KR20180032676A

KR20180032676A - 화상 부호화 방법, 화상 복호화 방법, 화상 부호화 장치, 및 화상 복호화 장치

Info

Publication number: KR20180032676A
Application number: KR1020187007923A
Authority: KR
Inventors: 도시야스 스기오; 다카히로 니시; 요우지 시바하라; 히사오 사사이
Original assignee: 선 페이턴트 트러스트
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2018-03-30
Also published as: SG187851A1; US10298926B2; US20200404262A1; KR20170070251A; MX2013001659A; AU2011306322A1; KR101815723B1; CN105592317A; US9392298B2; EP2621176A4; US11166018B2; KR101842852B1; US11895293B2; CA2807780C; US20130142254A1; WO2012039136A1; JP5303683B2; JP2013225898A; US20170171544A1; CN105592317B

Abstract

화상 부호화 방법은, 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 선택하는지 아닌지를 나타내는, 제1 플래그를 생성하는 제1 플래그 생성 단계와, 제1 플래그가 예측 움직임 벡터를 선택하는 것을 나타내고 있는 경우에는, 부호화 대상 블록을 소정의 부호화 모드로 부호화할 때에 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 선택하는지 아닌지를 나타내는, 제2 플래그를 생성하는 제2 플래그 생성 단계와, 제1 플래그가 예측 움직임 벡터를 선택하는 것을 나타내고 있는 경우에는, 제1 플래그와 제2 플래그를 헤더 정보에 포함하는 부호화 신호를 생성하는 부호화 신호 생성 단계를 포함한다.

Description

화상 부호화 방법, 화상 복호화 방법, 화상 부호화 장치, 및 화상 복호화 장치{IMAGE ENCODING METHOD, IMAGE DECODING METHOD, IMAGE ENCODING APPARATUS, AND IMAGE DECODING APPARATUS}

본 발명은, 복수의 예측 움직임 벡터 후보 중에서, 부호화 대상의 움직임 벡터의 부호화에 가장 효율이 좋은 예측 움직임 벡터를 선택하여 동화상의 예측 부호화를 실시하는 화상 부호화 방법, 화상 복호화 방법, 화상 부호화 장치, 및 화상 복호화 장치에 관한 것이다.

도 32는, 종래의 동화상을 부호화하는 화상 부호화 장치의 구성예를 나타내는 블럭도이다. 동화상의 부호화에는, 이미 표준화된 동화상 부호화 방식인 H.264 등의 방식이 이용된다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조). 도 32의 화상 부호화 장치에서는, 픽쳐 타입 결정부(124)가 결정된 픽쳐 타입(예를 들면, H.264의 slice type)과, 예측 움직임 벡터 경합 플래그 전환부(125)가 출력한 예측 움직임 벡터 경합 플래그(이하, 「mv_competition_flag」라고 기술한다)에 따라, 인터 예측 제어부(131)가 인터 예측부(112)를 제어하여, 인터 예측 부호화를 실시한다. 구체적으로는, P 픽쳐(예를 들면, H.264의 P slice) 또는 B 픽쳐(예를 들면, H.264의 B slice) 등의 픽쳐 타입, 및, mv_competition_flag의 온 또는 오프에 따라, 인터 예측 제어부(131)는, 각 예측 단위 블록의 인터 부호화에 이용하는 움직임 벡터 부호화를 위한 예측 움직임 벡터를 구하는 방법을 전환하고 있다.

mv_competition_flag는, 제1 처리 단위마다(예를 들면, H.264의 slice) 비트 스트림에 부여하는 제1 헤더 정보(예를 들면, H.264의 slice header)에 포함되며, 화상 부호화 장치로부터 화상 복호화 장치에 통지된다. mv_competition_flag가 온인 경우는, 화상 부호화 장치는, 예를 들면, 각 예측 단위 블록의 주변에서 사용된 하나 이상의 움직임 벡터를 예측 움직임 벡터 후보로 하여, 최종적으로 각 예측 단위 블록의 움직임 벡터의 예측에 이용한 예측 움직임 벡터 후보의 인덱스 번호를, 비트 스트림에 부여한다. mv_competition_flag가 오프인 경우는, 화상 부호화 장치는, 예를 들면, 각 예측 단위 블록의 주변에서 사용된 움직임 벡터로부터 하나의 예측 움직임 벡터를 생성하고, 그 예측 움직임 벡터를 이용하여 움직임 벡터를 부호화한다.

도 33A에, mv_competition_flag가 온인 경우의 종래의 화상 부호화 장치에 의한 예측 움직임 벡터 후보 생성 처리의 일례를 나타낸다. 화상 부호화 장치는, 우선 예측 단위 블록의 좌측(인접 블록 A), 상측(인접 블록 B), 우측 위(인접 블록 C)에 있는 인접 예측 단위 블록을 구하고, 각 움직임 벡터 MV_A, MV_B, MV_C를 구한다. 다음으로, 화상 부호화 장치는, 움직임 벡터 MV_A, MV_B, MV_C의 각 성분의 중간치를 이용하여 미디언 움직임 벡터 Median(MV_A, MV_B, MV_C)를 구하고, 미디언 움직임 벡터 Median(MV_A, MV_B, MV_C)에 예측 움직임 벡터 인덱스 0을 부가한다. 또, 화상 부호화 장치는, MV_A, MV_B, MV_C의 순서로, 각 움직임 벡터에 각각 예측 움직임 벡터 인덱스 1, 2, 3을 부가한다. 도 33B는, 예측 움직임 벡터 인덱스와 예측 움직임 벡터 후보의 대응 관계를 나타내는 도이다. 화상 부호화 장치는, 부호화 대상 예측 블록의 움직임 벡터의 부호화에 가장 효율적인 예측 움직임 벡터 후보를 선택하고, 선택한 예측 움직임 벡터 후보의 인덱스 번호를 비트 스트림에 부가한다. 또, 화상 부호화 장치는, 예측 움직임 벡터 후보가 모두 동일한 값을 갖는 벡터인 경우 등은, 벡터를 머지(merge)함으로써 후보수를 삭감하고, 최종적으로 후보수가 1인 경우는, 예측 움직임 벡터 인덱스를 비트 스트림에 부가하지 않는 등의 처리를 실시한다.

도 34는, 도 32의 종래의 화상 부호화 장치에 대응하는 화상 복호화 장치의 구성예를 나타내는 블럭도이다. 동화상의 복호화에는, 이미 표준화된 동화상 복호화 방식인 H.264 등의 방식이 이용된다. 도 34의 화상 복호화 장치에서는, 비트 스트림에 부가되어 있는 mv_competition_flag와, 예측 움직임 벡터 인덱스에 따라, 인터 예측 제어부(231)가 인터 예측부(212)를 제어하여, 인터 예측 복호화를 실시한다.

ISO/IEC 14496-10 「MPEG-4 Part10 Advanced Video Coding」

종래의 화상 부호화 장치 및 화상 복호화 장치에서는, mv_competition_flag가 온인 경우는, 부호화 대상 예측 블록이 스킵 블록(예를 들면, H.264의 P-Skip, B-Skip)인 경우에도, 예측 움직임 벡터 후보수가 2 이상이면, 예측 움직임 벡터 인덱스를 비트 스트림에 부가할 필요가 있다(도 35, 도 36).

그 때문에, 예를 들면 저비트 레이트를 타겟으로 한 부호화인 경우여도, 스킵 블록 등의 부호화 모드를 이용하여, 예측 움직임 벡터 인덱스의 발생 부호량을 변경할 수 없다는 과제가 발생한다.

본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 예측 움직임 벡터 인덱스의 발생 부호량을 변경할 수 있는 화상 부호화 방법 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 국면에 관한 화상 부호화 방법은, 동화상의 예측 부호화를 실시하는 화상 부호화 방법으로서, 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 선택하는지 아닌지를 나타내는, 제1 플래그를 생성하는 제1 플래그 생성 단계와, 상기 제1 플래그가 예측 움직임 벡터를 선택하는 것을 나타내고 있는 경우에는, 부호화 대상 블록을 소정의 부호화 모드로 부호화할 때에 상기 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 선택하는지 아닌지를 나타내는, 제2 플래그를 생성하는 제2 플래그 생성 단계와, 상기 제1 플래그가 예측 움직임 벡터를 선택하는 것을 나타내고 있는 경우에는, 상기 제1 플래그와 상기 제2 플래그를 헤더 정보에 포함하는 부호화 신호를 생성하는 부호화 신호 생성 단계를 포함한다.

이러한 구성에 의해, 부호화 모드에 따라 예측 움직임 벡터 인덱스의 발생 부호량을 제어할 수 있다.

즉, 제1 플래그가 예측 움직임 벡터를 선택하는 것을 나타내고 있는 경우에는, 제1 플래그와 제2 플래그를 헤더 정보에 포함하는 부호화 신호를 생성하고, 제1 플래그가 예측 움직임 벡터를 선택하지 않는 것을 나타내고 있는 경우에는, 제2 플래그를 헤더 정보에 포함하지 않는 부호화 신호를 생성할 수 있다. 제2 플래그를 포함하지 않음으로써, 예측 움직임 벡터 인덱스의 발생 부호량을 변경할 수 있다.

