KR20140042763A - 동화상 부호화 방법, 동화상 복호 방법, 동화상 부호화 장치, 동화상 복호 장치, 및 동화상 부호화 복호 장치 - Google Patents

Abstract

동화상 부호화 방법은, 제1의 처리 단위에 1개 이상 포함되는 제2의 처리 단위마다, 공간 영역의 동화상 신호를 주파수 영역의 계수로 변환하는 처리와, 주파수 영역의 계수를 양자화하는 처리를 포함하는 변환·양자화 단계와, 변환·양자화 단계가 실행된 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는지 여부를 나타내는 휘도 CBF 플래그를 산술 부호화하는 산술 부호화 단계(S704)를 포함하고, 산술 부호화 단계에서는, 제1 및 제2의 처리 단위의 사이즈가 동일한지 여부, 및 제2의 처리 단위가 미리 정해진 최대 사이즈인지 여부에 따라(S701), 산술 부호화에 이용하는 확률 테이블을 결정한다(S702, S703).

Description

동화상 부호화 방법, 동화상 복호 방법, 동화상 부호화 장치, 동화상 복호 장치, 및 동화상 부호화 복호 장치{VIDEO ENCODING METHOD, VIDEO DECODING METHOD, VIDEO ENCODING APPARATUS, VIDEO DECODING APPARATUS, AND VIDEO ENCODING-DECODING APPARATUS}

본 발명은 블록마다 화상을 부호화하기 위해서, 부호화 대상 블록의 변환 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 플래그를 부호화하는 동화상 부호화 방법 및 동화상 부호화 장치, 부호화된 변환 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 플래그를 복호하는 동화상 복호 방법 및 동화상 복호 장치, 및 동화상 부호화 복호 장치에 관한 것이다.

인터넷을 통한 비디오 회의, 디지털 비디오 방송, 및 영상 컨텐츠의 스트리밍을 포함하는, 예를 들면, 비디오·온·디맨드 타입의 서비스를 위한 어플리케이션의 수는 끝없이 증가하고 있으며, 이들 어플리케이션은 영상 정보의 송신에 의지하고 있다. 영상 데이터가 송신되거나, 또는, 기록될 때, 상당한 양의 데이터는, 한정된 밴드폭의 종래의 전송로를 통과하여 송신되거나, 또는, 한정된 데이터 용량의 종래의 기억 매체에 기억된다. 종래의 전송 채널 및 기억 매체에 영상 정보를 송신 및 기억하기 위해서는, 디지털 데이터의 양을 압축 또는 삭감하는 것이 반드시 필요하다.

여기서, 영상 데이터의 압축을 위해서, 복수의 영상 부호화 규격이 개발되어 있다. 이러한 영상 부호화 규격은, 예를 들면, H.26x로 표시되는 ITU－T 규격, 및, MPEG－x로 표시되는 ISO/IEC 규격이다. 최신 또한 가장 발전된 영상 부호화 규격은, 현재, H.264/MPEG－4 AVC로 표시되는 규격이다(비특허 문헌 1 참조).

이들 규격의 대부분의 기초를 이루는 부호화 어프로치는, 이하의 (a)~(d)로 나타내는 주요 단계를 포함하는 예측 부호화에 의거하고 있다. (a) 영상 프레임의 각각을 블록 레벨로 데이터 압축하기 위해서, 영상 프레임을 화소의 블록으로 분할한다. (b) 먼저 부호화된 영상 데이터로부터 개개의 블록을 예측함으로써, 시간적 및 공간적 중복성을 특정한다. (c) 영상 데이터로부터 예측 데이터를 줄임으로써, 특정된 중복성을 제거한다. (d) 푸리에 변환, 양자화, 및, 엔트로피 부호화에 의해서, 나머지 데이터(잔차 블록)를 압축한다.

ITU－T Recommendation H.264 「Advanced video coding for generic audiovisual services」, 2010년 3월 JCT－VC "WD3: Working Draft 3 of High－Efficiency Video Coding", JC TVC－E603, March 2011.

최근, 동화상의 고정밀화 등에 따라, 부호화 효율의 향상이 더욱 요구되고 있다.

여기서, 본 발명은, 부호화 효율이 높은 동화상 부호화 방법, 동화상 부호화 장치, 동화상 복호 방법, 동화상 복호 장치, 및 동화상 부호화 복호 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일형태에 관련된 동화상 부호화 방법은, 동화상 신호를 제1의 처리 단위마다 부호화하는 방법이다. 구체적으로, 동화상 부호화 방법은, 상기 제1의 처리 단위에 1개 이상 포함되는 제2의 처리 단위마다, 공간 영역의 상기 동화상 신호를 주파수 영역의 계수로 변환하는 처리와, 상기 주파수 영역의 계수를 양자화하는 처리를 포함하는 변환·양자화 단계와, 상기 변환·양자화 단계가 실행된 상기 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는지 여부를 나타내는 휘도 CBF 플래그를 산술 부호화하는 산술 부호화 단계를 포함한다. 그리고 상기 산술 부호화 단계에서는, 상기 제1 및 제2의 처리 단위의 사이즈가 동일한지 여부, 및 상기 제2의 처리 단위가 미리 정해진 최대 사이즈인지 여부에 따라, 산술 부호화에 이용하는 확률 테이블을 결정한다.

또한, 본 발명은, 상기와 같은 부호화 방법 또는 복호 방법으로서 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 부호화 방법 또는 복호 방법에 포함되는 각 단계를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램으로서 실현할 수도 있다. 그리고 이러한 프로그램은, CD－ROM(Compact Disc Read Only Memory) 등의 비일시적인 기록 매체 혹은 인터넷 등의 전송 매체를 통하여 전송할 수 있는 것은 말할 것도 없다.

본 발명에 의하면, 휘도 CBF 플래그를 효율적으로 산술 부호화 및 산술 복호할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관련된 휘도 CBF 플래그 복호화부를 포함하는 복호 장치의 기능 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 휘도 CBF 복호부(101)의 동작 흐름의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 휘도 CBF 복호부(101)의 상세를 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관련된 동화상 복호화 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 5a는 본 실시의 형태의 산술 복호에 이용되는 Table1000이며, 도 28a의 Table0000에 대응하는 표이다.
도 5b는 본 실시의 형태의 산술 복호에 이용되는 Table1001이며, 도 28b의 Table0001에 대응하는 표이다.
도 5c는 본 실시의 형태의 산술 복호에 이용되는 Table1002이며, 도 28c의 Table0002에 대응하는 표이다.
도 5d는 본 실시의 형태의 산술 복호에 이용되는 Table1003이며, 도 28d의 Table0003에 대응하는 표이다.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 1의 휘도 CBF 플래그에 대한 확률을 도출하기 위한 번호 ctxldxlnc를 취득하는 방법에 대하여 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 2에 관련된 휘도 CBF 플래그 부호화부의 동작 흐름의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 2에 관련된 화상 부호화 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 9는 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템의 전체 구성도이다.
도 10은 디지털 방송용 시스템의 전체 구성도이다.
도 11은 텔레비전의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 12는 광 디스크인 기록 미디어에 정보의 읽고 쓰기를 행하는 정보 재생/기록부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 13은 광 디스크인 기록 미디어의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 14a는 휴대 전화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14b는 휴대 전화의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 15는 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 16은 각 스트림이 다중화 데이터에 있어서 어떻게 다중화되어 있는지를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 17은 PES 패킷열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더욱 자세하게 나타낸 도면이다.
도 18은 다중화 데이터에 있어서의 TS 패킷과 소스 패킷의 구조를 나타내는 도면이다.
도 19는 PMT의 데이터 구성을 나타내는 도면이다.
도 20은 다중화 데이터 정보의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 21은 스트림 속성 정보의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 22는 영상 데이터를 식별하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 23은 각 실시의 형태의 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법을 실현하는 집적 회로의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 24는 구동 주파수를 전환하는 구성을 나타내는 도면이다.
도 25는 영상 데이터를 식별하고, 구동 주파수를 전환하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 26은 영상 데이터의 규격과 구동 주파수를 대응시킨 룩업 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 27a는 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 27b는 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 28a는 슬라이스 타입 SliceType과, 산술 부호화 및 산술 복호하기 위해서 필요한 확률치에 대응하는 ctxldx의 번호의 대응을 나타내는 도면이다.
도 28b는 도 28a에 나타낸 ctxldx 번호 0∼11과, 초기 확률을 결정하기 위해서 필요한 정보(m, n)의 조합을 정의하기 위한 표이다.
도 28c는 슬라이스 타입에 의해서 선두의 ctxldx가 바뀌는 것을 정의하는 오프셋치 ctxldxOffset의 할당을 나타낸 표이다.
도 28d는 2진 신호열의 선두로부터의 차례를 나타내는 번호 binldx에 대하여, 어떻게 ctxldx를 할당할지를 나타내는 표이다.
도 29a는 HEVC에서의 휘도 CBF 플래그를 포함하는 플래그에 대한 ctxldx 번호의 도출을 위한 신호 ctxldxlnc를 취득하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 29b는 휘도 CBF 플래그의 ctxldxlnc의 결정 방법을 나타내는 도면이다.
도 30은 종래의 콘택스트 적응의 산술 복호화 처리의 플로우를 나타내는 도면이다.
도 31은 종래의 바이패스 처리용 산술 복호화 처리의 플로우를 나타내는 도면이다.
도 32는 도 30의 단계 SC08에서 나타낸 정규화 처리(RenormD)를 상세하게 설명하기 위한 플로우차트이다.

(본 발명의 기초가 된 지견)

상기의 (d)의 공정에 있어서, 현재의 영상 부호화 규격 및 현재 검토 중의 영상 부호화 규격에서는, 푸리에 변환, 양자화 후의 잔차 블록내에 정보가 있는지 여부를 나타내는 플래그를 부호화함으로써, 정보량을 더욱 삭감한다. 구체적으로는, 양자화 후의 잔차 블록내의 계수의 유무를 식별하는 플래그를 가변 길이 부호화한다.

