스 산술 부호화 처리를 이용한 경우에도, 부호화 효율이 저하되지 않는다고 생각할 수 있다. 그래서, 본 발명자들은, SAO 오프셋값에 대한 산술 부호화 처리로서, 바이패스 산술 부호화 처리를 이용한 경우에도, 부호화 효율이 저하되지 않는 것을 실험에 의해 확인했다.

따라서, 상기 구성의 화상 부호화 방법에서는, 부호화 효율을 저하시키지 않고, 산술 부호화 처리를 고속화시키는 것이 가능하다.

또, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 방법은, 부호화 화상을 복호하는 화상 복호 방법으로서, 부호화된 2치 신호이며, 상기 부호화 화상에 대응하는 재구성 화상의 화소값에 적용되는 오프셋 처리에서 이용되는 오프셋값을 나타내는 2치 신호에 대해, 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 복호 처리를 행하는 단계와, 상기 바이패스 산술 복호 처리된 상기 2치 신호를 상기 오프셋값으로 변환하는 단계를 가진다.

또, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치는, 제어 회로와, 상기 제어 회로에 전기적으로 접속되는 기억 장치를 구비하고, 입력 화상을 부호화하는 화상 부호화 장치이며, 상기 제어 회로는, 상기 입력 화상에 대응하는 재구성 화상의 화소값에 적용되는 오프셋 처리에서 이용되는 오프셋값을 2치 신호로 변환하는 단계와, 상기 2치 신호에 대해, 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 부호화 처리를 행하는 단계를 실행한다.

또, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 장치는, 제어 회로와, 상기 제어 회로에 전기적으로 접속되는 기억 장치를 구비하고, 부호화 화상을 복호하는 화상 복호 장치이며, 상기 제어 회로는, 부호화된 2치 신호이며, 상기 부호화 화상에 대응하는 재구성 화상의 화소값에 적용되는 오프셋 처리에서 이용되는 오프셋값을 나타내는 2치 신호에 대해, 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 복호 처리를 행하는 단계와, 상기 바이패스 산술 복호 처리된 상기 2치 신호를 상기 오프셋값으로 변환하는 단계를 실행한다.

또, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 복호 장치는, 상기 화상 부호화 장치와, 상기 화상 복호 장치를 구비한다.

또한, 이들의 포괄적 또는 구체적인 양태는, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 판독 가능한 CD-ROM 등의 기록 매체로 실현되어도 되고, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체의 임의인 조합으로 실현되어도 된다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서, 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.

또한, 이하에서 설명하는 실시의 형태는, 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시의 형태에서 나타내는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 위치 및 접속 형태, 단계, 단계의 순서 등은, 일례이며, 본 발명을 한정되는 주지는 아니다. 또, 이하의 실시의 형태에 있어서의 구성 요소 중, 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되지 않은 구성 요소에 대해서는, 임의의 구성 요소로서 설명된다.

(실시의 형태 1)

실시의 형태 1의 화상 부호화 장치 및 화상 부호화 방법에 대해서, 도 1~도 9를 기초로 설명한다.

＜1-1. 장치 구성＞

본 실시의 형태의 화상 부호화 장치에 대해서, 도 1을 기초로 설명한다. 도 1은, 본 실시의 형태의 HEVC 규격에 관련된 동화상 부호화 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.

화상 부호화 장치(100)는, 입력되는 화상(입력 화상)을 블록마다 부호화하고, 부호열(부호화 비트 스트림)을 생성하는 장치이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 화상 부호화 장치(100)는, 블록 분할부(101), 감산부(102), 변환부(103), 가변길이 부호화부(엔트로피 부호화부)(104), 역변환부(105), 가산부(106), SAO 처리부(107), SAO 파라미터 부호화부(110), 프레임 메모리(108), 및, 예측부(109)를 구비하고 있다.

블록 분할부(101)는, 입력 화상을, 복수의 화소로 구성되는 복수의 예측 대상 블록으로 분할한다. 예측 대상 블록은, 사이즈가 가변의 블록이며, 예를 들면, 최소의 사이즈는 4×4, 최대의 사이즈는 32×32이다.

감산부(102)는, 예측 대상 블록으로부터, 후술하는 예측부(109)에 의해 예측된 예측 블록을 감산하여, 차분 블록을 산출한다. 변환부(103)는, 차분 블록을 화상 영역으로부터 주파수 영역으로 변환하여 주파수 계수를 도출하는 변환 처리, 및, 주파수 계수를 양자화하는 양자화 처리를 행한다. 또한, 이후의 설명에서는, 양자화된 주파수 계수를 양자화 계수로 칭한다.

가변길이 부호화부(104)는, 변환부(103)로부터 출력된 양자화 계수, 및, 복호에 필요한 각종 정보(예측 대상 블록의 파티션 정보, 예측의 종별, 움직임 벡터, 예측 모드(면내 예측 모드), 및, 양자화 파라미터 등)에 대해, 엔트로피 부호화를 실시함으로써, 부호열을 생성한다.

역변환부(105)는, 변환부(103)로부터 출력된 양자화 계수에 대해, 주파수 계수로 변환하는 역양자화 처리, 및, 주파수 계수를 주파수 영역으로부터 화상 영역으로 변환하여 재구성 차분 블록을 도출하는 역변환 처리를 행한다. 가산부(106)는, 후술하는 예측부(109)에 의해 예측된 예측 블록과 역변환부(105)에 있어서 도출된 재구성 차분 블록을 가산하여, 재구성 블록을 생성한다.

SAO 처리부(107)는, 나중에 상세히 서술하지만, 재구성 블록에 대해, 재구성 블록을 구성하는 각 화소의 화소값에, 각 화소가 속하는 카테고리(클래스)에 대응한 SAO 오프셋값을 가산하는 SAO 처리(오프셋 처리)를 행한다. 여기서, 상기 서술한 변환부(103)의 처리는, 불가역 처리이기 때문에, 입력 화상의 예측 대상 블록과 재구성 블록의 사이에 오차가 생긴다. SAO 오프셋값은, 당해 오차를 보정하기 위한 값이며, 카테고리마다 설정되어 있다.

SAO 파라미터 부호화부(110)는, SAO 처리에 이용되는 각종 파라미터를 가변길이 부호화하여, 가변길이 부호화부(104)로부터 출력되는 부호열에 부여한다. 또한, 본 실시의 형태에서는, SAO 파라미터로서, 상기 서술한 SAO 오프셋값을 나타내는 sao＿offset과, SAO 오프셋값의 분류를 나타내는 sao＿type＿idx를 예로 설명한다.

도 2는, SAO 파라미터 부호화부(110)의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, SAO 파라미터 부호화부(110)는, sao＿type＿idx 부호화부(111)와, sao＿offset 부호화부(112)를 구비하고 있다.

sao＿type＿idx 부호화부(111)는, sao＿offset의 분류를 나타내는 sao＿type＿idx를 산술 부호화 처리한다. 여기서, sao＿offset의 분류(카테고리)에는, 주위의 화소의 상황에 따라 값이 정해지는 엣지 오프셋값과, 자신의 화소값이 어느 영역에 속하는지에 따라 값이 정해지는 밴드 오프셋값의 2개의 카테고리가 있다.

sao＿offset 부호화부(112)는, sao＿offset을 산술 부호화 처리한다. 도 3은, sao＿offset 부호화부(112)의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.

sao＿offset 부호화부(112)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, sao＿offset 2치화부(113)와, 산술 부호화 전환부(114)와, 컨텍스트 0 산술 부호화부(115)와, 컨텍스트 1 산술 부호화부(116)와, 바이패스 산술 부호화부(도 3에서는 「Bypass 산술 부호화부」라고 표기)(117)를 구비하고 있다.

sao＿offset 2치화부(113)는, 다치 신호인 sao＿offset을 2치화한다(0과 1의 신호로 변환한다). 산술 부호화 전환부(114)는, sao＿offset에 적용하는 산술 부호화 처리의 방법을 전환한다. 컨텍스트 0 산술 부호화부(115)는, 제1 컨텍스트(컨텍스트 0)을 이용한 컨텍스트 0 산술 부호화 처리를 행한다. 컨텍스트 1 산술 부호화부(116)는, 제2 컨텍스트(컨텍스트 1)을 이용한 컨텍스트 1 산술 부호화 처리를 행한다. 바이패스 산술 부호화부(117)는, 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 부호화 처리를 행한다.

프레임 메모리(108)는, RAM(Random Access Memory) 혹은 ROM(Read Only Memory) 등의 기억 장치로 구성되어 있다.

예측부(109)는, 인터 예측 또는 인트라 예측에 의해, 예측 블록을 생성한다. 예측부(109)는, 인터 예측에서는, 예측 대상 블록을 이용하여 움직임 벡터를 도출하고, 프레임 메모리(108)에 기억된 SAO 처리 후의 재구성 블록과 도출한 움직임 벡터를 이용하여 예측 블록을 생성한다. 예측부(109)는, 인트라 예측에서는, 예측 모드에 따라, 프레임 메모리(108)에 기억된 SAO 처리 후의 재구성 블록을 이용하여 예측 블록을 생성한다.

＜1-2. 동작(전체)＞

다음에, 화상 부호화 장치(100)의 동작에 대해서, 도 4를 기초로 설명한다. 도 4는, 화상 부호화 장치(100)의 처리 절차를 나타내는 플로차트이다.

화상 부호화 장치(100)는, 먼저, 블록 분할부(101)에 의해 입력 화상을 복수의 예측 대상 블록으로 분할하고, 예측 대상 블록을 순차적으로, 감산부와 예측부에 출력한다(S101). 본 실시의 형태에서는, 예측 대상 블록의 사이즈는 가변이다. 입력 화상은, 화상의 특징을 이용하여 분할된다. 예측 대상 블록의 최소 사이즈는, 본 실시의 형태에서는, 가로 4화소×세로 4화소이다. 또, 예측 대상 블록의 최대 사이즈는, 본 실시의 형태에서는, 가로 32화소×세로 32화소이다.

화상 부호화 장치(100)는, 예측부(109)에 의해, 예측 대상 블록과 프레임 메모리(108)에 저장되어 있는 재구성 블록을 이용하여 예측 블록을 생성한다(S102).

화상 부호화 장치(100)는, 감산부(102)에 의해, 예측 대상 블록으로부터 예측 블록을 감산하여 차분 블록을 생성한다(S103).

화상 부호화 장치(100)는, 변환부(103)에 의해, 차분 블록을 주파수 계수로 변환하여, 주파수 계수를 양자화 계수로 변환한다(S104).

화상 부호화 장치(100)는, 역변환부(105)에 의해, 양자화 계수를 역양자화하여 주파수 계수를 도출하고, 당해 주파수 계수를 주파수 영역으로부터 화상 영역으로 변환하여, 재구성 차분 블록을 생성한다(S105).