이것에 의해, 스킵 블록의 예측 움직임 벡터 경합 플래그(제2 플래그)를 제어할 수 있다. 예를 들면 저비트 레이트를 타겟으로 한 부호화 시에, 스킵 블록용의 예측 움직임 벡터 경합 플래그만을 오프로 함으로써, 스킵 블록의 예측 움직임 벡터 인덱스의 발생 부호량을 삭감할 수 있어, 화질 파탄 등을 억제할 수 있다.

본 발명의 다른 국면에 관한 화상 복호화 방법은, 동화상을 예측 부호화한 부호화 신호를 복호화하는 화상 복호화 방법으로서, 상기 부호화 신호의 헤더 정보에 포함되는, 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 선택하는지 아닌지를 나타내는 제1 플래그를 복호화하는 제1 플래그 복호화 단계와, 상기 제1 플래그가 예측 움직임 벡터를 선택하는 것을 나타내고 있는 경우에는, 상기 헤더 정보에 포함되는, 복호화 대상 블록을 소정의 복호화 모드로 복호화할 때에 상기 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 선택하는지 아닌지를 나타내는 제2 플래그를 복호화하는 제2 플래그 복호화 단계를 포함한다.

이러한 구성에 의해, 부호화 모드에 따라 예측 움직임 벡터 인덱스의 발생 부호량이 제어된 부호화 신호를 복호화할 수 있다.

또한, 본 발명은, 이러한 특징적인 단계를 포함하는 화상 부호화 방법 또는 화상 복호화 방법으로서 실현되는 것이 가능할 뿐만 아니라, 화상 부호화 방법 또는 화상 복호화 방법에 포함되는 특징적인 단계를 처리부로 하는 화상 부호화 장치 또는 화상 복호화 장치로서 실현될 수 있다. 또, 화상 부호화 방법 또는 화상 복호화 방법에 포함되는 특징적인 단계를 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램으로서 실현될 수도 있다. 또한, 화상 부호화 장치 또는 화상 복호화 장치에 포함되는 특징적인 처리부로서 컴퓨터를 기능시키기 위한 프로그램으로서 실현될 수도 있다. 그리고, 그러한 프로그램을, CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory) 등의 컴퓨터 판독 가능한 비일시적인 기록 매체나 인터넷 등의 통신 네트워크를 통해 유통시킬 수 있는 것은, 말할 필요도 없다.

본 발명에 의하면, 예측 움직임 벡터 인덱스의 발생 부호량을 변경할 수 있는 화상 부호화 방법 등을 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 화상 부호화 장치의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 2는, 화상 부호화 장치에 있어서의 스킵용 예측 움직임 벡터 경합 플래그 전환 제어의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 3은, 화상 부호화 장치에 있어서의 인터 예측 제어의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 4A는, 가변길이 부호화부에 있어서의 헤더의 부호화 제어의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 4B는, 헤더의 신택스의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는, 가변길이 부호화부에 있어서의 예측 단위 블록의 부호화 제어의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 6은, 예측 단위 블록의 신택스의 일례를 나타내는 도이다.
도 7은, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 화상 복호화 장치의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 8은, 가변길이 복호화부에 있어서의 헤더의 복호화 제어의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 9는, 가변길이 복호화부에 있어서의 예측 단위 블록의 복호화 제어의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 10은, 화상 복호화 장치에 있어서의 인터 예측 제어의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 11A는, 헤더의 신택스의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 11B는, 예측 단위 블록의 신택스의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 12는, 예측 단위 블록의 신택스의 일례를 나타내는 도이다.
도 13은, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템의 전체 구성도이다.
도 14는, 디지털 방송용 시스템의 전체 구성도이다.
도 15는, 텔레비전의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 16은, 광디스크인 기록 미디어에 정보를 읽고 쓰는 정보 재생/기록부의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 17은, 광디스크인 기록 미디어의 구조예를 나타내는 도이다.
도 18A는, 휴대 전화의 일례를 나타내는 도이다.
도 18B는, 휴대 전화의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 19는, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도이다.
도 20은, 각 스트림이 다중화 데이터에서 어떻게 다중화되어 있는지를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 21은, PES 패킷 열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더 상세하게 나타낸 도이다.
도 22는, 다중화 데이터에 있어서의 TS패킷과 소스 패킷의 구조를 나타내는 도이다.
도 23은, PMT의 데이터 구조를 나타내는 도이다.
도 24는, 다중화 데이터 정보의 내부 구성을 나타내는 도이다.
도 25는, 스트림 속성 정보의 내부 구성을 나타내는 도이다.
도 26은, 영상 데이터를 식별하는 단계를 나타내는 도이다.
도 27은, 각 실시 형태의 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법을 실현하는 집적회로의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 28은, 구동 주파수를 전환하는 구성을 나타내는 도이다.
도 29는, 영상 데이터를 식별하고, 구동 주파수를 전환하는 단계를 나타내는 도이다.
도 30은, 영상 데이터의 규격과 구동 주파수를 대응 부여한 룩업 테이블의 일례를 나타내는 도이다.
도 31A는, 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 31B는, 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 32는, 종래의 화상 부호화 장치의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 33A는, 종래의 예측 움직임 벡터 후보 생성 처리를 나타내는 개념도이다.
도 33B는, 예측 움직임 벡터 인덱스와 예측 움직임 벡터 후보의 대응 관계를 나타내는 도이다.
도 34는, 종래의 화상 복호화 장치의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 35는, 종래의 인터 예측 제어를 나타내는 플로차트이다.
도 36은, 종래의 예측 단위 블록의 신택스를 나타내는 도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시 형태는, 모두 본 발명의 바람직한 일 구체예를 나타내는 것이다. 이하의 실시 형태로 나타나는 수치, 구성요소, 구성요소의 배치 위치 및 접속 형태, 단계, 단계의 순서 등은, 일례로, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 본 발명은, 청구의 범위만에 의해 한정된다. 따라서, 이하의 실시 형태에서의 구성요소 중, 본 발명의 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성요소에 대해서는, 본 발명의 과제를 달성하는데 반드시 필요하지는 않지만, 보다 바람직한 형태를 구성하는 것으로서 설명된다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시 형태 1)

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 화상 부호화 장치의 구성예를 나타내는 블럭도이다. 도 32에 나타내는 종래의 화상 부호화 장치는, 스킵 블록용 예측 움직임 벡터 경합 플래그 전환부(126)를 구비하는 점, 및 스킵 블록용 예측 움직임 벡터 경합 플래그(이하, 「mv_competition_skip_flag」라고 기술한다)를 비트 스트림에 부가하는 구성을 구비하는 점에서 상이하다.

도 1의 화상 부호화 장치에서는, 픽쳐마다 부여되는 헤더(예를 들면, H.264의 slice header)에서, 상기 mv_competition_skip_flag를 화상 복호화 장치로 통지한다. 또한, mv_competition_skip_flag는, 반드시 픽쳐마다 부가되는 헤더에서 통지할 필요는 없고, 복수장의 픽쳐로 구성되는 단위마다 부여되는 헤더(예를 들면, H.264의 sequence parameter set)나, 복수의 픽쳐에서 공통으로 사용 가능한 헤더 정보(예를 들면, H.264의 picture parameter set)에서 통지하는 구성으로 해도 된다.

도 1에 나타난 화상 부호화 장치는, 감산부(102), 직교변환부(103), 양자화부(104), 가변길이 부호화부(105), 역양자화부(106), 역직교변환부(107), 가산부(108), 블록 메모리(109), 인트라 예측부(110), 프레임 메모리(111), 인터 예측부(112), 스위치(113), 인터 예측 제어부(121), 픽쳐 타입 결정부(124), 예측 움직임 벡터 경합 플래그 전환부(125), 및 스킵 블록용 예측 움직임 벡터 경합 플래그 전환부(126)를 구비한다.

감산부(102)는, 입력 화상 데이터로부터 예측 화상 데이터를 감산하고, 예측 오차 데이터를 출력한다. 직교변환부(103)는, 예측 오차 데이터에 대해, 화상 영역으로부터, 주파수 영역으로의 변환을 실시한다. 양자화부(104)는, 주파수 영역으로 변환된 예측 오차 데이터에 대해, 양자화 처리를 실시한다.

역양자화부(106)는, 양자화부(104)에 의해, 양자화 처리된 예측 오차 데이터에 대해, 역양자화 처리를 실시한다. 역직교변환부(107)는, 역양자화 처리된 예측 오차 데이터에 대해, 주파수 영역으로부터, 화상 영역으로의 변환을 실시한다. 가산부(108)는, 예측 오차 데이터와 예측 화상 데이터를 가산하여, 재구축 화상 데이터를 출력한다. 블록 메모리(109)는, 재구축 화상 데이터를 블록 단위로 보존하고, 프레임 메모리(111)는, 재구축 화상 데이터를 프레임 단위로 보존한다.

