WO2011135829A1 - 符号化方法及び復号方法 - Google Patents

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WO2011135829A1
WO2011135829A1 PCT/JP2011/002412 JP2011002412W WO2011135829A1 WO 2011135829 A1 WO2011135829 A1 WO 2011135829A1 JP 2011002412 W JP2011002412 W JP 2011002412W WO 2011135829 A1 WO2011135829 A1 WO 2011135829A1
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unit
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decoding
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マティアス ナロスキー
寿郎 笹井
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a variable length encoding method and a variable length decoding method, a variable length encoding device and a variable length decoding device, and a program for causing a computer to execute these methods.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an encoding method and a decoding method that reduce processing time.
  • the encoding method is a method for variable-length encoding an image signal. Specifically, the binarization step of binarizing the image signal, the probability prediction step of predicting the occurrence probability of the binarized signal, and the binarized signal are predicted. A first distribution step that distributes to one of a plurality of groups according to the occurrence probability, and the binarized signal distributed in the first distribution step is redistributed according to a distribution ratio of each group A second distribution step, a coding step for variable-length coding the binarized signal redistributed in the second distribution step in parallel for each group, and variable-length coding for each group A multiplexing step for multiplexing the received signals.
  • the binarized signal may be redistributed so that the frequency of signal generation is distributed.
  • the binarized signal may be divided so that a signal generation probability and a signal generation frequency are distributed.
  • the decoding method is a method for variable-length decoding an encoded image signal. Specifically, a demultiplexing step for dividing the encoded signal, a decoding step for decoding the signal divided by the demultiplexing step, and a probability prediction for predicting the occurrence probability of the decoded signal And an acquisition step of acquiring the decoded signal based on the predicted occurrence probability.
  • the decoded signal may be obtained in an encoding order.
  • FIG. 1A is a block diagram showing a configuration of an image encoding device according to the present embodiment.
  • FIG. 1B is a block diagram illustrating a detailed configuration of the entropy encoding unit in FIG. 1A.
  • FIG. 2A is a flowchart showing an operation flow of the probability-specific signal distribution unit ProbSel.
  • FIG. 2B is a diagram illustrating an example of the relationship between the thresholds TH0 and TH1.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating an example of a binarized signal classified by probability stored in the signal buffer.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating an example of the coding order.
  • FIG. 3C is a diagram illustrating an example of the order of output to the signal encoding unit.
  • FIG. 1A is a block diagram showing a configuration of an image encoding device according to the present embodiment.
  • FIG. 1B is a block diagram illustrating a detailed configuration of the entropy encoding unit in FIG. 1A
  • FIG. 4A is a diagram illustrating an example of a binarized signal classified by probability stored in the signal buffer.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating an example of the coding order.
  • FIG. 4C is a diagram illustrating an example of the transfer order.
  • FIG. 4D is a diagram illustrating another example of the coding order.
  • FIG. 4E is a diagram illustrating another example of the transfer order.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating an example of the binarized signal classified by probability stored in the signal buffer.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating an example of the transfer order.
  • FIG. 5C is a flowchart showing the operation of the signal control unit BinCtrl.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating an example in which arithmetic coding is performed on a binarized signal set BinStream “011”.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating an example of a correspondence table of encoded signals CBS.
  • FIG. 6C is a diagram illustrating another example of the correspondence table of the encoded signal CBS.
  • FIG. 7A is a block diagram showing a configuration of the image decoding apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 7B is a block diagram showing a detailed configuration of the entropy decoding unit in FIG. 7A.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing of the variable length decoding method.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating the order in which encoded signals are input to each signal decoding unit and processed.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating the order in which encoded signals are input to each signal decoding unit and processed.
  • FIG. 9B is a diagram for explaining a state in which decoded binarized signals are stored in the signal buffer for each probability value.
  • FIG. 9C is a diagram in which representative probability predicted values QProb acquired from the probability prediction unit in decoding order are arranged in decoding order.
  • FIG. 9D is a diagram illustrating processing control in the signal acquisition unit BinSel.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of the code string BS in the image encoding method of the present invention.
  • FIG. 11 is an overall configuration diagram of a content supply system that implements a content distribution service.
  • FIG. 12 is an overall configuration diagram of a digital broadcasting system.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of a television.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration example of an information reproducing / recording unit that reads and writes information from and on a recording medium that is an optical disk.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a structure example of a recording medium that is an optical disk.
  • FIG. 16A is a block diagram illustrating an example of a configuration of a mobile phone.
  • FIG. 17 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • FIG. 18 is a diagram schematically showing how each stream is multiplexed in the multiplexed data.
  • FIG. 19 is a diagram showing in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating the structure of TS packets and source packets in multiplexed data.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a data structure of the PMT.
  • FIG. 22 is a diagram showing an internal configuration of multiplexed data information.
  • FIG. 23 is a diagram showing an internal configuration of stream attribute information.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating steps for identifying video data.
  • FIG. 25 is a block diagram illustrating a configuration example of an integrated circuit that implements the moving picture coding method and the moving picture decoding method according to each embodiment.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration for switching the driving frequency.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating steps for identifying video data and switching between driving frequencies.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a lookup table in which video data standards are associated with drive frequencies.
  • FIG. 29A is a diagram illustrating an example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • FIG. 29B is a diagram illustrating another example of a configuration of sharing a module of a signal processing unit.
  • FIG. 1A is a block diagram showing a configuration of an image encoding device according to the present embodiment.
  • An image encoding apparatus 1000 illustrated in FIG. 1A includes an encoding processing unit 1100 and an encoding control unit 1200 that controls the encoding processing unit 1100.
  • the encoding processing unit 1100 generates an encoded stream by encoding a moving image for each block.
  • Such an encoding processing unit 1100 includes a subtractor 1101, an orthogonal transform unit 1102, a quantization unit 1103, an entropy encoding unit 1104, an inverse quantization unit 1105, an inverse orthogonal transform unit 1106, an adder 1107, and a deblocking filter 1108.
  • the subtractor 1101 generates a residual image (residual block) by subtracting a prediction image (prediction block) corresponding to the encoding target block acquired from the switch 1113 from the encoding target block included in the moving image. .
  • the orthogonal transform unit 1102 performs orthogonal transform such as discrete cosine transform on the residual image generated by the subtractor 1101, thereby transforming the residual image into a coefficient block composed of a plurality of frequency coefficients.
  • the quantization unit 1103 generates a quantized coefficient block by quantizing each frequency coefficient included in the coefficient block.
  • the entropy encoding unit 1104 entropy encodes the coefficient block quantized by the quantization unit 1103 and the motion vector detected by the motion detection unit 1112 or information indicating the prediction mode output from the in-plane prediction unit 1110.
  • An encoded stream is generated by (variable length encoding).
  • the inverse quantization unit 1105 performs inverse quantization on the coefficient block quantized by the quantization unit 1103.
  • the inverse orthogonal transform unit 1106 generates a decoded residual image (decoded residual block) by performing inverse orthogonal transform such as inverse discrete cosine transform on each frequency coefficient included in the inverse quantized coefficient block. To do.
  • the adder 1107 generates a local decoded image (decoded block) by adding the predicted image acquired from the switch 1113 and the decoded residual image generated by the inverse orthogonal transform unit 1106.
  • the deblocking filter 1108 removes block distortion of the local decoded image generated by the adder 1107 and stores the local decoded image in the memory 1109.
  • the in-plane prediction unit 1110 generates a predicted image by performing in-plane prediction on the current block using the locally decoded image generated by the adder 1107.
  • the motion detection unit 1112 detects a motion vector for the encoding target block included in the moving image, and outputs the detected motion vector to the motion compensation unit 1111 and the entropy encoding unit 1104.
  • the motion compensation unit 1111 refers to the image stored in the memory 1109 as a reference image, and performs motion compensation on the coding target block by using the motion vector detected by the motion detection unit 1112.
  • the motion compensation unit 1111 generates a prediction image for the encoding target block through such motion compensation.
  • the switch 1113 outputs the prediction image generated by the in-plane prediction unit 1110 to the subtractor 1101 and the adder 1107 when the current block is subjected to intra-frame prediction encoding.
  • the switch 1113 outputs the prediction image generated by the motion compensation unit 1111 to the subtractor 1101 and the adder 1107 when the encoding target block is subjected to inter-frame prediction encoding.
  • FIG. 1B is a block diagram showing a detailed configuration of the entropy encoding unit 1104 in FIG. 1A.
  • the entropy encoding unit 1104 includes a binarization unit Binarizer, a probability prediction unit ProbEst, a probability-specific signal distribution unit ProbSel, three signal buffers BinBuf0, BinBuf1, BinBuf2, a signal control unit BinCtrl, and three signals.
  • the encoding unit includes BinEnc0, BinEnc1, BinEnc2, and a multiplexing unit MUX.
  • MUX multiplexing unit
  • the signal buffers BinBuf0, BinBuf1, and BinBuf2 may be external memories connected to the entropy encoding unit 1104. Each of the signal buffers does not need to be provided as separate memories, and is configured to share one memory, for example. May be.
  • the entropy encoding unit 1104 having the above configuration binarizes the image signal, predicts the occurrence probability of the binarized signal, and converts the binarized signal to one of a plurality of groups according to the predicted occurrence probability.
  • the binarized signal distributed is redistributed according to the distribution ratio of each group, the binarized signal redistributed is variable-length encoded in parallel for each group, and the group Each variable-length encoded signal is multiplexed.
  • the binarization unit Binarizer inputs the input signal SE, converts the input signal SE into a binary signal (for example, a signal represented by “0” and “1”) by a predetermined method, and outputs the binarized signal. Bin is output to the probability prediction unit ProbEst and the probability-specific signal distribution unit ProbSel.
  • the binarization method may be a method in which 1 is continued for the number of integers and the last value is 0. In this case, “0” is “0”, “1” is “10”, “4” is “11110”, and the integer value can be expressed by binary signals “0” and “1”. .
  • the probability prediction unit ProbEst holds a plurality of binarized signal occurrence probabilities from the already coded binarized signal Bin, and for the binarized signal Bin to be encoded according to the surrounding situation,
  • the probability prediction value Prob is output to the signal distribution unit ProbSel by probability.
  • the probability of the probability prediction value Prob the value with the lower (or higher) probability of occurrence is used.
  • the surrounding situation for example, the result of the binarized signal Bin for a block that is encoded and spatially adjacent to the upper part and the left part may be used.
  • the probability-specific signal distribution unit ProbSel acquires the input binarized signal Bin and the probability prediction value Prob corresponding to the binarized signal Bin, and distributes the binarized signal by a predetermined method.
  • FIG. 2A is a flowchart showing an operation flow of the probability-specific signal distribution unit ProbSel.
  • the probability-specific signal distribution unit ProbSel first acquires the probability predicted value Prob and the binarized signal Bin (step S201). Next, the acquired probability prediction value Prob is compared with a threshold value TH0 (step S202).
  • the probability predicted value Prob is smaller than the threshold TH0 (YES in step S202)
  • the probability predicted value Prob is classified as the probability P0
  • the binarized signal Bin is the probability-based binarized signal BSp0 with respect to the signal buffer BinBuf0. Is output (step S203).
  • the probability predicted value Prob is compared with the threshold value TH1 (step S204).
  • the probability predicted value Prob is smaller than the threshold TH1 (YES in step S204)
  • the probability predicted value Prob is classified as the probability P1
  • the binarized signal Bin is transmitted to the signal buffer BinBuf1 as the binarized signal Bsp1 by probability. Is output (step S205). If the probability predicted value Prob is greater than the threshold TH1 (NO in step S204), the probability predicted value Prob is classified as the probability P2, and the binarized signal Bin is the probability-based binarized signal BSp2 with respect to the signal buffer BinBuf2. Is output (step S206).
