KR20140082969A - 화상 부호화 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 방법, 및, 화상 복호 장치 - Google Patents

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Abstract

화상 부호화 방법은, 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트의 후보인 머지 후보를 제1 머지 후보로서 도출하는 제1 도출 처리를 행하는 제1 도출 단계(S113)와, 제1 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제2 머지 후보로서 도출하는 제2 도출 처리를 행하는 제2 도출 단계(S115)와, 제1 머지 후보 및 제2 머지 후보 중에서, 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 머지 후보를 선택하는 선택 단계(S120)와, 선택된 머지 후보를 특정하기 위한 인덱스를 비트 스트림에 부가하는 부가 단계(S130)를 포함하고, 제1 도출 단계(S113)에서는, 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 제1 도출 처리를 행하고, 제2 도출 단계(S115)에서는, 제1 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에, 제2 도출 처리를 행한다.

Description

화상 부호화 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 방법, 및, 화상 복호 장치{IMAGE ENCODING METHOD, IMAGE ENCODING DEVICE, IMAGE DECODING METHOD, AND IMAGE DECODING DEVICE}
본 발명은, 화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법에 관한 것이다.
동화상 부호화 처리에서는, 일반적으로, 동화상이 갖는 공간 방향 및 시간 방향의 중복성(Redundancy)을 이용하여 정보량의 압축이 행해진다. 여기서, 일반적으로 공간 방향의 중복성을 이용하는 방법으로는, 주파수 영역으로의 변환이 이용된다. 또, 시간 방향의 중복성을 이용하는 방법으로는, 픽처간 예측(이후, 「인터 예측」이라고 부름) 부호화 처리가 이용된다. 인터 예측 부호화 처리에서는, 어느 픽처를 부호화할 때에, 부호화 대상 픽처에 대해 표시 시간순으로 전방 또는 후방에 있는 부호화가 끝난 픽처가, 참조 픽처로서 이용된다. 그리고, 그 참조 픽처에 대한 부호화 대상 픽처의 움직임 검출에 의해, 움직임 벡터가 도출된다. 그리고, 도출된 움직임 벡터에 의거하여 움직임 보상을 행하여 얻어진 예측 화상 데이터와 부호화 대상 픽처의 화상 데이터의 차분을 산출함으로써, 시간 방향의 중복성이 제거된다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조). 여기서, 움직임 검출에서는, 부호화 픽처 내의 부호화 대상 블록과, 참조 픽처 내의 블록의 차분치를 산출해, 가장 차분치가 작은 참조 픽처 내의 블록이 참조 블록으로서 결정된다. 그리고, 부호화 대상 블록과 참조 블록을 이용하여, 움직임 벡터가 검출된다.
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", JCTVC-E603, March 2011.
그러나, 상기 종래의 기술에서는, 인터 예측을 이용한 화상 부호화 및 복호에 있어서, 부호화 효율을 향상시키는 것이 요망되고 있다.
그래서, 본 발명은, 인터 예측을 이용한 화상 부호화 및 복호에 있어서, 부호화 효율을 향상시킬 수 있는 화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 화상 부호화 방법은, 화상을 블록마다 부호화함으로써 비트 스트림을 생성하는 화상 부호화 방법으로서, 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트의 후보인 머지 후보를 제1 머지 후보로서 도출하는 제1 도출 처리를 행하는 제1 도출 단계와, 상기 제1 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제2 머지 후보로서 도출하는 제2 도출 처리를 행하는 제2 도출 단계와, 상기 제1 머지 후보 및 상기 제2 머지 후보 중에서, 상기 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 머지 후보를 선택하는 선택 단계와, 선택된 상기 머지 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 비트 스트림에 부가하는 부가 단계를 포함하고, 상기 제1 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 상기 제1 도출 처리를 행하고, 상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에, 상기 제2 도출 처리를 행한다.
또한, 이들의 포괄적 또는 구체적인 양태는, 시스템, 방법, 집적회로, 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 판독 가능한 CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory) 등의 기록 매체로 실현되어도 되고, 시스템, 방법, 집적회로, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체의 임의의 조합으로 실현되어도 된다.
본 발명의 일 양태에 따른 화상 부호화 방법은, 인터 예측을 이용한 화상 부호화 및 복호에 있어서, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1a는, B픽처에 있어서의 참조 픽처 리스트의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는, B픽처에 있어서의 예측 방향 0의 참조 픽처 리스트의 일례를 나타내는 도면이다.
도 1c는, B픽처에 있어서의 예측 방향 1의 참조 픽처 리스트의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는, 시간 예측 움직임 벡터 모드에 있어서의 움직임 벡터를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 머지 모드에 있어서 이용되는 인접 블록의 움직임 벡터의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는, 머지 후보 리스트의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 머지 후보 사이즈와 머지 인덱스에 할당되는 비트열의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은, 머지 모드를 이용하는 경우의 부호화 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 7은, 머지 모드를 이용하는 경우의 복호 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 8은, 머지 인덱스를 비트 스트림에 부수시킬 때의 신택스(syntax)를 나타내는 도면이다.
도 9는, 실시형태 1에 따른 화상 부호화 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 10a는, 실시형태 1에 따른 화상 부호화 장치의 처리 동작을 나타내는 플로차트이다.
도 10b는, 실시형태 1에 따른 머지 후보의 도출 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 11은, 실시형태 1에 따른 화상 부호화 장치에 의해서 생성된 머지 후보 리스트의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는, 실시형태 2에 따른 화상 복호 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 13a는, 실시형태 2에 따른 화상 복호 장치의 처리 동작을 나타내는 플로차트이다.
도 13b는, 실시형태 2에 따른 머지 후보의 도출 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 14는, 실시형태 3에 따른 화상 부호화 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 15는, 실시형태 3에 따른 화상 부호화 장치의 처리 동작을 나타내는 플로차트이다.
도 16은, 실시형태 3에 있어서의 머지 후보의 선택에 관한 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 17은, 실시형태 4에 따른 화상 복호 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 18은, 실시형태 4에 따른 화상 복호 장치의 처리 동작을 나타내는 플로차트이다.
도 19는, 실시형태 5에 있어서의 zero 머지 후보의 도출 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 20은, 실시형태 5에 있어서 도출된 zero 머지 후보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 21은, 실시형태 6에 있어서의 combined 머지 후보의 도출 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 22는, 실시형태 7에 있어서의 scaling 머지 후보의 도출 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 23은, 실시형태 7에 있어서 산출되는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 일례를 나타내는 도면이다.
도 24는, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템의 전체 구성도이다.
도 25는, 디지털 방송용 시스템의 전체 구성도이다.
도 26은, 텔레비전의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 27은, 광디스크인 기록 미디어에 정보의 읽고 쓰기를 행하는 정보 재생/기록부의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 28은, 광디스크인 기록 미디어의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 29a는, 휴대전화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 29b는, 휴대전화의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 30은, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 31은, 각 스트림이 다중화 데이터에 있어서 어떻게 다중화되어 있는지를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 32는, PES 패킷열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더욱 자세하게 나타낸 도면이다.
도 33은, 다중화 데이터에 있어서의 TS패킷과 소스 패킷의 구조를 나타내는 도면이다.
도 34는, PMT의 데이터 구성을 나타내는 도면이다.
도 35는, 다중화 데이터 정보의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 36은, 스트림 속성 정보의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 37은, 영상 데이터를 식별하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 38은, 각 실시형태의 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법을 실현하는 집적회로의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 39는, 구동 주파수를 전환하는 구성을 나타내는 도면이다.
도 40은, 영상 데이터를 식별하고, 구동 주파수를 전환하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 41은, 영상 데이터의 규격과 구동 주파수를 대응시킨 룩업테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 42a는, 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 42b는, 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
(본 발명의 기초가 된 지견)
이미 표준화되어 있는, H.264라 불리는 동화상 부호화 방식에서는, 정보량의 압축을 위해서, I픽처, P픽처, B픽처와 같은 3종류의 픽처 타입을 이용하고 있다.
I픽처는, 인터 예측 부호화 처리로 부호화되지 않는다. 즉, I픽처는, 픽처 내 예측(이후, 「인트라 예측」이라고 부름) 부호화 처리로 부호화된다. P픽처는, 표시 시간순으로, 부호화 대상 픽처의 전방 또는 후방에 있는 이미 부호화가 끝난 1개의 픽처를 참조하여 인터 예측 부호화된다. B픽처는, 표시 시간순으로, 부호화 대상 픽처의 전방 또는 후방에 있는 이미 부호화가 끝난 2개의 픽처를 참조하여 인터 예측 부호화된다.
인터 예측 부호화에 있어서는, 참조 픽처를 특정하기 위한 참조 픽처 리스트가 생성된다. 참조 픽처 리스트는, 인터 예측에서 참조하는 부호화가 끝난 참조 픽처에 참조 픽처 인덱스를 할당한 리스트이다. 예를 들면, B픽처에서는, 2개의 픽처를 참조하여 부호화를 행할 수 있으므로, 2개의 참조 리스트(L0, L1)가 생성된다.
도 1a는, B픽처에 있어서의 참조 픽처 리스트의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 1b는, 쌍방향 예측에 있어서의 예측 방향 0의 참조 픽처 리스트 0(L0)의 일례를 나타낸다. 여기에서는, 참조 픽처 리스트 0에 있어서, 값 0을 갖는 참조 픽처 인덱스 0은, 표시순 2의 참조 픽처 0에 할당되어 있다. 또, 값 1을 갖는 참조 픽처 인덱스 0의 값 1은, 표시순 1의 참조 픽처 1에 할당되어 있다. 또, 값 2를 갖는 참조 픽처 인덱스 0은, 표시순 0의 참조 픽처 2에 할당되어 있다. 즉, 부호화 대상 픽처에 대해 표시순으로 시간적으로 가까운 참조 픽처일수록, 작은 값을 갖는 참조 픽처 인덱스가 할당되어 있다.
한편, 도 1c는, 쌍방향 예측에 있어서의 예측 방향 1의 참조 픽처 리스트 1(L1)의 일례를 나타낸다. 여기에서는, 참조 픽처 리스트 1에 있어서, 값 0을 갖는 참조 픽처 인덱스 1은, 표시순 1의 참조 픽처 1에 할당되어 있다. 또, 값 1을 갖는 참조 픽처 인덱스 1은, 표시순 2의 참조 픽처 0에 할당되어 있다. 또, 값 2를 갖는 참조 픽처 인덱스 1은, 표시순 0의 참조 픽처 2에 할당되어 있다.
이와 같이, 각 참조 픽처에 대해, 예측 방향마다 상이한 값을 갖는 참조 픽처 인덱스를 할당하는 것이나(도 1a의 참조 픽처 0, 1), 같은 값을 갖는 참조 픽처 인덱스를 할당하는 것(도 1a의 참조 픽처 2)이 가능하다.
또, H.264라 불리는 동화상 부호화 방식(비특허 문헌 1)에서는, B픽처에 있어서의 각 부호화 대상 블록의 인터 예측의 부호화 모드로서, 움직임 벡터 검출 모드가 이용된다. 움직임 벡터 검출 모드에서는, 예측 화상 데이터 및 부호화 대상 블록의 화상 데이터의 차분치와, 예측 화상 데이터 생성에 이용한 움직임 벡터가 부호화된다. 또, 움직임 벡터 검출 모드에서는, 예측 방향으로서, 쌍방향 예측과편방향 예측을 선택할 수 있다. 쌍방향 예측에서는, 부호화 대상 픽처의 전방 또는 후방에 있는 이미 부호화가 끝난 2개의 픽처를 참조하여 예측 화상이 생성된다. 또, 편방향 예측에서는, 전방 또는 후방에 있는 이미 부호화가 끝난 1개의 픽처를 참조하여 예측 화상이 생성된다.
또, H.264라 불리는 동화상 부호화 방식에서는, B픽처의 부호화에 있어서, 움직임 벡터를 도출할 때에, 시간 예측 움직임 벡터 모드라 불리는 부호화 모드를 선택할 수 있다. 시간 예측 움직임 벡터 모드에 있어서의 인터 예측 부호화 방법을, 도 2를 이용하여 설명한다.
도 2는, 시간 예측 움직임 벡터 모드에 있어서의 움직임 벡터를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로는, 도 2는, 픽처 B2의 블록 a를 시간 예측 움직임 벡터 모드에서 부호화하는 경우를 나타내고 있다.
여기에서는, 픽처 B2의 후방에 있는 참조 픽처인 픽처 P3 내의, 블록 a와 같은 위치에 있는 블록 b(이하, 「co-located 블록」이라고 부름)의 부호화에 이용된 움직임 벡터(vb)가 이용되고 있다. 움직임 벡터(vb)는, 블록 b가 픽처 P1을 참조하여 부호화되었을 때에 이용된 움직임 벡터이다.
움직임 벡터(vb)와 평행한 움직임 벡터를 이용하여, 전방향 참조 픽처인 픽처 P1과, 후방향 참조 픽처인 픽처 P3으로 이루어지고, 블록 a를 위한 2개의 참조 블록이 취득된다. 그리고, 취득된 2개의 참조 블록에 의거하여 2방향 예측을 행함으로써, 블록 a가 부호화된다. 즉, 블록 a를 부호화할 때에 이용되는 움직임 벡터는, 픽처 P1에 대해서는 움직임 벡터(va1)이며, 픽처 P3에 대해서는 움직임 벡터(va2)이다.
또, B픽처나 P픽처에 있어서의 각 부호화 대상 블록의 인터 예측 모드로서, 머지 모드가 검토되고 있다(비특허 문헌 2). 머지 모드에서는, 부호화 대상 블록의 인접 블록의 부호화에 이용된 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 카피하여, 부호화 대상 블록이 부호화된다. 이 때, 부호화에 이용된 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 나타내는 인덱스 등이 비트 스트림에 부가된다. 이에 의해, 부호화에 이용된 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 복호측에서 선택할 수 있도록 한다. 구체적인 예를, 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은, 머지 모드에 있어서 이용되는 인접 블록의 움직임 벡터의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3에서, 인접 블록 A는, 부호화 대상 블록의 좌측 인접의 부호화가 끝난 블록이다. 인접 블록 B는, 부호화 대상 블록 상측 인접의 부호화가 끝난 블록이다. 인접 블록 C는, 부호화 대상 블록의 우측 상부 인접의 부호화가 끝난 블록이다. 인접 블록 D는, 부호화 대상 블록의 좌측 하부 인접의 부호화가 끝난 블록이다.
또, 인접 블록 A는, 예측 방향 0의 편방향 예측으로 부호화된 블록이다. 인접 블록 A는, 예측 방향 0의 참조 픽처 인덱스 RefL0_A가 나타내는 참조 픽처에 대한 움직임 벡터로서, 예측 방향 0의 움직임 벡터 MvL0_A를 갖는다. 여기서, MvL0란, 참조 픽처 리스트 0(L0)에 의해 특정되는 참조 픽처를 참조하는 움직임 벡터를 나타낸다. 또, MvL1이란, 참조 픽처 리스트 1(L1)에 의해 특정되는 참조 픽처를 참조하는 움직임 벡터를 나타낸다.
또, 인접 블록 B는, 예측 방향 1의 편방향 예측으로 부호화된 블록이다. 인접 블록 B는, 예측 방향 1의 참조 픽처 인덱스 RefL1_B가 나타내는 참조 픽처에 대한 움직임 벡터로서, 예측 방향 1의 움직임 벡터 MvL1_B를 갖는다.
또, 인접 블록 C는, 인트라 예측으로 부호화된 블록이다.
또, 인접 블록 D는, 예측 방향 0의 편방향 예측으로 부호화된 블록이다. 인접 블록 D는, 예측 방향 0의 참조 픽처 인덱스 RefL0_D가 나타내는 참조 픽처에 대한 움직임 벡터로서, 예측 방향 0의 움직임 벡터 MvL0_D를 갖는다.
도 3과 같은 경우에서는, 예를 들면, 인접 블록 A~D의 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트, 및, co-located 블록을 이용하여 구한 시간 예측 움직임 벡터 모드에 의한 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트 중에서, 부호화 대상 블록의 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트로서, 가장 부호화 효율이 좋은 것이 선택된다. 여기서, 선택의 후보가 되는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 머지 후보라고 부른다. 선택된 머지 후보를 나타내는 머지 인덱스가 비트 스트림에 부가된다.
예를 들면, 인접 블록 A의 머지 후보가 선택된 경우, 부호화 대상 블록은, 예측 방향 0의 움직임 벡터 MvL0_A, 및 참조 픽처 인덱스 RefL0_A를 이용하여 부호화된다. 그리고, 도 4에 나타낸 바와 같은 인접 블록 A의 머지 후보를 이용한 것을 나타내는 머지 인덱스의 값 0만이 비트 스트림에 부가된다. 이에 의해, 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 정보량을 삭감할 수 있다.
또, 도 4에 나타낸 바와 같이, 머지 모드에서는, 이용하는 것이 불가능한 머지 후보(이하, 「머지 불가능 후보」라고 부름), 및, 예측 방향, 움직임 벡터 및, 참조 픽처 인덱스의 세트가 다른 머지 후보와 일치하는 머지 후보(이하, 「중복 후보」라고 부름)는, 머지 후보 리스트로부터 삭제된다.
이와 같이, 머지 후보수를 삭감함으로써, 머지 인덱스에 할당하는 부호량이 삭감된다. 여기서, 이용하는 것이 불가능한 머지 후보란, 예를 들면, (1) 인트라 예측으로 부호화된 블록의 머지 후보, (2) 슬라이스 혹은 픽처 경계 밖에 존재하는 블록의 머지 후보, 또는 (3) 아직 부호화되어 있지 않은 블록의 머지 후보이다.
도 4의 예에서는, 인접 블록 C가 인트라 예측으로 부호화되어 있다. 그 때문에, 인접 블록 C의 머지 후보(머지 인덱스=3)는, 머지 불가능 후보이며, 머지 후보 리스트로부터 삭제된다. 또, 인접 블록 D의 머지 후보는, 인접 블록 A의 머지 후보와, 예측 방향, 움직임 벡터 및, 참조 픽처 인덱스의 세트가 일치하고 있다. 그 때문에, 인접 블록 D의 머지 후보(머지 인덱스=4)는, 머지 후보 리스트로부터 삭제된다. 그 결과, 최종적으로, 머지 후보수는 3이 되어, 머지 후보 리스트의 리스트 사이즈는 3으로 설정된다.
