KR20140029347A

KR20140029347A - 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법

Info

Publication number: KR20140029347A
Application number: KR1020137001109A
Authority: KR
Inventors: 도시야스 스기오; 다카히로 니시; 요우지 시바하라; 히사오 사사이
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2014-03-10
Also published as: US20190158867A1; US10237569B2; CN103004209A; JP6187886B2; JP2016187204A; BR112013001241A2; KR101913086B1; KR101820997B1; US20210105501A1; KR20180009387A; JP2017204882A; US9083981B2; US11838534B2; CN106878742B; US20150245048A1; CN106878742A; US10904556B2; JP2014042307A; US11317112B2; US20240056597A1

Abstract

부호화 대상 픽쳐에 가장 적합한 움직임 벡터를 도출함과 함께 압축률을 향상시킬 수 있는 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법을 제공한다. 동화상 부호화 장치(100)는, 복수의 예측 움직임 벡터 후보로부터 움직임 검출에 의해 도출된 움직임 벡터와의 오차가 가장 작은 예측 움직임 벡터 후보를 이용하여 움직임 벡터의 부호화를 실시한다고 결정하는 인터 예측 제어부(109), 픽쳐 타입 정보를 생성하는 픽쳐 타입 결정부(110), 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출하는 시간 다이렉트 벡터 산출부(111) 및 co-located 참조방향 플래그를 픽쳐마다 생성하는 co-located 참조방향 결정부(112)를 구비한다.

Description

동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법{VIDEO ENCODING METHOD AND VIDEO DECODING METHOD}

본 발명은 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법에 관한 것이다.

동화상 부호화 처리에서는 일반적으로, 동화상이 가지는 공간방향 및 시간방향의 중복성(Redundancy)을 이용하여 정보량이 압축된다. 여기서 일반적으로, 공간방향의 중복성을 이용하는 방법으로는 주파수 영역으로의 변환이 이용되고, 시간방향의 중복성을 이용하는 방법으로는 픽쳐 간 예측(이후, 인터 예측이라고 한다) 부호화 처리가 이용된다. 인터 예측 부호화 처리에서는, 어떤 픽쳐를 부호화할 때, 부호화 대상 픽쳐에 대해 표시 시간순으로 전방 또는 후방에 있는 부호화가 완료된 픽쳐를 참조 픽쳐로서 이용한다. 그리고, 그 참조 픽쳐에 대한 부호화 대상 픽쳐의 움직임 검출에 의해 움직임 벡터를 도출하고, 움직임 벡터에 근거하여 움직임 보상을 실시하여 얻어진 예측 화상 데이터와 부호화 대상 픽쳐의 화상 데이터의 차분을 취함으로써 시간방향의 중복성을 없앤다. 여기서, 움직임 검출에서는 부호화 픽쳐 내의 부호화 대상 블록과 참조 픽쳐 내의 블록의 차분치를 산출하고, 가장 차분치가 작은 참조 픽쳐 내의 블록을 참조 블록으로 한다. 그리고, 부호화 대상 블록과 참조 블록을 이용하여 움직임 벡터를 검출한다.

이미 표준화된 H.264라 불리는 동화상 부호화 방식에서는, 정보량의 압축을 위해 I 픽쳐, P 픽쳐, B 픽쳐라는 3종류의 픽쳐 타입을 이용하고 있다. I 픽쳐는 인터 예측 부호화 처리를 실시하지 않는, 즉 픽쳐 내 예측(이후, 인트라 예측이라고 한다) 부호화 처리를 실시하는 픽쳐이다. P 픽쳐는 표시 시간순으로 부호화 대상 픽쳐의 전방 또는 후방에 있는 이미 부호화가 완료된 하나의 픽쳐를 참조하여 인터 예측 부호화를 실시하는 픽쳐이다. B 픽쳐는, 표시 시간순으로 부호화 대상 픽쳐의 전방 또는 후방에 있는 이미 부호화가 완료된 두 개의 픽쳐를 참조하여 인터 예측 부호화를 실시하는 픽쳐이다.

인터 예측 부호화에서는, 참조 픽쳐를 특정하기 위한 참조 픽쳐 리스트를 생성한다. 참조 픽쳐 리스트는, 인터 예측에서 참조하는 부호화가 완료된 참조 픽쳐에 참조 픽쳐 인덱스를 할당한 리스트이다. 예를 들면, B 픽쳐에서는 두 개의 픽쳐를 참조하여 부호화를 실시할 수 있기 때문에, 두 개의 참조 픽쳐 리스트를 보유한다. 그리고, 참조 픽쳐 인덱스에 의해 참조 픽쳐 리스트로부터 참조 픽쳐를 특정한다.

도 1a는 참조 픽쳐에 대한 참조 픽쳐 인덱스의 할당을 설명하기 위한 도면이고, 도 1b 및 도 1c는 B 픽쳐에서의 참조 픽쳐 리스트의 일례를 나타내는 도면이다.

도 1a는, 예를 들면 표시순으로 참조 픽쳐 3, 참조 픽쳐 2, 참조 픽쳐 1, 부호화 대상 픽쳐의 순으로 나열되어 있는 경우를 상정하고 있다. 이 경우, 참조 픽쳐 리스트 1(이후, 참조 리스트 L0라고 한다)은 2방향 예측에서의 예측 방향 1의 참조 픽쳐 리스트의 예로, 도 1b에 나타내는 바와 같이 참조 픽쳐 인덱스 1의 값 「0」에 표시순 2의 참조 픽쳐 1, 참조 픽쳐 인덱스 1의 값 「1」에 표시순 1의 참조 픽쳐 2, 참조 픽쳐 인덱스 1의 값 「2」에 표시순 0의 참조 픽쳐 3을 할당하고 있다. 즉, 부호화 대상 픽쳐에 대해 표시순으로 시간적으로 가까운 순으로 참조 픽쳐 인덱스를 할당하고 있다. 한편, 참조 픽쳐 리스트 2(이후, 참조 리스트 L1라고 한다)는, 쌍방향 예측에서의 예측 방향 2의 참조 픽쳐 리스트의 예로, 도 1c에 나타내는 바와 같이 참조 픽쳐 인덱스 2의 값 「0」에 표시순 1의 참조 픽쳐 2, 참조 픽쳐 인덱스 2의 값 「1」에 표시순 2의 참조 픽쳐 1, 참조 픽쳐 인덱스 2의 값 「2」에 표시순 0의 참조 픽쳐 3을 할당하고 있다. 이와 같이, 각 참조 픽쳐에 대해 예측 방향마다 다른 참조 픽쳐 인덱스를 할당하는 것이나(도 1a에 나타내는 참조 픽쳐 1, 2), 같은 참조 픽쳐 인덱스를 할당하는 것이 가능하다(도 1a에 나타내는 참조 픽쳐 3). B 픽쳐의 부호화 시에는, 참조 리스트 L0를 이용하여 참조 픽쳐 인덱스 1로 특정되는 참조 픽쳐를 참조하는 움직임 벡터(mvL0)와 참조 리스트 L1를 이용하여 참조 픽쳐 인덱스 2로 특정되는 참조 픽쳐를 참조하는 움직임 벡터(mvL1)를 이용하여 인터 예측을 실시하게 된다. P 픽쳐의 경우에는, 참조 리스트가 하나 이용되게 된다.

또, H.264라 불리는 동화상 부호화 방식에서는 B 픽쳐의 부호화에서, 움직임 벡터를 도출할 때, 시간 다이렉트라는 부호화 모드를 선택할 수 있다. 시간 다이렉트에서의 인터 예측 부호화 방법을 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2는, 시간 다이렉트에서의 움직임 벡터를 나타내는 설명도로, 픽쳐 B2의 블록 a를 시간 다이렉트로 부호화하는 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 픽쳐 B2의 후방에 있는 참조 픽쳐인 픽쳐 P3 중의 블록 a와 같은 위치에 있는 블록 b를 부호화했을 때에 이용한 움직임 벡터 a를 이용한다. 움직임 벡터 a는 블록 b가 부호화되었을 때에 이용된 움직임 벡터로, 픽쳐 P1를 참조하고 있다. 블록 a는 움직임 벡터 a와 평행한 움직임 벡터를 이용하여 전방향 참조 픽쳐인 픽쳐 P1와 후방 참조 픽쳐인 픽쳐 P3로부터 참조 블록을 취득하고, 2 방향 예측을 실시하여 부호화된다. 즉, 블록 a를 부호화할 때에 이용되는 움직임 벡터는 픽쳐 P1에 대해서는 움직임 벡터 b, 픽쳐 P3에 대해서는 움직임 벡터 c가 된다.

ITU-T　H.264　03/2010

그러나, 종래의 시간 다이렉트에서는 시간 다이렉트 시에 이용하는 움직임 벡터는 표시 시간순으로 부호화 대상 픽쳐의 후방에 있는 참조 픽쳐의 움직임 벡터이면서 표시 시간순으로 전방향 움직임 벡터에 한정되어 있다.

이와 같이, 시간 다이렉트 시에 이용하는 움직임 벡터가 한정됨으로써 부호화 대상 픽쳐에 가장 적합한 움직임 벡터를 도출하는 것이 곤란해져, 압축률의 저하를 초래한다는 과제가 발생하고 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 시간 다이렉트 시에 이용하는 움직임 벡터를 적응적으로 선택함으로써, 부호화 대상 픽쳐에 가장 적합한 움직임 벡터를 도출함과 함께 압축률을 향상시킬 수 있는 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관한 동화상 부호화 방법은, 부호화 대상 픽쳐에 포함되는 부호화 대상 블록을 부호화하는 동화상 부호화 방법에 있어서, 상기 부호화 대상 픽쳐와는 다른 참조 픽쳐에 포함되면서 상기 참조 픽쳐 내에서의 위치가 부호화 대상 픽쳐 내에서의 부호화 대상 블록의 위치와 동일한 참조 블록이 표시순으로 전방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있는지 아닌지, 또는 표시순으로 후방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있는지 아닌지를 판단하는 판단 단계와, 상기 판단 단계에서, 상기 참조 블록이 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있다고 판단된 경우에, 두 개의 상기 참조 움직임 벡터를 각각 스케일링함으로써, 상기 부호화 대상 블록의 움직임 벡터 후보를 산출하는 산출 단계와, 상기 움직임 벡터 후보 중, 소정의 움직임 벡터와의 오차가 작은 움직임 벡터 후보를 선택하는 선택 단계와, 상기 소정의 움직임 벡터를 이용하여 상기 부호화 대상 블록을 부호화하고, 상기 소정의 움직임 벡터와 선택한 상기 움직임 벡터 후보의 오차와, 선택한 상기 움직임 벡터 후보를 특정하기 위한 정보를 부호화하는 부호화 단계를 포함한다.

또, 상기 판단 단계에서는, 상기 참조 픽쳐가 가지는 제1 참조 픽쳐 리스트와 제2 참조 픽쳐 리스트에서, 상기 참조 픽쳐가 참조하는 것이 가능한 픽쳐에 대한 인덱스의 할당순이 같은 경우에, 상기 참조 블록이 표시순으로 전방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있든지, 또는 표시순으로 후방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있다고 판단해도 된다.

또, 상기 산출 단계에서는, 상기 판단 단계에서, 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있지 않다고 판단되고, 상기 참조 픽쳐가 표시순으로 상기 부호화 대상 픽쳐보다 앞에 위치하고 있는 경우에, 상기 참조 블록의 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 후방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 스케일링함으로써, 상기 부호화 대상 블록의 상기 움직임 벡터 후보를 산출하고, 상기 판단 단계에서, 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있지 않다고 판단되고, 상기 참조 픽쳐가 표시순으로 상기 부호화 대상 픽쳐보다 뒤에 위치하고 있는 경우에, 상기 참조 블록의 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 스케일링함으로써, 상기 부호화 대상 블록의 상기 움직임 벡터 후보를 산출해도 된다.

또, 상기 소정의 움직임 벡터는, 움직임 검출에 의해 산출된 움직임 벡터여도 된다.

또, 상기 움직임 벡터 후보를 특정하기 위한 정보는 인덱스이고, 상기 부호화 단계에서는 상기 인덱스를 부호화할 때, 상기 인덱스의 값이 커질수록 부호길이가 긴 부호열을 할당해도 된다.

상기 산출 단계에서는, 상기 참조 블록이, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하면서 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 상기 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출하고, 상기 참조 블록이, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하면서 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 상기 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 후방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출해도 된다.

또, 상기 산출 단계에서는, 상기 참조 블록이, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하면서 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않고, 또, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 표시순으로 후방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출하고, 상기 참조 블록이, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 경우에, 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않으면서 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 표시순으로 후방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출해도 된다.