화상 부호화 장치(100)는, 가산부(106)에 의해, 복원한 재구성 차분 블록과 예측 블록을 가산하여 재구성 블록을 생성한다(S106).

화상 부호화 장치(100)는, SAO 처리부(107)에 의해, SAO 처리를 행한다(S107). SAO 처리부(107)는, 우선, SAO 처리에 이용하는 SAO 파라미터를 결정한다. 본 실시의 형태에서는, SAO 파라미터는, SAO 오프셋값의 분류를 나타내는 sao＿type＿idx, 및, SAO 오프셋값을 나타내는 sao＿offset이다. SAO 처리부(107)는, 재구성 블록을 구성하는 각 화소의 화소값에 SAO 오프셋값을 가산하고, SAO 오프셋값을 가산한 재구성 블록을 프레임 메모리(108)에 저장한다. 또한, SAO 처리에서는, 재구성 블록을 구성하는 각 화소는 복수의 카테고리로 분류되며, 카테고리마다 SAO 오프셋값이 도출된다. 각 화소를 복수의 카테고리로 분류하기 위한 방법은 복수 있다. 이 때문에, SAO 오프셋값의 분류를 나타내는 파라미터 sao＿type＿idx를 이용하고 있다.

화상 부호화 장치(100)는, SAO 파라미터 부호화부(110)에 의해, SAO 파라미터를 가변길이 부호화하여, 가변길이 부호화부(104)로부터 출력되는 부호열에 부가한다(S108). SAO 파라미터 부호화부(110)의 처리에 대해서는, 나중에 설명한다.

화상 부호화 장치(100)는, 가변길이 부호화부(104)에 의해, 변환부(103)로부터 출력된 양자화 계수를 가변길이 부호화하여, 부호열을 출력한다(S109).

화상 부호화 장치(100)는, 입력 화상의 모든 예측 대상 블록의 부호화가 완료될 때까지, 단계 S102 내지 단계 S109를 반복해서 실행한다(S110).

＜1-2-1. 동작(SAO 파라미터 부호화부의 동작)＞

본 실시의 형태의 SAO 파라미터 부호화부(110)의 동작에 대해서, 도 5를 기초로 설명한다.

도 5는, SAO 파라미터 부호화부(110)의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이며, 도 4의 단계 S108의 상세를 나타내고 있다.

SAO 파라미터 부호화부(110)는, sao＿type＿idx 부호화부(111)에 있어서, sao＿type＿idx를 부호화한다(S111).

SAO 파라미터 부호화부(110)는, sao＿offset 부호화부(112)에 있어서, sao＿offset을 부호화한다(S112).

＜1-2-2. 동작(sao＿offset 부호화부의 동작)＞

본 실시의 형태의 sao＿offset 부호화부(112)의 동작에 대해서, 도 6a를 기초로 설명한다. 도 6a는, sao＿offset 부호화부(112)의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.

sao＿offset 부호화부(112)는, sao＿offset 2치화부(113)에 의해, sao＿offset을 다치 신호로부터 2치 신호(bin string)로 변환한다(S121).

여기서, 본 실시의 형태에서는, sao＿offset이 0~7의 값을 취하는 경우에 대해서 설명한다. 도 7은, 다치 신호와 2치 신호의 대응 관계를 나타내는 표이다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 2치 신호의 선두로부터의 “1”의 연속 회수가, 다치 신호가 나타내는 값으로 되어 있다. 또, 도 7에서는, 다치 신호가 “0”~“6”인 경우는, 마지막에 0이 부여되어 있다. 다치 신호가 최대값 “7”인 경우는, 마지막 0이 붙지 않게 되어 있다. 여기서, binIdx는 2치 신호(bin string)를 구성하는 bin(2치 신호 중 1비트)의 인덱스이다. binIdx는, 선두가 0이며 이후는 1씩 인크리먼트한 값으로 되어 있다. 2치 신호는, binIdx가 0인 bin으로부터 순서대로, 산술 부호화 전환부(114)에 출력된다.

sao＿offset 부호화부(112)는, 산술 부호화 전환부(114)에 의해, binIdx의 값을 판정한다(S122, S124, S126).

산술 부호화 전환부(114)는, binIdx가 0인 경우는(S122에서 「Yes」), bin을 컨텍스트 0 산술 부호화부(115)에 출력한다. 컨텍스트 0 산술 부호화부(115)는, 컨텍스트 0을 이용하여 컨텍스트 산술 부호화 처리를 행한다(S123).

산술 부호화 전환부(114)는, binIdx가 1인 경우는(S122에서 「No」, S124에서 「Yes」), bin을 컨텍스트 1 산술 부호화부(116)에 출력한다. 컨텍스트 1 산술 부호화부(116)는, 컨텍스트 1을 이용하여 컨텍스트 산술 부호화 처리를 행한다(S125).

산술 부호화 전환부(114)는, binIdx가 0도 1도 아닌 경우는(S122에서 「No」, S124에서 「No」), bin을 바이패스 산술 부호화부(117)에 출력한다. 바이패스 산술 부호화부(117)는, 바이패스 산술 부호화 처리를 행한다(S126).

또한, 바이패스 산술 부호화부(117)에서는 컨텍스트를 이용하지 않기 때문에, sao＿offset 부호화부(112) 전체에서는, 본 실시의 형태에서는, 2종류의 컨텍스트가 이용되게 된다.

sao＿offset 부호화부(112)는, 2치 신호를 구성하는 모든 bin의 처리가 완료될 때까지(S127), 단계 S122~단계 S127를 반복해서 실행한다.

＜1-3. 효과, 변형예 등＞

이상, 본 실시의 형태의 화상 부호화 장치(100)는, sao＿offset의 후반의 bin에 대해, 바이패스 산술 부호화 처리를 행하기 때문에, 처리를 고속화하는 것이 가능해진다. 보다 구체적으로는, 본 실시의 형태에서는, binIdex가 2 이상인 bin에 대해서는, 컨텍스트 산술 부호화 처리가 아닌 바이패스 산술 부호화 처리가 행해진다. 상기 서술한 바와 같이, 바이패스 산술 부호화 처리는, 컨텍스트의 로드 및 갱신이 불필요하다. 이 때문에, 다른 예측 대상 블록의 SAO 오프셋값의 산술 부호화 처리의 완료를 기다리지 않고, SAO 오프셋값의 산술 부호화 처리를 시작하는 것이 가능해져, 처리를 고속화하는 것이 가능하다.

또, 현재 검토되고 있는 HEVC 규격(비특허 문헌 1)에서는, binIdx1~6의 심볼 발생 확률(1이 될 확률)은 동일한 정도이며, 50%가 아닌 어떠한 편향이 있다고 생각되고 있었다. 보다 구체적으로는, binIdx1 이후가 존재하는 경우(sao＿offset이 1 이상인 경우)는, binIdx1이 0이며 binIdx2 이후는 존재하지 않는 케이스(sao＿offset은 1)이거나, binIdx1~6이 모두 1이 되는 케이스(sao＿offset은 7)가 많다고 생각되고 있었다.

이에 반해, 본 발명자는, binIdx1~6의 심볼 발생 확률을 50% 고정으로 부호화하는 실험을 행한 결과, 대부분 부호화 효율은 열화되지 않는 것을 발견했다. 즉, sao＿offset은 중간의 값(2~6)이 되는 케이스도 많아, binIdx1~6의 심볼 발생 확률은 50%에 가까운 것을 알 수 있었다. 따라서, binIdx2 이후는, 컨텍스트 산술 부호화 처리가 아닌, 바이패스 산술 부호화 처리를 이용함으로써, 부호화 효율의 저하를 억제한 처리 고속화가 가능해진다.

＜1-3-1. 변형예＞

또한, 상기 실시의 형태 1에서는, binIdx2 이후의 bin을 바이패스 산술 부호화 처리하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 도 8은, binIdx를 구성하는 bin과, 적용되는 산술 부호화 처리의 대응을 나타내는 표이다. 도 8에 있어서, 「실시예 1」은, 상기 서술한 실시의 형태 1에 있어서의 bin과 적용되는 산술 부호화 처리의 대응 관계를 나타내고 있다. 또, 「컨텍스트 0」은, 컨텍스트 0을 이용한 컨텍스트 산술 부호화 처리를 나타내고 있다. 「컨텍스트 1」은, 컨텍스트 1을 이용한 컨텍스트 산술 부호화 처리를 나타내고 있다. 「Bypass」는, 바이패스 산술 부호화 처리를 나타내고 있다.

도 8의 「변경 1」은, 변형예 1을 나타내고 있다. 변형예 1에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, binIdx0의 bin을 컨텍스트 산술 부호화 처리하고, binIdx1 이후의 bin을 바이패스 산술 부호화 처리하고 있다. 변형예 1에서는, 도 2에 나타내는 sao＿offset 부호화부(112)는, sao＿offset 2치화부(113), 산술 부호화 전환부(114), 컨텍스트 0 산술 부호화부(115) 및 바이패스 산술 부호화부(117)를 구비하고 있으면 된다. 바꾸어 말하면, 컨텍스트 1 산술 부호화부(116)를 구비하지 않아도 된다.

도 8의 「변경 2」는, 변형예 2를 나타내고 있다. 변형예 2에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 모든 binIdx의 bin을 바이패스 산술 부호화 처리하고 있다.

도 6b는, 변형예 2에 있어서의 sao＿offset 부호화부(112)의 처리(화상 부호화 방법)의 일례를 나타내는 플로차트이다. 도 6b에서는, sao＿offset을 2치화하고(S121, 오프셋값을 2치 신호로 변환하는 단계), sao＿offset을 구성하는 모든 bin에 대해서, 바이패스 산술 부호화 처리를 행한다(S126, S127, 바이패스 산술 부호화 처리를 행하는 단계). 또한, 변형예 2의 경우는, 모든 bin을 바이패스 산술 부호화 처리하기 때문에, 가장 처리를 고속화시키는 것이 가능하다.

또, 변형예 2에서는, 도 2에 나타내는 sao＿offset 부호화부(112)는, sao＿offset 2치화부(113) 및 바이패스 산술 부호화부(117)를 구비하고 있으면 된다. 바꾸어 말하면, 산술 부호화 전환부(114), 컨텍스트 0 산술 부호화부(115) 및 컨텍스트 1 산술 부호화부(116)를 구비하지 않아도 된다.

또한, 도시하지 않지만, binIdx0~2에서는 컨텍스트 산술 부호화 처리를 이용하고, binIdx3 이후는 바이패스 산술 부호화 처리를 이용하는 구성으로 해도 되는 것은 말할 필요도 없다.