또한, 현재 표준화 작업이 진행되고 있는 HEVC로 불리는 규격 후보에서는(비특허 문헌 2 참조), 이 식별 플래그를 CBF로 부르고, 휘도 신호에 대한 상기의 식별 플래그는, 휘도 CBF 플래그 cbf_luma로 불린다. 가변 길이 부호화에는, 후술하는 산술 부호화를 베이스로 한 부호화 방식(CABAC)이 있는 것이 알려져 있고, HEVC에서는, 도 28a∼도 29b에 나타내는 방법으로 정의된 파라미터를 이용하여 부호화된다.

도 28a~도 28d는, HEVC에서의 휘도 CBF 플래그의 부호화를 위한 정보의 정의를 나타내는 정보군이다. 우선, 도 28a에 나타내는 Table0000에서는, 슬라이스 타입 SliceType으로 불리는 슬라이스의 종류(I/P/B)와, 산술 부호화 및 산술 복호하기 위해서 필요한 확률치에 대응하는 ctxldx의 번호의 대응을 나타내고 있다. 이는, 예를 들면 I 슬라이스의 경우에는, 휘도 CBF 플래그의 부호화 및 복호를 위해서 이용되는 ctxldx 번호는 0∼3의 4종류인 것을 나타내고 있다. 마찬가지로 P슬라이스의 경우에는 4∼7의 4종류, B슬라이스의 경우에는 8∼11의 4종류 있는 것을 나타낸다.

다음에, 도 28b에 나타내는 Table0001에서는, Table0000로 나타낸 ctxldx 번호 0∼11과, 초기 확률을 결정하기 위해서 필요한 정보(m, n)의 조합을 정의하기 위한 표이다. 또한, (m, n)을 이용하여 초기 확률을 도출하는 방법에 대해서는, 비특허 문헌 1 또는 비특허 문헌 2에 기재된 방법을 이용한다.

다음에, 도 28c에 나타내는 Table0002는, 전술의 슬라이스 타입에 따라 선두의 ctxldx가 바뀌는(예로는 0, 4, 8) 것을 정의하는 오프셋치 ctxldxOffset의 할당을 나타낸 표이다.

다음에, 도 28d에 나타내는 Table0003은, 실제로 산술 부호화 및 산술 복호하는 경우에는 2진 신호열(bin)마다 ctxldx가 할당되므로, 이 2진 신호열의 선두로부터의 순서를 나타내는 번호 binldx에 대하여, 어떻게 ctxldx를 할당할지를 나타내는 표이다. 즉, 최초의 2진 신호열의 최초의 비트를 binldx＝0으로 하고, 이후, 1, 2로서 정의되어 있다. 또한, 휘도 CBF 플래그는 “0” 또는 “1”을 나타내는 플래그이므로, binldx＝0의 경우만 정의되어 있다. 그리고 9.3.3.1.1.1절로 정의되는 방법에서, ctxldx 번호는 0, 1, 2, 3중 어느 하나가 이용되는 것과, 슬라이스 타입에 따라 0, 4, 8이라고 하는 오프셋이 주어지는 것을 나타내고 있다. 또한, 표 중의 na는 존재하지 않는 것을 나타내는 기호이다.

또한, 9.3.3.1.1.1절의 내용에 대해서는, 도 29a 및 도 29b를 이용하여 상세하게 설명한다. 도 29a에 나타내는 B01는, HEVC에서의 휘도 CBF 플래그를 포함하는 플래그에 대한 ctxldx 번호의 도출을 위한 신호 ctxldxlnc를 취득하는 방법을 나타내는 부분의 비특허 문헌 2에서의 발췌 부분이다.

우선, 9.3.3.1.1에는, 휘도 CBF 플래그를 포함하는 플래그는, 인접하는 블록의 결과를 이용하여 산술 부호화되는 것이 나타나 있다. 다음에, 9.3.3.1.1.1의 부분에서는, 부호화 대상의 플래그를 포함하는 블록 상에 위치하는 블록 결과와, 왼쪽에 위치하는 블록 결과에 의해서 도출되는 것에 대하여 상세가 기술되어 있다. 또한, 휘도 CBF 플래그에 대해서는, 도 29b에 나타내는 Table9－50으로 표시하는 바와 같이, 왼쪽 블록의 휘도 CBF 플래그와, 상측 블록의 휘도 CBF 플래그에 의해서, 다음과 같이 ctxldxlnc가 결정되는 것을 나타내고 있다.

우선, 왼쪽 블록의 휘도 CBF 플래그가 0(혹은 존재하지 않는다) 또한 상측 블록의 휘도 CBF 플래그가 0(혹은 존재하지 않는다)인 경우, 부호화 대상의 휘도 CBF 플래그의 ctxldxlnc의 번호를 0으로 한다(케이스 1). 또한, 왼쪽 블록의 휘도 CBF 플래그가 1 또한 상측 블록의 휘도 CBF 플래그가 0(혹은 존재하지 않는다)인 경우, 부호화 대상의 휘도 CBF 플래그의 ctxldxlnc의 번호를 1로 한다(케이스 2). 또한, 왼쪽 블록의 휘도 CBF 플래그가 0(혹은 존재하지 않는다) 또한 상측 블록의 휘도 CBF 플래그가 1인 경우, 부호화 대상의 휘도 CBF 플래그의 ctxldxlnc의 번호를 2로 한다(케이스 3). 또한, 왼쪽 블록의 휘도 CBF 플래그가 1 또한 상측 블록의 휘도 CBF 플래그가 1인 경우, 부호화 대상의 휘도 CBF 플래그의 ctxldxlnc의 번호를 3으로 한다(케이스 4).

이와 같이, 주위의 휘도 CBF 플래그의 값에 따라, 부호화 대상의 휘도 CBF 플래그의 산술 부호화 및 산술 복호에 이용하기 위한 확률치 도출을 위한 ctxldxlnc를 전환하고 있다.

다음에, 전술의 식별 플래그(CBF) 등의 가변 길이 부호화에 대하여 설명한다. H.264에서는, 가변 길이 부호화 방법의 하나로서, 콘택스트 적응형 산술 부호화(CABAC：Context Adaptive Binary Arithmetic Coding)가 있다. 이 CABAC에 대해서, 도 30∼도 32를 이용하여 이하에 설명한다.

도 30은 전술의 종래의 콘택스트 적응의 산술 복호화 처리의 플로우를 나타내는 도면이다. 또한, 이 도면은 비특허 문헌 1에서 발췌한 것이며, 특별히 설명이 없는 한, 비특허 문헌 1에 기재된 대로이다.

산술 복호화 처리에서는, 우선, 신호 종별에 의거하여 결정되는 콘택스트(ctxldx)가 입력된다.

다음에, 현시점에서의 산술 복호화 장치 내의 상태를 나타내는 파라미터 codlRange로부터, 도출되는 값 qCodlRangeldx를 산출하고, ctxldx에 대응한 상태치인 pStateldx치를 취득한다. 그리고 그 2개의 값으로 테이블(rangeTableLPS)을 참조함으로써, codlRangeLPS를 취득한다. 또한, 이 codlRangeLPS란, 산술 복호 장치 내의 상태를 나타내는 제1의 파라미터 codlRange에 대하여 LPS(심볼 0 혹은 1의 발생 확률 중 낮은 쪽의 심볼을 가리킨다)가 발생한 경우의 산술 복호 장치 내의 상태를 나타내는 파라미터가 되는 값을 나타낸다. 또한, codlRange에는, 현재의 codlRange로부터 전술의 codlRangeLPS를 뺀 값을 넣어 둔다(단계 SC01).

다음에, 산출한 codlRange와, 산술 복호 장치 내의 상태를 나타내는 제2의 파라미터 codlOffset를 비교한다(단계 SC02). 그리고 codlOffset가 codlRange와 같거나, 혹은 codlRange보다 큰 경우에는(SC02에서 YES), LPS의 심볼이 발생했다고 판단하고, 복호 출력치인 binVal에, valMPS(MPS＜심볼 0 혹은 1의 발생 확률 중 높은 쪽의 심볼을 가리킨다>의 구체적인 값(0 혹은 1))과 상이한 값(valMPM＝1인 경우는 0, valMPM＝0인 경우는 1)을 세트한다.

또한, 산술 복호 장치 내의 상태를 나타내는 제2의 파라미터 codlOffset에는, codlRange를 뺀 값을 세트한다. 또한, 산술 복호 장치 내의 상태를 나타내는 제1의 파라미터 codlRange에는, LPS가 발생했기 때문에, 단계 SC01에서 산출한 codlRangeLPS의 값을 세트한다(단계 SC03).

또한, 여기서 전술의 ctxldx에 대응한 상태치인 pStateldx치가 0인 경우(단계 SC05에서 YES), LPS의 확률이 MPS의 확률을 웃도는 경우를 나타내므로, valMPM를 교체한다(valMPM＝1인 경우는 0, valMPM＝0인 경우는 1)(단계 SC06). 한편, pStateldx치가 0인 경우(단계 SC05에서 NO), pStateldx치를 LPS가 발생한 경우의 변환 테이블 transldxLPS에 의거하여 갱신한다(단계 SC07).

또한, codlOffset가 작은 경우에는(SC02에서 NO), MPS의 심볼이 발생했다고 판단하고, 복호 출력치인 binVal에 valMPS를 세트하고, pStateldx치를 MPS가 발생한 경우의 변환 테이블 transldxMPS에 의거하여 갱신한다(단계 SC04).

마지막으로, 정규화 처리(RenormD)를 행하여(단계 SC08), 산술 복호 처리를 종료한다.

이와 같이 콘택스트 적응 산술 복호화 처리에서는, 2진 심볼의 발생 확률인 심볼 발생 확률을 콘택스트 인덱스에 대응시켜 복수 유지하고, 조건에 따라(예를 들면 인접 블록의 값을 참조) 전환하므로, 처리의 순서를 유지할 필요가 있다.

도 31은 전술의 종래의 바이패스 처리용 산술 복호화 처리의 플로우를 나타내는 도면이다. 또한, 이 도면은 비특허 문헌 1에서 발췌된 것이며, 특별히 설명이 없는 한, 비특허 문헌 1에 기재한 대로이다.

우선, 현 시점에서의 산술 복호화 장치 내의 상태를 나타내는 제2의 파라미터 codlOffset를 왼쪽 시프트(2배)하고, 비트 스트림으로부터 1비트 독출하여, 그 독출 비트가 1이면, 다시 ＋1, 0이면 그대로(2배)의 값을 세트한다(SD01).