또, 상기 산출 단계에서는, 상기 제1 움직임 벡터 후보와 상기 제2 움직임 벡터 후보에 더하여, 상기 부호화 대상 블록의 좌측 이웃 블록의 움직임 벡터를 제3 움직임 벡터 후보로 하고, 상기 부호화 대상 블록의 상부 이웃 블록의 움직임 벡터를 제4 움직임 벡터 후보로 하고, 상기 부호화 대상 블록의 우측 상부 이웃 블록의 움직임 벡터를 제5 움직임 벡터 후보로 하며, 상기 제1 내지 제5의 움직임 벡터 후보 중, 상기 소정의 움직임 벡터와의 오차가 가장 작은 움직임 벡터 후보를 선택해도 된다.

또, 본 발명에 관한 동화상 복호화 방법은, 복호화 대상 픽쳐에 포함되는 복호화 대상 블록을 복호화하는 동화상 복호화 방법에 있어서, 상기 복호화 대상 픽쳐와는 다른 참조 픽쳐에 포함되면서 상기 참조 블록 내에서의 위치가 복호화 대상 픽쳐 내에서의 복호화 대상 블록의 위치와 동일한 참조 블록이 표시순으로 전방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있는지 아닌지, 또는 표시순으로 후방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있는지 아닌지를 판단하는 판단 단계와, 상기 판단 단계에서, 상기 참조 블록이 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있다고 판단된 경우에, 두 개의 상기 참조 움직임 벡터를 각각 스케일링함으로써, 상기 복호화 대상 블록의 움직임 벡터 후보를 산출하는 제1 산출 단계와, 상기 움직임 벡터 후보와 움직임 벡터 후보 인덱스의 값이 일대일로 대응하는 움직임 벡터 후보 리스트를 생성하는 생성 단계와, 복호에 이용하는 상기 움직임 벡터 후보를 특정하는 인덱스 정보를 복호화하는 제1 복호화 단계와, 소정의 움직임 벡터와 상기 움직임 벡터 후보의 오차 정보를 복호화하는 제2 복호화 단계와, 상기 움직임 벡터 후보 리스트의 상기 움직임 벡터 후보 중, 상기 인덱스 정보와 동일한 값의 상기 움직임 벡터 후보 인덱스로 특정되는 상기 움직임 벡터 후보와, 상기 오차 정보를 가산하고, 움직임 벡터를 산출하는 제2 산출 단계와, 상기 움직임 벡터를 이용하여 복호화 대상 블록을 복호화하는 제3 복호화 단계를 포함한다.

또, 상기 제1 산출 단계에서는, 상기 판단 단계에서, 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있지 않다고 판단되고, 상기 참조 픽쳐가 표시순으로 상기 복호화 대상 픽쳐보다 앞에 위치하고 있는 경우에, 상기 참조 블록의 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 후방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 스케일링함으로써, 상기 복호화 대상 블록의 움직임 벡터 후보를 산출하고, 상기 판단 단계에서, 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있지 않다고 판단되고, 상기 참조 픽쳐가 표시순으로 상기 복호화 대상 픽쳐보다 뒤에 위치하고 있는 경우에, 상기 참조 블록의 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 스케일링함으로써, 상기 복호화 대상 블록의 상기 움직임 벡터 후보를 산출해도 된다.

또, 상기 제1 산출 단계에서는, 상기 참조 블록이, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하면서 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 상기 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출하고, 상기 참조 블록이 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하면서 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 상기 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 후방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출해도 된다.

또, 상기 제1 산출 단계에서는, 상기 참조 블록이, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하면서 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않고, 또, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 표시순으로 후방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출하고, 상기 참조 블록이, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 경우에, 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않으면서 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 표시순으로 후방에 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출해도 된다.

또, 본 발명은 이러한 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법으로서 실현할 수 있을 뿐 아니라, 이러한 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법이 포함하는 특징적인 단계를 수단으로 하는 동화상 부호화 장치 및 동화상 복호화 장치로서 실현하거나, 그들 단계를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램으로서 실현할 수도 있다. 그리고, 그러한 프로그램은 컴퓨터 판독 가능한 CD-ROM 등의 기록 매체로서 실현하거나, 그 프로그램을 나타내는 정보, 데이터 또는 신호로서 실현할 수도 있다. 그리고, 그들 프로그램, 정보, 데이터 및 신호는 인터넷 등의 통신 네트워크를 통해 전송해도 된다.

본 발명에 의하면, 시간 다이렉트 시에 이용하는 움직임 벡터를 적응적으로 선택함으로써, 부호화 대상 픽쳐에 가장 적합한 움직임 벡터를 도출하는 것이 가능해짐과 함께 압축률을 향상시키는 것이 가능해진다.

도 1a는 참조 픽쳐에 대한 참조 픽쳐 인덱스의 할당을 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 B 픽쳐에서의 참조 픽쳐 리스트의 일례를 나타내는 도면이다.
도 1c는 B 픽쳐에서의 참조 픽쳐 리스트의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 시간 다이렉트에서의 움직임 벡터를 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명에 관한 동화상 부호화 방법을 이용한 동화상 부호화 장치의 일 실시형태의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 관한 동화상 부호화 방법의 처리 흐름의 개요를 나타내는 플로차트이다.
도 5a는 예측 움직임 벡터 후보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5b는 예측 움직임 벡터 인덱스의 할당방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 예측 움직임 벡터 인덱스를 가변길이 부호화할 때에 이용하는 부호표의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 실시형태 1에서의 인터 예측 제어부에서의 예측 움직임 벡터 후보의 결정 흐름을 나타내는 플로차트이다.
도 8은 도 4의 단계 S102의 상세한 처리 흐름을 나타내는 플로차트이다.
도 9a는 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출하는 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9b는 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출하는 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
10a는 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출하는 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10b는 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출하는 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11a는 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출하는 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11b는 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출하는 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 4의 단계 S102의 실시형태 2에서의 상세한 처리 흐름을 나타내는 플로차트이다.
도 13은 본 발명에 관한 동화상 복호화 방법을 이용한 동화상 복호화 장치의 일 실시형태의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 14는 본 발명에 관한 동화상 복호화 방법의 처리 흐름의 개요를 나타내는 플로차트이다.
도 15는 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템의 전체 구성도이다.
도 16은 디지털 방송용 시스템의 전체 구성도이다.
도 17은 텔레비젼의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 18은 광디스크인 기록 미디어에 정보를 읽고 쓰는 정보 재생/기록부의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 19는 광디스크인 기록 미디어의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 20a는 휴대전화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 20b는 휴대전화의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 21은 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 22는 각 스트림이 다중화 데이터에서 어떻게 다중화되고 있는지를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 23은 PES 패킷열에 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더 상세하게 나타낸 도면이다.
도 24는 다중화 데이터에서의 TS 패킷과 소스 패킷의 구조를 나타내는 도면이다.
도 25는 PMT의 데이터 구성을 나타내는 도면이다.
도 26은 다중화 데이터 정보의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 27은 스트림 속성 정보의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 28은 영상 데이터를 식별하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 29는 각 실시형태의 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법을 실현하는 집적회로의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 30은 구동 주파수를 전환하는 구성을 나타내는 도면이다.
도 31은 영상 데이터를 식별하고, 구동 주파수를 전환하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 32는 영상 데이터의 규격과 구동 주파수를 대응시키는 룩업 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 33a는 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 33b는 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 다른 일례를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시형태 1)

도 3은, 본 발명에 관한 동화상 부호화 방법을 이용한 동화상 부호화 장치의 일 실시형태의 구성을 나타내는 블럭도이다.

동화상 부호화 장치(100)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 직교변환부(101), 양자화부(102), 역양자화부(103), 역직교변환부(104), 블록 메모리(105), 프레임 메모리(106), 인트라 예측부(107), 인터 예측부(108), 인터 예측 제어부(109), 픽쳐 타입 결정부(110), 시간 다이렉트 벡터 산출부(111), co-located 참조방향 결정부(112) 및 가변길이 부호화부(113)를 구비하고 있다.

직교변환부(101)는 입력 화상열에 대해 화상 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환을 실시한다. 양자화부(102)는, 주파수 영역으로 변환된 입력 화상열에 대해 양자화 처리를 실시한다. 역양자화부(103)는, 양자화부(102)에 의해 양자화 처리된 입력 화상열에 대해 역양자화 처리를 실시한다. 역직교변환부(104)는, 역양자화 처리된 입력 화상열에 대해 주파수 영역으로부터 화상 영역으로의 변환을 실시한다. 블록 메모리(105)는 입력 화상열을 블록 단위로 보존하고, 프레임 메모리(106)는 입력 화상열을 프레임 단위로 보존한다. 픽쳐 타입 결정부(110)는 I 픽쳐, B 픽쳐, P 픽쳐 중 어느 픽쳐 타입으로 입력 화상열을 부호화할지를 결정하고, 픽쳐 타입 정보를 생성한다. 인트라 예측부(107)는, 블록 메모리(105)에 보존되어 있는 블록 단위의 입력 화상열을 이용하여 부호화 대상 블록을 인트라 예측에 의해 부호화하고, 예측 화상 데이터를 생성한다. 인터 예측부(108)는, 프레임 메모리(106)에 보존되어 있는 프레임 단위의 입력 화상과 움직임 검출에 의해 도출한 움직임 벡터를 이용하여 부호화 대상 블록을 인터 예측에 의해 부호화하고, 예측 화상 데이터를 생성한다. co-located 참조방향 결정부(112)는, 부호화 대상 픽쳐보다 표시 시간순으로 전방에 위치하는 픽쳐에 포함되는 블록(이후, 전방 참조 블록이라고 한다), 또는 후방에 위치하는 픽쳐에 포함되는 블록(이후, 후방 참조 블록이라고 한다) 중 어느 것을 co-located 블록으로 할지를 결정한다. 또, co-located 참조방향 결정부(112)는, 전방 참조 블록 또는 후방 참조 블록 중 어느 것을 co-located 블록으로서 결정했는지에 따라 co-located 참조방향 플래그를 픽쳐마다 생성하고, 부호화 대상 픽쳐에 부수(concomitance)시킨다. 여기서, co-located 블록이란 부호화 대상 블록을 포함하는 픽쳐와는 다른 픽쳐 내의 블록이면서 픽쳐 내에서의 위치가 부호화 대상 블록과 같은 위치가 되는 블록이다.

시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는, co-located 블록의 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출한다. 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는, co-located 블록이 두 개의 전방 참조 움직임 벡터 또는 두 개의 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있는 경우에는, co-located 블록의 두 개의 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1, 시간 다이렉트 벡터 2)를 도출한다. 또, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는, 시간 다이렉트 벡터 1, 시간 다이렉트 벡터 2에 각각에 대응하는 예측 움직임 벡터 인덱스의 값을 할당한다. 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는, co-located 블록이 두 개의 전방 참조 움직임 벡터 또는 두 개의 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, co-located 블록이 전방 참조 블록인지, 후방 참조 블록인지에 따라 시간 다이렉트에 이용하는 co-located 블록의 움직임 벡터를 결정한다. 즉, co-located 블록이 후방 참조 블록인 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는, co-located 블록의 전방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. 여기서, co-located 블록이 전방 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 후방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. 한편, co-located 블록이 전방 참조 블록인 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는, co-located 블록의 후방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. 여기서, co-located 블록이 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는, 전방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다.

인터 예측 제어부(109)는, 복수의 예측 움직임 벡터 후보로부터 움직임 검출에 의해 도출된 움직임 벡터와의 오차가 가장 작은 예측 움직임 벡터 후보를 이용하여 움직임 벡터의 부호화를 실시한다고 결정한다. 여기서, 오차는 예측 움직임 벡터 후보와 움직임 검출에 의해 도출된 움직임 벡터의 차분치를 나타낸다. 또, 결정한 예측 움직임 벡터에 대응하는 예측 움직임 벡터 인덱스를 블록마다 생성한다. 그리고, 예측 움직임 벡터 인덱스와, 예측 움직임 벡터 후보와 움직임 벡터의 오차를 나타내는 오차 정보를 가변길이 부호화부(113)에 보낸다.

직교변환부(101)는, 생성된 예측 화상 데이터와 입력 화상열의 예측 오차 데이터에 대해 화상 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환을 실시한다. 양자화부(102)는, 주파수 영역으로 변환한 예측 오차 데이터에 대해 양자화 처리를 실시한다. 가변길이 부호화부(113)는 양자화 처리된 예측 오차 데이터, 예측 움직임 벡터 인덱스, 예측 움직임 벡터 후보의 오차 정보, 픽쳐 타입 정보, co-located 참조방향 플래그에 대해 가변길이 부호화 처리를 실시함으로써, 비트 스트림을 생성한다.

도 4는, 본 발명에 관한 동화상 부호화 방법의 처리 흐름의 개요를 나타내는 플로차트이다. 단계 S101에서는, co-located 참조방향 결정부(112)는 예측 움직임 벡터 후보를 시간 다이렉트로 도출할 때, 전방 참조 블록 또는 후방 참조 블록 중 어느 것을 co-located 블록으로 할지 결정한다. 또, co-located 참조방향 결정부(112)는 co-located 블록이 전방 참조 블록인지 후방 참조 블록인지를 나타내는 co-located 참조방향 플래그를 픽쳐마다 생성하고, 픽쳐에 부수시킨다.