＜1-3-2. 부호화 효율의 실험 결과＞

도 9는, 실시의 형태 1 및 변형예에 있어서의 부호화 효율의 실험 결과를 나타내는 표이다.

도 9에서는, 현재의 HEVC 규격(비특허 문헌 1)으로 SAO 오프셋값에 대한 산술 부호화 처리를 행한 경우의 부호화 효율과, 실시의 형태 1 및 변형예에 있어서의 부호화 효율을 비교한 결과를 나타내고 있다. 또한, 실험 조건은, HEVC 규격화 단체의 공통 실험 조건에 따르고 있다.

도 9에서는, 수치가 클수록 부호화 효율이 저하되어 있는 것을 나타내고, 음의 값이면 부호화 효율이 향상하고 있는 것을 나타낸다.

실시의 형태 1에 대해서는, 도 9의 「실시예 1」로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교 결과의 수치가 -0.1~0.1%의 범위에 들어가 있다. 이것은, SAO 오프셋값의 binIdx2~6을 컨텍스트 산술 부호화 처리한 경우와 바이패스 산술 부호화 처리한 경우에서, 부호화 효율이 거의 변하지 않는 것을 나타내고 있다.

변형예 1에 대해서는, 도 9의 「변경 1」로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시의 형태 1보다 부호화 효율은 저하되지만, 0~0.1%의 범위에 들어가 있어, 부호화 효율이 거의 변하지 않는다고 말할 수 있다.

변형예 2에 대해서도 마찬가지로, 도 9의 「변경 2」로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시의 형태 1보다 부호화 효율은 저하되지만, 0~0.1%의 범위에 들어가 있어, 부호화 효율이 거의 변하지 않는다고 말할 수 있다.

이상, 부호화 효율의 실험 결과로부터, SAO 오프셋값의 산술 부호화 처리에 있어서, 바이패스 산술 부호화 처리를 적용하면, 부호화 효율을 너무 저하시키지 않고, 산술 부호화 처리의 고속화를 실현하는 것이 가능해진다.

(실시의 형태 2)

실시의 형태 2의 화상 복호 장치 및 화상 복호 방법에 대해서, 도 10~도 15a를 기초로 설명한다.

＜2-1. 장치 구성＞

본 실시의 형태의 화상 복호 장치에 대해서, 도 10을 기초로 설명한다. 도 10은, 본 실시의 형태의 HEVC 규격에 관련된 화상 복호 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.

화상 복호 장치(200)는, 입력되는 부호열(부호화 비트 스트림)을 복호하고, 복호 화상(도 10에서는 「화상」이라고 표기)을 생성하는 장치이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 화상 복호 장치(200)는, 가변길이 복호부(201), 역변환부(202), 가산부(203), SAO 파라미터 복호부(210), SAO 처리부(204), 복호 블록 결합부(205), 프레임 메모리(206), 및, 예측부(207)를 구비하고 있다.

가변길이 복호부(201)는, 화상 복호 장치(200)에 입력된 부호열을 엔트로피 복호(가변길이 복호)함으로써, 양자화 계수, 및, 복호에 필요한 각종 정보(예측 대상 블록의 파티션 정보, 예측의 종별, 움직임 벡터, 예측 모드(면내 예측 모드), 및, 양자화 파라미터 등)를 취득한다.

역변환부(202)는, 가변길이 복호부(201)로부터 출력된 양자화 계수에 대해, 주파수 계수로 변환하는 역양자화 처리, 및, 주파수 계수를 주파수 영역으로부터 화상 영역으로 변환하여 차분 블록을 도출하는 역변환 처리를 행한다.

가산부(203)는, 예측부(207)로부터 출력되는 예측 블록과, 역변환부(202)로부터 출력된 차분 블록을 가산하여, 복호 블록을 생성한다.

SAO 파라미터 복호부(210)는, SAO 처리에 이용되는 각종 파라미터를, 부호열로부터 복호한다. 또한, 본 실시의 형태에서는, SAO 파라미터로서, SAO 오프셋값을 나타내는 sao＿offset과, SAO 오프셋값의 분류를 나타내는 sao＿type＿idx를 예로 설명한다.

도 11은, SAO 파라미터 복호부(210)의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, SAO 파라미터 복호부(210)는, sao＿type＿idx를 산술 복호 처리하는 sao＿type＿idx 복호부(211)와, sao＿offset을 산술 복호 처리하는 sao＿offset 복호부(212)를 구비하고 있다.

도 12는, sao＿offset 복호부(212)의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, sao＿offset 복호부(212)는, 산술 복호 전환부(213)와, 컨텍스트 0 산술 복호부(214)와, 컨텍스트 1 산술 복호부(215)와, 바이패스 산술 복호부(도 12에서는 「Bypass 산술 복호부」라고 표기)(216)와, sao＿offset 다치화부(217)를 구비하고 있다.

산술 복호 전환부(213)는, 부호열에 적용하는 산술 복호 처리의 방법을 전환한다. 컨텍스트 0 산술 복호부(214)는, 제1 컨텍스트(컨텍스트 0)을 이용한 컨텍스트 0 산술 복호 처리를 행한다. 컨텍스트 1 산술 복호부(215)는, 제2 컨텍스트(컨텍스트 1)을 이용한 컨텍스트 1 산술 복호 처리를 행한다. 바이패스 산술 복호부(216)는, 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 복호 처리를 행한다. sao＿offset 다치화부(217)는, 컨텍스트 0 산술 복호부(214) 및 컨텍스트 1 산술 복호부(215) 및 바이패스 산술 복호부(216)로부터 출력된 2치 신호의 sao＿offset을 다치화하여, 다치의 sao＿offset을 도출한다.

SAO 처리부(204)는, 나중에 상세히 서술하지만, 가산부(203)로부터 출력된 복호 블록에 대해, 복호 블록을 구성하는 각 화소의 화소값에, SAO 오프셋값을 가산하는 SAO 처리(오프셋 처리)를 행한다.

복호 블록 결합부(205)는, SAO 처리 후의 복수의 복호 블록을 결합시키고, 복호 화상을 복원한다. 또한, 복호 블록 결합부(205)는, 프레임 메모리(206)에 복호 화상을 기억한다.

프레임 메모리(206)는, RAM 혹은 ROM 등의 기억 장치로 구성되어 있다.

예측부(207)는, 인터 예측 또는 인트라 예측에 의해, 예측 블록을 생성한다. 예측부(207)에서 이용되는 예측 방법은, 예측부(109)와 동일하다.

＜2-2. 동작(전체)＞

다음에, 화상 복호 장치(200)의 동작에 대해서, 도 13을 기초로 설명한다. 도 13은, 화상 복호 장치(200)의 처리 절차를 나타내는 플로차트이다.

화상 복호 장치(200)는, 부호열이 입력되면, SAO 파라미터 복호부(210)에 의해, SAO 파라미터를 가변길이 복호한다(S201).

화상 복호 장치(200)는, 가변길이 복호부(201)에 의해, 부호열을 가변길이 복호하여 양자화 계수를 취득하고, 당해 양자화 계수를 역변환부(202)로 출력한다(S202).

화상 복호 장치(200)는, 역변환부(202)에 의해, 양자화 계수에 대한 역양자화 처리를 실행하여 주파수 계수를 취득하고, 취득한 주파수 계수에 대한 역변환 처리를 실행하여 차분 블록을 생성한다(S203).

화상 복호 장치(200)는, 예측부(207)에 의해, 프레임 메모리(206)에 저장되어 있는 복호 화상으로부터 예측 블록을 생성한다. 또한, 화상 복호 장치(200)는, 가산부(203)에 의해, 예측부(207)로부터 출력된 예측 블록과, 역변환부(202)로부터 출력된 차분 블록을 가산하여 복호 블록을 생성한다(S204).

화상 복호 장치(200)는, SAO 처리부(204)에 의해, SAO 처리를 행한다(S205). SAO 처리부(204)는, SAO 처리에 있어서, SAO 파라미터에 따라, 복호 블록의 각 화소를 카테고리로 분류하여, 카테고리마다 대응한 오프셋값을 가산한다. SAO 파라미터에는 카테고리를 나타내는 파라미터 sao＿type＿idx와 오프셋값을 나타내는 파라미터 sao＿offset이 있다.

화상 복호 장치(200)는, 부호화 화상에 포함되는 모든 복호 블록의 복호가 완료될 때까지, 단계 S201~단계 S205를 반복해서 실행한다(S206).

화상 복호 장치(200)는, 복호 블록 결합부(205)에 의해, 복호된 복호 블록을 결합함으로써 복호 화상을 생성함과 함께, 프레임 메모리(206)에 당해 복호 화상을 저장한다(S207).

＜2-2-1. 동작(SAO 파라미터 가변길이 복호화부의 동작)＞

본 실시의 형태의 SAO 파라미터 복호부(210)의 동작에 대해서, 도 14를 기초로 설명한다.

도 14는, SAO 파라미터 복호부(210)의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이며, 도 13의 단계 S205의 상세를 나타내고 있다.

SAO 파라미터 복호부(210)는, sao＿type＿idx 복호부(211)에 있어서, sao＿type＿idx를 복호한다(S211).

SAO 파라미터 복호부(210)는, sao＿offset 복호부(212)에 있어서, sao＿offset을 복호한다(S212).

＜2-2-2. 동작(sao＿offset 복호부(212)의 동작)＞

본 실시의 형태의 sao＿offset 복호부(212)의 동작에 대해서, 도 15a를 기초로 설명한다. 도 15a는, sao＿offset 복호부(212)의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.

sao＿offset 복호부(212)는, 산술 복호 전환부(213)에 의해, 복호 대상의 bin의 binIdx값을 판정한다(S221, S223, S225).

산술 복호 전환부(213)는, binIdx가 0인 경우는(S221에서 「Yes」), 복호 대상의 bin을 컨텍스트 0 산술 복호부(214)에 출력한다. 컨텍스트 0 산술 복호부(214)는, 컨텍스트 0을 이용하여 컨텍스트 산술 복호 처리를 행한다(S222).

산술 복호 전환부(213)는, binIdx가 1인 경우는(S221에서 「No」, S223에서 「Yes」), 복호 대상의 bin을 컨텍스트 1 산술 복호부(215)에 출력한다. 컨텍스트 1 산술 복호부(215)는, 컨텍스트 1을 이용하여 컨텍스트 산술 복호 처리를 행한다(S224).