머지 인덱스는, 머지 후보 리스트 사이즈의 크기에 따라, 도 5에 나타낸 바와 같이, 비트열이 할당되고, 가변길이 부호화된다. 이와 같이, 머지 모드에서는, 머지 인덱스에 할당하는 비트열을, 머지 후보 리스트 사이즈의 크기에 따라서 변화시킴으로써, 부호량을 삭감하고 있다.
도 6은, 머지 모드를 이용하는 경우의 부호화 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다. 단계 S1001에서는, 인접 블록 및 co-located 블록으로부터, 예측 방향, 움직임 벡터, 및 참조 픽처 인덱스의 세트가 머지 후보로서 취득된다. 단계 S1002에서는, 머지 후보로부터 중복 후보 및 머지 불가능 후보가 삭제된다. 단계 S1003에서는, 삭제 처리 후의 머지 후보수가, 머지 후보 리스트 사이즈로 설정된다. 단계 S1004에서는, 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 머지 인덱스가 결정된다. 단계 S1005에 있어서, 결정한 머지 인덱스가, 머지 후보 리스트 사이즈에 따라서 결정된 비트열을 이용하여 가변길이 부호화된다.
도 7은, 머지 모드를 이용하는 경우의 복호 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다. 단계 S2001에서는, 인접 블록 및 co-located 블록으로부터, 예측 방향, 움직임 벡터, 및 참조 픽처 인덱스의 세트가 머지 후보로서 취득된다. 단계 S2002에서는, 머지 후보로부터 중복 후보 및 머지 불가능 후보가 삭제된다. 단계 S2003에서는, 삭제 처리 후의 머지 후보수가, 머지 후보 리스트 사이즈로 설정된다. 단계 S2004에서는, 비트 스트림으로부터 복호 대상 블록의 복호에 이용하는 머지 인덱스를, 머지 후보 리스트 사이즈를 이용하여 복호한다. 단계 S2005에서, 복호한 머지 인덱스가 나타내는 머지 후보를 이용하여, 예측 화상이 생성되고, 복호 처리가 행해진다.
도 8은, 머지 인덱스를 비트 스트림에 부가할 때의 신택스를 나타낸다. 도 8에서, merge_idx는, 머지 인덱스를 나타낸다. merge_flag는, 머지 플래그를 나타낸다. NumMergeCand는, 머지 후보 리스트 사이즈를 나타낸다. 이 NumMergeCand에는, 머지 후보로부터, 머지 불가능 후보 및 중복 후보가 삭제된 후의 머지 후보수가 설정되어 있다.
한편, 머지 모드에 있어서, 머지 후보로부터 중복 후보가 삭제되면, 화상 부호화 장치와 화상 복호 장치 사이에서 머지 후보수에 불일치가 발생한 경우 등에, 머지 인덱스에 할당되는 비트열에 화상 부호화 장치와 화상 복호 장치 사이에서 불일치가 발생해, 머지 인덱스를 제대로 복호할 수 없게 된다.
그래서, 머지 후보 리스트 사이즈를 고정 사이즈로 하는 것이 검토되고 있다.
머지 후보수가 머지 후보 리스트 사이즈와 동수인 경우에는, 머지 후보 리스트 중에, 예측 정밀도가 높은 움직임 벡터를 갖는 머지 후보가 존재할 가능성이 높아진다. 즉, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
그러나, 머지 후보 리스트 사이즈를 고정 사이즈로 하면, 중복 후보가 삭제된 경우에, 머지 후보수가 머지 후보 리스트 사이즈보다 작아지는 경우가 발생한다. 이러한 경우에는, 예측 정밀도가 높은 움직임 벡터를 갖는 머지 후보가 존재할 가능성이 낮아진다. 즉, 부호화 효율이 저하되는 경우가 있다.
그래서, 본 발명의 일 양태에 따른 화상 부호화 방법은, 화상을 블록마다 부호화함으로써 비트 스트림을 생성하는 화상 부호화 방법으로서, 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트의 후보인 머지 후보를 제1 머지 후보로서 도출하는 제1 도출 처리를 행하는 제1 도출 단계와, 상기 제1 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제2 머지 후보로서 도출하는 제2 도출 처리를 행하는 제2 도출 단계와, 상기 제1 머지 후보 및 상기 제2 머지 후보 중에서, 상기 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 머지 후보를 선택하는 선택 단계와, 선택된 상기 머지 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 비트 스트림에 부가하는 부가 단계를 포함하고, 상기 제1 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 상기 제1 도출 처리를 행하고, 상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에, 상기 제2 도출 처리를 행한다.
이에 의하면, 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 제1 도출 처리를 행할 수 있다. 따라서, 제1 머지 후보의 총수를 제어할 수 있어, 선택 가능한 머지 후보의 종류를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 화상 부호화 방법은, 상기 제1 도출 처리 및 상기 제2 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제3 머지 후보로서 도출하는 제3 도출 처리를 행하는 제3 도출 단계를 더 포함하고, 상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보 및 상기 제3 머지 후보의 총수가 상기 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에 상기 제2 도출 처리를 행하고, 상기 선택 단계에서는, 상기 제1 머지 후보, 상기 제2 머지 후보 및 상기 제3 머지 후보 중에서, 상기 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 머지 후보를 선택해도 된다.
이에 의하면, 또한 제1 도출 처리 및 제2 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 제3 도출 처리를 행할 수 있다. 따라서, 선택 가능한 머지 후보의 종류를 더욱 증가시킬 수 있어, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 제3 도출 단계에서는, 상기 제3 도출 처리에 의해 복수의 제3 머지 후보를 도출하고, 상기 제1 도출 단계에서는, 상기 복수의 제3 머지 후보에 각각 포함되는 복수의 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 조합하여 2방향 예측을 위한 머지 후보를 상기 제1 머지 후보로서 도출하는 처리를 상기 제1 도출 처리로서 행해도 된다.
이에 의하면, 복수의 제3 머지 후보를 조합하여, 2방향 예측을 위한 제1 머지 후보를 도출할 수 있다. 따라서, 복수의 제3 머지 후보 중에 2방향 예측을 위한 머지 후보가 포함되지 않은 경우라도, 2방향 예측을 위한 머지 후보를 제1 머지 후보로서 새롭게 도출할 수 있다. 그 결과, 선택 가능한 머지 후보의 종류를 증가시킬 수 있어, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 제3 도출 단계에서는, 상기 부호화 대상 블록에 공간적 또는 시간적으로 인접하는 블록의 부호화에 이용된 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 이용하여 상기 제3 머지 후보를 도출하는 처리를 상기 제3 도출 처리로서 행해도 된다.
이에 의하면, 부호화 대상 블록에 공간적 또는 시간적으로 인접하는 블록의 부호화에 이용된 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 이용하여 제3 머지 후보를 도출할 수 있다. 따라서, 신뢰성이 높은 머지 후보를 제3 머지 후보로서 도출할 수 있어, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보, 상기 제2 머지 후보 및 상기 제3 머지 후보의 총수가 상기 미리 정해진 머지 후보의 최대수와 일치할 때까지, 상기 제2 도출 처리를 반복해도 된다.
이에 의하면, 제2 머지 후보 및 제3 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수와 일치할 때까지, 제2 도출 처리를 반복할 수 있다. 따라서, 머지 후보의 최대수까지 머지 후보를 도출할 수 있어, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 제2 도출 단계에서는, 영 벡터를 움직임 벡터로서 갖는 머지 후보를 상기 제2 머지 후보로서 도출하는 처리를 상기 제2 도출 처리로서 행해도 된다.
이에 의하면, 영 벡터를 움직임 벡터로서 갖는 머지 후보를 제2 머지 후보로서 도출할 수 있다. 따라서, 부호화 대상 블록이 정지 영역인 경우에, 신뢰성이 높은 머지 후보를 도출할 수 있어, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 소정수는, 상기 제1 도출 처리에 의해 도출 가능한 제1 머지 후보의 총수에 의존해도 된다.
이에 의하면, 제1 도출 처리에 의해 도출 가능한 제1 머지 후보의 총수에 의존하는 수를 소정수로서 이용하여, 제1 머지 후보를 도출할 수 있다. 따라서, 머지 후보의 종류를 증가시키기 위해서 적절한 소정수를 이용하여 제1 머지 후보를 도출할 수 있어, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 화상 부호화 방법은, 제1 규격에 준거하는 제1 부호화 처리, 또는 제2 규격에 준거하는 제2 부호화 처리에, 부호화 처리를 전환하는 전환 단계와, 전환된 상기 부호화 처리가 준거하는 상기 제1 규격 또는 상기 제2 규격을 나타내는 식별 정보를 상기 비트 스트림에 부가하는 식별 정보 부가 단계를 더 포함하고, 상기 부호화 처리가 상기 제1 부호화 처리로 전환된 경우에, 상기 제1 부호화 처리로서 상기 제1 도출 단계와, 상기 제2 도출 단계와, 상기 선택 단계와, 상기 부가 단계가 행해져도 된다.
이에 의하면, 제1 규격에 준거하는 제1 부호화 처리와 제2 규격에 준거하는 제2 부호화 처리를 전환하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 일 양태에 따른 화상 복호 방법은, 비트 스트림에 포함되는 부호화 화상을 블록마다 복호하는 화상 복호 방법으로서, 복호 대상 블록의 복호에 이용하는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트의 후보인 머지 후보를 제1 머지 후보로서 도출하는 제1 도출 처리를 행하는 제1 도출 단계와, 상기 제1 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제2 머지 후보로서 도출하는 제2 도출 처리를 행하는 제2 도출 단계와, 상기 비트 스트림으로부터 인덱스를 취득하는 취득 단계와, 취득된 상기 인덱스를 이용하여, 상기 제1 머지 후보 및 상기 제2 머지 후보 중에서, 상기 복호 대상 블록의 복호에 이용하는 머지 후보를 선택하는 선택 단계를 포함하고, 상기 제1 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 상기 제1 도출 처리를 행하고, 상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에, 상기 제2 도출 처리를 행한다.
이에 의하면, 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 제1 도출 처리를 행할 수 있다. 따라서, 제1 머지 후보의 총수를 제어할 수 있어, 선택 가능한 머지 후보의 종류를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 부호화 효율이 향상된 비트 스트림을 적절히 복호하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 화상 복호 방법은, 상기 제1 도출 처리 및 상기 제2 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제3 머지 후보로서 도출하는 제3 도출 처리를 행하는 제3 도출 단계를 더 포함하고, 상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보 및 상기 제3 머지 후보의 총수가 상기 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에 상기 제2 도출 처리를 행하고, 상기 선택 단계에서는, 상기 제1 머지 후보, 상기 제2 머지 후보 및 상기 제3 머지 후보 중에서, 상기 복호 대상 블록의 복호에 이용하는 머지 후보를 선택해도 된다.
이에 의하면, 또한 제1 도출 처리 및 제2 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 제3 머지 후보를 도출할 수 있다. 따라서, 선택 가능한 머지 후보의 종류를 더욱 증가시킬 수 있어, 부호화 효율이 향상된 비트 스트림을 적절히 복호하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 제3 도출 단계에서는, 상기 제3 도출 처리에 의해 복수의 제3 머지 후보를 도출하고, 상기 제1 도출 단계에서는, 상기 복수의 제3 머지 후보에 각각 포함되는 복수의 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 조합하여 2방향 예측을 위한 머지 후보를 상기 제1 머지 후보로서 도출해도 된다.
이에 의하면, 복수의 제3 머지 후보를 조합하여, 2방향 예측을 위한 제1 머지 후보를 도출할 수 있다. 따라서, 복수의 제3 머지 후보 중에 2방향 예측을 위한 머지 후보가 포함되지 않은 경우라도, 2방향 예측을 위한 머지 후보를 제1 머지 후보로서 새롭게 도출할 수 있다. 그 결과, 선택 가능한 머지 후보의 종류를 증가시킬 수 있어, 부호화 효율이 향상된 비트 스트림을 적절히 복호하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 제3 도출 단계에서는, 상기 복호 대상 블록에 공간적 또는 시간적으로 인접하는 블록의 복호에 이용된 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 이용하여 상기 제3 머지 후보를 도출하는 처리를 상기 제3 도출 처리로서 행해도 된다.
이에 의하면, 부호화 대상 블록에 공간적 또는 시간적으로 인접하는 블록의 부호화에 이용된 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 이용하여 제3 머지 후보를 도출할 수 있다. 따라서, 신뢰성이 높은 머지 후보를 제3 머지 후보로서 도출할 수 있어, 부호화 효율이 향상된 비트 스트림을 적절하게 복호하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보, 상기 제2 머지 후보 및 상기 제3 머지 후보의 총수가 상기 미리 정해진 머지 후보의 최대수와 일치할 때까지, 상기 제2 도출 처리를 반복해도 된다.
이에 의하면, 제2 머지 후보 및 제3 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수와 일치할 때까지, 제2 도출 처리를 반복할 수 있다. 따라서, 머지 후보의 최대수까지 머지 후보를 도출할 수 있어, 부호화 효율이 향상된 비트 스트림을 적절히 복호하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 제2 도출 단계에서는, 영 벡터를 움직임 벡터로서 갖는 머지 후보를 상기 제2 머지 후보로서 도출하는 처리를 상기 제2 도출 처리로서 행해도 된다.
이에 의하면, 영 벡터를 움직임 벡터로서 갖는 머지 후보를 제2 머지 후보로서 도출할 수 있다. 따라서, 부호화 대상 블록이 정지 영역인 경우에, 신뢰성이 높은 머지 후보를 도출할 수 있어, 부호화 효율이 향상된 비트 스트림을 적절히 복호하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 소정수는, 상기 제1 도출 처리에 의해 도출 가능한 제1 머지 후보의 총수에 의존해도 된다.
이에 의하면, 제1 도출 처리에 의해 도출 가능한 제1 머지 후보의 총수에 의존하는 수를 소정수로서 이용하여, 제1 머지 후보를 도출할 수 있다. 따라서, 머지 후보의 종류를 증가시키기 위해서 적절한 소정수를 이용하여 제1 머지 후보를 도출할 수 있어, 부호화 효율이 향상된 비트 스트림을 적절히 복호하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 상기 화상 복호 방법은, 상기 비트 스트림에 부가된 제1 규격 또는 제2 규격을 나타내는 식별 정보에 따라, 상기 제1 규격에 준거하는 제1 복호 처리, 또는 상기 제2 규격에 준거하는 제2 복호 처리로, 복호 처리를 전환하는 전환 단계를 더 포함하고, 상기 복호 처리가 제1 복호 처리로 전환된 경우에, 상기 제1 복호 처리로서, 상기 제1 도출 단계와, 상기 제2 도출 단계와, 상기 취득 단계와, 상기 선택 단계가 행해져도 된다.
이에 의하면, 제1 규격에 준거하는 제1 복호 처리와 제2 규격에 준거하는 제2 복호 처리를 전환하는 것이 가능해진다.
또한, 이들의 포괄적 또는 구체적인 양태는 , 시스템, 방법, 집적회로, 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 판독 가능한 CD-ROM 등의 기록 매체로 실현되어도 되고, 시스템, 방법, 집적회로, 컴퓨터 프로그램 또는 기록 매체의 임의의 조합으로 실현되어도 된다.
이하, 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
또한, 이하에서 설명하는 실시형태는, 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시형태에서 나타나는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 위치 및 접속 형태, 단계, 단계의 순서 등은 일례이며, 청구범위를 한정하는 주지는 아니다. 또, 이하의 실시형태에 있어서의 구성 요소 중, 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성 요소에 대해서는, 임의의 구성 요소로서 설명된다.
(실시형태 1)
도 9는, 실시형태 1에 따른 화상 부호화 장치(100)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 화상 부호화 장치(100)는, 화상을 블록마다 부호화함으로써 비트 스트림을 생성한다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 화상 부호화 장치(100)는, 머지 후보 도출부(110)와, 예측 제어부(120)와, 부호화부(130)를 구비한다.
머지 후보 도출부(110)는, 머지 후보를 도출한다. 그리고, 머지 후보 도출부(110)는, 도출된 각 머지 후보에, 상기 머지 후보를 특정하기 위한 인덱스(이하, 「머지 인덱스」라고 부름)를 대응시키고 머지 후보 리스트를 생성한다. 구체적으로는, 머지 후보 도출부(110)는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제3 도출부(111)와, 제1 도출부(112)와, 제2 도출부(113)를 구비한다.
제3 도출부(111)는, 제3 도출 방법에 의해 머지 후보를 도출하는 제3 도출 처리를 행한다. 이하, 제3 도출 처리에 의해서 도출된 머지 후보를 제3 머지 후보라고 부른다. 그리고, 제3 도출부(111)는, 제3 머지 후보를 머지 인덱스에 대응시키고 머지 후보 리스트에 등록한다.
구체적으로는, 제3 도출부(111)는, 예를 들면, 부호화 대상 블록에 공간적 또는 시간적으로 인접하는 블록의 부호화에 이용된 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 이용하여 제3 머지 후보를 도출하는 처리를 제3 도출 처리로서 행한다. 이와 같이 하여 공간적 및 시간적으로 인접하는 블록으로부터 도출된 제3 머지 후보를 각각 공간 머지 후보 및 시간 머지 후보라고 부른다.
공간적으로 인접하는 블록이란, 부호화 대상 블록을 포함한 픽처 내의 블록이며, 부호화 대상 블록에 인접하는 블록이다. 구체적으로는, 공간적으로 인접하는 블록은, 예를 들면, 도 3에 나타내는 인접 블록 A~D이다.
또한, 공간적으로 인접하는 블록은, 도 3에 나타낸 인접 블록 A~D로 한정되지 않는다. 예를 들면, 공간적으로 인접하는 블록은, 인접 블록 A~D 중 어느 하나에 인접하는 블록이어도 된다.
시간적으로 인접하는 블록이란, 부호화 대상 블록을 포함하는 픽처와 상이한 픽처에 포함되는 블록이며, 부호화 대상 블록에 대응하는 블록이다. 구체적으로는, 시간적으로 인접하는 블록은, 예를 들면, co-located 블록이다.