단계 S102에서는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록의 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출한다. 즉, co-located 블록이 두 개의 전방 참조 움직임 벡터 또는 두 개의 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있는 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록의 두 개의 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1, 시간 다이렉트 벡터 2)를 도출한다. 또, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 시간 다이렉트 벡터 1, 시간 다이렉트 벡터 2에 각각에 대응하는 예측 움직임 벡터 인덱스의 값을 할당한다. 여기서 일반적으로, 예측 움직임 벡터 인덱스는 값이 작은 경우에 필요한 정보량이 적어진다. 한편, 값이 커지면 필요한 정보량이 커진다. 따라서, 보다 정밀도가 높은 움직임 벡터가 될 가능성이 높은 움직임 벡터에 대응하는 예측 움직임 벡터 인덱스의 값을 작게 하면, 부호화 효율이 높아진다. 그래서, co-located 블록의 참조 움직임 벡터 1(mvL0)을 이용하여 도출한 시간 다이렉트 벡터 1에 대한 인덱스의 값을 co-located 블록의 참조 움직임 벡터 2(mvL1)를 이용하여 도출한 시간 다이렉트 벡터 2에 대한 인덱스의 값보다 작게 한다. co-located 블록이 두 개의 전방 참조 움직임 벡터 또는 두 개의 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있는 경우에는, 참조 움직임 벡터 2보다 참조 움직임 벡터 1을 우선하여 움직임 검출했을 가능성이 높고, 참조 움직임 벡터 1을 이용하여 도출한 시간 다이렉트 벡터가 정밀도가 좋아질 가능성이 높기 때문이다. 또, co-located 블록을 포함하는 픽쳐로부터 co-located 블록이 참조하는 참조 픽쳐까지의 거리에 근거하여 인덱스의 값을 할당해도 된다. 예를 들면, co-located 블록을 포함하는 픽쳐로부터 co-located 블록이 참조하는 참조 픽쳐까지의 사이에 포함되는 픽쳐수에 따라 거리를 결정한다. 참조 움직임 벡터 1의 거리가 참조 움직임 벡터 2의 거리보다 짧은 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 1의 인덱스의 값을 시간 다이렉트 2의 인덱스의 값보다 작게 한다. 참조 움직임 벡터의 절대치의 크기에 근거하여 인덱스의 값을 결정해도 된다.

한편, co-located 블록이 두 개의 전방 참조 움직임 벡터 또는 두 개의 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록이 전방 참조 블록인지 후방 참조 블록인지에 따라 시간 다이렉트에 이용하는 co-located 블록의 움직임 벡터를 결정한다. 즉, co-located 블록이 후방 참조 블록인 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록의 전방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. 여기서, co-located 블록이 전방 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 후방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. 한편, co-located 블록이 전방 참조 블록인 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록의 후방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. 여기서, co-located 블록이 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 전방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다.

단계 S103에서는, 인터 예측 제어부(109)는 움직임 검출에 의해 도출된 움직임 벡터를 이용하여 인터 예측에 의해 픽쳐를 부호화한다. 또, 인터 예측 제어부(109)는, 예측 움직임 벡터 후보로부터 오차가 가장 작은 예측 움직임 벡터를 이용하여 움직임 벡터의 부호화를 실시한다고 결정한다. 예를 들면, 예측 움직임 벡터 후보와 움직임 검출에 의해 도출된 움직임 벡터의 차분치를 오차로 하고, 가장 오차가 작은 예측 움직임 벡터 후보를 움직임 벡터의 부호화를 실시할 때에 이용한다고 결정한다. 그리고, 가변길이 부호화부(113)는 선택된 예측 움직임 벡터 후보에 대응하는 예측 움직임 벡터 인덱스와 결정된 예측 움직임 벡터 후보의 오차 정보를 가변길이 부호화한다.

도 5a는, 예측 움직임 벡터 후보의 일례를 나타내는 도면이다. 움직임 벡터 A(MV_A)는, 부호화 대상 블록의 좌측 이웃에 위치하는 인접 블록 A의 움직임 벡터이다. 움직임 벡터 B(MV_B)는, 부호화 대상 블록의 상부 이웃에 위치하는 인접 블록 B의 움직임 벡터이다. 움직임 벡터 C(MV_C)는, 부호화 대상 블록의 우측 상부 이웃에 위치하는 인접 블록 C의 움직임 벡터이다. 또, Median(MV_A, MV_B, MV_C)는 움직임 벡터 A, B, C의 중간치를 나타내고 있다. 여기서, 중간치는 이하에 나타내는(식 1)~(식 3)에 의해 도출된다.

도 5b는, 예측 움직임 벡터 인덱스의 할당방법의 일례를 나타내는 도면이다. 예측 움직임 벡터 인덱스의 값은 Median(MV_A, MV_B, MV_C)에 대응하는 값을 「0」으로 하고, 움직임 벡터 A에 대응하는 값을 「1」로 하고, MV_B에 대응하는 값을 「2」로 하고, MV_C에 대응하는 값을 「3」으로 하고, 시간 다이렉트 벡터 1에 대응하는 값을 「4」로 하고, 시간 다이렉트 벡터 2에 대응하는 값을 「5」로 하고 있다. 예측 움직임 벡터 인덱스의 할당방법은, 이 예에 한정하지 않는다.

도 6은, 예측 움직임 벡터 인덱스를 가변길이 부호화할 때에 이용하는 부호표의 일례를 나타내는 도면이다. 예측 움직임 벡터 인덱스의 값이 작은 순으로, 부호길이가 짧은 부호를 할당하고 있다. 따라서, 예측 정밀도가 좋을 가능성이 높은 예측 움직임 벡터 후보에 대응하는 예측 움직임 벡터 인덱스의 값을 작게 함으로써, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.

도 7은, 인터 예측 제어부(109)에서의 예측 움직임 벡터 후보의 결정 흐름을 나타내는 플로차트이다. 단계 S201에서는, 예측 움직임 벡터 후보 인덱스 mvp_idx=0, 최소 움직임 벡터 오차=∞로 한다. 단계 S202에서는, 예측 움직임 벡터 후보 인덱스 mvp_idx가 예측 움직임 벡터 후보수보다 작은지 아닌지를 판단한다. 단계 S202에서, 예측 움직임 벡터 후보 인덱스 mvp_idx가 예측 움직임 벡터 후보수보다 작다고 판단된 경우(단계 S202에서 Yes)에, 단계 S203에서는, 움직임 벡터 오차를 움직임 검출에 의해 도출한 움직임 벡터와 예측 움직임 벡터 후보의 차에 의해 산출한다. 단계 S204에서는, 단계 S202에서 산출한 움직임 벡터 오차가 최소 움직임 벡터 오차보다 작은지 아닌지를 판단한다. 단계 S204에서 움직임 벡터 오차가 최소 움직임 벡터 오차보다 작다고 판단된 경우(단계 S204에서 Yes)에, 단계 S205에서는 최소 움직임 벡터 오차를 산출한 움직임 벡터 오차로 하고, 예측 움직임 벡터 인덱스를 예측 움직임 벡터 후보 인덱스 mvp_idx로 한다. 단계 S206에서는, 예측 움직임 벡터 후보 인덱스 mvp_idx에 「1」을 가산하고, 단계 S202로 되돌아간다. 단계 S202에서, 예측 움직임 벡터 후보 인덱스 mvp_idx가 예측 움직임 벡터 후보수보다 작지 않다고 판단된 경우(단계 S202에서 No)에, 단계 S207에서는 최소 움직임 벡터 오차와 예측 움직임 벡터 인덱스를 가변길이 부호화한다. 이상과 같이 도 7에 나타내는 흐름에 의해, 움직임 검출에 의해 도출한 움직임 벡터와의 오차가 가장 작은 예측 움직임 벡터 후보를 움직임 벡터를 부호화할 때에 이용한다고 결정한다. 그리고, 결정한 예측 움직임 벡터 후보의 오차 정보와 결정한 예측 움직임 벡터를 나타내는 예측 움직임 벡터 인덱스를 가변길이 부호화한다.

도 8은, 도 4의 단계 S102의 상세한 처리 흐름을 나타내는 플로차트이다. 이하, 도 8에 대해 설명한다. 단계 S301에서는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록이 참조 움직임 벡터를 가지고 있는지 아닌지를 판단한다. 단계 S301에서, co-located 블록이 참조 움직임 벡터를 가지고 있다고 판단된 경우(단계 S301에서 Yes)에, 단계 S302에서는 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록이 전방을 2번 참조 또는 후방을 2번 참조하고 있는지 아닌지를 판단한다. 단계 S302에서, co-located 블록이 전방을 2번 참조 또는 후방을 2번 참조하고 있다고 판단된 경우(단계 S302에서 Yes)에는, 단계 S303에서는 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록의 움직임 벡터(mvL0)를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. 단계 S304에서는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록의 움직임 벡터(mvL1)를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 2)를 도출한다. 단계 S305에서는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 예측 움직임 벡터 후보에 시간 다이렉트 벡터 1, 2를 추가한다.

단계 S302에서, co-located 블록이 전방을 2번 참조 또는 후방을 2번 참조하고 있지 않다고 판단된 경우(단계 S302에서 No)에는, 단계 S306에서는 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록이 후방 참조 블록인지 아닌지를 판단한다. 단계 S306에서, co-located 블록이 후방 참조 블록이라고 판단된 경우(단계 S306에서 Yes)에, 단계 S7에서는 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록이 전방 참조 움직임 벡터(mvL0)를 가지는지 아닌지를 판단한다. 단계 S7에서, co-located 블록이 전방 참조 움직임 벡터(mvL0)를 가진다고 판단된 경우(단계 S307에서 Yes)에는, 단계 S308에서는 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는, 전방 참조 움직임 벡터(mvL0)를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 시간 다이렉트 벡터 1을 도출한다. 한편, 단계 S307에서 co-located 블록이 전방 참조 움직임 벡터(mvL0)를 가지고 있지 않다고 판단된 경우(단계 S307에서 No)에는, 단계 S309에서는 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록의 후방 참조 움직임 벡터(mvL1)를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 시간 다이렉트 벡터 1을 도출한다. 단계 S306에서, co-located 블록이 후방 참조 블록이 아닌, 즉 전방 참조 블록이라고 판단된 경우(단계 S306에서 No)에는, 단계 S310에서는 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록이 후방 참조 움직임 벡터(mvL1)를 가지고 있는지 아닌지를 판단한다. 단계 S10에서, co-located 블록이 후방 참조 움직임 벡터(mvL1)를 가지고 있다고 판단된 경우(단계 S310에서 Yes)에, 단계 S311에서는 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 후방 참조 움직임 벡터(mvL1)를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. 한편, 단계 S310에서 co-located 블록이 후방 참조 움직임 벡터(mvL1)를 가지고 있지 않다고 판단된 경우(단계 S310에서 No)에는, 단계 S312에서는 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록의 전방 참조 움직임 벡터(mvL0)를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 시간 다이렉트 벡터 1을 도출한다. 단계 S13에서는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 단계 S308, 단계 S309, 단계 S311, 단계 S312에서 도출한 시간 다이렉트 벡터 1을 예측 움직임 벡터 후보에 추가한다.

단계 S301에서, co-located 블록이 참조 움직임 벡터(mvL0, mvL1)를 가지고 있지 않다고 판단된 경우(단계 S301에서 No)에는, 단계 S314에서는 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출하지 않고, 예측 움직임 벡터 후보에 추가하지 않는다.

다음으로, 시간 다이렉트에 의해 움직임 벡터를 도출하는 방법에 대해 상세하게 설명한다.

도 9a는, co-located 블록이 전방으로 2번 참조하고 있는 경우, 즉 전방 참조 움직임 벡터를 두 개(mvL0, mvL1) 가지고 있는 경우에, 각각의 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1, 시간 다이렉트 벡터 2)를 도출하는 방법을 나타내고 있다. 이하의 계산식에 의해 예측 움직임 벡터 후보(TemporalMV1, 2)를 도출한다.

TemporalMV1=mvL0×(B8-B4)/(B4-B2)…(식 4)

TemporalMV2=mvL1×(B8-B4)/(B4-B0)…(식 5)

여기서, (B4-B0)는 픽쳐 B4와 픽쳐 B0의 표시 시간에서의 시간차 정보, (B8-B4)는 픽쳐 B8와 픽쳐 B4의 표시 시간에서의 시간차 정보를 나타낸다.

도 9b는, co-located 블록이 후방으로 2번 참조하고 있는 경우, 즉 후방 참조 움직임 벡터를 두 개(mvL0, mvL1) 가지고 있는 경우에, 각각의 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1, 시간 다이렉트 벡터 2)를 도출하는 방법을 나타내고 있다. 이하의 계산식에 의해 예측 움직임 벡터 후보(TemporalMV1, 2)를 도출한다.