  • the threshold value information may be determined in advance to use the same value in the encoding device and the decoding device, or may be described as header information of the code string BS as division probability information described later.
  • the above probabilities P0, P1, and P2 are representative values of the range divided by the threshold.
  • the probability division is divided so that the coding efficiency for the signal to be coded is the highest, that is, the code length is shortened in the method of changing the code length based on the probability of the representative value. Any method can be used.
  • the distributed binarized signals BSp0, BSp1, and BSp2 by probability are output to the signal buffers BinBuf0, BinBuf1, and BinBuf2, respectively, and each signal buffer is accumulated in the input order for each probability.
  • the signal control unit BinCtrl outputs a control signal CS to the signal buffers BinBuf0, BinBuf1, and BinBuf2, and in accordance with the method indicated by the control signal CS, binarization signals BScp0 and BScp1 for encoding by probability from each signal buffer. , BScp2 is obtained, and the binarization signals BScp0, BScp1, and BScp2 for encoding according to probability obtained by a predetermined method are changed, and the signal encoding unit BinEnc0, BinEnc1, and BinEnc2 are encoded. Output as a value signal.
  • FIG. 3A shows the binarized signals classified by probability stored in the signal buffer.
  • FIG. 3B shows a method predetermined as the encoding order.
  • FIG. 3C shows the order of output to the signal encoding unit as a binary signal for encoding.
  • the signal control unit BinCtrl encodes the binarized signal of the signal buffer shown in FIG. 3A in the order of transfer shown in FIG. 3C in accordance with the method shown in FIG. 3B as the binarized signals BSt0, BSt1, and BSt2 for encoding. Outputs to the section BinEnc0, BinEnc1, BinEnc2.
  • the method shown in FIG. 3B is taken as an example, but this signal transfer is performed by the binarized signals by probability BSp0, BSp1, You may change according to the ratio of BSp2.
  • the binarized signals by probability BSp0, BSp1, and BSp2 are stored in the signal buffer when they are generated at a ratio of 2/4, 1/4, and 1/4.
  • the binarized signals classified by probability (FIG. 4A), the output order for the encoding order (FIG. 4B), and the transfer order to the signal encoding unit (FIG. 4C) are shown.
  • FIG. 4B according to the rate of occurrence, the rate at which the binarized signal BSp0 according to probability having a high rate is encoded is given.
  • a method of processing on the encoding side and the decoding side is determined in advance. For example, when the encoding order is determined by the method of FIG. 4B, when the probability values are processed in the same order by different signal encoding units, for example, the signal encoding units are assigned in ascending order. For example, the binarized signal by probability BSp0 needs to be processed second at the same time by the signal encoding unit.
  • the ratio of the binarized signals BSp0, BSp1, and BSp2 by probability may be calculated internally using a signal that has already been encoded, or the ratio information from the previous frame result that has already been encoded will be described later. May be described as header information of the code string BS.
  • FIG. 5A is a signal buffer
  • FIG. 5B is a transfer order determined based on the encoding order shown in FIG. 3B
  • FIG. 5C is a flowchart showing the operation of the signal control unit BinCtrl.
  • the signal buffer BinBuf0 has four binarized signals BSp0 classified by probability, the signal buffer BinBuf1 has one, and the signal buffer BunBuf2 has two.
  • the probability-based binarized signal BSp1 is transferred when the probability-based binarized signal BSp1 is transferred at the position indicated by 510 in FIG. 5B.
  • the signal buffer BinBuf1 corresponding to 1 already has no binarized signal. In this case, a “skip signal” indicating that there is no signal is transferred.
  • the operation of the signal control unit BinCtrl can be summarized as follows.
  • the signal control unit BinCtrl acquires the processing order (step S501). As shown above, the processing order is acquired by an internal calculation or header information of the code string BS. Next, according to the processing order, whether or not the binarized signals BSp0, BSp1, and BSp2 corresponding to the probabilities corresponding to the processing order can be acquired for the signal buffer BinBuf is confirmed (step S502).
  • step S502 If it can be obtained (YES in step S502), the binarization signals BScp0, BScp1, and BScp2 for encoding by probability are transferred to the encoding unit (step S503). On the other hand, if it cannot be obtained (NO in step S502), a “skip signal” indicating that there is no corresponding binarization signal BScp0 for coding by probability is transferred (step S504).
  • step S505 it is confirmed whether or not the binarized signal remains in the signal buffer (step S505). If there is still an unprocessed binarized signal (NO in step S505), it is confirmed whether the next binarized signal can be acquired from the signal buffer based on the processing order (step S502). On the other hand, if the binarized signals of all the signal buffers have been transferred (YES in step S505), the processing of the signal control unit BinCtrl ends.
  • the skip signal will be described in detail together with the operation of the signal encoding unit described later.
  • Each of the signal encoding units BinEnc0, BinEnc1, and BinEnc2 acquires the encoding binary signals BSt0, BSt1, and BSt2 from the signal control unit as described above, and performs entropy encoding processing on the acquired binary signals. .
  • each signal encoding unit acquires the determined encoding order and performs entropy encoding processing based on the probability value.
  • 6A to 6C are explanatory diagrams of the entropy encoding process in the signal encoding unit BinEnc.
  • FIG. 6A shows an example in which arithmetic coding is performed on the binarized signal set BinStream “011”.
  • the probability that the binarized signal “1” corresponding to each binarized signal of the binarized signal set BinStream “011” is “0.2”, “0.3”, “0.4”. If there is, based on the rules of arithmetic codes, 1.0 is limited by comparing the occurrence probability with the binarized signal, and the binary fraction “11” for the last remaining section is encoded. Is output to the multiplexing unit MUX as a completed signal CBS.
  • the arithmetic coding method is not limited to this. For example, H.M. An arithmetic coding method adopted in a moving image standardization method known as H.264 may be used.
  • a skip code when performing the arithmetic code, a binarized signal set BinStream is separated and a skip code having a predetermined length is inserted. At this time, a skip code is selected that does not overlap with the encoded signal CBS when the binary signal is subjected to variable length encoding. Specifically, for example, when the skip code is “000” and the result of the arithmetic code includes “000”, a value that does not overlap with a predetermined encoded signal CBS, for example, “111111” Is assigned.
  • the length of the skip code and the length of the replacement code may be set shorter when the skip code is frequently generated and shorter when the frequency is low.
  • Information regarding the skip code may be determined in advance in the encoding method and the decoding method, or may be described as header information of the code string BS as generated signal information by probability described later.
  • the signal encoding unit BinEnc may use a table assigned in advance according to the signal content of the binarized signal set BinStream instead of the arithmetic code.
  • 6B and 6C show correspondence tables of the encoded signal CBS with respect to Bin Stream. Since the correspondence table shows the occurrence frequency of the binarized signal according to the order of probability, a short code is used for the binarized signal sequence Bin Stream having the higher occurrence frequency, and the binarized signal having the lower occurrence frequency. Allocate a long code for the sequence Bin Stream.
  • FIG. 6B is an example of a table selected when “1” is the most likely binarized signal
  • FIG. 6C is selected when “0001” is the most likely binarized signal. It is an example of a table to be processed.
  • “Skip” is an encoded signal CBS when a skip signal is received.
  • the table indicating the combination of the encoded signal CBS with respect to the binarized signal may be determined in advance in the encoding method and the decoding method, or described as header information of the code string BS as generated signal information by probability described later. May be.
  • the signal encoding units BinEnc0, BinEnc1, and BinEnc2 respectively obtain encoding binary signals BSt0, BSt1, and BSt2, perform variable-length encoding processing, and encode the encoded signals CBS0, CBS1, and CBS2. Is output to the multiplexing unit MUX.
  • the multiplexing unit MUX multiplexes the encoded signals CBS0, CBS1, and CBS2 by a predetermined method, and outputs the result as a code string BS. Multiplexing is realized by accumulating outputs from each signal encoding unit BinEnc separately and connecting them, or by cutting them in a predetermined length and combining them (interleaving). Also good.
  • variable length coding method By using the variable length coding method having such a configuration, it is possible to perform binary coding processing in parallel for a binary signal sequence that has been required to be sequentially processed until now, Processing time can be shortened. Furthermore, by adjusting the distribution method according to the already encoded information, it is possible to distribute more appropriate processing, further reduce the processing time, and simultaneously reduce the situation of skipping, Encoding efficiency can also be improved. For example, when the generation ratios (distribution ratios) of the binarized signals BSp0, BSp1, and BSp2 shown in FIG. 4A are 2/4, 1/4, and 1/4, the signal encoding unit BinEnc operates as four. . In this case, the encoding order is as shown in FIG. 4D and the transfer order is as shown in FIG.
  • the present invention is not limited to this. If there is a method for selecting an encoding order corresponding to the number of signal encoding units and signal buffers, the above configuration can be used in the same way. By determining the appropriate number of signal encoding units and signal buffers according to the characteristics of the signal to be encoded, the processing of the signal encoding unit can be distributed and the processing time can be shortened. Efficiency can be realized.
  • the binarized signals by probability of the signal buffer BinBuf are rearranged by the signal control unit BinCtrl and output to the signal encoding unit BinEnc.
  • the output of the signal distribution unit ProbSel by probability May be stored once in one buffer, and the binarized signal after rearrangement may be stored in the signal buffer BinBuf based on the control signal CS from the signal control unit BinCtrl.
  • the encoding binary signal BSt is stored in the signal buffer BinBuf, and the signal encoding unit can directly exchange with the buffer, thereby reducing the circuit scale. Only in this case, the number of signal buffers BinBuf and the number of signal encoding units BinEnc need to be the same.
  • the size of the signal buffer is not defined, but can be defined by the present invention.
  • the binarized signal Bin to be encoded when the binarized signal corresponding to the probability indicated by the signal control unit does not come out, the size specified by the binarized signal in the signal buffer is set.
  • the processing of the signal encoding unit BinEnc may be delayed, when the binarized signal exceeds the specified size, the process of temporarily stopping the processing of the signal distribution unit by probability and the binarizing unit at the same time I do.
  • the binarized signal in the signal buffer can be kept within a certain value in the signal distribution unit by probability. By doing so, the buffer memory can be reduced, and the circuit scale can be reduced.
  • FIG. 7A is a block diagram showing a configuration of the image decoding apparatus according to the present embodiment.
  • An image decoding apparatus 2000 shown in FIG. 7A includes a decoding processing unit 2100 and a decoding control unit 2200 that controls the decoding processing unit 2100.
  • the decoding processing unit 2100 generates a decoded image by decoding the encoded stream for each block.
  • a decoding processing unit 2100 includes an entropy decoding unit 2101, an inverse quantization unit 2102, an inverse orthogonal transform unit 2103, an adder 2104, a deblocking filter 2105, a memory 2106, an in-plane prediction unit 2107, a motion compensation unit 2108, and A switch 2109 is provided.
  • the entropy decoding unit 2101 acquires an encoded stream and performs entropy decoding (variable length decoding) on the encoded stream.
  • the inverse quantization unit 2102 inversely quantizes the quantized coefficient block entropy decoded by the entropy decoding unit 2101.
  • the inverse orthogonal transform unit 2103 generates a decoded residual image by performing inverse orthogonal transform such as inverse discrete cosine transform on each frequency coefficient included in the inverse quantized coefficient block.
  • the adder 2104 generates a decoded image (decoded block) by adding the prediction image acquired from the switch 2109 and the decoded residual image generated by the inverse orthogonal transform unit 2103.
  • the deblocking filter 2105 removes block distortion of the decoded image generated by the adder 2104, stores the decoded image in the memory 2106, and outputs the decoded image.
  • the in-plane prediction unit 2107 generates a predicted image by performing in-plane prediction on the decoding target block using the decoded image generated by the adder 2104. In-plane prediction is performed based on information indicating the prediction mode included in the encoded stream, or based on the direction of an edge vector detected around the target block.
