KR20190127996A - 화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 장치, 화상 부호화 복호 장치 - Google Patents

Abstract

화상 부호화 방법은, 부호화 단위(CU)마다, 입력 화상 신호(101)로부터 예측 신호(181)를 감산함으로써 예측 오차 신호(111)를 생성하는 감산 단계와, 변환 단위(TU)마다, 예측 오차 신호(111)를 직교 변환 및 양자화함으로써 양자화 계수(131)를 생성하는 변환 양자화 단계와, 복수의 변환 단위(TU)의 구성을 나타내는 관리 정보 및 양자화 계수(131)를 하나의 트리 구조로 부호화하는 부호화 단계를 포함하고, 복수의 변환 단위(TU)의 각각은, 트리 구조의 리프 노드의 각각에 대응하며, 부호화 단계에서는, 리프 노드마다, 상기 리프 노드에 대응하는 관리 정보 및 양자화 계수(131)를 부호화하고, 부호화된 관리 정보 및 부호화된 양자화 계수가 한 묶음으로 배치된 부호화 신호(191)를 생성한다.

Description

화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 장치, 화상 부호화 복호 장치{IMAGE CODING METHOD, IMAGE DECODING METHOD, IMAGE CODING DEVICE, IMAGE DECODING DEVICE, AND IMAGE CODING/DECODING DEVICE}

본 발명은, 화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 장치, 화상 부호화 복호 장치에 관한 것이다.

음성 데이터 및 동화상 데이터를 압축하기 위해, 복수의 음성 부호화 규격 및 동화상 부호화 규격이 개발되어 왔다. 동화상 부호화 규격의 예로서, H.26x로 칭해지는 ITU-T 규격 및 MPEG-x로 칭해지는 ISO/IEC 규격을 들 수 있다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조). 최신의 동화상 부호화 규격은, H.264/MPEG-4AVC로 칭해지는 규격이다. 또 근래에는 HEVC(High Efficiency Video Coding) 로 칭해지는 차세대의 부호화 규격이 검토되고 있다.

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

이러한 화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법에서는, 부호화 또는 복호에 이용되는 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 메모리의 용량을 저감하는 것이 요망되고 있다.

그래서, 본 발명은, 부호화 또는 복호에 이용되는 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 메모리의 용량을 저감할 수 있는 화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 장치는, 입력 화상 신호를 복수의 부호화 단위로 분할하여, 상기 부호화 단위마다, 상기 입력 화상 신호로부터 예측 신호를 감산함으로써 예측 오차 신호를 생성하는 감산 단계와, 상기 부호화 단위를 복수의 변환 단위로 분할하여, 상기 변환 단위마다, 상기 예측 오차 신호를 직교 변환 및 양자화함으로써 양자화 계수를 생성하는 변환 양자화 단계와, 상기 복수의 변환 단위의 구성을 나타내는 관리 정보 및 상기 양자화 계수를 하나의 트리 구조로 부호화하는 부호화 단계를 포함하고, 상기 복수의 변환 단위의 각각은, 상기 트리 구조의 리프 노드의 각각에 대응하며, 상기 부호화 단계에서는, 상기 리프 노드마다, 상기 리프 노드에 대응하는 상기 관리 정보 및 상기 양자화 계수를 부호화하고, 부호화된 관리 정보 및 부호화된 양자화 계수가 한 묶음으로 배치된 부호화 신호를 생성한다.

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

본 발명은, 부호화 또는 복호에 이용되는 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 메모리의 용량을 저감할 수 있는 화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법을 제공할 수 있다.

도 1은, 비교예에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다.
도 2는, 실시의 형태 1에 관련된 화상 부호화 장치의 블럭도이다.
도 3은, 실시의 형태 1에 관련된 화상 복호 장치의 블럭도이다.
도 4a는, 실시의 형태 1에 관련된 TU의 일례를 나타내는 도이다.
도 4b는, 실시의 형태 1에 관련된 TU의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는, 실시의 형태 1에 관련된 트리 구조의 일례를 나타내는 도이다.
도 6은, 실시의 형태 1에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다.
도 7은, 실시의 형태 1에 관련된 분할 정보 트리의 부호화 처리의 플로차트이다.
도 8은, 실시의 형태 1에 관련된 변환 계수 트리의 부호화 처리의 플로차트이다.
도 9는, 실시의 형태 1에 관련된 엔트로피 복호부의 블럭도이다.
도 10a는, 실시의 형태 1에 관련된 부호화 신호의 일례를 나타내는 도이다.
도 10b는, 실시의 형태 2에 관련된 부호화 신호의 일례를 나타내는 도이다.
도 11은, 실시의 형태 2에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다.
도 12a는, 실시의 형태 2에 관련된 부호화 처리의 일부를 나타내는 플로차트이다.
도 12b는, 실시의 형태 2에 관련된 부호화 처리의 일부를 나타내는 플로차트이다.
도 13은, 실시의 형태 2에 관련된 엔트로피 복호부의 블럭도이다.
도 14a는, 실시의 형태 2에 관련된 cbf의 부호화를 설명하기 위한 도이다.
도 14b는, 실시의 형태 2에 관련된 cbf의 부호화를 설명하기 위한 도이다.
도 14c는, 실시의 형태 2에 관련된 cbf의 부호화를 설명하기 위한 도이다.
도 14d는, 실시의 형태 2에 관련된 cbf의 부호화를 설명하기 위한 도이다.
도 15는, 실시의 형태 3에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다.
도 16은, 실시의 형태 4에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다.
도 17은, 실시의 형태 4의 다른 예에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다.
도 18a는, 실시의 형태 5에 관련된, cbf 및 변환 계수의 부호화 순서의 일례를 나타내는 도이다.
도 18b는, 실시의 형태 5에 관련된, cbf 및 변환 계수의 부호화 순서의 일례를 나타내는 도이다.
도 18c는, 실시의 형태 5에 관련된, cbf 및 변환 계수의 부호화 순서의 일례를 나타내는 도이다.
도 19a는, 실시의 형태 5에 관련된, cbf 및 변환 계수의 부호화 순서의 일례를 나타내는 도이다.
도 19b는, 실시의 형태 5에 관련된, cbf 및 변환 계수의 부호화 순서의 일례를 나타내는 도이다.
도 20은, 실시의 형태 5에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다.
도 21a는, 실시의 형태 5에 관련된 cbf 및 변환 계수의 부호화 순서의 일례를 나타내는 도이다.
도 21b는, 실시의 형태 5에 관련된 cbf 및 변환 계수의 부호화 순서의 일례를 나타내는 도이다.
도 22a는, 실시의 형태 6에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다.
도 22b는, 실시의 형태 6에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다.
도 23은, 실시의 형태 6에 관련된 신택스의 일례를 나타내는 도이다.
도 24a는, 실시의 형태 6에 관련된 신택스의 일례를 나타내는 도이다.
도 24b는, 실시의 형태 6에 관련된 신택스의 일례를 나타내는 도이다.
도 24c는, 실시의 형태 6에 관련된 신택스의 일례를 나타내는 도이다.
도 25a는, 실시의 형태 7에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다.
도 25b는, 실시의 형태 7에 관련된 통일 변환 처리의 플로차트이다.
도 26은, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템 전체 구성도이다.
도 27은, 디지털 방송용 시스템 전체 구성도이다.
도 28은, 텔레비전의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 29는, 광디스크인 기록 미디어에 정보의 읽고 쓰기를 행하는 정보 재생/기록부의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 30은, 광디스크인 기록 미디어의 구조예를 나타내는 도이다.
도 31a는, 휴대 전화의 일례를 나타내는 도이다.
도 31b는, 휴대 전화의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 32는, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도이다.
도 33은, 각 스트림이 다중화 데이터에 있어서 어떻게 다중화되고 있는지를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 34는, PES 패킷열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더 상세하게 나타낸 도이다.
도 35는, 다중화 데이터에 있어서의 TS패킷과 소스 패킷의 구조를 나타내는 도이다.
도 36은, PMT의 데이터 구성을 나타내는 도이다.
도 37은, 다중화 데이터 정보의 내부 구성을 나타내는 도이다.
도 38은, 스트림 속성 정보의 내부 구성을 나타내는 도이다.
도 39는, 영상 데이터를 식별하는 단계를 나타내는 도이다.
도 40은, 각 실시의 형태의 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법을 실현하는 집적 회로의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 41은, 구동 주파수를 전환하는 구성을 나타내는 도이다.
도 42는, 영상 데이터를 식별하여, 구동 주파수를 전환하는 단계를 나타내는 도이다.
도 43은, 영상 데이터의 규격과 구동 주파수를 대응 지은 룩업 테이블의 일례를 나타내는 도이다.
도 44a는, 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 44b는, 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 다른 일례를 나타내는 도이다.

(본 발명의 기초가 된 지견)

본 발명자는, 종래 기술에 있어서, 이하의 문제가 생기는 것을 찾아냈다.

이하, 본 발명의 비교예에 관련된 부호화 방법 및 복호 방법에 대해서 설명한다.

도 1은 본 비교예에 관련된 부호화 방법을 나타내는 플로차트이다.

픽쳐 또는 프레임은, 16×16의 동일한 크기의 복수의 매크로 블록으로 분할되어 있다. 복수의 매크로 블록은, 예를 들면, 래스터 스캔 순서로 부호화된다. 도 1은, 하나의 매크로 블록에 대한 부호화 처리를 나타낸다.

우선, 처리 대상의 매크로 블록에 대해, 직교 변환의 사이즈인 변환 사이즈로서 복수의 변환 사이즈 중 어느 하나가 선택된다. 이 변환 사이즈는, 매크로 블록보다 작고, 예를 들면, 4×4 또는 8×8이다. 이하, 이 변환 단위를 Transform Unit(TU)이라고 부른다. 그리고, 선택된 변환 사이즈를 나타내는 정보가 부호화된다(S101). 이 변환 사이즈를 나타내는 플래그는, 예를 들면 transform＿size＿flag이다.

다음에, cbf가 부호화된다(S102). 여기서, cbf란, TU에 있어서의 변환 계수(양자화 계수)의 유무를 나타내는 플래그 정보이다.

다음에, TU가 선택된다. 예를 들면, 복수의 TU는 Z스캔 순서로 순차적으로 선택되고, 선택된 TU에 대해 이하의 처리가 행해진다.

cbf가 참인 경우(S104에서 Yes), 처리 대상의 TU의 변환 계수가 부호화된다(S105). 한편, cbf가 거짓인 경우(S104에서 No) 처리 대상의 TU의 변환 계수는 부호화되지 않는다. 또, 이 S103~S105의 처리가, 매크로 블록에 포함되는 모든 TU에 대해 실행된다(S106).

또한, 복호 처리 시에도 도 1과 동일한 순서로 처리가 행해진다. 즉, 복호 처리 시에는, 상기 설명에 있어서의 「부호화」를 「복호」로 치환하면 된다.

여기서, 픽쳐를 효율적으로 부호화하기 위해서는, 변환 사이즈의 선택을 유연하게 행할 수 있도록 하는 것이 중요하다. 그렇지만, 이 변환 사이즈의 선택의 자유도를 향상시킨 경우, 이 변환 사이즈를 나타내는 정보의 데이터량이 증가하는 것을 본 발명자는 찾아냈다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 방법은, 입력 화상 신호를 복수의 부호화 단위로 분할하여, 상기 부호화 단위마다, 상기 입력 화상 신호로부터 예측 신호를 감산함으로써 예측 오차 신호를 생성하는 감산 단계와, 상기 부호화 단위를 복수의 변환 단위로 분할하여, 상기 변환 단위마다, 상기 예측 오차 신호를 직교 변환 및 양자화함으로써 양자화 계수를 생성하는 변환 양자화 단계와, 상기 복수의 변환 단위의 구성을 나타내는 관리 정보 및 상기 양자화 계수를 하나의 트리 구조로 부호화하는 부호화 단계를 포함하고, 상기 복수의 변환 단위의 각각은, 상기 트리 구조의 리프 노드의 각각에 대응하며, 상기 부호화 단계에서는, 상기 리프 노드마다, 상기 리프 노드에 대응하는 상기 관리 정보 및 상기 양자화 계수를 부호화하고, 부호화된 관리 정보 및 부호화된 양자화 계수가 한 묶음으로 배치된 부호화 신호를 생성한다.

이것에 의하면, 각 변환 단위의 관리 정보와 양자화 계수가 한 묶음으로 부호화된다. 이것에 의해, 화상 부호화 장치 또는 화상 복호 장치에 있어서, 다른 변환 단위의 관리 정보를 메모리에 유지해 둘 필요가 없어진다. 이와 같이, 상기 화상 부호화 방법은, 부호화 또는 복호에 이용되는 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 메모리의 용량을 저감할 수 있다.

예를 들면, 상기 관리 정보는, 상기 트리 구조의 각 노드에 대응하며, 또한 상기 노드에 대응하는 변환 단위를 더 분할하는지 아닌지를 나타내는 분할 정보를 포함해도 된다.

예를 들면, 상기 관리 정보는, 상기 트리 구조 중 적어도 하나의 노드에 대응하며, 또한 상기 노드에 대응하는 양자화 계수의 유무를 나타내는 제1 플래그를 포함해도 된다.

예를 들면, 상기 부호화 단계에서는, 상위 레벨의 제1 플래그, 및, 동일 레벨의 다른 노드의 제1 플래그 중 적어도 하나를 이용하여, 처리 대상의 노드의 제1 플래그의 값을 일의적으로 결정할 수 있는지 아닌지를 판정하고, 상기 처리 대상의 노드의 상기 제1 플래그의 값을 일의적으로 결정할 수 있는 경우, 상기 제1 플래그를 부호화하지 않아도 된다.

이것에 의하면, 상기 화상 부호화 방법은, 부호화 신호의 부호량을 삭감할 수 있다.

예를 들면, 상기 부호화 단계에서는, 차분 양자화폭을, 상기 트리 구조의 리프 노드에 있어서 부호화하고, 부호화된 차분 양자화폭을, 상기 부호화 신호의 상기 리프 노드에 대응하는 위치에 배치하고, 상기 차분 양자화폭은, 상기 변환 양자화 단계에서, 직전에 이용된 양자화폭과, 처리 대상의 변환 단위에 이용되는 양자화폭의 차분을 나타내도 된다.

이것에 의하면, 상기 화상 부호화 방법은, 부호화 신호에 있어서 차분 양자화폭과 변환 계수가 배치되는 위치를 가깝게 할 수 있다. 이것에 의해, 상기 화상 부호화 방법은, 화상 복호 장치에 있어서 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 메모리의 용량을 저감할 수 있다.

예를 들면, 상기 부호화 단계에서는, 차분 양자화폭을, 상기 트리 구조의 루트에 있어서 부호화하고, 부호화된 차분 양자화폭을, 상기 부호화 신호의 상기 루트에 대응하는 위치에 배치하고, 상기 차분 양자화폭은, 상기 변환 양자화 단계에서, 직전에 이용된 양자화폭과, 처리 대상의 변환 단위에 이용되는 양자화폭의 차분을 나타내도 된다.