산술 복호 전환부(213)는, binIdx가 0도 1도 아닌 경우는(S221에서 「No」, S223에서 「No」), 복호 대상의 bin을 바이패스 산술 복호부(216)에 출력한다. 바이패스 산술 복호부(216)는, 바이패스 산술 복호 처리를 행한다.

sao＿offset 복호부(212)는, 산술 복호한 bin의 값이 0, 혹은 binIdx가 6인 bin을 복호할 때까지 단계 S221~단계 S226를 반복해서 실행한다(S226).

sao＿offset 복호부(212)는, sao＿offset 다치화부(217)에 의해, 복호된 bin으로 이루어지는 2치 신호를 다치 신호로 변환한다(S227). 또한, 2치 신호와 다치 신호의 대응 관계는, 실시의 형태 1의 도 7과 동일하다.

＜2-3. 효과 등＞

이상, 본 실시의 형태의 화상 복호 장치(200)는, sao＿offset의 후반의 bin에 대해, 바이패스 산술 복호 처리를 행하기 때문에, 처리를 고속화하는 것이 가능해진다.

＜2-3-1. 변형예＞

또한, 상기 실시의 형태 2에서는, binIdx2 이후의 bin을 바이패스 산술 복호 처리하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 실시의 형태 1과 마찬가지로, binIdx1 이후의 bin을 바이패스 산술 복호 처리해도 되고(변형예 1), 모든 bin을 바이패스 산술 복호 처리해도 된다(변형예 2).

실시의 형태 2의 변형예 1에서는, binIdx0의 bin을 컨텍스트 산술 복호 처리하고, binIdx1 이후의 bin을 바이패스 산술 복호 처리하고 있다. 이것은, 도 8에 나타내는 실시의 형태 1의 변형예 1의 부호화 처리에 대응하는 복호 처리이다. 당해 변형예 1에서는, 도 12에 나타내는 sao＿offset 복호부(212)는, binIdx1 이후의 bin을 바이패스 산술 복호 처리하기 때문에, 산술 복호 전환부(213), 컨텍스트 0 산술 복호부(214), 바이패스 산술 복호부(216), 및, sao＿offset 다치화부(217)를 구비하고 있으면 된다. 바꾸어 말하면, 실시의 형태 2의 변형예 1의 sao＿offset 복호부(212)는, 컨텍스트 1 산술 복호부(215)를 구비하지 않아도 된다.

실시의 형태 2의 변형예 2에서는, 모든 binIdx의 bin을 바이패스 산술 복호 처리하고 있다. 이것은, 도 8에 나타내는 실시의 형태 1의 변형예 2의 부호화 처리에 대응하는 복호 처리이다.

도 15b는, 실시의 형태 2의 변형예 2에 있어서의 sao＿offset 복호부(212)의 처리(화상 복호 방법)의 일례를 나타내는 플로차트이다. 도 15b에서는, sao＿offset을 구성하는 모든 bin에 대해서, 바이패스 산술 복호 처리를 행하고(S225, S226, 바이패스 산술 복호 처리를 행하는 단계), 복호된 sao＿offset을 다치화한다(S227, 2치 신호를 오프셋값으로 변환하는 단계). 또한, 당해 변형예 2의 경우는, 모든 bin을 바이패스 산술 복호 처리하기 때문에, 가장 처리를 고속화시키는 것이 가능하다.

또, 당해 변형예 2에서는, 도 12에 나타내는 sao＿offset 복호부(212)는, 모든 bin을 바이패스 산술 복호 처리하기 때문에, 바이패스 산술 복호부(216), 및, sao＿offset 다치화부(217)를 구비하고 있으면 된다. 바꾸어 말하면, 실시의 형태 2의 변형예 2의 sao＿offset 복호부(212)는, 산술 복호 전환부(213), 컨텍스트 0 산술 복호부(214), 및, 컨텍스트 1 산술 복호부(215)를 구비하지 않아도 된다.

또한, 도시하지 않지만, 실시의 형태 1과 마찬가지로, binIdx0~2에서는 컨텍스트 산술 부호를 이용하고, binIdx3 이후는 바이패스 산술 부호를 이용하는 구성으로 해도 되는 것은 말할 필요도 없다.

(실시의 형태 1 및 실시의 형태 2의 다른 변형예)

(1) 상기 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2 (변형예를 포함한다)에서는, SAO 파라미터로서. SAO 오프셋값의 분류를 나타내는 sao＿type＿idx와 SAO 오프셋값을 나타내는 sao＿offset을 이용하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 다른 SAO 파라미터로서는, 예를 들면, 예를 들면, 화소를 분류하는 보조 정보가 되는 파라미터를 추가해도 된다.

(2) 또, 상기 실시의 형태 1(변형예를 포함한다)에서는, 예측 대상 블록마다 SAO 파라미터를 부호화하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 부호화는, 예측 대상 블록 단위가 아닌, 예측 대상 블록보다 작은 단위로 SAO 파라미터를 부호화해도 되고, 반대로 예측 대상 블록을 복수 연결한 단위로 SAO 파라미터를 부호화해도 된다. 또, 예측 대상 블록에서는 SAO 파라미터를 부호화하지 않고, 다른 블록의 값을 카피해서 사용하는 구성으로 해도 된다.

이 경우, 실시의 형태 2 (변형예를 포함한다)의 화상 복호 장치(200)는, 화상 부호화 장치(100)에 있어서의 SAO 파라미터의 부호화의 사이즈에 따라, 부호화된 SAO 파라미터를 복호한다.

(3) 또, 상기 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2 (변형예를 포함한다)에서는, sao＿offset은, 0~7의 값으로 하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 8 이상의 값을 취하는 구성으로 해도 된다. 또, sao＿offset은, 음의 값을 취해도 되고, 그 경우는 부호 비트를 나타내는 sao＿offset＿sign을 설치해도 된다.

(4) 또, 상기 실시의 형태 1(변형예를 포함한다)에서는, sao＿offset을 부호화하는 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 부호열에 부여하는 다른 syntax에 대한 부호화에 있어서, 상기 실시의 형태 1(변형예를 포함한다)의 SAO 파라미터의 부호화 방법을 이용해도 된다. 또한, 복수의 syntax에 대한 부호화에, 상기 실시의 형태 1 및 그 변형예 1의 SAO 파라미터의 부호화 방법을 적용하고, 또한, 컨텍스트의 이용법(컨텍스트를 이용하는 bin의 수 및 binIdx)을 통일하면, 복수의 syntax에 대한 부호화로 동일한 가변길이 부호화부를 이용 가능해진다. 이것에 의해, 장치 구성을 간소화하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 실시의 형태 1 및 그 변형예 1 및 변형예 2의 SAO 파라미터의 부호화 방법을 적용하는 syntax로서는, 예를 들면, 현재의 HEVC 규격(비특허 문헌 1)에 있어서는, 참조 화상의 인덱스를 나타내는 ref＿idx, 움직임 벡터 등의 카피원(元)을 나타내는 merge＿idx, 화면내 예측 모드를 나타내는 mpm＿idx, 혹은, intra＿chroma＿pred＿mode 등을 생각할 수 있다.

또한, 이 경우는, 실시의 형태 2 (변형예를 포함한다)의 화상 복호 장치(200)에 대해서도, SAO 파라미터의 부호화 방법을 적용한 syntax에 대해, SAO 파라미터의 복호 방법을 적용하여 복호한다.

(5) 또, 상기 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2 (변형예를 포함한다)에서는, 예측 대상 블록의 사이즈는, 최대 32×32, 최소 4×4로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또, 상기 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2 (변형예를 포함한다)에서는, 예측 대상 블록의 사이즈가 가변인 경우에 대해서 설명했지만, 예측 대상 블록의 사이즈는 고정되어 있어도 된다.

(6) 또한, 상기 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2 (변형예를 포함한다)에 있어서의 처리는, 소프트웨어로 실현되어도 된다. 그리고, 이 소프트웨어를 다운로드 등에 의해 배포해도 된다. 또, 이 소프트웨어를 CD-ROM 등의 기록 매체에 기록하여 유포해도 된다. 또한, 이것은, 본 명세서에 있어서의 다른 실시예에 있어서도 해당한다.

(7) 상기 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2 (변형예를 포함한다)에 있어서, 기능 블록의 각각은, 통상, MPU나 메모리 등에 의해 실현 가능하다. 또, 기능 블록의 각각에 의한 처리는, 통상, 소프트웨어(프로그램)에 의해 실현될 수 있으며, 당해 소프트웨어는 ROM 등의 기록 매체에 기록되어 있다. 그리고, 이러한 소프트웨어를 다운로드 등에 의해 배포해도 되고, CD-ROM 등의 기록 매체에 기록하여 배포해도 된다. 또한, 각 기능 블록을 하드웨어(전용 회로)에 의해 실현되는 것도, 당연, 가능하다.

(8) 또, 상기 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2 (변형예를 포함한다)에 있어서 설명한 처리는, 단일의 장치(시스템)를 이용하여 집중 처리함으로써 실현되어도 되고, 혹은, 복수의 장치를 이용하여 분산 처리함으로써 실현되어도 된다. 또, 상기 프로그램을 실행하는 컴퓨터는 단수여도 되고, 복수여도 된다. 즉, 집중 처리를 행해도 되고, 혹은 분산 처리를 행해도 된다.

(9) 상기 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2 (변형예를 포함한다)에 있어서, 각 구성 요소는, 전용의 하드웨어로 구성되거나, 각 구성 요소에 적합한 소프트웨어 프로그램을 실행함으로써 실현되어도 된다. 각 구성 요소는, CPU(Central Processing Unit) 또는 프로세서 등의 프로그램 실행부가, 하드 디스크 또는 반도체 메모리 등의 기록 매체에 기록된 소프트웨어 프로그램을 읽어내어 실행함으로써, 실현되어도 된다.

바꾸어 말하면, 화상 부호화 장치(100) 및 화상 복호 장치(200)는, 제어 회로(Control Circuit)와, 당해 제어 회로에 전기적으로 접속된(해당 제어 회로로부터 액세스 가능한) 기억 장치(Stage)를 구비한다. 제어 회로는, 전용의 하드웨어 및 프로그램 실행부 중 적어도 한쪽을 포함한다. 또, 기억 장치는, 제어 회로가 프로그램 실행부를 포함한 경우에는, 당해 프로그램 실행부에 의해 실행되는 소프트웨어 프로그램을 기억한다.

본 발명은, 상기 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2 (변형예를 포함한다)로 한정되지 않고, 다양한 변경이 가능하며, 그들도 본 발명의 범위 내에 포함되는 것임은 말할 필요도 없다.

(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 시스템에서 간단하게 실시하는 것이 가능해진다. 기억 미디어는, 자기 디스크, 광디스크, 광자기 디스크, IC카드, 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. 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 대해서, 경우에 따라 적절히 변경할 수 있다.

도 16은, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템 ex100의 전체 구성을 나타낸 도이다. 통신 서비스의 제공 에리어를 원하는 크기로 분할하여, 각 셀 내에 각각 고정 무선국인 기지국 ex106, ex107, ex108, ex109, ex110이 설치되어 있다.