또한, 시간적으로 인접하는 블록은, 반드시 부호화 대상 블록과 같은 위치의 블록(co-located 블록)일 필요는 없다. 예를 들면, 시간적으로 인접하는 블록은, co-located 블록에 인접하는 블록이어도 된다.
또, 제3 도출부(111)는, 다른 도출 방법에 의해 머지 후보를 도출하는 처리를 제3 도출 처리로서 행해도 된다. 즉, 제3 도출부(111)는, 공간 머지 후보 또는 시간 머지 후보를 도출하는 처리를 제3 도출 처리로서 행하지 않아도 된다.
제1 도출부(112)는, 제3 도출 방법과는 상이한 제1 도출 방법에 의해 머지 후보를 도출하는 제1 도출 처리를 행한다. 이하, 이 제1 도출 처리에 의해서 도출되는 머지 후보를 제1 머지 후보라고 부른다. 여기서, 제1 도출부(112)는, 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 제1 도출 처리를 행한다. 그리고, 제1 도출부(112)는, 제1 머지 후보를 머지 인덱스에 대응시키고 머지 후보 리스트에 등록한다.
소정수는, 제1 머지 후보의 상한수이다. 소정수는, 고정수여도 되고, 가변수여도 된다. 예를 들면, 소정수는, 제1 도출 처리에 의해 도출 가능한 머지 후보의 총수에 의존하여 결정되어도 된다. 구체적으로는, 제1 도출부(112)는, 예를 들면, 제3 머지 후보의 총수, 혹은 참조 가능한 픽처의 총수 등에 의존하여 소정치를 결정해도 된다. 이와 같이, 제1 도출 처리에 의해 도출 가능한 머지 후보의 총수에 소정수를 의존시킴으로써, 머지 후보의 종류를 증가시키기 위해서 적절한 소정수를 이용하여 제1 머지 후보를 도출할 수 있어, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
구체적으로는, 제1 도출부(112)는, 예를 들면, 복수의 제3 머지 후보에 각각 포함되는 복수의 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 조합하여 2방향 예측의 머지 후보를 제1 머지 후보로서 도출하는 처리를 제1 도출 처리로서 행한다. 이와 같이 도출되는 머지 후보를, combined 머지 후보라고 부른다. 또한, combined 머지 후보의 도출 처리에 대한 상세한 사항은, 실시형태 6에서 상세하게 설명한다.
또한, 제1 도출부(112)는, 다른 도출 방법에 의해 머지 후보를 도출하는 처리를 제1 도출 처리로서 행해도 된다. 즉, 제1 도출부(112)는, combined 머지 후보를 도출하는 처리와는 상이한 처리를 제1 도출 처리로서 행해도 된다.
제2 도출부(113)는, 제1 머지 후보 및 제3 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에, 제1 도출 방법 및 제3 도출 방법과는 상이한 제2 도출 방법에 의해 머지 후보를 도출하는 제2 도출 처리를 행한다. 이하, 제2 도출 처리에 의해서 도출되는 머지 후보를 제2 머지 후보라고 부른다. 그리고, 제2 도출부(113)는, 제2 머지 후보를 머지 인덱스에 대응시키고 머지 후보 리스트에 등록한다.
구체적으로는, 제2 도출부(113)는, 예를 들면, 영 벡터를 움직임 벡터로서 갖는 머지 후보를 도출하는 처리를 제2 도출 처리로서 행한다. 이와 같이 도출되는 머지 후보를, zero 머지 후보라고 부른다. 또한, zero 머지 후보의 도출 처리에 대한 상세한 사항은, 실시형태 5에서 상세하게 설명한다.
또한, 제2 도출부(113)는, 다른 도출 방법에 의해 머지 후보를 도출하는 처리를 제2 도출 처리로서 행해도 된다. 즉, 제2 도출부(113)는, zero 머지 후보를 도출하는 처리를 제1 도출 처리로서 행하지 않아도 된다.
또, 미리 정해진 머지 후보의 최대수는, 예를 들면, 표준화된 규격에 있어서 미리 정해진 수이다. 또, 예를 들면, 미리 정해진 머지 후보의 최대수는, 예를 들면, 부호화 대상 픽처의 특징 등에 따라서 결정되어도 된다. 이 경우, 결정된 최대수는, 비트 스트림에 부가되어도 된다.
예측 제어부(120)는, 제1~제3 머지 후보 중에서, 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 머지 후보를 선택한다. 즉, 예측 제어부(120)는, 머지 후보 리스트로부터, 부호화 대상 블록의 예측 화상의 생성에 이용하는 머지 후보를 선택한다.
부호화부(130)는, 선택된 머지 후보를 특정하기 위한 인덱스(머지 인덱스)를 비트 스트림에 부가한다. 예를 들면, 부호화부(130)는, 제1~제3 머지 후보의 총수(머지 후보수)를 이용하여 인덱스를 부호화하고, 부호화된 인덱스를 비트 스트림에 부가한다. 그리고, 부호화부(130)는, 부호화된 인덱스를 비트 스트림에 부가한다.
또 예를 들면, 부호화부(130)는, 제1~제3 머지 후보의 총수가 아니라, 미리 정해진 머지 후보의 최대수를 이용하여 인덱스를 부호화해도 된다. 구체적으로는, 부호화부(130)는, 예를 들면 도 5에 나타낸 바와 같이, 미리 정해진 머지 후보의 최대수를 이용하여, 인덱스의 값에 할당된 비트열을 결정하고, 결정된 비트열을 가변길이 부호화해도 된다. 이에 의해, 부호화부(130)는, 실제로 도출되는 머지 후보의 총수에 의존하지 않고, 인덱스를 부호화할 수 있다. 따라서, 머지 후보의 도출에 필요한 정보(예를 들면, co-located 블록 등의 정보)가 로스된 경우에도, 복호측에서는 인덱스를 복호할 수 있어, 에러 내성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또, 복호측에서는, 실제로 도출되는 머지 후보의 총수에 의존하지 않고 인덱스를 복호할 수 있다. 즉, 복호측에서는, 머지 후보의 도출 처리를 기다리지 않고 인덱스의 복호 처리를 행할 수 있다. 즉, 머지 후보의 도출 처리와 인덱스의 복호 처리를 병렬로 행하는 것이 가능한 비트 스트림을 생성할 수 있다.
다음에, 이상과 같이 구성된 화상 부호화 장치(100)의 각종 동작에 대해서 설명한다.
도 10a는, 실시형태 1에 따른 화상 부호화 장치(100)의 처리 동작을 나타내는 플로차트이다.
우선, 머지 후보 도출부(110)는, 머지 후보를 도출한다(S110). 머지 후보 도출부(110)는, 도출된 머지 후보를 머지 후보 리스트에 등록한다.
다음에, 예측 제어부(120)는, 제1~제3 머지 후보 중에서 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 머지 후보를 선택한다(S120). 예를 들면, 예측 제어부(120)는, 도출된 머지 후보 중에서, 부호화 대상 블록의 부호량 등을 나타내는 코스트가 최소가 되는 머지 후보를 선택한다.
그리고, 부호화부(130)는, 선택된 머지 후보를 특정하기 위한 인덱스를, 비트 스트림에 부가한다(S130). 또, 부호화부(130)는, 선택된 머지 후보를 이용하여 인터 예측을 행함으로써, 부호화 대상 블록의 인터 예측 화상을 생성한다. 이와 같이 생성된 인터 예측 화상을 이용하여, 입력 화상 데이터가 부호화된다.
다음에, 도 10a의 단계 S110에 대한 상세한 사항에 대해서 도 10b 및 도 11을 이용하여 설명한다.
도 10b는, 실시형태 1에 따른 머지 후보의 도출 처리를 나타내는 플로차트이다. 도 11은, 실시형태 1에 따른 화상 부호화 장치(100)에 의해서 생성된 머지 후보 리스트의 일례를 나타내는 도면이다. 도 11에서, 미리 정해진 머지 후보의 최대수는 「5」로 하고, 소정수는 「2」로 하고 있다.
우선, 제3 도출부(111)는, 제3 도출 처리를 행한다(S111). 또한, 단계 S111에서, 제3 머지 후보가 도출된다고는 할 수 없다. 예를 들면, 이번 제3 도출 처리에 의해서 도출될 예정의 제3 머지 후보가, 이미 도출된 제3 머지 후보와 중복되는 경우에는, 제3 도출부(111)는, 이번 제3 도출 처리에 의해서 제3 머지 후보를 도출하지 않는다. 또한, 2개의 머지 후보가 중복된다는 것은, 2개의 머지 후보에 포함되는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트가 모두 일치하는 것을 의미한다. 또, 예를 들면, 부호화 대상 블록에 공간적 또는 시간적으로 인접하는 블록으로부터 머지 후보를 도출하는 경우에, 부호화 대상 블록에 공간적 또는 시간적으로 인접하는 블록이, (1) 인트라 예측으로 부호화된 블록, (2) 슬라이스 혹은 픽처 경계 밖에 존재하는 블록, 또는 (3) 아직 부호화되어 있지 않은 블록일 때는, 제3 도출부(111)는, 상기 블록으로부터 제3 머지 후보를 도출하지 않는다.
계속해서, 제3 도출부(111)는, 제3 도출 처리를 종료할지의 여부를 판정한다(S112). 예를 들면, 제3 도출부(111)는, 미리 정해진 모든 인접 블록으로부터 제3 도출 처리를 종료할지의 여부를 판정함으로써, 제3 도출 처리를 종료할지의 여부를 판정한다.
여기서, 제3 도출 처리를 종료하지 않는다고 판정된 경우(S112의 No), 제3 도출부(111)는, 다시, 제3 도출 처리를 행한다(S111).
도 11에서는, 인접 블록 A~D 및 co-located 블록으로부터 2개의 제3 머지 후보(공간 머지 후보 및 시간 머지 후보)가 도출되어 있다. 그리고, 이들 제3 머지 후보에는, 각각, 값이 「0」 및 「1」의 머지 인덱스가 할당되어 있다.
한편, 제3 도출 처리를 종료한다고 판정된 경우(S112의 Yes), 제1 도출부(112)는, 제1 도출 처리를 행한다(S113). 계속해서, 제1 도출부(112)는, 제1 도출 처리에 의해서 도출된 제1 머지 후보의 총수가 소정수 미만인지 아닌지를 판정한다(S114).
여기서, 제1 머지 후보의 총수가 소정수 미만인 경우(S114의 Yes), 제1 도출부(112)는, 다시, 제1 도출 처리를 행한다(S113). 즉, 제1 도출부(112)는, 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 제1 도출 처리를 행한다.
도 11에서는, 2개의 제3 머지 후보를 조합함으로써, 2개의 제1 머지 후보(combined 머지 후보)가 도출되고 있다. 이들 제1 머지 후보에는, 각각, 제3 머지 후보보다도 큰 값(「2」 및 「3」)의 머지 인덱스가 할당되어 있다.
한편, 제1 머지 후보의 총수가 소정수 미만이 아닌 경우(S114의 No), 제2 도출부(113)는, 제2 도출 처리를 행한다(S115). 계속해서, 제2 도출부(113)는, 제1~제3 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수 미만인지 아닌지를 판정한다(S116).
여기서, 제1~제3 머지 후보의 총수가 최대수 미만인 경우(S116의 Yes), 제2 도출부(113)는, 다시, 제2 도출 처리를 행한다(S115). 즉, 제2 도출부(113)는, 제1~제3 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수와 일치할 때까지, 제2 도출 처리를 반복한다.
도 11에서는, 제1 머지 후보 및 제3 머지 후보의 총수가 「4」이며, 미리 정해진 머지 후보의 최대수가 「5」이므로, 1개의 제2 머지 후보(zero 머지 후보)가 도출되어 있다. 이 제2 머지 후보에는, 제3 머지 후보 및 제1 머지 후보보다도 큰 값(「4」)의 머지 인덱스가 할당되어 있다.
한편, 제1~제3 머지 후보의 총수가 최대수 미만이 아닌 경우(S116의 No), 도 10a의 단계 S120으로 진행된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 화상 부호화 장치(100)에 의하면, 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 제1 도출 처리를 행할 수 있다. 따라서, 화상 부호화 장치(100)는, 제1 머지 후보의 총수를 제어할 수 있어, 선택 가능한 머지 후보의 종류를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 화상 부호화 장치(100)는, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
또, 제2 도출부(113)는, 제2 머지 후보 및 제3 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수와 일치할 때까지, 제2 도출 처리를 반복할 수 있다. 따라서, 제2 도출부(113)는, 머지 후보의 최대수까지 머지 후보를 도출할 수 있어, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
또, 도 11에 나타낸 바와 같이, 제3 머지 후보로서 공간/시간 머지 후보가 도출되고, 제1 머지 후보로서 combined 머지 후보가 도출되고, 제2 머지 후보로서 zero 머지 후보가 도출되면, 신뢰성이 높은 머지 후보부터 순서대로 머지 후보가 도출되게 되어, 신뢰성이 높은 머지 후보가 도출될 가능성이 높아진다.
또, 도 11에 나타낸 바와 같이, 머지 후보 도출부(110)는, 공간/시간 머지 후보(제3 머지 후보), combined 머지 후보(제1 머지 후보) 및 zero 머지 후보(제2 머지 후보)의 순으로 머지 인덱스의 값이 커지도록, 머지 후보에 머지 인덱스가 할당해도 된다. 이에 의해, 머지 후보 도출부(110)는, 선택될 가능성이 높은 머지 후보에 의해 작은 값의 인덱스를 할당할 수 있어, 인덱스를 위한 부호량을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 제1~제3 머지 후보는, combined 머지 후보, zero 머지 후보 및 공간/시간 머지 후보로 한정되지 않는다. 또, 제1~제3 머지 후보에 할당되는 인덱스의 값도 도 11에 나타낸 인덱스의 값에 한정되지 않는다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 화상 부호화 장치(100)는, 제3 머지 후보를 도출하고 있었는데, 제3 머지 후보를 도출하지 않아도 된다. 즉, 머지 후보 도출부(110)는, 도 9에 나타낸 제3 도출부(111)를 구비하지 않아도 된다. 이 경우, 화상 부호화 장치(100)는, 도 10b에 나타낸 단계 S111 및 단계 S112의 처리를 행하지 않아도 된다. 또, 단계 S113~단계 S116에서는, 제3 머지 후보를 이용하지 않고 처리가 행해지면 된다. 예를 들면, 단계 S115에서는, 제2 도출부(113)는, 제1 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수 미만인지 아닌지를 판정하면 된다.
또, 화상 부호화 장치(100)는, 또한 제4 머지 후보를 도출해도 된다. 예를 들면, 제1~제3 머지 후보의 총수가 머지 후보의 최대수와 일치할 때까지 제2 머지 후보를 도출할 수 없는 경우에는, 머지 후보 도출부(110)는, scaling 머지 후보를 제4 머지 후보로서 도출해도 된다. 또한, scaling 머지 후보에 대해서는, 실시형태 7에 있어서 상세하게 설명한다.
또, 본 실시형태에 있어서, 제2 도출부(113)는, 제1~제3 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수와 일치할 때까지 제2 도출 처리를 반복하고 있는데, 제1~제3 머지 후보의 총수로 미리 정해진 머지 후보의 최대수와는 반드시 일치하지 않아도 된다. 예를 들면, 미리 정해진 머지 후보의 최대수와 제1 머지 후보 및 제3 머지 후보의 총수와 차분이, 제2 도출 처리에 의해서 도출 가능한 제2 머지 후보의 총수보다도 큰 경우에는, 제1~제3 머지 후보의 총수와 미리 정해진 머지 후보의 최대수는 일치하지 않는다.
(실시형태 2)
다음에, 실시형태 2에 대해서 설명한다.
도 12는, 실시형태 2에 따른 화상 복호 장치(200)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 이 화상 복호 장치(200)는, 실시형태 1에 따른 화상 부호화 장치(100)에 대응하는 장치이다. 구체적으로는, 화상 복호 장치(200)는, 예를 들면, 실시형태 1에 따른 화상 부호화 장치(100)에 의해서 생성된 비트 스트림에 포함되는 부호화 화상을 블록마다 복호한다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 화상 복호 장치(200)는, 머지 후보 도출부(210)와, 복호부(220)와, 예측 제어부(230)를 구비한다.
머지 후보 도출부(210)는, 실시형태 1에 있어서의 머지 후보 도출부(110)와 동일하게, 머지 후보를 도출한다. 그리고, 머지 후보 도출부(210)는, 도출된 각 머지 후보에 머지 인덱스를 대응시키고 머지 후보 리스트를 생성한다. 구체적으로는, 머지 후보 도출부(210)는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 제3 도출부(211)와, 제1 도출부(212)와, 제2 도출부(213)를 구비한다.
제3 도출부(211)는, 실시형태 1에 있어서의 제3 도출부(111)와 동일한 처리를 행한다. 즉, 제3 도출부(211)는, 제3 도출 방법에 의해 제3 머지 후보를 도출하는 제3 도출 처리를 행한다. 그리고, 제3 도출부(111)는, 제3 머지 후보를 머지 인덱스에 대응시키고 머지 후보 리스트에 등록한다.
구체적으로는, 제3 도출부(211)는, 예를 들면, 복호 대상 블록에 공간적 또는 시간적으로 인접하는 블록의 복호에 이용된 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 이용하여 제3 머지 후보를 도출하는 처리를 제3 도출 처리로서 행한다.
제1 도출부(212)는, 실시형태 1에 있어서의 제1 도출부(112)와 동일한 처리를 행한다. 즉, 제1 도출부(212)는, 제1 도출 방법에 의해 제1 머지 후보를 도출하는 제1 도출 처리를 행한다. 이 때, 제1 도출부(212)는, 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 제1 도출 처리를 행한다. 그리고, 제1 도출부(212)는, 제1 머지 후보를 머지 인덱스에 대응시키고 머지 후보 리스트에 등록한다.
구체적으로는, 제1 도출부(212)는, 예를 들면, 복수의 제3 머지 후보에 포함되는 복수의 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 조합하여 2방향 예측의 머지 후보를 제1 머지 후보로서 도출하는 처리를 제1 도출 처리로서 행한다.