  • the motion compensation unit 2108 refers to the image stored in the memory 2106 as a reference image, and performs motion compensation on the decoding target block by using a motion vector generated by entropy decoding by the entropy decoding unit 2101. .
  • the motion compensation unit 2108 generates a prediction image for the decoding target block by such motion compensation.
  • the switch 2109 outputs the prediction image generated by the in-plane prediction unit 2107 to the adder 2104 when the decoding target block is subjected to the plane prediction encoding.
  • the switch 2109 outputs the prediction image generated by the motion compensation unit 2108 to the adder 2104 when the decoding target block is subjected to inter-frame prediction encoding.
  • FIG. 7B is a block diagram showing a detailed configuration of the entropy decoding unit 2101 in FIG. 7A.
  • the entropy decoding unit 2010 includes an inverse binarization unit DeBinarizer, a probability prediction unit ProbEst, a signal acquisition unit BinSel, three signal buffers BinBuf0, BinBuf1, BinBuf2, and three signal decoding units BinDec0, BinDec1, and BinDec2. And a demultiplexing unit DeMUX.
  • DeBinarizer inverse binarization unit
  • ProbEst probability prediction unit
  • ProbEst probability prediction unit
  • a signal acquisition unit BinSel three signal buffers BinBuf0, BinBuf1, BinBuf2, and three signal decoding units BinDec0, BinDec1, and BinDec2.
  • DeMUX demultiplexing unit
  • the signal buffers BinBuf0, BinBuf1, and BinBuf2 may be external memories connected to the entropy decoding unit 2101.
  • Each of the signal buffers need not be provided as separate memories.
  • the signal buffers may be configured to share one memory. May be.
  • the entropy decoding unit 2101 having the above configuration divides the encoded signal, decodes the divided signal, predicts the occurrence probability of the decoded signal, and converts the decoded signal to the predicted occurrence probability. Get based on.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a processing flow of the variable length decoding method of the present invention.
  • the demultiplexing unit DeMUX acquires the code string BS and performs a demultiplexing process (step S801).
  • the demultiplexing unit DeMUX performs a demultiplexing process on the code string BS by a predetermined method, acquires encoded signals CBS0, CBS1, and CBS2, and outputs them to the signal decoding units BinDec0, BinDec1, and BinDec2, respectively. .
  • demultiplexing it is determined in advance to be processed in the same manner as the encoding method, or since it is stored as header information of the code string BS, the information is acquired and how it is demultiplexed. Determine whether to do. For example, since it is cut at a predetermined length, it is divided into encoded signals CBS0, CBS1, and CBS2 in order at that stage. Note that the demultiplexing method is not limited to this.
  • ⁇ Parallel processing can be performed on the divided encoded signals CBS0, CBS1, and CBS2 (step S802).
  • the signal decoding units BinDec0, BinDec1, and BinDec2 perform decoding processing on the encoded signals CBS0, CBS1, and CBS2 that are input to each in the same manner as the method selected at the time of encoding (steps S803A, S803B, and S803C). ).
  • the signal decoding units BinDec0, BinDec1, and BinDec2 each obtain a control signal indicating a predetermined processing order from the signal acquisition unit, and in the processing order An arithmetic decoding process is performed using the corresponding probability value.
  • the probability value corresponding to the processing order is a representative probability value obtained by dividing the probability prediction value Prob determined by the encoding method described above with reference to FIG. 2A by the threshold shown in FIG. 2B.
  • FIG. 6A shows an example in which arithmetic decoding is performed on the binary signal set BinStream “011” shown in FIG. 6A.
  • the number line is further divided based on the probability of “0.3”. By repeating this operation, the decoded binarized signal “011” can be acquired.
  • the arithmetic decoding method is not limited to this as long as it is the same as the encoding method.
  • H.M An arithmetic decoding method adopted in a moving image standardization method known as H.264 may be used.
  • the table according to the probability value acquired as described above and the processing order is referred to (for example, the table shown in FIG. 6B or 6C).
  • the BinStream as an output value, that is, the decoded binarized signal is output to the signal buffer.
  • the signal decoding unit acquires the skip code determined by the method described in the encoding method, the corresponding processing order probability value is not used. By doing in this way, the probability value which was not used for encoding can be detected appropriately, and can be skipped.
  • the decoded binary signals BSd0, BSd1, BSd2 are output to the signal buffers BinBuf0, BinBuf1, BinBuf2, respectively.
  • Each signal buffer accumulates the acquired decoded binarized signal (steps S804A, S804B, S804C).
  • Each signal buffer stores the encoded binarized signal separately for each corresponding probability value.
  • the buffer may be divided into small buffers, or information indicating the storage order may be recorded in another small buffer.
  • the signal acquisition unit BinSel selects the corresponding signal buffer from the processing order, acquires the binarized signal Bin (step S805), the probability prediction unit ProbEst, the inverse binarization unit DeBinalizer, Output for.
  • the probability predicting unit ProbEst holds a plurality of binarized signal occurrence probabilities from the already decoded binarized signal Bin, and the decoding target binary is determined according to the surrounding situation.
  • the probability prediction value Prob for the binarized signal Bin is divided in the same manner as in the encoding method, and the representative probability prediction value QProb is output to the signal acquisition unit BinSel.
  • the probability of the probability prediction value Prob the value with the lower (or higher) probability of occurrence is used.
  • the surrounding situation for example, the result of the binarized signal Bin for a block that is encoded and spatially adjacent to the upper part and the left part may be used.
  • the signal acquisition unit BinSel acquires the decoded binarized signals from the signal buffers BinBuf0, BinBuf1, and BinBuf2 in an appropriate order based on the representative probability prediction value QProb and a predetermined processing order.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating the order in which encoded signals are input to each signal decoding unit and processed.
  • FIG. 9B is a diagram for explaining a state in which decoded binarized signals are stored in the signal buffer for each probability value.
  • FIG. 9C is a diagram in which representative probability predicted values QProb acquired from the probability prediction unit in decoding order are arranged in decoding order.
  • FIG. 9D is an explanatory diagram illustrating processing control in the signal acquisition unit BinSel.
  • the encoded signals are processed in order and stored in the signal buffer BinBuf (FIGS. 9A and 9B).
  • the signal acquisition unit BinSel acquires from each signal buffer in the order of the representative probability prediction signal QProb (FIG. 9C) for acquiring the decoding order.
  • the acquisition procedure at this time is processed based on FIG. 9D.
  • the progress state of the buffer for each prediction probability representative value is held (state A, B, C in FIG. 9D), and the state is changed in the direction of the arrow according to signal acquisition. .
  • p0 which is the first in the decoding order is processed.
  • the binarized signal Bin is acquired from the signal buffer BinBuf0, and the state of p0 is changed to B.
  • p0 is acquired from the signal buffer BinBuf2, and when the state of p0 is changed to C, the signal can be acquired appropriately.
  • the signal acquisition unit BinSel is the processing order and the corresponding probability for the signal decoding unit (as described above, the probability value for the processing order, and the representative probability prediction value QProb acquired from the probability prediction unit is Are output to the signal decoding units BinDec0, BinDec1, and BinDec2.
  • the inverse binarization unit DeBinarlizer converts the acquired binarized signal Bin into the output signal SE by a predetermined method (step S806).
  • a method of inverse binarization when binarization is a method in which 1 is continued for the number of integer values and the last numerical value is 0, “0” is “0”, “10” “1”, “11110” can be “4”, and the integer value can be acquired from the binary signals “0” and “1”.
  • the binarization and inverse binarization methods only need to match between the encoding method and the decoding method, and different methods may be used depending on the type of signal.
  • the code string BS generated by the variable length encoding method of the present invention can be correctly decoded by using the variable length decoding method of the present invention. Further, since the signal decoding process can be parallelized, the processing speed can be improved.
  • the present invention is not limited to this. If there is a decoding order selection method corresponding to the number of signal decoding units and signal buffers, the above configuration can be used to achieve the same. By determining the appropriate number of signal encoding units and signal buffers according to the characteristics of the signal to be decoded, the processing of the signal decoding unit can be distributed and the processing time can be shortened.
  • the size of the signal buffer is not defined. However, if the size is defined by the encoding method of the present invention, it may be applied to the buffer size of the signal at the time of decoding. it can. Thereby, the binarized signal in the signal buffer can be kept within a certain value. By doing so, the buffer memory can be reduced, and the circuit scale can be reduced.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of the code string BS in the image encoding method of the present invention.
  • FIG. 10A shows an encoded signal corresponding to a moving image sequence composed of at least one screen, and includes sequence data SeqData that is data of the entire screen and a sequence header SeqHdr that is data common to all data of the entire screen. Composed.
  • the signal control header information SigStr is information including a probability division method, a signal control method, and the like. For example, the number of probability divisions, the probability threshold corresponding to the division, the occurrence frequency or ratio for each representative probability value, the signal The number of encoding units, the number of signal decoding units, and the like can be included.
  • the above information may be variable-length encoded to reduce the amount of information, or may be a difference value from the value used in the previous frame.
  • the sequence header includes signal control header information SigStr.
  • FIG. 10B shows the structure of the sequence data SeqData, and the sequence data SeqData includes a picture signal PicStr that is an encoded signal of a picture that is an encoded signal corresponding to a plurality of one screens.
  • FIG. 10C shows the structure of the picture signal PicStr, which is composed of picture data PicData that is data of one screen and a picture header PicHdr that is data common to the entire screen.
  • the picture header PicHdr includes signal control header information SigStr.
  • FIG. 10D shows the structure of the picture data PicData, and the picture data PicData includes a slice signal SliceStr, which is an encoded signal of a slice composed of a set of a plurality of blocks.
  • SliceStr is an encoded signal of a slice composed of a set of a plurality of blocks.
  • FIG. 10E shows the structure of the slice signal SliceStr, which includes slice data SliceData that is data of one slice and a slice header SliceHdr that is data common to all data of one slice.
  • the signal control header information SigStr may be included in only some PicHdrs.
  • the signal control header information SigStr is included only in some slice headers SliceStr. It may be included.
  • the slice header SliceStr does not contain the signal control header information SigStr, the signal control header information of the other slice header SliceHdr.
  • SigStr By substituting SigStr, it is also possible to suppress an increase in the number of bits due to repetition of the signal control header information SigStr.
  • the header part and the data part other than the header may be separated and transmitted separately. In that case, the header part and the data part do not become one bit stream as shown in FIG.
  • the transmission order of the header part and the data part is not continuous, only the header part corresponding to the corresponding data part is transmitted in another packet, and it becomes one bit stream. Even if not, the concept is the same as the case of the bit stream described in FIG.
  • the code string BS encoded by the above method is decoded by the following procedure.
  • signal control header information SigStr included in the sequence header SeqHdr is acquired, and each information is held.
  • signal control header information SigStr included in the picture header PicHdr is acquired, and each information is updated.
  • the information included in the sequence header SeqHdr is held as it is.
  • the signal control header information SigStr included in the slice header SliceHdr is acquired, and each information is updated.
  • the storage medium may be any medium that can record a program, such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, an IC card, and a semiconductor memory.
  • FIG. 11 is a diagram showing an overall configuration of a content supply system ex100 that realizes a content distribution service.
  • a communication service providing area is divided into desired sizes, and base stations ex106, ex107, ex108, ex109, and ex110, which are fixed wireless stations, are installed in each cell.
  • This content supply system ex100 includes a computer ex111, a PDA (Personal Digital Assistant) ex112, a camera ex113, a mobile phone ex114, a game machine ex115 via the Internet ex101, the Internet service provider ex102, the telephone network ex104, and the base stations ex106 to ex110. Etc. are connected.
  • PDA Personal Digital Assistant
  • each device may be directly connected to the telephone network ex104 without going from the base station ex106, which is a fixed wireless station, to ex110.
  • the devices may be directly connected to each other via short-range wireless or the like.