이것에 의하면, 상기 화상 부호화 방법은, 부호화 신호의 부호량을 삭감할 수 있다.

예를 들면, 상기 양자화 계수는, 휘도의 양자화 계수 및 색차의 양자화 계수를 포함하며, 상기 제1 플래그는, 상기 휘도의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제2 플래그와, 상기 색차의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제3 플래그를 포함하고, 상기 부호화 단계에서는, 상기 적어도 하나의 리프 노드의 각각에 있어서, 상기 제2 플래그를, 상기 제3 플래그보다 나중에 부호화하고, 부호화된 제2 플래그가, 부호화된 제3 플래그보다 뒤에 배치된 상기 부호화 신호를 생성해도 된다.

예를 들면, 상기 양자화 계수는, 휘도, 색차 Cb 및 색차 Cr의 양자화 계수를 포함하며, 상기 제1 플래그는, 상기 휘도의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제2 플래그와, 상기 색차 Cb의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제3 플래그와, 상기 색차 Cr의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제4 플래그를 포함하고, 상기 부호화 단계에서는, 상기 적어도 하나의 리프 노드의 각각에 있어서, 상기 제3 플래그, 상기 제4 플래그, 상기 제2 플래그, 상기 휘도의 양자화 계수, 상기 색차 Cb의 양자화 계수, 및 상기 색차 Cr의 양자화 계수를 이 순서로 부호화하고, 부호화된 제3 플래그, 부호화된 제4 플래그, 부호화된 제2 플래그, 부호화된 휘도의 양자화 계수, 부호화된 색차 Cb의 양자화 계수, 및 부호화된 색차 Cr의 양자화 계수가 이 순서로 배치된 상기 부호화 신호를 생성해도 된다.

또, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 방법은, 부호화 신호를 복호함으로써, 복수의 변환 단위의 각각의 양자화 계수와, 상기 복수의 변환 단위의 구성을 나타내는 관리 정보를 생성하는 복호 단계와, 상기 변환 단위마다, 상기 양자화 계수를 역양자화 및 역변환함으로써 예측 오차 신호를 생성하는 역양자화 역변환 단계와, 복수의 변환 단위를 포함하는 부호화 단위마다, 상기 예측 오차 신호와 예측 신호를 가산함으로써 복호 신호를 생성하는 가산 단계를 포함하고, 상기 관리 정보 및 상기 양자화 계수는 하나의 트리 구조를 가지며, 상기 복수의 변환 단위의 각각은, 상기 트리 구조의 리프 노드의 노드의 각각에 대응하며, 상기 복호 단계에서는, 상기 부호화 신호에 있어서 상기 리프 노드마다 한 묶음으로 배치되어 있는 부호화된 관리 정보 및 부호화된 양자화 계수를, 상기 리프 노드마다 복호한다.

이것에 의하면, 각 변환 단위의 관리 정보와 양자화 계수가 한 묶음으로 부호화되어 있으므로, 화상 복호 장치에 있어서, 다른 변환 단위의 관리 정보를 메모리에 유지해 둘 필요가 없어진다. 이와 같이, 상기 화상 복호 방법은, 복호에 이용되는 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 메모리의 용량을 저감할 수 있다.

예를 들면, 상기 관리 정보는, 상기 트리 구조의 각 노드에 대응하며, 또한 상기 노드에 대응하는 변환 단위를 더 분할하는지 아닌지를 나타내는 분할 정보를 포함해도 된다.

예를 들면, 상기 관리 정보는, 상기 트리 구조 중 적어도 하나의 노드에 대응하며, 또한 상기 노드에 대응하는 양자화 계수의 유무를 나타내는 제1 플래그를 포함해도 된다.

예를 들면, 상기 복호 단계에서는, 상위 레벨의 제1 플래그, 및, 동일 레벨의 다른 노드의 제1 플래그 중 적어도 하나를 이용하여, 처리 대상의 노드의 제1 플래그의 값을 일의적으로 결정할 수 있는지 아닌지를 판정하고, 상기 처리 대상의 노드의 상기 제1 플래그의 값을 일의적으로 결정할 수 있는 경우, 상기 제1 플래그를 복호에 의해 생성하지 않아도 된다.

이것에 의하면, 부호화 신호의 부호량이 삭감된다.

예를 들면, 상기 복호 단계에서는, 상기 부호화 신호의 상기 트리 구조의 리프 노드에 대응하는 위치에 배치된 부호화된 차분 양자화폭을, 상기 리프 노드에 있어서 복호하고, 상기 차분 양자화폭은, 상기 역양자화 역변환 단계에서, 직전에 이용된 양자화폭과, 처리 대상의 변환 단위에 이용되는 양자화폭의 차분을 나타내도 된다.

이것에 의하면, 부호화 신호에 있어서 차분 양자화폭과 변환 계수가 가까이에 배치된다. 이것에 의해, 상기 화상 부호화 복호는, 화상 복호 장치에 있어서 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 메모리의 용량을 저감할 수 있다.

예를 들면, 상기 복호 단계에서는, 상기 부호화 신호의, 상기 트리 구조의 루트에 대응하는 위치에 배치된 부호화된 차분 양자화폭을, 상기 루트에 있어서 복호하고, 상기 차분 양자화폭은, 상기 역양자화 역변환 단계에서, 직전에 이용된 양자화폭과, 처리 대상의 변환 단위에 이용되는 양자화폭의 차분을 나타내도 된다.

이것에 의하면, 부호화 신호의 부호량이 삭감된다.

예를 들면, 상기 양자화 계수는, 휘도의 양자화 계수 및 색차의 양자화 계수를 포함하며, 상기 제1 플래그는, 상기 휘도의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제2 플래그와, 상기 색차의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제3 플래그를 포함하고, 상기 부호화 신호에 있어서, 부호화된 제2 플래그는, 부호화된 제3 플래그보다 뒤에 배치되어 있으며, 상기 복호 단계에서는, 상기 적어도 하나의 노드의 각각에 있어서, 상기 부호화된 제2 플래그를, 상기 부호화된 제3 플래그보다 나중에 복호해도 된다.

예를 들면, 상기 양자화 계수는, 휘도, 색차 Cb 및 색차 Cr의 양자화 계수를 포함하며, 상기 제1 플래그는, 상기 휘도의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제2 플래그와, 상기 색차 Cb의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제3 플래그와, 상기 색차 Cr의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제4 플래그를 포함하고, 상기 부호화 신호에 있어서, 부호화된 제3 플래그, 부호화된 제4 플래그, 부호화된 제2 플래그, 부호화된 휘도의 양자화 계수, 부호화된 색차 Cb의 양자화 계수, 및 부호화된 색차 Cr의 양자화 계수는, 이 순서로 배치되어 있으며, 상기 복호 단계에서는, 상기 적어도 하나의 노드의 각각에 있어서, 상기 부호화된 제3 플래그, 상기 부호화된 제4 플래그, 상기 부호화된 제2 플래그, 상기 부호화된 휘도의 양자화 계수, 상기 부호화된 색차 Cb의 양자화 계수, 및 상기 부호화된 색차 Cr의 양자화 계수를 이 순서로 복호해도 된다.

또, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치는, 입력 화상 신호를 복수의 부호화 단위로 분할하여, 상기 부호화 단위마다, 상기 입력 화상 신호로부터 예측 신호를 감산함으로써 예측 오차 신호를 생성하는 감산부와, 상기 부호화 단위를 복수의 변환 단위로 분할하여, 상기 변환 단위마다, 상기 예측 오차 신호를 직교 변환 및 양자화함으로써 양자화 계수를 생성하는 변환 양자화부와, 상기 복수의 변환 단위의 구성을 나타내는 관리 정보 및 상기 양자화 계수를 하나의 트리 구조로 부호화하는 부호화부를 구비하고, 상기 복수의 변환 단위의 각각은, 상기 트리 구조의 리프 노드의 노드의 각각에 대응하며, 상기 부호화부는, 상기 리프 노드마다, 상기 리프 노드에 대응하는 상기 관리 정보 및 상기 양자화 계수를 부호화하고, 부호화된 관리 정보 및 부호화된 양자화 계수가 한 묶음으로 배치된 부호화 신호를 생성한다.

이것에 의하면, 각 변환 단위의 관리 정보와 양자화 계수가 한 묶음으로 부호화된다. 이것에 의해, 화상 부호화 장치 또는 화상 복호 장치에 있어서, 다른 변환 단위의 관리 정보를 메모리에 유지해 둘 필요가 없어진다. 이와 같이, 상기 화상 부호화 장치는, 부호화 또는 복호에 이용되는 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 메모리의 용량을 저감할 수 있다.

또, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 장치는, 부호화 신호를 복호함으로써, 복수의 변환 단위의 각각의 양자화 계수와, 상기 복수의 변환 단위의 구성을 나타내는 관리 정보를 생성하는 복호부와, 상기 변환 단위마다, 상기 양자화 계수를 역양자화 및 역변환함으로써 예측 오차 신호를 생성하는 역양자화 역변환부와, 복수의 변환 단위를 포함하는 부호화 단위마다, 상기 예측 오차 신호와 예측 신호를 가산함으로써 복호 신호를 생성하는 가산부를 포함하며, 상기 관리 정보 및 상기 양자화 계수는 트리 구조를 가지고, 상기 복수의 변환 단위의 각각은, 상기 트리 구조의 리프 노드의 노드의 각각에 대응하며, 상기 복호부는, 상기 부호화 신호에 있어서 상기 리프 노드마다 한 묶음으로 배치되어 있는 상기 관리 정보 및 상기 양자화 계수를, 상기 리프 노드마다 복호한다.

이것에 의하면, 각 변환 단위의 관리 정보와 양자화 계수가 한 묶음으로 부호화되어 있으므로, 화상 복호 장치에 있어서, 다른 변환 단위의 관리 정보를 메모리에 유지해 둘 필요가 없어진다. 이와 같이, 상기 화상 복호 장치는, 복호에 이용되는 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 메모리의 용량을 저감할 수 있다.

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

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

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

또한, 이하에서 설명하는 실시의 형태는, 모두 본 발명의 일 구체예를 나타내는 것이다. 이하의 실시의 형태에서 나타내는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 위치 및 접속 형태, 단계, 단계의 순서 등은, 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 또, 이하의 실시의 형태에 있어서의 구성 요소 중, 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성 요소에 대해서는, 임의의 구성 요소로서 설명된다.

(실시의 형태 1)

본 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 장치는, 부호화 단위의 블록을, 복수의 변환 단위로 계층적으로 분할함과 함께, 상기 복수의 변환 단위의 구성을 나타내는 관리 정보, 및 변환 계수를 트리 구조로 부호화한다. 이것에 의해, 상기 화상 부호화 장치는, 복수의 변환 단위의 구성을 나타내는 정보의 증가를 억제하면서, 변환 사이즈의 선택의 자유도를 향상시킬 수 있다.

우선, 화상 부호화 장치 및 화상 복호 장치의 구성을 설명한다.

도 2는, 본 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 장치(100)의 블럭도이다. 이 화상 부호화 장치(100)는, 예를 들면, 음성 데이터 및 동화상 데이터를 저비트 레이트로 부호화한다.

도 2에 나타내는 화상 부호화 장치(100)는, 입력 화상 신호(101)를 부호화 함으로써 부호화 신호(191)를 생성한다. 이 화상 부호화 장치(100)는, 감산부(110)와, 변환부(120)와, 양자화부(130)와, 역양자화부(140)와, 역변환부(150)와, 가산부(160)와, 메모리(170)와, 예측부(180)와, 엔트로피 부호화부(190)를 구비한다.

여기서, 하나의 픽쳐 또는 프레임은, 부호화의 단위인, 복수의 부호화 단위(CU：Coding Unit)로 분할되어, CU마다 부호화된다. 또, 하나의 CU는, 1개 이상의 변환 단위(TU)로 분할된다.

감산부(110)는, 입력 화상 신호(101)를 복수의 CU로 분할한다. 그리고, 감산부(110)는, CU마다, 입력 화상 신호(101)로부터 예측 신호(181)를 감산함으로써 예측 오차 신호(111)(변환 입력 신호)를 생성하고, 생성한 예측 오차 신호(111)를 변환부(120)로 출력한다.

변환부(120)는, CU를 1개 이상의 TU로 분할한다. 그리고, 변환부(120)는, TU마다, 예측 오차 신호(111)를 주파수 변환함으로써 변환 출력 신호(121)를 생성한다. 구체적으로는, 변환부(120)는, 예측 오차 신호(111), 또는 예측 오차 신호(111)에 어떠한 처리를 더한 후의 변환 입력 신호를, 시공간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환함으로써, 상관이 경감된 변환 출력 신호(121)를 생성한다.

양자화부(130)는, TU마다, 변환 출력 신호(121)를 양자화함으로써, 총 데이터량이 적은 양자화 계수(131)를 생성한다.

엔트로피 부호화부(190)는, 양자화 계수(131)를, 엔트로피 부호화 알고리즘을 이용하여 부호화함으로써, 용장성을 더 압축한 부호화 신호(191)를 생성한다.

역양자화부(140)는, TU마다, 양자화 계수(131)를 역양자화함으로써 복호 변환 출력 신호(141)를 생성한다. 역변환부(150)는, TU마다, 복호 변환 출력 신호(141)를 역변환함으로써 복호 변환 입력 신호(151)를 생성한다.

가산부(160)는, CU마다, 복호 변환 입력 신호(151)와 예측 신호(181)를 가산함으로써 복호 신호(161)를 생성한다. 메모리(170)는 복호 신호(161)를 저장한다.

예측부(180)는, CU마다, 인트라 예측 또는 인터 예측 등의 예측 방법에 기초하여 메모리(170)로부터 소정의 신호를 취득하고, 상기 예측 방법에 기초하여 소정의 방법으로 예측 신호(181)를 생성한다. 구체적으로는, 예측부(180)는, 부호화 효율이 최대가 되는 예측 방법을 결정하고, 결정한 예측 방법을 이용하여 예측 신호(181)를 생성한다. 또, 이 예측 방법을 나타내는 정보가 필요에 따라 엔트로피 부호화부(190)에 있어서 엔트로피 부호화된다.

여기서, 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(160), 메모리(170), 및, 예측부(180)는 화상 복호 장치에 있어서도 구비되는 구성이며, 복호 신호(161)는 화상 복호 장치에 있어서 얻어지는 재생 화상 신호(복호 신호(261))에 상당한다.

도 3은 화상 복호 장치의 블럭도이다. 도 3에 나타내는 화상 복호 장치(200)는, 부호화 신호(191)를 복호함으로써 복호 신호(261)를 생성한다. 이 화상 복호 장치(200)는, 역양자화부(240)와, 역변환부(250)와, 가산부(260)와, 메모리(270)와, 예측부(280)와, 엔트로피 복호부(290)를 구비한다.