다음에, codlOffset가 산술 복호화 장치 내의 상태를 나타내는 제1의 파라미터 codlRange와 동일하거나, 혹은 큰 경우에는(SD02에서 YES), 복호 출력치인 binVal에 “1”을 세트하고, codlOffset에 codlRange를 뺀 값을 세트한다(단계 SD03). 한편, codlOffset가 산술 복호화 장치내의 상태를 나타내는 제1의 파라미터 codlRange보다 작은 경우에는(SD02에서 NO), 복호 출력치인 binVal에 “0”을 세트한다(단계 SD04).

도 32는, 도 30의 단계 SC08에서 나타낸 정규화 처리(RenormD)를 상세하게 설명하기 위한 플로우차트이다. 이 도면은 비특허 문헌 1에서 발췌한 것이며, 특별히 설명이 없는 한, 비특허 문헌 1에 기재한 대로이다.

산술 복호 처리에서 산술 복호화 장치 내의 상태를 나타내는 제1의 파라미터 codlRange가 Ox100(16진(進)：256(10진))보다 작아진 경우에는(단계 SE01에서 YES), codlRange를 왼쪽 시프트(2배)하고, 산술 복호화 장치 내의 상태를 나타내는 제2의 파라미터 codlOffset를 왼쪽 시프트(2배)하고, 비트 스트림으로부터 1비트 독출하여, 그 독출 비트가 1이면, 다시 ＋1, 0이면 그대로(2배)의 값을 세트한다(SE02). 이 처리는, 최종적으로 codlRange가 256 이상으로 된 단계에서(단계 SE01에서 NO), 종료한다.

상기의 처리를 행함으로써, 산술 복호를 행한다.

그러나 종래, 휘도 CBF 플래그의 산술 부호화 및 산술 복호를 위해서는, 상측 및 좌측에 인접하는 블록의 결과에 따라, 확률치를 바꿀 필요가 있다. 이 때문에, 산술 부호화 또는 산술 복호를 위해서는, 좌측 및 상측에 인접하는 블록의 휘도 CBF 플래그의 결과를 기록해 둘 필요가 있다. 이 때문에, 입력 영상의 해상도가 큰 경우에, 휘도 CBF 플래그의 결과를 보존해 두기 위한 메모리를 방대하게 준비해 둘 필요가 있다는 과제가 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 일형태에 관련된 동화상 부호화 방법은, 동화상 신호를 제1의 처리 단위마다 부호화하는 방법이다. 구체적으로는, 동화상 부호화 방법은, 상기 제1의 처리 단위에 1개 이상 포함되는 제2의 처리 단위마다, 공간 영역의 상기 동화상 신호를 주파수 영역의 계수로 변환하는 처리와, 상기 주파수 영역의 계수를 양자화하는 처리를 포함하는 변환·양자화 단계와, 상기 변환·양자화 단계가 실행된 상기 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는지 여부를 나타내는 휘도 CBF 플래그를 산술 부호화하는 산술 부호화 단계를 포함한다. 그리고, 상기 산술 부호화 단계에서는, 상기 제1 및 제2의 처리 단위의 사이즈가 동일한지 여부, 및 상기 제2의 처리 단위가 미리 정해진 최대 사이즈인지 여부에 따라, 산술 부호화에 이용하는 확률 테이블을 결정한다.

상기 구성에 의하면, 휘도 CBF 플래그를 산술 부호화하기 위한 확률치를, 주변 블록의 휘도 CBF 플래그의 값에 의존하지 않고 결정할 수 있으므로, 휘도 CBF 플래그를 유지하는 메모리 용량을 대폭 삭감해도, 높은 부호화 효율을 유지할 수 있다.

또한, 상기 산술 부호화 단계에서는, 상기 제1의 처리 단위가 속하는 슬라이스의 종별에 따라, 산술 부호화에 이용하는 확률 테이블을 결정한다.

일예로서, 상기 제1의 처리 단위는 부호화 블록이어도 된다. 또한, 상기 제2의 처리 단위는 변환 블록이어도 된다.

또한, 상기 동화상 부호화 방법은, 제1 규격에 준거한 부호화 처리와, 제2 규격에 준거한 부호화 처리를 전환하고, 상기 제1 규격에 준거한 부호화 처리로서, 상기 변환·양자화 단계와, 상기 산술 부호화 단계를 실행하고, 또한 부호화 처리의 규격을 나타내는 식별자를 부호화해도 된다.

본 발명의 일형태에 관련된 동화상 복호 방법은, 부호화된 동화상 신호를 제1의 처리 단위마다 복호하는 방법이다. 구체적으로는, 동화상 복호 방법은, 상기 제1의 처리 단위에 1개이상 포함되는 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는지 여부를 나타내는 휘도 CBF 플래그를 산술 복호하는 산술 복호 단계와, 상기 산술 복호 단계에서 복호된 상기 휘도 CBF 플래그가 상기 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는 것을 나타내는 경우에, 상기 제2의 처리 단위의 양자화 계수를 이용하여 동화상 신호를 복원하는 복원 단계를 포함한다. 그리고, 상기 산술 복호 단계에서는, 상기 제1 및 제2의 처리 단위의 사이즈가 동일한지 여부, 및 상기 제2의 처리 단위가 미리 정해진 최대 사이즈인지 여부에 따라, 산술 복호에 이용하는 확률 테이블을 결정한다.

또한, 상기 산술 복호 단계에서는, 상기 제1의 처리 단위가 속하는 슬라이스의 종별에 따라, 산술 복호에 이용하는 확률 테이블을 결정한다.

일예로서, 상기 제1의 처리 단위는 부호화 블록이어도 된다. 또한, 상기 제2의 처리 단위는, 변환 블록이어도 된다.

또한, 상기 동화상 복호 방법은, 부호화 신호에 포함되는, 제1 규격 또는 제2 규격을 나타내는 식별자에 따라, 상기 제1 규격에 준거한 복호 처리와, 상기 제2 규격에 준거한 복호 처리를 전환하고, 상기 식별자가 제1 규격을 나타내는 경우에, 상기 제1 규격에 준거한 복호 처리로 하여, 상기 산술 복호 단계와, 상기 복원 단계를 행해도 된다.

본 발명의 일형태에 관련된 동화상 부호화 장치는, 동화상 신호를 제1의 처리 단위마다 부호화한다. 구체적으로는, 동화상 부호화 장치는, 상기 제1의 처리 단위에 1개 이상 포함되는 제2의 처리 단위마다, 공간 영역의 상기 동화상 신호를 주파수 영역의 계수로 변환하는 처리와, 상기 주파수 영역의 계수를 양자화하는 처리를 포함하는 변환·양자화부와, 상기 변환·양자화부에서 처리된 상기 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는지 여부를 나타내는 휘도 CBF 플래그를 산술 부호화하는 산술 부호화부를 구비한다. 그리고 상기 산술 부호화부는, 상기 제1 및 제2의 처리 단위의 사이즈가 동일한지 여부 및 상기 제2의 처리 단위가 미리 정해진 최대 사이즈인지 여부에 따라, 산술 부호화에 이용하는 확률 테이블을 결정한다.

본 발명의 일형태에 관련된 동화상 복호 장치는, 부호화된 동화상 신호를 제1의 처리 단위마다 복호한다. 구체적으로는, 동화상 복호 장치는, 상기 제1의 처리 단위에 1개 이상 포함되는 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는지 여부를 나타내는 휘도 CBF 플래그를 산술 복호하는 산술 복호부와, 상기 산술 복호부에서 처리된 상기 휘도 CBF 플래그가 상기 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는 것을 나타내는 경우에, 상기 제2의 처리 단위의 양자화 계수를 이용하여 동화상 신호를 복원하는 복원부를 구비한다. 그리고 상기 산술 복호부는, 상기 제1 및 제2의 처리 단위의 사이즈가 동일한지 여부, 및 상기 제2의 처리 단위가 미리 정해진 최대 사이즈인지 여부에 따라, 산술 복호에 이용하는 확률 테이블을 결정한다.

본 발명의 일형태에 관련된 동화상 부호화 복호 장치는, 상기 기재의 동화상 부호화 장치와, 상기 기재의 동화상 복호 장치를 구비한다.

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

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대하여, 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시의 형태는, 모두 본 발명의 바람직한 하나의 구체적인 예를 나타낸다. 즉, 이하의 실시의 형태에서 나타내는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 및 접속 형태, 단계, 단계의 순서 등은, 본 발명의 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 본 발명은, 청구의 범위의 기재에 의해서 한정된다. 따라서, 이하의 실시의 형태에 있어서의 구성 요소 중, 본 발명의 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되지 않은 구성 요소는, 본 발명의 과제를 달성하기 위해서 반드시 필요하지 않지만, 더욱 바람직한 형태를 설명하기 위해서 기재된다.

(실시의 형태 1)

실시의 형태 1에 관련된 동화상 복호 장치는, 부호화된 동화상 신호를 제1의 처리 단위마다 복호한다. 이 때문에 동화상 복호 장치는, 제1의 처리 단위에 1개 이상 포함되는 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는지 여부를 나타내는 휘도 CBF 플래그를 산술 복호하는 산술 복호부와, 산술 복호부에서 복호된 휘도 CBF 플래그가 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는 것을 나타내는 경우에, 당해 제2의 처리 단위의 양자화 계수를 이용하여 동화상 신호를 복원하는 복원부를 구비한다.

그리고 산술 복호부는, 제1 및 제2의 처리 단위의 사이즈가 동일한지 여부, 및 제2의 처리 단위가 미리 정해진 최대 사이즈인지 여부에 따라, 휘도 CBF 플래그의 산술 복호에 이용하는 확률 테이블을 결정한다. 산술 복호부는, 또한, 제1의 처리 단위가 속하는 슬라이스의 종별(I 슬라이스/P 슬라이스/B 슬라이스)에 따라, 산술 복호에 이용하는 확률 테이블을 결정해도 된다. 또한, 「확률 테이블을 결정한다」란, 예를 들면, 「콘택스트를 전환한다」로 바꾸어 말할 수 있다.