TemporalMV1=mvL0×(B2-B0)/(B4-B2)…(식 6)

TemporalMV2=mvL1×(B2-B0)/(B8-B2)…(식 7)

도 10a는 co-located 블록이 후방 참조 블록이고, 전방 참조 움직임 벡터와 후방 참조 움직임 벡터를 가지는 경우에, 전방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출하는 방법을 나타내고 있다. 전방 참조 움직임 벡터를 이용하여 이하의 계산식에 의해 예측 움직임 벡터 후보(TemporalMV1)를 도출한다.

TemporalMV1=mvL0×(B2-B0)/(B4-B0)…(식 8)

여기서, (B2-B0)는 픽쳐 B2와 픽쳐 B0의 표시 시간에서의 시간차 정보, (B4-B0)는 픽쳐 B4와 픽쳐 B0의 표시 시간에서의 시간차 정보를 나타낸다.

도 10b는 co-located 블록이 후방 참조 블록이고, 후방 참조 움직임 벡터만 가지는 경우에, 후방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출하는 방법을 나타내고 있다. 후방 참조 움직임 벡터를 이용하여 이하의 계산식에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출한다.

TemporalMV1=mvL1×(B2-B0)/(B4-B8)…(식 9)

도 11a는, co-located 블록이 전방 참조 블록이고, 전방 참조 움직임 벡터와 후방 참조 움직임 벡터를 가지는 경우에, 후방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출하는 방법을 나타내고 있다. 후방 참조 움직임 벡터를 이용하여 이하의 계산식에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출한다.

TemporalMV1=mvL1×(B6-B8)/(B4-B8)…(식 10)

도 11b는 co-located 블록이 전방 참조 블록이고, 전방 참조 움직임 벡터만 가지는 경우에, 전방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출하는 방법을 나타내고 있다. 후방 참조 움직임 벡터를 이용하여 이하의 계산식에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출한다.

TemporalMV1=mvL0×(B6-B8)/(B4-B0)…(식 11)

이와 같이, 본 실시형태는 움직임 벡터를 부호화할 때, 복수의 예측 움직임 벡터 후보로부터 가장 오차가 작은 예측 움직임 벡터 후보를 이용함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 움직임 검출에 의한 움직임 벡터와 예측 움직임 벡터 후보의 차분치를 오차로 한다. 또, co-located 블록의 위치 및 co-located 블록이 가지는 참조 움직임 벡터의 수에 따라 시간 다이렉트 시에 이용하는 co-located 블록의 참조 움직임 벡터를 선택함으로써, 정밀도가 높은 예측 움직임 벡터 후보로 좁힐 수 있어 부호화, 복호화 시의 처리 부하를 경감하는 것이 가능해진다. 구체적으로는, co-located 블록이 전방 2번 참조 또는 후방 2번 참조하고 있는 경우에는, co-located 블록의 두 개의 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 도출한 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1, 시간 다이렉트 벡터 2)의 정밀도가 근사할 가능성이 높다. 따라서, 이러한 경우에는 양쪽 모두를 예측 움직임 벡터 후보로 한다. 한편, co-located 블록이 전방 참조 움직임 벡터와 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있는 경우에는, co-located 블록의 위치에 따라 시간 다이렉트에 이용하는 움직임 벡터를 선택한다. co-located 블록이 후방 참조 블록인 경우에는, 전방 참조 움직임 벡터를 이용한다. 전방 참조 움직임 벡터는 co-located 블록을 포함하는 픽쳐로부터 부호화 대상 블록을 포함하는 픽쳐 방향으로의 움직임 벡터로, 후방 참조 움직임 벡터보다 예측 오차가 작아질 가능성이 높기 때문이다. 한편, co-located 블록이 전방 참조 블록인 경우에는, 후방 참조 움직임 벡터를 이용한다. 후방 참조 움직임 벡터는 co-located 블록을 포함하는 픽쳐로부터 부호화 대상 블록을 포함하는 픽쳐 방향으로의 움직임 벡터로, 전방 참조 움직임 벡터보다 예측 오차가 작아질 가능성이 높기 때문이다.

또한, 본 실시형태에서는 co-located 블록이 전방 2번 참조 또는 후방 2번 참조하고 있는지 아닌지를 판단하고 있지만, 또, co-located 블록의 위치도 동시에 판단해도 된다. 구체적으로는, 도 8의 단계 S302에서 co-located 블록이 전방 참조 블록인 경우에 전방을 2번 참조하고 있는지, 또는 co-located 블록이 후방 참조 블록인 경우에 후방을 2번 참조하고 있는지를 판단한다. co-located 블록이 후방 참조 블록인 경우에, 후방 참조 움직임 벡터는 co-located 블록을 포함하는 픽쳐로부터 부호화 대상 블록을 포함하는 픽쳐와는 반대 측에 위치하는 픽쳐 방향으로의 움직임 벡터이기 때문에 예측 정밀도가 낮아진다. 이러한 경우에, 시간 다이렉트 벡터 1, 2의 양쪽 모두를 도출함으로써 예측 정밀도를 높인다. 이와 같이, 예측 정밀도가 낮아지는 경우에만 시간 다이렉트 벡터 1, 2를 구함으로써, 예측 정밀도를 높이면서 처리량을 억제하는 것이 가능해진다.

또, 도 8에서는 co-located 블록이 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 시간 다이렉트 벡터를 산출하지 않다고 하고 있지만, 다른 블록을 co-located 블록으로 함으로써 시간 다이렉트 벡터를 산출하는 것이 가능하다. 예를 들면, co-located 블록이 후방 참조 블록이고, 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 전방 참조 블록을 co-located 블록으로 하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 전방 참조 블록의 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 후방의 참조 움직임 벡터를 이용함으로써 예측 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다. 또, 전방 참조 블록이 표시순으로 후방의 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 표시순으로 전방의 참조 움직임 벡터를 이용함으로써 시간 다이렉트 벡터를 도출하는 것이 가능해진다. 한편, co-located 블록이 전방 참조 블록이며, 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 후방 참조 블록을 co-located 블록으로 하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 후방 참조 블록의 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 전방의 참조 움직임 벡터를 이용함으로써 예측 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다. 또, 후방 참조 블록이 표시순으로 전방의 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 표시순으로 후방의 참조 움직임 벡터를 이용함으로써 시간 다이렉트 벡터를 도출하는 것이 가능해진다. 또한, co-located 블록은 부호화 대상 픽쳐의 참조 픽쳐 리스트 L0의 인덱스의 값이 「0」인 픽쳐 내의 블록을 이용하고 있다. 따라서, 참조 픽쳐 리스트 L0의 인덱스의 값이 「0」으로 특정되는 co-located 블록이 참조 움직임 벡터를 갖지 않는 경우에는, 참조 픽쳐 리스트 L1의 인덱스의 값이 「0」으로 특정되는 co-located 블록의 참조 움직임 벡터를 이용하는 것을 생각할 수 있다.

(실시형태 2)

본 실시형태는, 도 8에 나타내는 판단 단계 S302가 실시형태 1과 다르다. 이하, 실시형태 1과 다른 점을 중심으로 설명한다.

도 12는, 도 4의 단계 S102의 실시형태 2에서의 상세한 처리 흐름을 나타내는 플로차트이다. 이하, 도 12에 대해 설명한다.

도 12의 단계 S402에서는 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 참조 리스트 L1와 참조 리스트 L2에서의 참조 픽쳐에 대한 참조 픽쳐 인덱스의 할당방법이 같은지를 판단하고 있다. 일반적으로, 참조 리스트 L2는, 표시 시간순으로 부호화 대상 픽쳐보다 후방에 위치하는 픽쳐에 대해 참조 픽쳐 인덱스를 할당한다. 한편, 참조 리스트 L1는, 표시 시간순으로 부호화 대상 픽쳐보다 전방에 위치하는 픽쳐에 대해 참조 픽쳐 인덱스를 할당한다. 따라서, 참조 리스트 L2와 참조 리스트 L1에서의 참조 픽쳐에 대한 참조 픽쳐 인덱스의 할당방법이 같은 경우에는, 참조방향이 부호화 대상 픽쳐보다 표시순으로 전방 또는 후방 중 어느 한쪽으로 제한된다.

단계 S402에서, 참조 리스트 L1와 참조 리스트 L2에서의 참조 픽쳐에 대한 참조 픽쳐 인덱스의 할당방법이 같다고 판단된 경우(단계 S402에서 Yes)에, 단계 S403, 단계 S404에서, 시간 다이렉트 벡터 산출부(111)는 co-located 블록의 참조 움직임 벡터 mvL0, mvL1를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 시간 다이렉트 벡터 1, 2를 도출한다. 참조 움직임 벡터 mvL0, mvL1는 같은 참조방향이기 때문에 예측 정밀도가 근사한다. 따라서, 양쪽 모두를 예측 움직임 벡터 후보에 추가함으로써 예측 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다. co-located 블록이 참조 움직임 벡터 mvL0, mvL1 중 어느 한쪽만 가지고 있는 경우에는, 어느 한쪽만을 이용하여 시간 다이렉트에 의해 시간 다이렉트 벡터 1을 도출한다. 즉, S3, S4 중 어느 한쪽만을 실행한다. 단계 S406 이후의 처리는 실시형태 1과 같기 때문에 설명을 생략한다.

이와 같이, 본 실시형태는 참조 리스트에 근거하여 판단을 실시함으로써, 부호화·복호화 시의 처리량을 경감하고 있다. 참조 리스트는 픽쳐마다 가지고 있기 때문에 픽쳐 단위로 판단하면 되고, 블록 단위로 판단할 필요가 없어지기 때문에 처리량을 경감하는 것이 가능해진다.

(실시형태 3)

도 13은, 본 발명에 관한 동화상 복호화 방법을 이용한 동화상 복호화 장치의 일 실시형태의 구성을 나타내는 블럭도이다.

본 실시형태에서는, 복호화 대상 픽쳐보다 표시 시간순으로 전방에 위치하는 픽쳐에 포함되는 블록을 전방 참조 블록이라고 한다. 또, 복호화 대상 픽쳐보다 표시 시간순으로 후방에 위치하는 픽쳐에 포함되는 블록을 후방 참조 블록이라고 한다.

동화상 복호화 장치(200)는 도 13에 나타내는 바와 같이, 가변길이 복호화부(201), 역양자화부(202), 역직교변환부(203), 블록 메모리(204), 프레임 메모리(205), 인트라 예측부(206), 인터 예측부(207), 인터 예측 제어부(208), 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)를 구비하고 있다.

가변길이 복호화부(201)는 입력된 비트 스트림에 대해 가변길이 복호화 처리를 실시하고, 픽쳐 타입 정보, 예측 움직임 벡터 인덱스, co-located 참조방향 플래그, 가변길이 복호화 처리를 실시한 비트 스트림을 생성한다. 역양자화부(202)는, 가변길이 복호화 처리를 실시한 비트 스트림에 대해 역양자화 처리를 실시한다. 역직교변환부(203)는, 역양자화 처리를 실시한 비트 스트림을 주파수 영역으로부터 화상 영역으로 변환하고, 예측 오차 화상 데이터로 한다. 블록 메모리(204)는, 예측 오차 화상 데이터와 예측 화상 데이터가 가산되어 생성된 화상열을 블록 단위로 보존하고, 프레임 메모리(205)는 화상열을 프레임 단위로 보존한다. 인트라 예측부(206)는 블록 메모리(204)에 보존되어 있는 블록 단위의 화상열을 이용하여 인트라 예측함으로써, 복호화 대상 블록의 예측 오차 화상 데이터를 생성한다. 인터 예측부(207)는, 프레임 메모리(205)에 보존되어 있는 프레임 단위의 화상열을 이용하여 인터 예측함으로써, 복호화 대상 블록의 예측 오차 화상 데이터를 생성한다. 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는, co-located 블록의 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출한다. co-located 블록이 두 개의 전방 참조 움직임 벡터 또는 두 개의 후방 참조의 움직임 벡터를 가지고 있는 경우에는, co-located 블록의 두 개의 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1, 시간 다이렉트 벡터 2)를 도출한다. 또, 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는, 시간 다이렉트 벡터 1, 시간 다이렉트 벡터 2에 각각에 대응하는 예측 움직임 벡터 인덱스의 값을 할당한다. co-located 블록이 두 개의 전방 참조 움직임 벡터 또는 두 개의 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는 co-located 블록이 전방 참조 블록인지 후방 참조 블록인지에 따라 시간 다이렉트에 이용하는 co-located 블록의 움직임 벡터를 결정한다. co-located 블록이 후방 참조 블록인 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는 co-located 블록의 전방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. co-located 블록이 전방 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는 후방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. 한편, co-located 블록이 전방 참조 블록인 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는 co-located 블록의 후방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. co-located 블록이 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는 전방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. 인터 예측 제어부(208)는, 복수의 예측 움직임 벡터 후보로부터 예측 움직임 벡터 인덱스에 근거하여 인터 예측 시에 이용하는 움직임 벡터를 결정한다. 또, 인터 예측 제어부(208)는 결정한 예측 움직임 벡터 후보의 벡터의 값에 예측 움직임 벡터 후보의 오차 정보를 가산함으로써, 인터 예측 시에 이용하는 움직임 벡터로 한다.