엔트로피 복호부(290)는, 부호화 신호(191)를 엔트로피 복호함으로써 양자화 계수(231)와, 예측 방법(291)을 생성한다.

역양자화부(240)는, TU마다, 양자화 계수(231)를 역양자화함으로써 복호 변환 출력 신호(241)를 생성한다. 역변환부(250)는, 복호 변환 출력 신호(241)를 역변환함으로써 복호 변환 입력 신호(251)를 생성한다.

가산부(260)는, CU마다, 복호 변환 입력 신호(251)와 예측 신호(281)를 가산함으로써 복호 신호(261)를 생성한다. 이 복호 신호(261)는, 화상 복호 장치(200)에서 얻어지는 재생 화상이며, 화상 복호 장치(200)의 출력 신호로서 출력됨과 함께, 메모리(270)로 저장된다.

예측부(280)는, CU마다, 예측 방법(291)에 기초하여 메모리(270)로부터 소정의 신호를 취득하고, 예측 방법(291)에 기초하여 소정의 방법으로 예측 신호(281)를 생성한다.

또한, 양자화 계수(131 및 231)를 변환 계수(블록 변환 계수)라고도 부른다.

본 실시의 형태에서는, 큰 변환 사이즈로부터 작은 변환 사이즈까지를 유연하게 선택할 수 있도록 하기 위해, 트리 구조로 변환 단위(TU)의 분할을 표현한다. 트리 구조에서는, 말단의 노드(리프 노드)까지 정의하기 위해, TU의 분할을 행하는지 아닌지의 플래그 정보인 변환 단위 분할 정보(TUS：split＿transform＿flag)를 부호화한다.

도 4a 및 도 4b는, TU의 일례를 나타내는 도이다. 예를 들면, 도 4a에 나타내는 바와 같이 하나의 CU(TU0)는, 4개의 TU1~4로 분할 가능하다. 또, 각 TU1~4는, 또한, 4개의 TU로 분할 가능하다. 예를 들면, 도 4b에 나타내는 예에서는, 도 4a에 나타내는 TU1이 4개의 TU5~8로 분할되어 있다. 이와 같이, TU의 분할은 계층적으로 실행된다.

도 5는, 도 4b에 나타내는 TU의 트리 구조를 나타내는 도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 트리 구조의 기점(루트)은, CU(TU0)에 대응한다. 또, 트리 구조의 말단의 노드가, 분할 후의 최종적인 TU의 각각에 대응한다.

트리 구조의 각 노드는, 분할 정보(TUS)를 포함한다. 즉, TUS는, 트리 구조의 각 노드에 대응하며, 또한 상기 노드에 대응하는 TU를 더 분할하는지 아닌지를 나타낸다. TUS가 「1」인 경우, 상기 노드에 대응하는 TU는 더 분할된다. TUS가 「0」인 경우, 상기 노드에 대응하는 TU는 분할되지 않는다.

또, TUS가 「0」인 말단의 노드는, 또한, 상기 노드에 대응하는 변환 계수(coeff)가 존재하는지 아닌지를 나타내는 cbf를 포함한다. cbf가 「1」인 경우, 상기 노드에 변환 계수가 존재하고, cbf가 「0」인 경우, 상기 노드에 변환 계수는 존재하지 않는다. 또한, 상세는 후술하지만, cbf가, 말단 이외의 노드에 포함되어도 된다. 즉, cbf는, 트리 구조 중 적어도 하나의 노드에 대응하며, 또한 상기 노드에 대응하는 양자화 계수(131)의 유무를 나타내는 제1 플래그이다.

도 6은 본 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 방법을 나타내는 플로차트이다. 도 6은, 하나의 CU에 대한 부호화 처리를 나타낸다.

우선, 화상 부호화 장치(100)(엔트로피 부호화부(190))는, CU에 대해 어떠한 사이즈의 변환을 이용하는지를 나타내는 정보로서, TUS의 트리 구조(분할 정보 트리：transform＿split＿tree)를 부호화한다(S111). 구체적으로는, 화상 부호화 장치(100)는, 복수의 변환 단위의 구성을 나타내는 관리 정보(TUS 및 cbf)를 트리 구조로 부호화한다.

다음에, 화상 부호화 장치(100)는, 분할 정보 트리에 표현된 변환 사이즈, 위치 정보 및 cbf에 따라서, 각 TU의 변환 계수를 포함하는 변환 계수의 트리 구조(변환 계수 트리：transform coeff tree)를 부호화한다(S112). 이 일련의 처리가, CU마다 행해진다.

이러한 트리 구조의 표현을 이용함으로써, 화상의 특징 등에 따라 부호화 효율이 최대가 되도록, 변환 사이즈의 크기를 CU 중에서 공간적 또는 부분적으로 설정할 수 있다. 또한 cbf는 단계 S111이 아닌 S112에 있어서 부호화되어도 된다.

이하, 분할 정보 트리의 부호화 처리(S111)에 대해서 설명한다. 도 7은, 분할 정보 트리의 부호화 처리(S111)의 상세한 동작을 나타내는 플로차트이다.

분할 정보 트리의 부호화 처리는 재귀적으로 정의된다. 이 트리 구조의 재귀 레벨(계층)을 TransformDepth(TrD)라고 부른다.

우선, 화상 부호화 장치(100)는, 어느 TrD에 있어서 TUS를 부호화한다(S121). 다음에, 화상 부호화 장치(100)는, 예측 신호의 생성 방법에 따라 동작을 전환한다(S122). 예를 들면, 인터 예측(픽쳐간 예측)이 이용된 경우, 색차 신호의 변환 계수의 데이터량은 제로가 되는 경향이 있다. 따라서, 화상 부호화 장치(100)는, 인터 예측이 이용된 경우(S122에서 Yes), 색차 신호의 블록의 변환 계수의 유무를 나타내는 제3 플래그인 cbf＿chroma를 부호화한다(S123).

또한, TUS와 cbf＿chroma의 부호화 순서는 바뀌어도 된다. cbf＿chroma를 TUS보다 먼저 부호화하면, 화상 복호 장치(200)는, TUS 정보를 부호화 스트림(부호화 신호(191))으로부터 얻고, 상기 TUS를 참조하여 다음의 분할을 행하는지 아닌지의 판정을 행하기(S124)까지의 대기 시간을 최소화할 수 있다. 이것에 의해, TUS를 고속의 캐시 메모리 장치 등에 저장함으로써, 메모리량의 삭감 및 처리 속도의 향상을 실현할 수 있다.

도 7의 설명을 계속한다. 다음에, 화상 부호화 장치(100)는, TUS를 참조하여 상기 TU를 더 분할하는지 아닌지를 판정한다(S124). TU를 분할하는 경우(S124에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, TU를 공간적으로 4분할하고, 각각의 영역에 대해, 분할 정보 트리의 부호화 처리를 재귀적으로 행한다(S129). 즉, 화상 부호화 장치(100)는, 분할 후의 4개의 TU의 각각에 대해, 도 7에 나타내는 처리(S111)를 행한다.

한편, TU를 분할하지 않는 경우(S124에서 No), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 휘도 신호의 변환 계수의 유무를 나타내는 제2 플래그인 cbf＿luma를 부호화한다(S125).

다음에, 화상 부호화 장치(100)는, TU(CU)에 대해 이용된 예측 방법이 인터 예측인지 아닌지를 판정한다(S126). 인터 예측이 이용된 경우(S126 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, 그 노드에 있어서의 분할 정보 트리의 부호화 처리(S111)를 종료한다. 한편, 인터 예측이 이용되지 않는 경우(예를 들면, 인트라 예측(면내 예측)이 이용된 경우)(S126 No), 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿chroma를 부호화하고(S127), 그 노드에 있어서의 분할 정보 트리의 부호화 처리(S111)를 종료한다. 또한, 상기의 처리가, 하위의 계층에 있어서의 재귀적인 처리인 경우, 재귀적인 호출의 상위(트리 구조에 있어서의 처리 대상의 노드의 부모 노드)로 처리가 천이한다.

그리고, CU 내의 모든 영역에 대해서 변환 사이즈 및 cbf 등이 표현되면 분할 정보 트리의 부호화 처리(S111)가 완료된다.

다음에, 변환 계수 트리의 부호화 처리(S112)에 대해서 설명한다. 도 8은, 변환 계수 트리의 부호화 처리(S112)의 플로차트이다.

변환 계수 트리의 부호화 처리는 재귀적으로 정의된다. 어느 재귀 레벨의 변환 계수 트리의 부호화 처리의 동작은, 미리 부호화된 TUS의 진위로 바뀐다(S131). TUS가 참인 경우(S131에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, TU를 공간적으로 4분할하고, 각각의 영역에 대해서, 변환 계수 트리의 부호화 처리를 재귀적으로 행한다(S136).

한편, TU를 분할하지 않는 경우(S131에서 No), 미리 부호화된 cbf＿luma의 진위에 따라 동작이 바뀐다(S132). cbf＿luma가 참인 경우(S132에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 휘도 신호의 변환 계수를 부호화한다(S133). 한편, cbf＿luma가 거짓인 경우(S132에서 No), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 휘도 신호의 변환 계수를 부호화하지 않는다.

다음에, 미리 부호화된 cbf＿chroma에 따라 동작이 바뀐다(S134). cbf＿chroma가 참인 경우(S134에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 색차 신호의 변환 계수를 부호화한다(S135). 한편, cbf＿chroma가 거짓인 경우(S134에서 No), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 색차 신호의 변환 계수를 부호화하지 않는다.

이상에 의해, 어느 말단의 처리가 종료된다. 또한, 상기의 처리가, 하위의 계층에 있어서의 재귀적인 처리인 경우, 재귀적인 호출의 상위(트리 구조에 있어서의 처리 대상의 노드의 부모 노드)로 처리가 천이한다.

그리고, CU 내의 모든 영역에 대해서 TUS의 트리 구조의 트래버스(탐색, 또는 순회)가 종료되고, cbf가 참인 TU의 변환 계수의 부호화가 종료되면, 변환 계수 트리의 부호화 처리(S112)가 완료된다.

또한, 도 6, 도 7 및 도 8에 있어서 설명한 동작 플로우에서, 부호화를 복호로 바꿔 읽음으로써, 화상 복호 장치(200)(엔트로피 복호부(290))에 의한 복호 처리의 동작 플로우가 얻어진다.

또, 상기 처리 순서는, 부호화 및 복호 처리의 순서를 나타낼 뿐만 아니라, 부호화 신호(191)에 있어서의 데이터가 늘어서는 순서를 나타낸다. 즉, 부호화 신호(191)에, 상기의 처리 순서와 동일한 순서로, 부호화된 데이터(TUS, cbf 및 변환 계수)가 배치된다. 또한, 이것은, 이후의 실시의 형태에서도 동일하다.

도 9는, 화상 복호 장치(200)에 포함되는 엔트로피 복호부(290)의 일례인 엔트로피 복호부(290A)의 블럭도이다. 엔트로피 복호부(290A)는, 분기부(311)와, 분할 정보 트리 복호부(312)와, TUS 메모리(313)와, CBF 메모리(314)와, 변환 계수 트리 복호부(315)와, 변환 계수 복호부(316)를 구비한다.

분기부(311)(DeMux부)는, 부호화 신호(191)의 종류에 따라, 선택적으로 신호를 출력한다. 구체적으로는, 분기부(311)는, 부호화 신호(191)에 포함되는 부호화 관리 정보(321)를 분할 정보 트리 복호부(312)로 출력한다. 이 부호화 관리 정보(321)는, 부호화된 TUS 및 부호화된 cbf를 포함한다.

분할 정보 트리 복호부(312)는, 부호화 관리 정보(321)를 복호함으로써 TUS 및 cbf를 생성한다. TUS는 일시 메모리인 TUS 메모리(313)에 저장된다. 구체적으로는, 처리 대상의 하나의 CU 내의 모든 TUS가 일시적으로 TUS 메모리(313)에 저장된다. 또, cbf는 일시 메모리인 CBF 메모리(314)에 저장된다. 구체적으로는, 처리 대상의 하나의 CU 내의 모든 cbf가 CBF 메모리(314)에 저장된다.

TUS 및 CBF의 복호가 완료되면, 다음에, 분기부(311)는, 부호화 신호(191)에 포함되는 부호화된 변환 계수(322)를, 변환 계수 트리 복호부(315)로 출력한다.

변환 계수 트리 복호부(315)는, TUS 메모리(313)로부터 TUS를 읽어내고, TUS에 따라서 트리 구조의 노드를 탐색한다. 그리고, 변환 계수 트리 복호부(315)는, CBF 메모리(314)로부터 대응하는 노드의 cbf를 읽어내고, 부호화된 변환 계수와, cbf가 참인 변환 단위를 대응 짓는다.

변환 계수 복호부(316)는, TU마다, 부호화된 변환 계수(322)를 엔트로피 복호함으로써, 변환 계수(양자화 계수(231))를 생성한다.

이상으로부터, 본 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 장치(100) 및 화상 복호 장치(200)는, 트리 구조를 가지는 관리 정보를 이용함으로써, 상기 관리 정보의 오버헤드를 삭감할 수 있다. 즉, 화상 부호화 장치(100) 및 화상 복호 장치(200)는, 복수의 변환 단위의 구성을 나타내는 정보의 증가를 억제하면서, 변환 사이즈의 선택의 자유도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 화상 부호화 장치(100) 및 화상 복호 장치(200)는, 분할 정보 트리와 변환 계수 트리의 두 개의 트리 구조를 이용한다. 이것에 의해, 각각의 트리 구조에 대해, 동작 속도의 최적화 등을 개별적으로 행하는 것이 가능해진다.

(실시의 형태 2)

상기 실시의 형태 1에서는, 두 개의 트리 구조를 이용하는 예를 서술했다. 본 실시의 형태에서는, 하나의 트리 구조를 이용하여, 관리 정보 및 변환 계수를 부호화하는 예를 설명한다.

이하, 도 10a 및 도 10b를 이용하여, 상기 서술한 실시의 형태 1과 본 실시의 형태의 차이를 설명한다. 도 10a는, 실시의 형태 1에 있어서의 부호화 신호(191)에 포함되는 부호화된 관리 정보 및 부호화된 변환 계수가 늘어서는 순서를 나타내는 도이다. 도 10b는, 실시의 형태 2에 있어서의 부호화 신호(191)에 포함되는 부호화된 관리 정보 및 부호화된 변환 계수가 늘어서는 순서를 나타내는 도이다. 또, 도 10a 및 도 10b에 나타내는 데이터는, 도 5에 나타내는 트리 구조에 대응한다.

도 10a에 나타내는 바와 같이, 실시의 형태 1에서는, 분할 정보 트리에 포함되는 복수의 관리 정보가 한 묶음으로 배치되고, 변환 계수 트리에 포함되는 복수의 변환 계수가 한 묶음으로 배치된다. 즉, 어느 TU의 관리 정보와 변환 계수가 떨어진 위치에 배치된다. 이것에 의해, 먼저 복호된 관리 정보를 메모리에 일시적으로 유지해 둘 필요가 있다.