2방향 예측이란, 제1 참조 픽처 리스트 및 제2 참조 픽처 리스트를 둘 다 참조하는 예측을 의미한다. 또한, 2방향 예측은, 반드시, 시간적으로 전방향 및 후방향의 참조 픽처를 참조하는 예측이 아니어도 된다. 즉, 2방향 예측은, 2개의 동일한 방향(전방향 또는 후방향)의 참조 픽처를 참조하는 예측이어도 된다.
제2 도출부(213)는, 실시형태 1에 있어서의 제2 도출부(113)와 동일한 처리를 행한다. 즉, 제2 도출부(213)는, 제1 머지 후보 및 제3 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에, 제2 도출 방법에 의해 제2 머지 후보를 도출하는 제2 도출 처리를 행한다. 그리고, 제2 도출부(213)는, 제2 머지 후보를 머지 인덱스에 대응시키고 머지 후보 리스트에 등록한다.
구체적으로는, 제2 도출부(213)는, 예를 들면, 영 벡터를 움직임 벡터로서 갖는 머지 후보(zero 머지 후보)를 도출하는 처리를 제2 도출 처리로서 행한다. 이 경우, 제2 도출부(213)는, zero 머지 후보에 포함되는 참조 픽처 인덱스로서, 참조 가능한 복수의 픽처의 인덱스를 순서대로 이용하여, 제2 도출 처리를 행하면 된다.
복호부(220)는, 비트 스트림으로부터, 머지 후보를 특정하기 위한 인덱스(머지 인덱스)를 취득한다. 예를 들면, 복호부(220)는, 비트 스트림에 부가된 부호화된 머지 인덱스를, 제1~제3 머지 후보의 총수 또는 미리 정해진 머지 후보의 최대수를 이용하여 복호함으로써, 머지 인덱스를 취득한다.
예측 제어부(230)는, 복호부(220)에 의해서 취득된 인덱스를 이용하여, 제1~제3 머지 후보 중에서, 복호 대상 블록의 복호에 이용하는 머지 후보를 선택한다. 즉, 예측 제어부(230)는, 머지 후보 리스트로부터, 복호 대상 블록의 예측 화상의 생성에 이용하는 머지 후보를 선택한다.
다음에, 이상과 같이 구성된 화상 복호 장치(200)의 각종 동작에 대해서 설명한다.
도 13a는, 실시형태 2에 따른 화상 복호 장치(200)의 처리 동작을 나타내는 플로차트이다.
우선, 머지 후보 도출부(210)는, 도 10a의 단계 S110와 동일하게 머지 후보를 도출한다(S210).
다음에, 복호부(220)는, 비트 스트림으로부터 머지 인덱스를 취득한다(S220). 예를 들면, 복호부(220)는, 제1~제3 머지 후보의 총수(머지 후보수)를 이용하여, 부호화된 머지 인덱스를 복호함으로써 머지 인덱스를 취득한다.
또한, 복호부(220)는, 예를 들면, 미리 정해진 머지 후보의 최대수를 이용하여, 부호화된 머지 인덱스를 복호함으로써 머지 인덱스를 취득해도 된다. 이 경우, 복호부(220)는, 머지 후보 도출 처리(S210) 전에, 머지 인덱스의 취득 처리(S220)를 행해도 된다. 혹은, 복호부(220)는, 머지 후보 도출 처리(S210)와 병행하여, 머지 인덱스의 취득 처리(S220)를 행해도 된다.
다음에, 예측 제어부(230)는, 취득된 머지 인덱스를 이용하여, 제1~제3 머지 후보 중에서 복호 대상 블록의 복호에 이용하는 머지 후보를 선택한다(S230).
다음에, 도 13a의 단계 S210의 상세한 사항에 대해서 도 13b를 이용하여 설명한다.
도 13b는, 실시형태 2에 따른 머지 후보의 도출 처리를 나타내는 플로차트이다.
우선, 제3 도출부(211)는, 도 10b의 단계 S111과 동일하게, 제3 도출 처리를 행한다(S211). 계속해서, 제3 도출부(211)는, 제3 도출 처리를 종료할지의 여부를 판정한다(S212). 여기서, 제3 도출 처리를 종료하지 않는다고 판정된 경우(S212의 No), 제3 도출부(211)는, 다시, 제3 도출 처리를 행한다(S211).
한편, 제3 도출 처리를 종료한다고 판정된 경우(S212의 Yes), 제1 도출부(212)는, 도 10b의 단계 S113과 동일하게, 제1 도출 처리를 행한다(S213). 계속해서, 제1 도출부(212)는, 제1 머지 후보의 총수가 소정수 미만인지 아닌지를 판정한다(S214).
한편, 제1 머지 후보의 총수가 소정수 미만이 아닌 경우(S214의 No), 제2 도출부(213)는, 도 10b의 단계 S115와 동일하게, 제2 도출 처리를 행한다(S215). 계속해서, 제2 도출부(213)는, 제1~제3 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수 미만인지 아닌지를 판정한다(S216).
여기서, 제1~제3 머지 후보의 총수가 최대수 미만인 경우(S216의 Yes), 제2 도출부(213)는, 다시, 제2 도출 처리를 행한다(S215). 즉, 제2 도출부(213)는, 제1~제3 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수와 일치할 때까지, 제2 도출 처리를 반복한다.
한편, 제1~제3 머지 후보의 총수가 최대수 미만이 아닌 경우(S216의 No), 도 13a의 단계 S220으로 진행된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 화상 복호 장치(200)에 의하면, 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 제1 도출 처리를 행할 수 있다. 따라서, 화상 복호 장치(200)는, 제1 머지 후보의 총수를 제어할 수 있어, 선택 가능한 머지 후보의 종류를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 화상 복호 장치(200)는, 부호화 효율이 향상된 비트 스트림을 적절히 복호하는 것이 가능해진다.
또, 제2 도출부(213)는, 제1~제3 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수와 일치할 때까지, 제2 도출 처리를 반복할 수 있다. 따라서, 제2 도출부(213)는, 머지 후보의 최대수까지 머지 후보를 도출할 수 있다. 그 결과, 화상 복호 장치(200)는, 부호화 효율이 향상된 비트 스트림을 적절히 복호하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 화상 복호 장치(200)는, 제3 머지 후보를 도출했는데, 제3 머지 후보를 도출하지 않아도 된다. 즉, 머지 후보 도출부(210)는, 도 12에 나타낸 제3 도출부(211)를 구비하지 않아도 된다. 이 경우, 화상 복호 장치(200)는, 도 13b에 나타낸 단계 S211 및 단계 S212의 처리를 행하지 않아도 된다. 또, 단계 S213~단계 S216에서는, 제3 머지 후보를 이용하지 않고 처리가 행해지면 된다. 예를 들면, 단계 S215에서는, 제2 도출부(213)는, 제1 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수 미만인지 아닌지를 판정하면 된다.
(실시형태 3)
다음에, 실시형태 1에 따른 화상 부호화 장치의 응용예로서, 실시형태 3에 따른 화상 부호화 장치를 도면을 이용하여 구체적으로 설명한다.
도 14는, 실시형태 3에 따른 화상 부호화 장치(300)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 화상 부호화 장치(300)는, 화상을 블록마다 부호화함으로써 비트 스트림을 생성한다.
화상 부호화 장치(300)는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 감산부(301)와, 직교 변환부(302)와, 양자화부(303)와, 역양자화부(304)와, 역직교 변환부(305)와, 가산부(306)와, 블록 메모리(307)와, 프레임 메모리(308)와, 인트라 예측부(309)와, 인터 예측부(310)와, 인터 예측 제어부(311)와, 픽처 타입 결정부(312)와, 스위치(313)와, 머지 후보 도출부(314)와, colPic 메모리(315)와, 가변길이 부호화부(316)를 구비한다.
감산부(301)는, 블록마다, 입력 화상열에 포함되는 입력 화상 데이터로부터 예측 화상 데이터를 감산함으로써 예측 오차 데이터를 생성한다.
직교 변환부(302)는, 생성된 예측 오차 데이터에 대해, 화상 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환을 행한다.
양자화부(303)는, 주파수 영역으로 변환된 예측 오차 데이터에 대해, 양자화 처리를 행한다.
역양자화부(304)는, 양자화부(303)에 의해서 양자화 처리된 예측 오차 데이터에 대해, 역양자화 처리를 행한다.
역직교 변환부(305)는, 역양자화 처리된 예측 오차 데이터에 대해, 주파수 영역으로부터 화상 영역으로의 변환을 행한다.
가산부(306)는, 블록마다, 예측 화상 데이터와, 역직교 변환부(305)에 의해서 역양자화 처리된 예측 오차 데이터를 가산함으로써, 재구성 화상 데이터를 생성한다.
블록 메모리(307)에는, 재구성 화상 데이터가 블록 단위로 보존된다.
프레임 메모리(308)에는, 재구성 화상 데이터가 프레임 단위로 보존된다.
픽처 타입 결정부(312)는, I픽처, B픽처, 및 P픽처 중 어느 픽처 타입으로 입력 화상 데이터를 부호화할지를 결정한다. 그리고, 픽처 타입 결정부(312)는, 결정된 픽처 타입을 나타내는 픽처 타입 정보를 생성한다.
인트라 예측부(309)는, 블록 메모리(307)에 보존되어 있는 블록 단위의 재구성 화상 데이터를 이용하여 인트라 예측을 행함으로써, 부호화 대상 블록의 인트라 예측 화상 데이터를 생성한다.
인터 예측부(310)는, 프레임 메모리(308)에 보존되어 있는 프레임 단위의 재구성 화상 데이터와, 움직임 검출 등에 의해 도출한 움직임 벡터를 이용하여 인터 예측을 행함으로써, 부호화 대상 블록의 인터 예측 화상 데이터를 생성한다. 예를 들면, 인터 예측부(310)는, 예측 모드로서 머지 모드가 선택된 경우에, 머지 후보를 이용하여 인터 예측을 행함으로써, 부호화 대상 블록의 예측 화상 데이터를 생성한다.
스위치(313)는, 부호화 대상 블록이 인트라 예측 부호화되는 경우에, 인트라 예측부(309)에 의해서 생성된 인트라 예측 화상 데이터를, 부호화 대상 블록의 예측 화상 데이터로서 감산부(301) 및 가산부(306)에 출력한다. 한편, 스위치(313)는, 부호화 대상 블록이 인터 예측 부호화되는 경우에, 인터 예측부(310)에 의해서 생성된 인터 예측 화상 데이터를, 부호화 대상 블록의 예측 화상 데이터로서 감산부(301) 및 가산부(306)에 출력한다.
머지 후보 도출부(314)는, 실시형태 1에 있어서의 머지 후보 도출부(110)와 동일하게 머지 후보를 도출한다. 즉, 머지 후보 도출부(314)는, 서로 상이한 적어도 2개의 도출 방법(제1 도출 방법 및 제2 도출 방법)을 각각 이용하여, 머지 후보를 도출하는 처리(제1 도출 처리 및 제2 도출 처리)를 행한다. 예를 들면, 머지 후보 도출부(314)는, 부호화 대상 블록의 인접 블록, 및, colPic 메모리(315)에 저장되어 있는 co-located 블록의 움직임 벡터 등을 나타내는 colPic 정보를 이용하여, 머지 후보를 도출한다.
여기서, 머지 후보 도출부(314)는, 제1 도출 방법으로 도출하는 제1 머지 후보의 총수에는 제한을 설정하고, 제2 도출 방법으로 도출하는 제2 머지 후보의 총수에는 제한을 설정하지 않는다. 즉, 머지 후보 도출부(314)는, 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록, 제1 머지 후보를 도출한다. 한편, 머지 후보 도출부(314)는, 제1 머지 후보가 머지 후보 리스트 사이즈에 못 미친 경우에, 제1 머지 후보 및 제2 머지 후보의 총수가 머지 후보 리스트 사이즈와 동수가 될 때까지, 제2 머지 후보를 도출한다.
이와 같이, 제1 머지 후보의 총수에는 제한을 설정하고, 제2 머지 후보의 총수에는 제한을 설정하지 않음으로써, 머지 후보 도출부(314)는, 베리에이션이 상이한 머지 후보를 도출할 수 있다. 또, 머지 후보 도출부(314)는, 머지 후보 리스트 사이즈와 동수가 될 때까지 머지 후보를 도출한다. 그 때문에, 정밀도가 높은 움직임 벡터를 갖는 머지 후보가 머지 후보 리스트에 존재할 가능성이 높아진다. 즉, 머지 후보 도출부(314)는, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
또, 머지 후보 도출부(314)는, 도출한 각 머지 후보에 대해, 머지 인덱스를 할당한다. 그리고, 머지 후보 도출부(314)는, 머지 후보와 머지 인덱스를 인터 예측 제어부(311)로 보낸다. 또, 머지 후보 도출부(314)는, 도출한 머지 후보의 총수(머지 후보수)를 가변길이 부호화부(316)로 송신한다.
인터 예측 제어부(311)는, 움직임 검출에 의해 도출된 움직임 벡터를 이용하는 예측 모드(움직임 검출 모드)와, 머지 후보를 이용하는 예측 모드(머지 모드) 중, 가장 작은 예측 오차가 얻어지는 예측 모드를 선택한다. 또, 인터 예측 제어부(311)는, 예측 모드가 머지 모드인지 어떤지를 나타내는 머지 플래그를 가변길이 부호화부(316)로 송신한다. 또, 인터 예측 제어부(311)는, 예측 모드로서 머지 모드가 선택된 경우에, 선택된 머지 후보에 대응하는 머지 인덱스를, 가변길이 부호화부(316)로 송신한다. 또한, 인터 예측 제어부(311)는, 부호화 대상 블록의 움직임 벡터 등을 포함하는 colPic 정보를 colPic 메모리(315)로 전송한다.
가변길이 부호화부(316)는, 양자화 처리된 예측 오차 데이터와, 머지 플래그 및 픽처 타입 정보에 대해 가변길이 부호화 처리를 행함으로써, 비트 스트림을 생성한다. 또, 가변길이 부호화부(316)는, 머지 후보수를 머지 후보 리스트 사이즈로 설정한다. 그리고, 가변길이 부호화부(316)는, 부호화에 이용하는 머지 인덱스에, 머지 후보 리스트 사이즈에 따른 비트열을 할당하고, 할당된 비트열에 대해 가변길이 부호화를 행한다.
다음에, 이상과 같이 구성된 화상 부호화 장치(300)의 각종 동작에 대해서 설명한다.
도 15는, 실시형태 3에 따른 화상 부호화 장치(300)의 처리 동작을 나타내는 플로차트이다.
단계 S310에서는, 머지 후보 도출부(314)는, 실시형태 1과 동일하게 머지 후보를 도출한다.
단계 S320에서는, 인터 예측 제어부(311)는, 움직임 검출에 의해 도출된 움직임 벡터를 이용하여 생성한 예측 화상의 예측 오차와, 머지 후보를 이용하여 생성한 예측 화상의 예측 오차를, 후술하는 방법으로 비교하고, 예측 모드를 선택한다. 여기에서는, 선택된 예측 모드가 머지 모드이면, 인터 예측 제어부(311)는, 머지 플래그에 「1」을 세트하고, 그렇지 않으면, 머지 플래그에 「0」을 세트한다.
단계 S330에서는, 머지 플래그의 값이 「1」인지의 여부(즉, 예측 모드가 머지 모드인지 어떤지)가 판정된다.
여기서, 단계 S330의 판정 결과가 참이면(S330의 Yes), 단계 S340에서, 가변길이 부호화부(316)는, 머지 플래그를 비트 스트림에 부가한다. 또한, 단계 S350에서, 가변길이 부호화부(316)는, 부호화에 이용하는 머지 후보 머지 인덱스에, 도 5에 나타낸 바와 같은 머지 후보 리스트 사이즈에 따른 비트열을 할당한다. 그리고, 가변길이 부호화부(316)는, 할당된 비트열에 대해 가변길이 부호화를 행한다.
한편, 단계 S330의 판정 결과가 거짓이면(S330의 No), 단계 S360에서, 가변길이 부호화부(316)는, 머지 플래그 및 움직임 검출 벡터 모드의 정보를 비트 스트림에 부가한다.
또한, 단계 S350에서, 가변길이 부호화부(316)는, 머지 인덱스를 비트 스트림에 부가했는데, 예를 들면 머지 후보 리스트 사이즈가 「1」인 경우에는, 머지 인덱스를 비트 스트림에 부가하지 않아도 된다. 이에 의해, 머지 인덱스의 정보량을 삭감할 수 있다.
도 16은, 도 15의 단계 S320의 상세한 처리를 나타내는 플로차트이다. 구체적으로는, 도 16은, 머지 후보의 선택에 관한 처리를 나타낸다. 이하, 도 16에 대해서 설명한다.
단계 S321에서는, 인터 예측 제어부(311)는, 처리의 초기화를 행한다. 구체적으로는, 인터 예측 제어부(311)는, 머지 후보 인덱스에 「0」을 세트하고, 최소 예측 오차에, 움직임 벡터 검출 모드의 예측 오차(비용)를 세트하고, 머지 플래그에 「0」을 세트한다. 여기서, 코스트는, 예를 들면, R-D최적화 모델의 이하의 식으로 산출된다.
(식 1)
Cost=D+λR
식 1에서, D는, 부호화 일그러짐을 나타낸다. 예를 들면, 어느 움직임 벡터로 생성한 예측 화상을 이용하여 부호화 대상 블록을 부호화 및 복호하여 얻어진 화소치와, 부호화 대상 블록의 원래의 화소치의 차분 절대치합 등이 D로서 이용된다. 또, R은, 발생 부호량을 나타낸다. 예측 화상 생성에 이용한 움직임 벡터를 부호화하기 위해서 필요한 부호량 등이 R로서 이용된다. 또, λ는, 라그랑주의 미정 승수이다.
단계 S322에서는, 인터 예측 제어부(311)는, 머지 후보 인덱스의 값이, 부호화 대상 블록의 머지 후보수보다도 작은지 어떤지를 판정한다. 즉, 인터 예측 제어부(311)는, 아직 이하의 단계 S323~단계 S325의 처리가 행해져 있지 않은 머지 후보가 존재하는지 어떤지를 판정한다.