인트라 예측부(110)는, 블록 메모리(109)에 보존되어 있는 블록 단위의 재구축 화상 데이터를 이용하여, 부호화 대상 블록을 인트라 예측에 의해 부호화하고, 예측 화상 데이터를 생성한다. 인터 예측부(112)는, 프레임 메모리(111)에 보존되어 있는 프레임 단위의 재구축 화상 데이터와, 움직임 검출에 의해 도출한 움직임 벡터를 이용하여, 부호화 대상 블록을 인터 예측에 의해 부호화하고, 예측 화상 데이터를 생성한다. 스위치(113)는, 인트라 예측 또는 인터 예측으로 부호화 모드를 전환한다.

픽쳐 타입 결정부(124)는, I 픽쳐, B 픽쳐, P 픽쳐 중 어느 픽쳐 타입으로 입력 화상열을 부호화할지를 결정하고, 픽쳐 타입 정보를 생성한다.

예측 움직임 벡터 경합 플래그 전환부(125)는, 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 선택하는지 아닌지를 나타내는, mv_competition_flag를 생성한다.

스킵 블록용 예측 움직임 벡터 경합 플래그 전환부(126)는, mv_competition_flag가 예측 움직임 벡터를 선택하는 것을 나타내고 있는 경우에는, 부호화 대상 블록을 소정의 부호화 모드로 부호화할 때에 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 선택하는지 아닌지를 나타내는, mv_competition_skip_flag를 생성한다.

인터 예측 제어부(121)는, 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보로부터, 예측 움직임 벡터를 선택한다.

가변길이 부호화부(105)는, 양자화 처리된 예측 오차 데이터, 예측 움직임 벡터 인덱스, 예측 움직임 벡터 후보의 예측 오차 정보(차분 벡터), 및, 픽쳐 타입 정보 등에 대해, 가변길이 부호화 처리를 실시한다. 이것에 의해, 가변길이 부호화부(105)는, 비트 스트림을 생성한다.

도 2에, 스킵 블록용 예측 움직임 벡터 경합 플래그 전환부(126)의 동작 흐름의 예를 나타낸다.

스킵 블록용 예측 움직임 벡터 경합 플래그 전환부(126)는, 예를 들면, 부호화시의 타겟 비트 레이트가 일정치 이하인지 어떤지를 판정하고(S1001), 판정 결과가 참이면(S1001에서 Yes), mv_competition_skip_flag를 오프로 한다(S1002). 판정 결과가 거짓이면(S1001에서 No), mv_competition_skip_flag를 온으로 한다(S1003). 온, 오프를 나타내는 값은, 온이면 1, 오프는 0으로 설정하는 등 온(유효), 오프(무효)를 구별할 수 있는 값이면 어떠한 값으로 설정해도 상관없다.

스킵 블록용 예측 움직임 벡터 경합 플래그 전환부(126)는, 설정한 mv_competition_skip_flag를 도 1의 가변길이 부호화부(105)에 송신하고(S1004), 픽쳐마다 부가하는 헤더 등에 넣는다.

상기에서는, mv_competition_skip_flag의 온·오프 제어에 타겟 비트 레이트를 이용하여 설명했지만, 반드시 그에 한정된 것은 아니다. 예를 들면, 양자화 파라미터의 대소에 근거하여, 양자화 파라미터가 큰 경우에는, mv_competition_skip_flag를 오프로 하고, 양자화 파라미터가 작은 경우에는 mv_competition_skip_flag를 온으로 제어해도 상관없다. 이 구성으로 하면, 양자화 파라미터의 값에 따라 적응적으로 mv_competition_skip_flag를 제어할 수 있어, 예를 들면 고정 비트 레이트로 부호화 등을 할 때에, 양자화 파라미터가 일정치 이상이 되면 mv_competition_skip_flag를 오프로 함으로써, 화질 파탄을 억제할 수 있다.

다음으로, 도 1의 화상 부호화 장치에 있어서의 인터 예측 제어부(121)의 동작 흐름의 예를 도 3에 나타낸다.

*인터 예측 제어부(121)는, 인터 부호화 대상의 예측 블록을 스킵 블록으로 하는지 어떤지를, 예를 들면, 타겟 비트 레이트와 현재까지의 발생 부호량 등으로부터 판정하고(S1101), 그 결과를 스킵 플래그로 설정하고 가변길이 부호화부(105)에 송신한다.

단계 S1101의 판정 결과가 거짓이면(S1101에서 No), 인터 예측 제어부(121)는, 스킵 블록 이외의 인터 부호화 블록의 처리를 실시한다(S1108).

단계 S1101의 판정 결과가 참인 경우는(S1101에서 Yes), 인터 예측 제어부(121)는, mv_competition_flag가 온인지 어떤지를 판정하고(S1102), 그 결과가 참이면(S1102에서 Yes), mv_competition_skip_flag가 온인지 어떤지를 판정한다(S1103). 단계 S1103의 판정 결과가 참이면(S1103에서 Yes), 인터 예측 제어부(121)는, 예측 움직임 벡터 후보를 산출한다(S1104).

인터 예측 제어부(121)는, 예측 움직임 벡터 후보수가 2 이상 존재하는지 어떤지를 판정하고(S1105), 판정 결과가 참이면(S1105에서 Yes), 움직임 벡터의 부호화에 이용한 예측 움직임 벡터의 인덱스를 가변길이 부호화부(105)에 송신한다(S1106).

S1102, S1103, S1105 중 어느 하나의 판정 결과가 거짓이면(S1102에서 No, S1103에서 No, 또는 S1105에서 No), 인터 예측 제어부(121)는, 예측 움직임 벡터 인덱스를 무효로 설정하고(S1107), 비트 스트림에 부가하지 않는 것을 가변길이 부호화부(105)에 전한다.　예측 움직임 벡터 인덱스를 무효로 설정하는 방법은, 예를 들면, 예측 움직임 벡터 인덱스를 -1로 설정한다.　단, 예측 움직임 벡터 인덱스를 부가하지 않는 것이 전해지는 수단이면, 어떠한 수단이라도 상관없다.

다음으로, 도 1의 화상 부호화 장치의 가변길이 부호화부(105)에서의 헤더 제어의 동작 흐름의 예를 도 4A에 나타낸다.

가변길이 부호화부(105)는 우선, 예측 움직임 벡터 경합 플래그 전환부(125)로부터 수신한 mv_competition_flag를, 픽쳐마다 부여되는 헤더 등에 부가하고(S1201), mv_competition_flag가 온인지 어떤지를 판정한다(S1202). mv_competition_flag가 온인 경우는(S1202에서 Yes), 가변길이 부호화부(105)는, 또한, mv_competition_skip_flag를 헤더에 부가한다(S1203).

mv_competition_skip_flag가 오프인 경우는(S1202에서 No), 가변길이 부호화부(105)는, mv_competition_skip_flag를 헤더에 부가하지 않는다.

이것에 의해, 항상 mv_competition_skip_flag를 헤더에 부가하는 것보다도 부호량을 삭감할 수 있다. 상기 헤더의 신택스예를 도 4B에 나타낸다.

다음으로, 도 1의 화상 부호화 장치의 가변길이 부호화부(105)에서의 예측 단위 블록 제어의 동작 흐름을 도 5에 나타낸다.

가변길이 부호화부(105)는 우선, 부호화 대상의 슬라이스 타입이 I 슬라이스인지 어떤지를 판정하고(S1301), 슬라이스 타입이 I 슬라이스이면(S1301에서 Yes), I 슬라이스의 부호화 처리를 실시한다(S1310).　슬라이스 타입이 I 슬라이스가 아니면(S1301에서 No), 가변길이 부호화부(105)는, 인터 예측 제어부(121)로부터 수신한 스킵 플래그를 비트 스트림에 부가한다(S1302).

단계 S1302의 처리 후, 가변길이 부호화부(105)는, 스킵 플래그가 온인지 아닌지를 판정하고(S1303), 스킵 플래그가 온이면(S1303에서 Yes), 가변길이 부호화부(105)는, 스킵 블록에 대한 부호화 처리로 옮겨, mv_competition_flag가 온인지 어떤지를 판정한다(S1304).　스킵 플래그가 오프이면(S1303에서 No), 가변길이 부호화부(105)는, 스킵 블록 이외의 인터 부호화 블록 처리를 실행한다(S1309).

mv_competition_flag가 온이면(S1304에서 Yes), 가변길이 부호화부(105)는, 다음으로 mv_competition_skip_flag가 온인지 어떤지를 판정한다(S1305).　mv_competition_skip_flag가 온이며, 또한 인터 예측 제어부(121)로부터 수신한 예측 움직임 벡터 인덱스가 유효하면(S1305에서 Yes, S1306에서 Yes), 가변길이 부호화부(105)는, 예측 움직임 벡터 인덱스를 비트 스트림에 부가한다(S1307).