마지막으로, 복호화한 예측 화상 데이터와 예측 오차 화상 데이터를 가산함으로써, 복호 화상열을 생성한다.

도 14는, 본 발명에 관한 동화상 복호화 방법의 처리 흐름의 개요를 나타내는 플로차트이다. 단계 S501에서는, 가변길이 복호화부(201)는 픽쳐 단위로 co-located 참조방향 플래그를 복호화한다.

단계 S502에서는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는 co-located 참조 플래그에 근거하여 전방 참조 블록을 co-located 블록으로 할지 후방 참조 블록을 co-located 블록으로 할지 결정한다. 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는, co-located 블록의 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보를 도출한다. co-located 블록이 두 개의 전방 참조 움직임 벡터 또는 두 개의 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있는 경우에는, co-located 블록의 두 개의 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1, 시간 다이렉트 벡터 2)를 도출한다. 또, 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는, 시간 다이렉트 벡터 1, 시간 다이렉트 벡터 2에 각각에 대응하는 예측 움직임 벡터 인덱스의 값을 할당한다. 예측 움직임 벡터 인덱스의 할당방법은, 실시형태 1에 따른다. co-located 블록이 두 개의 전방 참조 움직임 벡터 또는 두 개의 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는, co-located 블록이 전방 참조 블록인지 후방 참조 블록인지에 의해 시간 다이렉트에 이용하는 co-located 블록의 움직임 벡터를 결정한다. co-located 블록이 후방 참조 블록인 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는 co-located 블록의 전방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. co-located 블록이 전방 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는 후방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. 한편, co-located 블록이 전방 참조 블록인 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는 co-located 블록의 후방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다. co-located 블록이 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 시간 다이렉트 벡터 산출부(209)는 전방 참조 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1)를 도출한다.

단계 S503에서는, 인터 예측 제어부(208)는 복수의 예측 움직임 벡터 후보로부터 예측 움직임 벡터 인덱스에 근거하여 인터 예측 시에 이용하는 움직임 벡터를 결정한다. 또, 인터 예측 제어부(208)는 결정한 예측 움직임 벡터 후보에 오차 정보를 가산하고, 움직임 벡터를 도출한다. 도출한 움직임 벡터를 이용하여 인터 예측에 의해 복호화를 실시한다.

이와 같이 본 실시형태에 의하면, 복호화 대상 블록에 최적의 움직임 벡터를 선택할 수 있기 때문에, 고효율로 압축한 비트 스트림을 적절히 복호하는 것이 가능해진다.

또, co-located 블록의 위치 및 co-located 블록이 가지는 참조 움직임 벡터의 수에 따라 시간 다이렉트 시에 이용하는 co-located 블록의 참조 움직임 벡터를 선택함으로써, 정밀도가 높은 예측 움직임 벡터 후보로 좁힐 수 있어 처리 부하를 경감하는 것이 가능해진다. 구체적으로는, co-located 블록이 전방 2번 참조 또는 후방 2번 참조하고 있는 경우에는, co-located 블록의 두 개의 움직임 벡터를 이용하여 시간 다이렉트에 의해 도출한 예측 움직임 벡터 후보(시간 다이렉트 벡터 1, 시간 다이렉트 벡터 2)의 정밀도가 근사할 가능성이 높다. 따라서, 이러한 경우에는, 양쪽 모두를 예측 움직임 벡터 후보로 한다. 한편, co-located 블록이 전방 참조 움직임 벡터와 후방 참조 움직임 벡터를 가지고 있는 경우에는, co-located 블록의 위치에 따라 시간 다이렉트에 이용하는 움직임 벡터를 선택한다. co-located 블록이 후방 참조 블록인 경우에는, 전방 참조 움직임 벡터를 이용한다. 전방 참조 움직임 벡터는 co-located 블록을 포함하는 픽쳐로부터 부호화 대상 블록을 포함하는 픽쳐 방향으로의 움직임 벡터로, 후방 참조 움직임 벡터보다 예측 오차가 작아질 가능성이 높기 때문이다. 한편, co-located 블록이 전방 참조 블록인 경우에는, 후방 참조 움직임 벡터를 이용한다. 후방 참조 움직임 벡터는 co-located 블록을 포함하는 픽쳐로부터 부호화 대상 블록을 포함하는 픽쳐 방향으로의 움직임 벡터로, 전방 참조 움직임 벡터보다 예측 오차가 작아질 가능성이 높기 때문이다.

또한, 본 실시형태에서는 co-located 블록이 전방 2번 참조 또는 후방 2번 참조하고 있는지 아닌지를 판단하고 있지만, 또, co-located 블록의 위치도 동시에 판단해도 된다. 구체적으로는, co-located 블록이 전방 참조 블록인 경우에 전방을 2번 참조하고 있는지, 또는 co-located 블록이 후방 참조 블록인 경우에 후방을 2번 참조하고 있는지를 판단한다. co-located 블록이 후방 참조 블록인 경우에, 후방 참조 움직임 벡터는 co-located 블록을 포함하는 픽쳐로부터 부호화 대상 블록을 포함하는 픽쳐와는 반대 측에 위치하는 픽쳐 방향으로의 움직임 벡터이기 때문에 예측 정밀도가 낮아진다. 이러한 경우에, 시간 다이렉트 벡터 1, 2의 양쪽 모두를 도출함으로써, 예측 정밀도를 높인다. 이와 같이, 예측 정밀도가 낮아지는 경우에만 시간 다이렉트 벡터 1, 2를 구함으로써, 예측 정밀도를 높이면서 처리량을 억제하는 것이 가능해진다.

또, co-located 블록이 전방 2번 참조 또는 후방 2번 참조하고 있는지 아닌지의 판단 대신, 참조 리스트 L1와 참조 리스트 L2에서의 참조 픽쳐에 대한 참조 픽쳐 인덱스의 할당방법이 같은지를 판단해도 된다. 일반적으로, 참조 리스트 L2는 표시 시간순으로 부호화 대상 픽쳐보다 후방에 위치하는 픽쳐에 대해 참조 픽쳐 인덱스를 할당한다. 한편, 참조 리스트 L1는 표시 시간순으로 부호화 대상 픽쳐보다 전방에 위치하는 픽쳐에 대해 참조 픽쳐 인덱스를 할당한다. 따라서, 참조 리스트 L2와 참조 리스트 L1에서의 참조 픽쳐에 대한 참조 픽쳐 인덱스의 할당방법이 같은 경우에는, 참조방향이 부호화 대상 픽쳐보다 표시순으로 전방 또는 후방 중 어느 한쪽으로 제한된다. 이와 같이, 참조 리스트에 근거하여 판단을 실시함으로써, 처리량을 경감하는 것이 가능하다. 참조 리스트는 픽쳐마다 가지고 있기 때문에 픽쳐 단위로 판단하면 되고, 블록 단위로 판단할 필요가 없어지기 때문이다.

또, co-located 블록이 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 다른 블록을 co-located 블록으로 함으로써, 시간 다이렉트 벡터를 산출하는 것이 가능하다. 예를 들면, co-located 블록이 후방 참조 블록이고, 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 전방 참조 블록을 co-located 블록으로 하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 전방 참조 블록의 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 후방의 참조 움직임 벡터를 이용함으로써 예측 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다. 또, 전방 참조 블록이 표시순으로 후방의 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 표시순으로 전방의 참조 움직임 벡터를 이용함으로써 시간 다이렉트 벡터를 도출하는 것이 가능해진다. 한편, co-located 블록이 전방 참조 블록이고, 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 후방 참조 블록을 co-located 블록으로 하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 후방 참조 블록의 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 전방의 참조 움직임 벡터를 이용함으로써 예측 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다. 또, 후방 참조 블록이 표시순으로 전방의 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에는, 표시순으로 후방의 참조 움직임 벡터를 이용함으로써 시간 다이렉트 벡터를 도출하는 것이 가능해진다. 또한, co-located 블록은 부호화 대상 픽쳐의 참조 픽쳐 리스트 L0의 인덱스의 값이 「0」인 픽쳐 내의 블록을 이용하고 있다. 따라서, 참조 픽쳐 리스트 L0의 인덱스의 값이 「0」으로 특정되는 co-located 블록이 참조 움직임 벡터를 갖지 않는 경우에는, 참조 픽쳐 리스트 L1의 인덱스의 값이 「0」으로 특정되는 co-located 블록의 참조 움직임 벡터를 이용하는 것을 생각할 수 있다.

(실시형태 4)

상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법(화상 부호화 방법) 또는 동화상 복호화 방법(화상 복호방법)의 구성을 실현하기 위한 프로그램을 기억 미디어에 기록함으로써, 상기 각 실시형태에서 나타낸 처리를 독립된 컴퓨터 시스템에서 간단하게 실시하는 것이 가능해진다. 기억 미디어는 자기 디스크, 광디스크, 광자기 디스크, IC 카드, 반도체 메모리 등 프로그램을 기록할 수 있는 것이면 된다.

또 여기서, 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법(화상 부호화 방법)이나 동화상 복호화 방법(화상 복호방법)의 응용예와 그를 이용한 시스템을 설명한다. 해당 시스템은, 화상 부호화 방법을 이용한 화상 부호화 장치 및 화상 복호방법을 이용한 화상 복호장치로 이루어지는 화상 부호화 복호장치를 가지는 것을 특징으로 한다. 시스템에서의 다른 구성에 대해, 경우에 따라 적절히 변경할 수 있다.

도 15는, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템(ex100)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 통신 서비스의 제공 구역을 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~ex110)을 통해 컴퓨터(ex111), PDA(Personal Digital Assistant)(ex112), 카메라(ex113), 휴대전화(ex114), 게임기(ex115) 등의 각 기기가 접속된다.

그러나, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)은 도 15와 같은 구성에 한정되지 않고, 어느 하나의 요소를 조합하여 접속하도록 해도 된다. 또, 고정 무선국인 기지국(ex106~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 비디오카메라 등의 동화상 촬영이 가능한 기기이며, 카메라(ex116)는 디지털카메라 등의 정지화상 촬영, 동화상 촬영이 가능한 기기이다. 또, 휴대전화(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 휴대전화기 또는 PHS(Personal Handyphone System) 등이며, 어떤 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, 사용자가 카메라(ex113)를 이용하여 촬영하는 컨텐츠(예를 들면, 음악 라이브의 영상 등)에 대해 상기 각 실시형태에서 설명한 바와 같이 부호화 처리를 실시하고(즉, 본 발명의 화상 부호화 장치로서 기능한다), 스트리밍 서버(ex103)에 송신한다. 한편, 스트리밍 서버(ex103)는 요구가 있던 클라이언트에 대해 송신된 컨텐츠 데이터를 스트림 전송한다. 클라이언트로는, 상기 부호화 처리된 데이터를 복호화하는 것이 가능한 컴퓨터(ex111), PDA(ex112), 카메라(ex113), 휴대전화(ex114), 게임기(ex115) 등이 있다. 전송된 데이터를 수신한 각 기기에서는, 수신한 데이터를 복호화 처리하여 재생한다(즉, 본 발명의 화상 복호장치로서 기능한다).

또한, 촬영한 데이터의 부호화 처리는 카메라(ex113)로 실시해도, 데이터의 송신 처리를 하는 스트리밍 서버(ex103)로 실시해도 되며, 서로 분담하여 실시해도 된다. 마찬가지로 전송된 데이터의 복호화 처리는 클라이언트로 실시해도, 스트리밍 서버(ex103)로 실시해도 되며, 서로 분담하여 실시해도 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 실시해도 되며, 서로 분담하여 실시해도 된다.

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

또, 스트리밍 서버(ex103)는 복수의 서버나 복수의 컴퓨터에 있어서, 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 사용자가 송신한 정보를 실시간으로 클라이언트가 수신하여 복호화하고 재생할 수 있어, 특별한 권리나 설비를 갖지 않은 사용자라도 개인 방송을 실현할 수 있다.

또한, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)의 예에 한정하지 않고, 도 16에 나타내는 바와 같이 디지털 방송용 시스템(ex200)에도 상기 각 실시형태의 적어도 동화상 부호화 장치(화상 부호화 장치) 또는 동화상 복호화 장치(화상 복호장치) 중 어느 하나를 넣을 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 실시형태에서 설명한 동화상 부호화 방법에 의해 부호화된 데이터이다(즉, 본 발명의 화상 부호화 장치에 의해 부호화된 데이터이다). 이를 받은 방송위성(ex202)은 방송용 전파를 발신하고, 이 전파를 위성방송의 수신이 가능한 가정의 안테나(ex204)가 수신한다. 수신한 다중화 데이터를 텔레비전(수신기)(ex300) 또는 셋탑 박스(STB)(ex217) 등의 장치가 복호화하여 재생한다(즉, 본 발명의 화상 복호장치로서 기능한다).