한편, 본 실시의 형태에서는, 단일의 트리 구조를 이용함으로써, 트리 구조의 말단의 노드마다, 관리 정보와 변환 계수가 한 묶음으로 배치된다. 이것에 의해, 메모리에 일시적으로 유지해 두는 정보량을 삭감할 수 있다.

이하, 본 실시의 형태에 관련된 부호화 방법을 설명한다. 또한, 이하에서는, 실시의 형태 1과의 상이점을 주로 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다. 또, 각 도면에 있어서 동일한 요소 또는 처리에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

도 11은, 본 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 장치(100)에 의한 부호화 처리의 플로차트이다. 화상 부호화 장치(100)는, 관리 정보(TUS 및 cbf)와 변환 계수를, 하나의 변환 통일 트리를 이용하여 부호화한다.

우선, 화상 부호화 장치(100)는, 어느 TrD에 있어서 TUS를 부호화한다(S121). 다음에 TUS에 기초하여 동작이 바뀐다(S131). TUS가 참인 경우(S131에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, TU를 공간적으로 4개의 영역으로 분할하고, 각각에 대해서 변환 통일 트리의 부호화 처리를 재귀적으로 행한다(S141).

한편, TUS가 거짓인 경우(S131에서 No), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 분할을 행하지 않는다. 즉, 상기 노드는 말단의 노드이다. 이 때, 변환 통일 트리 내에서 부호화된 cbf＿luma의 진위로 동작이 바뀐다(S132).

cbf＿luma가 참인 경우(S132에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 휘도 신호의 변환 계수를 부호화한다(S133). 한편, cbf＿luma가 거짓인 경우(S132에서 No), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 휘도 신호의 변환 계수를 부호화하지 않는다.

다음에, 변환 통일 트리 내에서 부호화된 cbf＿chroma의 진위로 동작이 바뀐다(S134). cbf＿chroma가 참인 경우(S134에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 색차 신호의 변환 계수를 부호화한다(S135). 한편, cbf＿chroma가 거짓인 경우(S134에서 No), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 색차 신호의 변환 계수를 부호화하지 않는다.

이상에 의해, 어느 말단의 처리가 종료된다. 또한, 상기의 처리가, 하위의 계층에 있어서의 재귀적인 처리인 경우, 재귀적인 호출의 상위(트리 구조에 있어서의 처리 대상의 노드의 부모 노드)로 처리가 천이한다.

그리고, CU 내의 모든 영역에 대해서 변환 사이즈 및 cbf 등이 표현됨과 함께 변환 계수가 부호화되면, 변환 통일 트리의 부호화 처리가 완료된다.

실시의 형태 1과의 차이는, 트리 구조가, 그 말단에 관리 정보와 변환 계수를 포함하는 점이다. 실시의 형태 1에서는, 분할 정보 트리 및 변환 계수 트리의 두 개의 트리 구조의 부호화, 및, 트리 구조의 트래버스와 같은, 트리 구조에 관련된 두 개의 처리가 필요했다. 한편, 본 실시의 형태에 관련된 부호화 방법에서는, 트리 구조에 관련된 동작은 하나가 된다. 이것에 의해, 화상 부호화 장치, 화상 복호 장치, 화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법에 포함되는 처리 단계를 저감할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시의 형태에서는, 화상 부호화 장치(100)는, 복수의 TU의 구성을 나타내는 관리 정보 및 양자화 계수(131)를 하나의 트리 구조로 부호화한다. 여기서, 복수의 TU의 각각은, 트리 구조의 리프 노드의 각각에 대응한다. 또, 화상 부호화 장치(100)는, 리프 노드마다, 상기 리프 노드에 대응하는 관리 정보 및 양자화 계수(131)를 부호화하고, 부호화된 관리 정보 및 부호화된 양자화 계수가 한 묶음으로 배치된 부호화 신호(191)를 생성한다.

또, 화상 복호 장치(200)는, 부호화 신호(191)를 복호함으로써, 복수의 TU의 각각의 양자화 계수(231)와, 복수의 TU의 구성을 나타내는 관리 정보(TUS 및 cbf)를 생성한다. 여기서, 관리 정보 및 양자화 계수(231)는 하나의 트리 구조를 가진다. 또, 복수의 TU의 각각은, 트리 구조의 리프 노드의 노드의 각각에 대응한다. 그리고, 화상 복호 장치(200)는, 부호화 신호(191)에 있어서, 리프 노드마다 한 묶음으로 배치되어 있는 부호화된 관리 정보 및 부호화된 양자화 계수를, 상기 리프 노드마다 복호한다.

도 12a 및 도 12b는, 색차 신호에 관련된 cbf 및 변환 계수에 대한 처리의 플로차트이다. 또한, 도 12a 및 도 12b에 나타내는 처리는, 도 11에 나타내는 플로차트에 포함된다.

화상 부호화 장치(100)는, 변환 통일 트리 내의 어딘가에서 cbf＿chroma를 부호화한다(S123). 그 후, cbf＿chroma가 참인 경우(S134에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 색차의 변환 계수를 부호화한다(S135).

또한, 도 12a에서는, 설명을 간략화하기 위해 색차의 Cb와 Cr을 구별하고 있지 않다. 실제로는, 도 12b에서 나타내는 바와 같이, Cb와 Cr은 구별된다.

도 12b에 나타내는 바와 같이, 화상 부호화 장치(100)는, 변환 통일 트리 내의 어딘가에서 색차 Cb의 변환 계수의 유무를 나타내는 제3 플래그인 cbf＿cb를 부호화한다(S123A). 또, 화상 부호화 장치(100)는, 변환 통일 트리 내의 어딘가에서 색차 Cr의 변환 계수의 유무를 나타내는 제4 플래그인 cbf＿cr을 부호화한다(S123B). 그 후, cbf＿cb가 참인 경우(S134a에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 색차 Cb의 변환 계수를 부호화한다(S135a). 또, cbf＿cr이 참인 경우(S134b에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 색차 Cr의 변환 계수를 부호화한다(S135b).

도 13은, 실시의 형태 2에 화상 복호 장치(200)에 포함되는 엔트로피 복호부(290)의 일례인 엔트로피 복호부(290B)의 블럭도이다. 엔트로피 복호부(290B)는, 변환 통일 트리 복호부(317)와, 변환 계수 복호부(316)를 구비한다.

부호화 신호(191) 중, 부호화된 TUS, cbf 및 변환 계수, 즉, 변환 통일 트리에 포함되는 부호화 신호가, 변환 통일 트리 복호부(317)로 출력된다. 변환 통일 트리 복호부(317)는, TUS 트리 구조에 따라서 TU변환 단위의 사이즈 및 위치를 복호한다. 또, 변환 통일 트리 복호부(317)는, 적절히 cbf를 복호하고, cbf가 참인 TU에 대해, 부호화된 변환 계수를 출력한다.

변환 계수 복호부(316)는, 변환 통일 트리 복호부(317)로부터 출력된, 부호화된 변환 계수를 엔트로피 복호함으로써, 변환 계수(양자화 계수(231))를 생성한다.

도 13에 나타내는 엔트로피 복호부(290B)는, 도 9에 나타내는 엔트로피 복호부(290A)와 달리 TUS 메모리(313) 및 CBF 메모리(314)를 필요로 하지 않는다. 이와 같이, 본 실시의 형태에 관련된 화상 복호 장치(200)는, 메모리 사이즈를 경감할 수 있다.

또한, 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿chroma, cbf＿luma, cbf＿cb, cbf＿cr 등의 플래그의 부호화를, 어느 조건 하에서 생략해도 된다. 이것에 의해, 부호화 신호(191)의 데이터량을 삭감할 수 있다. 이하, 이 동작을, 도 14a~도 14d를 이용하여 설명한다.

도 14a는, 어느 4분할된 영역에 대해, cbf 플래그가 각각 부호화되는 통상의 경우를 나타내는 도이다. 도 14b는, 부호화를 생략하는 경우의 일례를 나타내는 도이다. 여기서, 이 4블록 중 어느 하나는 변환 계수를 가지는 것을 알 수 있다. 이 때, 만약, 좌측 위, 우측 위, 좌측 아래의 cbf가 모두 「0」이면, 마지막의 우측 아래의 블록은 cbf가 「1」이어야 한다. 이것은 우측 아래의 cbf 플래그를 참조하지 않아도 알 수 있으므로, 우측 아래의 cbf 플래그의 부호화를 생략할 수 있다.

도 14c는, 다른 예를 나타내는 도이며, 어느 TrD=d의 4개의 블록과, 그 상위의 TrD=d-1의 블록을 나타낸다. 상위의 TrD=d-1에 있어서 cbf가 「1」인 경우, 그 블록을 분할한 하위의 TrD=d 중 어느 하나의 블록은 변환 계수를 가진다. 즉, 이 경우, 하위의 TrD=d의 블록 중 어느 하나는 cbf=1이다. 이 때, 조금 전과 마찬가지로, TrD=d인 좌측 위, 우측 위, 좌측 아래의 블록의 cbf가 「0」이면, 우측 아래의 블록의 cbf는 「1」인 것을 알 수 있다. 따라서, 우측 아래의 블록의 cbf의 부호화를 생략할 수 있다.

마찬가지로, 도 14d는, cbf＿chroma를 먼저 부호화하고, cbf＿luma를 의존시키는 예를 나타내는 도이다. TrD=d의 4개의 블록의 cbf＿luma에 대해서, 좌측 위, 우측 위, 좌측 아래의 cbf＿luma가 「0」이며, 또한, 상위의 두 개의 cbf＿chroma(cbf＿cb 및 cbf＿cr)가 모두 「0」인 경우, 마지막 블록인 cbf＿luma는 「1」인 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 블록의 cbf＿luma의 부호화를 생략할 수 있다.

이와 같이, cbf 플래그는 생략할 수 있는 경우가 있다. 본 실시의 형태에 있어서도, cbf 플래그의 부호화 또는 복호를 행할 때에, 이러한 조건부의 생략을 조합해도 된다.

이와 같이, 화상 부호화 장치(100)는, 상위 레벨의 cbf 플래그, 및, 동일 레벨의 다른 노드의 cbf 플래그 중 적어도 하나를 이용하여, 처리 대상의 노드의 cbf 플래그의 값을 일의적으로 결정할 수 있는지 아닌지를 판정하고, 처리 대상의 노드의 cbf 플래그의 값을 일의적으로 결정할 수 있는 경우, cbf 플래그를 부호화하지 않는다. 또, 화상 복호 장치(200)는, 상위 레벨의 cbf, 및, 동일 레벨의 다른 노드의 cbf 중 적어도 하나를 이용하여, 처리 대상의 노드의 cbf의 값을 일의적으로 결정할 수 있는지 아닌지를 판정하고, 처리 대상의 노드의 cbf의 값을 일의적으로 결정할 수 있는 경우, 상기 cbf를 복호에 의해 생성하지 않는다.

이상으로부터, 본 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 장치(100)는, 변환 단위의 사이즈 및 위치 등을 나타내는 관리 정보와, 변환 계수를 단일의 트리 구조로 부호화한다. 이것에 의해, 화상 부호화 장치(100) 및 화상 복호 장치(200)는, 사용하는 메모리 용량, 및 처리 단계를 삭감할 수 있다.

또한, 도 11, 도 12a 및 도 12b에 있어서 설명한 동작 플로우에서, 부호화를 복호로 바꿔 읽음으로써, 화상 복호 장치(200)(엔트로피 복호부(290B))에 의한 복호 처리의 동작 플로우가 얻어진다.

(실시의 형태 3)

본 실시의 형태에서는, 상기 서술한 실시의 형태 2의 변형예를 설명한다.

도 15는, 본 실시의 형태에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다. 또한, 도 11과 동일한 처리에는 동일한 부호를 붙이고 있으며, 이하에서는, 도 11과의 상이점을 주로 설명한다.

단계 S121 후, 화상 부호화 장치(100)는, 예측 신호의 생성 방법에 따라 동작을 전환한다(S122). 구체적으로는, 인터 예측이 이용된 경우(S122에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿chroma를 부호화한다(S123).

다음에, 화상 부호화 장치(100)는, TUS를 참조하여 상기 TU를 더 분할하는지 아닌지를 판정한다(S124). TU를 분할하는 경우(S124에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, TU를 공간적으로 4분할하고, 각각의 영역에 대해, 변환 통일 트리의 부호화 처리를 재귀적으로 행한다(S141).

한편, TU를 분할하지 않는 경우(S124에서 No), 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿luma를 부호화한다(S125). 다음에, 화상 부호화 장치(100)는, TU(CU)에 대해 이용된 예측 방법이 인터 예측인지 아닌지를 판정한다(S126). 인터 예측이 이용되지 않는 경우(예를 들면, 인트라 예측이 이용된 경우)(S126 No), 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿chroma를 부호화한다(S127). 또한, 단계 S132 이후의 처리는 도 11과 동일하다.

이상과 같이, 본 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 방법에서는, CU에 대해 인터 예측이 이용된 경우에는, 최상위의 계층에서 cbf＿chroma를 부호화하고, 인트라 예측이 이용된 경우에는, 말단의 노드에서 cbf＿chroma를 부호화한다.

여기서, 인터 예측에서는, 변환 계수가 발생하지 않는 경향이 있으며, 특히, 색차 신호의 변환 계수는 발생하지 않는 경향이 있다. 따라서, 인터 예측이 이용된 경우, cbf＿chroma를 TU의 분할 후에 말단에서 부호화하는 것보다, TU의 분할 전에 부호화하는 것이 효율이 좋다. 한편, 인트라 예측에서는, 변환 계수가 발생하기 쉬운 경향이 있기 때문에, TU의 분할 전에 부호화해도, 부호화 효율의 개선은 미소하다. 따라서, 화상 부호화 장치(100)는, TU의 분할 후의 말단에 있어서 cbf＿chroma를 부호화한다.

이와 같이, 본 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 장치(100)는, cbf의 데이터량을 경감할 수 있다.

또한, 도 15에 있어서 설명한 동작 플로우에서, 부호화를 복호로 바꿔 읽음으로써, 화상 복호 장치(200)에 의한 복호 처리의 동작 플로우가 얻어진다.

(실시의 형태 4)

본 실시의 형태에서는, 상기 서술한 실시의 형태 3의 변형예를 설명한다.

도 16은 본 실시의 형태에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다. 또한, 도 15와 동일한 처리에는 동일한 부호화를 붙이고 있으며, 이하에서는, 도 15와의 상이점을 주로 설명한다.