여기서, 단계 S322의 판정 결과가 참이면(S322의 Yes), 단계 S323에서, 인터 예측 제어부(311)는, 머지 후보 인덱스가 할당된 머지 후보의 코스트를 산출한다. 그리고, 단계 S324에서는, 인터 예측 제어부(311)는, 산출한 머지 후보의 코스트가, 최소 예측 오차보다도 작은지 어떤지를 판정한다.
여기서, 단계 S324의 판정 결과가 참이면(S324의 Yes), 단계 S325에서, 인터 예측 제어부(311)는, 최소 예측 오차, 머지 인덱스, 및 머지 플래그의 값을 갱신한다. 한편, 단계 S324의 판정 결과가 거짓이면(S324의 No), 인터 예측 제어부(311)는, 최소 예측 오차, 머지 인덱스, 및 머지 플래그의 값을 갱신하지 않는다.
단계 S326에서는, 인터 예측 제어부(311)는, 머지 후보 인덱스의 값에 1을 가산하고, 단계 S322~단계 S326을 반복해서 행한다.
한편, 단계 S322의 판정 결과가 거짓이면(S322의 No), 즉, 미처리의 머지 후보가 없어지면, 단계 S327에서, 인터 예측 제어부(311)는, 최종적으로 설정되어 있는 머지 플래그 및 머지 인덱스의 값을 확정한다.
또한, 본 실시형태에서는, 머지 모드에 있어서 항상 머지 플래그가 비트 스트림에 부가되어 있었으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 부호화 대상 블록이 소정의 조건을 만족시키는 경우에, 강제적으로 머지 모드를 선택할 경우에는, 머지 플래그는, 비트 스트림에 부가시키지 않아도 된다. 이에 의해, 정보량을 삭감할 수 있어, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 부호화 대상 블록의 인접 블록으로부터 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 카피하여 얻어진 머지 후보를 이용하여, 부호화 대상 블록의 부호화를 행하는 머지 모드의 예를 나타냈는데, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 스킵 머지 모드에서 부호화 대상 블록 부호화되어도 된다. 스킵 머지 모드에서는, 머지 모드와 동일하게 머지 후보를 이용하여 부호화 대상 블록의 부호화를 행한다. 그 결과, 부호화 대상 블록의 모든 예측 오차 데이터가 「0」이면, 스킵 플래그에 「1」을 세트하고, 스킵 플래그 및 머지 인덱스를 비트 스트림에 부가한다. 또, 예측 오차 데이터가 「0」이 아니면, 스킵 플래그에 「0」을 세트하고, 스킵 플래그, 머지 플래그, 머지 인덱스, 및 예측 오차 데이터를 비트 스트림에 부가한다.
또한, 본 실시형태에서는, 머지 후보를 이용하여 부호화 대상 블록을 부호화하는 예를 나타냈는데, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 머지 후보를 이용하여 움직임 벡터 검출 모드의 움직임 벡터를 부호화해도 된다. 즉, 움직임 벡터 검출 모드의 움직임 벡터로부터, 머지 인덱스로 지정한 머지 후보의 움직임 벡터를 감함으로써 차분을 산출하고, 그 차분 및 머지 인덱스를 비트 스트림에 부가해도 된다. 또, 움직임 벡터 검출 모드의 참조 픽처 인덱스 RefIdx_ME와, 머지 후보의 참조 픽처 인덱스 RefIdx_Merge를 이용하여, 머지 후보의 움직임 벡터 MV_Merge를 식 2와 같이 스케일링하고, 움직임 벡터 검출 모드의 움직임 벡터로부터 스케일링 후의 머지 후보의 움직임 벡터 scaledMV_Merge를 감함으로써 차분을 산출해도 된다. 그리고, 산출된 차분 및 머지 인덱스를 비트 스트림에 부가해도 상관없다.
(식 2)
scaledMV_Merge=MV_Merge×(POC(RefIdx_ME)-curPOC)/(POC(RefIdx_Merge)-curPOC)
여기서, POC(RefIdx_ME)는, 참조 픽처 인덱스 RefIdx_ME가 나타내는 참조 픽처의 표시순을 나타낸다. POC(RefIdx_Merge)는, 참조 픽처 인덱스 RefIdx_Merge가 나타내는 참조 픽처의 표시순을 나타낸다. curPOC는, 부호화 대상 픽처의 표시순을 나타낸다.
(실시형태 4)
다음에, 실시형태 4에 대해서 설명한다.
도 17은, 실시형태 4에 따른 화상 복호 장치(400)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 이 화상 복호 장치(400)는, 실시형태 3에 따른 화상 부호화 장치(300)에 대응하는 장치이다. 구체적으로는, 화상 복호 장치(400)는, 예를 들면, 실시형태 3에 따른 화상 부호화 장치(300)에 의해서 생성된 비트 스트림에 포함되는 부호화 화상을 블록마다 복호한다.
화상 복호 장치(400)는, 도 17에 나타낸 바와 같이, 가변길이 복호부(401)와, 역양자화부(402)와, 역직교 변환부(403)와, 가산부(404)와, 블록 메모리(405)와, 프레임 메모리(406)와, 인트라 예측부(407)와, 인터 예측부(408)와, 인터 예측 제어부(409)와, 스위치(410)와, 머지 후보 도출부(411)와, colPic 메모리(412)를 구비한다.
가변길이 복호부(401)는, 입력된 비트 스트림에 대해, 가변길이 복호 처리를 행하고, 픽처 타입 정보, 머지 플래그, 및 양자화 계수를 생성한다. 또, 가변길이 복호부(401)는, 머지 후보 리스트 사이즈를 이용하여, 머지 인덱스의 가변길이 복호 처리를 행한다.
역양자화부(402)는, 가변길이 복호 처리에 의해서 얻어진 양자화 계수에 대해, 역양자화 처리를 행한다.
역직교 변환부(403)는, 역양자화 처리에 의해서 얻어진 직교변환 계수를, 주파수 영역으로부터 화상 영역으로 변환함으로써, 예측 오차 데이터를 생성한다.
블록 메모리(405)에는, 예측 오차와 예측 화상 데이터가 가산되어 생성된 복호 화상 데이터가, 블록 단위로 보존된다.
프레임 메모리(406)에는, 복호 화상 데이터가 프레임 단위로 보존된다.
인트라 예측부(407)는, 블록 메모리(405)에 보존되어 있는 블록 단위의 복호 화상 데이터를 이용하여 인트라 예측을 행함으로써, 복호 대상 블록의 예측 화상 데이터를 생성한다.
인터 예측부(408)는, 프레임 메모리(406)에 보존되어 있는 프레임 단위의 복호 화상 데이터를 이용하여 인터 예측을 행함으로써, 복호 대상 블록의 예측 화상 데이터를 생성한다. 예를 들면, 인터 예측부(408)는, 머지 플래그에 1이 설정되어 있는 경우에, 머지 후보를 이용하여 인터 예측을 행함으로써, 복호 대상 블록의 예측 화상 데이터를 생성한다.
스위치(410)는, 인트라 예측부(407)에 의해서 생성된 인트라 예측 화상 데이터, 또는 인터 예측부(408)에 의해서 생성된 인터 예측 화상 데이터를, 복호 대상 블록의 예측 화상 데이터로서 가산부(404)에 출력한다.
머지 후보 도출부(411)는, 실시형태 3과 동일하게, 서로 상이한 적어도 2개의 도출 방법(제1 도출 방법 및 제2 도출 방법)을 각각 이용하여, 머지 후보를 도출하는 처리(제1 도출 처리 및 제2 도출 처리)를 행한다. 예를 들면, 머지 후보 도출부(411)는, 복호 대상 블록의 인접 블록, 및, colPic 메모리(412)에 저장되어 있는 co-located 블록의 움직임 벡터 등을 나타내는 colPic 정보를 이용하여, 머지 후보를 도출한다.
여기서, 머지 후보 도출부(411)는, 제1 도출 방법으로 도출하는 제1 머지 후보의 총수에는 제한을 설정하고, 제2 도출 방법으로 도출하는 제2 머지 후보의 총수에는 제한을 설정하지 않는다. 즉, 머지 후보 도출부(411)는, 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록, 제1 머지 후보를 도출한다. 한편, 머지 후보 도출부(411)는, 제1 머지 후보가 머지 후보 리스트 사이즈에 못 미친 경우에, 제1 머지 후보 및 제2 머지 후보의 총수가 머지 후보 리스트 사이즈와 동수가 될 때까지, 제2 머지 후보를 도출한다.
이와 같이, 제1 머지 후보의 총수에는 제한을 설정하고, 제2의 머지 후보의 총수에는 제한을 설정하지 않음으로써, 머지 후보 도출부(411)는, 베리에이션이 상이한 머지 후보를 도출할 수 있다. 또, 머지 후보 도출부(411)는, 머지 후보 리스트 사이즈와 동수가 될 때까지 머지 후보를 도출한다. 그 때문에, 정밀도가 높은 움직임 벡터를 갖는 머지 후보가 머지 후보 리스트에 존재할 가능성이 높아진다.
또, 머지 후보 도출부(411)는, 도출한 각 머지 후보에 대해, 머지 인덱스의 값을 할당한다. 그리고, 머지 후보 도출부(411)는, 머지 후보와 머지 인덱스를, 인터 예측 제어부(409)로 보낸다. 또, 머지 후보 도출부(411)는, 도출한 머지 후보의 총수(머지 후보수)를 가변길이 복호부(401)에 송신한다.
인터 예측 제어부(409)는, 복호된 머지 플래그의 값이 「0」이면, 움직임 벡터 검출 모드의 정보를 이용하여, 인터 예측부(408)에 인터 예측 화상을 생성시킨다. 한편, 머지 플래그의 값이 「1」이면, 인터 예측 제어부(409)는, 복호된 머지 인덱스에 의거하여, 도출된 복수의 머지 후보 중에서 인터 예측에 이용하는 머지 후보를 선택한다. 그리고, 인터 예측 제어부(409)는, 선택된 머지 후보를 이용하여, 인터 예측부(408)에 인터 예측 화상을 생성시킨다. 또, 인터 예측 제어부(409)는, 복호 대상 블록의 움직임 벡터 등을 포함하는 colPic 정보를 colPic 메모리(412)에 전송한다.
마지막에, 가산부(404)는, 예측 화상 데이터와 예측 오차 데이터를 가산함으로써, 복호 화상 데이터를 생성한다.
도 18은, 실시형태 4에 따른 화상 복호 장치(400)의 처리 동작을 나타내는 플로차트이다.
단계 S410에서는, 가변길이 복호부(401)는 머지 플래그를 복호한다.
단계 S420에서 머지 플래그의 값이 「1」이면(S420의 Yes), 단계 S430에서, 도 15의 단계 S310과 동일한 방법으로, 머지 후보를 도출한다.
단계 S440에서는, 가변길이 복호부(401)는, 머지 후보 리스트 사이즈를 이용하여, 비트 스트림 중의 머지 인덱스를 가변길이 복호한다.
단계 S450에서는, 인터 예측 제어부(409)는, 복호된 머지 인덱스가 나타내는 머지 후보에 포함되는 예측 방향, 움직임 벡터, 및 참조 픽처 인덱스를 이용하여 인터 예측 화상을 생성한다.
단계 S420에서 머지 플래그의 값이 「0」이면(S420의 No), 단계 S460에서, 인터 예측부(408)는, 가변길이 복호부(401)에 의해서 복호된 움직임 벡터 검출 모드의 정보를 이용하여, 인터 예측 화상을 생성한다.
또한, 단계 S430에서 도출된 머지 후보의 총수(머지 후보 리스트 사이즈)가 「1」인 경우에는, 머지 인덱스는, 복호되지 않고, 「0」이라고 추정되어도 상관없다.
(실시형태 5)
실시형태 5에서는, 제1 도출 처리 또는 제2 도출 처리의 일례로서, zero 머지 후보의 도출 처리를 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
도 19는, 실시형태 5에 있어서의 zero 머지 후보의 도출 처리를 나타내는 플로차트이다. 구체적으로는, 도 19는, 실시형태 1~4에 있어서의 머지 후보 도출부(110, 210, 314 또는 411)의 처리 동작의 일부를 나타낸다. 즉, 도 19는, 제1 도출부 또는 제2 도출부의 처리 동작을 나타낸다.
단계 S501에서는, 머지 후보 도출부는, zero 머지 후보를 도출할 때에 이용하는, 예측 방향 0의 참조 픽처 인덱스 refIdxL0의 값, 및, 예측 방향 1의 참조 픽처 인덱스 refIdxL1의 값을 갱신한다. 참조 픽처 인덱스 refIdxL0 및 refIdxL1에는, 초기치로서 「-1」이 설정되어 있다. 그리고, 단계 S501의 처리가 행해질 때마다, 참조 픽처 인덱스 refIdxL0 및 refIdxL1의 값이 +1만큼 가산된다.
즉, 1회째의 머지 후보의 도출 처리에서는, 정지 영역을 위한 zero 머지 후보로서, 값 0의 움직임 벡터(영 벡터)와, 값 0의 참조 픽처 인덱스를 갖는 zero 머지 후보가 머지 후보 리스트에 추가된다. 그리고, 2회째의 머지 후보의 도출 처리에서는, 값 0의 움직임 벡터와, 값 1의 참조 픽처 인덱스를 갖는 zero 머지 후보가 머지 후보 리스트에 추가된다.
단계 S502에서는, 머지 후보 도출부는, 갱신한 예측 방향 0의 참조 픽처 인덱스 refIdxL0의 값이, 예측 방향 0의 참조 픽처 리스트 0의 최대 참조 장수보다도 작거나, 또한, 갱신한 예측 방향 1의 참조 픽처 인덱스 refIdxL1의 값이, 예측 방향 1의 참조 픽처 리스트 1의 최대 참조 장수보다도 작은지 어떤지를 판정한다.
여기서, 단계 S502의 판정 결과가 참이면(S502의 Yes), 단계 S503에서, 머지 후보 도출부는, 움직임 벡터(0, 0) 및 참조 픽처 인덱스 refIdxL0를, zero 머지 후보의 예측 방향 0에 할당한다. 또한, 단계 S504에서, 머지 후보 도출부는, 움직임 벡터(0, 0) 및 참조 픽처 인덱스 refIdxL1를, zero 머지 후보의 예측 방향 1에 할당한다.
이들 단계 S503 및 단계 S504의 처리에 의해, 머지 후보 도출부는, 2방향 예측의 zero 머지 후보를 도출할 수 있다. 도 20은, 도출된 zero 머지 후보의 일례를 나타낸다.
단계 S505에서는, 머지 후보 도출부는, 도출된 zero 머지 후보와 동일한 예측 방향, 움직임 벡터, 및 참조 픽처 인덱스를 갖는 머지 후보가, 이미 머지 후보 리스트 내에 존재하는지 어떤지를 판정한다. 즉, 머지 후보 도출부는, 도출된 zero 머지 후보가 중복 후보인지 어떤지를 판정한다.
여기서, 단계 S505의 판정 결과가 거짓이면(S505의 No), 단계 S506에서, 머지 후보 도출부는, zero 머지 후보를 머지 후보 리스트에 등록한다.
한편, 단계 S502의 판정 결과가 거짓(S502의 No), 또는 단계 S505의 판정 결과가 참이면(S505의 Yes), zero 머지 후보를 머지 리스트에 등록하지 않는다.
이와 같이, 머지 후보 도출부는, 참조 가능한 각 참조 픽처에 대해 값 0의 움직임 벡터를 갖는 zero 머지 후보를 도출한다. 그리고, 머지 후보 도출부는, 도출된 zero 머지 후보를 새롭게 머지 후보 리스트에 추가한다. 이에 의해서, 화상 부호화 장치는, 특히, 부호화 대상 블록이 정지 영역인 경우에, 머지 모드의 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 값 0의 움직임 벡터, 예측 방향 0의 참조 픽처 인덱스, 및 예측 방향 1의 참조 픽처 인덱스를 이용하여, 2방향 예측의 zero 머지 후보를 도출하는 예를 나타냈는데, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 머지 후보 도출부는, 값 0의 움직임 벡터 및 예측 방향 0의 참조 픽처 인덱스를 이용하여, 예측 방향 0의 zero 머지 후보를 도출해도 된다. 또, 마찬가지로, 머지 후보 도출부는, 값 0의 움직임 벡터 및 예측 방향 1의 참조 픽처 인덱스를 이용하여, 예측 방향 1의 zero 머지 후보를 도출해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 참조 픽처 인덱스를 값 0에서부터 순서대로 +1을 가산하면서, zero 머지 후보를 도출하는 예를 나타냈는데, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 머지 후보 도출부는, 부호화 대상 픽처로부터 표시순에 있어서 가장 거리가 가까운 참조 픽처에 할당된 참조 픽처 인덱스에서부터 순서대로, zero 머지 후보를 도출해도 상관없다.
또한, 본 실시형태에서는, 머지 후보 도출부는, 도 19의 단계 S505에서 zero 머지 후보가 중복 후보인지 어떤지를 판정했는데, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 머지 후보 도출부는, 단계 S505의 판정을 생략해도 된다. 이에 의해, 머지 후보 도출부는, 머지 후보 도출 처리량을 삭감할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 머지 후보 도출부는, 제1 머지 후보 또는 제2 머지 후보로서, 정지 영역용의 영 움직임 벡터를 갖는 머지 후보를 도출할 수 있어, 부호화 효율을 향상하는 것이 가능해진다. 보다 구체적으로는, 머지 후보 도출부는, 참조 가능한 각 참조 픽처에 대해 영 벡터를 움직임 벡터로서 갖는 머지 후보를 도출하고, 도출한 머지 후보를 새롭게 머지 후보 리스트에 등록할 수 있다. 이에 의해, 부호화 대상 블록이 정지 영역인 경우에, 신뢰성이 높은 머지 후보를 도출할 수 있어, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 정지 영역용의 움직임 벡터로서, 영 벡터를 갖는 머지 후보를 도출하는 예를 나타냈는데, 반드시 이에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 비디오 촬영시의 미소한 카메라 흔들림 등을 고려하기 위해서, 움직임 벡터(0, 1) 등, 영움직임 벡터(0, 0)보다도 약간 크거나, 또는, 약간 작은 값을 갖는 움직임 벡터를 갖는 머지 후보를 도출해도 된다. 또, 시퀀스, 픽처, 또는, 슬라이스의 헤더 등에, 오프셋 파라미터(OffsetX, OffsetY) 등을 부가하고, 움직임 벡터(OffsetX, OffsetY)를 갖는 머지 후보를 도출해도 된다.