  • the camera ex113 is a device that can shoot moving images such as a digital video camera
  • the camera ex116 is a device that can shoot still images and movies such as a digital camera.
  • the mobile phone ex114 is a GSM (Global System for Mobile Communications) system, a CDMA (Code Division Multiple Access) system, a W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) system, an LTE (Long Terminal Evolution) system, an HSPA ( High-speed-Packet-Access) mobile phone or PHS (Personal-Handyphone System), etc.
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • W-CDMA Wideband-Code Division Multiple Access
  • LTE Long Terminal Evolution
  • HSPA High-speed-Packet-Access
  • PHS Personal-Handyphone System
  • the camera ex113 and the like are connected to the streaming server ex103 through the base station ex109 and the telephone network ex104, thereby enabling live distribution and the like.
  • live distribution the content (for example, music live video) captured by the user using the camera ex113 is encoded as described in the above embodiments, and transmitted to the streaming server ex103.
  • the streaming server ex103 stream-distributes the content data transmitted to the requested client. Examples of the client include a computer ex111, a PDA ex112, a camera ex113, a mobile phone ex114, and a game machine ex115 that can decode the encoded data. Each device that receives the distributed data decodes the received data and reproduces it.
  • the captured data may be encoded by the camera ex113, the streaming server ex103 that performs data transmission processing, or may be shared with each other.
  • the decryption processing of the distributed data may be performed by the client, the streaming server ex103, or may be performed in common with each other.
  • still images and / or moving image data captured by the camera ex116 may be transmitted to the streaming server ex103 via the computer ex111.
  • the encoding process in this case may be performed by any of the camera ex116, the computer ex111, and the streaming server ex103, or may be performed in a shared manner.
  • these encoding / decoding processes are generally performed in the computer ex111 and the LSI ex500 included in each device.
  • the LSI ex500 may be configured as a single chip or a plurality of chips.
  • moving image encoding / decoding software is incorporated into some recording medium (CD-ROM, flexible disk, hard disk, etc.) that can be read by the computer ex111, etc., and encoding / decoding processing is performed using the software. May be.
  • moving image data acquired by the camera may be transmitted.
  • the moving image data at this time is data encoded by the LSI ex500 included in the mobile phone ex114.
  • the streaming server ex103 may be a plurality of servers or a plurality of computers, and may process, record, and distribute data in a distributed manner.
  • the encoded data can be received and reproduced by the client.
  • the information transmitted by the user can be received, decrypted and reproduced by the client in real time, and personal broadcasting can be realized even for a user who does not have special rights or facilities.
  • At least one of the video encoding device and the video decoding device of each of the above embodiments is incorporated in the digital broadcast system ex200. be able to.
  • the broadcast station ex201 multiplexed data obtained by multiplexing music data and the like on video data is transmitted to a communication or satellite ex202 via radio waves.
  • This video data is data encoded by the moving image encoding method described in the above embodiments.
  • the broadcasting satellite ex202 transmits a radio wave for broadcasting, and this radio wave is received by a home antenna ex204 capable of receiving satellite broadcasting.
  • the received multiplexed data is decoded and reproduced by a device such as the television (receiver) ex300 or the set top box (STB) ex217.
  • a reader / recorder ex218 that reads and decodes multiplexed data recorded on a recording medium ex215 such as a DVD or a BD, encodes a video signal on the recording medium ex215, and in some cases multiplexes and writes it with a music signal. It is possible to mount the moving picture decoding apparatus or moving picture encoding apparatus described in the above embodiments. In this case, the reproduced video signal is displayed on the monitor ex219, and the video signal can be reproduced in another device or system using the recording medium ex215 on which the multiplexed data is recorded.
  • a moving picture decoding apparatus may be mounted in a set-top box ex217 connected to a cable ex203 for cable television or an antenna ex204 for satellite / terrestrial broadcasting and displayed on the monitor ex219 of the television.
  • the moving picture decoding apparatus may be incorporated in the television instead of the set top box.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a television (receiver) ex300 that uses the video decoding method and the video encoding method described in each of the above embodiments.
  • the television ex300 obtains or outputs multiplexed data in which audio data is multiplexed with video data via the antenna ex204 or the cable ex203 that receives the broadcast, and demodulates the received multiplexed data.
  • the modulation / demodulation unit ex302 that modulates multiplexed data to be transmitted to the outside, and the demodulated multiplexed data is separated into video data and audio data, or the video data and audio data encoded by the signal processing unit ex306 Is provided with a multiplexing / demultiplexing unit ex303.
  • the television ex300 decodes the audio data and the video data, or encodes each information, the audio signal processing unit ex304, the signal processing unit ex306 including the video signal processing unit ex305, and the decoded audio signal.
  • the television ex300 includes an interface unit ex317 including an operation input unit ex312 that receives an input of a user operation.
  • the television ex300 includes a control unit ex310 that performs overall control of each unit, and a power supply circuit unit ex311 that supplies power to each unit.
  • the interface unit ex317 includes a bridge unit ex313 connected to an external device such as a reader / recorder ex218, a recording unit ex216 such as an SD card, and an external recording unit such as a hard disk.
  • a driver ex315 for connecting to a medium, a modem ex316 for connecting to a telephone network, and the like may be included.
  • the recording medium ex216 is capable of electrically recording information by using a nonvolatile / volatile semiconductor memory element to be stored.
  • Each part of the television ex300 is connected to each other via a synchronous bus.
  • the television ex300 receives a user operation from the remote controller ex220 or the like, and demultiplexes the multiplexed data demodulated by the modulation / demodulation unit ex302 by the multiplexing / demultiplexing unit ex303 based on the control of the control unit ex310 having a CPU or the like. Furthermore, in the television ex300, the separated audio data is decoded by the audio signal processing unit ex304, and the separated video data is decoded by the video signal processing unit ex305 using the decoding method described in each of the above embodiments.
  • the decoded audio signal and video signal are output from the output unit ex309 to the outside. At the time of output, these signals may be temporarily stored in the buffers ex318, ex319, etc. so that the audio signal and the video signal are reproduced in synchronization. Also, the television ex300 may read multiplexed data from recording media ex215 and ex216 such as a magnetic / optical disk and an SD card, not from broadcasting. Next, a configuration in which the television ex300 encodes an audio signal or a video signal and transmits the signal to the outside or to a recording medium will be described.
  • the television ex300 receives a user operation from the remote controller ex220 and the like, encodes an audio signal with the audio signal processing unit ex304, and converts the video signal with the video signal processing unit ex305 based on the control of the control unit ex310. Encoding is performed using the encoding method described in (1).
  • the encoded audio signal and video signal are multiplexed by the multiplexing / demultiplexing unit ex303 and output to the outside. When multiplexing, these signals may be temporarily stored in the buffers ex320, ex321, etc. so that the audio signal and the video signal are synchronized.
  • a plurality of buffers ex318, ex319, ex320, and ex321 may be provided as illustrated, or one or more buffers may be shared. Further, in addition to the illustrated example, data may be stored in the buffer as a buffer material that prevents system overflow and underflow, for example, between the modulation / demodulation unit ex302 and the multiplexing / demultiplexing unit ex303.
  • the television ex300 has a configuration for receiving AV input of a microphone and a camera, and performs encoding processing on the data acquired from them. Also good.
  • the television ex300 has been described as a configuration capable of the above-described encoding processing, multiplexing, and external output, but these processing cannot be performed, and only the above-described reception, decoding processing, and external output are possible. It may be a configuration.
  • the decoding process or the encoding process may be performed by either the television ex300 or the reader / recorder ex218.
  • the reader / recorder ex218 may share with each other.
  • FIG. 14 shows a configuration of an information reproducing / recording unit ex400 when data is read from or written to an optical disk.
  • the information reproducing / recording unit ex400 includes elements ex401, ex402, ex403, ex404, ex405, ex406, and ex407 described below.
  • the optical head ex401 irradiates a laser spot on the recording surface of the recording medium ex215 that is an optical disk to write information, and detects information reflected from the recording surface of the recording medium ex215 to read the information.
  • the modulation recording unit ex402 electrically drives a semiconductor laser built in the optical head ex401 and modulates the laser beam according to the recording data.
  • the reproduction demodulator ex403 amplifies the reproduction signal obtained by electrically detecting the reflected light from the recording surface by the photodetector built in the optical head ex401, separates and demodulates the signal component recorded on the recording medium ex215, and is necessary To play back information.
  • the buffer ex404 temporarily holds information to be recorded on the recording medium ex215 and information reproduced from the recording medium ex215.
  • the disk motor ex405 rotates the recording medium ex215.
  • the servo control unit ex406 moves the optical head ex401 to a predetermined information track while controlling the rotational drive of the disk motor ex405, and performs a laser spot tracking process.
  • the system control unit ex407 controls the entire information reproduction / recording unit ex400.
  • the system control unit ex407 uses various types of information held in the buffer ex404, and generates and adds new information as necessary.
  • the modulation recording unit ex402, the reproduction demodulation unit This is realized by recording / reproducing information through the optical head ex401 while operating the ex403 and the servo control unit ex406 in a coordinated manner.
  • the system control unit ex407 includes, for example, a microprocessor, and executes these processes by executing a read / write program.
  • the optical head ex401 has been described as irradiating a laser spot.
  • a configuration in which higher-density recording is performed using near-field light may be used.
  • FIG. 15 shows a schematic diagram of a recording medium ex215 that is an optical disk.
  • Guide grooves grooves
  • address information indicating the absolute position on the disc is recorded in advance on the information track ex230 by changing the shape of the groove.
  • This address information includes information for specifying the position of the recording block ex231 that is a unit for recording data, and the recording block is specified by reproducing the information track ex230 and reading the address information in a recording or reproducing apparatus.
  • the recording medium ex215 includes a data recording area ex233, an inner peripheral area ex232, and an outer peripheral area ex234.
  • the area used for recording user data is the data recording area ex233, and the inner circumference area ex232 and the outer circumference area ex234 arranged on the inner or outer circumference of the data recording area ex233 are used for specific purposes other than user data recording. Used.
  • the information reproducing / recording unit ex400 reads / writes encoded audio data, video data, or multiplexed data obtained by multiplexing these data with respect to the data recording area ex233 of the recording medium ex215.
  • an optical disk such as a single-layer DVD or BD has been described as an example.
  • the present invention is not limited to these, and an optical disk having a multilayer structure and capable of recording other than the surface may be used.
  • an optical disc with a multi-dimensional recording / reproducing structure such as recording information using light of different wavelengths in the same place on the disc, or recording different layers of information from various angles. It may be.
  • the car ex210 having the antenna ex205 can receive data from the satellite ex202 and the like, and the moving image can be reproduced on a display device such as the car navigation ex211 that the car ex210 has.
  • the configuration of the car navigation ex211 may be, for example, a configuration in which a GPS receiving unit is added in the configuration illustrated in FIG. 13, and the same may be considered for the computer ex111, the mobile phone ex114, and the like.
  • FIG. 16 (a) is a diagram showing a mobile phone ex114 using the moving picture decoding method and the moving picture encoding method described in the above embodiment.
  • the mobile phone ex114 includes an antenna ex350 for transmitting and receiving radio waves to and from the base station ex110, a camera unit ex365 capable of capturing video and still images, a video captured by the camera unit ex365, a video received by the antenna ex350, and the like Is provided with a display unit ex358 such as a liquid crystal display for displaying the decrypted data.
  • the mobile phone ex114 further includes a main body unit having an operation key unit ex366, an audio output unit ex357 such as a speaker for outputting audio, an audio input unit ex356 such as a microphone for inputting audio, a captured video,
  • an audio input unit ex356 such as a microphone for inputting audio
  • a captured video In the memory unit ex367 for storing encoded data or decoded data such as still images, recorded audio, received video, still images, mails, or the like, or an interface unit with a recording medium for storing data
  • a slot ex364 is provided.