동화상 복호 장치에 입력되는 동화상은, 복수의 픽쳐에 의해서 구성된다. 또한, 픽쳐는, 복수의 슬라이스로 분할된다. 그리고 슬라이스에는, 후술하는 처리 단위마다 부호화 및 복호된다. 처리 단위에는, 부호화 단위(CU)와 예측 단위(PU)와 변환 단위(TU)가 있다. CU는, 최대 128×128화소로 이루어지는 블록이며, 종래의 매크로 블록에 상당하는 단위이다. PU는 화면간 예측의 기본 단위이다. TU는 직교 변환의 기본 단위이며, 그 TU의 사이즈는 CU와 같거나, CU보다도 작다. 이하, 부호화 단위를 부호화 블록, 변환 단위를 변환 블록으로 표기하기도 한다.

본 실시의 형태에 있어서의 제1의 처리 단위는, 예를 들면, 부호화 블록(CU)이다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서의 제2의 처리 단위는, 예를 들면, 변환 블록(TU)이다. 그리고, 휘도 CBF 플래그는, 각 변환 블록에 1개씩 존재하고, 당해 변환 블록 내에 양자화 계수가 존재하는지 여부를 나타낸다. 또한, 「변환 블록 내에 양자화 계수가 존재하는지 여부」란, 부호화해야 할 양자화 계수가 존재하는지 여부로 바꾸어 말할 수 있다. 또한, 변환 블록 내에 비제로 계수(값이 제로가 아닌 계수)가 존재하는지 여부로 바꾸어 말할 수도 있다.

도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관련된 휘도 CBF 플래그 복호화부를 포함하는 복호 장치의 기능 구성을 나타내는 블록도이다.

본 실시의 형태에 관련된 복호 장치(100)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 휘도 CBF 복호부(101)와, 제어부(102)와, 스위치(103)와, 잔차 계수 복호부(104)와, 잔차 신호 복원부(105)와, 가산부(106)를 구비한다. 이 복호 장치(100)는, 복호 위치 정보(POS)와, 취득하는 비트 스트림(BS)으로부터 휘도 CBF 플래그를 복원하고, 예측 화상 신호(PRED)로부터 복호 화상 신호(OUT)를 출력한다.

본 실시의 형태의 휘도 CBF 복호부(101)의 동작에 대해서, 도 2를 이용하여 상세하게 설명한다. 도 2는, 본 발명의 휘도 CBF 복호부(101)의 동작 흐름의 일례를 나타내는 플로우차트이다.

우선, 휘도 CBF 복호부(101)는, 대상이 되는 비트 스트림(BS)을 취득한다. 또한, 제어부(102)는, 복호 대상이 되는 휘도 CBF 플래그가 부호화 블록 및 변환 계수의 사이즈로서, 어느 위치에 있는지를 나타내는 정보(POS)를 취득하여, 휘도 CBF 복호부(101)에 대하여 출력한다.

다음에, 휘도 CBF 복호부(101)는, 제어부(102)에서 얻은 정보로부터, (i) 복호 대상의 휘도 CBF 플래그가 나타내는 변환 블록이 부호화 블록의 사이즈와 동일하거나, 혹은 (ii) 변환 블록의 사이즈가 변환 블록의 최대 사이즈와 동일한지를 판단한다(S201). 또한, 변환 블록의 최대 사이즈를 특정하는 정보는, 예를 들면, 비트 스트림 중에 포함되어 있다.

상기의 (i) 및 (ii)중 적어도 한쪽을 만족하는 경우(S201에서 YES), 산술 복호에 이용하는 확률 정보를 규정하기 위한 번호 ctxldxlnc를 1에 세트한다(S203). 한편, 상기의 (i) 및 (ii)중 어느 것도 만족하지 않는 경우(S201에서 NO), 산술 복호에 이용하는 확률 정보를 규정하기 위한 번호 ctxldxlnc를 0에 세트한다(S202). 또한, ctxldxlnc로 설정되는 값은, 단계 S202, S203의 예에 한정되지 않는다. 즉, 단계 S202, S203에서 상이한 값이 설정되면 된다. 단, 부호화측과 복호측에서 공통의 값을 설정할 필요는 있다.

다음에, 단계 S202, S203에서 얻어진 확률 정보를 규정하기 위한 번호 ctxldxlnc와, 미리 슬라이스마다 규정된 오프셋치(후술의 도 5a∼도 5d 참조)를 더함으로써 얻어지는 ctxldx에 대응하는 확률치를 취득하고, 대상이 되는 휘도 CBF 플래그의 산술 복호 처리를 행한다(S204). 이에 따라, 휘도 CBF 플래그를 취득한다.

다음에, 단계 S204에서 얻어진 휘도 CBF 플래그는 제어부(102)에 대하여 출력되고, 스위치(103)의 제어에 이용된다. 휘도 CBF 플래그가 “계수 없음”을 나타내는 경우(예를 들면 0), 스위치(103)는 단자(B)에 접속된다. 즉, 변환 블록 내에 변환 계수가 없기 때문에, 예측 화상 신호(PRED)에 대하여 더하는 잔차 신호가 없고, 예측 화상 신호(PRED)가 복호 화상 신호(OUT)로서 출력된다.

한편, 휘도 CBF 플래그가 “계수 유”를 나타내는 경우(예를 들면 1), 스위치(103)는 단자(A)에 접속된다. 이 경우, 비트 스트림(BS)에 포함되는 잔차 계수 신호를 잔차 계수 복호부(104)에서 복호하고, 잔차 신호 복원부(105)에서 역양자화 및 역변환함으로써 얻어지는 잔차 신호와, 예측 화상 신호(PRED)가 가산부(106)에서 가산되어, 복호 화상 신호(OUT)로서 출력된다. 이에 따라, 휘도 CBF 플래그를 이용하여, 비트 스트림(BS)으로부터 복호 화상 신호(OUT)를 올바르게 출력할 수 있다.

즉, 도 1에 나타내는 휘도 CBF 복호부(101) 및 제어부(102)는, 예를 들면, 본 실시의 형태에 관련된 산술 복호부에 상당한다. 또한, 도 1에 나타내는 스위치(103), 잔차 계수 복호부(104), 및 잔차 신호 복원부(105)는, 본 실시의 형태에 관련된 복원부에 상당한다. 단, 상기의 대응 관계에 한정되지 않는다.

도 3은, 도 2의 단계 S201에서 나타낸 조건을 설명하기 위한 모식도이다. 굵은 프레임으로 표시한 블록(301∼306)은 부호화 블록을 나타낸다. 또한, 블록(301, 302)을 더욱 작게 분할한 블록이 변환 블록을 나타낸다.

변환 블록의 사이즈는, 부호화 블록의 사이즈와 같거나 혹은 부호화 블록보다 작다고 규정되어 있다. 또한, 이 설명에서는, 블록(301, 302)의 사이즈가 부호화 블록의 최대 사이즈(64화소×64화소)이며, 변환 블록의 최대 사이즈는 블록(301, 302)보다 1계층 작은 사이즈(32화소×32화소)로 규정되어 있는 경우에 대하여 설명한다. 또한, 변환 사이즈의 최대 사이즈는, 예를 들면 슬라이스의 헤더 정보에 기재되어 있는 정보에 따라 바뀐다.

또한, 본 발명은 변환 블록의 사이즈에 관계없이 일정한 조건(단계 S201)에 의해 확률 테이블을 전환하고, 주위의 블록의 결과에 의존하지 않는 것을 특징으로 하므로, 변환 블록의 최대 사이즈가 바뀐 경우라도 본 발명의 효과(메모리량 삭감)를 실현할 수 있다.

여기에서는 우선, 블록(301)을 부호화 블록으로 한 경우에 대하여 설명한다.

우선, 블록(301)을 4분할하여 얻어지는 제1계층(32화소×32화소)의 소블록이 변환 블록인 경우, 제1 계층의 소블록에 대응된 휘도 CBF 플래그(311)가 복호된다. 이 휘도 CBF 플래그(311)가 계수없음을 나타내는 경우에는, 제1 계층의 소블록에 변환 계수가 포함되지 않게 된다. 이 때문에, 이보다 작은 블록에 대응된 휘도 CBF 플래그(312, 313)는 복호되지 않는다. 또한, 휘도 CBF 플래그(311)가 복호되는 경우, 제1계층의 소블록은 변환 블록의 최대 사이즈가 되므로(도 2의 S201에서 YES), 당해 휘도 CBF 플래그의 산술 복호에 이용되는 확률 테이블을 나타내는 번호로는 ctxldxlnc＝1을 이용한다(도 2의 S203).

한편, 제1 계층의 소블록을 4분할하여 얻어지는 제2 계층(16화소×16화소)의 소블록이 변환 블록인 경우, 이 제2 계층의 소블록에 대응된 휘도 CBF 플래그(312)가 복호된다. 또한, 제2계층의 소블록을 다시 4분할하여 얻어지는 제3계층(8화소×8화소)의 소블록이 변환 블록인 경우, 이 제3 계층의 소블록에 대응된 휘도 CBF 플래그(313)가 복호된다. 이러한 경우에, 상기 휘도 CBF 플래그의 산술 복호에 이용되는 확률 테이블을 나타내는 번호로는 ctxldxlnc＝0을 이용하게 된다(도 2의 S202).

또한, 블록(302)의 제1 계층의 소블록에 대응된 휘도 CBF 플래그(도시 생략)가 복호되는 경우에는, 확률 테이블을 나타내는 번호로는 ctxldxlnc＝1을 이용하고, 제2 계층 이하의 소블록에 대응된 휘도 CBF 플래그(도시 생략)가 복호되는 경우에는, 확률 테이블을 나타내는 번호로는 ctxldxlnc＝0을 이용한다. 또한, 블록(303∼306)에 대해서도, 변환 블록의 사이즈가, 부호화 블록의 사이즈와 일치하는지 여부, 혹은 변환 블록의 최대 사이즈에 일치하는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 확률 테이블을 나타내는 번호 ctxldxlnc가 결정된다.

이상에서 나타낸 바와같이, 변환 블록의 사이즈와 부호화 블록의 사이즈를 비교함으로써, ctxldxinc를 “0”으로 하거나, “1”로 하거나의 2종류를 전환함으로써, 확률 테이블의 수도 종래의 4개에서 2개(슬라이스당)로 삭감할 수 있다. 또한, 복호 대상의 휘도 CBF 플래그의 ctxldxinc를 결정하기 위해서, 주위 블록의 휘도 CBF 플래그를 참조할 필요가 없기 때문에, 라인 버퍼를 포함하는 대량의 메모리를 확보할 필요가 없이, 바르게 휘도 CBF 플래그를 복호할 수 있다.