또, DVD, BD 등의 기록 미디어(ex215)에 기록한 다중화 데이터를 판독하여 복호화하는, 또는 기록 미디어(ex215)에 영상신호를 부호화하고, 또 경우에 따라서는 음악 신호와 다중화하여 기입하는 리더/리코더(ex218)에도 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 복호화 장치 또는 동화상 부호화 장치를 실장하는 것이 가능하다. 이 경우, 재생된 영상신호는 모니터(ex219)에 표시되고, 다중화 데이터가 기록된 기록 미디어(ex215)에 의해 다른 장치나 시스템에서 영상신호를 재생할 수 있다. 또, 케이블 텔레비전용 케이블(ex203) 또는 위성/지상파 방송의 안테나(ex204)에 접속된 셋탑 박스(ex217) 내에 동화상 복호화 장치를 실장하고, 이를 텔레비전의 모니터(ex219)로 표시해도 된다. 이때 셋탑 박스가 아니라 텔레비전 내에 동화상 복호화 장치를 넣어도 된다.

도 17은, 상기 각 실시형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 텔레비전(수신기)(ex300)을 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 음성신호 처리부(ex304), 영상신호 처리부(ex305)(본 발명의 화상 부호화 장치 또는 화상 복호장치로서 기능한다)를 가지는 신호 처리부(ex306)와, 복호화한 음성신호를 출력하는 스피커(ex307), 복호화한 영상신호를 표시하는 디스플레이 등의 표시부(ex308)를 가지는 출력부(ex309)를 가진다. 또, 텔레비전(ex300)은 사용자 조작의 입력을 받아들이는 조작 입력부(ex312) 등을 가지는 인터페이스부(ex317)를 가진다. 또, 텔레비전(ex300)은 각 부를 통괄적으로 제어하는 제어부(ex310), 각 부에 전력을 공급하는 전원 회로부(ex311)를 가진다. 인터페이스부(ex317)는 조작 입력부(ex312) 이외에 리더/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 가지고 있어도 된다. 또한 기록 미디어(ex216)는 저장하는 비휘발성/휘발성 반도체 메모리 소자에 의해 전기적으로 정보의 기록을 가능하게 한 것이다. 텔레비전(ex300)의 각 부는 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 사용자 조작을 받고, CPU 등을 가지는 제어부(ex310)의 제어에 근거하여 변조/복조부(ex302)로 복조한 다중화 데이터를 다중/분리부(ex303)에서 분리한다. 또, 텔레비전(ex300)은 분리한 음성 데이터를 음성신호 처리부(ex304)에서 복호화하고, 분리한 영상 데이터를 영상신호 처리부(ex305)에서 상기 각 실시형태에서 설명한 복호화 방법을 이용하여 복호화한다. 복호화한 음성신호, 영상신호는 각각 출력부(ex309)로부터 외부를 향해 출력된다. 출력할 때는 음성신호와 영상신호가 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. 다음으로, 텔레비전(ex300)이 음성신호나 영상신호를 부호화하고, 외부로 송신 또는 기록 미디어 등에 기입하는 구성에 대해 설명한다. 텔레비전(ex300)은, 리모트 컨트롤러(ex220) 등으로부터의 사용자 조작을 받아 제어부(ex310)의 제어에 근거하여 음성신호 처리부(ex304)에서 음성신호를 부호화하고, 영상신호 처리부(ex305)에서 영상신호를 상기 각 실시형태에서 설명한 부호화 방법을 이용하여 부호화한다. 부호화한 음성신호, 영상신호는 다중/분리부(ex303)에서 다중화되어 외부로 출력된다. 다중화 시에는, 음성신호와 영상신호가 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. 또, 도시한 이외에, 예를 들면 변조/복조부(ex302)나 다중/분리부(ex303) 사이 등에서도 시스템의 오버플로, 언더플로를 피하는 완충재로서 버퍼에 데이터를 축적하는 것으로 해도 된다.

또, 텔레비전(ex300)은 방송 등이나 기록 미디어 등으로부터 음성 데이터, 영상 데이터를 취득하는 이외에, 마이크나 카메라의 AV 입력을 받아들이는 구성을 구비하고, 그들로부터 취득한 데이터에 대해 부호화 처리를 실시해도 된다. 또한, 여기에서는 텔레비전(ex300)은 상기의 부호화 처리, 다중화 및 외부 출력을 할 수 있는 구성으로 설명했지만, 이들 처리를 할 수 없으면 상기 수신, 복호화 처리, 외부 출력만이 가능한 구성이어도 된다.

또, 리더/리코더(ex218)에서 기록 미디어로부터 다중화 데이터를 독출하는 또는 기입하는 경우에는, 상기 복호화 처리 또는 부호화 처리는 텔레비전(ex300), 리더/리코더(ex218) 중 어느 것으로 실시해도 되며, 텔레비전(ex300)과 리더/리코더(ex218)가 서로 분담하여 실시해도 된다.

일례로, 광디스크로부터 데이터의 읽어 들임 또는 기입을 하는 경우의 정보 재생/기록부(ex400)의 구성을 도 18에 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 기입하고, 기록 미디어(ex215)의 기록면으로부터의 반사광을 검출하여 정보를 읽어 들인다. 변조 기록부(ex402)는, 광헤드(ex401)에 내장된 반도체 레이저를 전기적으로 구동하여 기록 데이터에 따라 레이저광의 변조를 실시한다. 재생 복조부(ex403)는 광헤드(ex401)에 내장된 포토 디텍터에 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 보유한다. 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 실시한다. 시스템 제어부(ex407)는, 정보 재생/기록부(ex400) 전체의 제어를 실시한다. 상기의 독출이나 기입의 처리는 시스템 제어부(ex407)가 버퍼(ex404)에 보유된 각종 정보를 이용하고, 또 필요에 따라 새로운 정보의 생성·추가를 실시함과 함께 변조 기록부(ex402), 재생 복조부(ex403), 서보 제어부(ex406)를 협조 동작시키면서, 광헤드(ex401)를 통해 정보의 기록 재생을 실시함으로써 실현된다. 시스템 제어부(ex407)는 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성되고, 독출 기입 프로그램을 실행함으로써 그들 처리를 실행한다.

이상에서는, 광헤드(ex401)는 레이저 스폿을 조사하는 것으로 설명했지만, 근접장광을 이용하여 보다 고밀도의 기록을 실시하는 구성이어도 된다.

도 19에 광디스크인 기록 미디어(ex215)의 모식도를 나타낸다. 기록 미디어(ex215)의 기록면에는 안내 홈(그루브)이 나선모양으로 형성되고, 정보 트랙(ex230)에는 미리 그루브의 형상 변화에 따라 디스크 상의 절대 위치를 나타내는 번지 정보가 기록되어 있다. 이 번지 정보는 데이터를 기록하는 단위인 기록 블록(ex231)의 위치를 특정하기 위한 정보를 포함하고, 기록이나 재생을 실시하는 장치에서 정보 트랙(ex230)을 재생하여 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. 사용자 데이터를 기록하기 위해 이용하는 영역이 데이터 기록 영역(ex233)이고, 데이터 기록 영역(ex233)보다 내주 또는 외주에 배치되어 있는 내주 영역(ex232)과 외주 영역(ex234)은, 사용자 데이터의 기록 이외의 특정 용도로 이용된다. 정보 재생/기록부(ex400)는, 이러한 기록 미디어(ex215)의 데이터 기록 영역(ex233)에 대해 부호화된 음성 데이터, 영상 데이터 또는 그들 데이터를 다중화한 다중화 데이터의 읽고 쓰기를 실시한다.

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

또, 디지털 방송용 시스템(ex200)에서 안테나(ex205)를 가지는 차(ex210)로 위성(ex202) 등으로부터 데이터를 수신하고, 차(ex210)가 가지는 카 내비게이션(ex211) 등의 표시장치에 동화상을 재생하는 것도 가능하다. 또한, 카 내비게이션(ex211)의 구성은 예를 들면 도 17에 나타내는 구성 중 GPS 수신부를 더한 구성을 생각할 수 있으며, 동일한 것을 컴퓨터(ex111)나 휴대전화(ex114) 등에서도 생각할 수 있다.

도 20a는, 상기 실시형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 휴대전화(ex114)를 나타내는 도면이다. 휴대전화(ex114)는 기지국(ex110)과의 사이에서 전파를 송수신하기 위한 안테나(ex350), 영상, 정지화상을 찍는 것이 가능한 카메라부(ex365), 카메라부(ex365)에서 촬상한 영상, 안테나(ex350)로 수신한 영상 등이 복호화된 데이터를 표시하는 액정 디스플레이 등의 표시부(ex358)를 구비한다. 휴대전화(ex114)는 조작키부(ex366)를 가지는 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 더 구비한다.

또, 휴대전화(ex114)의 구성예에 대해 도 20b를 이용하여 설명한다. 휴대전화(ex114)는 표시부(ex358) 및 조작키부(ex366)를 구비한 본체부의 각 부를 통괄적으로 제어하는 주제어부(ex360)에 대해 전원 회로부(ex361), 조작입력 제어부(ex362), 영상신호 처리부(ex355), 카메라 인터페이스부(ex363), LCD(Liquid Crystal Display) 제어부(ex359), 변조/복조부(ex352), 다중/분리부(ex353), 음성신호 처리부(ex354), 슬롯부(ex364), 메모리부(ex367)가 버스(ex370)를 통해 서로 접속되어 있다.

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

휴대전화(ex114)는 CPU, ROM, RAM 등을 가지는 주제어부(ex360)의 제어에 근거하여, 음성통화 모드 시에 음성 입력부(ex356)에서 수음한 음성신호를 음성신호 처리부(ex354)에서 디지털 음성신호로 변환하고, 이를 변조/복조부(ex352)에서 스펙트럼 확산 처리하고, 송신/수신부(ex351)에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 뒤에 안테나(ex350)를 통해 송신한다. 또 휴대전화(ex114)는 음성통화 모드 시에 안테나(ex350)를 통해 수신한 수신 데이터를 증폭하여 주파수 변환 처리 및 아날로그 디지털 변환 처리를 실시하고, 변조/복조부(ex352)에서 스펙트럼 역확산 처리하고, 음성신호 처리부(ex354)에서 아날로그 음성신호로 변환한 후, 이를 음성 출력부(ex357)로부터 출력한다.

또 데이터 통신 모드 시에 전자 메일을 송신하는 경우, 본체부의 조작키부(ex366) 등의 조작에 의해 입력된 전자 메일의 텍스트 데이터는 조작입력 제어부(ex362)를 통해 주제어부(ex360)로 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 뒤에 안테나(ex350)를 통해 기지국(ex110)으로 송신한다. 전자 메일을 수신하는 경우는, 수신한 데이터에 대해 이 거의 반대의 처리가 실시되고, 표시부(ex358)에 출력된다.

데이터 통신 모드 시에 영상, 정지화상, 또는 영상과 음성을 송신하는 경우, 영상신호 처리부(ex355)는 카메라부(ex365)로부터 공급된 영상신호를 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법에 따라 압축 부호화하고(즉, 본 발명의 화상 부호화 장치로서 기능한다), 부호화된 영상 데이터를 다중/분리부(ex353)로 송출한다. 또, 음성신호 처리부(ex354)는 영상, 정지화상 등을 카메라부(ex365)로 촬상 중에 음성 입력부(ex356)에서 수음한 음성신호를 부호화하고, 부호화된 음성 데이터를 다중/분리부(ex353)로 송출한다.

다중/분리부(ex353)는, 영상신호 처리부(ex355)로부터 공급된 부호화된 영상 데이터와 음성신호 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 뒤에 안테나(ex350)를 통해 송신한다.

데이터 통신 모드 시에 홈페이지 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 위해, 다중/분리부(ex353)는 다중화 데이터를 분리함으로써 영상 데이터의 비트 스트림과 음성 데이터의 비트 스트림으로 나누고, 동기 버스(ex370)를 통해 부호화된 영상 데이터를 영상신호 처리부(ex355)에 공급함과 함께 부호화된 음성 데이터를 음성신호 처리부(ex354)에 공급한다. 영상신호 처리부(ex355)는, 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법에 대응한 동화상 복호화 방법에 따라 복호화함으로써 영상신호를 복호하고(즉, 본 발명의 화상 복호장치로서 기능한다), LCD 제어부(ex359)를 통해 표시부(ex358)로부터 예를 들면 홈페이지에 링크된 동화상 파일에 포함되는 영상, 정지화상이 표시된다. 또 음성신호 처리부(ex354)는 음성신호를 복호하고, 음성 출력부(ex357)로부터 음성이 출력된다.