단계 S1304 내지 S1306 중 어느 하나의 판정 결과가 거짓이면, 가변길이 부호화부(105)는, 예측 움직임 벡터 인덱스를 비트 스트림에 부가하지 않는다(S1308).

이상에 의해, mv_competition_flag가 온인 경우에도, mv_competition_skip_flag가 오프이면, 예측 움직임 벡터 인덱스를 비트 스트림에 부가하지 않게 되기 때문에, 부호량을 억제할 수 있다. 도 6에 예측 단위 블록의 신택스의 예를 나타낸다.

도 7은, 도 1의 화상 부호화 장치에 대응하는 화상 복호화 장치의 구성예를 나타내는 블럭도이다. 도 34의 종래의 화상 복호화 장치는, mv_competition_skip_flag를 비트 스트림으로부터 읽어들여, 인터 예측 제어부(221)의 처리에 사용하는 점이 상이하다.

도 7에 나타난 화상 복호 장치는, 가변길이 복호화부(205), 역양자화부(206), 역직교변환부(207), 가산부(208), 블록 메모리(209), 인트라 예측부(210), 프레임 메모리(211), 인터 예측부(212), 스위치(213), 및 인터 예측 제어부(221)를 구비한다.

가변길이 복호화부(205)는, 입력된 비트 스트림에 대해, 가변길이 복호 처리를 실시하고, 픽쳐 타입 정보, 예측 움직임 벡터 인덱스, 예측 오차 데이터 등을 복호한다. 역양자화부(206)는, 예측 오차 데이터에 대해, 역양자화 처리를 실시한다. 역직교변환부(207)는, 역양자화 처리를 실시한 예측 오차 데이터를, 주파수 영역으로부터, 화상 영역으로 변환한다. 가산부(208)는, 예측 화상 데이터와, 예측 오차 데이터를 가산함으로써, 복호 화상 데이터를 생성한다.

블록 메모리(209)는, 복호 화상 데이터를, 블록 단위로 보존한다. 프레임 메모리(211)는, 복호 화상 데이터를 프레임 단위로 보존한다.

인트라 예측부(210)는, 블록 메모리에 보존되어 있는 블록 단위의 복호 화상 데이터를 이용하여, 인트라 예측을 실행함으로써, 복호 대상 블록의 예측 화상 데이터를 생성한다. 인터 예측부(212)는, 프레임 메모리에 보존되어 있는 프레임 단위의 복호 화상 데이터를 이용하여, 인터 예측을 실행함으로써, 복호 대상 블록의 예측 화상 데이터를 생성한다. 스위치(213)는, 인트라 예측 또는 인터 예측으로 부호화 모드를 전환한다.

인터 예측 제어부(221)는, 하나 이상의 예측 벡터 후보로부터, 예측 벡터를 선택한다. 또한, 인터 예측 제어부(221)는, 가변길이 복호화부(205)에 의해 복호된 예측 움직임 벡터 인덱스를 이용하여, 하나 이상의 예측 벡터 후보로부터, 예측 움직임 벡터를 선택한다.

도 8은, 도 7의 화상 복호화 장치의 가변길이 복호화부(205)에서의 헤더 제어의 동작 흐름을 나타낸다.

가변길이 복호화부(205)는, 비트 스트림 내의 mv_competition_flag를 복호화하고(S1401), mv_competition_flag가 온이면(S1402에서 Yes), 다음으로 mv_competition_skip_flag를 복호화한다(S1403).

도 9는, 도 7의 화상 복호화 장치의 가변길이 복호화부(205)에서의 예측 단위 블록 제어의 동작 흐름을 나타낸다.

가변길이 복호화부(205)는, 복호화 대상의 슬라이스 타입이 I 슬라이스인지 어떤지를 판정하고(S1501), 슬라이스 타입이 I 슬라이스이면(S1501에서 Yes), I 슬라이스의 복호 처리를 실시한다(S1511). 슬라이스 타입이 I 슬라이스가 아니면(S1501에서 No), 가변길이 복호화부(205)는, 비트 스트림 내의 스킵 플래그를 복호화한다(S1502).

단계 S1502의 처리 후, 가변길이 복호화부(205)는, 스킵 플래그가 온인지 아닌지를 판정하고(S1503), 스킵 플래그가 온이면(S1503에서 Yes), 가변길이 복호화부(205)는, 스킵 블록에 대한 복호화 처리로 옮겨, mv_competition_flag가 온인지 어떤지를 판정한다(S1504). 스킵 플래그가 오프이면(S1503에서 No), 가변길이 복호화부(205)는, 스킵 블록 이외의 인터 복호 블록 처리를 실행한다(S1510).

mv_competition_flag가 온이면(S1504에서 Yes), 가변길이 복호화부(205)는, 다음으로 mv_competition_skip_flag가 온인지 어떤지를 판정하고(S1505), 판정 결과가 참이면(S1505에서 Yes), 가변길이 복호화부(205)는, 예측 움직임 벡터 후보를 산출한다(S1506).

가변길이 복호화부(205)는, 예측 움직임 벡터 후보수가 2 이상 존재하는지어떤지를 판정하고(S1507), 판정 결과가 참이면(S1507에서 Yes), 비트 스트림 내의 예측 움직임 벡터 인덱스를 복호화한다(S1508).

S1504, S1505, S1507 중 어느 하나의 판정 결과가 거짓이면, 가변길이 복호화부(205)는, 예측 움직임 벡터 인덱스를 0으로 설정한다(S1509).

도 10은, 도 7의 화상 복호화 장치에 있어서의 인터 예측 제어부(221)의 동작 흐름을 나타낸다.

인터 예측 제어부(221)는, 가변길이 복호화부(205)로부터 수신한 스킵 플래그가 온인지 어떤지를 판정하고(S1601), 판정 결과가 거짓이면(S1601에서 No), 스킵 블록 이외의 인터 복호화 블록의 처리를 실시한다(S1607).

단계 S1601의 판정 결과가 참인 경우는(S1601에서 Yes), 인터 예측 제어부(221)는, mv_competition_flag가 온인지 어떤지를 판정하고(S1602), 그 판정 결과가 참이면(S1602에서 Yes), 다음으로 mv_competition_skip_flag가 온인지 어떤지를 판정한다(S1603).

단계 S1603의 판정 결과가 참이면(S1603에서 Yes), 인터 예측 제어부(221)는, 예측 움직임 벡터 후보를 산출하고(S1604), 가변길이 복호화부(205)로부터 수신한 예측 움직임 벡터 인덱스를 이용하여 예측 움직임 벡터를 생성한다(S1605).

S1602, S1603 중 어느 하나의 판정 결과가 거짓이면, 인터 예측 제어부(221)는, 예를 들면, 각 예측 단위 블록의 주변에서 사용된 움직임 벡터의 평균치를 예측 움직임 벡터로서 생성하는 등, 주변 블록의 움직임 벡터를 이용하여 예측 움직임 벡터를 생성한다(S1606).

상기에서는, 단계 S1604에서 재차, 예측 움직임 벡터 후보를 산출하는 것으로 설명했지만, 가변길이 복호화부(205)에서 구한 예측 움직임 벡터 후보를 수신하도록 해도 상관없다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 4B의 신택스와 같이, mv_competition_flag가 온이면, mv_competition_skip_flag를 비트 스트림에 부가하도록 했지만, 도 11A의 신택스와 같이, mv_competition_flag와 mv_competition_skip_flag 양쪽을 헤더에 부가하도록 하여, 도 11B와 같이 예측 단위 블록의 신택스를 변경해도 상관없다.

또, 본 실시 형태에서는, mv_competition_flag와 mv_competition_skip_flag를 다른 플래그로서 설명했지만, mv_competition_flag를 2비트로 하고, 상위 비트를 원래의 mv_competition_flag, 하위 비트를 mv_competition_skip_flag로 나타내도 상관없다.

또, 본 실시 형태에서는, 부호화 모드로서 스킵 블록을 예로 설명했지만, 다이렉트 모드로 부호화할 때에도, 동일한 방법으로 다이렉트 모드 시의 예측 움직임 벡터 경합 플래그를 제어해도 상관없다.

그 때의 신택스의 일례를 도 12에 나타낸다. 도 12에 나타내는 신택스에 의해, 다이렉트 모드 시만 예측 움직임 벡터 경합 플래그를 오프로 할 수 있어, 예측 움직임 벡터 인덱스의 부호량을 억제할 수 있다.

(실시 형태 2)

상기 각 실시 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 동화상 복호화 방법의 구성을 실현하기 위한 프로그램을 기억 미디어에 기록함으로써, 상기 각 실시 형태에서 나타낸 처리를 독립된 컴퓨터 시스템에서 간단히 실시하는 것이 가능해진다. 기억 미디어는, 자기 디스크, 광디스크, 광학 자기 디스크, IC카드, 반도체 메모리 등, 프로그램을 기록할 수 있는 것이면 된다.