이 컨텐츠 공급 시스템 ex100은, 인터넷 ex101에 인터넷 서비스 프로바이더 ex102 및 전화망 ex104, 및 기지국 ex106 내지 ex110을 통하여, 컴퓨터 ex111, PDA(Personal Digital Assistant) ex112, 카메라 ex113, 휴대 전화 ex114, 게임기 ex115 등의 각 기기가 접속된다.

그러나, 컨텐츠 공급 시스템 ex100은 도 16과 같은 구성에 한정되지 않으며, 어느 하나의 요소를 조합하여 접속하도록 해도 된다. 또, 고정 무선국인 기지국 ex106 내지 ex110을 통하지 않고, 각 기기가 전화망 ex104에 직접 접속되어도 된다. 또, 각 기기가 근거리 무선 등을 통하여 직접 서로 접속되어 있어도 된다.

카메라 ex113은 디지털 비디오 카메라 등의 동화상 촬영이 가능한 기기이며, 카메라 ex116은 디지털 카메라 등의 정지 화상 촬영, 동화상 촬영이 가능한 기기이다. 또, 휴대 전화 ex114는, 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 ex100에서는, 카메라 ex113 등이 기지국 ex109, 전화망 ex104를 통해서 스트리밍 서버 ex103에 접속됨으로써, 라이브 전송 등이 가능해진다. 라이브 전송에서는, 사용자가 카메라 ex113을 이용하여 촬영하는 컨텐츠(예를 들면, 음악 라이브의 영상 등)에 대해 상기 각 실시의 형태에서 설명한 바와 같이 부호화 처리를 행하여(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치로서 기능한다), 스트리밍 서버 ex103에 송신한다. 한편, 스트리밍 서버 ex103은 요구가 있었던 클라이언트에 대해 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 양태에 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다).

또한, 촬영한 데이터의 부호화 처리는 카메라 ex113에서 행해도, 데이터의 송신 처리를 하는 스트리밍 서버 ex103에서 행해도 되고, 서로 분담해서 행해도 된다. 마찬가지로 전송된 데이터의 복호화 처리는 클라이언트로 행해도, 스트리밍 서버 ex103에서 행해도 되고, 서로 분담해서 행해도 된다. 또, 카메라 ex113에 한정되지 않고, 카메라 ex116으로 촬영한 정지 화상 및/또는 동화상 데이터를, 컴퓨터 ex111을 통하여 스트리밍 서버 ex103에 송신해도 된다. 이 경우의 부호화 처리는 카메라 ex116, 컴퓨터 ex111, 스트리밍 서버 ex103 중 어느 하나로 행해도 되고, 서로 분담해서 행해도 된다.

또, 이들 부호화·복호화 처리는, 일반적으로 컴퓨터 ex111이나 각 기기가 가지는 LSI ex500에 있어서 처리한다. LSI ex500은, 원칩이어도 복수칩으로 이루어지는 구성이어도 된다. 또한, 동화상 부호화·복호화용의 소프트웨어를 컴퓨터 ex111 등으로 판독 가능한 어떠한 기록 미디어(CD-ROM, 플렉서블 디스크, 하드 디스크 등)에 넣고, 그 소프트웨어를 이용하여 부호화·복호화 처리를 행해도 된다. 또한, 휴대 전화 ex114가 카메라가 달린 경우에는, 그 카메라로 취득한 동화상 데이터를 송신해도 된다. 이때의 동화상 데이터는 휴대 전화 ex114가 가지는 LSI ex500로 부호화 처리된 데이터이다.

또, 스트리밍 서버 ex103은 복수의 서버나 복수의 컴퓨터이며, 데이터를 분산시켜 처리하거나 기록하거나 전송하는 것이어도 된다.

이상과 같이 하여, 컨텐츠 공급 시스템 ex100에서는, 부호화된 데이터를 클라이언트가 수신하여 재생할 수 있다. 이와 같이 컨텐츠 공급 시스템 ex100에서는, 사용자가 송신한 정보를 실시간으로 클라이언트가 수신하여 복호화하고, 재생할 수 있어, 특별한 권리나 설비를 갖지 않는 사용자라도 개인 방송을 실현할 수 있다.

또한, 컨텐츠 공급 시스템 ex100의 예에 한정되지 않고, 도 17에 나타내는 바와 같이, 디지털 방송용 시스템 ex200에도, 상기 각 실시의 형태의 적어도 동화상 부호화 장치(화상 부호화 장치) 또는 동화상 복호화 장치(화상 복호 장치) 중 어느 하나를 넣을 수 있다. 구체적으로는, 방송국 ex201에서는 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터가 전파를 통하여 통신 또는 위성 ex202에 전송된다. 이 영상 데이터는 상기 각 실시의 형태에서 설명한 동화상 부호화 방법에 의해 부호화된 데이터이다(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치에 의해 부호화된 데이터이다). 이것을 받은 방송 위성 ex202는, 방송용의 전파를 발신하고, 이 전파를 위성 방송의 수신이 가능한 가정의 안테나 ex204가 수신한다. 수신한 다중화 데이터를, 텔레비전(수신기) ex300 또는 셋탑 박스(STB) ex217 등의 장치가 복호화하여 재생한다(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다).

또, DVD, BD 등의 기록 미디어 ex215에 기록한 다중화 데이터를 판독하여 복호화하거나, 또는 기록 미디어 ex215에 영상 신호를 부호화하고, 또한 경우에 따라서는 음악 신호와 다중화하여 기입하는 리더/레코더 ex218에도 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 장치 또는 동화상 부호화 장치를 실장하는 것이 가능하다. 이 경우, 재생된 영상 신호는 모니터 ex219에 표시되고, 다중화 데이터가 기록된 기록 미디어 ex215에 의해 다른 장치나 시스템에 있어서 영상 신호를 재생할 수 있다. 또, 케이블 텔레비전용의 케이블 ex203 또는 위성/지상파 방송의 안테나 ex204에 접속된 셋탑 박스 ex217 내에 동화상 복호화 장치를 실장하고, 이것을 텔레비전의 모니터 ex219로 표시해도 된다. 이때 셋탑 박스가 아닌, 텔레비전 내에 동화상 복호화 장치를 넣어도 된다.

도 18은, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 텔레비전(수신기) ex300을 나타낸 도이다. 텔레비전 ex300은, 상기 방송을 수신하는 안테나 ex204 또는 케이블 ex203 등을 통하여 영상 데이터에 음성 데이터가 다중화된 다중화 데이터를 취득, 또는 출력하는 튜너 ex301과, 수신한 다중화 데이터를 복조하거나, 또는 외부에 송신하는 다중화 데이터로 변조하는 변조/복조부 ex302와, 복조한 다중화 데이터를 영상 데이터와, 음성 데이터로 분리하거나, 또는 신호 처리부 ex306에서 부호화된 영상 데이터, 음성 데이터를 다중화하는 다중/분리부 ex303을 구비한다.

또, 텔레비전 ex300은, 음성 데이터, 영상 데이터 각각을 복호화하거나, 또는 각각의 정보를 부호화하는 음성 신호 처리부 ex304, 영상 신호 처리부 ex305(본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치 또는 화상 복호 장치로서 기능한다)를 가지는 신호 처리부 ex306과, 복호화한 음성 신호를 출력하는 스피커 ex307, 복호화한 영상 신호를 표시하는 디스플레이 등의 표시부 ex308을 가지는 출력부 ex309를 가진다. 또한, 텔레비전 ex300은, 사용자 조작의 입력을 받아들이는 조작 입력부 ex312 등을 가지는 인터페이스부 ex317을 가진다. 또한, 텔레비전 ex300은, 각 부를 통괄적으로 제어하는 제어부 ex310, 각 부에 전력을 공급하는 전원 회로부 ex311을 가진다. 인터페이스부 ex317은, 조작 입력부 ex312 이외에, 리더/레코더 ex218 등의 외부 기기와 접속되는 브릿지 ex313, SD카드 등의 기록 미디어 ex216을 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 ex216은, 저장하는 불휘발성/휘발성의 반도체 메모리 소자에 의해 전기적으로 정보의 기록을 가능하게 한 것이다. 텔레비전 ex300의 각 부는 동기 버스를 통하여 서로 접속되어 있다.

우선, 텔레비전 ex300이 안테나 ex204 등에 의해 외부로부터 취득한 다중화 데이터를 복호화하고, 재생하는 구성에 대해서 설명한다. 텔레비전 ex300은, 리모트 컨트롤러 ex220 등으로부터의 사용자 조작을 받아, CPU 등을 가지는 제어부 ex310의 제어에 의거하여, 변조/복조부 ex302로 복조한 다중화 데이터를 다중/분리부 ex303에서 분리한다. 또한, 텔레비전 ex300은, 분리한 음성 데이터를 음성 신호 처리부 ex304에서 복호화하고, 분리한 영상 데이터를 영상 신호 처리부 ex305에서 상기 각 실시의 형태에서 설명한 복호화 방법을 이용하여 복호화한다. 복호화한 음성 신호, 영상 신호는, 각각 출력부 ex309로부터 외부를 향해 출력된다. 출력할 때에는, 음성 신호와 영상 신호가 동기하여 재생하도록, 버퍼 ex318, ex319 등에 일단 이들 신호를 축적하면 된다. 또, 텔레비전 ex300은, 방송 등으로부터가 아닌, 자기/광디스크, SD카드 등의 기록 미디어 ex215, ex216로부터 다중화 데이터를 읽어내도 된다. 다음에, 텔레비전 ex300이 음성 신호나 영상 신호를 부호화하고, 외부에 송신 또는 기록 미디어 등에 기입하는 구성에 대해서 설명한다. 텔레비전 ex300은, 리모트 컨트롤러 ex220 등으로부터의 사용자 조작을 받아, 제어부 ex310의 제어에 의거하여, 음성 신호 처리부 ex304에서 음성 신호를 부호화하고, 영상 신호 처리부 ex305에서 영상 신호를 상기 각 실시의 형태에서 설명한 부호화 방법을 이용하여 부호화한다. 부호화한 음성 신호, 영상 신호는 다중/분리부 ex303에서 다중화되어 외부에 출력된다. 다중화할 때에는, 음성 신호와 영상 신호가 동기하도록, 버퍼 ex320, ex321 등에 일단 이들 신호를 축적하면 된다. 또한, 버퍼 ex318, ex319, ex320, ex321은 도시하고 있는 바와 같이 복수 구비하고 있어도 되고, 1개 이상의 버퍼를 공유하는 구성이어도 된다. 또한, 도시하고 있는 것 이외에, 예를 들면 변조/복조부 ex302나 다중/분리부 ex303의 사이 등에서도 시스템의 오버플로우, 언더 플로우를 피하는 완충재로서 버퍼에 데이터를 축적하는 것으로 해도 된다.