또, 상기 휴대전화(ex114) 등의 단말은 텔레비전(ex300)과 마찬가지로, 부호화기·복호화기를 모두 가지는 송수신형 단말 외에, 부호화기뿐인 송신 단말, 복호화기뿐인 수신 단말이라는 세 가지 실장 형식을 생각할 수 있다. 또, 디지털 방송용 시스템(ex200)에서, 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터를 수신, 송신하는 것으로 설명했지만, 음성 데이터 이외에 영상에 관련한 문자 데이터 등이 다중화된 데이터이어도 되며, 다중화 데이터가 아니라 영상 데이터 자체이어도 된다.

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

또, 본 발명은 이러한 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 여러 변형 또는 수정이 가능하다.

(실시형태 5)

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

여기서, 각각 다른 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터를 생성한 경우, 복호할 때에 각각의 규격에 대응한 복호방법을 선택할 필요가 있다. 그러나, 복호할 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지 식별할 수 없기 때문에, 적절한 복호방법을 선택할 수 없다는 과제가 발생한다.

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 실시형태에서 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 21은, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도면이다. 도 21에 나타내는 바와 같이 다중화 데이터는 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프리젠테이션 그래픽스 스트림(PG), 인터랙티브 그래픽스 스트림 중, 하나 이상을 다중화함으로써 얻어진다. 비디오 스트림은 영화의 주영상 및 부영상을, 오디오 스트림(IG)은 영화의 주음성 부분과 그 주음성과 믹싱하는 부음성을, 프리젠테이션 그래픽스 스트림은 영화의 자막을 각각 나타내고 있다. 여기서 주영상이란 화면에 표시되는 통상의 영상을 나타내고, 부영상이란 주영상 중에 작은 화면으로 표시하는 영상을 말한다. 또, 인터랙티브 그래픽스 스트림은 화면상에 GUI 부품을 배치함으로써 작성되는 대화 화면을 나타내고 있다. 비디오 스트림은, 상기 각 실시형태에서 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 22는, 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 패킷 열(ex236 및 ex239)로 변환하고, TS 패킷(ex237 및 ex240)으로 변환한다. 동일하게 프리젠테이션 그래픽스 스트림(ex241) 및 인터랙티브 그래픽스(ex244)의 데이터를 각각 PES 패킷 열(ex242 및 ex245)로 변환하고, TS 패킷(ex243 및 ex246)으로 더 변환한다. 다중화 데이터(ex247)는 이들 TS 패킷을 하나의 스트림으로 다중화함으로써 구성된다.

도 23은, PES 패킷 열에 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더 상세하게 나타내고 있다. 도 23에서의 제1 단은 비디오 스트림의 비디오 프레임열을 나타낸다. 제2 단은, PES 패킷 열을 나타낸다. 도 23의 화살표(yy1, yy2, yy3, yy4)에 나타내는 바와 같이, 비디오 스트림에서의 복수의 Video Presentation Unit인 I 픽쳐, B 픽쳐, P 픽쳐는 픽쳐마다 분할되어 PES 패킷의 페이로드에 저장된다. 각 PES 패킷은 PES 헤더를 갖고, PES 헤더에는 픽쳐의 표시 시각인 PTS(Presentation Time-Stamp)나 픽쳐의 복호 시각인 DTS(Decoding Time-Stamp)가 저장된다.

도 24는, 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 해당 TS 패킷의 디코더의 PID 필터에 대한 전송 개시시각을 나타낸다. 다중화 데이터에는 도 24 하단에 나타내는 바와 같이 소스 패킷이 늘어서게 되고, 다중화 데이터의 선두로부터 증가(increment)하는 번호는 SPN(소스 패킷 넘버)이라 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 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 가진다. 디스크립터에는 다중화 데이터의 카피를 허가·불허가를 지시하는 카피 컨트롤 정보 등이 있다. PCR는, ATS의 시간축인 ATC(Arrival Time Clock)와 PTS·DTS의 시간축인 STC(System Time Clock)의 동기를 취하기 위해 그 PCR 패킷이 디코더로 전송되는 ATS에 대응하는 STC 시간의 정보를 가진다.

도 25는 PMT의 데이터 구조를 상세하게 설명하는 도이다. 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(aspect ratio) 등)가 기재된 스트림 디스크립터로 구성된다. 스트림 디스크립터는 다중화 데이터에 존재하는 스트림의 수만큼 존재한다.

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

다중화 데이터 정보 파일은 도 26에 나타내는 바와 같이 다중화 데이터의 관리 정보이고, 다중화 데이터와 1 대 1로 대응하며, 다중화 데이터 정보, 스트림 속성 정보와 엔트리 맵으로 구성된다.

다중화 데이터 정보는 도 26에 나타내는 바와 같이 시스템 레이트, 재생개시 시각, 재생종료 시각으로 구성되어 있다. 시스템 레이트는 다중화 데이터의 후술하는 시스템 타깃 디코더의 PID 필터에 대한 최대 전송 레이트를 나타낸다. 다중화 데이터 중에 포함되는 ATS의 간격은 시스템 레이트 이하가 되도록 설정되어 있다. 재생개시 시각은 다중화 데이터 선두의 비디오 프레임의 PTS이며, 재생종료 시각은 다중화 데이터 종단의 비디오 프레임의 PTS에 1 프레임 분의 재생 간격을 더한 것이 설정된다.

스트림 속성 정보는 도 27에 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 가진다. 비디오 스트림 속성 정보는 그 비디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 비디오 스트림을 구성하는 개개의 픽쳐 데이터의 해상도가 어느 정도인지, 종횡비는 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 주파수 어느 정도인지 등의 정보를 가진다. 이들 정보는, 플레이어가 재생하기 전의 디코더의 초기화 등에 이용된다.

본 실시형태에서는, 상기 다중화 데이터 중 PMT에 포함되는 스트림 타입을 이용한다. 또, 기록매체에 다중화 데이터가 기록되어 있는 경우에는, 다중화 데이터 정보에 포함되는 비디오 스트림 속성 정보를 이용한다. 구체적으로는, 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에서, PMT에 포함되는 스트림 타입 또는 비디오 스트림 속성 정보에 대해 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터임을 나타내는 고유의 정보를 설정하는 단계 또는 수단을 설치한다. 이 구성에 의해 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성한 영상 데이터와 다른 규격에 준거하는 영상 데이터를 식별하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시형태에서의 동화상 복호화 방법의 단계를 도 28에 나타낸다. 단계 exS100에서, 다중화 데이터로부터 PMT에 포함되는 스트림 타입 또는 다중화 데이터 정보에 포함되는 비디오 스트림 속성 정보를 취득한다. 다음으로, 단계 exS101에서, 스트림 타입 또는 비디오 스트림 속성 정보가 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 다중화 데이터임을 나타내고 있는지 아닌지를 판단한다. 그리고, 스트림 타입 또는 비디오 스트림 속성 정보가 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것이라고 판단된 경우에는, 단계 exS102에서, 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 복호방법에 의해 복호를 실시한다. 또, 스트림 타입 또는 비디오 스트림 속성 정보가 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 것임을 나타내고 있는 경우에는, 단계 exS103에서, 종래의 규격에 준거한 동화상 복호방법에 의해 복호를 실시한다.

이와 같이 스트림 타입 또는 비디오 스트림 속성 정보에 새로운 고유치를 설정함으로써, 복호 시에, 상기 각 실시형태에서 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 일으키는 일 없이 복호하는 것이 가능해진다. 또, 본 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치 또는 동화상 복호방법 또는 장치를 상술한 모든 기기·시스템에 이용하는 것도 가능하다.

(실시형태 6)

상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 및 장치, 동화상 복호화 방법 및 장치는, 전형적으로는 집적회로인 LSI에서 실현된다. 일례로, 도 29에 1 칩화된 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 접속해 있다. 전원 회로부(ex505)는 전원이 온 상태인 경우에 각 부에 대해 전력을 공급함으로써 동작 가능한 상태로 기동한다.

예를 들면 부호화 처리를 실시하는 경우에는, LSI(ex500)는 CPU(ex502), 메모리 컨트롤러(ex503), 스트림 컨트롤러(ex504), 구동 주파수 제어부(ex512) 등을 가지는 제어부(ex501)의 제어에 근거하여, AV I/O(ex509)에 의해 마이크(ex117)나 카메라(ex113) 등으로부터 AV 신호를 입력한다. 입력된 AV 신호는, 일단 SDRAM 등의 외부 메모리(ex511)에 축적된다. 제어부(ex501)의 제어에 근거하여, 축적한 데이터는 처리량이나 처리 속도에 따라 적절히 복수회로 나누어져 신호 처리부(ex507)로 보내지고, 신호 처리부(ex507)에서 음성신호의 부호화 및/또는 영상신호의 부호화가 실시된다. 여기서 영상신호의 부호화 처리는 상기 각 실시형태에서 설명한 부호화 처리이다. 신호 처리부(ex507)에서는 또, 경우에 따라 부호화된 음성 데이터와 부호화된 영상 데이터를 다중화하는 등의 처리를 실시하고, 스트림 I/O(ex506)로부터 외부로 출력한다. 이 출력된 다중화 데이터는, 기지국(ex107)을 향해 송신되거나 또는 기록 미디어(ex215)에 기입된다. 또한, 다중화 시에는 동기하도록 일단 버퍼(ex508)에 데이터를 축적하면 된다.

또한, 상기에서는 메모리(ex511)가 LSI(ex500)의 외부 구성으로 설명했지만, LSI(ex500)의 내부에 포함되는 구성이어도 된다. 버퍼(ex508)도 하나로 한정한 것이 아니라 복수의 버퍼를 구비하고 있어도 된다. 또, LSI(ex500)는 1 칩화되어도 되며, 복수 칩화되어도 된다.

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

또한, 여기에서는 LSI라 했지만, 집적도의 차이에 따라 IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI라 호칭되는 경우도 있다.

또, 집적회로화의 수법은 LSI에 한정하는 것이 아니라 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현해도 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 파생하는 다른 기술에 의해 LSI로 치환되는 집적회로화의 기술이 등장하면, 당연히 그 기술을 이용하여 기능 블록의 집적화를 실시해도 된다. 바이오 기술의 적응 등이 가능성으로 있을 수 있다.

(실시형태 7)

상기 각 실시형태에서 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)에서 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 30은, 본 실시형태에서의 구성(ex800)을 나타내고 있다. 구동 주파수 전환부(ex803)는 영상 데이터가 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에는, 구동 주파수를 높게 설정한다. 그리고, 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부(ex801)에 대해 영상 데이터를 복호하도록 지시한다. 한편, 영상 데이터가 종래의 규격에 준거하는 영상 데이터인 경우에는, 영상 데이터가 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에 비해 구동 주파수를 낮게 설정한다. 그리고, 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부(ex802)에 대해 영상 데이터를 복호하도록 지시한다.

보다 구체적으로는, 구동 주파수 전환부(ex803)는 도 29의 CPU(ex502)와 구동 주파수 제어부(ex512)로 구성된다. 또, 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부(ex801) 및 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부(ex802)는, 도 29의 신호 처리부(ex507)에 해당한다. CPU(ex502)는 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별한다. 그리고, CPU(ex502)로부터의 신호에 근거하여, 구동 주파수 제어부(ex512)는 구동 주파수를 설정한다. 또, CPU(ex502)로부터의 신호에 근거하여, 신호 처리부(ex507)는 영상 데이터를 복호한다. 여기서, 영상 데이터의 식별에는, 예를 들면 실시형태 5에서 기재한 식별 정보를 이용하는 것을 생각할 수 있다. 식별 정보에 관해서는 실시형태 5에서 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 근거하여, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지 식별 가능한 경우에는, 이러한 외부 신호에 근거하여 식별해도 된다. 또, CPU(ex502)에서의 구동 주파수의 선택은, 예를 들면 도 32와 같은 영상 데이터의 규격과 구동 주파수를 대응시키는 룩업 테이블에 근거하여 실시하는 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 31은, 본 실시형태의 방법을 실시하는 단계를 나타내고 있다. 우선, 단계 exS200에서는 신호 처리부(ex507)에서, 다중화 데이터로부터 식별 정보를 취득한다. 다음으로, 단계 exS201에서는 CPU(ex502)에서, 식별 정보에 근거하여 영상 데이터가 상기 각 실시형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인지 아닌지를 식별한다. 영상 데이터가 상기 각 실시형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에는 단계 exS202에서, 구동 주파수를 높게 설정하는 신호를 CPU(ex502)가 구동 주파수 제어부(ex512)에 보낸다. 그리고, 구동 주파수 제어부(ex512)에서, 높은 구동 주파수로 설정된다. 한편, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터임을 나타내고 있는 경우에는, 단계 exS203에서, 구동 주파수를 낮게 설정하는 신호를 CPU(ex502)가 구동 주파수 제어부(ex512)에 보낸다. 그리고, 구동 주파수 제어부(ex512)에서, 영상 데이터가 상기 각 실시형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에 비해 낮은 구동 주파수로 설정된다.