또한, 변환 블록의 사이즈가 최대인지 여부에 따라, 휘도 CBF 플래그의 확률 테이블을 2단계로 전환함으로써, 확률 테이블의 종류의 삭감에 의한 부호화 효율의 열화를 억제할 수 있다. 이는, 변환 계수의 유무는 변환 블록의 블록 사이즈에 의존하는 경우가 많기 때문이며, 보다 구체적으로는, 변환 블록의 사이즈가 작아지면 계수가 모두 제로로 될 가능성이 높아지는 것을 이용한 것이다.

또한, 본 발명의 실시의 형태 1에 관련된 산술 복호화부(복호 장치(100))는, 압축 부호화된 부호화 화상 데이터를 복호하는 동화상 복호 장치에 구비된다. 도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관련된 동화상 복호 장치(400)의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.

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

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

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

역양자화·역변환부(420)는, 엔트로피 복호부(410)에 의해서 복원된 양자화 계수를 역양자화함으로써, 변환 계수를 복원한다. 그리고 역양자화·역변환부(420)는, 복원한 변환 계수를 역변환함으로써, 예측 오차를 복원한다.

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

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

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

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

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

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

이상의 구성에 의해, 본 발명의 실시의 형태 2에 관련된 동화상 복호 장치(400)는 압축 부호화된 부호화 화상 데이터를 복호한다.

또한, 동화상 복호 장치(400)에 있어서, 본 발명의 실시의 형태 1에 관련된 휘도 CBF 플래그의 복호화부는 엔트로피 복호부(410), 역양자화·역변환부(420), 및 가산기(425)에 포함된다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 도 1의 휘도 CBF 복호부(101), 제어부(102), 스위치(103), 및 잔차 계수 복호부(104)가 도 4의 엔트로피 복호부(410)에 포함되고, 도 1의 잔차 신호 복원부(105)가 도 4의 역양자화·역변환부(420)에 포함되고, 도 1의 가산부(106)가 도 4의 가산기(425)에 포함된다. 단, 상기의 대응 관계에는 한정되지 않는다.

이상과 같이, 본 발명의 실시의 형태 1에 관련된 동화상 복호 장치 및 동화상 복호 방법에 의하면, 복호 대상의 휘도 CBF 플래그를 주변 블록의 휘도 CBF의 값에 의존하지 않고 산술 복호함으로써, 휘도 CBF 플래그의 산술 복호를 위한 메모리의 필요성을 삭감한 비트 스트림을 적절히 복원할 수 있다.

또한, 도 5a, 도 5b, 도 5c, 및 도 5d에, 본 실시의 형태의 산술 복호에 이용되는 Table1000∼1003의 일례를 나타낸다. 또한, 이 Table1000∼10003은, 도 28a∼도 28d에 대응하는 표이다. 도 5a∼도 5d에 나타내는 바와같이, 본 실시의 형태에서는, 슬라이스당 2개의 확률 테이블을 전환하게 된다. 또한, 확률 테이블의 전환에는, 주위 블록의 휘도 CBF 플래그의 결과는 이용하지 않는다. 이에 대하여 다시 도 6을 이용하여 설명한다.

도 6은, 본 실시의 형태에 있어서의 휘도 CBF 플래그에 대한 확률을 산출하기 위한 번호 ctxldxlnc를 취득하는 방법에 대하여 설명하는 문장이다. 여기서 나타내는 바와같이, 2개의 번호의 전환을 변환 블록의 블록 사이즈(transformDepth, MaxTrafoSize)에 의존시키고, 주변 블록의 결과에 의존시키지 않는다.

(실시의 형태 2)

본 실시의 형태의 산술 부호화 방법의 개요에 대하여 설명한다. 또한, 실시의 형태 1과의 공통점의 상세한 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 설명한다.

본 실시의 형태의 산술 부호화 방법은, 휘도 CBF 플래그의 부호화에 종래와 같이 주위의 블록에 있어서의 휘도 CBF 플래그의 결과를 이용하는 것이 아니라, 변환 블록의 블록 사이즈에 따라 2개의 확률 테이블(슬라이스당)을 전환하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 부호화에 필요한 메모리 사이즈를 대폭 삭감하는 것을 실현한다.

이상이, 본 실시의 형태의 산술 부호화 방법의 개요에 대한 설명이다. 특별히 설명하지 않는 경우에는, 종래의 산술 부호화 방법과 동일한 방법을 취해도 되는 것을 나타낸다.

실시의 형태 2에 관련된 동화상 부호화 장치는, 동화상 신호를 제1의 처리 단위마다 부호화한다. 구체적으로, 동화상 부호화 장치는, 제1의 처리 단위에 1개 이상 포함되는 제2의 처리 단위마다, 공간 영역의 동화상 신호(예를 들면, 잔차 신호)를 주파수 영역의 계수로 변환하는 처리와, 주파수 영역의 계수를 양자화하는 처리를 포함하는 변환·양자화부와, 변환·양자화부의 처리가 실행된 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는지 여부를 나타내는 휘도 CBF 플래그를 산술 부호화하는 산술 부호화부를 구비한다.

그리고 산술 부호화부는, 제1 및 제2의 처리 단위의 사이즈가 동일한지 여부, 및 제2의 처리 단위가 미리 정해진 최대 사이즈인지 여부에 따라, 휘도 CBF 플래그의 산술 부호화에 이용하는 확률 테이블을 결정한다(콘택스트를 전환한다). 산술 부호화부는, 또한, 제1의 처리 단위가 속하는 슬라이스의 종별에 따라, 산술 부호화에 이용하는 확률 테이블을 결정해도 된다.

다음에, 본 실시의 형태의 휘도 CBF 플래그 부호화 방법을 행하는 휘도 CBF 플래그 부호화부의 처리의 흐름에 대하여 설명한다. 도 7은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관련된 휘도 CBF 플래그 부호화부의 동작의 흐름의 일례를 나타내는 플로우차트이다.

휘도 CBF 플래그 부호화부는, 제어부에서 얻은 정보로부터, (i) 부호화 대상의 휘도 CBF 플래그가 나타내는 변환 블록의 사이즈가 부호화 블록의 사이즈와 동일한지, 혹은 (ii) 변환 블록의 사이즈가 변환 블록의 최대 사이즈와 동일한지 여부를 판단한다(S701). 또한, 변환 블록의 최대 사이즈를 특정하는 정보는, 예를 들면, 비트 스트림 중에 포함되어 있다.

상기의 (i) 및 (ii)의 적어도 한쪽을 만족하는 경우(S701에서 YES), 산술 부호화에 이용하는 확률 정보를 규정하기 위한 번호 ctxldxlnc를 1에 세트한다(S703). 한편, 상기의 (i) 및 (ii)의 어느것도 만족하지 않는 경우(S701에서 NO), 산술 부호화에 이용하는 확률 정보를 규정하기 위한 번호 ctxldxlnc를 0에 세트한다(S702).

다음에, 단계 S702, S703에서 얻어진 확률 정보를 규정하기 위한 번호 ctxldxlnc와, 미리 슬라이스마다 규정된 오프셋치(도 5a∼도 5d 참조)를 더함으로써 얻어지는 ctxldx에 대응하는 확률치를 취득하고, 대상이 되는 휘도 CBF 플래그의 산술 부호화 처리를 행한다(S704). 이에 따라, 휘도 CBF 플래그를 부호화한다.

이와 같이 부호화함으로써, 메모리의 필요량이 적은 휘도 CBF 플래그의 부호화 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시의 형태 2에 관련된 휘도 CBF 플래그 부호화부는, 화상 데이터를 압축 부호화하는 화상 부호화 장치에 구비된다. 도 8은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관련된 화상 부호화 장치(200)의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.

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

도 10에 나타내는 바와같이, 화상 부호화 장치(200)는, 감산기(205)와, 변환·양자화부(210)와, 엔트로피 부호화부(220)와, 역양자화·역변환부(230)와, 가산기(235)와, 디블로킹 필터(240)와, 메모리(250)와, 인트라 예측부(260)와, 움직임 검출부(270)와, 움직임 보상부(280)와, 인트라/인터 전환 스위치(290)를 구비한다.

감산기(205)는, 입력 신호와 예측 신호의 차분, 즉, 예측 오차를 산출한다.

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

또한, 변환·양자화부(210)는, 변환 블록 내에 계수(양자화 계수)가 존재하는지 여부를 나타내는 휘도 CBF 플래그를 생성한다. 구체적으로는, 변환·양자화부(210)는, 변환 블록 내에 계수가 존재하는 경우에 휘도 CBF 플래그에 “1”을 세트하고, 변환 블록 내에 계수가 존재하지 않는 경우에 휘도 CBF 플래그에 “0”을 세트한다.

엔트로피 부호화부(220)는, 양자화 계수를 가변 길이 부호화함으로써, 부호화 신호를 생성한다. 또한, 엔트로피 부호화부(220)는, 움직임 검출부(270)에 의해서 검출된 움직임 데이터(예를 들면, 움직임 벡터)를 부호화하고, 부호화 신호에 포함하여 출력한다.

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

가산기(235)는 복원된 예측 오차와 예측 신호를 가산함으로써, 로컬 복호 화상을 생성한다.

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

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

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

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

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

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

이상의 구성에 의해, 본 발명의 실시의 형태 2에 관련된 화상 부호화 장치(200)는, 화상 데이터를 압축 부호화한다.

또한, 동화상 부호화 장치(200)에 있어서, 본 발명의 실시의 형태 2에 관련된 CBF 플래그 부호화부는, 예를 들면, 엔트로피 부호화부(220)에 포함된다. 즉, 엔트로피 부호화부(220)에 포함되는 CBF 플래그 부호화부는, 변환·양자화부(210)에서 생성된 휘도 CBF 플래그를 산술 부호화한다. 단, 상기의 대응 관계에 한정되지 않는다.