또한 여기서, 상기 각 실시 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법이나 동화상 복호화 방법의 응용예와 그것을 이용한 시스템을 설명한다.

도 13은, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템(ex100)의 전체 구성을 나타내는 도이다. 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), 휴대 전화(ex114), 게임기(ex115) 등의 각 기기가 접속된다.

그러나, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)은 도 13과 같은 구성에 한정되지 않고, 어느 하나의 요소를 조합하여 접속하도록 해도 된다. 또, 고정 무선국인 기지국(ex106~ex110)을 통하지 않고, 각 기기가 전화망(ex104)에 직접 접속되어도 된다. 또, 각 기기가 근거리 무선 등을 통해 직접 서로 접속되어 있어도 된다.

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

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

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

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

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

이상과 같이 하여, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)에서는, 부호화된 데이터를 클라이언트가 수신하여 재생할 수 있다. 이와 같이 컨텐츠 공급 시스템(ex100)에서는, 사용자가 송신한 정보를 실시간으로 클라이언트가 수신하여 복호화하고 재생할 수 있어, 특별한 권리나 설비를 갖지 않은 사용자라도 개인 방송을 실현할 수 있다.

또한, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)의 예에 한정하지 않고, 도 14에 나타내는 바와 같이, 디지털 방송용 시스템(ex200)에도, 상기 각 실시 형태의 적어도 동화상 부호화 장치 또는 동화상 복호화 장치 중 어느 하나를 넣을 수 있다.　구체적으로는, 방송국(ex201)에서는 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터가 전파를 통해 통신 또는 위성(ex202)에 전송된다. 이 영상 데이터는 상기 각 실시 형태에서 설명한 동화상 부호화 방법에 의해 부호화된 데이터이다. 이를 받은 방송위성(ex202)은, 방송용의 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.

또, DVD, BD 등의 기록 미디어(ex215)에 기록한 다중화 데이터를 판독하여 복호화하는, 또는 기록 미디어(ex215)에 영상 신호를 부호화하고, 또한 경우에 따라서는 음악 신호와 다중화하여 기입하는 리더/리코더(ex218)에도 상기 각 실시 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 시스템에서 영상 신호를 재생할 수 있다. 또, 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. 이 때 셋탑 박스가 아니라, 텔레비전 내에 동화상 복호화 장치를 넣어도 된다.

도 15는, 상기 각 실시 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 텔레비전(수신기)(ex300)을 나타내는 도이다. 텔레비전(ex300)은, 상기 방송을 수신하는 안테나(ex204) 또는 케이블(ex203) 등을 통해 영상 데이터에 음성 데이터가 다중화된 다중화 데이터를 취득, 또는 출력하는 튜너(ex301)와, 수신한 다중화 데이터를 복조하는, 또는 외부에 송신하는 다중화 데이터로 변조하는 변조/복조부(ex302)와, 복조한 다중화 데이터를 영상 데이터와, 음성 데이터로 분리하는, 또는 신호 처리부(ex306)에서 부호화된 영상 데이터, 음성 데이터를 다중화하는 다중/분리부(ex303)를 구비한다.

또, 텔레비전(ex300)은, 음성 데이터, 영상 데이터 각각을 복호화하는, 또는 각각의 정보를 부호화하는 음성 신호 처리부(ex304), 영상 신호 처리부(ex305)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 받아들이는 조작 입력부(ex312) 등을 가지는 인터페이스부(ex317)를 가진다. 또한, 텔레비전(ex300)은, 각 부를 통괄적으로 제어하는 제어부(ex310), 각 부에 전력을 공급하는 전원 회로부(ex311)를 가진다. 인터페이스부(ex317)는, 조작 입력부(ex312) 이외에, 리더/리코더(ex218) 등의 외부 기기와 접속되는 브리지(ex313), SD카드 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 통해 서로 접속되어 있다.

우선, 텔레비전(ex300)이 안테나(ex204) 등에 의해 외부로부터 취득한 다중화 데이터를 복호화하고, 재생하는 구성에 대해 설명한다. 텔레비전(ex300)은, 리모트 컨트롤러(ex220) 등으로부터의 사용자 조작을 받아, CPU 등을 가지는 제어부(ex310)의 제어에 근거하여, 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 실시 형태에서 설명한 복호화 방법을 이용하여 복호화한다. 복호화한 음성 신호, 영상 신호는, 각각 출력부(ex309)로부터 외부를 향해 출력된다. 출력할 때에는, 음성 신호와 영상 신호가 동기하여 재생하도록, 버퍼(ex318, ex319) 등에 일단 이들 신호를 축적하면 된다. 또, 텔레비전(ex300)은, 방송 등으로부터가 아니라, 자기/광디스크, SD카드 등의 기록 미디어(ex215, ex216)로부터 다중화 데이터를 독출해도 된다. 다음으로, 텔레비전(ex300)이 음성 신호나 영상 신호를 부호화하고, 외부에 송신 또는 기록 미디어 등에 기입하는 구성에 대해 설명한다. 텔레비전(ex300)은, 리모트 컨트롤러(ex220) 등으로부터의 사용자 조작을 받아, 제어부(ex310)의 제어에 근거하여, 음성 신호 처리부(ex304)에서 음성 신호를 부호화하고, 영상 신호 처리부(ex305)에서 영상 신호를 상기 각 실시 형태에서 설명한 부호화 방법을 이용하여 부호화한다. 부호화한 음성 신호, 영상 신호는 다중/분리부(ex303)에서 다중화되어 외부로 출력된다. 다중화할 때에는, 음성 신호와 영상 신호가 동기하도록, 버퍼(ex320, ex321) 등에 일단 이들 신호를 축적하면 된다. 또한, 버퍼(ex318, ex319, ex320, ex321)는 도시하고 있는 바와 같이 복수 구비하고 있어도 되고, 하나 이상의 버퍼를 공유하는 구성이어도 된다. 또한, 도시한 이외에, 예를 들면 변조/복조부(ex302)나 다중/분리부(ex303)의 사이 등에서도 시스템의 오버플로, 언더플로를 피하는 완충재로서 버퍼에 데이터를 축적하는 것으로 해도 된다.

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

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

일례로, 광디스크로부터 데이터의 읽어 들임 또는 기입을 하는 경우의 정보 재생/기록부(ex400)의 구성을 도 16에 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 읽어들인다. 변조 기록부(ex402)는, 광헤드(ex401)에 내장된 반도체 레이저를 전기적으로 구동하여 기록 데이터에 따라 레이저광의 변조를 실시한다. 재생 복조부(ex403)는, 광헤드(ex401)에 내장된 포토 디텍터에 의해 기록면으로부터의 반사광을 전기적으로 검출한 재생 신호를 증폭하고, 기록 미디어(ex215)에 기록된 신호 성분을 분리하여 복조하고, 필요한 정보를 재생한다. 버퍼(ex404)는, 기록 미디어(ex215)에 기록하기 위한 정보 및 기록 미디어(ex215)로부터 재생한 정보를 일시적으로 보유한다. 디스크 모터(ex405)는 기록 미디어(ex215)를 회전시킨다. 서보 제어부(ex406)는, 디스크 모터(ex405)의 회전 구동을 제어하면서 광헤드(ex401)를 소정의 정보 트랙으로 이동시키고, 레이저 스폿의 추종 처리를 실시한다. 시스템 제어부(ex407)는, 정보 재생/기록부(ex400) 전체의 제어를 실시한다. 상기의 독출이나 기입의 처리는 시스템 제어부(ex407)가, 버퍼(ex404)에 보유된 각종 정보를 이용하고, 또 필요에 따라 새로운 정보의 생성·추가를 실시함과 함께, 변조 기록부(ex402), 재생 복조부(ex403), 서보 제어부(ex406)를 협조 동작시키면서, 광헤드(ex401)를 통해, 정보의 기록 재생을 실시함으로써 실현된다. 시스템 제어부(ex407)는 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성되고, 독출 기입의 프로그램을 실행함으로써 그들 처리를 실행한다.

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

도 17에 광디스크인 기록 미디어(ex215)의 모식도를 나타낸다. 기록 미디어(ex215)의 기록면에는 안내 홈(그루브)이 나선 모양으로 형성되고, 정보 트랙(ex230)에는, 미리 그루브의 형상 변화에 따라 디스크 상의 절대 위치를 나타내는 번지 정보가 기록되어 있다. 이 번지 정보는 데이터를 기록하는 단위인 기록 블록(ex231)의 위치를 특정하기 위한 정보를 포함하고, 기록이나 재생을 실시하는 장치에서 정보 트랙(ex230)을 재생하여 번지 정보를 판독함으로써 기록 블록을 특정할 수 있다. 또, 기록 미디어(ex215)는, 데이터 기록 영역(ex233), 내주 영역(ex232), 외주 영역(ex234)을 포함하고 있다. 사용자 데이터를 기록하기 위해 이용하는 영역이 데이터 기록 영역(ex233)이며, 데이터 기록 영역(ex233)보다 내주 또는 외주에 배치되어 있는 내주 영역(ex232)과 외주 영역(ex234)은, 사용자 데이터의 기록 이외의 특정 용도로 이용된다. 정보 재생/기록부(ex400)는, 이러한 기록 미디어(ex215)의 데이터 기록 영역(ex233)에 대해, 부호화된 음성 데이터, 영상 데이터 또는 그들 데이터를 다중화한 다중화 데이터의 읽고 쓰기를 실시한다.