(실시형태 6)
실시형태 6에서는, 제1 도출 처리, 또는, 제2 도출 처리의 일례로서, combined 머지 후보의 도출 처리를, 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
도 21은, 실시형태 6에 있어서의 combined 머지 후보의 도출 처리를 나타내는 플로차트이다. 구체적으로는, 도 21은, 실시형태 1~4에 있어서의 머지 후보 도출부(110, 210, 314 또는 411)의 처리 동작의 일부를 나타낸다. 즉, 도 21은, 제1 도출부 또는 제2 도출부의 처리 동작을 나타낸다.
단계 S601에서는, 머지 후보 도출부는, 머지 후보 인덱스 idx1, idx2를 갱신한다. 머지 후보 인덱스 idx1, idx2는, combined 머지 후보를 도출하기 위해 이용되는 2개의 머지 후보를 결정하기 위한 인덱스이다.
예를 들면, 머지 후보 도출부는, 머지 후보 인덱스 idx1, idx2를 「0」, 「1」로 갱신한다. 이 경우, 머지 후보 도출부는, 이하의 단계 S602~단계 S610의 처리를 행함으로써, 머지 후보 리스트에 있어서 값 0의 머지 인덱스가 할당된 머지 후보［0］에 포함되는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스와, 값 1의 머지 인덱스가 할당된 머지 후보［1］에 포함되는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 조합하여, combined 머지 후보를 도출한다. 머지 후보 도출부는, combined 머지 후보의 도출 처리를 행할 때마다, 단계 S601에서, 머지 후보 인덱스 idx1, idx2의 값을 순서대로 갱신한다. 또한, 머지 인덱스 idx1, idx2의 갱신 순서는, 특별히 한정될 필요는 없다. combined 머지 후보의 도출 처리 전에 이미 도출되어 있는 머지 후보의 모든 조합을 이용하여 combined 머지 후보의 도출 처리가 가능한 순서이면, 어떠한 순서라도 상관없다.
단계 S602에서는, 머지 후보 도출부는, (1) 머지 후보 인덱스 idx1, idx2의 값이 동일하지 않고, 또한, (2) 머지 후보［idx1］이 combined 머지 후보가 아니고, 또한, (3) 머지 후보［idx2］가 combined 머지 후보가 아닌지 어떤지를 판정한다.
단계 S602의 판정 결과가 참이면(S142의 Yes), 단계 S603에서, 머지 후보 도출부는, (1) 머지 후보［idx1］및 머지 후보［idx2］의 예측 방향이 상이하거나, 또는, (2) 머지 후보［idx1］과 머지 후보［idx2］가 모두 2방향 예측인지 어떤지를 판정한다. 여기서, 단계 S603의 판정 결과가 참이면(S603의 Yes), 단계 S604에서, 머지 후보 도출부는, (1) 머지 후보［idx1］이 예측 방향 0, 또는 2방향 예측이며, 또한, (2) 머지 후보［idx2］가 예측 방향 1, 또는 2방향 예측인지 어떤지를 판정한다. 즉, 머지 후보 도출부는, 머지 후보［idx1］이 적어도 예측 방향 0의 움직임 벡터를 갖고, 또한, 머지 후보［idx2］가 적어도 예측 방향 1의 움직임 벡터를 갖는지 어떤지를 판정한다.
여기서, 단계 S604의 판정 결과가 참이면(S604의 Yes), 단계 S605에서, 머지 후보 도출부는, 머지 후보［idx1］의 예측 방향 0의 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 combined 머지 후보의 예측 방향 0에 할당한다. 또한, 단계 S606에서, 머지 후보 도출부는, 머지 후보［idx2］의 예측 방향 1의 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 combined 머지 후보의 예측 방향 1에 할당한다. 이에 의해, 머지 후보 도출부는, 2방향 예측을 위한 combined 머지 후보를 도출한다.
한편, 단계 S604의 판정 결과가 거짓이면(S604의 No), 단계 S607에서, 머지 후보 도출부는, 머지 후보［idx2］의 예측 방향 0의 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 combined 머지 후보의 예측 방향 0에 할당한다. 또한, 단계 S608에서, 머지 후보 도출부는, 머지 후보［idx1］의 예측 방향 1의 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 combined 머지 후보의 예측 방향 1에 할당한다. 이에 의해, 머지 후보 도출부는, 2방향 예측을 위한 combined 머지 후보를 도출한다.
단계 S609에서는, 머지 후보 도출부는, 도출된 combined 머지 후보와 동일한 예측 방향, 움직임 벡터, 및 참조 픽처 인덱스를 갖는 머지 후보가, 이미 머지 후보 리스트 내에 존재하는지 어떤지를 판정한다. 즉, 머지 후보 도출부는, 도출된 combined 머지 후보가 중복 후보인지 어떤지를 판정한다.
여기서, 단계 S609의 판정 결과가 거짓이면(S609의 No), 단계 S610에서, 머지 후보 도출부는, 도출된 combined 머지 후보를 머지 후보 리스트에 등록한다.
한편, 단계 S602 혹은 단계 S603의 판정 결과가 거짓(S602 또는 S603의 No), 또는 단계 S609의 판정 결과가 참이면(S609의 Yes)이면, 머지 후보 도출부는, 도출된 combined 머지 후보를 머지 후보 리스트에 등록하지 않는다.
이상과 같이, 머지 후보 도출부는, combined 머지 후보를 도출하고, 머지 후보 리스트에 등록한다.
또한, 본 실시형태에서는, 머지 후보 도출부는, 단계 S609에서 combined 머지 후보가 중복 후보인지 어떤지를 판정했는데, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 머지 후보 도출부는, 단계 S609의 판정을 생략해도 된다. 이에 의해, 머지 후보 도출부는, 머지 후보 도출 처리량을 삭감할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 머지 후보 도출부는, 이미 도출된 복수의 머지 후보를 조합하여, 2방향 예측을 위한 머지 후보를 도출할 수 있다. 따라서, 이미 도출된 복수의 머지 후보 중에 2방향 예측을 위한 머지 후보가 포함되어 있지 않은 경우라도, 머지 후보 도출부는, 2방향 예측을 위한 머지 후보를 새롭게 도출할 수 있다. 그 결과, 머지 후보 도출부는, 선택 가능한 머지 후보의 종류를 증가시킬 수 있어, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
(실시형태 7)
실시형태 7에서는, 제1 도출 처리 또는 제2 도출 처리의 일례로서, scaling 머지 후보의 도출 처리를 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
도 22는, 실시형태 7에 있어서의 scaling 머지 후보의 도출 처리를 나타내는 플로차트이다. 구체적으로는, 도 22는, 실시형태 1~4에 있어서의 머지 후보 도출부(110, 210, 314 또는 411)의 처리 동작의 일부를 나타낸다. 즉, 도 22는, 제1 도출부 또는 제2 도출부의 처리 동작을 나타낸다.
단계 S701에서는, 머지 후보 도출부는, 예측 방향 인덱스 X를 갱신한다. 그리고, 단계 S702에서는, 머지 후보 도출부는, 머지 후보 인덱스 idx를 갱신한다. 예측 방향 인덱스 X 및 머지 후보 인덱스 idx는, scaling 머지 후보를 도출하기 위해서 이용되는 예측 방향 및 머지 후보를 결정하기 위한 인덱스이다.
예를 들면, 머지 후보 도출부는, 예측 방향 인덱스 X를 「0」으로 갱신하고, 머지 후보 인덱스 idx를 「0」으로 갱신한다. 이 경우, 머지 후보 도출부는, 이하의 단계 S702~단계 S711의 처리를 행함으로써, 머지 후보 리스트에 있어서 값 0의 머지 인덱스가 할당된 머지 후보［0］의, 예측 방향 0의 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 이용하여, scaling 머지 후보를 도출한다. 머지 후보 도출부는, scaling 머지 후보의 도출 처리를 행할 때마다, 단계 S701 및 단계 S702에 있어서, 예측 방향 X 및 머지 후보 인덱스 idx의 값을 순서대로 갱신한다.
단계 S703에서는, 머지 후보 도출부는, 머지 후보［idx］가, scaling 머지 후보가 아니고, 또한, 머지 후보［idx］가 예측 방향 X의 움직임 벡터를 갖는지 어떤지를 판정한다. 여기서, 단계 S703의 판정 결과가 참이면(S703의 Yes), 단계 S704에서, 머지 후보 도출부는, 머지 후보［idx］의 예측 방향 X의 움직임 벡터 mvLX 및 참조 픽처 인덱스 refIdxLX를 이용하여, 예측 방향(1-X)의 움직임 벡터 mvL(1-X) 및 참조 픽처 인덱스 refIdxL(1-X)를 산출한다. 예를 들면, 머지 후보 도출부는, mvL(1-X) 및 refIdxL(1-X)를, 이하의 식 3 및 식 4를 이용하여 산출한다.
(식 3)
refIdxL(1-X)=refIdxLX
(식 4)
mvL(1-X)=mvLX×(POC(refIdxL(1-X))-curPOC)/(POC(refIdxLX)-curPOC)
여기서, POC(refIdxLX)는, 참조 픽처 인덱스 refIdxLX가 나타내는 참조 픽처의 표시순을 나타낸다. 또, POC(refIdxL(1-X))는, 참조 픽처 인덱스 refIdxL(1-X)가 나타내는 참조 픽처의 표시순을 나타낸다. 또, curPOC는, 부호화 대상 픽처의 표시순을 나타낸다.
도 23은, 실시형태 7에 있어서 산출되는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 일례를 나타낸다. 도 23에 나타낸 바와 같이, 머지 후보 도출부는, 머지 후보에 포함되는 1개의 예측 방향(예측 방향 X)의 움직임 벡터 mvLX 및 참조 픽처 인덱스 refIdxLX를 이용하여 스케일링 처리를 행함으로써, 다른 예측 방향(예측 방향(1-X))의 움직임 벡터 mvL(1-X) 및 참조 픽처 인덱스 refIdxL(1-X)를 산출한다.
단계 S705에서는, 머지 후보 도출부는, 예측 방향 X의 값이 「0」인지 어떤지를 판정한다. 여기서, 단계 S705의 판정 결과가 참이면(S705의 Yes), 단계 S706에서, 머지 후보 도출부는, 머지 후보［idx］의 예측 방향 X의 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 scaling 머지 후보의 예측 방향 0에 할당한다. 또한, 단계 S707에서, 머지 후보 도출부는, 산출된 예측 방향 (1-X)의 움직임 벡터 mvL(1-X) 및 참조 픽처 인덱스 refIdxL(1-X)를 scaling 머지 후보의 예측 방향 1에 할당한다. 이에 의해, 머지 후보 도출부는, 2방향 예측을 위한 scaling 머지 후보를 도출한다.
한편, 단계 S705의 판정 결과가 거짓이면(즉, 예측 방향 X의 값이 「1」이면)(S705의 No), 단계 S708에서, 머지 후보 도출부는, 산출된 예측 방향 (1-X)의 움직임 벡터 mvL(1-X) 및 참조 픽처 인덱스 refIdxL(1-X)를 scaling 머지 후보의 예측 방향 0에 할당한다. 또한, 단계 S709에서, 머지 후보 도출부는, 머지 후보［idx］의 예측 방향 X의 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 scaling 머지 후보의 예측 방향 1에 할당한다. 이에 의해, 머지 후보 도출부는, 2방향 예측을 위한 scaling 머지 후보를 도출한다.
단계 S710에서는, 머지 후보 도출부는, 도출된 scaling 머지 후보와 동일한 예측 방향, 움직임 벡터, 및 참조 픽처 인덱스를 갖는 머지 후보가, 이미 머지 후보 리스트 내에 존재하는지 어떤지를 판정한다. 즉, 머지 후보 도출부는, 도출된 scaling 머지 후보가 중복 후보인지 어떤지를 판정한다.
여기서, 단계 S710의 판정 결과가 거짓이면(S710의 No), 단계 S711에서, 머지 후보 도출부는, 도출된 scaling 머지 후보를 머지 후보 리스트에 등록한다.
한편, 단계 S703의 판정 결과가 거짓(S703의 No), 또는 단계 S710의 판정 결과가 참(S710의 Yes)이면, scaling 머지 후보를 머지 후보 리스트에 등록하지 않는다.
이상과 같이, 머지 후보 도출부는, scaling 머지 후보를 도출하고, 머지 후보 리스트에 등록한다.
또한, POC(refIdxLX)와 POC(refIdxL(1-X))가 같은 경우(즉, refIdxLX와 refIdxL(1-X)가 동일 픽처를 나타내는 경우)에는, mvL(1-X)와 mvLX는 같은 값이 되므로, 머지 후보 도출부는, 도출된 scaling 머지 후보를, 머지 후보 리스트에 추가하지 않아도 되다. 또, 산출된 refIdxL(1-X)의 값이, 참조 픽처 리스트 L(1-X)에 포함되지 않는 경우에는, 머지 후보 도출부는, scaling 머지 후보를, 머지 후보 리스트에 등록하지 않아도 된다.
또, POC(refIdxLX)와 POC(refIdxL(1-X))가 상이한 값이며, 또한, (POC(refIdxL(1-X))-curPOC)의 절대치와, (POC(refIdxLX)-curPOC)의 절대치가 같은 경우에만, 머지 후보 도출부는, mvL(1-X)에 -mvLX를 직접 대입함으로써, mvL(1-X)를 산출해도 된다. 이것은, refIdxLX와 refIdxL(1-X)에서 참조하는 픽처가 상이하며, 또한, 부호화 대상 픽처로부터, refIdxLX가 나타내는 픽처까지의 표시순에서의 거리와, 부호화 대상 픽처로부터, refIdx(1-X)가 나타내는 픽처까지의 표시순에서의 거리가 동일한 경우에는, mvL(1-X)가 mvLX의 역 벡터가 되는 것을 나타낸다. 이에 의해, 머지 후보 도출부는, 식 4에서 나타내는 스케일링 처리를 생략해, scaling 머지 후보를 도출할 수 있으므로, 처리량 증가를 억제하면서 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 머지 후보 도출부는, 단계 S710에서 scaling 머지 후보가 중복 후보인지 어떤지를 판정했는데, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 머지 후보 도출부는, 단계 S710의 판정을 생략해도 된다. 이에 의해, 머지 후보 도출부는, 머지 후보 도출 처리량을 삭감할 수 있다.
이상, 1개 또는 복수의 양태에 따른 화상 부호화 장치 및 화상 복호 장치에 대해서, 실시형태에 의거하여 설명했는데, 본 발명은, 이 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 당업자가 생각해내는 각종 변형을 본 실시형태에 실시한 것이나, 상이한 실시형태에 있어서의 구성 요소를 조합하여 구축되는 형태도, 1개 또는 복수의 양태의 범위 내에 포함되어도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 각 구성 요소는, 전용의 하드웨어로 구성되거나, 각 구성 요소에 적절한 소프트웨어 프로그램을 실행함으로써 실현되어도 된다. 각 구성 요소는, CPU 또는 프로세서 등의 프로그램 실행부가, 하드 디스크 또는 반도체 메모리 등의 기록 매체에 기록된 소프트웨어 프로그램을 독출하여 실행함으로써 실현되어도 된다. 여기서, 상기 각 실시형태의 화상 부호화 장치 또는 화상 복호 장치 등을 실현하는 소프트웨어는, 다음과 같은 프로그램이다.
즉, 이 프로그램은, 컴퓨터에, 화상을 블록마다 부호화함으로써 비트 스트림을 생성하는 화상 부호화 방법으로서, 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트의 후보인 머지 후보를 제1 머지 후보로서 도출하는 제1 도출 처리를 행하는 제1 도출 단계와, 상기 제1 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제2 머지 후보로서 도출하는 제2 도출 처리를 행하는 제2 도출 단계와, 상기 제1 머지 후보 및 상기 제2 머지 후보 중에서, 상기 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 머지 후보를 선택하는 선택 단계와, 선택된 상기 머지 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 비트 스트림에 부가하는 부가 단계를 포함하고, 상기 제1 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 상기 제1 도출 처리를 행하고, 상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에, 상기 제2 도출 처리를 행하는, 화상 부호화 방법을 실행시킨다.
혹은, 이 프로그램은, 컴퓨터에, 비트 스트림에 포함되는 부호화 화상을 블록마다 복호하는 화상 복호 방법으로서, 복호 대상 블록의 복호에 이용하는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트의 후보인 머지 후보를 제1 머지 후보로서 도출하는 제1 도출 처리를 행하는 제1 도출 단계와, 상기 제1 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제2 머지 후보로서 도출하는 제2 도출 처리를 행하는 제2 도출 단계와, 상기 비트 스트림으로부터 인덱스를 취득하는 취득 단계와, 취득된 상기 인덱스를 이용하여, 상기 제1 머지 후보 및 상기 제2 머지 후보 중에서, 상기 복호 대상 블록의 복호에 이용하는 머지 후보를 선택하는 선택 단계를 포함하고, 상기 제1 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 상기 제1 도출 처리를 행하고, 상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에, 상기 제2 도출 처리를 행하는, 화상 복호 방법을 실행시킨다.
(실시형태 8)
상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법(화상 부호화 방법) 또는 동화상 복호화 방법(화상 복호 방법)의 구성을 실현하기 위한 프로그램을 기억 미디어에 기록함으로써, 상기 각 실시형태에서 나타낸 처리를 독립한 컴퓨터 시스템으로 간단하게 실시하는 것이 가능해진다. 기억 미디어는, 자기 디스크, 광디스크, 광자기 디스크, IC카드, 반도체 메모리 등, 프로그램을 기록할 수 있는 것이면 된다.
또한 여기서, 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법(화상 부호화 방법)이나 동화상 복호화 방법(화상 복호 방법)의 응용예와 그것을 이용한 시스템을 설명한다. 상기 시스템은, 화상 부호화 방법을 이용한 화상 부호화 장치, 및 화상 복호 방법을 이용한 화상 복호 장치로 이루어지는 화상 부호화 복호 장치를 갖는 것을 특징으로 한다. 시스템에 있어서의 다른 구성에 대해서, 경우에 따라 적절히 변경할 수 있다.