(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 형태에 나타낸 처리를 독립된 컴퓨터 시스템에 있어서 간단하게 실시하는 것이 가능해진다. 기억 미디어는, 자기 디스크, 광 디스크, 광학 자기 디스크, IC 카드, 반도체 메모리 등, 프로그램을 기록할 수 있는 것이면 된다.

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

도 9는, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템 ex100의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 통신 서비스의 제공 영역을 원하는 크기로 분할하고, 각 셀 내에 각각 고정 무선국인 기지국(ex106, ex107, ex108, ex109, ex110)이 설치되어 있다.

이 컨텐츠 공급 시스템(ex100)은, 인터넷(ex101)에 인터넷 서비스 프로바이더(ex102) 및 전화망(ex104), 및 기지국(ex106)으로부터 (ex110)를 통하여, 컴퓨터(ex111), PDA(Personal Digital Assistant)(ex112), 카메라(ex113), 휴대 전화(ex114), 게임기(ex115) 등의 각 기기가 접속된다.

그러나 컨텐츠 공급 시스템(ex100)은 도 9와 같은 구성에 한정되지 않고, 몇 개의 요소를 조합하여 접속하도록 해도 된다. 또한, 고정 무선국인 기지국(ex106)으로부터 (ex110)를 통하지 않고, 각 기기가 전화망(ex104)에 직접 접속되어도 된다. 또한, 각 기기가 근거리 무선 등을 통하여 직접 서로 접속되어 있어도 된다.

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

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

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

또한, 이들 부호화·복호화 처리는, 일반적으로 컴퓨터(ex111)나 각 기기가 가지는 LSI(ex500)에 있어서 처리한다. LSI(ex500)는, 원 칩이거나 복수 칩으로 이루어지는 구성이어도 된다. 또한, 동화상 부호화·복호화용의 소프트웨어를 컴퓨터(ex111) 등으로 판독 가능한 어떠한 기록 미디어(CD－ROM, 플렉서블 디스크, 하드 디스크 등)에 집어넣고, 그 소프트웨어를 이용하여 부호화·복호화 처리를 행해도 된다. 또한, 휴대 전화(exT14)가 카메라 부착인 경우에는, 그 카메라로 취득한 동화상 데이터를 송신해도 된다. 이때의 동화상 데이터는 휴대 전화(ex114)가 가지는 LSI(ex500)에서 부호화 처리된 데이터이다.

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

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

또한, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)의 예에 한정되지 않고, 도 10에 나타내는 바와같이, 디지털 방송용 시스템(ex200)에도, 상기 각 실시의 형태의 적어도 동화상 부호화 장치(화상 부호화 장치) 또는 동화상 복호화 장치(화상 복호 장치)중 어느 하나를 집어넣을 수 있다. 구체적으로는, 방송국(ex201)에서는 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터가 전파를 통하여 통신 또는 위성(ex202)에 전송된다. 이 영상 데이터는 상기 각 실시의 형태에서 설명한 동화상 부호화 방법에 의해 부호화된 데이터이다(즉, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 부호화 장치에 의해서 부호화된 데이터이다). 이를 받은 방송 위성(ex202)은, 방송용 전파를 발신하고, 이 전파를 위성 방송의 수신이 가능한 가정의 안테나(ex204)가 수신한다. 수신한 다중화 데이터를, 텔레비전(수신기)(ex300) 또는 셋탑 박스(STB)(ex217) 등의 장치가 복호화하여 재생한다(즉, 본 발명의 일양태에 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다).

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

도 11은 상기 각 실시의 형태에서 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 통하여 영상 데이터에 음성 데이터가 다중화된 다중화 데이터를 취득, 또는 출력하는 튜너(ex301)와, 수신한 다중화 데이터를 복조하거나, 또는 외부에 송신하는 다중화 데이터로 변조하는 변조/복조부(ex302)와, 복조한 다중화 데이터를 영상 데이터와 음성 데이터로 분리하거나, 또는 신호 처리부(ex306)에서 부호화된 영상 데이터, 음성 데이터를 다중화하는 다중/분리부(ex303)를 구비한다.

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

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

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

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

일예로서, 광 디스크로부터 데이터의 읽어들임 또는 기입을 하는 경우의 정보 재생/기록부(ex400)의 구성을 도 12에 나타낸다. 정보 재생/기록부(ex400)는, 이하에 설명하는 요소(ex401, ex402, ex403, ex404, ex405, ex406, ex407)를 구비한다. 광 헤드(ex401)는, 광 디스크인 기록 미디어(ex215)의 기록면에 레이저 스폿을 조사하여 정보를 기입하고, 기록 미디어(ex215)의 기록면으로부터의 반사광을 검출하여 정보를 읽어들인다. 변조 기록부(ex402)는 광 헤드(ex401)에 내장된 반도체 레이저를 전기적으로 구동하여 기록 데이터에 따라 레이저광의 변조를 행한다. 재생 복조부(ex403)는 광 헤드(ex401)에 내장된 포토디텍터에 의해 기록면으로부터의 반사광을 전기적으로 검출한 재생 신호를 증폭하고, 기록 미디어(ex215)에 기록된 신호 성분을 분리하여 복조하여, 필요한 정보를 재생한다. 버퍼(ex4 04)는, 기록 미디어(ex215)에 기록하기 위한 정보 및 기록 미디어(ex215)로부터 재생한 정보를 일시적으로 유지한다. 디스크 모터(ex405)는 기록 미디어(ex215)를 회전시킨다. 서보 제어부(ex406)는, 디스크 모터(ex405)의 회전 구동을 제어하면서 광 헤드(ex401)를 소정의 정보 트랙으로 이동시켜, 레이저 스폿의 추종 처리를 행한다. 시스템 제어부(ex407)는, 정보 재생/기록부(ex400) 전체의 제어를 행한다. 상기의 독출이나 기입의 처리는 시스템 제어부(ex407)가, 버퍼(ex404)에 유지된 각종 정보를 이용하고, 또한 필요에 따라서 새로운 정보의 생성·추가를 행함과 더불어, 변조 기록부(ex402), 재생 복조부(ex403), 서보 제어부(ex406)를 협조 동작시키면서, 광 헤드(ex401)를 통하여, 정보의 기록 재생을 행함으로써 실현된다. 시스템 제어부(ex407)는 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성되고, 독출 기입의 프로그램을 실행함으로써 이들 처리를 실행한다.

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

도 13에 광 디스크인 기록 미디어(ex215)의 모식도를 도시한다. 기록 미디어(ex215)의 기록면에는 안내 홈(그룹)이 스파이럴형상으로 형성되고, 정보 트랙(ex230)에는, 미리 그룹의 형상 변화에 따라 디스크 상의 절대 위치를 나타내는 번지 정보가 기록되어 있다. 이 번지 정보는 데이터를 기록하는 단위인 기록 블록(ex231)의 위치를 특정하기 위한 정보를 포함하고, 기록이나 재생을 행하는 장치에 있어서 정보 트랙(ex230)을 재생하여 번지 정보를 판독함으로써 기록 블록을 특정할 수 있다. 또한, 기록 미디어(ex215)는, 데이터 기록 영역(ex233), 내주 영역(ex232), 외주 영역(ex234)을 포함하고 있다. 유저 데이터를 기록하기 위해서 이용하는 영역이 데이터 기록 영역(ex233)이며, 데이터 기록 영역(ex233)보다 내주 또는 외주에 배치되어 있는 내주 영역(ex232)과 외주 영역(ex234)은, 유저 데이터의 기록 이외의 특정 용도에 이용된다. 정보 재생/기록부(ex400)는, 이러한 기록 미디어(ex215)의 데이터 기록 영역(ex233)에 대하여, 부호화된 음성 데이터, 영상 데이터 또는 이들 데이터를 다중화한 다중화 데이터의 읽고 쓰기를 행한다.

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

또한, 디지털 방송용 시스템(ex200)에 있어서, 안테나(ex205)를 가지는 차(ex210)에서 위성(ex202) 등으로부터 데이터를 수신하고, 차(ex210)가 가지는 카 내비게이션(ex211) 등의 표시 장치에 동화상을 재생하는 것도 가능하다. 또한, 카 내비게이션(ex211)의 구성은 예를 들면 도 11에 나타내는 구성 중, GPS 수신부를 추가한 구성을 생각할 수 있고, 동일한 것이 컴퓨터(ex111)나 휴대 전화(ex114) 등에서도 생각할 수 있다.

도 14a는 상기 실시의 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 휴대 전화(ex114)를 나타내는 도면이다. 휴대 전화(ex114)는, 기지국(ex110)과의 사이에서 전파를 송수신하기 위한 안테나(ex350), 영상, 정지 화상을 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. 휴대 전화(ex114)는, 조작 키부(ex366)를 더 가지는 본체부, 음성을 출력하기 위한 스피커 등인 음성 출력부(ex357), 음성을 입력하기 위한 마이크 등인 음성 입력부(ex356), 촬영한 영상, 정지 화상, 녹음한 음성, 또는 수신한 영상, 정지 화상, 메일 등의 부호화된 데이터 혹은 복호화된 데이터를 보존하는 메모리부(ex367), 또는 마찬가지로 데이터를 보존하는 기록 미디어와의 인터페이스부인 슬롯부(ex364)를 구비한다.

또한, 휴대 전화(ex114)의 구성예에 대하여, 도 14b를 이용하여 설명한다. 휴대 전화(ex114)는, 표시부(ex358) 및 조작 키부(ex366)를 구비한 본체부의 각 부를 총괄적으로 제어하는 주제어부(ex360)에 대하여, 전원 회로부(ex361), 조작 입력 제어부(ex362), 영상 신호 처리부(ex355), 카메라 인터페이스부(ex363), LCD(Liquid Crystal Display) 제어부(ex359), 변조/복조부(ex352), 다중/분리부(ex353), 음성 신호 처리부(ex354), 슬롯부(ex364), 메모리부(ex367)가 버스(ex370)를 통하여 서로 접속되어 있다.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

(실시의 형태 4)

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

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

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

도 15는, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도면이다. 도 15에 나타내는 바와같이 다중화 데이터는, 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프레젠테이션 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, 프레젠테이션 그래픽스 스트림은, 영화의 자막을 각각 나타낸다. 여기서 주영상이란 화면에 표시되는 통상의 영상을 나타내고, 부영상이란 주영상 안에 작은 화면으로 표시하는 영상을 말한다. 또한, 인터랙티브 그래픽스 스트림은, 화면 상에 GUI 부품을 배치함으로써 작성되는 대화 화면을 나타낸다. 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 의해서 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 의해서 식별된다. 예를 들면, 영화의 영상에 이용하는 비디오 스트림에는 Ox1011이, 오디오 스트림에는 Ox1100부터 Ox111F까지가, 프레젠테이션 그래픽스에는 Ox1200부터 Ox121F까지가, 인터랙티브 그래픽스 스트림에는 Ox1400부터 Ox141F까지가, 영화의 부영상에 이용하는 비디오 스트림에는 Ox1B00부터 Ox1B1F까지, 주음성과 믹싱하는 부음성에 이용하는 오디오 스트림에는 Ox1A00부터 Ox1A1F가, 각각 할당되어 있다.