또, 구동 주파수의 전환에 연동하여 LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)를 포함하는 장치에 부여하는 전압을 변경함으로써, 전력 절약 효과를 보다 높이는 것이 가능하다. 예를 들면, 구동 주파수를 낮게 설정하는 경우에는, 이에 따라 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 복호 시의 처리량이 큰 경우에 구동 주파수를 높게 설정하고, 복호 시의 처리량이 작은 경우에 구동 주파수를 낮게 설정하면 되며, 상술한 설정 방법에 한정하지 않는다. 예를 들면, MPEG4-AVC 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호하는 처리량이 상기 각 실시형태에서 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.

또, 구동 주파수의 설정 방법은 구동 주파수를 낮게 하는 구성에 한정하지 않는다. 예를 들면, 식별 정보가 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터임을 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 데이터임을 나타내고 있는 경우에는 LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)를 포함하는 장치에 부여하는 전압을 낮게 설정하는 것도 생각할 수 있다. 또, 다른 예로는, 식별 정보가 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터임을 나타내고 있는 경우에는 CPU(ex502)의 구동을 정지시키지 않고, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터임을 나타내고 있는 경우에는 처리에 여유가 있기 때문에 CPU(ex502)의 구동을 일시정지시키는 것도 생각할 수 있다. 식별 정보가 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터임을 나타내고 있는 경우라도, 처리에 여유가 있으면 CPU(ex502)의 구동을 일시정지시키는 것도 생각할 수 있다. 이 경우는 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터임을 나타내고 있는 경우에 비해 정지시간을 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.

(실시형태 8)

텔레비전이나 휴대전화 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 비용이 증가한다는 과제가 발생한다.

이 과제를 해결하기 위해, 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 복호방법을 실행하기 위한 복호 처리부와 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 복호 처리부를 일부 공유화하는 구성으로 한다. 이 구성예를 도 33a의 ex900에 나타낸다. 예를 들면, 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 복호방법과 MPEG4-AVC 규격에 준거하는 동화상 복호방법은 엔트로피 부호화, 역양자화, 디블록킹 필터, 움직임 보상 등의 처리에서 처리 내용이 일부 공통이다. 공통인 처리 내용에 대해서는 MPEG4-AVC 규격에 대응하는 복호 처리부(ex902)를 공유하고, MPEG4-AVC 규격에 대응하지 않는 본 발명 특유의 다른 처리 내용에 대해서는 전용 복호 처리부(ex901)를 이용한다는 구성을 생각할 수 있다. 복호 처리부의 공유화에 관해서는, 공통하는 처리 내용에 대해서는 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하기 위한 복호 처리부를 공유하고, MPEG4-AVC 규격에 특유의 처리 내용에 대해서는 전용 복호 처리부를 이용하는 구성이어도 된다.

또, 처리를 일부 공유화하는 다른 예를 도 33b의 ex1000에 나타낸다. 이 예에서는, 본 발명에 특유의 처리 내용에 대응한 전용 복호 처리부(ex1001)와, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 대응한 전용 복호 처리부(ex1002)와, 본 발명의 동화상 복호방법과 다른 종래 규격의 동화상 복호방법에 공통인 처리 내용에 대응한 공용 복호 처리부(ex1003)를 이용하는 구성으로 하고 있다. 여기서, 전용 복호 처리부(ex1001, ex1002)는 반드시 본 발명 또는 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용으로 특화한 것이 아니라 다른 범용 처리를 실행할 수 있는 것이어도 된다. 또, 본 실시형태의 구성을 LSI(ex500)에서 실장하는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 동화상 복호방법과 종래 규격의 동화상 복호방법에서 공통인 처리 내용에 대해 복호 처리부를 공유함으로써, LSI의 회로 규모를 작게 하면서 비용을 저감하는 것이 가능하다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명에 관한 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법은, 모든 멀티미디어 데이터에 적용할 수 있어 압축률을 향상시키는 것이 가능하고, 예를 들면 휴대전화, DVD 장치 및 퍼스널 컴퓨터 등을 이용한 축적, 전송, 통신 등에서의 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법으로서 유용하다.

100: 동화상 부호화 장치 101: 직교변환부
102: 양자화부 103: 역양자화부
104: 역직교변환부 105: 블록 메모리
106: 프레임 메모리 107: 인트라 예측부
108: 인터 예측부 109: 인터 예측 제어부
110: 픽쳐 타입 결정부 111: 시간 다이렉트 벡터 산출부
112: co-located 참조방향 결정부 113: 가변길이 부호화부
200: 동화상 복호화 장치 201: 가변길이 복호화부
202: 역양자화부 203: 역직교변환부
204: 블록 메모리 205: 프레임 메모리
206: 인트라 예측부 207: 인터 예측부
208: 인터 예측 제어부 209: 시간 다이렉트 벡터 산출부

Claims

부호화 대상 픽쳐에 포함되는 부호화 대상 블록을 부호화하는 동화상 부호화 방법에 있어서,
상기 부호화 대상 픽쳐와는 다른 참조 픽쳐에 포함되는 참조 블록이 표시순으로 전방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있는지 아닌지, 또는 표시순으로 후방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있는지 아닌지를 판단하는 판단 단계와,
상기 판단 단계에서, 상기 참조 블록이 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있다고 판단된 경우에, 두 개의 상기 참조 움직임 벡터를 각각 스케일링함으로써, 상기 부호화 대상 블록의 움직임 벡터 후보를 산출하는 산출 단계와,
상기 움직임 벡터 후보 중, 소정의 움직임 벡터와의 오차가 작은 움직임 벡터 후보를 선택하는 선택 단계와,
상기 소정의 움직임 벡터를 이용하여 상기 부호화 대상 블록을 부호화하고, 상기 소정의 움직임 벡터와 선택한 상기 움직임 벡터 후보의 오차와, 선택한 상기 움직임 벡터 후보를 특정하기 위한 정보를 부호화하는 부호화 단계를 포함하는 동화상 부호화 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 판단 단계에서는,
상기 참조 픽쳐가 가지는 제1 참조 픽쳐 리스트와 제2 참조 픽쳐 리스트에서, 상기 참조 픽쳐가 참조하는 것이 가능한 픽쳐에 대한 인덱스의 할당순이 같은 경우에, 상기 참조 블록이 표시순으로 전방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있든지, 또는 표시순으로 후방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있다고 판단하는 동화상 부호화 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 산출 단계에서는,
상기 판단 단계에서, 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있지 않다고 판단되고, 상기 참조 픽쳐가 표시순으로 상기 부호화 대상 픽쳐보다 앞에 위치하고 있는 경우에,
상기 참조 블록의 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 후방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 스케일링함으로써, 상기 부호화 대상 블록의 상기 움직임 벡터 후보를 산출하고,
상기 판단 단계에서, 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있지 않다고 판단되고, 상기 참조 픽쳐가 표시순으로 상기 부호화 대상 픽쳐보다 뒤에 위치하고 있는 경우에,
상기 참조 블록의 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 스케일링함으로써, 상기 부호화 대상 블록의 상기 움직임 벡터 후보를 산출하는 동화상 부호화 방법.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소정의 움직임 벡터는, 움직임 검출에 의해 산출된 움직임 벡터인 동화상 부호화 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 움직임 벡터 후보를 특정하기 위한 정보는 인덱스이고,
상기 부호화 단계에서는 상기 인덱스를 부호화할 때, 상기 인덱스의 값이 커질수록 부호길이가 긴 부호열을 할당하는 동화상 부호화 방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산출 단계에서는,
상기 참조 블록이, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하면서 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 상기 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출하고,
상기 참조 블록이, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하면서 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 상기 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 후방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출하는 동화상 부호화 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 산출 단계에서는,
상기 참조 블록이, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하면서 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않고, 또, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 표시순으로 후방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출하고,
상기 참조 블록이, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 경우에, 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않으면서 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 표시순으로 후방에 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 부호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출하는 동화상 부호화 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 산출 단계에서는,
상기 제1 움직임 벡터 후보와, 상기 제2 움직임 벡터 후보에 더하여, 상기 부호화 대상 블록의 좌측 이웃 블록의 움직임 벡터를 제3 움직임 벡터 후보로 하고, 상기 부호화 대상 블록의 상부 이웃 블록의 움직임 벡터를 제4 움직임 벡터 후보로 하고, 상기 부호화 대상 블록의 우측 상부 이웃 블록의 움직임 벡터를 제5 움직임 벡터 후보로 하고,
상기 제1 내지 제5의 움직임 벡터 후보 중, 상기 소정의 움직임 벡터와의 오차가 가장 작은 움직임 벡터 후보를 선택하는 동화상 부호화 방법.
복호화 대상 픽쳐에 포함되는 복호화 대상 블록을 복호화하는 동화상 복호화 방법에 있어서,
상기 복호화 대상 픽쳐와는 다른 참조 픽쳐에 포함되는 참조 블록이 표시순으로 전방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있는지 아닌지, 또는 표시순으로 후방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있는지 아닌지를 판단하는 판단 단계와,
상기 판단 단계에서, 상기 참조 블록이 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있다고 판단된 경우에, 두 개의 상기 참조 움직임 벡터를 각각 스케일링함으로써, 상기 복호화 대상 블록의 움직임 벡터 후보를 산출하는 제1 산출 단계와,
상기 움직임 벡터 후보와 움직임 벡터 후보 인덱스의 값이 일대일로 대응하는 움직임 벡터 후보 리스트를 생성하는 생성 단계와,
복호에 이용하는 상기 움직임 벡터 후보를 특정하는 인덱스 정보를 복호화하는 제1 복호화 단계와,
소정의 움직임 벡터와 상기 움직임 벡터 후보의 오차 정보를 복호화하는 제2 복호화 단계와,
상기 움직임 벡터 후보 리스트의 상기 움직임 벡터 후보 중, 상기 인덱스 정보와 동일한 값의 상기 움직임 벡터 후보 인덱스로 특정되는 상기 움직임 벡터 후보와, 상기 오차 정보를 가산하고, 움직임 벡터를 산출하는 제2 산출 단계와,
상기 움직임 벡터를 이용하여 복호화 대상 블록을 복호화하는 제3 복호화 단계를 포함하는 동화상 복호화 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 판단 단계에서는,
상기 참조 픽쳐가 가지는 제1 참조 픽쳐 리스트와 제2 참조 픽쳐 리스트에서, 상기 참조 픽쳐가 참조하는 것이 가능한 픽쳐에 대한 인덱스의 할당순이 같은 경우에, 상기 참조 블록이 표시순으로 전방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있든지, 또는 표시순으로 후방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있다고 판단하는 동화상 복호화 방법.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
상기 제1 산출 단계에서는,
상기 판단 단계에서, 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있지 않다고 판단되고, 상기 참조 픽쳐가 표시순으로 상기 복호화 대상 픽쳐보다 앞에 위치하고 있는 경우에,
상기 참조 블록의 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 후방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 스케일링함으로써, 상기 복호화 대상 블록의 움직임 벡터 후보를 산출하고,
상기 판단 단계에서, 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있지 않다고 판단되고, 상기 참조 픽쳐가 표시순으로 상기 복호화 대상 픽쳐보다 뒤에 위치하고 있는 경우에,
상기 참조 블록의 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 스케일링함으로써, 상기 복호화 대상 블록의 상기 움직임 벡터 후보를 산출하는 동화상 복호화 방법.
청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 산출 단계에서는,
상기 참조 블록이, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하면서 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 상기 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출하고,
상기 참조 블록이, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하면서 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 상기 참조 움직임 벡터 중, 표시순으로 후방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출하는 동화상 복호화 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 제1 산출 단계에서는,
상기 참조 블록이, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하면서 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않고, 또, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 표시순으로 후방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출하고,
상기 참조 블록이, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 후방에 위치하고 있는 경우에, 상기 참조 블록이 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않으면서 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 표시순으로 후방에 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 가지고 있지 않은 경우에, 상기 복호화 대상 블록보다 표시순으로 전방에 위치하고 있는 상기 참조 블록이 가지는 표시순으로 전방을 참조하는 상기 참조 움직임 벡터를 이용하여 상기 움직임 벡터 후보를 산출하는 동화상 복호화 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 판단 단계에서는,
상기 부호화 대상 픽쳐의 참조방향이, 부호화 대상 픽쳐보다 표시순으로 전방 또는 후방 중 어느 한쪽으로 제한되는 경우에, 상기 참조 블록이 표시순으로 전방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있든지, 또는 표시순으로 후방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있다고 판단하는 동화상 부호화 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 판단 단계에서는,
상기 복호화 대상 픽쳐의 참조방향이, 복호화 대상 픽쳐보다 표시순으로 전방 또는 후방 중 어느 한쪽으로 제한되는 경우에, 상기 참조 블록이 표시순으로 전방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있든지, 또는 표시순으로 후방을 참조하는 참조 움직임 벡터를 두 개 가지고 있다고 판단하는 동화상 복호화 방법.