또, 텔레비전 ex300은, 방송 등이나 기록 미디어 등으로부터 음성 데이터, 영상 데이터를 취득하는 것 이외에, 마이크나 카메라의 AV 입력을 받아들이는 구성을 구비하고, 그들로부터 취득한 데이터에 대해 부호화 처리를 행해도 된다. 또한, 여기에서는 텔레비전 ex300은 상기의 부호화 처리, 다중화, 및 외부 출력을 할 수 있는 구성으로서 설명했지만, 이러한 처리를 행하지 못하고, 상기 수신, 복호화 처리, 외부 출력 만이 가능한 구성이어도 된다.

또, 리더/레코더 ex218로 기록 미디어로부터 다중화 데이터를 읽어내거나, 또는 기입하는 경우에는, 상기 복호화 처리 또는 부호화 처리는 텔레비전 ex300, 리더/레코더 ex218 중 어느 하나로 행해도 되고, 텔레비전 ex300과 리더/레코더 ex218가 서로 분담해서 행해도 된다.

일례로서, 광디스크로부터 데이터의 읽어들임 또는 기입을 하는 경우의 정보 재생/기록부 ex400의 구성을 도 19에 나타낸다. 정보 재생/기록부 ex400은, 이하에 설명하는 요소 ex401, ex402, ex403, ex404, ex405, ex406, ex407을 구비한다. 광헤드 ex401은, 광디스크인 기록 미디어 ex215의 기록면에 레이저 스폿을 조사하여 정보를 기입하고, 기록 미디어 ex215의 기록면으로부터의 반사광을 검출하여 정보를 읽어들인다. 변조 기록부 ex402는, 광헤드 ex401에 내장된 반도체 레이저를 전기적으로 구동하여 기록 데이터에 따라 레이저광의 변조를 행한다. 재생 복조부 ex403은, 광헤드 ex401에 내장된 포토디텍터에 의해 기록면으로부터의 반사광을 전기적으로 검출한 재생 신호를 증폭하고, 기록 미디어 ex215에 기록된 신호 성분을 분리하고 복조하여, 필요한 정보를 재생한다. 버퍼 ex404는, 기록 미디어 ex215에 기록하기 위한 정보 및 기록 미디어 ex215로부터 재생한 정보를 일시적으로 유지한다. 디스크 모터 ex405는 기록 미디어 ex215를 회전시킨다. 서보 제어부 ex406은, 디스크 모터 ex405의 회전 구동을 제어하면서 광헤드 ex401을 소정의 정보 트랙에 이동시켜, 레이저 스폿의 추종 처리를 행한다. 시스템 제어부 ex407은, 정보 재생/기록부 ex400 전체의 제어를 행한다. 상기의 읽어냄이나 기입의 처리는 시스템 제어부 ex407이, 버퍼 ex404에 유지된 각종 정보를 이용하여, 또 필요에 따라 새로운 정보의 생성·추가를 행함과 함께, 변조 기록부 ex402, 재생 복조부 ex403, 서보 제어부 ex406을 협조 동작시키면서, 광헤드 ex401을 통하여, 정보의 기록 재생을 행함으로써 실현된다. 시스템 제어부 ex407은 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성되며, 읽어냄 기입의 프로그램을 실행함으로써 그러한 처리를 실행한다.

이상에서는, 광헤드 ex401은 레이저 스폿을 조사하는 것으로서 설명했지만, 근접장광을 이용하여 보다 고밀도의 기록을 행하는 구성이어도 된다.

도 20에 광디스크인 기록 미디어 ex215의 모식도를 나타낸다. 기록 미디어 ex215의 기록면에는 안내 홈(그루브)이 스파이럴 형상으로 형성되며, 정보 트랙 ex230에는, 미리 그루브의 형상의 변화에 따라 디스크 상의 절대 위치를 나타내는 번지 정보가 기록되어 있다. 이 번지 정보는 데이터를 기록하는 단위인 기록 블록 ex231의 위치를 특정하기 위한 정보를 포함하며, 기록이나 재생을 행하는 장치에 있어서 정보 트랙 ex230을 재생하여 번지 정보를 판독함으로써 기록 블록을 특정할 수 있다. 또, 기록 미디어 ex215는, 데이터 기록 영역 ex233, 내주 영역 ex232, 외주 영역 ex234를 포함하고 있다. 사용자 데이터를 기록하기 위해 이용하는 영역이 데이터 기록 영역 ex233이며, 데이터 기록 영역 ex233보다 내주 또는 외주에 배치되어 있는 내주 영역 ex232와 외주 영역 ex234는, 사용자 데이터의 기록 이외의 특정 용도로 이용된다. 정보 재생/기록부 ex400은, 이러한 기록 미디어 ex215의 데이터 기록 영역 ex233에 대해, 부호화된 음성 데이터, 영상 데이터 또는 그들 데이터를 다중화한 다중화 데이터의 읽기 쓰기를 행한다.

이상에서는, 1층의 DVD, BD 등의 광디스크를 예로 들어 설명했지만, 이들에 한정된 것이 아닌, 다층 구조이며 표면 이외에도 기록 가능한 광디스크여도 된다. 또, 디스크의 동일한 장소에 다양한 상이한 파장의 색 광을 이용하여 정보를 기록하거나, 다양한 각도로부터 상이한 정보의 층을 기록하는 등, 다차원적인 기록/재생을 행하는 구조의 광디스크여도 된다.

또, 디지털 방송용 시스템 ex200에 있어서, 안테나 ex205를 가지는 차 ex210에서 위성 ex202 등으로부터 데이터를 수신하고, 차 ex210이 가지는 카 내비게이션 ex211 등의 표시 장치에 동화상을 재생하는 것도 가능하다. 또한, 카 내비게이션 ex211의 구성은 예를 들면 도 18에 나타내는 구성 중, GPS 수신부를 더한 구성을 생각할 수 있으며, 동일한 것을 컴퓨터 ex111이나 휴대 전화 ex114 등에서도 생각할 수 있다.

도 21a는, 상기 실시의 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 휴대 전화 ex114를 나타낸 도이다. 휴대 전화 ex114는, 기지국 ex110과의 사이에서 전파를 송수신하기 위한 안테나 ex350, 영상, 정지 화상을 찍는 것이 가능한 카메라부 ex365, 카메라부 ex365로 촬상한 영상, 안테나 ex350으로 수신한 영상 등이 복호화된 데이터를 표시하는 액정 디스플레이 등의 표시부 ex358을 구비한다. 휴대 전화 ex114는, 또한, 조작 키부 ex366을 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 등의 부호화된 데이터 혹은 복호화된 데이터를 보존하는 메모리부 ex367, 또는 동일하게 데이터를 보존하는 기록 미디어와의 인터페이스부인 슬롯부 ex364를 구비한다.

또한, 휴대 전화 ex114의 구성예에 대해서, 도 21b를 이용하여 설명한다. 휴대 전화 ex114는, 표시부 ex358 및 조작 키부 ex366을 구비한 본체부의 각 부를 통괄적으로 제어하는 주제어부 ex360에 대해, 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 ex367이 버스 ex370을 통하여 서로 접속되어 있다.

전원 회로부 ex361은, 사용자의 조작에 의해 종화 및 전원 키가 온 상태가 되면, 배터리 팩으로부터 각 부에 대해 전력을 공급함으로써 휴대 전화 ex114를 동작 가능한 상태로 기동한다.

휴대 전화 ex114는, CPU, ROM, RAM 등을 가지는 주제어부 ex360의 제어에 의거하여, 음성 통화 모드 시에 음성 입력부 ex356에서 수음한 음성 신호를 음성 신호 처리부 ex354에서 디지털 음성 신호로 변환하고, 이것을 변조/복조부 ex352에서 스펙트럼 확산 처리하고, 송신/수신부 ex351에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나 ex350을 통하여 송신한다. 또 휴대 전화 ex114는, 음성 통화 모드 시에 안테나 ex350을 통하여 수신한 수신 데이터를 증폭시켜 주파수 변환 처리 및 아날로그 디지털 변환 처리를 실시하고, 변조/복조부 ex352에서 스펙트럼 역확산 처리하여, 음성 신호 처리부 ex354에서 아날로그 음성 신호로 변환한 후, 이것을 음성 출력부 ex357로부터 출력한다.

또한, 데이터 통신 모드 시에 전자 메일을 송신하는 경우, 본체부의 조작 키부 ex366 등의 조작에 의해 입력된 전자 메일의 텍스트 데이터는 조작 입력 제어부 ex362를 통하여 주제어부 ex360에 송출된다. 주제어부 ex360은, 텍스트 데이터를 변조/복조부 ex352에서 스펙트럼 확산 처리를 하고, 송신/수신부 ex351에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나 ex350을 통하여 기지국 ex110으로 송신한다. 전자 메일을 수신하는 경우는, 수신한 데이터에 대해 이 거의 반대의 처리가 행해지며, 표시부 ex358에 출력된다.

데이터 통신 모드 시에 영상, 정지 화상, 또는 영상과 음성을 송신하는 경우, 영상 신호 처리부 ex355는, 카메라부 ex365로부터 공급된 영상 신호를 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법에 의해 압축 부호화하고(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치로서 기능한다), 부호화된 영상 데이터를 다중/분리부 ex353에 송출한다. 또, 음성 신호 처리부 ex354는, 영상, 정지 화상 등을 카메라부 ex365로 촬상 중에 음성 입력부 ex356에서 수음한 음성 신호를 부호화하고, 부호화된 음성 데이터를 다중/분리부 ex353에 송출한다.

다중/분리부 ex353은, 영상 신호 처리부 ex355로부터 공급된 부호화된 영상 데이터와 음성 신호 처리부 ex354로부터 공급된 부호화된 음성 데이터를 소정의 방식으로 다중화하고, 그 결과 얻어지는 다중화 데이터를 변조/복조부(변조/복조 회로부) ex352에서 스펙트럼 확산 처리를 하고, 송신/수신부 ex351에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나 ex350을 통하여 송신한다.