  • the mobile phone ex114 has a power supply circuit part ex361, an operation input control part ex362, and a video signal processing part ex355 with respect to a main control part ex360 that comprehensively controls each part of the main body including the display part ex358 and the operation key part ex366.
  • a camera interface unit ex363, an LCD (Liquid Crystal Display) control unit ex359, a modulation / demodulation unit ex352, a multiplexing / demultiplexing unit ex353, an audio signal processing unit ex354, a slot unit ex364, and a memory unit ex367 are connected to each other via a bus ex370. ing.
  • the power supply circuit unit ex361 starts up the mobile phone ex114 in an operable state by supplying power from the battery pack to each unit.
  • the cellular phone ex114 converts the audio signal collected by the audio input unit ex356 in the voice call mode into a digital audio signal by the audio signal processing unit ex354 based on the control of the main control unit ex360 having a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Then, this is subjected to spectrum spread processing by the modulation / demodulation unit ex352, digital-analog conversion processing and frequency conversion processing are performed by the transmission / reception unit ex351, and then transmitted via the antenna ex350.
  • the mobile phone ex114 also amplifies the received data received via the antenna ex350 in the voice call mode, performs frequency conversion processing and analog-digital conversion processing, performs spectrum despreading processing by the modulation / demodulation unit ex352, and performs voice signal processing unit After being converted into an analog audio signal by ex354, this is output from the audio output unit ex356.
  • the text data of the e-mail input by operating the operation key unit ex366 of the main unit is sent to the main control unit ex360 via the operation input control unit ex362.
  • the main control unit ex360 performs spread spectrum processing on the text data in the modulation / demodulation unit ex352, performs digital analog conversion processing and frequency conversion processing in the transmission / reception unit ex351, and then transmits the text data to the base station ex110 via the antenna ex350.
  • almost the reverse process is performed on the received data and output to the display unit ex358.
  • the video signal processing unit ex355 compresses the video signal supplied from the camera unit ex365 by the moving image encoding method described in the above embodiments.
  • the encoded video data is sent to the multiplexing / separating unit ex353.
  • the audio signal processing unit ex354 encodes the audio signal picked up by the audio signal input unit ex356 while the camera unit ex365 images a video, a still image, and the like, and the encoded audio data is sent to the multiplexing / separating unit ex353. Send it out.
  • the multiplexing / demultiplexing unit ex353 multiplexes the encoded video data supplied from the video signal processing unit ex355 and the encoded audio data supplied from the audio signal processing unit ex354 by a predetermined method, and is obtained as a result.
  • the multiplexed data is subjected to spread spectrum processing by the modulation / demodulation circuit unit ex352, subjected to digital analog conversion processing and frequency conversion processing by the transmission / reception unit ex351, and then transmitted via the antenna ex350.
  • the multiplexing / separating unit ex353 separates the multiplexed data into a video data bit stream and an audio data bit stream, and performs video signal processing on the video data encoded via the synchronization bus ex370.
  • the encoded audio data is supplied to the audio signal processing unit ex354 while being supplied to the unit ex355.
  • the video signal processing unit ex355 decodes the video signal by decoding using the video decoding method corresponding to the video encoding method described in each of the above embodiments, and the display unit ex358 via the LCD control unit ex359. From, for example, video and still images included in a moving image file linked to a home page are displayed.
  • the audio signal processing unit ex354 decodes the audio signal, and the audio is output from the audio output unit ex357.
  • the terminal such as the mobile phone ex114 is referred to as a transmission terminal having only an encoder and a receiving terminal having only a decoder.
  • a transmission terminal having only an encoder
  • a receiving terminal having only a decoder.
  • multiplexed data in which music data is multiplexed with video data is received and transmitted.
  • character data related to video is multiplexed. It may be converted data, or may be video data itself instead of multiplexed data.
  • the moving picture encoding method or the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments can be used in any of the above-described devices / systems. The described effect can be obtained.
  • multiplexed data obtained by multiplexing audio data or the like with video data is configured to include identification information indicating which standard the video data conforms to.
  • identification information indicating which standard the video data conforms to.
  • FIG. 17 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • multiplexed data is obtained by multiplexing one or more of a video stream, an audio stream, a presentation graphics stream (PG), and an interactive graphics stream.
  • the video stream indicates the main video and sub-video of the movie
  • the audio stream (IG) indicates the main audio portion of the movie and the sub-audio mixed with the main audio
  • the presentation graphics stream indicates the subtitles of the movie.
  • the main video indicates a normal video displayed on the screen
  • the sub-video is a video displayed on a small screen in the main video.
  • the interactive graphics stream indicates an interactive screen created by arranging GUI components on the screen.
  • the video stream is encoded by the moving image encoding method or apparatus shown in the above embodiments, or the moving image encoding method or apparatus conforming to the conventional standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, and VC-1. ing.
  • the audio stream is encoded by a method such as Dolby AC-3, Dolby Digital Plus, MLP, DTS, DTS-HD, or linear PCM.
  • Each stream included in the multiplexed data is identified by PID. For example, 0x1011 for video streams used for movie images, 0x1100 to 0x111F for audio streams, 0x1200 to 0x121F for presentation graphics, 0x1400 to 0x141F for interactive graphics streams, 0x1B00 to 0x1B1F are assigned to video streams used for sub-pictures, and 0x1A00 to 0x1A1F are assigned to audio streams used for sub-audio mixed with the main audio.
  • FIG. 18 is a diagram schematically showing how multiplexed data is multiplexed.
  • a video stream ex235 composed of a plurality of video frames and an audio stream ex238 composed of a plurality of audio frames are converted into PES packet sequences ex236 and ex239, respectively, and converted into TS packets ex237 and ex240.
  • the data of the presentation graphics stream ex241 and interactive graphics ex244 are converted into PES packet sequences ex242 and ex245, respectively, and further converted into TS packets ex243 and ex246.
  • the multiplexed data ex247 is configured by multiplexing these TS packets into one stream.
  • FIG. 19 shows in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • the first row in FIG. 19 shows a video frame sequence of the video stream.
  • the second level shows a PES packet sequence.
  • a plurality of video presentation units in a video stream are divided into pictures, B pictures, and P pictures and stored in the payload of the PES packet.
  • Each PES packet has a PES header, and a PTS (Presentation Time-Stamp) that is a display time of a picture and a DTS (Decoding Time-Stamp) that is a decoding time of a picture are stored in the PES header.
  • PTS Presentation Time-Stamp
  • DTS Decoding Time-Stamp
  • FIG. 20 shows the format of TS packets that are finally written in the multiplexed data.
  • the TS packet is a 188-byte fixed-length packet composed of a 4-byte TS header having information such as a PID for identifying a stream and a 184-byte TS payload for storing data.
  • the PES packet is divided and stored in the TS payload.
  • a 4-byte TP_Extra_Header is added to a TS packet, forms a 192-byte source packet, and is written in multiplexed data.
  • TP_Extra_Header information such as ATS (Arrival_Time_Stamp) is described.
  • ATS indicates the transfer start time of the TS packet to the PID filter of the decoder.
  • Source packets are arranged in the multiplexed data as shown in the lower part of FIG. 20, and the number incremented from the head of the multiplexed data is called SPN (source packet number).
  • TS packets included in the multiplexed data include PAT (Program Association Table), PMT (Program Map Table), PCR (Program Clock Reference), and the like in addition to each stream such as video / audio / caption.
  • PAT indicates what the PID of the PMT used in the multiplexed data is, and the PID of the PAT itself is registered as 0.
  • the PMT has the PID of each stream such as video / audio / subtitles included in the multiplexed data and the attribute information of the stream corresponding to each PID, and has various descriptors related to the multiplexed data.
  • the descriptor includes copy control information for instructing permission / non-permission of copying of multiplexed data.
  • the PCR corresponds to the ATS in which the PCR packet is transferred to the decoder. Contains STC time information.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the data structure of the PMT in detail.
  • a PMT header describing the length of data included in the PMT is arranged at the head of the PMT.
  • a plurality of descriptors related to multiplexed data are arranged.
  • the copy control information and the like are described as descriptors.
  • a plurality of pieces of stream information regarding each stream included in the multiplexed data are arranged.
  • the stream information includes a stream descriptor in which a stream type, a stream PID, and stream attribute information (frame rate, aspect ratio, etc.) are described to identify a compression codec of the stream.
  • the multiplexed data is recorded together with the multiplexed data information file.
  • the multiplexed data information file is management information of multiplexed data, has a one-to-one correspondence with the multiplexed data, and includes multiplexed data information, stream attribute information, and an entry map.
  • the multiplexed data information includes a system rate, a reproduction start time, and a reproduction end time as shown in FIG.
  • the system rate indicates a maximum transfer rate of multiplexed data to a PID filter of a system target decoder described later.
  • the ATS interval included in the multiplexed data is set to be equal to or less than the system rate.
  • the playback start time is the PTS of the first video frame of the multiplexed data
  • the playback end time is set by adding the playback interval for one frame to the PTS of the video frame at the end of the multiplexed data.
  • the attribute information for each stream included in the multiplexed data is registered for each PID.
  • the attribute information has different information for each video stream, audio stream, presentation graphics stream, and interactive graphics stream.
  • the video stream attribute information includes the compression codec used to compress the video stream, the resolution of the individual picture data constituting the video stream, the aspect ratio, and the frame rate. It has information such as how much it is.
  • the audio stream attribute information includes the compression codec used to compress the audio stream, the number of channels included in the audio stream, the language supported, and the sampling frequency. With information. These pieces of information are used for initialization of the decoder before the player reproduces it.
  • the stream type included in the PMT is used.
  • video stream attribute information included in the multiplexed data information is used.
  • the video encoding shown in each of the above embodiments for the stream type or video stream attribute information included in the PMT.
  • FIG. 24 shows steps of the moving picture decoding method according to the present embodiment.
  • step exS100 the stream type included in the PMT or the video stream attribute information included in the multiplexed data information is acquired from the multiplexed data.
  • step exS101 it is determined whether or not the stream type or the video stream attribute information indicates multiplexed data generated by the moving picture encoding method or apparatus described in the above embodiments. To do.
  • step exS102 the above embodiments are performed. Decoding is performed by the moving picture decoding method shown in the form.
  • the conventional information Decoding is performed by a moving image decoding method compliant with the standard.
  • FIG. 25 shows a configuration of an LSI ex500 that is made into one chip.
  • the LSI ex500 includes elements ex501, ex502, ex503, ex504, ex505, ex506, ex507, ex508, and ex509 described below, and each element is connected via a bus ex510.
  • the power supply circuit unit ex505 is activated to an operable state by supplying power to each unit when the power supply is on.
  • the LSI ex500 when performing the encoding process, performs the microphone ex117 and the camera ex113 by the AV I / O ex509 based on the control of the control unit ex501 including the CPU ex502, the memory controller ex503, the stream controller ex504, the drive frequency control unit ex512, and the like.
  • the AV signal is input from the above.
  • the input AV signal is temporarily stored in an external memory ex511 such as SDRAM.
  • the accumulated data is divided into a plurality of times as appropriate according to the processing amount and the processing speed and sent to the signal processing unit ex507, and the signal processing unit ex507 encodes an audio signal and / or video. Signal encoding is performed.
  • the encoding process of the video signal is the encoding process described in the above embodiments.
  • the signal processing unit ex507 further performs processing such as multiplexing the encoded audio data and the encoded video data according to circumstances, and outputs the result from the stream I / Oex 506 to the outside.
  • the output multiplexed data is transmitted to the base station ex107 or written to the recording medium ex215. It should be noted that data should be temporarily stored in the buffer ex508 so as to be synchronized when multiplexing.
  • the memory ex511 is described as an external configuration of the LSI ex500.
  • a configuration included in the LSI ex500 may be used.
  • the number of buffers ex508 is not limited to one, and a plurality of buffers may be provided.