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

또, 디지털 방송용 시스템(ex200)에서, 안테나(ex205)를 가지는 차(ex210)로 위성(ex202) 등으로부터 데이터를 수신하고, 차(ex210)가 가지는 카 내비게이션(ex211) 등의 표시장치에 동화상을 재생하는 것도 가능하다. 또한, 카 내비게이션(ex211)의 구성은 예를 들면 도 15에 나타내는 구성 중, GPS 수신부를 더한 구성을 생각할 수 있으며, 동일한 것을 컴퓨터(ex111)나 휴대 전화(ex114) 등에서도 생각할 수 있다.

도 18A는, 상기 실시 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 휴대 전화(ex114)를 나타내는 도이다. 휴대 전화(ex114)는, 기지국(ex110)과의 사이에서 전파를 송수신하기 위한 안테나(ex350), 영상, 정지화상을 찍는 것이 가능한 카메라부(ex365), 카메라부(ex365)로 촬상한 영상, 안테나(ex350)에서 수신한 영상 등이 복호화된 데이터를 표시하는 액정 디스플레이 등의 표시부(ex358)를 구비한다. 휴대 전화(ex114)는, 또한, 조작키부(ex366)를 가지는 본체부, 음성을 출력하기 위한 스피커 등인 음성 출력부(ex357), 음성을 입력하기 위한 마이크 등인 음성 입력부(ex356), 촬영한 영상, 정지화상, 녹음한 음성, 또는 수신한 영상, 정지화상, 메일 등의 부호화된 데이터 혹은 복호화된 데이터를 보존하는 메모리부(ex367), 또는 마찬가지로 데이터를 보존하는 기록 미디어와의 인터페이스부인 슬롯부(ex364)를 구비한다.

또한, 휴대 전화(ex114)의 구성예에 대해, 도 18B를 이용하여 설명한다. 휴대 전화(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), 영상 신호 처리부(ex355), 카메라 인터페이스부(ex363), LCD(Liquid Crystal Display) 제어부(ex359), 변조/복조부(ex352), 다중/분리부(ex353), 음성 신호 처리부(ex354), 슬롯부(ex364), 메모리부(ex367)가 버스(ex370)를 통해 서로 접속되어 있다.

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

휴대 전화(ex114)는, CPU, ROM, RAM 등을 가지는 주제어부(ex360)의 제어에 근거하여, 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 통해 송신한다. 또 휴대 전화(ex114)는, 음성 통화 모드 시에 안테나(ex350)를 통해 수신한 수신 데이터를 증폭하여 주파수 변환 처리 및 아날로그 디지털 변환 처리를 실시하고, 변조/복조부(ex352)에서 스펙트럼 역확산 처리하고, 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 조작키부(ex366) 등의 조작에 의해 입력된 전자 메일의 텍스트 데이터는 조작 입력 제어부(ex362)를 통해 주제어부(ex360)에 송출된다. 주제어부(ex360)는, 텍스트 데이터를 변조/복조부(ex352)에서 스펙트럼 확산 처리를 하고, 송신/수신부(ex351)에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나(ex350)를 통해 기지국(ex110)으로 송신한다. 전자 메일을 수신하는 경우는, 수신한 데이터에 대해 이 거의 반대의 처리가 실시되고, 표시부(ex358)에 출력된다.

데이터 통신 모드 시에 영상, 정지화상, 또는 영상과 음성을 송신하는 경우, 영상 신호 처리부(ex355)는, 카메라부(ex365)로부터 공급된 영상 신호를 상기 각 실시 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법에 따라 압축 부호화하고, 부호화된 영상 데이터를 다중/분리부(ex353)에 송출한다. 또, 음성 신호 처리부(ex354)는, 영상, 정지화상 등을 카메라부(ex365)로 촬상 중에 음성 입력부(ex356)에서 수음한 음성 신호를 부호화하고, 부호화된 음성 데이터를 다중/분리부(ex353)에 송출한다.

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

데이터 통신 모드 시에 홈페이지 등에 링크된 동화상 파일의 데이터를 수신하는 경우, 또는 영상 및 혹은 음성이 첨부된 전자 메일을 수신하는 경우, 안테나(ex350)를 통해 수신된 다중화 데이터를 복호화하기 위해, 다중/분리부(ex353)는, 다중화 데이터를 분리함으로써 영상 데이터의 비트 스트림과 음성 데이터의 비트 스트림으로 나누고, 동기버스(ex370)를 통해 부호화된 영상 데이터를 영상 신호 처리부(ex355)에 공급함과 함께, 부호화된 음성 데이터를 음성 신호 처리부(ex354)에 공급한다. 영상 신호 처리부(ex355)는, 상기 각 실시 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법에 대응한 동화상 복호화 방법에 따라 복호화함으로써 영상 신호를 복호하고, LCD 제어부(ex359)를 통해 표시부(ex358)로부터, 예를 들면 홈 페이지에 링크된 동화상 파일에 포함되는 영상, 정지화상이 표시된다. 또 음성 신호 처리부(ex354)는, 음성 신호를 복호하고, 음성 출력부(ex357)로부터 음성이 출력된다.

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

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

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

(실시 형태 3)

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

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

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

도 19는, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도이다. 도 19에 나타내는 바와 같이 다중화 데이터는, 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프리젠테이션 그래픽스 스트림(PG), 인터랙티브 그래픽스 스트림 중, 하나 이상을 다중화함으로써 얻어진다. 비디오 스트림은 영화의 주영상 및 부영상을, 오디오 스트림(IG)은 영화의 주음성 부분과 그 주음성과 믹싱하는 부음성을, 프리젠테이션 그래픽스 스트림은, 영화의 자막을 각각 나타내고 있다. 여기서 주영상이란 화면에 표시되는 통상의 영상을 나타내고, 부영상이란 주영상 중에 작은 화면으로 표시하는 영상을 말한다. 또, 인터랙티브 그래픽스 스트림은, 화면상에 GUI 부품을 배치함으로써 작성되는 대화 화면을 나타내고 있다. 비디오 스트림은, 상기 각 실시 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거한 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 부호화되어 있다. 오디오 스트림은, 돌비 AC-3, Dolby Digital Plus, MLP, DTS, DTS-HD, 또는, 리니어 PCM 등의 방식으로 부호화되어 있다.

다중화 데이터에 포함되는 각 스트림은 PID에 의해 식별된다. 예를 들면, 영화의 영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1011이, 오디오 스트림에는 0x1100에서 0x111F까지가, 프리젠테이션 그래픽스에는 0x1200에서 0x121F까지가, 인터랙티브 그래픽스 스트림에는 0x1400에서 0x141F까지가, 영화의 부영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1B00에서 0x1B1F까지, 주음성과 믹싱하는 부음성에 이용하는 오디오 스트림에는 0x1A00에서 0x1A1F가, 각각 할당되어 있다.

도 20은, 다중화 데이터가 어떻게 다중화되는지를 모식적으로 나타내는 도이다. 우선, 복수의 비디오 프레임으로 이루어지는 비디오 스트림(ex235), 복수의 오디오 프레임으로 이루어지는 오디오 스트림(ex238)을, 각각 PES 패킷 열(ex236 및 ex239)로 변환하고, TS패킷(ex237 및 ex240)으로 변환한다. 동일하게 프리젠테이션 그래픽스 스트림(ex241) 및 인터랙티브 그래픽스(ex244)의 데이터를 각각 PES 패킷 열(ex242 및 ex245)로 변환하고, TS패킷(ex243 및 ex246)으로 더 변환한다. 다중화 데이터(ex247)는 이들 TS패킷을 1개의 스트림에 다중화함으로써 구성된다.

도 21은, PES 패킷 열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더 상세하게 나타내고 있다. 도 21에 있어서의 제1단은 비디오 스트림의 비디오 프레임열을 나타낸다. 제2단은, PES 패킷 열을 나타낸다. 도 21의 화살표(yy1, yy2, yy3, yy4)로 나타내는 바와 같이, 비디오 스트림에 있어서의 복수의 Video Presentation Unit인 I 픽쳐, B 픽쳐, P 픽쳐는, 픽쳐마다 분할되어 PES 패킷의 페이로드에 저장된다. 각 PES 패킷은 PES 헤더를 가지며, PES 헤더에는, 픽쳐의 표시 시각인 PTS(Presentation Time-Stamp)나 픽쳐의 복호 시각인 DTS(Decoding Time-Stamp)가 저장된다.