데이터 통신 모드 시에 홈페이지 등에 링크된 동화상 파일의 데이터를 수신하는 경우, 또는 영상 및 혹은 음성이 첨부된 전자 메일을 수신하는 경우, 안테나 ex350을 통하여 수신된 다중화 데이터를 복호화하기 위해, 다중/분리부 ex353은, 다중화 데이터를 분리함으로써 영상 데이터의 비트 스트림과 음성 데이터의 비트 스트림으로 나누어, 동기 버스 ex370을 통하여 부호화된 영상 데이터를 영상 신호 처리부 ex355에 공급함과 함께, 부호화된 음성 데이터를 음성 신호 처리부 ex354에 공급한다. 영상 신호 처리부 ex355는, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법에 대응한 동화상 복호화 방법에 의해 복호화함으로써 영상 신호를 복호하고(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다), LCD 제어부 ex359를 통하여 표시부 ex358로부터, 예를 들면 홈페이지에 링크된 동화상 파일에 포함되는 영상, 정지 화상이 표시된다. 또 음성 신호 처리부 ex354는, 음성 신호를 복호하고, 음성 출력부 ex357로부터 음성이 출력된다.

또, 상기 휴대 전화 ex114 등의 단말은, 텔레비전 ex300과 마찬가지로, 부호화기·복호화기를 양쪽 모두 가지는 송수신형 단말 외에, 부호화기 뿐인 송신 단말, 복호화기뿐인 수신 단말과 같은 세 가지의 실장 형식을 생각할 수 있다. 또한, 디지털 방송용 시스템 ex200에 있어서, 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터를 수신, 송신하는 것으로서 설명했지만, 음성 데이터 이외에 영상에 관련하는 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 상기 서술한 어느 하나의 기기·시스템에 이용하는 것은 가능하며, 그렇게 함으로써, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 효과를 얻을 수 있다.

또, 본 발명은 이와 같은 상기 실시의 형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이 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 전환함으로써, 영상 데이터를 생성하는 것도 가능하다.

여기서, 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 없기 때문에, 적절한 복호 방법을 선택할 수 없다는 과제를 발생시킨다.

이 과제를 해결하기 위해, 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 이하 설명한다. 다중화 데이터는, MPEG-2 트랜스포트 스트림 형식의 디지털 스트림이다.

도 22는, 다중화 데이터의 구성을 나타낸 도이다. 도 22에 나타내는 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 나타내며, 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 23은, 다중화 데이터가 어떻게 다중화되는지를 모식적으로 나타낸 도이다. 우선, 복수의 비디오 프레임으로 이루어지는 비디오 스트림 ex235, 복수의 오디오 프레임으로 이루어지는 오디오 스트림 ex238을, 각각 PES 패킷열 ex236 및 ex239로 변환하고, TS 패킷 ex237 및 ex240으로 변환한다. 동일하게 프리젠테이션 그래픽스 스트림 ex241 및 인터랙티브 그래픽스 ex244의 데이터를 각각 PES 패킷열 ex242 및 ex245로 변환하고, 또한 TS 패킷 ex243 및 ex246으로 변환한다. 다중화 데이터 ex247은 이들 TS 패킷을 1개의 스트림에 다중화함으로써 구성된다.

도 24은, PES 패킷열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더 상세하게 나타내고 있다. 도 24에 있어서의 제1단은 비디오 스트림의 비디오 프레임열을 나타낸다. 제2단은, PES 패킷열을 나타낸다. 도 24의 화살표 yy1, yy2, yy3, yy4로 나타내는 바와 같이, 비디오 스트림에 있어서의 복수의 Video Presentation Unit인 I픽처, B픽처, P픽처는, 픽처마다 분할되어, 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 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 부여되어, 192byte의 소스 패킷을 구성하고, 다중화 데이터에 기입된다. TP＿Extra＿Header에는 ATS(Arrival＿Time＿Stamp) 등의 정보가 기재된다. ATS는 당해 TS 패킷의 디코더의 PID 필터로의 전송 개시 시각을 나타낸다. 다중화 데이터에는 도 25 하단에 나타내는 바와 같이 소스 패킷이 늘어서게 되어, 다중화 데이터의 선두로부터 인크리먼트하는 번호는 SPN(소스 패킷 넘버)로 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 무엇인지를 나타내며, 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 가진다. 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 위해, 그 PCR 패킷이 디코더에 전송되는 ATS에 대응하는 STC 시간의 정보를 가진다.

도 26은 PMT의 데이터 구조를 상세하게 설명하는 도이다. PMT의 선두에는, 그 PMT에 포함되는 데이터의 길이 등을 적은 PMT 헤더가 배치된다. 그 뒤에는, 다중화 데이터에 관한 디스크립터가 복수 배치된다. 상기 카피 컨트롤 정보 등이, 디스크립터로서 기재된다. 디스크립터 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, 애스펙트비 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 27에 나타내는 바와 같이 다중화 데이터의 관리 정보이며, 다중화 데이터와 1대 1로 대응하여, 다중화 데이터 정보, 스트림 속성 정보와 엔트리 맵으로 구성된다.

다중화 데이터 정보는 도 27에 나타내는 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 선두의 비디오 프레임의 PTS이며, 재생 종료 시각은 다중화 데이터의 종단의 비디오 프레임의 PTS에 1프레임 분의 재생 간격을 더한 것이 설정된다.

스트림 속성 정보는 도 28에 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 상이한 정보를 가진다. 비디오 스트림 속성 정보는, 그 비디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 비디오 스트림을 구성하는 개개의 픽처 데이터의 해상도가 어느 정도인지, 애스펙트비는 어느 정도인지, 프레임 레이트는 어느 정도인지 등의 정보를 가진다. 오디오 스트림 속성 정보는, 그 오디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 그 오디오 스트림에 포함되는 채널수는 몇인지, 무슨 언어에 대응하는지, 샘플링 주파수가 어느 정도인지 등의 정보를 가진다. 이러한 정보는, 플레이어가 재생되기 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 29에 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 있는지 여부를 판단한다. 그리고, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것으로 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 고유값을 설정함으로써, 복호할 때에, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법 또는 장치로 복호 가능한지를 판단할 수 있다. 따라서, 상이한 규격에 준거하는 다중화 데이터가 입력된 경우여도, 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, 상기 서술한 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 LSI에서 실현된다. 일례로서, 도 30에 1칩화된 LSI ex500의 구성을 나타낸다. LSI ex500은, 이하에 설명하는 요소 ex501, ex502, ex503, ex504, ex505, ex506, ex507, ex508, ex509를 구비하고, 각 요소는 버스 ex510을 통하여 접속하고 있다. 전원 회로부 ex505는 전원이 온 상태인 경우에 각 부에 대해 전력을 공급함으로써 동작 가능한 상태로 기동한다.

예를 들면 부호화 처리를 행하는 경우에는, LSI ex500은, CPU ex502, 메모리 컨트롤러 ex503, 스트림 컨트롤러 ex504, 구동 주파수 제어부 ex512 등을 가지는 제어부 ex501의 제어에 의거하여, AV I/O ex509에 의해 마이크 ex117이나 카메라 ex113 등으로부터 AV 신호를 입력한다. 입력된 AV 신호는, 일단 SDRAM 등의 외부의 메모리 ex511에 축적된다. 제어부 ex501의 제어에 의거하여, 축적한 데이터는 처리량이나 처리 속도에 따라 적절히 복수회로 나누어 신호 처리부 ex507에 보내지고, 신호 처리부 ex507에 있어서 음성 신호의 부호화 및/또는 영상 신호의 부호화가 행해진다. 여기서 영상 신호의 부호화 처리는 상기 각 실시의 형태에서 설명한 부호화 처리이다. 신호 처리부 ex507에서는 또한, 경우에 따라 부호화된 음성 데이터와 부호화된 영상 데이터를 다중화하는 등의 처리를 행하여, 스트림 I/O ex506로부터 외부로 출력한다. 이 출력된 다중화 데이터는, 기지국 ex107을 향해 송신되거나, 또는 기록 미디어 ex215에 기입된다. 또한, 다중화할 때에는 동기하도록, 일단 버퍼 ex508에 데이터를 축적하면 된다.

또한, 상기에서는, 메모리 ex511이 LSI ex500의 외부의 구성으로서 설명했지만, LSI ex500의 내부에 포함되는 구성이어도 된다. 버퍼 ex508도 1개로 한정된 것이 아니며, 복수의 버퍼를 구비하고 있어도 된다. 또, LSI ex500은 1칩화되어도 되고, 복수 칩화되어도 된다.

또, 상기에서는, 제어부 ex501이, CPU ex502, 메모리 컨트롤러 ex503, 스트림 컨트롤러 ex504, 구동 주파수 제어부 ex512 등을 가지는 것으로 하고 있지만, 제어부 ex501의 구성은, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 신호 처리부 ex507이 CPU를 더 구비하는 구성이어도 된다. 신호 처리부 ex507의 내부에도 CPU를 설치함으로써, 처리 속도를 보다 향상시키는 것이 가능해진다. 또, 다른 예로서, CPU ex502가 신호 처리부 ex507, 또는 신호 처리부 ex507의 일부인 예를 들면 음성 신호 처리부를 구비하는 구성이어도 된다. 이러한 경우에는, 제어부 ex501은, 신호 처리부 ex507, 또는 그 일부를 가지는 CPU ex502를 구비하는 구성이 된다.

또한, 여기에서는, LSI로 했지만, 집적도의 차이에 따라, IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI라고 호칭되는 경우도 한다.

또, 집적 회로화의 수법은 LSI에 한정하는 것이 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. 이러한 프로그래머블·로직·디바이스는, 전형적으로는, 소프트웨어 또는 펌웨어를 구성하는 프로그램을, 로드하거나 또는 메모리 등으로부터 읽어들임으로써, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법, 또는 동화상 복호화 방법을 실행할 수 있다.

또한, 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 다른 기술에 의해 LSI로 치환되는 집적 회로화의 기술이 등장하면, 당연, 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 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 ex500에 있어서, 종래의 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호할 때의 CPU ex502의 구동 주파수보다 높은 구동 주파수로 설정할 필요가 있다. 그러나, 구동 주파수를 높게 하면, 소비 전력이 높아진다는 과제가 생긴다.

이 과제를 해결하기 위해, 텔레비전 ex300, LSI ex500 등의 동화상 복호화 장치는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별하여, 규격에 따라 구동 주파수를 전환하는 구성으로 한다. 도 31은, 본 실시의 형태에 있어서의 구성 ex800을 나타내고 있다. 구동 주파수 전환부 ex803은, 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 ex801에 대해, 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 ex802에 대해, 영상 데이터를 복호하도록 지시한다.