도 24는, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템(ex100)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 통신 서비스의 제공 에리어를 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 24와 같은 구성에 한정되지 않고, 어느 요소를 조합하여 접속하도록 해도 된다. 또, 고정 무선국인 기지국(ex106~ex110)을 통해, 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 동영상 촬영이 가능한 기기이며, 카메라(ex116)는 디지털 카메라 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, 어느 것이어도 상관없다.
컨텐츠 공급 시스템(ex100)에서는, 카메라(ex113) 등이 기지국(ex109), 전화망(ex104)을 통해서 스트리밍 서버(ex103)에 접속됨으로써, 라이브 전송 등이 가능하게 된다. 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 행하고(즉, 본 발명의 일 양태에 따른 화상 부호화 장치로서 기능함), 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 일 양태에 따른 화상 복호 장치로서 기능한다).
또한, 촬영한 데이터의 부호화 처리는 카메라(ex113)로 행해도 되고, 데이터의 송신 처리를 하는 스트리밍 서버(ex103)로 행해도 되고, 서로 분담하여 행해도 된다. 마찬가지로 전송된 데이터의 복호화 처리는 클라이언트로 행해도 되고, 스트리밍 서버(ex103)로 행해도 되고, 서로 분담하여 행해도 된다. 또, 카메라(ex113)에 한정되지 않고, 카메라(ex116)로 촬영한 정지화상 및/또는 동화상 데이터를, 컴퓨터(ex111)를 통해 스트리밍 서버(ex103)에 송신해도 된다. 이 경우의 부호화 처리는 카메라(ex116), 컴퓨터(ex111), 스트리밍 서버(ex103) 중 어느 것으로 행해도 되고, 서로 분담하여 행해도 된다.
또, 이들 부호화·복호화 처리는, 일반적으로 컴퓨터(ex111)나 각 기기가 갖는 LSI(ex500)에서 처리한다. LSI(ex500)는, 원 칩이어도 되고 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 행해도 된다. 또한, 휴대전화(ex114)가 카메라가 부착된 경우에는, 그 카메라로 취득한 동화상 데이터를 송신해도 된다. 이때의 동화상 데이터는 휴대전화(ex114)가 갖는 LSI(ex500)에서 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 한정되지 않고, 도 25에 나타낸 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)으로 전송된다. 이 영상 데이터는 상기 각 실시형태에서 설명한 동화상 부호화 방법에 의해 부호화된 데이터이다(즉, 본 발명의 일 양태에 따른 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 일 양태에 따른 화상 복호장치로서 기능한다).
또, DVD, BD 등의 기록 미디어(ex215)에 기록한 다중화 데이터를 판독하고 복호화하거나, 또는 기록 미디어(ex215)에 영상신호를 부호화하고, 또한 경우에 따라서는 음악 신호와 다중화하여 기입하는 리더/레코더(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 26은, 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 복조하거나, 또는 외부로 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.
또, 텔레비전(ex300)은 음성 데이터, 영상 데이터 각각을 복호화하거나, 또는 각각의 정보를 부호화하는 음성신호 처리부(ex304), 영상신호 처리부(ex305)(본 발명의 일 양태에 따른 화상 부호화 장치 또는 화상 복호장치로서 기능함)를 갖는 신호 처리부(ex306)와, 복호화한 음성신호를 출력하는 스피커(ex307), 복호화한 영상신호를 표시하는 디스플레이 등의 표시부(ex308)를 갖는 출력부(ex309)를 갖는다. 또한, 텔레비전(ex300)은 사용자 조작의 입력을 받아들이는 조작 입력부(ex312) 등을 갖는 인터페이스부(ex317)를 갖는다. 또한, 텔레비전(ex300)은 각 부를 통괄적으로 제어하는 제어부(ex310), 각 부에 전력을 공급하는 전원 회로부(ex311)를 갖는다. 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 갖고 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 대해서 설명한다. 텔레비전(ex300)은 리모트 컨트롤러(ex220) 등으로부터의 사용자 조작을 받고, CPU 등을 갖는 제어부(ex310)의 제어에 의거하여, 변조/복조부(ex302)에서 복조한 다중화 데이터를 다중/분리부(ex303)에서 분리한다. 또한, 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 때에는 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. 다음에, 텔레비전(ex300)이 음성신호나 영상신호를 부호화하고, 외부로 송신 또는 기록 미디어 등에 기입하는 구성에 대해서 설명한다. 텔레비전(ex300)은, 리모트 컨트롤러(ex220) 등으로부터의 사용자 조작을 받고, 제어부(ex310)의 제어에 의거하여 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. 다중화할 때에는, 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, 1개 이상의 버퍼를 공유하는 구성이어도 된다. 또한, 도시한 것 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 것 이외에, 마이크나 카메라의 AV 입력을 받아들이는 구성을 구비하고, 그들로부터 취득한 데이터에 대해 부호화 처리를 행해도 된다. 또한, 여기에서는 텔레비전(ex300)은 상기 부호화 처리, 다중화 및 외부 출력을 할 수 있는 구성으로서 설명했는데, 이들 처리를 행할 수는 없고, 상기 수신, 복호화 처리, 외부 출력만이 가능한 구성이어도 된다.
또, 리더/레코더(ex218)에서 기록 미디어로부터 다중화 데이터를 독출하거나 또는 기입하는 경우에는, 상기 복호화 처리 또는 부호화 처리는 텔레비전(ex300), 리더/레코더(ex218) 중 어느 것으로 행해도 되고, 텔레비전(ex300)과 리더/레코더(ex218)가 서로 분담하여 행해도 된다.
일례로, 광디스크로부터 데이터의 읽어 들임 또는 기입을 하는 경우의 정보 재생/기록부(ex400)의 구성을 도 27에 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 행한다. 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 행한다. 시스템 제어부(ex407)는, 정보 재생/기록부(ex400) 전체의 제어를 행한다. 상기 독출이나 기입의 처리는 시스템 제어부(ex407)가 버퍼(ex404)에 보유된 각종 정보를 이용하고, 또 필요에 따라 새로운 정보의 생성·추가를 행함과 더불어, 변조 기록부(ex402), 재생 복조부(ex403), 서보 제어부(ex406)를 협조 동작시키면서, 광헤드(ex401)를 통해 정보의 기록 재생을 행함으로써 실현된다. 시스템 제어부(ex407)는 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성되고, 독출 기입 프로그램을 실행함으로써 그들 처리를 실행한다.
이상에서는, 광헤드(ex401)는 레이저 스폿을 조사하는 것으로 설명했는데, 근접장광을 이용하여 보다 고밀도의 기록을 행하는 구성이어도 된다.
도 28에 광디스크인 기록 미디어(ex215)의 모식도를 나타냈다. 기록 미디어(ex215)의 기록면에는 안내 홈(그루브)이 스파이럴 형상으로 형성되고, 정보 트랙(ex230)에는 미리 그루브의 형상 변화에 따라 디스크 상의 절대 위치를 나타내는 번지 정보가 기록되어 있다. 이 번지 정보는 데이터를 기록하는 단위인 기록 블록(ex231)의 위치를 특정하기 위한 정보를 포함하고, 기록이나 재생을 행하는 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 위해서 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 행한다.
이상에서는, 1층의 DVD, BD 등의 광디스크를 예로 들어 설명했는데, 이들에 한정된 것이 아니라 다층 구조로서 표면 이외에도 기록 가능한 광디스크여도 된다. 또, 디스크의 같은 장소에 여러 상이한 파장 색의 광을 이용하여 정보를 기록하거나, 다양한 각도에서 상이한 정보의 층을 기록하는 등, 다차원적인 기록/재생을 행하는 구조의 광디스크여도 된다.
또, 디지털 방송용 시스템(ex200)에 있어서 안테나(ex205)를 갖는 차(ex210)에서 위성(ex202) 등으로부터 데이터를 수신하고, 차(ex210)가 갖는 카 내비게이션(ex211) 등의 표시장치에 동화상을 재생하는 것도 가능하다. 또한, 카 내비게이션(ex211)의 구성은 예를 들면 도 26에 나타낸 구성 중 GPS 수신부를 추가한 구성을 생각할 수 있으며, 컴퓨터(ex111)나 휴대전화(ex114) 등에서도 동일하게 생각할 수 있다.
도 29a는, 상기 실시형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 휴대전화(ex114)를 나타내는 도면이다. 휴대전화(ex114)는 기지국(ex110) 사이에서 전파를 송수신하기 위한 안테나(ex350), 영상, 정지화상을 찍는 것이 가능한 카메라부(ex365), 카메라부(ex365)로 촬상한 영상, 안테나(ex350)로 수신한 영상 등이 복호화된 데이터를 표시하는 액정 디스플레이 등의 표시부(ex358)를 구비한다. 휴대전화(ex114)는 조작키부(ex366)를 갖는 본체부, 음성을 출력하기 위한 스피커 등인 음성 출력부(ex357), 음성을 입력하기 위한 마이크 등인 음성 입력부(ex356), 촬영한 영상, 정지화상, 녹음한 음성, 또는 수신한 영상, 정지화상, 메일 등의 부호화된 데이터 혹은 복호화된 데이터를 보존하는 메모리부(ex367) 또는 마찬가지로 데이터를 보존하는 기록 미디어와의 인터페이스부인 슬롯부(ex364)를 더 구비한다.
또한, 휴대전화(ex114)의 구성예에 대해서 도 29b를 이용하여 설명한다. 휴대전화(ex114)는 표시부(ex358) 및 조작키부(ex366)를 구비한 본체부의 각 부를 통괄적으로 제어하는 주제어부(ex360)에 대해, 전원 회로부(ex361), 조작 입력 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 갖는 주제어부(ex360)의 제어에 의거하여, 음성통화 모드시에 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 모드시에 안테나(ex350)를 통해 수신한 수신 데이터를 증폭하여 주파수 변환 처리 및 아날로그 디지털 변환 처리를 실시하고, 변조/복조부(ex352)에서 스펙트럼 역확산 처리하고, 음성신호 처리부(ex354)에서 아날로그 음성신호로 변환한 후, 이를 음성 출력부(ex357)로부터 출력한다.
또한 데이터 통신 모드시에 전자 메일을 송신하는 경우, 본체부의 조작키부(ex366) 등의 조작에 의해 입력된 전자 메일의 텍스트 데이터는 조작 입력 제어부(ex362)를 통해 주제어부(ex360)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 경우에는, 수신한 데이터에 대해 이것의 반대의 처리가 행해지고, 표시부(ex358)에 출력된다
데이터 통신 모드시에 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 일 양태에 따른 화상 부호화 장치로서 기능하고), 부호화된 영상 데이터를 다중/분리부(ex353)로 송출한다. 또, 음성신호 처리부(ex354)는 영상, 정지화상 등을 카메라부(ex365)에서 촬상중에 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 모드시에 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 위해서, 다중/분리부(ex353)는 다중화 데이터를 분리함으로써 영상 데이터의 비트 스트림과 음성 데이터의 비트 스트림으로 나누고, 동기 버스(ex370)를 통해 부호화된 영상 데이터를 영상신호 처리부(ex355)에 공급함과 더불어, 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 일 양태에 따른 화상 복호장치로서 기능하고), 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 둘 다 갖는 송수신형 단말 외에, 부호화기뿐인 송신 단말, 복호화기뿐인 수신 단말이라는 세 가지 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 되며, 다중화 데이터가 아니라 영상 데이터 자체여도 된다.
이와 같이, 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 혹은 동화상 복호화 방법을 상술한 모든 기기·시스템에 이용하는 것이 가능하며, 그렇게 함으로써 상기 각 실시형태에서 설명한 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 발명은 이러한 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형 또는 수정이 가능하다.
(실시형태 9)
상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치와, MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등 상이한 규격에 준거한 동화상 부호화 방법 또는 장치를 필요에 따라 적절히 전환함으로써 영상 데이터를 생성하는 것도 가능하다.
여기서, 각각 상이한 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터를 생성한 경우, 복호할 때에, 각각의 규격에 대응한 복호 방법을 선택할 필요가 있다. 그러나, 복호하는 영상 데이터가, 어느 규격에 준거하는 것인지 식별할 수 없기 때문에, 적절한 복호 방법을 선택할 수 없다고 하는 과제가 발생한다.
이 과제를 해결하기 위해서 영상 데이터에 음성 데이터 등을 다중화한 다중화 데이터는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 나타내는 식별 정보를 포함하는 구성으로 한다. 상기 각 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 30은, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도면이다. 도 30에 나타낸 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 화면 상에 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 0x1100에서부터 0x111F까지가, 프리젠테이션 그래픽스에는 0x1200에서부터 0x121F까지가, 인터랙티브 그래픽스 스트림에는 0x1400에서부터 0x141F까지가, 영화의 부영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1B00에서부터 0x1B1F까지, 주음성과 믹싱하는 부음성에 이용하는 오디오 스트림에는 0x1A00에서부터 0x1A1F가 각각 할당되어 있다.
도 31은, 다중화 데이터가 어떻게 다중화되는지를 모식적으로 나타내는 도면이다. 우선, 복수의 비디오 프레임으로 이루어지는 비디오 스트림(ex235), 복수의 오디오 프레임으로 이루어지는 오디오 스트림(ex238)을 각각 PES 패킷열(ex236 및 ex239)로 변환하고, TS 패킷(ex237 및 ex240)으로 변환한다. 동일하게 프리젠테이션 그래픽스 스트림(ex241) 및 인터랙티브 그래픽스(ex244)의 데이터를 각각 PES 패킷열(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 32는, PES 패킷열에 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더욱 상세하게 나타내고 있다. 도 32에서의 제1 단은 비디오 스트림의 비디오 프레임열을 나타낸다. 제2 단은 PES 패킷열을 나타낸다. 도 32의 화살표(yy1, yy2, yy3, yy4)로 나타낸 바와 같이, 비디오 스트림에서의 복수의 Video Presentation Unit인 I픽처, B픽처, P픽처는 픽처별로 분할되어 PES 패킷의 페이로드에 저장된다. 각 PES 패킷은 PES 헤더를 갖고, PES 헤더에는 픽처의 표시 시각인 PTS(Presentation Time-Stamp)나 픽처의 복호 시각인 DTS(Decoding Time-Stamp)가 저장된다.
도 33은, 다중화 데이터에 최종적으로 기입되는 TS 패킷의 형식을 나타내고 있다. TS 패킷은, 스트림을 식별하는 PID 등의 정보를 갖는 4Byte의 TS 헤더와 데이터를 저장하는 184Byte의 TS 페이로드로 구성되는 188Byte 고정 길이의 패킷이며, 상기 PES 패킷은 분할되어 TS 페이로드에 저장된다. BD-ROM의 경우, TS 패킷에는 4Byte의 TP_Extra_Header가 부여되어 192Byte의 소스 패킷을 구성하고, 다중화 데이터에 기입된다. TP_Extra_Header에는 ATS(Arrival_Time_Stamp) 등의 정보가 기재된다. ATS는 상기 TS 패킷의 디코더의 PID 필터로의 전송 개시 시각을 나타낸다. 다중화 데이터에는 도 33 하단에 나타낸 바와 같이 소스 패킷이 늘어서게 되고, 다중화 데이터의 선두로부터 증가하는 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 갖고, 또 다중화 데이터에 관한 각종 디스크립터를 갖는다. 디스크립터에는 다중화 데이터의 카피를 허가·불허가를 지시하는 카피 컨트롤 정보 등이 있다. PCR은, ATS의 시간축인 ATC(Arrival Time Clock)와 PTS·DTS의 시간축인 STC(System Time Clock)의 동기를 취하기 위해서 그 PCR 패킷이 디코더로 전송되는 ATS에 대응하는 STC 시간의 정보를 갖는다.
도 34는 PMT의 데이터 구조를 상세하게 설명하는 도면이다. PMT의 선두에는, 그 PMT에 포함되는 데이터의 길이 등을 기록한 PMT 헤더가 배치된다. 그 뒤에는, 다중화 데이터에 관한 디스크립터가 복수 배치된다. 상기 카피 컨트롤 정보 등이 디스크립터로서 기재된다. 디스크립터의 뒤에는, 다중화 데이터에 포함되는 각 스트림에 관한 스트림 정보가 복수 배치된다. 스트림 정보는, 스트림의 압축 코덱 등을 식별하기 위해 스트림 타입, 스트림의 PID, 스트림의 속성 정보(프레임 레이트, 애스펙트비 등)가 기재된 스트림 디스크립터로 구성된다. 스트림 디스크립터는 다중화 데이터에 존재하는 스트림의 수만큼 존재한다.
기록매체 등에 기록하는 경우에는, 상기 다중화 데이터는 다중화 데이터 정보 파일과 함께 기록된다.
다중화 데이터 정보 파일은 도 35에 나타낸 바와 같이 다중화 데이터의 관리 정보이며, 다중화 데이터와 1 대 1로 대응하고, 다중화 데이터 정보, 스트림 속성 정보와 엔트리 맵으로 구성된다.
다중화 데이터 정보는 도 35에 나타낸 바와 같이 시스템 레이트, 재생 개시 시각, 재생 종료 시각으로 구성되어 있다. 시스템 레이트는 다중화 데이터의, 후술하는 시스템 타깃 디코더의 PID 필터로의 최대 전송 레이트를 나타낸다. 다중화 데이터 중에 포함되는 ATS의 간격은 시스템 레이트 이하가 되도록 설정되어 있다. 재생 개시 시각은 다중화 데이터 선두의 비디오 프레임의 PTS이며, 재생 종료 시각은 다중화 데이터 종단의 비디오 프레임의 PTS에 1프레임분의 재생 간격을 더한 것이 설정된다.