도 22는, 다중화 데이터에 최종적으로 기입되는 TS패킷의 형식을 나타내고 있다. TS패킷은, 스트림을 식별하는 PID 등의 정보를 가지는 4Byte의 TS헤더와 데이터를 저장하는 184Byte의 TS페이로드로 구성되는 188Byte 고정 길이의 패킷이며, 상기 PES 패킷은 분할되어 TS페이로드에 저장된다. BD-ROM의 경우, TS패킷에는, 4Byte의 TP_Extra_Header가 부여되어 192Byte의 소스 패킷을 구성하고, 다중화 데이터에 기입된다. TP_Extra_Header에는 ATS(Arrival_Time_Stamp) 등의 정보가 기재된다. ATS는 상기 TS패킷의 디코더의 PID 필터에 대한 전송 개시시각을 나타낸다. 다중화 데이터에는 도 22 하단에 나타내는 바와 같이 소스 패킷이 늘어서게 되어, 다중화 데이터의 선두로부터 증가(increment)하는 번호는 SPN(소스 패킷 넘버)이라 불린다.

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

도 23은 PMT의 데이터 구조를 상세하게 설명하는 도이다. PMT의 선두에는, 그 PMT에 포함되는 데이터의 길이 등을 기록한 PMT 헤더가 배치된다. 그 뒤에는, 다중화 데이터에 관한 디스크립터가 복수 배치된다. 상기 카피 컨트롤 정보 등이, 디스크립터로서 기재된다. 디스크립터의 뒤에는, 다중화 데이터에 포함되는 각 스트림에 관한 스트림 정보가 복수 배치된다. 스트림 정보는, 스트림의 압축 코덱 등을 식별하기 위해 스트림 타입, 스트림의 PID, 스트림의 속성 정보(프레임 레이트, 종횡비(aspect ratio) 등)가 기재된 스트림 디스크립터로 구성된다. 스트림 디스크립터는 다중화 데이터에 존재하는 스트림의 수만큼 존재한다.

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

다중화 데이터 정보 파일은, 도 24에 나타내는 바와 같이 다중화 데이터의 관리 정보이며, 다중화 데이터와 1대 1로 대응하며, 다중화 데이터 정보, 스트림 속성 정보와 엔트리 맵으로 구성된다.

다중화 데이터 정보는 도 24에 나타내는 바와 같이 시스템 레이트, 재생 개시시각, 재생 종료시각으로 구성되어 있다. 시스템 레이트는 다중화 데이터의, 후술하는 시스템 타겟 디코더의 PID 필터에 대한 최대 전송 레이트를 나타낸다. 다중화 데이터 중에 포함되는 ATS의 간격은 시스템 레이트 이하가 되도록 설정되어 있다. 재생 개시시각은 다중화 데이터의 선두의 비디오 프레임의 PTS이며, 재생 종료시각은 다중화 데이터의 종단의 비디오 프레임의 PTS에 1프레임 분의 재생 간격을 더한 것이 설정된다.

스트림 속성 정보는 도 25에 나타내는 바와 같이, 다중화 데이터에 포함되는 각 스트림에 대한 속성 정보가, PID마다 등록된다. 속성 정보는 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프리젠테이션 그래픽스 스트림, 인터랙티브 그래픽스 스트림마다 다른 정보를 가진다. 비디오 스트림 속성 정보는, 그 비디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 비디오 스트림을 구성하는 개개의 픽쳐 데이터의 해상도가 어느 정도인지, 종횡비는 어느 정도인지, 프레임 레이트는 어느 정도인지 등의 정보를 가진다. 오디오 스트림 속성 정보는, 그 오디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 그 오디오 스트림에 포함되는 채널수는 몇인지, 무슨 언어에 대응하는지, 샘플링 주파수가 어느 정도인지 등의 정보를 가진다. 이러한 정보는, 플레이어가 재생하기 전의 디코더의 초기화 등에 이용된다.

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

또, 본 실시 형태에서의 동화상 복호화 방법의 단계를 도 26에 나타낸다. 단계(exS100)에서, 다중화 데이터로부터 PMT에 포함되는 스트림 타입, 또는, 다중화 데이터 정보에 포함되는 비디오 스트림 속성 정보를 취득한다. 다음으로, 단계 exS101에서, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가 상기 각 실시 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 다중화 데이터임을 나타내고 있는지 아닌지를 판단한다. 그리고, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가 상기 각 실시 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것이라고 판단된 경우에는, 단계 exS102에서, 상기 각 실시 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법에 의해 복호를 실시한다. 또, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 것임을 나타내고 있는 경우에는, 단계 exS103에서, 종래의 규격에 준거한 동화상 복호 방법에 의해 복호를 실시한다.

이와 같이, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보에 새로운 고유치를 설정함으로써, 복호할 때에, 상기 각 실시 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법 또는 장치에서 복호 가능한지를 판단할 수 있다. 따라서, 다른 규격에 준거하는 다중화 데이터가 입력된 경우여도, 적절한 복호화 방법 또는 장치를 선택할 수 있기 때문에, 에러를 일으키는 일 없이 복호하는 것이 가능해진다. 또, 본 실시 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치, 또는, 동화상 복호 방법 또는 장치를, 상술한 모든 기기·시스템에 이용하는 것도 가능하다.

(실시 형태 4)

상기 각 실시 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 및 장치, 동화상 복호화 방법 및 장치는, 전형적으로는 집적회로인 LSI에서 실현된다. 일례로, 도 27에 1 칩화된 LSI(ex500)의 구성을 나타낸다. LSI(ex500)는, 이하에 설명하는 요소(ex501, ex502, ex503, ex504, ex505, ex506, ex507, ex508, ex509)를 구비하고, 각 요소는 버스(ex510)를 통해 접속해 있다. 전원 회로부(ex505)는 전원이 온 상태인 경우에 각 부에 대해 전력을 공급함으로써 동작 가능한 상태로 기동한다.

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

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

또, 상기에서는, 제어부(ex501)가, CPU(ex502), 메모리 컨트롤러(ex503), 스트림 컨트롤러(ex504), 구동 주파수 제어부(ex512) 등을 가지고 있는 것으로 했지만, 제어부(ex501)의 구성은, 이 구성에 한정하지 않는다. 예를 들면, 신호 처리부(ex507)가 CPU를 더 구비하는 구성이어도 된다. 신호 처리부(ex507)의 내부에도 CPU를 설치함으로써, 처리 속도를 보다 향상시키는 것이 가능해진다. 또, 다른 예로, CPU(ex502)가 신호 처리부(ex507), 또는 신호 처리부(ex507)의 일부인 예를 들면 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 LSI라 호칭되는 경우도 있다.

또, 집적회로화의 수법은 LSI에 한정하는 것이 아니라, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현해도 된다. LSI 제조 후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리컨피규러블·프로세서를 이용해도 된다.

또한, 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 다른 기술에 의해 LSI로 치환되는 집적회로화의 기술이 등장하면, 당연히, 그 기술을 이용하여 기능 블록의 집적화를 실시해도 된다. 바이오 기술의 적응 등이 가능성으로서 있을 수 있다.

(실시 형태 5)

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

이 과제를 해결하기 위해, 텔레비전(ex300), LSI(ex500) 등의 동화상 복호화 장치는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별하고, 규격에 따라 구동 주파수를 전환하는 구성으로 한다. 도 28은, 본 실시 형태에서의 구성(ex800)을 나타내고 있다. 구동 주파수 전환부(ex803)는, 영상 데이터가, 상기 각 실시 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에는, 구동 주파수를 높게 설정한다. 그리고, 상기 각 실시 형태에서 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 실시 형태에서 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 27의 CPU(ex502)와 구동 주파수 제어부(ex512)로 구성된다. 또, 상기 각 실시 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부(ex801), 및, 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부(ex802)는, 도 27의 신호 처리부(ex507)에 해당한다. CPU(ex502)는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별한다. 그리고, CPU(ex502)로부터의 신호에 근거하여, 구동 주파수 제어부(ex512)는, 구동 주파수를 설정한다. 또, CPU(ex502)로부터의 신호에 근거하여, 신호 처리부(ex507)는, 영상 데이터의 복호를 실시한다. 여기서, 영상 데이터의 식별에는, 예를 들면, 실시 형태 3에서 기재한 식별 정보를 이용하는 것을 생각할 수 있다. 식별 정보에 관해서는, 실시 형태 3에서 기재한 것에 한정되지 않고, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는지 식별할 수 있는 정보이면 된다. 예를 들면, 영상 데이터가 텔레비전에 이용되는 것인지, 디스크에 이용되는 것인지 등을 식별하는 외부 신호에 근거하여, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지 식별 가능한 경우에는, 이러한 외부 신호에 근거하여 식별해도 된다. 또, CPU(ex502)에서의 구동 주파수의 선택은, 예를 들면, 도 30과 같은 영상 데이터의 규격과, 구동 주파수를 대응 부여한 룩업 테이블에 근거하여 실시하는 것을 생각할 수 있다. 룩업 테이블을, 버퍼(ex508)나, LSI의 내부 메모리에 저장해 두고, CPU(ex502)가 이 룩업 테이블을 참조함으로써, 구동 주파수를 선택하는 것이 가능하다.