  • the LSI ex500 may be made into one chip or a plurality of chips.
  • control unit ex510 includes the CPU ex502, the memory controller ex503, the stream controller ex504, the drive frequency control unit ex512, and the like, but the configuration of the control unit ex510 is not limited to this configuration.
  • the signal processing unit ex507 may further include a CPU.
  • the CPU ex502 may be configured to include a signal processing unit ex507 or, for example, an audio signal processing unit that is a part of the signal processing unit ex507.
  • the control unit ex501 is configured to include a signal processing unit ex507 or a CPU ex502 having a part thereof.
  • LSI LSI
  • IC system LSI
  • super LSI ultra LSI depending on the degree of integration
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and implementation with a dedicated circuit or a general-purpose processor is also possible.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
  • FIG. 26 shows a configuration ex800 in the present embodiment.
  • the drive frequency switching unit ex803 sets the drive frequency high when the video data is generated by the moving image encoding method or apparatus described in the above embodiments.
  • the decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method described in each of the above embodiments is instructed to decode the video data.
  • the video data is video data compliant with the conventional standard, compared to the case where the video data is generated by the moving picture encoding method or apparatus shown in the above embodiments, Set the drive frequency low. Then, it instructs the decoding processing unit ex802 compliant with the conventional standard to decode the video data.
  • the drive frequency switching unit ex803 includes the CPU ex502 and the drive frequency control unit ex512 in FIG.
  • the decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and the decoding processing unit ex802 that complies with the conventional standard correspond to the signal processing unit ex507 in FIG.
  • the CPU ex502 identifies which standard the video data conforms to. Then, based on the signal from the CPU ex502, the drive frequency control unit ex512 sets the drive frequency. Further, based on the signal from the CPU ex502, the signal processing unit ex507 decodes the video data.
  • the identification information described in the fifth embodiment may be used.
  • the identification information is not limited to that described in the fifth embodiment, and any information that can identify which standard the video data conforms to may be used. For example, it is possible to identify which standard the video data conforms to based on an external signal that identifies whether the video data is used for a television or a disk. In some cases, identification may be performed based on such an external signal.
  • the selection of the driving frequency in the CPU ex502 may be performed based on, for example, a look-up table in which video data standards and driving frequencies are associated with each other as shown in FIG. The look-up table is stored in the buffer ex508 or the internal memory of the LSI, and the CPU ex502 can select the drive frequency by referring to the look-up table.
  • FIG. 27 shows steps for executing the method of the present embodiment.
  • the signal processing unit ex507 acquires identification information from the multiplexed data.
  • the CPU ex502 identifies whether the video data is generated by the encoding method or apparatus described in each of the above embodiments based on the identification information.
  • the CPU ex502 sends a signal for setting the drive frequency high to the drive frequency control unit ex512. Then, the drive frequency control unit ex512 sets a high drive frequency.
  • the CPU ex502 drives the signal for setting the drive frequency low in step exS203. This is sent to the frequency control unit ex512. Then, in the drive frequency control unit ex512, the drive frequency is set to be lower than that in the case where the video data is generated by the encoding method or apparatus described in the above embodiments.
  • the power saving effect can be further enhanced by changing the voltage applied to the LSI ex500 or the device including the LSI ex500 in conjunction with the switching of the driving frequency. For example, when the drive frequency is set low, it is conceivable that the voltage applied to the LSI ex500 or the device including the LSI ex500 is set low as compared with the case where the drive frequency is set high.
  • the setting method of the driving frequency may be set to a high driving frequency when the processing amount at the time of decoding is large, and to a low driving frequency when the processing amount at the time of decoding is small. It is not limited to the method.
  • the amount of processing for decoding video data compliant with the MPEG4-AVC standard is larger than the amount of processing for decoding video data generated by the moving picture encoding method or apparatus described in the above embodiments. It is conceivable that the setting of the driving frequency is reversed to that in the case described above.
  • the method for setting the drive frequency is not limited to the configuration in which the drive frequency is lowered.
  • the voltage applied to the LSIex500 or the apparatus including the LSIex500 is set high.
  • the driving of the CPU ex502 is stopped.
  • the CPU ex502 is temporarily stopped because there is room in processing. Is also possible. Even when the identification information indicates that the video data is generated by the moving image encoding method or apparatus described in each of the above embodiments, if there is a margin for processing, the CPU ex502 is temporarily driven. It can also be stopped. In this case, it is conceivable to set the stop time shorter than in the case where the video data conforms to the conventional standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, and VC-1.
  • a plurality of video data that conforms to different standards may be input to the above-described devices and systems such as a television and a mobile phone.
  • the signal processing unit ex507 of the LSI ex500 needs to support a plurality of standards in order to be able to decode even when a plurality of video data complying with different standards is input.
  • the signal processing unit ex507 corresponding to each standard is used individually, there is a problem that the circuit scale of the LSI ex500 increases and the cost increases.
  • a decoding processing unit for executing the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and a decoding conforming to a standard such as MPEG-2, MPEG4-AVC, or VC-1
  • the processing unit is partly shared.
  • An example of this configuration is shown as ex900 in FIG.
  • the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and the moving picture decoding method compliant with the MPEG4-AVC standard are processed in processes such as entropy coding, inverse quantization, deblocking filter, and motion compensation. Some contents are common.
  • the decoding processing unit ex902 corresponding to the MPEG4-AVC standard is shared, and for the other processing content unique to the present invention not corresponding to the MPEG4-AVC standard, the dedicated decoding processing unit ex901 is used.
  • Configuration is conceivable.
  • a dedicated decoding processing unit ex901 is used for inverse quantization, and other entropy coding, deblocking filter, motion compensation, and the like are used.
  • the decoding processing unit for executing the moving picture decoding method described in each of the above embodiments is shared, and the processing content specific to the MPEG4-AVC standard As for, a configuration using a dedicated decoding processing unit may be used.