도 16은, 다중화 데이터가 어떻게 다중화되는지를 모식적으로 나타내는 도면이다. 우선, 복수의 비디오 프레임으로 이루어지는 비디오 스트림(ex235), 복수의 오디오 프레임으로 이루어지는 오디오 스트림(ex238)을, 각각 PES 패킷열(ex236) 및 (ex239)로 변환하고, TS 패킷(ex237) 및 (ex240)로 변환한다. 마찬가지로 프레젠테이션 그래픽스 스트림(ex241) 및 인터랙티브 그래픽스(ex244)의 데이터를 각각 PES 패킷열(ex242) 및 (ex245)로 변환하고, 다시 TS 패킷(ex243) 및 (ex246)로 변환한다. 다중화 데이터(ex247)는 이들 TS 패킷을 1개의 스트림으로 다중화함으로써 구성된다.

도 17은, PES 패킷열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더욱 상세하게 나타내고 있다. 도 17에 있어서의 제1단째는 비디오 스트림의 비디오 프레임열을 나타낸다. 제2단째는 PES 패킷열을 나타낸다. 도 17의 화살표 yy1, yy2, yy3, yy4로 나타내는 바와같이, 비디오 스트림에 있어서의 복수의 Video Presentation Unit인 I픽쳐, B픽쳐, P픽쳐는, 픽쳐마다 분할되고, PES 패킷의 페이로드에 저장된다. 각 PES 패킷은 PES 헤더를 가지고, PES 헤더에는, 픽쳐의 표시 시각인 PTS(Presentation Time－Stamp)나 픽쳐의 복호 시각인 DTS(Decoding Time－Stamp)가 저장된다.

도 18은 다중화 데이터에 최종적으로 기입되는 TS 패킷의 형식을 나타내고 있다. TS 패킷은, 스트림을 식별하는 PID 등의 정보를 가지는 4Byte의 TS 헤더와 데이터를 저장하는 184Byte의 TS 페이로드로 구성되는 188Byte 고정 길이의 패킷이며, 상기 PES 패킷은 분할되어 TS 페이로드에 저장된다. BD－ROM의 경우, TS 패킷에는, 4Byte의 TP_Extra_Header가 부여되고, 192Byte의 소스 패킷을 구성하여, 다중화 데이터에 기입된다. TP_Extra_Header에는 ATS(Arrival_Time_Stamp) 등의 정보가 기재된다. ATS는 당해 TS 패킷의 디코더의 PID 필터로의 전송 개시 시각을 나타낸다. 다중화 데이터에는 도 18 하단에 나타내는 바와같이 소스 패킷이 배열되고, 다중화 데이터의 선두로부터 인크리먼트하는 번호는 SPN(소스 패킷 넘버)로 불린다.

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

도 19는 PMT의 데이터 구조를 상세하게 설명하는 도면이다. PMT의 선두에는, 그 PMT에 포함되는 데이터의 길이 등을 표기한 PMT 헤더가 배치된다. 그 뒤에는, 다중화 데이터에 관한 디스크립터가 복수 배치된다. 상기 카피 컨트롤 정보 등이 디스크립터로서 기재된다. 디스크립터의 후에는, 다중화 데이터에 포함되는 각 스트림에 관한 스트림 정보가 복수 배치된다. 스트림 정보는, 스트림의 압축 코덱 등을 식별하기 위한 스트림 타입, 스트림의 PID, 스트림의 속성 정보(프레임 레이트, 애스팩트비 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 20에 나타내는 바와같이 다중화 데이터의 관리 정보이며, 다중화 데이터와 1대 1로 대응하고, 다중화 데이터 정보, 스트림 속성 정보와 엔트리 맵으로 구성된다.

다중화 데이터 정보는 도 20에 나타내는 바와같이 시스템 레이트, 재생 개시 시각, 재생 종료 시각으로 구성되어 있다. 시스템 레이트는 다중화 데이터의, 후술하는 시스템 타겟 디코더의 PID 필터로의 최대 전송 레이트를 나타낸다. 다중화 데이터 중에 포함되는 ATS의 간격은 시스템 레이트 이하가 되도록 설정되어 있다. 재생 개시 시각은 다중화 데이터의 선두 비디오 프레임의 PTS이며, 재생 종료 시각은 다중화 데이터의 종단의 비디오 프레임의 PTS에 1프레임분의 재생 간격을 더한 것이 설정된다.

스트림 속성 정보는 도 21에 나타내는 바와같이, 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 얼마인지, 애스팩트비는 얼마인지, 프레임 레이트는 얼마인지 등의 정보를 가진다. 오디오 스트림 속성 정보는, 그 오디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 그 오디오 스트림에 포함되는 채널수는 무엇인지, 어느 언어에 대응하는지, 샘플링 주파수가 얼마인지 등의 정보를 가진다. 이들 정보는, 플레이어가 재생하기 전의 디코더의 초기화 등에 이용된다.

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

또한, 본 실시의 형태에 있어서의 동화상 복호화 방법의 단계를 도 22에 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 의해서 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 의해서 생성된 것이라고 판단된 경우에는, 단계 exS102에 있어서, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법에 의해 복호를 행한다. 또한, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가, 종래의 MPEG－2, MPEG4－AVC, VC－1 등의 규격에 준거하는 것임을 나타내는 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 장치에서 복호 가능한지를 판단할 수 있다. 따라서, 다른 규격에 준거하는 다중화 데이터가 입력된 경우라도, 적절한 복호화 방법 또는 장치를 선택할 수 있으므로, 에러를 일으키지 않고 복호하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치, 또는, 동화상 복호 방법 또는 장치를, 상술한 어느 하나의 기기·시스템에 이용하는 것도 가능하다.

(실시의 형태 5)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 및 장치, 동화상 복호화 방법 및 장치는 전형적으로는 집적 회로인 LSI로 실현된다. 일례로서, 도 23에 1칩화된 LSI(ex500)의 구성을 나타낸다. LSI(ex500)는, 이하에 설명하는 요소(ex501, ex502, ex503, ex504, ex505, ex506, ex507, ex508, ex509)를 구비하고, 각 요소는 버스(ex510)를 통하여 접속하고 있다. 전원 회로부(ex505)는 전원이 온 상태인 경우에 각 부에 대하여 전력을 공급함으로써 동작 가능한 상태로 기동한다.

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

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

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

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

또한, 집적 회로화의 수법은 LSI에 한정되는 것이 아니라, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현해도 된다. LSI 제조 후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Prgrammable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리콘피규러블·프로세서를 이용해도 된다.

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

(실시의 형태 6)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해서 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. 이 때문에, LSI(ex500)에 있어서, 종래의 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호할 때의 CPU(ex502)의 구동 주파수보다도 높은 구동 주파수로 설정할 필요가 있다. 그러나 구동 주파수를 높게 하면, 소비 전력이 높아진다는 과제가 생긴다.

이 과제를 해결하기 위해서, 텔레비전(ex300), LSI(ex500) 등의 동화상 복호화 장치는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별하고, 규격에 따라 구동 주파수를 전환하는 구성으로 한다. 도 24는, 본 실시의 형태에 있어서의 구성 ex800를 나타내고 있다. 구동 주파수 변환부(ex803)는, 영상 데이터가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해서 생성된 것인 경우에는, 구동 주파수를 높게 설정한다. 그리고 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부(ex801)에 대하여, 영상 데이터를 복호하도록 지시한다. 한편, 영상 데이터가, 종래의 규격에 준거하는 영상 데이터인 경우에는, 영상 데이터가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해서 생성된 것인 경우에 비하여, 구동 주파수를 낮게 설정한다. 그리고 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부(ex802)에 대하여, 영상 데이터를 복호하도록 지시한다.

보다 구체적으로, 구동 주파수 전환부(ex803)는, 도 23의 CPU(ex502)와 구동 주파수 제어부(ex512)로 구성된다. 또한, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부(ex801), 및, 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부(ex802)는, 도 23의 신호 처리부(ex507)에 해당한다. CPU(ex502)는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별한다. 그리고 CPU(ex502)로부터의 신호에 의거하여, 구동 주파수 제어부(ex512)는 구동 주파수를 설정한다. 또한, CPU(ex502)로부터의 신호에 의거하여, 신호 처리부(ex507)는, 영상 데이터의 복호를 행한다. 여기서, 영상 데이터의 식별에는, 예를 들면, 실시의 형태 4에서 기재한 식별 정보를 이용하는 것을 생각할 수 있다. 식별 정보에 관해서는, 실시의 형태 4에 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. 또한, CPU(ex502)에 있어서의 구동 주파수의 선택은, 예를 들면, 도 26과 같은 영상 데이터의 규격과, 구동 주파수를 대응시킨 룩업 테이블에 의거하여 행하는 것을 생각할 수 있다. 룩업 테이블을, 버퍼(ex508)나, LSI의 내부 메모리에 저장해 두고, CPU(ex502)가 이 룩업 테이블을 참조함으로써, 구동 주파수를 선택하는 것이 가능하다.