실시의 형태 3에서 설명한 바와 같이, 변환 계수의 유무 등의 경향은 예측 방법이 인터 예측인지 비인터 예측(인트라 예측)인지에 따라서 크게 다르다. 또, 특히 인트라 예측이 이용된 경우는, 작은 블록에서의 인트라 예측 및 변환을 다수회 행할 필요가 있기 때문에, 인트라 예측 시의 처리 단계의 삭감이 특히 중요하다. 그 때문에, 본 실시의 형태에서는, 인터 예측인지 인트라 예측(비인터 예측)에 따라, 동작 전환을 상위에서 행함으로써, 인터 예측의 경우와 인트라 예측의 경우에 있어서의 처리를 분리한다. 이것에 의해, 실장의 최적화를 행하기 쉽게 한다.

구체적으로는 도 16에 나타내는 바와 같이. 말단에 있어서, 인터 예측인지 비인터 예측인지의 판정(S126) 후에, cbf＿luma를 부호화한다. 보다 구체적으로는, 인터 예측이 이용되고 있지 않은 경우(126에서 No), 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿luma를 부호화하고(S125b), cbf＿chroma를 부호화한다(S127). 한편, 인터 예측이 이용되고 있는 경우(S127에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿luma를 부호화한다(S125a). 또한, 단계 S132 이후의 동작은, 실시의 형태 3과 동일하다.

cbf에 관한 처리는, 플래그가 생략되는 경우의 동작도 포함하면 복잡해지는 경향이 있다. 이에 반해, 상기 서술한 바와 같이, cbf에 관한 처리를 인터 예측과 인트라 예측에서 전환함으로써, 상기의 효과를 특별히 얻을 수 있다.

또한, 도 17에 나타내는 바와 같이, 인트라 예측이 이용된 경우에(S126에서 No), 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿chroma를 부호화(S127)하고 나서, cbf＿luma를 부호화(S125b)해도 된다. 이것에 의해, cbf＿chroma 및 cbf＿luma의 부호화 순서가, 인터 예측이 이용된 경우(S123, S125a)와, 인터 예측이 이용된 경우(S127, S125b)에서 동일해진다. 이와 같이, 처리 순서가 공통화됨으로써, 동작 프로그램의 데이터량을 삭감할 수 있다.

또한, 도 16 및 도 17에 있어서 설명한 동작 플로우에서, 부호화를 복호로 바꿔 읽음으로써, 화상 복호 장치(200)에 의한 복호 처리의 동작 플로우가 얻어진다.

(실시의 형태 5)

본 실시의 형태에서는, cbf 및 변환 계수의 부호화 순서를 설명한다.

도 18a~도 18c는, cbf 및 변환 계수(BlockCoeff)의 부호화 순서를 나타내는 도이다. 바꾸어 말하면, 도 18a~도 18c는, 부호화 신호(191)에 있어서의, cbf 및 변환 계수가 늘어서는 순서를 나타내는 도이다. 또한, 도 18a~도 18c에 있어서, 수치는 부호화 순서를 나타낸다. 또, 도 18a~도 18c에서는, luma(휘도 신호)의 변환 블록의 개수와, chroma(색차 신호)의 변환 블록의 개수가 동일하다.

도 18a에 나타내는 부호화 순서는, 예를 들면, 실시의 형태 1에 있어서의 부호화 순서의 일례이다. 도 18a에서는, cbf＿luma(Blk=0), cbf＿cb(Blk=0), cbf＿cr(Blk=0)가 이 순서로 부호화되고, 계속하여, cbf＿luma(Blk=1), cbf＿cb(Blk=1), cbf＿cr(Blk=1), cbf＿luma(Blk=2), cbf＿cb(Blk=2), cbf＿cr(Blk=2), cbf＿luma(Blk=3), cbf＿cb(Blk=3), cbf＿cr(Blk=3)가 이 순서로 부호화된다. 여기서, Blk의 수치는 Z순서로 블록의 공간적인 위치를 나타내고 있다. Blk=0은 좌측 위의 블록, Blk=1은 우측 위의 블록, Blk=2는 좌측 아래의 블록, Blk=3은 우측 아래의 블록을 나타낸다.

모든 cbf의 부호화에 이어서, BlockCoeff(luma, Blk=0), BlockCoeff(cb, Blk=0), BlockCoeff(cr, Blk=0)가 이 순서로 부호화된다. 다음에, BlockCoeff(luma, Blk=1), BlockCoeff(cb, Blk=1), BlockCoeff(cr, Blk=1)가 이 순서로 부호화된다.

도 18b에 나타내는 부호화 순서는, 예를 들면, 실시의 형태 2~4에 있어서의 부호화 순서의 일례이다. cbf 및 변환 계수는 동일한 트리 구조에 있어서 부호화되기 때문에, 어느 위치의 변환 계수는, 대응하는 cbf 후에, 또한 비교적 바로 부호화된다.

예를 들면, cbf＿luma(blk=0), cbf＿cb(blk=0), cbf＿cr(blk=0)가 이 순서로 부호화된 후, 이 3블록에 대응하는 BlockCoeff(luma, Blk=0), BlockCoeff(cb, Blk=0), BlockCoeff(cr, Blk=0)가 이 순서로 부호화된다. 이것에 의해, 화상 복호 장치(200)는, cbf 플래그를 일시적으로 저장하는 메모리 사이즈를 삭감할 수 있다. 또, 화상 부호화 장치(100)에서는, 모든 블록의 cbf가 확정되지 않으면, BlockCoeff를 스트림에 저장할 수 없다. 이것에 의해, 블록 순서에서 앞쪽의 BlockCoeff를 모두 저장하기 위한 메모리의 사이즈가 커진다는 과제가 있다. 도 18b에 나타내는 처리 순서를 이용함으로써 이 과제를 경감할 수 있다.

도 18c에서는, cbf 플래그의 직후에, 대응하는 변환 계수가 부호화된다. 이 예에서는, cbf 및 변환 계수를 일시 저장하기 위한 메모리의 사이즈를, 도 18b에 나타내는 경우보다 더 경감할 수 있다. 구체적으로는, cbf＿luma(blk=0), BlockCoeff(luma, Blk=0), cbf＿cb(blk=0), BlockCoeff(cb, Blk=0), cbf＿cr(blk=0), BlockCoeff(cr, Blk=0),···가 이 순서로 부호화된다.

다음에, chroma의 변환 블록의 개수가 luma의 변환 블록의 개수보다 적은 경우의 부호화 순서를 설명한다. 도 19a 및 도 19b는, 이 경우의 부호화 순서의 일례를 나타내는 도이다.

예를 들면 4：2：0 포맷에서는, 색차 신호의 화소수는, 휘도 신호의 화소수의 세로 및 가로의 절반이다. 변환 및 역변환의 사이즈(TransformSize)에는, 최소의 사이즈(MinTrafoSize)가 정의되어 있다. 즉, 최소의 사이즈(TransformSize=MinTrafoSize)에 있어서, luma에는 4개의 TU를 사용할 수 있지만, chroma에는 1개의 TU 밖에 사용할 수 없는 경우가 있다.

도 19a에서는, cbf의 직후에 변환 계수가 부호화된다. 또, BlkIdx가 오름차순으로 블록이 부호화된다. 이 부호화 순서의 메리트는, cbf와 변환 계수의 부호화 위치가 가깝기 때문에, 일시 메모리의 사이즈를 경감할 수 있는 것이다.

도 19b에서는, luma의 cbf 및 변환 계수가 부호화된 후에, chroma의 cbf 및 변환 계수가 부호화된다. 이 부호화 방법의 메리트는, luma와 chroma 사이의 처리 및 데이터 입출력 포인터의 전환을 최소한으로 할 수 있는 것이다. luma와 chroma는, 예측 처리 및 데이터의 저장처가 크게 다른 경우가 있으므로, luma의 처리와, chroma의 처리는 각각 계속해서 행하는 것이 좋다. 또한, 여기에서는, chroma가, 모든 luma의 부호화 후에 부호화되지만, chroma가, 모든 luma의 부호화 전에 부호화되어도, 동일한 효과가 얻어진다.

도 19b에서는, cbf＿luma 좌측 위, BlockCoeff＿luma 좌측 위, cbf＿luma 우측 위, BlockCoeff＿luma 우측 위, cbf＿luma 좌측 아래, BlockCoeff＿luma 좌측 아래, cbf＿luma 우측 아래, BlockCoeff＿luma 우측 아래, cbf＿cb, BlockCoeff＿cb, cbf＿cr, BlockCoeff＿cr은, 이 순서로 부호화된다.

도 20은, 본 실시의 형태에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다. 또한, 도 20은, 상기 부호화 처리의 일부인, cbf 및 변환 계수에 관한 처리 만을 나타내고 있다. 또, 분할된 4개의 블록은, Z순서로 BlkIdx에 대응 지어져 있다.

도 20에 나타내는 단계 S125~S152는, cbf의 부호화에 관한 처리이다. 또, 단계 S125~S123B의 처리는, 분할된 4개의 블록의 각각에 대해 실행된다.

어느 블록에 있어서, 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿luma를 부호화한다(S125). 다음에, 화상 부호화 장치(100)는, 휘도 및 색차의 블록의 수가 동일한지 아닌지를 판정한다. 또, 화상 부호화 장치(100)는, Blkidx=3인지 아닌지를 판정한다(S151). 즉, 처리 대상의 TU가 4분할된 TU 중, 부호화 순서에서 마지막의 TU인지 아닌지를 판정한다. 휘도 및 색차의 블록의 수가 동일하거나, 또는, Blkidx=3인 경우(S151에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿cb 및 cbf＿cr을 부호화한다(S123A 및 S123B). 예를 들면, 현재의 TrD에 있어서의 luma의 사이즈인 TrafoSize가, 최소 사이즈 MinTrafoSize에 이르지 않은(TrafoSize＞MinTrafoSize) 경우에, 휘도 및 색차의 블록의 수가 동일하다고 판정할 수 있다. 또한, 화상 부호화 장치(100)는, 그 외의 방법으로, 휘도 및 색차의 블록의 수가 동일한지 아닌지를 판정해도 된다.

또, luma의 블록보다 chroma의 블록이 적은 경우에서도, 화상 부호화 장치(100)는, 모든 cbf＿luma의 부호화 후에 cbf＿chroma의 부호화를 행한다. 즉, 4분할의 경우, 4개의 블록의 cbf＿luma의 부호화가 끝나는 것은 Blkidx=3일 때이다. 따라서, 화상 부호화 장치(100)는, Blkidx=3일 때는 cbf＿chroma의 부호화를 행하는 것으로 판정한다.

정리하면, 화상 부호화 장치(100)는, (Trafosize＞MinTrafoSize)｜｜(Blkidx==3)일 때에는, cbf＿luma 후에 cbf＿chroma를 부호화한다.

또, Blkidx=3이 아닌 경우(S152에서 No), 다음의 블록이 선택되고, 단계 S125 이후의 처리가 실행된다.

도 20에 나타내는 단계 S132~S154의 처리는, 변환 계수의 부호화에 관한 처리이다. 또, 단계 S132~S135b의 처리는, cbf의 부호화 처리와 마찬가지로, 4분할된 블록의 각각에 대해 행해진다.

화상 부호화 장치(100)는, cbf＿luma가 참인지 아닌지를 판정한다(S132). cbf＿luma가 참인 경우(S132에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, 상기 TU의 휘도의 변환 계수를 부호화한다(S133). 다음에, 화상 부호화 장치(100)는, 단계 S151과 동일한 판정을 행한다(S153).

상기 판정이 참인 경우(S153에서 Yes), 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿cb가 참인지 아닌지를 판정한다(S134a). 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿cb가 참인 경우(S134에서 Yes), 색차 Cb의 변환 계수를 부호화한다(S135a). 또, 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿cr이 참인지 아닌지를 판정한다(S134b). 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿cr이 참인 경우(S134b에서 Yes), 색차 Cr의 변환 계수를 부호화한다(S135b).

또한, 도 20에 있어서 설명한 동작 플로우에서, 부호화를 복호로 바꿔 읽음으로써, 화상 복호 장치(200)에 의한 복호 처리의 동작 플로우가 얻어진다. 또, 도 18a~도 18c, 도 19a 및 도 19b에 있어서 설명한 부호화 순서는, 부호화를 복호로 바꿔 읽음으로써, 부호화 데이터의 복호 순서가 얻어진다.

도 21a 및 도 21b는 chroma의 cbf 및 변환 계수를 luma의 cbf 및 변환 계수보다 먼저 부호화하는 예를 나타내는 도이다. 상기 서술한 바와 같이, 인터 예측의 경우, cbf＿chroma가, cbf＿luma보다 전에 부호화되는 경우가 있다. 따라서, chroma를 먼저 처리함으로써, 인터 예측의 경우와 인트라 예측의 경우에서, cbf＿chroma와, cbf＿luma의 처리 순서를 동일하게 할 수 있으므로, 화상 부호화 장치(100) 및 화상 복호 장치(200)의 동작 플로우를 간략화할 수 있다.

(실시의 형태 6)

본 실시의 형태에서는, 상기 실시의 형태 3의 변형예를 설명한다. 본 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 방법에서는, 또한, 차분 양자화 파라미터(ΔQP)를 부호화한다. ΔQP란, 직전의 양자화 처리에 이용된 양자화폭과, 처리 대상의 변환 단위의 양자화 처리에 이용되는 양자화폭의 차분을 나타내는 정보이다.

도 22a 및 도 22b는, 본 실시의 형태에 관련된 부호화 처리의 플로차트이다. 또한, 이하에서는, 도 15에 나타내는 처리와의 상이점을 주로 설명한다.

ΔQP는, 모든 cbf의 부호화 후에 부호화된다. 구체적으로는, 화상 부호화 장치(100)는, cbf＿chroma의 부호화(S123 또는 S127), 및, cbf＿luma의 부호화(S125) 후, 또한, 변환 계수의 부호화(S133 및 S135) 전에, ΔQP를 부호화한다(S161).

이와 같이, 화상 부호화 장치(100)는, ΔQP를, 트리 구조의 리프 노드에 있어서 부호화하고, 부호화된 ΔQP를, 부호화 신호(191)의 상기 리프 노드에 대응하는 위치에 배치한다. 또, 화상 복호 장치(200)는, 부호화 신호(191)의 트리 구조의 리프 노드에 대응하는 위치에 배치된 부호화된 ΔQP를, 상기 리프 노드에 있어서 복호한다.

또한, 화상 복호 장치(200)에 있어서는, 변환 계수를 복호함과 동시에 파이프라인 병렬 등을 행함으로써, 즉시 역양자화를 행해도 된다. 이 경우에는, 양자화 파라미터를 결정하기 위한 ΔQP를 상기의 부호화 순서로 부호화하는 것은, 불필요한 지연 및 메모리 증가를 가져오지 않기 때문에 유효하다.

또한, ΔQP는, 어느 부호화 단위 CU에 있어서, cbf＿luma, cbf＿chroma가 최초로 참이 되는 TU에 있어서 한 번만 부호화하면 충분하다. 그 이상의 빈도로 갱신하면 부호량이 너무 증가해 버린다.