  • ex1000 in FIG. 29B shows another example in which processing is partially shared.
  • a dedicated decoding processing unit ex1001 corresponding to processing content unique to the present invention
  • a dedicated decoding processing unit ex1002 corresponding to processing content specific to other conventional standards
  • a moving picture decoding method of the present invention A common decoding processing unit ex1003 corresponding to processing contents common to other conventional video decoding methods is used.
  • the dedicated decoding processing units ex1001 and ex1002 are not necessarily specialized in the processing content specific to the present invention or other conventional standards, and may be capable of executing other general-purpose processing.
  • the configuration of the present embodiment can be implemented by LSI ex500.
  • the circuit scale of the LSI can be reduced and the cost can be reduced. It is possible to reduce.
  • the present invention is advantageously used for an image encoding method and an image decoding method.
  • Image coding apparatus 1100 Encoding processing unit 1101 Subtractor 1102 Orthogonal transformation unit 1103 Quantization unit 1104 Entropy coding unit 1105 Inverse quantization unit 1106 Inverse orthogonal transformation unit 1107, 2104 Adder 1108, 2105 Deblocking filter 1109, 2106 Memory 1110, 2107 In-plane prediction unit 1111, 2108 Motion compensation unit 1112 Motion detection unit 1113, 2109 Switch 1200 Coding control unit 2000 Image decoding device 2100 Decoding processing unit 2101 Entropy decoding unit 2102 Inverse quantization unit 2104 Inverse orthogonal transform unit 2200 Decryption control unit

Landscapes

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Abstract

　符号化方法は、画像信号を二値化する二値化ステップと、二値化された信号の発生確率を予測する確率予測ステップと、二値化された信号を、予測された発生確率別に、複数のグループのいずれかに分配する第一の分配ステップと、第一の分配ステップで分配された二値化された信号を、各グループの分配比率に応じて再分配する第二の分配ステップと、第二の分配ステップで再分配された二値化された信号を、グループ毎に並列に可変長符号化する符号化ステップと、グループ毎に可変長符号化された信号を多重化する多重化ステップとを含む。

Description

符号化方法及び復号方法
　本発明は、可変長符号化方法及び可変長復号方法、可変長符号化装置及び可変長復号装置、それらの方法をコンピュータに実行させるプログラムに関するものである。
　従来から、画像信号を複数に分割し、可変長符号化処理により符号化データに変換する方法、及び該符号化データを可変長復号処理により復元する方法が知られている。
ＩＳＯ／ＩＥＣ　１４４９６－１０「ＭＰＥＧ－４　Ｐａｒｔ　１０　Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ」
　従来の画像符号化装置及び復号装置では、可変長符号化及び可変長復号時に逐次処理が必要であり、処理時間が長くなるという課題があった。
　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、処理時間を短縮した符号化方法及び復号方法を提供することを目的とする。
　本発明の一形態に係る符号化方法は、画像信号を可変長符号化する方法である。具体的には、前記画像信号を二値化する二値化ステップと、前記二値化された信号の発生確率を予測する確率予測ステップと、前記二値化された信号を、前記予測された発生確率別に、複数のグループのいずれかに分配する第一の分配ステップと、前記第一の分配ステップで分配された前記二値化された信号を、各グループの分配比率に応じて再分配する第二の分配ステップと、前記第二の分配ステップで再分配された二値化された信号を、グループ毎に並列に可変長符号化する符号化ステップと、前記グループ毎に可変長符号化された信号を多重化する多重化ステップとを含む。
　また、前記第二の分配ステップでは、信号の発生頻度が分散化するように、前記二値化された信号を再分配することを特徴としてもよい。
　さらに、前記第一の分配ステップでは、信号の発生確率と、信号の発生頻度とが分散化するように、前記二値化された信号を分割することを特徴としてもよい。
　本発明の一形態に係る復号方法は、符号化された画像信号を可変長復号する方法である。具体的には、符号化された信号を分割する逆多重化ステップと、前記逆多重化ステップにより分割された信号を復号処理する復号ステップと、前記復号された信号の発生確率を予測する確率予測ステップと、前記復号された信号を、前記予測された発生確率に基いて取得する取得ステップとを含む。
　また、前記取得ステップでは、さらに符号化順で前記復号された信号を取得することを特徴としてもよい。
　この構成により、符号化処理、復号処理を効果的に並列処理することができる。これにより処理時間の短縮を図ることができる。
図１Ａは、本実施の形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 図１Ｂは、図１Ａのエントロピー符号化部の詳細構成を示すブロック図である。 図２Ａは、確率別信号分配部ProbSelの動作の流れを示すフローチャートである。 図２Ｂは、閾値TH0及びTH1の関係の例を示す図である。 図３Ａは、信号バッファに蓄えられている確率別二値化信号の例を示す図である。 図３Ｂは、符号化順の例を示す図である。 図３Ｃは、信号符号化部に対して出力される順番の例を示す図である。 図４Ａは、信号バッファに蓄えられている確率別二値化信号の例を示す図である。 図４Ｂは、符号化順の一例を示す図である。 図４Ｃは、転送順の一例を示す図である。 図４Ｄは、符号化順の他の例を示す図である。 図４Ｅは、転送順の他の例を示す図である。 図５Ａは、信号バッファに蓄えられている確率別二値化信号の例を示す図である。 図５Ｂは、転送順の例を示す図である。 図５Ｃは、信号制御部BinCtrlの動作を示すフローチャートである。 図６Ａは、二値化信号の組BinStream“０１１”に対して、算術符号を行った場合の例を示す図である。 図６Ｂは、符号化済み信号CBSの対応テーブルの一例を示す図である。 図６Ｃは、符号化済み信号CBSの対応テーブルの他の例を示す図である。 図７Ａは、本実施の形態における画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図７Ｂは、図７Ａのエントロピー復号部の詳細構成を示すブロック図である。 図８は、可変長復号方法の処理の流れを示すフローチャートである。 図９Ａは、符号化済信号が各信号復号部に入力され、処理される順を示した図である。 図９Ｂは、信号バッファに復号済二値化信号をそれぞれ確率値別に蓄積されている状態を説明する図である。 図９Ｃは、確率予測部より復号順に取得される代表確率予測値QProbを復号順に並べた図である。 図９Ｄは、信号取得部BinSel内での処理制御を説明する図である。 図１０は、本発明の画像符号化方法における符号列BSの構成図である。 図１１は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。 図１２は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図１３は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図１４は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生／記録部の構成例を示すブロック図である。 図１５は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。 図１６は、（ａ）携帯電話の一例を示す図（ｂ）携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図１７は、多重化データの構成を示す図である。 図１８は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。 図１９は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。 図２０は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。 図２１は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２２は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図２３は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図２４は、映像データを識別するステップを示す図である。 図２５は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号化方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。 図２６は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図２７は、映像データを識別し、駆動周波数を切り替えるステップを示す図である。 図２８は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。 図２９は、（ａ）信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図（ｂ）信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。
　（実施の形態１）
　図１Ａは、本実施の形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図１Ａに示される画像符号化装置１０００は、符号化処理部１１００と、符号化処理部１１００を制御する符号化制御部１２００とを備える。
　符号化処理部１１００は、動画像をブロックごとに符号化することによって符号化ストリームを生成する。このような符号化処理部１１００は、減算器１１０１、直交変換部１１０２、量子化部１１０３、エントロピー符号化部１１０４、逆量子化部１１０５、逆直交変換部１１０６、加算器１１０７、デブロッキングフィルタ１１０８、メモリ１１０９、面内予測部１１１０、動き補償部１１１１、動き検出部１１１２、およびスイッチ１１１３を備える。
　減算器１１０１は、動画像に含まれる符号化対象ブロックから、スイッチ１１１３から取得した符号化対象ブロックに対応する予測画像（予測ブロック）を減算することによって残差画像（残差ブロック）を生成する。
　直交変換部１１０２は、減算器１１０１によって生成された残差画像に対して、例えば離散コサイン変換などの直交変換を行うことによって、その残差画像を複数の周波数係数からなる係数ブロックに変換する。量子化部１１０３は、その係数ブロックに含まれる各周波数係数を量子化することによって、量子化された係数ブロックを生成する。
　エントロピー符号化部１１０４は、量子化部１１０３によって量子化された係数ブロックと、動き検出部１１１２によって検出された動きベクトル又は面内予測部１１１０から出力される予測モードを示す情報とをエントロピー符号化（可変長符号化）することによって符号化ストリームを生成する。
　逆量子化部１１０５は、量子化部１１０３によって量子化された係数ブロックを逆量子化する。逆直交変換部１１０６は、その逆量子化された係数ブロックに含まれる各周波数係数に対して逆離散コサイン変換などの逆直交変換を行うことによって、復号残差画像（復号残差ブロック）を生成する。
　加算器１１０７は、スイッチ１１１３から取得した予測画像と、逆直交変換部１１０６によって生成された復号残差画像とを加算することによって局所復号画像（復号ブロック）を生成する。
　デブロッキングフィルタ１１０８は、加算器１１０７によって生成された局所復号画像のブロック歪みを除去し、その局所復号画像をメモリ１１０９に格納する。
　面内予測部１１１０は、加算器１１０７によって生成された局所復号画像を用いて符号化対象ブロックに対して面内予測を行うことによって予測画像を生成する。
　動き検出部１１１２は、動画像に含まれる符号化対象ブロックに対して動きベクトルを検出し、その検出された動きベクトルを動き補償部１１１１とエントロピー符号化部１１０４に出力する。
　動き補償部１１１１は、メモリ１１０９に格納されている画像を参照画像として参照するとともに、動き検出部１１１２によって検出された動きベクトルを用いることによって、符号化対象ブロックに対して動き補償を行う。動き補償部１１１１は、このような動き補償によって符号化対象ブロックに対する予測画像を生成する。
　スイッチ１１１３は、符号化対象ブロックが面内予測符号化される場合には、面内予測部１１１０によって生成された予測画像を減算器１１０１および加算器１１０７に出力する。一方、スイッチ１１１３は、符号化対象ブロックが画面間予測符号化される場合には、動き補償部１１１１によって生成された予測画像を減算器１１０１および加算器１１０７に出力する。
　図１Ｂは、図１Ａのエントロピー符号化部１１０４の詳細構成を示すブロック図である。図１Ｂに示すように、エントロピー符号化部１１０４は、二値化部Binarizer、確率予測部ProbEst、確率別信号分配部ProbSel、３つの信号バッファBinBuf0、BinBuf1、BinBuf2、信号制御部BinCtrl、３つの信号符号化部BinEnc0、BinEnc1、BinEnc2、及び多重化部MUXを備える。ここでは、信号バッファと信号符号化部とがそれぞれ３つの場合について説明するが、後述するように３つに限るものではない。また、信号バッファBinBuf0、BinBuf1、BinBuf2は、エントロピー号化部１１０４に接続された外部メモリであってもよいし、それぞれを別個のメモリとして備える必要はなく、例えば一つのメモリを共有する形で構成してもよい。
　上記構成のエントロピー符号化部１１０４は、画像信号を二値化し、二値化された信号の発生確率を予測し、二値化された信号を、予測された発生確率別に複数のグループのいずれかに分配し、分配された二値化された信号を、各グループの分配比率に応じて再分配し、再分配された二値化された信号を、グループ毎に並列に可変長符号化し、グループ毎に可変長符号化された信号を多重化する。
　二値化部Binarizerは入力信号SEを入力し、予め決められた方法により入力信号SEを二値の信号（例えば“０”と“１”で表される信号）に変換し、二値化信号Binを確率予測部ProbEstと確率別信号分配部ProbSelとに対して出力する。例えば、二値化の方法としては、整数値の数字の数だけ１を連続し、最後の数値を０とする方法であってもよい。この場合、「０」は「０」、「１」は「１０」、「４」は「１１１１０」というように整数の値を“０”と“１”の二値の信号で表すことができる。
　確率予測部ProbEstは、既に符号化済みの上記二値化信号Binから、二値化信号の発生確率を複数保持しており、周囲の状況に応じて符号化対象の二値化信号Binに対する、確率予測値Probを確率別信号分配部ProbSelに対して出力する。なお、ここで確率予測値Probの確率は、発生確率の低い方（もしくは高い方）の値を用いることとする。なお、周囲の状況とは、例えば符号化済みで空間的に上部、左部に隣接するブロックに対する二値化信号Binの結果を利用してもよい。確率別信号分配部ProbSelは、入力される二値化信号Binと、その二値化信号Binに対応する確率予測値Probとを取得し、予め決められた方法で二値化信号を分配する。