보다 구체적으로는, 구동 주파수 전환부 ex803은, 도 30의 CPU ex502와 구동 주파수 제어부 ex512로 구성된다. 또, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부 ex801, 및, 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부 ex802는, 도 30의 신호 처리부 ex507에 해당한다. CPU ex502는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별한다. 그리고, CPU ex502로부터의 신호에 의거하여, 구동 주파수 제어부 ex512는, 구동 주파수를 설정한다. 또, CPU ex502로부터의 신호에 의거하여, 신호 처리부 ex507은, 영상 데이터의 복호를 행한다. 여기서, 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 정보이면 된다. 예를 들면, 영상 데이터가 텔레비전에 이용되는 것인지, 디스크에 이용되는 것인지 등을 식별하는 외부 신호에 의거하여, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지 식별 가능한 경우에는, 이러한 외부 신호에 의거하여 식별해도 된다. 또, CPU ex502에 있어서의 구동 주파수의 선택은, 예를 들면, 도 33과 같은 영상 데이터의 규격과, 구동 주파수를 대응 지은 룩업 테이블에 의거하여 행하는 것을 생각할 수 있다. 룩업 테이블을, 버퍼 ex508이나, LSI의 내부 메모리에 저장해 두고, CPU ex502가 이 룩업 테이블을 참조함으로써, 구동 주파수를 선택하는 것이 가능하다.

도 32은, 본 실시의 형태의 방법을 실시하는 단계를 나타내고 있다. 우선, 단계 exS200에서는, 신호 처리부 ex507에 있어서, 다중화 데이터로부터 식별 정보를 취득한다. 다음에, 단계 exS201에서는, CPU ex502에 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 ex502가 구동 주파수 제어부 ex512에 보낸다. 그리고, 구동 주파수 제어부 ex512에 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 ex502가 구동 주파수 제어부 ex512에 보낸다. 그리고, 구동 주파수 제어부 ex512에 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 ex500을 포함하는 장치에 부여하는 전압을 변경함으로써, 전력 절약 효과를 더욱 높이는 것이 가능하다. 예를 들면, 구동 주파수를 낮게 설정하는 경우에는, 이것에 수반하여, 구동 주파수를 높게 설정하고 있는 경우에 비해, LSI ex500 또는 LSI ex500을 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 되며, 상기 서술한 설정 방법에 한정되지 않는다. 예를 들면, MPEG4-AVC 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호하는 처리량이, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터를 복호하는 처리량보다 큰 경우에는, 구동 주파수의 설정을 상기 서술한 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 ex500을 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 ex500을 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 ex502의 구동을 정지시키지 않고, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, 처리에 여유가 있기 때문에, CPU ex502의 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 경우여도, 처리에 여유가 있으면, CPU ex502의 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 ex500을 포함하는 장치를 구동하고 있는 경우에는, 전력 절약화에 수반하여, 전지의 수명을 길게 하는 것이 가능하다.

(실시의 형태 7)

텔레비전이나, 휴대 전화 등, 상기 서술한 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 위해, LSI ex500의 신호 처리부 ex507이 복수의 규격에 대응하고 있을 필요가 있다. 그러나, 각각의 규격에 대응하는 신호 처리부 ex507을 개별적으로 이용하면, LSI ex500의 회로 규모가 커져, 또, 비용이 증가한다는 과제가 생긴다.

이 과제를 해결하기 위해, 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, 디블록킹·필터, 움직임 보상 등의 처리에 있어서 처리 내용이 일부 공통된다. 공통되는 처리 내용에 대해서는, MPEG4-AVC 규격에 대응하는 복호 처리부 ex902를 공유하며, MPEG4-AVC 규격에 대응하지 않는, 본 발명의 일 양태에 특유의 다른 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부 ex901을 이용한다는 구성을 생각할 수 있다. 복호 처리부의 공유화에 관해서는, 공통되는 처리 내용에 대해서는, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하기 위한 복호 처리부를 공유하며, MPEG4-AVC 규격에 특유의 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부를 이용하는 구성이어도 된다.

또, 처리를 일부 공유화하는 다른 예를 도 34b의 ex1000에 나타낸다. 이 예에서는, 본 발명의 일 양태에 특유의 처리 내용에 대응한 전용의 복호 처리부 ex1001과, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 대응한 전용의 복호 처리부 ex1002와, 본 발명의 일 양태에 관련된 동화상 복호 방법과 다른 종래 규격의 동화상 복호 방법에 공통되는 처리 내용에 대응한 공용의 복호 처리부 ex1003을 이용하는 구성으로 하고 있다. 여기서, 전용의 복호 처리부 ex1001, ex1002는, 반드시 본 발명의 일 양태, 또는, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 특화된 것이 아니며, 다른 범용 처리를 실행할 수 있는 것이어도 된다. 또, 본 실시의 형태의 구성을, LSI ex500로 실장하는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 일 양태에 관련된 동화상 복호 방법과, 종래의 규격의 동화상 복호 방법으로 공통되는 처리 내용에 대해서, 복호 처리부를 공유함으로써, LSI의 회로 규모를 작게 하고, 또한, 비용을 저감하는 것이 가능하다.

<산업상의 이용 가능성>

본 발명은, 부호화 효율을 거의 저감시키지 않고, 처리를 고속화할 수 있다는 효과를 나타내며, 예를 들면, 축적, 전송, 통신 등 다양한 용도로 이용 가능하다. 예를 들면, 본 발명은, 텔레비전, 디지털 비디오 레코더, 카 내비게이션, 휴대 전화, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 고해상도의 정보 표시 기기나 촬상 기기에 이용 가능하며, 이용 가치가 높다.

100: 화상 부호화 장치 101: 블록 분할부
102: 감산부 103: 변환부
104: 가변길이 부호화부 105, 202: 역변환부
106, 203: 가산부 107, 204: SAO 처리부
108, 206: 프레임 메모리 109, 207: 예측부
110: SAO 파라미터 부호화부 111: sao＿type＿idx 부호화부
112: sao＿offset 부호화부 113: sao＿offset 2치화부
114: 산술 부호화 전환부 115: 컨텍스트 0 산술 부호화부
116: 컨텍스트 1 산술 부호화부 117: 바이패스 산술 부호화부
200: 화상 복호 장치 201: 가변길이 복호부
205: 복호 블록 결합부 210: SAO 파라미터 복호부
211: sao＿type＿idx 복호부 212: sao＿offset 복호부
213: 산술 복호 전환부 214: 컨텍스트 0 산술 복호부
215: 컨텍스트 1 산술 복호부 216: 바이패스 산술 복호부
217: sao＿offset 다치화부

Claims (5)

1. 입력 화상을 부호화(code)하는 화상 부호화 방법으로서,
   SAO(Sample Adaptive Offset) 값에 대한 SAO 타입 파라미터를 결정하는 단계;
   인코딩된(encoded) 비트스트림으로 상기 SAO 타입 파라미터 - 상기 SAO 타입 파라미터는 상기 SAO 값이 밴드 오프셋 값임을 나타냄 - 를 인코딩하는 단계;
   상기 입력 화상에 대응하는 재구성된 화상의 픽셀 값에 추가될 상기 SAO 값 - 상기 SAO 값은 상기 SAO 값의 크기를 나타내는 정수 및 상기 SAO 값의 부호(sign)를 나타내는 부호 파라미터로 표현됨 - 을 결정하는 단계;
   고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 부호화를 사용하여 상기 결정된 정수를 상기 인코딩된 비트스트림으로 인코딩하는 단계; 및
   상기 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 부호화를 사용하여 상기 결정된 부호 파라미터를 상기 인코딩된 비트스트림으로 인코딩하는 단계
   를 포함하는 화상 부호화 방법.
2. 부호화된 화상을 복호화(decode)하는 화상 복호화 방법으로서,
   비트스트림으로부터 SAO 타입 파라미터를 복호화하는 단계;
   상기 SAO 타입 파라미터 - 상기 SAO 타입 파라미터는 SAO 값이 밴드 오프셋 값임을 나타내고, 상기 SAO 값은 상기 부호화된 화상에 대응하는 재구성된 화상의 픽셀 값에 추가될 것임 - 로부터 상기 SAO 값에 대한 SAO 타입을 결정하는 단계;
   상기 비트스트림으로부터, 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 복호화를 사용하여 상기 SAO 값의 크기를 나타내는 정수를 복호화하는 단계;
   상기 비트스트림으로부터, 상기 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 복호화를 사용하여 상기 SAO 값의 부호를 나타내는 부호 파라미터를 복호화하는 단계; 및
   상기 복호화된 정수 및 상기 복호화된 부호 파라미터를 사용하여 상기 SAO 값을 결정하는 단계
   를 포함하는, 화상 복호화 방법.
3. 제어 회로와, 상기 제어 회로에 전기적으로 접속되는 기억 장치를 구비하고, 입력 화상을 부호화하는 화상 부호화 장치로서,
   상기 제어 회로는,
   SAO(Sample Adaptive Offset) 값에 대한 SAO 타입 파라미터를 결정하고;
   인코딩된(encoded) 비트스트림으로 상기 SAO 타입 파라미터 - 상기 SAO 타입 파라미터는 상기 SAO 값이 밴드 오프셋 값임을 나타냄 - 를 인코딩하고;
   상기 입력 화상에 대응하는 재구성된 화상의 픽셀 값에 추가될 상기 SAO 값 - 상기 SAO 값은 상기 SAO 값의 크기를 나타내는 정수 및 상기 SAO 값의 부호(sign)를 나타내는 부호 파라미터로 표현됨 - 을 결정하고;
   고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 부호화를 사용하여 상기 결정된 정수를 상기 인코딩된 비트스트림으로 인코딩하며;
   상기 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 부호화를 사용하여 상기 결정된 부호 파라미터를 상기 인코딩된 비트스트림으로 인코딩하는 것
   을 실행하는 것인, 화상 부호화 장치.
4. 제어 회로와, 상기 제어 회로에 전기적으로 접속되는 기억 장치를 구비하고, 부호화 화상을 복호하는 화상 복호화 장치로서,
   상기 제어 회로는,
   비트스트림으로부터 SAO 타입 파라미터를 복호화하고;
   상기 SAO 타입 파라미터 - 상기 SAO 타입 파라미터는 SAO 값이 밴드 오프셋 값임을 나타내고, 상기 SAO 값은 상기 부호화된 화상에 대응하는 재구성된 화상의 픽셀 값에 추가될 것임 - 로부터 상기 SAO 값에 대한 SAO 타입을 결정하고;
   상기 비트스트림으로부터, 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 복호화를 사용하여 상기 SAO 값의 크기를 나타내는 정수를 복호화하고;
   상기 비트스트림으로부터, 상기 고정 확률을 이용하는 바이패스 산술 복호화를 사용하여 상기 SAO 값의 부호를 나타내는 부호 파라미터를 복호화하며;
   상기 복호화된 정수 및 상기 복호화된 부호 파라미터를 사용하여 상기 SAO 값을 결정하는 것
   을 실행하는 것인, 화상 복호화 장치.
5. 청구항 3에 기재된 화상 부호화 장치와,
   청구항 4에 기재된 화상 복호화 장치를 포함하는, 화상 부호화 복호화 장치.

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