도 22b는, ΔQP를, TU의 트리 구조의 선두(루트)에서 부호화하는 경우의 부호화 방법의 플로차트이다. 도 22b에 나타내는 바와 같이, 화상 부호화 장치(100)는, TU의 트리 구조의 선두에서 부호화한다(S161).

이와 같이, 화상 부호화 장치(100)는, ΔQP를, 트리 구조의 루트에 있어서 부호화하고, 부호화된 차분 양자화폭을, 부호화 신호(191)의 상기 루트에 대응하는 위치에 배치한다. 또, 화상 복호 장치(200)는, 부호화 신호(191)의, 트리 구조의 루트에 대응하는 위치에 배치된 부호화된 차분 양자화폭을, 상기 루트에 있어서 복호한다.

이 경우, 화상 복호 장치(200)는, 역양자화부(240)가 필요로 하는 양자화 파라미터를 조기에 결정할 수 있으므로, 역양자화부(240)의 기동 처리를, 여유를 가지고 행할 수 있다. 또, 화상 부호화 장치(100)는, ΔQP를 항상 부호화하는 것이 아니라, 부호화 단위 CU에 있어서, no＿reisidual＿data가 참인 경우만 ΔQP를 부호화함으로써, 데이터량을 경감할 수 있다. no＿residual＿data는, 상기 CU 내에 변환 계수가 하나도 존재하지 않는 것을 의미하는 플래그이다. 이 No＿residual＿data는 상기 CU 내의 최초의 TUS보다 전에 부호화된다.

또한, 도 22a 및 도 22b에 있어서 설명한 동작 플로우에서, 부호화를 복호로 바꿔 읽음으로써, 화상 복호 장치(200)에 의한 복호 처리의 동작 플로우가 얻어진다.

또, 도 23 및 도 24a~도 24c에, 실시의 형태 6에 상당하는 HEVC의 Syntax예를 나타낸다.

(실시의 형태 7)

본 실시의 형태에서는, 상기 서술한 실시의 형태 3의 변형예를 설명한다.

도 25a 및 도 25b는, 본 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 장치(100)에 의한 부호화 처리의 플로차트이다.

도 25a 및 도 25b에 나타내는 부호화 처리에서는, 도 15에 나타내는 변환 계수의 부호화 처리(S132~S135)를 하나의 써브루틴인 통일 변환 처리(transform＿unified＿unit)(S171)로서 뽑아내고 있다. 이 경우에서도, 상기 실시의 형태와 마찬가지로, cbf 및 TUS의 정보를 일시적으로 유지하는 메모리량의 경감, 처리 단계의 간략화, 및 트래버스의 회수의 경감의 효과가 얻어진다. 또한, 단계 S125~S127의 처리가 통일 변환 처리에 포함되어도 된다. 이 경우, 상기 써브루틴은, TU의 트리 구조의 말단의 처리에 대응한다. 또, ΔQP는, 통일 변환 처리 중에서 부호화되어도 된다. 이 써브루틴화에 의해, 실질적으로 동일한 효과를 얻으면서, 처리를 분리한 것에 의한 설계의 생력화, 및 테스트 공정수의 경감을 기대할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 장치 및 화상 복호 장치에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 이 실시의 형태에 한정되는 것은 아니다.

또, 상기 실시의 형태에 관련된 화상 부호화 장치 및 화상 복호 장치에 포함되는 각 처리부는 전형적으로는 집적 회로인 LSI로서 실현된다. 이들은 개별적으로 1칩화되어도 되고, 일부 또는 모두를 포함하도록 1칩화되어도 된다.

또, 집적 회로화는 LSI에 한정되는 것은 아니며, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현되어도 된다. LSI 제조 후에 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array), 또는 LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리컨피규러블·프로세서를 이용해도 된다.

상기 각 실시의 형태에 있어서, 각 구성 요소는, 전용의 하드웨어로 구성되거나, 각 구성 요소에 적합한 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 읽어내어 실행함으로써 실현되어도 된다.

또한, 본 발명은 상기 소프트웨어 프로그램이어도 되고, 상기 프로그램이 기록된 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체여도 된다. 또, 상기 프로그램은, 인터넷 등 전송 매체를 통하여 유통시킬 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

또, 상기에서 이용한 숫자는, 모두 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 예시하는 것이며, 본 발명은 예시된 숫자에 제한되지 않는다.

또, 블럭도에 있어서의 기능 블록의 분할은 일례이며, 복수의 기능 블록을 하나의 기능 블록으로서 실현하거나, 하나의 기능 블록을 복수로 분할하거나, 일부의 기능을 다른 기능 블록으로 옮겨도 된다. 또, 유사한 기능을 가지는 복수의 기능 블록의 기능을 단일의 하드웨어 또는 소프트웨어가 병렬 또는 시분할로 처리해도 된다.

또, 상기의 화상 부호화 방법 또는 화상 복호 방법에 포함되는 단계가 실행되는 순서는, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 예시하기 위한 것이며, 상기 이외의 순서여도 된다. 또, 상기 단계의 일부가, 다른 단계와 동시(병렬)에 실행되어도 된다.

이상, 본 발명의 하나 또는 복수의 양태에 관련된 화상 부호화 장치 및 화상 복호 장치에 대해서, 실시의 형태에 기초하여 설명했지만, 본 발명은, 이 실시의 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 당업자가 생각할 수 있는 각종 변형을 본 실시의 형태에 실시한 것이나, 다른 실시의 형태에 있어서의 구성 요소를 조합하여 구축되는 형태도, 본 발명의 하나 또는 복수의 양태의 범위 내에 포함되어도 된다.

(실시의 형태 8)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법(화상 부호화 방법) 또는 동화상 복호화 방법(화상 복호 방법)의 구성을 실현하기 위한 프로그램을 기억 미디어에 기록함으로써, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 처리를 독립된 컴퓨터 시스템에 있어서 간단하게 실시하는 것이 가능해진다. 기억 미디어는, 자기 디스크, 광디스크, 광자기 디스크, IC카드, 반도체 메모리 등, 프로그램을 기록할 수 있는 것이면 된다.

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

도 26은, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템 ex100 전체 구성을 나타내는 도이다. 통신 서비스의 제공 에리어를 원하는 크기로 분할하여, 각 셀 내에 각각 고정 무선국인 기지국 ex106, ex107, ex108, ex109, ex110이 설치되어 있다.

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

그러나, 컨텐츠 공급 시스템 ex100은 도 26과 같은 구성에 한정되지 않고, 어느 하나의 요소를 조합해서 접속하도록 해도 된다. 또, 고정 무선국인 기지국 ex106 내지 ex110을 통하지 않고, 각 기기가 전화망 ex104에 직접 접속되어도 된다. 또, 각 기기가 근거리 무선 등을 통하여 직접 서로 접속되어 있어도 된다.

카메라 ex113은 디지털 비디오 카메라 등의 동화상 촬영이 가능한 기기이며, 카메라 ex116은 디지털 카메라 등의 정지화상 촬영, 동화상 촬영이 가능한 기기이다. 또, 휴대 전화 ex114는, GSM(등록상표)(Global System for Mobile Communications) 방식, CDMA(Code Division Multiple Access) 방식, W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access) 방식, 혹은 LTE(Long Term Evolution) 방식, HSPA(High Speed Packet Access)의 휴대 전화기, 또는 PHS(Personal Handyphone System) 등이며, 그 중 어느 하나여도 상관없다.

컨텐츠 공급 시스템 ex100에서는, 카메라 ex113 등이 기지국 ex109, 전화망 ex104를 통해서 스트리밍 서버 ex103에 접속됨으로써, 라이브 전송 등이 가능해진다. 라이브 전송에서는, 사용자가 카메라 ex113을 이용하여 촬영하는 컨텐츠(예를 들면, 음악 라이브의 영상 등)에 대해 상기 각 실시의 형태에서 설명한 바와 같이 부호화 처리를 행하고(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치로서 기능한다), 스트리밍 서버 ex103에 송신한다. 한편, 스트리밍 서버 ex103은 요구가 있었던 클라이언트에 대해 송신된 컨텐츠 데이터를 스트림 전송한다. 클라이언트로서는, 상기 부호화 처리된 데이터를 복호화하는 것이 가능한, 컴퓨터 ex111, PDA ex112, 카메라 ex113, 휴대 전화 ex114, 게임기 ex115 등이 있다. 전송된 데이터를 수신한 각 기기에서는, 수신한 데이터를 복호화 처리하여 재생한다(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다).

또한, 촬영한 데이터의 부호화 처리는 카메라 ex113으로 행해도, 데이터의 송신 처리를 하는 스트리밍 서버 ex103으로 행해도 되고, 서로 분담해서 행해도 된다. 마찬가지로, 전송된 데이터의 복호화 처리는 클라이언트로 행해도, 스트리밍 서버 ex103으로 행해도 되고, 서로 분담해서 행해도 된다. 또, 카메라 ex113에 한정되지 않고, 카메라 ex116으로 촬영한 정지화상 및/또는 동화상 데이터를, 컴퓨터 ex111을 통하여 스트리밍 서버 ex103에 송신해도 된다. 이 경우의 부호화 처리는 카메라 ex116, 컴퓨터 ex111, 스트리밍 서버 ex103 중 어느 하나로 행해도 되고, 서로 분담해서 행해도 된다.

또, 이들 부호화·복호화 처리는, 일반적으로 컴퓨터 ex111이나 각 기기가 가지는 LSI ex500에 있어서 처리한다. LSI ex500은, 원 칩이어도 복수 칩으로 이루어지는 구성이어도 된다. 또한, 동화상 부호화·복호화용의 소프트웨어를 컴퓨터 ex111 등으로 판독 가능한 어떠한 기록 미디어(CD-ROM, 플렉서블 디스크, 하드 디스크등)에 넣고, 그 소프트웨어를 이용하여 부호화·복호화 처리를 행해도 된다. 또한, 휴대 전화 ex114가 카메라가 달린 경우에는, 그 카메라로 취득한 동화상 데이터를 송신해도 된다. 이 때의 동화상 데이터는 휴대 전화 ex114가 가지는 LSI ex500으로 부호화 처리된 데이터이다.

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

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

또한, 컨텐츠 공급 시스템 ex100의 예에 한정되지 않고, 도 27에 나타내는 바와 같이, 디지털 방송용 시스템 ex200에도, 상기 각 실시의 형태 중 적어도 동화상 부호화 장치(화상 부호화 장치) 또는 동화상 복호화 장치(화상 복호 장치) 중 어느 하나를 넣을 수 있다. 구체적으로는, 방송국 ex201에서는 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터가 전파를 통하여 통신 또는 위성 ex202에 전송된다. 이 영상 데이터는 상기 각 실시의 형태에서 설명한 동화상 부호화 방법에 의해 부호화된 데이터이다(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치에 의해 부호화된 데이터이다). 이것을 받은 방송위성 ex202는, 방송용 전파를 발신하고, 이 전파를 위성 방송의 수신이 가능한 가정의 안테나 ex204가 수신한다. 수신한 다중화 데이터를, 텔레비전(수신기) ex300 또는 셋탑 박스(STB) ex217 등의 장치가 복호화하여 재생한다(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다).

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

도 28은, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 텔레비전(수신기) ex300을 나타내는 도이다. 텔레비전 ex300은, 상기 방송을 수신하는 안테나 ex204 또는 케이블 ex203 등을 통하여 영상 데이터에 음성 데이터가 다중화된 다중화 데이터를 취득, 또는 출력하는 튜너 ex301과, 수신한 다중화 데이터를 복조하거나, 또는 외부에 송신하는 다중화 데이터에 변조하는 변조/복조부 ex302와, 복조한 다중화 데이터를 영상 데이터와, 음성 데이터로 분리하거나, 또는 신호 처리부 ex306으로 부호화된 영상 데이터, 음성 데이터를 다중화하는 다중/분리부 ex303을 구비한다.

또, 텔레비전 ex300은, 음성 데이터, 영상 데이터 각각을 복호화하거나, 또는 각각의 정보를 부호화하는 음성 신호 처리부 ex304, 영상 신호 처리부 ex305(본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치 또는 화상 복호 장치로서 기능한다)를 가지는 신호 처리부 ex306과, 복호화한 음성 신호를 출력하는 스피커 ex307, 복호화한 영상 신호를 표시하는 디스플레이 등의 표시부 ex308을 가지는 출력부 ex309를 가진다. 또한, 텔레비전 ex300은, 사용자 조작의 입력을 받아들이는 조작 입력부 ex312 등을 가지는 인터페이스부 ex317을 가진다. 또한, 텔레비전 ex300은, 각 부를 통괄적으로 제어하는 제어부 ex310, 각 부에 전력을 공급하는 전원 회로부 ex311을 가진다. 인터페이스부 ex317은, 조작 입력부 ex312 이외에, 리더/레코더 ex218 등의 외부 기기와 접속되는 브리지 ex313, SD카드 등의 기록 미디어 ex216을 장착 가능하게 하기 위한 슬롯부 ex314, 하드 디스크 등의 외부 기록 미디어와 접속하기 위한 드라이버 ex315, 전화망과 접속하는 모뎀 ex316 등을 가지고 있어도 된다. 또한 기록 미디어 ex216은, 저장하는 불휘발성/휘발성의 반도체 메모리 소자에 의해 전기적으로 정보의 기록을 가능하게 한 것이다. 텔레비전 ex300의 각 부는 동기 버스를 통하여 서로 접속되어 있다.

우선, 텔레비전 ex300이 안테나 ex204 등에 의해 외부로부터 취득한 다중화 데이터를 복호화하여, 재생하는 구성에 대해서 설명한다. 텔레비전 ex300은, 리모트 콘트롤러 ex220 등으로부터의 사용자 조작을 받아, CPU 등을 가지는 제어부 ex310의 제어에 기초하여, 변조/복조부 ex302에서 복조한 다중화 데이터를 다중/분리부 ex303에서 분리한다. 또한 텔레비전 ex300은, 분리한 음성 데이터를 음성 신호 처리부 ex304에서 복호화하여, 분리한 영상 데이터를 영상 신호 처리부 ex305에서 상기 각 실시의 형태에서 설명한 복호화 방법을 이용하여 복호화한다. 복호화한 음성 신호, 영상 신호는, 각각 출력부 ex309로부터 외부로 향해서 출력된다. 출력할 때에는, 음성 신호와 영상 신호가 동기하여 재생되도록, 버퍼 ex318, ex319 등에 일단 이들 신호를 축적하면 된다. 또, 텔레비전 ex300은, 방송 등으로부터가 아닌, 자기/광디스크, SD카드 등의 기록 미디어 ex215, ex216으로부터 다중화 데이터를 읽어내도 된다. 다음에, 텔레비전 ex300이 음성 신호나 영상 신호를 부호화하고, 외부에 송신 또는 기록 미디어 등에 기입하는 구성에 대해서 설명한다. 텔레비전 ex300은, 리모트 콘트롤러 ex220 등으로부터의 사용자 조작을 받아, 제어부 ex310의 제어에 기초하여, 음성 신호 처리부 ex304에서 음성 신호를 부호화하고, 영상 신호 처리부 ex305에서 영상 신호를 상기 각 실시의 형태에서 설명한 부호화 방법을 이용하여 부호화한다. 부호화한 음성 신호, 영상 신호는 다중/분리부 ex303에서 다중화되어 외부로 출력된다. 다중화할 때에는, 음성 신호와 영상 신호가 동기하도록, 버퍼 ex320, ex321 등에 일단의 이들 신호를 축적하면 된다. 또한, 버퍼 ex318, ex319, ex320, ex321은 도시하고 있는 바와 같이 복수 구비하고 있어도 되고, 1개 이상의 버퍼를 공유하는 구성이어도 된다. 또한, 도시하고 있는 것 이외에, 예를 들면 변조/복조부 ex302나 다중/분리부 ex303의 사이 등에서도 시스템의 오버플로우, 언더 플로우를 피하는 완충재로서 버퍼에 데이터를 축적하는 것으로 해도 된다.