스트림 속성 정보는 도 36에 나타낸 바와 같이, 다중화 데이터에 포함되는 각 스트림에 대한 속성 정보가 PID마다 등록된다. 속성 정보는 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프리젠테이션 그래픽스 스트림, 인터랙티브 그래픽스 스트림마다 상이한 정보를 갖는다. 비디오 스트림 속성 정보는 그 비디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 비디오 스트림을 구성하는 개개의 픽처 데이터의 해상도가 어느 정도인지, 애스펙트비는 어느 정도인지, 프레임 레이트는 어느 정도인지 등의 정보를 갖는다. 오디오 스트림 속성 정보는 그 오디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 그 오디오 스트림에 포함되는 채널수는 몇 개인지, 무슨 언어에 대응하는지, 샘플링 주파수가 어느 정도인지 등의 정보를 갖는다. 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 장치에 있어서, 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 37에 나타냈다. 단계 exS100에서, 다중화 데이터로부터 PMT에 포함되는 스트림 타입 또는 다중화 데이터 정보에 포함되는 비디오 스트림 속성 정보를 취득한다. 다음에, 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 복호 방법에 의해 복호를 행한다. 또, 스트림 타입 또는 비디오 스트림 속성 정보가 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 것임을 나타내고 있는 경우에는, 단계 exS103에서, 종래의 규격에 준거한 동화상 복호 방법에 의해 복호를 행한다.
이와 같이 스트림 타입 또는 비디오 스트림 속성 정보에 새로운 고유값을 설정함으로써, 복호시에, 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법 또는 장치로 복호 가능한지를 판단할 수 있다. 따라서, 상이한 규격에 준거하는 다중화 데이터가 입력된 경우라도 적절한 복호화 방법 또는 장치를 선택할 수 있기 때문에, 에러를 일으키지 않고 복호하는 것이 가능해진다. 또, 본 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치 또는 동화상 복호 방법 또는 장치를 상술한 모든 기기·시스템에 이용하는 것도 가능하다.
(실시형태 10)
상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 및 장치, 동화상 복호화 방법 및 장치는, 전형적으로는 집적회로인 LSI에서 실현된다. 일례로, 도 38에 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 접속되어 있다. 전원 회로부(ex505)는 전원이 온 상태인 경우에 각 부에 대해 전력을 공급함으로써 동작 가능한 상태로 기동한다.
예를 들면 부호화 처리를 행하는 경우에는, LSI(ex500)는 CPU(ex502), 메모리 컨트롤러(ex503), 스트림 컨트롤러(ex504), 구동 주파수 제어부(ex512) 등을 갖는 제어부(ex501)의 제어에 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 적절하게 복수회로 나누어져 신호 처리부(ex507)로 보내지고, 신호 처리부(ex507)에서 음성신호의 부호화 및/또는 영상신호의 부호화가 행해진다. 여기서 영상신호의 부호화 처리는 상기 각 실시형태에서 설명한 부호화 처리이다. 신호 처리부(ex507)에서는 또한, 경우에 따라 부호화된 음성 데이터와 부호화된 영상 데이터를 다중화하는 등의 처리를 행하고, 스트림 I/O(ex506)로부터 외부로 출력한다. 이 출력된 다중화 데이터는, 기지국(ex107)을 향해 송신되거나 또는 기록 미디어(ex215)에 기입되거나 한다. 또한, 다중화시에는 동기하도록 일단 버퍼(ex508)에 데이터를 축적하면 된다.
또한, 상기에서는 메모리(ex511)가 LSI(ex500)의 외부 구성으로서 설명했는데, LSI(ex500)의 내부에 포함되는 구성이어도 된다. 버퍼(ex508)도 하나로 한정한 것이 아니라 복수의 버퍼를 구비하고 있어도 된다. 또, LSI(ex500)는 1칩화되어도 되고, 복수칩화되어도 된다.
또, 상기에서는 제어부(ex501)가 CPU(ex502), 메모리 컨트롤러(ex503), 스트림 컨트롤러(ex504), 구동 주파수 제어부(ex512) 등을 갖는 것으로 했는데, 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. 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 갖는 CPU(ex502)를 구비하는 구성이 된다.
또한, 여기에서는 LSI라 했는데, 집적도의 차이에 따라 IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI라 호칭되기도 한다.
또, 집적회로화의 수법은 LSI에 한정되는 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 행해도 된다. 바이오 기술의 적응 등이 가능성으로서 있을 수 있다.
(실시형태 11)
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 주파수보다도 높은 구동 주파수로 설정할 필요가 있다. 그러나, 구동 주파수를 높게 하면 소비 전력이 높아진다는 문제점이 발생한다.
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 39는, 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 38의 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 38의 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. 또, CPU(ex502)로부터의 신호에 의거하여, 신호 처리부(ex507)는 영상 데이터의 복호를 행한다. 여기서, 영상 데이터의 식별에는, 예를 들면 실시형태 9에서 기재한 식별 정보를 이용하는 것을 생각할 수 있다. 식별 정보에 관해서는 실시형태 9에서 기재한 것에 한정되지 않고, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는지 식별할 수 있는 정보이면 된다. 예를 들면, 영상 데이터가 텔레비전에 이용되는 것인지, 디스크에 이용되는 것인지 등을 식별하는 외부 신호에 의거하여, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지 식별 가능한 경우에는, 이러한 외부 신호에 의거하여 식별해도 된다. 또, CPU(ex502)에서의 구동 주파수의 선택은, 예를 들면 도 41과 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 40은, 본 실시형태의 방법을 실시하는 단계를 나타내고 있다. 우선, 단계 exS200에서는 신호 처리부(ex507)에서, 다중화 데이터로부터 식별 정보를 취득한다. 다음에, 단계 exS201에서는 CPU(ex502)에서, 식별 정보에 의거하여 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)로 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)로 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.
또한, 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 수반하여 구동 주파수를 높게 설정하고 있는 경우에 비해 LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)를 포함하는 장치에 부여하는 전압을 낮게 설정하는 것을 생각할 수 있다.
또, 구동 주파수의 설정 방법은, 복호시의 처리량이 큰 경우에 구동 주파수를 높게 설정하고, 복호시의 처리량이 작은 경우에 구동 주파수를 낮게 설정하면 되며, 상술한 설정 방법에 한정되지 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 처리량보다도 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 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 경우에는 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 12)
텔레비전이나 휴대전화 등 상술한 기기·시스템에는, 상이한 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터가 입력되는 경우가 있다. 이와 같이, 상이한 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터가 입력된 경우에도 복호할 수 있도록 하기 위해서, 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 문제점이 발생한다.
이 과제를 해결하기 위해서, 상기 각 실시형태에서 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 42a의 ex900에 나타낸다. 예를 들면, 상기 각 실시형태에서 나타낸 동화상 복호 방법과, MPEG4-AVC 규격에 준거하는 동화상 복호 방법은 엔트로피 부호화, 역양자화, 디블록킹·필터, 움직임 보상 등의 처리에 있어서 처리 내용이 일부 공통된다. 공통된 처리 내용에 대해서는 MPEG4-AVC 규격에 대응하는 복호 처리부(ex902)를 공유하고, MPEG4-AVC 규격에 대응하지 않는, 본 발명의 일 양태에 특유의 다른 처리 내용에 대해서는 전용 복호 처리부(ex901)를 이용하는 구성을 생각할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 양태는, 움직임 보상에 특징을 갖고 있다는 점에서, 예를 들면, 움직임 보상에 대해서는 전용 복호 처리부(ex901)를 이용하고, 그 이외의 엔트로피 복호, 디블록킹·필터, 역양자화 중 어느 하나 또는, 모든 처리에 대해서는 복호 처리부를 공유하는 것을 생각할 수 있다. 복호 처리부의 공유화에 관해서는, 공통되는 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 42b의 ex1000에 나타낸다. 이 예에서는, 본 발명의 일 양태에 특유의 처리 내용에 대응한 전용 복호 처리부(ex1001)와, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 대응한 전용의 복호 처리부(ex1002)와, 본 발명의 일 양태에 따른 동화상 복호 방법과 다른 종래 규격의 동화상 복호 방법에 공통되는 처리 내용에 대응한 공용의 복호 처리부(ex1003)를 이용하는 구성으로 하고 있다. 여기서, 전용 복호 처리부(ex1001, ex1002)는, 반드시 본 발명의 일 양태, 또는, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 특화된 것이 아니라, 다른 범용 처리를 실행할 수 있는 것이어도 된다. 또, 본 실시형태의 구성을, LSI(ex500)에서 실장하는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 일 양태에 따른 동화상 복호 방법과, 종래의 규격의 동화상 복호 방법에서 공통되는 처리 내용에 대해서, 복호 처리부를 공유함으로써, LSI의 회로 규모를 작게 하고, 또한, 비용을 저감하는 것이 가능하다.
본 발명의 일 양태에 따른 화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법은, 동화상의 부호화 방법 및 복호 방법에 유리하게 이용된다.
100, 300:화상 부호화 장치
110, 210, 314, 411:머지 후보 도출부
111, 211:제3 도출부
112, 212:제1 도출부
113, 213:제2 도출부
120, 230:예측 제어부
130:부호화부
200, 400:화상 복호 장치
220:복호부
301:감산부
302:직교 변환부
303:양자화부
304, 402:역양자화부
305, 403:역직교 변환부
306, 404:가산부
307, 405:블록 메모리
308, 406:프레임 메모리
309, 407:인트라 예측부
310, 408:인터 예측부
311, 409:인터 예측 제어부
312:픽처 타입 결정부
313, 410:스위치
315, 412:colPic 메모리
316:가변길이 부호화부
401:가변길이 복호부

Claims (19)

  1. 화상을 블록마다 부호화함으로써 비트 스트림을 생성하는 화상 부호화 방법으로서,
    부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트의 후보인 머지 후보를 제1 머지 후보로서 도출하는 제1 도출 처리를 행하는 제1 도출 단계와,
    상기 제1 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제2 머지 후보로서 도출하는 제2 도출 처리를 행하는 제2 도출 단계와,
    상기 제1 머지 후보 및 상기 제2 머지 후보 중에서, 상기 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 머지 후보를 선택하는 선택 단계와,
    선택된 상기 머지 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 비트 스트림에 부가하는 부가 단계를 포함하고,
    상기 제1 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 상기 제1 도출 처리를 행하고,
    상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에, 상기 제2 도출 처리를 행하는, 화상 부호화 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화상 부호화 방법은,
    상기 제1 도출 처리 및 상기 제2 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제3 머지 후보로서 도출하는 제3 도출 처리를 행하는 제3 도출 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보 및 상기 제3 머지 후보의 총수가 상기 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에 상기 제2 도출 처리를 행하고,
    상기 선택 단계에서는, 상기 제1 머지 후보, 상기 제2 머지 후보 및 상기 제3 머지 후보 중에서, 상기 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 머지 후보를 선택하는, 화상 부호화 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제3 도출 단계에서는, 상기 제3 도출 처리에 의해 복수의 제3 머지 후보를 도출하고,
    상기 제1 도출 단계에서는, 상기 복수의 제3 머지 후보에 각각 포함되는 복수의 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 조합하여 2방향 예측을 위한 머지 후보를 상기 제1 머지 후보로서 도출하는 처리를 상기 제1 도출 처리로서 행하는, 화상 부호화 방법.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제3 도출 단계에서는, 상기 부호화 대상 블록에 공간적 또는 시간적으로 인접하는 블록의 부호화에 이용된 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 이용하여 상기 제3 머지 후보를 도출하는 처리를 상기 제3 도출 처리로서 행하는, 화상 부호화 방법.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보, 상기 제2 머지 후보 및 상기 제3 머지 후보의 총수가 상기 미리 정해진 머지 후보의 최대수와 일치할 때까지, 상기 제2 도출 처리를 반복하는, 화상 부호화 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 도출 단계에서는, 영 벡터를 움직임 벡터로서 갖는 머지 후보를 상기 제2 머지 후보로서 도출하는 처리를 상기 제2 도출 처리로서 행하는, 화상 부호화 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정수는, 상기 제1 도출 처리에 의해 도출 가능한 제1 머지 후보의 총수에 의존하는, 화상 부호화 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 화상 부호화 방법은,
    제1 규격에 준거하는 제1 부호화 처리, 또는 제2 규격에 준거하는 제2 부호화 처리로, 부호화 처리를 전환하는 전환 단계와,
    전환된 상기 부호화 처리가 준거하는 상기 제1 규격 또는 상기 제2 규격을 나타내는 식별 정보를 상기 비트 스트림에 부가하는 식별 정보 부가 단계를 더 포함하고,
    상기 부호화 처리가 상기 제1 부호화 처리로 전환된 경우에, 상기 제1 부호화 처리로서, 상기 제1 도출 단계와, 상기 제2 도출 단계와, 상기 선택 단계와, 상기 부가 단계가 행해지는, 화상 부호화 방법.
  9. 화상을 블록마다 부호화함으로써 비트 스트림을 생성하는 화상 부호화 장치로서,
    부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트의 후보인 머지 후보를 제1 머지 후보로서 도출하는 제1 도출 처리를 행하는 제1 도출부와,
    상기 제1 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제2 머지 후보로서 도출하는 제2 도출 처리를 행하는 제2 도출부와,
    상기 제1 머지 후보 및 상기 제2 머지 후보 중에서, 상기 부호화 대상 블록의 부호화에 이용하는 머지 후보를 선택하는 예측 제어부와,
    선택된 상기 머지 후보를 특정하기 위한 인덱스를 상기 비트 스트림에 부가하는 부호화부를 구비하고,
    상기 제1 도출부는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 상기 제1 도출 처리를 행하고,
    상기 제2 도출부는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에, 상기 제2 도출 처리를 행하는, 화상 부호화 장치.
  10. 비트 스트림에 포함되는 부호화 화상을 블록마다 복호하는 화상 복호 방법으로서,
    복호 대상 블록의 복호에 이용하는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트의 후보인 머지 후보를 제1 머지 후보로서 도출하는 제1 도출 처리를 행하는 제1 도출 단계와,
    상기 제1 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제2 머지 후보로서 도출하는 제2 도출 처리를 행하는 제2 도출 단계와,
    상기 비트 스트림으로부터 인덱스를 취득하는 취득 단계와,
    취득된 상기 인덱스를 이용하여, 상기 제1 머지 후보 및 상기 제2 머지 후보 중에서, 상기 복호 대상 블록의 복호에 이용하는 머지 후보를 선택하는 선택 단계를 포함하고,
    상기 제1 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 상기 제1 도출 처리를 행하고,
    상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에, 상기 제2 도출 처리를 행하는, 화상 복호 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 화상 복호 방법은,
    상기 제1 도출 처리 및 상기 제2 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제3 머지 후보로서 도출하는 제3 도출 처리를 행하는 제3 도출 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보 및 상기 제3 머지 후보의 총수가 상기 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에 상기 제2 도출 처리를 행하고,
    상기 선택 단계에서는, 상기 제1 머지 후보, 상기 제2 머지 후보 및 상기 제3 머지 후보 중에서, 상기 복호 대상 블록의 복호에 이용하는 머지 후보를 선택하는, 화상 복호 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제3 도출 단계에서는, 상기 제3 도출 처리에 의해 복수의 제3 머지 후보를 도출하고,
    상기 제1 도출 단계에서는, 상기 복수의 제3 머지 후보에 각각 포함되는 복수의 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 조합하여 2방향 예측을 위한 머지 후보를 상기 제1 머지 후보로서 도출하는, 화상 복호 방법.
  13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서
    상기 제3 도출 단계에서는, 상기 복호 대상 블록에 공간적 또는 시간적으로 인접하는 블록의 복호에 이용된 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트를 이용하여 상기 제3 머지 후보를 도출하는 처리를 상기 제3 도출 처리로서 행하는, 화상 복호 방법.
  14. 청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 도출 단계에서는, 상기 제1 머지 후보, 상기 제2 머지 후보 및 상기 제3 머지 후보의 총수가 상기 미리 정해진 머지 후보의 최대수와 일치할 때까지, 상기 제2 도출 처리를 반복하는, 화상 복호 방법.
  15. 청구항 10 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 도출 단계에서는, 영 벡터를 움직임 벡터로서 갖는 머지 후보를 상기 제2 머지 후보로서 도출하는 처리를 상기 제2 도출 처리로서 행하는, 화상 복호 방법.
  16. 청구항 10 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정수는, 상기 제1 도출 처리에 의해 도출 가능한 제1 머지 후보의 총수에 의존하는, 화상 복호 방법.
  17. 청구항 10에 있어서,
    상기 화상 복호 방법은,
    상기 비트 스트림에 부가된 제1 규격 또는 제2 규격을 나타내는 식별 정보에 따라, 상기 제1 규격에 준거하는 제1 복호 처리, 또는 상기 제2 규격에 준거하는 제2 복호 처리로, 복호 처리를 전환하는 전환 단계를 더 포함하고,
    상기 복호 처리가 제1 복호 처리로 전환된 경우에, 상기 제1 복호 처리로서, 상기 제1 도출 단계와, 상기 제2 도출 단계와, 상기 취득 단계와, 상기 선택 단계가 행해지는, 화상 복호 방법.
  18. 비트 스트림에 포함되는 부호화 화상을 블록마다 복호하는 화상 복호 장치로서,
    복호 대상 블록의 복호에 이용하는 예측 방향, 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스의 세트의 후보인 머지 후보를 제1 머지 후보로서 도출하는 제1 도출 처리를 행하는 제1 도출부와,
    상기 제1 도출 처리와는 상이한 방법에 의해 머지 후보를 제2 머지 후보로서 도출하는 제2 도출 처리를 행하는 제2 도출부와,
    상기 비트 스트림으로부터 인덱스를 취득하는 복호부와,
    취득된 상기 인덱스를 이용하여, 상기 제1 머지 후보 및 상기 제2 머지 후보 중에서, 상기 복호 대상 블록의 복호에 이용하는 머지 후보를 선택하는 예측 제어부를 구비하고,
    상기 제1 도출부는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 소정수를 넘지 않도록 상기 제1 도출 처리를 행하고,
    상기 제2 도출부는, 상기 제1 머지 후보의 총수가 미리 정해진 머지 후보의 최대수보다도 작은 경우에, 상기 제2 도출 처리를 행하는, 화상 복호 장치.
  19. 청구항 9에 기재된 화상 부호화 장치와,
    청구항 18에 기재된 화상 복호 장치를 구비하는, 화상 부호화 복호 장치.
KR1020147009186A 2011-10-19 2012-09-25 화상 부호화 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 방법, 및, 화상 복호 장치 KR101999869B1 (ko)

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