도 29는, 본 실시 형태의 방법을 실시하는 단계를 나타내고 있다. 우선, 단계(exS200)에서는, 신호 처리부(ex507)에서, 다중화 데이터로부터 식별 정보를 취득한다. 다음으로, 단계(exS201)에서는, CPU(ex502)에서, 식별 정보에 근거하여 영상 데이터가 상기 각 실시 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인지 아닌지를 식별한다. 영상 데이터가 상기 각 실시 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에는, 단계(exS202)에서, 구동 주파수를 높게 설정하는 신호를, CPU(ex502)가 구동 주파수 제어부(ex512)에 보낸다. 그리고, 구동 주파수 제어부(ex512)에서, 높은 구동 주파수로 설정된다. 한편, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터임을 나타내고 있는 경우에는, 단계(exS203)에서, 구동 주파수를 낮게 설정하는 신호를, CPU(ex502)가 구동 주파수 제어부(ex512)에 보낸다. 그리고, 구동 주파수 제어부(ex512)에서, 영상 데이터가 상기 각 실시 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에 비해, 낮은 구동 주파수로 설정된다.

또한, 구동 주파수의 전환에 연동하여, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)를 포함하는 장치에 부여하는 전압을 변경함으로써, 전력 절약 효과를 보다 높이는 것이 가능하다. 예를 들면, 구동 주파수를 낮게 설정하는 경우에는, 이에 따라, 구동 주파수를 높게 설정하고 있는 경우에 비해, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)를 포함하는 장치에 부여하는 전압을 낮게 설정하는 것을 생각할 수 있다.

또, 구동 주파수의 설정 방법은, 복호할 때의 처리량이 큰 경우에, 구동 주파수를 높게 설정하고, 복호할 때의 처리량이 작은 경우에, 구동 주파수를 낮게 설정하면 되며, 상술한 설정 방법에 한정하지 않는다. 예를 들면, MPEG4-AVC 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호하는 처리량이, 상기 각 실시 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 한정하지 않는다. 예를 들면, 식별 정보가, 상기 각 실시 형태에서 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 실시 형태에서 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 실시 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터임을 나타내고 있는 경우여도, 처리에 여유가 있으면, CPU(ex502)의 구동을 일시정지시키는 것도 생각할 수 있다. 이 경우는, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터임을 나타내고 있는 경우에 비해, 정지시간을 짧게 설정하는 것을 생각할 수 있다.

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

(실시 형태 6)

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

이 과제를 해결하기 위해, 상기 각 실시 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 31A의 ex900에 나타낸다. 예를 들면, 상기 각 실시 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법과, MPEG4-AVC 규격에 준거하는 동화상 복호 방법은, 엔트로피 부호화, 역양자화, 디블록킹·필터, 움직임 보상 등의 처리에서 처리 내용이 일부 공통된다. 공통되는 처리 내용에 대해서는, MPEG4-AVC 규격에 대응하는 복호 처리부(ex902)를 공유하고, MPEG4-AVC 규격에 대응하지 않는, 본 발명 특유의 다른 처리 내용에 대해서는, 전용 복호 처리부(ex901)를 이용한다는 구성을 생각할 수 있다. 복호 처리부의 공유화에 관해서는, 공통되는 처리 내용에 대해서는, 상기 각 실시 형태에서 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 31B의 ex1000에 나타낸다. 이 예에서는, 본 발명에 특유의 처리 내용에 대응한 전용 복호 처리부(ex1001)와, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 대응한 전용 복호 처리부(ex1002)와, 본 발명의 동화상 복호 방법과 다른 종래 규격의 동화상 복호 방법에 공통되는 처리 내용에 대응한 공용 복호 처리부(ex1003)를 이용하는 구성으로 하고 있다. 여기서, 전용 복호 처리부(ex1001, ex1002)는, 반드시 본 발명, 또는, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용으로 특화한 것이 아니라, 다른 범용 처리를 실행할 수 있는 것이어도 된다. 또, 본 실시 형태의 구성을, LSI(ex500)에서 실장하는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 동화상 복호 방법과, 종래의 규격의 동화상 복호 방법에서 공통되는 처리 내용에 대해, 복호 처리부를 공유함으로써, LSI의 회로 규모를 작게 하고, 또한, 비용을 저감하는 것이 가능하다.

이번에 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명에 관한 화상 부호화 방법 및 화상 복호화 방법은, 예를 들면, 텔레비전, 디지털 비디오 리코더, 카 내비게이션, 휴대 전화, 디지털카메라, 또는, 디지털 비디오 카메라 등에 이용 가능하다.

102 감산부
103 직교변환부
104 양자화부
105 가변길이 부호화부
106, 206 역양자화부
107, 207 역직교변환부
108, 208 가산부
109, 209 블록 메모리
110, 210 인트라 예측부
111, 211 프레임 메모리
112, 212 인터 예측부
113, 213 스위치
121, 131, 221, 231 인터 예측 제어부
124 픽쳐 타입 결정부
125 예측 움직임 벡터 경합 플래그 전환부
126 스킵 블록용 예측 움직임 벡터 경합 플래그 전환부
205 가변길이 복호화부

Claims

동화상을 부호화하여 부호화 신호를 생성하는 화상 부호화 장치로서, 상기 화상 부호화 장치는
1이상의 프로세서, 및
상기 1이상의 프로세서에 연결된 저장장치를 포함하며;
상기 1이상의 프로세서는
상기 부호화 신호의 헤더 정보로부터, 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있는지 아닌지를 나타내는 제1 정보를 부호화하고,
상기 제1 정보가 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있는 것을 나타내고 있는 경우에는, 상기 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 대상 블록을 부호화하기 위한 예측 움직임 벡터를, 스킵 모드에 있어서 선택하는지 아닌지를 나타내는 제2 정보를 부호화하고,
(a) 상기 제1 정보가 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있는 것을 나타내고 있으며, 또한, (b) 상기 제2 정보가 상기 대상 블록을 부호화하기 위한 예측 움직임 벡터를 상기 스킵 모드에 있어서 선택하는 것을 나타내고 있는 경우에는, 상기 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 선택하는 예측 움직임 벡터를 나타내는 인덱스 정보를, 상기 부호화 신호로 부호화하고,
상기 인덱스 정보에 근거하여 선택된 상기 예측 움직임 벡터를 이용하여 상기 대상 블록을 부호화하며;
상기 제1 정보가 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있는 것을 나타내고 있지 않은 경우에는, 상기 부호화 신호는, 상기 제2 정보를 포함하지 않고,
(a) 상기 제1 정보가 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있는 것을 나타내고 있지 않은 경우, 또는, (b) 상기 제2 정보가 상기 대상 블록을 부호화하기 위한 예측 움직임 벡터를 상기 스킵 모드에 있어서 선택하는 것을 나타내고 있지 않은 경우에는, 상기 부호화 신호는, 상기 인덱스 정보를 포함하지 않는; 화상 부호화 장치.
동화상을 부호화하여 부호화 신호를 생성하는 화상 부호화 방법으로서, 상기 화상 부호화 방법은
상기 부호화 신호의 헤더 정보로부터, 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있는지 아닌지를 나타내는 제1 정보를 부호화하는 제1 정보 부호화 단계와,
상기 제1 정보가 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있는 것을 나타내고 있는 경우에는, 상기 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 대상 블록을 부호화하기 위한 예측 움직임 벡터를, 스킵 모드에 있어서 선택하는지 아닌지를 나타내는 제2 정보를 부호화하는 제2 정보 부호화 단계와,
(a) 상기 제1 정보가 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있는 것을 나타내고 있으며, 또한, (b) 상기 제2 정보가 상기 대상 블록을 부호화하기 위한 예측 움직임 벡터를 상기 스킵 모드에 있어서 선택하는 것을 나타내고 있는 경우에는, 상기 하나 이상의 예측 움직임 벡터 후보 중에서 선택하는 예측 움직임 벡터를 나타내는 인덱스 정보를, 상기 부호화 신호로 부호화하는 인덱스 정보 부호화 단계와,
상기 인덱스 정보에 근거하여 선택된 상기 예측 움직임 벡터를 이용하여 상기 대상 블록을 부호화하는 블록 부호화 단계를 포함하며,
상기 제1 정보가 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있는 것을 나타내고 있지 않은 경우에는, 상기 부호화 신호는, 상기 제2 정보를 포함하지 않고,
(a) 상기 제1 정보가 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있는 것을 나타내고 있지 않은 경우, 또는, (b) 상기 제2 정보가 상기 대상 블록을 부호화하기 위한 예측 움직임 벡터를 상기 스킵 모드에 있어서 선택하는 것을 나타내고 있지 않은 경우에는, 상기 부호화 신호는, 상기 인덱스 정보를 포함하지 않는; 화상 부호화 방법.