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

또, 리더/레코더 ex218로 기록 미디어로부터 다중화 데이터를 읽어내거나, 또는 기입하는 경우에는, 상기 복호화 처리 또는 부호화 처리는 텔레비전 ex300, 리더/레코더 ex218 중 어느 하나로 행해도 되고, 텔레비전 ex300과 리더/레코더 ex218이 서로 분담해서 행해도 된다.

일례로서, 광디스크로부터 데이터의 읽어들임 또는 기입을 하는 경우의 정보 재생/기록부 ex400의 구성을 도 29에 나타낸다. 정보 재생/기록부 ex400은, 이하에 설명하는 요소 ex401, ex402, ex403, ex404, ex405, ex406, ex407을 구비한다. 광헤드 ex401은, 광디스크인 기록 미디어 ex215의 기록면에 레이저 스폿을 조사하여 정보를 기입하고, 기록 미디어 ex215의 기록면으로부터의 반사광을 검출하여 정보를 읽어들인다. 변조 기록부 ex402는, 광헤드 ex401에 내장된 반도체 레이저를 전기적으로 구동하여 기록 데이터에 따라 레이저광의 변조를 행한다. 재생 복조부 ex403은, 광헤드 ex401에 내장된 포토디텍터에 의해 기록면으로부터의 반사광을 전기적으로 검출한 재생 신호를 증폭하고, 기록 미디어 ex215에 기록된 신호 성분을 분리하고 복조하여, 필요한 정보를 재생한다. 버퍼 ex404는, 기록 미디어 ex215에 기록하기 위한 정보 및 기록 미디어 ex215로부터 재생한 정보를 일시적으로 유지한다. 디스크 모터 ex405는 기록 미디어 ex215를 회전시킨다. 서보 제어부 ex406은, 디스크 모터 ex405의 회전 구동을 제어하면서 광헤드 ex401을 소정의 정보 트럭에 이동시켜, 레이저 스폿의 추종 처리를 행한다. 시스템 제어부 ex407은, 정보 재생/기록부 ex400 전체의 제어를 행한다. 상기의 읽어냄이나 기입의 처리는 시스템 제어부 ex407이, 버퍼 ex404에 유지된 각종 정보를 이용하고, 또 필요에 따라 새로운 정보의 생성·추가를 행함과 함께, 변조 기록부 ex402, 재생 복조부 ex403, 서보 제어부 ex406을 협조 동작시키면서, 광헤드 ex401을 통하여, 정보의 기록 재생을 행함으로써 실현된다. 시스템 제어부 ex407은 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성되어, 읽어냄 기입의 프로그램을 실행함으로써 그러한 처리를 실행한다.

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

도 30에 광디스크인 기록 미디어 ex215의 모식도를 나타낸다. 기록 미디어 ex215의 기록면에는 안내 홈(그루브)이 스파이럴 형상으로 형성되며, 정보 트럭 ex230에는, 미리 그루브의 형상의 변화에 따라 디스크 상의 절대 위치를 나타내는 번지 정보가 기록되어 있다. 이 번지 정보는 데이터를 기록하는 단위인 기록 블록 ex231의 위치를 특정하기 위한 정보를 포함하며, 기록이나 재생을 행하는 장치에 있어서 정보 트럭 ex230을 재생하여 번지 정보를 판독함으로써 기록 블록을 특정할 수 있다. 또, 기록 미디어 ex215는, 데이터 기록 영역 ex233, 내주 영역 ex232, 외주 영역 ex234를 포함하고 있다. 사용자 데이터를 기록하기 위해 이용하는 영역이 데이터 기록 영역 ex233이며, 데이터 기록 영역 ex233보다 내주 또는 외주에 배치되어 있는 내주 영역 ex232와 외주 영역 ex234는, 사용자 데이터의 기록 이외의 특정 용도에 이용된다. 정보 재생/기록부 ex400은, 이러한 기록 미디어 ex215의 데이터 기록 영역 ex233에 대해, 부호화된 음성 데이터, 영상 데이터 또는 그들 데이터를 다중화한 다중화 데이터의 읽고 쓰기를 행한다.

이상에서는, 1층의 DVD, BD 등의 광디스크를 예로 들어 설명했지만, 이들에 한정된 것은 아니며, 다층 구조이며 표면 이외에도 기록 가능한 광디스크여도 된다. 또, 디스크의 동일한 장소에 다양한 다른 파장의 색광을 이용하여 정보를 기록하거나, 다양한 각도로부터 다른 정보의 층을 기록하거나, 다차원적인 기록/재생을 행하는 구조의 광디스크여도 된다.

또, 디지털 방송용 시스템 ex200에 있어서, 안테나 ex205를 가지는 차 ex210으로 위성 ex202 등으로부터 데이터를 수신하고, 차 ex210이 가지는 카 내비게이션 ex211 등의 표시 장치에 동화상을 재생하는 것도 가능하다. 또한, 카 내비게이션 ex211의 구성은 예를 들면 도 28에 나타내는 구성 중, GPS 수신부를 더한 구성을 생각할 수 있으며, 동일한 것을 컴퓨터 ex111이나 휴대 전화 ex114 등에서도 생각할 수 있다.

도 31a는, 상기 실시의 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 휴대 전화 ex114를 나타내는 도이다. 휴대 전화 ex114는, 기지국 ex110와의 사이에서 전파를 송수신하기 위한 안테나 ex350, 영상, 정지화상을 찍는 것이 가능한 카메라부 ex365, 카메라부 ex365로 촬상한 영상, 안테나 ex350으로 수신한 영상 등이 복호화된 데이터를 표시하는 액정 디스플레이 등의 표시부 ex358을 구비한다. 휴대 전화 ex114는, 또한, 조작키부 ex366을 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 ex364를 구비한다.

또한, 휴대 전화 ex114의 구성예에 대해서, 도 31b를 이용하여 설명한다. 휴대 전화 ex114는, 표시부 ex358 및 조작키부 ex366을 구비한 본체부의 각 부를 통괄적으로 제어하는 주제어부 ex360에 대해, 전원 회로부 ex361, 조작 입력 제어부 ex362, 영상 신호 처리부 ex355, 카메라 인터페이스부 ex363, LCD(Liquid Crystal Display) 제어부 ex359, 변조/복조부 ex352, 다중/분리부 ex353, 음성 신호 처리부 ex354, 슬롯부 ex364, 메모리부 ex367이 버스 ex370을 통하여 서로 접속되어 있다.

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

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

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

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

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

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

또, 상기 휴대 전화 ex114 등의 단말은, 텔레비전 ex300과 마찬가지로, 부호화기·복호화기를 양쪽 가지는 송수신형 단말 이외에, 부호화기뿐의 송신 단말, 복호화기뿐의 수신 단말과 같은 3가지의 실장 형식을 생각할 수 있다. 또한, 디지털 방송용 시스템 ex200에 있어서, 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터를 수신, 송신하는 것으로서 설명했지만, 음성 데이터 이외에 영상에 관련하는 문자 데이터 등이 다중화된 데이터여도 되고, 다중화 데이터이 아닌 영상 데이터 자체여도 된다.

이와 같이, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 혹은 동화상 복호화 방법을 상기 서술한 어느 하나의 기기·시스템에 이용하는 것은 가능하고, 그렇게 함으로써, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 효과가 얻어진다.

또, 본 발명은 이와 같은 상기 실시의 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이 다양한 변형 또는 수정이 가능하다.

(실시의 형태 9)

상기 각 실시의 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. 그렇지만, 복호하는 영상 데이터가, 어느 규격에 준거하는 것인지 식별할 수 없기 때문에, 적절한 복호 방법을 선택할 수 없다는 과제가 생긴다.

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

도 32는, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도이다. 도 32에 나타내는 바와 같이 다중화 데이터는, 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프리젠테이션 그래픽스 스트림(PG), 인터랙티브 그래픽스 스트림 중, 1개 이상을 다중화함으로써 얻을 수 있다. 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 주영상은 화면에 표시되는 통상의 영상을 나타내고, 부영상은 주영상 중에 작은 화면으로 표시하는 영상이다. 또, 인터랙티브 그래픽스 스트림은, 화면 상에 GUI 부품을 배치함으로써 작성되는 대화 화면을 나타내고 있다. 비디오 스트림은, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거한 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 부호화되어 있다. 오디오 스트림은, 돌비 AC-3, Dolby Digital Plus, MLP, DTS, DTS-HD, 또는, 리니어 PCM 등의 방식으로 부호화되어 있다.

다중화 데이터에 포함되는 각 스트림은 PID에 의해 식별된다. 예를 들면, 영화의 영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1011이, 오디오 스트림에는 0x1100에서 0x111F까지가, 프리젠테이션 그래픽스에는 0x1200에서 0x121F까지가, 인터랙티브 그래픽스 스트림에는 0x1400에서 0x141F까지가, 영화의 부영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1b00에서 0x1b1F까지, 주음성과 믹싱하는 부음성에 이용하는 오디오 스트림에는 0x1a00에서 0x1a1F가, 각각 할당되어져 있다.

도 33은, 다중화 데이터가 어떻게 다중화되는지를 모식적으로 나타내는 도이다. 우선, 복수의 비디오 프레임으로 이루어지는 비디오 스트림 ex235, 복수의 오디오 프레임으로 이루어지는 오디오 스트림 ex238을, 각각 PES 패킷열 ex236 및 ex239로 변환하고, TS패킷 ex237 및 ex240으로 변환한다. 마찬가지로 프리젠테이션 그래픽스 스트림 ex241 및 인터랙티브 그래픽스 ex244의 데이터를 각각 PES 패킷열 ex242 및 ex245로 변환하고, 또한 TS패킷 ex243 및 ex246으로 변환한다. 다중화 데이터 ex247은 이들 TS패킷을 1개의 스트림에 다중화함으로써 구성된다.

도 34는, PES 패킷열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더 상세하게 나타내고 있다. 도 34에 있어서의 제1단은 비디오 스트림의 비디오 프레임열을 나타낸다. 제2단은, PES 패킷열을 나타낸다. 도 34의 화살표 yy1, yy2, yy3, yy4에 나타내는 바와 같이, 비디오 스트림에 있어서의 복수의 Video Presentation Unit인 I픽쳐, B픽쳐, P픽쳐는, 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 35는, 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＿Header이 부여되어, 192Byte의 소스 패킷을 구성하고, 다중화 데이터에 기입된다. TP＿Extra＿Header에는 ATS(Arrival＿Time＿Stamp) 등의 정보가 기재된다. ATS는 상기 TS패킷의 디코더의 PID 필터로의 전송 개시 시각을 나타낸다. 다중화 데이터에는 도 35 하단에 나타내는 바와 같이 소스 패킷이 늘어서게 되며, 다중화 데이터의 선두로부터 인크리먼트하는 번호는 SPN(소스 패킷 넘버)으로 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. PCR은, ATS의 시간축인 ATC(Arrival Time Clock)와 PTS·DTS의 시간축인 STC(System Time Clock)의 동기를 취하기 위해, 그 PCR 패킷이 디코더에 전송되는 ATS에 대응하는 STC 시간의 정보를 가진다.

도 36은 PMT의 데이터 구조를 상세하게 설명하는 도이다. PMT의 선두에는, 그 PMT에 포함되는 데이터의 길이 등을 적은 PMT 헤더가 배치된다. 그 뒤에는, 다중화 데이터에 관한 디스크립터가 복수 배치된다. 상기 카피 컨트롤 정보 등이, 디스크립터로서 기재된다. 디스크립터 뒤에는, 다중화 데이터에 포함되는 각 스트림에 관한 스트림 정보가 복수 배치된다. 스트림 정보는, 스트림의 압축 코덱 등을 식별하기 위해 스트림 타입, 스트림의 PID, 스트림의 속성 정보(프레임 레이트, 종횡비 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 37에 나타내는 바와 같이 다중화 데이터의 관리 정보이며, 다중화 데이터와 1대 1로 대응하고, 다중화 데이터 정보, 스트림 속성 정보와 엔트리 맵으로 구성된다.

다중화 데이터 정보는 도 37에 나타내는 바와 같이 시스템 레이트, 재생 개시 시각, 재생 종료 시각으로 구성되어 있다. 시스템 레이트는 다중화 데이터의, 후술하는 시스템 타겟 디코더의 PID 필터로의 최대 전송 레이트를 나타낸다. 다중화 데이터 중에 포함되는 ATS의 간격은 시스템 레이트 이하가 되도록 설정되어 있다. 재생 개시 시각은 다중화 데이터의 선두의 비디오 프레임의 PTS이며, 재생 종료 시각은 다중화 데이터의 종단의 비디오 프레임의 PTS에 1프레임 분의 재생 간격을 더한 것이 설정된다.

스트림 속성 정보는 도 38에 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 채널 수는 몇인지, 무슨 언어에 대응하는지, 샘플링 주파수가 어느 정도인지 등의 정보를 가진다. 이러한 정보는, 플레이어가 재생하기 전의 디코더의 초기화 등에 이용된다.

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

또, 본 실시의 형태에 있어서의 동화상 복호화 방법의 단계를 도 39에 나타낸다. 단계 exS100에 있어서, 다중화 데이터로부터 PMT에 포함되는 스트림 타입, 또는, 다중화 데이터 정보에 포함되는 비디오 스트림 속성 정보를 취득한다. 다음에, 단계 exS101에 있어서, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 다중화 데이터인 것을 나타내고 있는지 아닌지를 판단한다. 그리고, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것으로 판단된 경우에는, 단계 exS102에 있어서, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법에 의해 복호를 행한다. 또, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 것임을 나타내고 있는 경우에는, 단계 exS103에 있어서, 종래의 규격에 준거한 동화상 복호 방법에 의해 복호를 행한다.

이와 같이, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보에 새로운 고유치를 설정함으로써, 복호할 때에, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법 또는 장치로 복호 가능한지를 판단할 수 있다. 따라서, 다른 규격에 준거하는 다중화 데이터가 입력된 경우여도, 적절한 복호화 방법 또는 장치를 선택할 수 있기 때문에, 에러를 일으키지 않고 복호하는 것이 가능해진다. 또, 본 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치, 또는, 동화상 복호 방법 또는 장치를, 상기 서술한 어느 하나의 기기·시스템에 이용하는 것도 가능하다.