도 25는, 본 실시 형태의 방법을 실시하는 단계를 나타내고 있다. 우선, 단계 exS200에서는, 신호 처리부(ex507)에 있어서, 다중화 데이터로부터 식별 정보를 취득한다. 다음에, 단계(exS201)에서는, CPU(ex502)에 있어서, 식별 정보에 의거하여 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해서 생성된 것인지 여부를 식별한다. 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해서 생성된 것인 경우에는, 단계(exS202)에 있어서, 구동 주파수를 높게 설정하는 신호를, CPU(ex502)가 구동 주파수 제어부(ex512)에 보낸다. 그리고 구동 주파수 제어부(ex512)에 있어서, 높은 구동 주파수로 설정된다. 한편, 종래의 MPEG－2, MPEG4－AVC, VC－1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에는, 단계(exS203)에 있어서, 구동 주파수를 낮게 설정하는 신호를, CPU(ex502)가 구동 주파수 제어부(ex512)에 보낸다. 그리고 구동 주파수 제어부(ex512)에 있어서, 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해서 생성된 것인 경우에 비하여, 낮은 구동 주파수로 설정된다.

또한, 구동 주파수의 전환에 연동하여, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)을 포함하는 장치에 주어지는 전압을 변경함으로써, 전력 절약 효과를 더욱 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.

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

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

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

(실시의 형태 7)

TV나, 휴대 전화 등, 상술한 기기·시스템에는, 다른 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터가 입력되는 경우가 있다. 이와 같이, 다른 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터가 입력된 경우에도 복호할 수 있도록 하기 위해서, LSI(ex500)의 신호 처리부(ex507)가 복수의 규격에 대응하고 있을 필요가 있다. 그러나 각각의 규격에 대응하는 신호 처리부(ex507)를 개별적으로 이용하면, LSI(ex500)의 회로 규모가 커지고, 또한, 비용이 증가한다는 과제가 생긴다.

이 과제를 해결하기 위해서, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법을 실행하기 위한 복호 처리부와, 종래의 MPEG－2, MPEG4－AVC, VC－1 등의 규격에 준거하는 복호 처리부를 일부 공유화하는 구성으로 한다. 이 구성예를 도 27a의 ex900에 나타낸다. 예를 들면, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법과, MPEG4－AVC 규격에 준거하는 동화상 복호 방법은, 엔트로피 부호화, 역양자화, 디블로킹·필터, 움직임 보상 등의 처리에 있어서 처리 내용이 일부 공통된다. 공통되는 처리 내용에 대해서는, MPEG4－AVC 규격에 대응하는 복호 처리부(ex902)를 공유하고, MPEG4－AVC 규격에 대응하지 않는, 본 발명의 일양태에 특유의 다른 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부(ex901)를 이용하는 구성을 생각할 수 있다. 특히, 본 발명의 일양태는, 역양자화에 특징을 가지고 있으므로, 예를 들면, 역양자화에 대해서는 전용의 복호 처리부(ex901)를 이용하고, 그 이외의 엔트로피 복호, 디블로킹·필터, 움직임 보상 중 어느 하나 또는 모든 처리에 대해서는, 복호 처리부를 공유하는 것을 생각할 수 있다. 복호 처리부의 공유화에 관해서는, 공통된 처리 내용에 대해서는, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하기 위한 복호 처리부를 공유하고, MPEG4－AVC 규격에 특유의 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부를 이용하는 구성이어도 된다.

또한, 처리를 일부 공유화하는 다른 예를 도 27b의 ex1000에 나타낸다. 이 예에서는, 본 발명의 일양태에 특유의 처리 내용에 대응한 전용 복호 처리부(ex1001)와, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 대응한 전용 복호 처리부(ex1002)와, 본 발명의 일양태에 관련된 동화상 복호 방법과 다른 종래 규격의 동화상 복호 방법에 공통되는 처리 내용에 대응한 공용 복호 처리부(ex1003)를 이용하는 구성으로 하고 있다. 여기서, 전용의 복호 처리부(ex1001, ex1002)는, 반드시 본 발명의 일양태, 또는, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용으로 특화한 것은 아니고, 다른 범용 처리를 실행할 수 있는 것이어도 된다. 또한, 본 실시의 형태의 구성을, LSI(ex500)에서 실장하는 것도 가능하다.

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

<산업상의 이용 가능성>

본 발명의 일양태에 관련된 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호 방법은, 예를 들면, 텔레비젼 수상기, 디지털 비디오 레코더, 카 내비게이션, 휴대 전화, 디지털 카메라, 또는, 디지털 비디오 카메라 등에 이용 가능하다.

100: 복호 장치 101: 휘도 CBF 복호부
102: 제어부 103: 스위치
104: 잔차 계수 복호부 105: 잔차 신호 복원부
106: 가산부 200: 화상 부호화 장치
205: 감산기 210: 변환·양자화부
220: 엔트로피 부호화부 230, 420: 역양자화·역변환부
235, 425: 가산기 240, 430: 디블로킹 필터
250, 440: 메모리 260, 450: 인트라 예측부
270: 움직임 검출부 280, 460: 움직임 보상부
290, 470: 인트라/인터 전환 스위치
301, 302, 303, 304, 305, 306: 블록
311, 312, 313, 314, 315: 휘도 CBF 플래그
400: 동화상 복호 장치 410: 엔트로피 복호부

Claims (11)

1. 동화상 신호를 제1의 처리 단위마다 부호화하는 동화상 부호화 방법으로서,
   상기 제1의 처리 단위에 1개 이상 포함되는 제2의 처리 단위마다, 공간 영역의 상기 동화상 신호를 주파수 영역의 계수로 변환하는 처리와, 상기 주파수 영역의 계수를 양자화하는 처리를 포함하는 변환·양자화 단계와,
   상기 변환·양자화 단계가 실행된 상기 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는지 여부를 나타내는 휘도 CBF 플래그를 산술 부호화하는 산술 부호화 단계를 포함하고,
   상기 산술 부호화 단계에서는, 상기 제1 및 제2의 처리 단위의 사이즈가 동일한지 여부, 및 상기 제2의 처리 단위가 미리 정해진 최대 사이즈인지 여부에 따라, 산술 부호화에 이용하는 확률 테이블을 결정하는, 동화상 부호화 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 산술 부호화 단계에서는, 또한, 상기 제1의 처리 단위가 속하는 슬라이스의 종별에 따라, 산술 부호화에 이용하는 확률 테이블을 결정하는, 동화상 부호화 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제1의 처리 단위는 부호화 단위이며,
   상기 제2의 처리 단위는 변환 단위인, 동화상 부호화 방법.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 동화상 부호화 방법은, 제1 규격에 준거한 부호화 처리와, 제2 규격에 준거한 부호화 처리를 전환하고, 상기 제1 규격에 준거한 부호화 처리로서, 상기 변환·양자화 단계와, 상기 산술 부호화 단계를 실행하고, 또한 부호화 처리의 규격을 나타내는 식별자를 부호화하는, 동화상 부호화 방법.
5. 부호화된 동화상 신호를 제1의 처리 단위마다 복호하는 동화상 복호 방법으로서,
   상기 제1의 처리 단위에 1개 이상 포함되는 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는지 여부를 나타내는 휘도 CBF 플래그를 산술 복호하는 산술 복호 단계와,
   상기 산술 복호 단계에서 복호된 상기 휘도 CBF 플래그가 상기 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는 것을 나타내는 경우에, 상기 제2의 처리 단위의 양자화 계수를 이용하여 동화상 신호를 복원하는 복원 단계를 포함하고,
   상기 산술 복호 단계에서는, 상기 제1 및 제2의 처리 단위의 사이즈가 동일한지 여부, 및 상기 제2의 처리 단위가 미리 정해진 최대 사이즈인지 여부에 따라, 산술 복호에 이용하는 확률 테이블을 결정하는, 동화상 복호 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 산술 복호 단계에서는, 또한, 상기 제1의 처리 단위가 속하는 슬라이스의 종별에 따라, 산술 복호에 이용하는 확률 테이블을 결정하는, 동화상 복호 방법.
7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
   상기 제1의 처리 단위는 부호화 단위이며,
   상기 제2의 처리 단위는 변환 단위인, 동화상 복호 방법.
8. 청구항 5 내지 청구항 7중 어느 한 항에 있어서,
   상기 동화상 복호 방법은, 부호화 신호에 포함되는, 제1 규격 또는 제2 규격을 나타내는 식별자에 따라, 상기 제1 규격에 준거한 복호 처리와, 상기 제2 규격에 준거한 복호 처리를 전환하고, 상기 식별자가 제1 규격을 나타내는 경우에, 상기 제1 규격에 준거한 복호 처리로서, 상기 산술 복호 단계와, 상기 복원 단계를 행하는, 동화상 복호 방법.
9. 동화상 신호를 제1의 처리 단위마다 부호화하는 동화상 부호화 장치로서,
   상기 제1의 처리 단위에 1개 이상 포함되는 제2의 처리 단위마다, 공간 영역의 상기 동화상 신호를 주파수 영역의 계수로 변환하는 처리와, 상기 주파수 영역의 계수를 양자화하는 처리를 포함하는 변환·양자화부와,
   상기 변환·양자화부에서 처리된 상기 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는지 여부를 나타내는 휘도 CBF 플래그를 산술 부호화하는 산술 부호화부를 구비하고,
   상기 산술 부호화부는, 상기 제1 및 제2의 처리 단위의 사이즈가 동일한지 여부 및 상기 제2의 처리 단위가 미리 정해진 최대 사이즈인지 여부에 따라, 산술 부호화에 이용하는 확률 테이블을 결정하는, 동화상 부호화 장치.
10. 부호화된 동화상 신호를 제1의 처리 단위마다 복호하는 동화상 복호 장치로서,
    상기 제1의 처리 단위에 1개 이상 포함되는 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는지 여부를 나타내는 휘도 CBF 플래그를 산술 복호하는 산술 복호부와,
    상기 산술 복호부에서 처리된 상기 휘도 CBF 플래그가 상기 제2의 처리 단위에 양자화 계수가 포함되어 있는 것을 나타내는 경우에, 상기 제2의 처리 단위의 양자화 계수를 이용하여 동화상 신호를 복원하는 복원부를 구비하고,
    상기 산술 복호부는, 상기 제1 및 제2의 처리 단위의 사이즈가 동일한지 여부, 및 상기 제2의 처리 단위가 미리 정해진 최대 사이즈인지 여부에 따라, 산술 복호에 이용하는 확률 테이블을 결정하는, 동화상 복호 장치.
11. 청구항 9에 기재된 동화상 부호화 장치와,
    청구항 10에 기재된 동화상 복호 장치를 구비하는, 동화상 부호화 복호 장치.

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