(실시의 형태 10)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 및 장치, 동화상 복호화 방법 및 장치는, 전형적으로는 집적 회로인 LSI로 실현된다. 일례로서, 도 40에 1칩화된 LSI ex500의 구성을 나타낸다. LSI ex500은, 이하에 설명하는 요소 ex501, ex502, ex503, ex504, ex505, ex506, ex507, ex508, ex509를 구비하고, 각 요소는 버스 ex510을 통하여 접속하고 있다. 전원 회로부 ex505는 전원이 온 상태인 경우에 각 부에 대해 전력을 공급함으로써 동작 가능한 상태로 기동한다.

예를 들면 부호화 처리를 행하는 경우에는, LSI ex500은, CPU ex502, 메모리 콘트롤러 ex503, 스트림 콘트롤러 ex504, 구동 주파수 제어부 ex512 등을 가지는 제어부 ex501의 제어에 기초하여, AV I/O ex509에 의해 마이크 ex117이나 카메라 ex113 등으로부터 AV신호를 입력한다. 입력된 AV신호는, 일단 SDRAM 등의 외부의 메모리 ex511에 축적된다. 제어부 ex501의 제어에 기초하여, 축적한 데이터는 처리량이나 처리 속도에 따라 적절히 복수회로 나누어져 신호 처리부 ex507에 보내지고, 신호 처리부 ex507에 있어서 음성 신호의 부호화 및/또는 영상 신호의 부호화가 행해진다. 여기서 영상 신호의 부호화 처리는 상기 각 실시의 형태에서 설명한 부호화 처리이다. 신호 처리부 ex507에서는 또한, 경우에 따라 부호화된 음성 데이터와 부호화된 영상 데이터를 다중화하는 등의 처리를 행하고, 스트림 I/O ex506으로부터 외부에 출력한다. 이 출력된 다중화 데이터는, 기지국 ex107을 향해서 송신되거나, 또는 기록 미디어 ex215에 기입된다. 또한, 다중화할 때에는 동기하도록, 일단 버퍼 ex508에 데이터를 축적하면 된다.

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

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

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

또한, 집적 회로화의 수법은 LSI에 한정되는 것은 아니며, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현되어도 된다. LSI 제조 후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리컨피규러블·프로세서를 이용해도 된다.

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

(실시의 형태 11)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터를 복호하는 경우, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호하는 경우에 비해, 처리량이 증가하는 것을 생각할 수 있다. 그 때문에, LSI ex500에 있어서, 종래의 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호할 때의 CPU ex502의 구동 주파수보다 높은 구동 주파수로 설정할 필요가 있다. 그러나, 구동 주파수를 높게 하면, 소비 전력이 높아진다는 과제가 생긴다.

이 과제를 해결하기 위해, 텔레비전 ex300, LSI ex500 등의 동화상 복호화 장치는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별하여, 규격에 따라 구동 주파수를 전환하는 구성으로 한다. 도 41은, 본 실시의 형태에 있어서의 구성 ex800을 나타내고 있다. 구동 주파수 변환부 ex803은, 영상 데이터가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에는, 구동 주파수를 높게 설정한다. 그리고, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부 ex801에 대해, 영상 데이터를 복호하도록 지시한다. 한편, 영상 데이터가, 종래의 규격에 준거하는 영상 데이터인 경우에는, 영상 데이터가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에 비해, 구동 주파수를 낮게 설정한다. 그리고, 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부 ex802에 대해, 영상 데이터를 복호하도록 지시한다.

보다 구체적으로는, 구동 주파수 변환부 ex803은, 도 40의 CPU ex502와 구동 주파수 제어부 ex512로 구성된다. 또, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부 ex801, 및, 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부 ex802는, 도 40의 신호 처리부 ex507에 해당한다. CPU ex502는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별한다. 그리고, CPU ex502로부터의 신호에 기초하여, 구동 주파수 제어부 ex512는, 구동 주파수를 설정한다. 또, CPU ex502로부터의 신호에 기초하여, 신호 처리부 ex507은, 영상 데이터의 복호를 행한다. 여기서, 영상 데이터의 식별에는, 예를 들면, 실시의 형태 9에서 기재한 식별 정보를 이용하는 것을 생각할 수 있다. 식별 정보에 관해서는, 실시의 형태 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 기초하여, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지 식별 가능한 경우에는, 이러한 외부 신호에 기초하여 식별해도 된다. 또, CPU ex502에 있어서의 구동 주파수의 선택은, 예를 들면, 도 43과 같은 영상 데이터의 규격과 구동 주파수를 대응 지은 룩업 테이블에 기초하여 행하는 것을 생각할 수 있다. 룩업 테이블을, 버퍼 ex508이나, LSI의 내부 메모리에 저장해 두고, CPU ex502가 이 룩업 테이블을 참조함으로써, 구동 주파수를 선택하는 것이 가능하다.

도 42는, 본 실시의 형태의 방법을 실시하는 단계를 나타내고 있다. 우선, 단계 exS200에서는, 신호 처리부 ex507에 있어서, 다중화 데이터로부터 식별 정보를 취득한다. 다음에, 단계 exS201에서는, CPU ex502에 있어서, 식별 정보에 기초하여 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인지 아닌지를 식별한다. 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에는, 단계 exS202에 있어서, 구동 주파수를 높게 설정하는 신호를, CPU ex502가 구동 주파수 제어부 ex512에 보낸다. 그리고, 구동 주파수 제어부 ex512에 있어서, 높은 구동 주파수로 설정된다. 한편, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, 단계 exS203에 있어서, 구동 주파수를 낮게 설정하는 신호를, CPU ex502가 구동 주파수 제어부 ex512에 보낸다. 그리고, 구동 주파수 제어부 ex512에 있어서, 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에 비해, 낮은 구동 주파수로 설정된다.

또한, 구동 주파수 전환에 연동하여, LSI ex500 또는 LSI ex500을 포함하는 장치에 부여하는 전압을 변경함으로써, 전력 절약 효과를 보다 높이는 것이 가능하다. 예를 들면, 구동 주파수를 낮게 설정하는 경우에는, 이것에 수반하여, 구동 주파수를 높게 설정하고 있는 경우에 비해, LSI ex500 또는 LSI ex500을 포함하는 장치에 부여하는 전압을 낮게 설정하는 것을 생각할 수 있다.

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

또한, 구동 주파수의 설정 방법은, 구동 주파수를 낮게 하는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 식별 정보가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, LSI ex500 또는 LSI ex500을 포함하는 장치에 부여하는 전압을 높게 설정하고, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, LSI ex500 또는 LSI ex500을 포함하는 장치에 부여하는 전압을 낮게 설정하는 것도 생각할 수 있다. 또, 다른 예로서는, 식별 정보가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, CPU ex502의 구동을 정지시키지 않고, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, 처리에 여유가 있기 때문에, CPU ex502의 구동을 일시 정지시키는 것도 생각할 수 있다. 식별 정보가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우여도, 처리에 여유가 있으면, CPU ex502의 구동을 일시 정지시키는 것도 생각할 수 있다. 이 경우는, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에 비해, 정지 시간을 짧게 설정하는 것을 생각할 수 있다.

이와 같이, 영상 데이터가 준거하는 규격에 따라, 구동 주파수를 전환함으로써, 전력 절약화를 도모하는 것이 가능해진다. 또, 전지를 이용하여 LSI ex500 또는 LSI ex500을 포함하는 장치를 구동하고 있는 경우에는, 전력 절약화에 수반하여, 전지의 수명을 길게 하는 것이 가능하다.

(실시의 형태 12)

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

이 과제를 해결하기 위해, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법을 실행하기 위한 복호 처리부와, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 복호 처리부를 일부 공유화하는 구성으로 한다. 이 구성예를 도 44a의 ex900에 나타낸다. 예를 들면, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법과, MPEG4-AVC 규격에 준거하는 동화상 복호 방법은, 엔트로피 부호화, 역양자화, 디블로킹·필터, 움직임 보상 등의 처리에 있어서 처리 내용이 일부 공통된다. 공통되는 처리 내용에 대해서는, MPEG4-AVC 규격에 대응하는 복호 처리부 ex902를 공유하고, MPEG4-AVC 규격에 대응하지 않는, 본 발명의 일 양태에 특유의 다른 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부 ex901을 이용한다는 구성을 생각할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 양태는, 엔트로피 복호에 특징을 가지고 있기 때문에, 예를 들면, 엔트로피 복호에 대해서는 전용의 복호 처리부 ex901을 이용하고, 그 이외의 역양자화, 디블로킹·필터, 움직임 보상 중 어느 하나, 또는, 모든 처리에 대해서는, 복호 처리부를 공유하는 것을 생각할 수 있다. 복호 처리부의 공유화에 관해서는, 공통되는 처리 내용에 대해서는, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하기 위한 복호 처리부를 공유하고, MPEG4-AVC 규격에 특유의 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부를 이용하는 구성이어도 된다.

또, 처리를 일부 공유화하는 다른 예를 도 44b의 ex1000에 나타낸다. 이 예에서는, 본 발명의 일 양태에 특유의 처리 내용에 대응한 전용의 복호 처리부 ex1001과, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 대응한 전용의 복호 처리부 ex1002와, 본 발명의 일 양태에 관련된 동화상 복호 방법과 다른 종래 규격의 동화상 복호 방법에 공통되는 처리 내용에 대응한 공용의 복호 처리부 ex1003을 이용하는 구성으로 하고 있다. 여기서, 전용의 복호 처리부 ex1001, ex1002는, 반드시 본 발명의 일 양태, 또는, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 특화된 것은 아니며, 다른 범용 처리를 실행할 수 있는 것이어도 된다. 또, 본 실시의 형태의 구성을, LSI ex500으로 실장하는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 일 양태에 관련된 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.

<산업상의 이용 가능성>

본 발명은, 화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치 및 화상 복호 장치에 적용할 수 있다. 또, 본 발명은, 화상 부호화 장치를 구비하는, 텔레비전, 디지털 비디오 레코더, 카 내비게이션, 휴대 전화, 디지털 카메라, 및 디지털 비디오 카메라 등의 고해상도의 정보 표시 기기 또는 촬상 기기에 이용 가능하다.

100 화상 부호화 장치 101 입력 화상 신호
110 감산부 111 예측 오차 신호
120 변환부 121 변환 출력 신호
130 양자화부 131, 231 양자화 계수
140, 240 역양자화부 141, 241 복호 변환 출력 신호
150, 250 역변환부 151, 251 복호 변환 입력 신호
160, 260 가산부 161, 261 복호 신호
170, 270 메모리 180, 280 예측부
181, 281 예측 신호 190 엔트로피 부호화부
191 부호화 신호 200 화상 복호 장치
290, 290A, 290B 엔트로피 복호부 291 예측 방법
311 분기부 312 분할 정보 트리 복호부
313 TUS 메모리 314 CBF 메모리
315 변환 계수 트리 복호부 316 변환 계수 복호부
317 변환 통일 트리 복호부 321 부호화 관리 정보
322 변환 계수

Claims (2)

1. 입력 화상 신호를 복수의 부호화 단위로 분할하여, 상기 부호화 단위마다, 상기 입력 화상 신호로부터 예측 신호를 감산함으로써 예측 오차 신호를 생성하는 감산 단계와,
   상기 부호화 단위를 복수의 변환 단위로 분할하여, 상기 변환 단위마다, 상기 예측 오차 신호를 직교 변환 및 양자화함으로써 휘도의 양자화 계수, 및, 색차의 양자화 계수를 생성하는 변환 양자화 단계와,
   트리 구조의 노드에 대응하는 변환 단위를 더욱 분할할지 여부를 나타내는 관리 정보와, 상기 휘도의 양자화 계수와, 상기 색차의 양자화 계수를 하나의 상기 트리 구조로 부호화하는 부호화 단계를 포함하고,
   상기 복수의 변환 단위의 각각은, 상기 트리 구조의 리프 노드의 각각에 대응하며,
   상기 부호화 단계에서는, 상기 리프 노드마다, 당해 리프 노드에 대응하는 상기 관리 정보, 상기 휘도의 양자화 계수, 및, 상기 색차의 양자화 계수를 부호화하고, 부호화된 관리 정보, 부호화된 휘도의 양자화 계수, 및, 상기 색차의 양자화 계수가 한 묶음으로 배치된 부호화 신호를 생성하고,
   상기 관리 정보는, 적어도 하나의 상기 노드에 있어서, 상기 휘도의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제1 플래그와, 상기 색차의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제2 플래그를 포함하고,
   상기 부호화 단계에서는, 적어도 하나의 상기 리프 노드의 각각에 있어서, 상기 제1 플래그를, 상기 제2 플래그보다도 뒤에 부호화하고, 부호화된 제1 플래그가, 부호화된 제2 플래그보다도 뒤에 배치된 상기 부호화 신호를 생성하는,
   화상 부호화 방법.
2. 입력 화상 신호를 복수의 부호화 단위로 분할하여, 상기 부호화 단위마다, 상기 입력 화상 신호로부터 예측 신호를 감산함으로써 예측 오차 신호를 생성하는 감산부와,
   상기 부호화 단위를 복수의 변환 단위로 분할하여, 상기 변환 단위마다, 상기 예측 오차 신호를 직교 변환 및 양자화함으로써 휘도의 양자화 계수, 및, 색차의 양자화 계수를 생성하는 변환 양자화부와,
   트리 구조의 노드에 대응하는 변환 단위를 더욱 분할할지 여부를 나타내는 관리 정보와, 상기 휘도의 양자화 계수와, 상기 색차의 양자화 계수를 하나의 상기 트리 구조로 부호화하는 부호화부를 포함하고,
   상기 복수의 변환 단위의 각각은, 상기 트리 구조의 리프 노드의 각각에 대응하며,
   상기 부호화부에서는, 상기 리프 노드마다, 당해 리프 노드에 대응하는 상기 관리 정보, 상기 휘도의 양자화 계수, 및, 상기 색차의 양자화 계수를 부호화하고, 부호화된 관리 정보, 부호화된 휘도의 양자화 계수, 및, 상기 색차의 양자화 계수가 한 묶음으로 배치된 부호화 신호를 생성하고,
   상기 관리 정보는, 적어도 하나의 상기 노드에 있어서, 상기 휘도의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제1 플래그와, 상기 색차의 양자화 계수의 유무를 나타내는 제2 플래그를 포함하고,
   상기 부호화부에서는, 적어도 하나의 상기 리프 노드의 각각에 있어서, 상기 제1 플래그를, 상기 제2 플래그보다도 뒤에 부호화하고, 부호화된 제1 플래그가, 부호화된 제2 플래그보다도 뒤에 배치된 상기 부호화 신호를 생성하는,
   화상 부호화 장치.

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