　図２Ａは、確率別信号分配部ProbSelの動作の流れを示すフローチャートである。確率別信号分配部ProbSelは、まず確率予測値Probおよび二値化信号Binを取得する(ステップS201)。次に取得した確率予測値Probを閾値TH0と比較する(ステップS202)。
　確率予測値Probが閾値TH0より小さい場合(ステップS202でYES)、確率予測値Probは確率P0であるとして分類され、二値化信号Binは、確率別二値化信号BSp0として信号バッファBinBuf0に対して出力される(ステップS203)。一方、確率予測値Probが閾値TH0より大きい場合(ステップS202でNO)、確率予測値Probを閾値TH1と比較する(ステップS204)。
　確率予測値Probが閾値TH1より小さい場合(ステップS204でYES)、確率予測値Probは確率P1であるとして分類され、二値化信号Binは、確率別二値化信号BSp1として信号バッファBinBuf1に対して出力される(ステップS205)。確率予測値Probが閾値TH1より大きい場合(ステップS204でNO)、確率予測値Probは確率P2であるとして分類され、二値化信号Binは、確率別二値化信号BSp2として信号バッファBinBuf2に対して出力される(ステップS206)。
　なお、ここでの閾値TH0および閾値TH1は、図２Ｂに示すように、小さい方から予め決められる値とする。例えば、TH0=0.2、TH1=0.4などの値でもよいし、符号化対象の信号の種別によって、閾値の組合せを切り替えても良い。この閾値の情報は、予め符号化装置、復号装置で同じ値を使うことと決めておいても良いし、後述の分割確率情報として、符号列BSのヘッダ情報として記述してもよい。
　また、前述の確率P0、P1、P2とは、閾値によって区分された範囲の代表値とし、上記の例（TH0=0.2、TH1=0.4）の場合P0=0.1、P1=0.3、P2=0.45として表さされる値である。なお、必ずしも中央値である必要はない。なお、ここでは３種類の確率区分に分ける場合について説明したが、例えば１０種類に区分する場合には、９つの閾値を用いればよい。ここでの確率区分の分け方は、符号化対象となる信号に対する符号化効率が最も高くなる、すなわち代表値の確率に基いて、符号長を変える方法において、符号長が短くなるように分配する方法であれば、どんなものであってもよい。
　分配された確率別二値化信号BSp0、BSp1、BSp2は、それぞれ信号バッファBinBuf0、BinBuf1、BinBuf2に対して出力され、各信号バッファは、確率ごとに入力された順番に蓄積される。
　信号制御部BinCtrlは、信号バッファBinBuf0、BinBuf1、BinBuf2に対して制御信号CSを出力し、制御信号CSに示された方法で、各々の信号バッファから確率別符号化用二値化信号BScp0、BScp1、BScp2を取得し、予め決められた方法で取得した確率別符号化用二値化信号BScp0、BScp1、BScp2の順番を変えて、信号符号化部BinEnc0、BinEnc1、BinEnc2に対して符号化用二値化信号として出力する。
　ここで信号制御部BinCtrlがどのように信号バッファのデータを信号符号化部に対して制御信号CSによって制御するかについて詳しく説明する。図３Ａは、信号バッファに蓄えられている確率別二値化信号を示す。図３Ｂは、符号化順として予め決められた方法を示す。図３Ｃは、符号化用二値化信号として、信号符号化部に対して出力される順番について示している。
　なお、図３Ｂに示す方法とは、各確率に対する二値化信号に対して均等に一つずらしで順番に処理する方法を示している。信号制御部BinCtrlは、図３Ａに示す信号バッファの二値化信号を、図３Ｂの方法に従い、図３Ｃに示す転送順に、符号化用二値化信号BSt0、BSt1、BSt2として、それぞれ信号符号化部BinEnc0、BinEnc1、BinEnc2に対して出力する。
　なお、信号制御部BinCtrlが信号符号化部に二値化信号を受け渡しをする方法として、図３Ｂに示す方法を例に挙げたがこの信号の受け渡しは、確率別二値化信号BSp0、BSp1、BSp2の割合に応じて変えても良い。例えば、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに、確率別二値化信号BSp0、BSp1、BSp2が、2/4、1/4、1/4の割合で発生している場合の信号バッファに蓄えられている確率別二値化信号（図４Ａ）、符号化順に対して出力される順番（図４Ｂ）、信号符号化部に対して転送する順番（図４Ｃ）を示す。発生する割合に応じて、図４Ｂに示すように、割合の多い確率別二値化信号BSp0を符号化処理する割合を挙げている。
　この場合、複数の同じ確率値を持つ二値化信号が同じ順番に発生することになるため、予め符号化側と復号側でどのように処理するかの方法を決めておく。例えば、図４Ｂの方法で符号化順を決める場合、異なる信号符号化部で同一順番で確率値を処理する場合に、例えば信号符号化部の番号が小さいものから順に振り分けることとする。例えば、確率別二値化信号BSp0は、信号符号化部で２番目に同時期に処理される必要がある。このとき、信号バッファBinBuf0から取得する順番を信号符号化部BinEnc0が先に取得することに決めておくことで、次に信号バッファBinBuf0から取得する信号を信号符号化部BinEnc2に渡すことができ、一意に転送順を決めることが可能となる。
　これにより、確率別二値化信号をよりバランスよく信号符号化部に分配することが可能なる。なお、確率別二値化信号BSp0、BSp1、BSp2の割合は、既に符号化済みの信号を用いて、内部で演算してもよいし、すでに符号化済みの前のフレーム結果から割合情報を後述の確率別発生信号情報として、符号列BSのヘッダ情報として記述してもよい。
　なお、確率別二値化信号BSp0、BSp1、BSp2の割合と、前述の符号化順を決める方法における配分方法のバランスが一致しない場合、信号符号化部に転送するための確率別二値化信号が信号バッファに存在しない場合がある。この場合について詳しく説明する。図５Ａは信号バッファ、図５Ｂは図３Ｂに示した符号化順に基いて決定された転送順、図５Ｃは信号制御部BinCtrlの動作を示すフローチャートである。
　図５Ａに示すように、信号バッファBinBuf0には確率別二値化信号BSp0が４つあり、信号バッファBinBuf1には１つ、信号バッファBunBuf2には２つある。この場合、図３Ｂに示す方法で信号符号化部BinEncに対する転送順番を決めると、図５Ｂの５１０で示す位置で、確率別二値化信号BSp1を転送する場合に、確率別二値化信号BSp1に対応する信号バッファBinBuf1には既に二値化信号が無いことが発生する。この場合、信号が無いことを示す“スキップ信号”を転送する。また、同様に５１１で示す位置で、確率別二値化信号BSp2に対しても同じことが発生する。この場合も“スキップ信号”を転送する。
　信号制御部BinCtrlの動作について、次のようにまとめることができる。信号制御部BinCtrlは、処理順を取得する（ステップS501）。上記に示すように内部演算もしくは、符号列BSのヘッダ情報により、処理順を取得する。次に処理順に従って、信号バッファBinBufに対して処理順に対応する確率別二値化信号BSp0、BSp1、BSp2が取得できるかどうか確認をする（ステップS502）。
　取得できる場合(ステップS502でYES)、確率別符号化用二値化信号BScp0、BScp1、BScp2を符号化部に対して転送する(ステップS503)。一方、取得できない場合(ステップS502でNO)、対応する確率別符号化用二値化信号BScp0がないことを示す“スキップ信号”を転送する(ステップS504)。
　次に、信号バッファに二値化信号が残っているかどうかを確認する(ステップS505)。まだ未処理の二値化信号がある場合（ステップS505でNO）、処理順に基づき次の二値化信号を信号バッファから取得できるかを確認する(ステップS502)。一方、全ての信号バッファの二値化信号が転送されている場合(ステップS505でYES)、信号制御部BinCtrlの処理は終了する。スキップ信号については、後述の信号符号化部の動作とともに詳しく説明する。
　信号符号化部BinEnc0、BinEnc1、BinEnc2はそれぞれ、上記のとおり信号制御部より符号化用二値化信号BSt0、BSt1、BSt2を取得し、取得した二値化信号に対してエントロピー符号化処理を行う。
　ここで、各信号符号化部は、図３Ｂもしくは図４Ｂで示すように、決められた符号化順を取得し、その確率値に基いてエントロピー符号化処理を行う。図６Ａ～図６Ｃは、信号符号化部BinEncでのエントロピー符号化処理の説明図である。
　図６Ａに、二値化信号の組BinStream“０１１”に対して、算術符号を行った場合の例を示す。二値化信号の組BinStream“０１１”の各二値化信号に対応する二値化信号“１”が発生する確率は、“０．２”、“０．３”、“０．４”であるとした場合、算術符号のルールに基づき、１．０を発生確率と二値化信号との比較により、限定していき、最後に残った区間に対する二進数の小数部分“１１”を符号化済み信号CBSとして多重化部MUXに対して出力する。なお、算術符号化の方法としては、これに限らない。例えば、Ｈ．２６４として知られる動画像標準化方式において採用されている算術符号化方式を用いてもよい。
　ここでスキップ信号があった場合について説明する。図６Ａに示すように、算術符号を実施する際に、二値化信号の組BinStreamの区切りとし、さらに予め決めておいた長さのスキップコードを入れる。このとき、スキップコードは二値化信号を可変長符号化する際の符号化済み信号CBSと重複しないものを選択する。具体的には、例えば、スキップコードを“０００”とした場合、算術符号の結果に“０００”を含む場合には、予め決めておいた符号化済み信号CBSと重複しない値、例えば“１１１１１１”を割当てる。
　なお、スキップコードの長さ、置き換える符号の長さは、スキップコードの発生頻度が高い場合には、スキップコードは短く、発生頻度が低い場合には、スキップコードは長く設定してもよい。スキップコードに関する情報は、予め符号化方法と復号方法において決めておいても良いし、後述の確率別発生信号情報として、符号列BSのヘッダ情報として記述してもよい。
　なお、信号符号化部BinEncは算術符号ではなく、二値化信号の組BinStreamの信号内容に合わせ、予め割当てたテーブルを用いてもよい。図６Ｂおよび図６Ｃは、Bin Streamに対する符号化済み信号CBSの対応テーブルを示す。なお、対応テーブルは、確率順によって二値化信号の発生頻度がわかるため、発生頻度が高くなる二値化信号の列Bin Streamに対しては短いコードを、発生頻度が低くなる二値化信号の列Bin Streamに対しては長いコードを割当てる。
　例えば、図６Ｂは“１”が最も発生しやすい二値化信号である場合に選択されるテーブルの例であり、図６Ｃは“０００１”が最も発生しやすい二値化信号である場合に選択されるテーブルの例である。なお、ここで”Skip”というのは、スキップ信号を受け取った場合の符号化済み信号CBSである。二値化信号に対する符号化済み信号CBSの組合せを示すテーブルは、予め符号化方法と復号方法において決めておいても良いし、後述の確率別発生信号情報として、符号列BSのヘッダ情報として記述してもよい。
　上記のとおり、信号符号化部BinEnc0、BinEnc1、BinEnc2はそれぞれ、符号化用二値化信号BSt0、BSt1、BSt2を取得し、可変長符号化処理を実施し、符号化済み信号CBS0、CBS1、CBS2として多重化部MUXに対して出力する。多重化部MUXは、符号化済み信号CBS0、CBS1、CBS2を予め決めた方法で多重化し、符号列BSとして出力する。なお、多重化としては、各信号符号化部BinEncからの出力を別々に蓄積し、つなぎ合わせても良いし、予め決めた長さで切断し、それを組み合わせる（インターリーブする）ことにより実現しても良い。
　このような構成の可変長符号化方法を用いることにより、今まで逐次的に処理をする必要があった二値化信号列に対して、並列に二値化符号化処理を行うことができ、処理時間を短縮することが出来る。さらに分配方法を既に符号化した情報によって調整することにより、さらに適切な処理の配分を行うことができ、さらに処理時間を短縮することが出来、同時にスキップとなる状況を削減することができるため、符号化効率も向上することが可能となる。例えば図４Ａに示した確率別二値化信号BSp0、BSp1、BSp2の発生割合（分配比率）が2/4、1/4、1/4の場合、信号符号化部BinEncが４つとして動作する。この場合、符号化順は図４Ｄ、転送順は図４Ｅに示すとおりになり、適切に処理を配分できることがわかる。
　なお、上記の説明では、信号バッファBinBufの数と信号符号化部BinEncの数が同じ場合について説明したが、これに限らない。信号符号化部と信号バッファの数に対応する符号化順の選択方法があれば、上記の構成で同じように実現することができる。符号化対象とする信号の特性によって、適当な信号符号化部と信号バッファの数を決めておくことにより、信号符号化部の処理を分散し、処理時間を短縮することができ、さらに符号化効率を実現することが出来る。
　なお、上記の説明では、信号制御部BinCtrlで信号バッファBinBufの確率別二値化信号の並び替えを行い、信号符号化部BinEncに対して出力していたが、確率別信号分配部ProbSelの出力を一度、一つのバッファに貯めておき、信号制御部BinCtrlからの制御信号CSに基いて、並べ替えをした後の二値化信号を信号バッファBinBufに蓄えておいても良い。このようにすることで、信号バッファBinBuf内には符号化用二値化信号BStが蓄えられることとなり、信号符号化部から直接バッファとのやり取りが可能となり、回路規模を削減することが出来る。なお、この場合にのみ、信号バッファBinBufの数と信号符号化部BinEncの数は同じである必要がある。
　なお、上記の説明では、信号バッファのサイズに対して規定をしていなかったが、本発明によって、規定することができる。例えば、符号化対象の二値化信号Binの中で、信号制御部で指示されている確率と対応する二値化信号が出てこない場合、信号バッファ内の二値化信号が規定したサイズを超えた場合、スキップ信号を入れることにより、符号化用二値化信号BStとして信号符号化部BinEncに対して出力することが可能となる。一方、信号符号化部BinEncの処理が滞っている場合もあるため、二値化信号が規定したサイズを超えた場合、同時に確率別信号分配部および二値化部の処理を一時的に止める処理を行う。これにより、確率別信号分配部に信号バッファ内の二値化信号を一定値内に収めることが可能となる。このようにすることにより、バッファ用のメモリを削減することができ、回路規模を削減することが可能となる。
　（実施の形態２）
　図７Ａは、本実施の形態における画像復号装置の構成を示すブロック図である。図７Ａに示される画像復号装置２０００は、復号処理部２１００と、復号処理部２１００を制御する復号制御部２２００とを備える。
　復号処理部２１００は、符号化ストリームをブロックごとに復号することによって復号画像を生成する。このような復号処理部２１００は、エントロピー復号部２１０１、逆量子化部２１０２、逆直交変換部２１０３、加算器２１０４、デブロッキングフィルタ２１０５、メモリ２１０６、面内予測部２１０７、動き補償部２１０８、およびスイッチ２１０９を備える。
　エントロピー復号部２１０１は、符号化ストリームを取得し、その符号化ストリームをエントロピー復号（可変長復号）する。
　逆量子化部２１０２は、エントロピー復号部２１０１によってエントロピー復号された量子化された係数ブロックを逆量子化する。逆直交変換部２１０３は、その逆量子化された係数ブロックに含まれる各周波数係数に対して逆離散コサイン変換などの逆直交変換を行うことによって、復号残差画像を生成する。
　加算器２１０４は、スイッチ２１０９から取得した予測画像と、逆直交変換部２１０３によって生成された復号残差画像とを加算することによって復号画像（復号ブロック）を生成する。
　デブロッキングフィルタ２１０５は、加算器２１０４によって生成された復号画像のブロック歪みを除去し、その復号画像をメモリ２１０６に格納するとともに、その復号画像を出力する。
　面内予測部２１０７は、加算器２１０４によって生成された復号画像を用いて復号対象ブロックに対して面内予測を行うことによって予測画像を生成する。面内予測は、符号化ストリームに含まれる予測モードを示す情報に基づいて行われるか、対象ブロックの周辺で検出されるエッジベクトルの方向に基づいて行なわれる。
　動き補償部２１０８は、メモリ２１０６に格納されている画像を参照画像として参照するとともに、エントロピー復号部２１０１によるエントロピー復号によって生成された動きベクトルを用いることによって、復号対象ブロックに対して動き補償を行う。動き補償部２１０８は、このような動き補償によって復号対象ブロックに対する予測画像を生成する。
　スイッチ２１０９は、復号対象ブロックが面予測符号化されている場合には、面内予測部２１０７によって生成された予測画像を加算器２１０４に出力する。一方、スイッチ２１０９は、復号対象ブロックが画面間予測符号化されている場合には、動き補償部２１０８によって生成された予測画像を加算器２１０４に出力する。
　図７Ｂは、図７Ａのエントロピー復号部２１０１の詳細構成を示すブロック図である。図７Ｂに示すように、エントロピー復号部２０１０は、逆二値化部DeBinarizer、確率予測部ProbEst、信号取得部BinSel、３つの信号バッファBinBuf0、BinBuf1、BinBuf2、３つの信号復号部BinDec0、BinDec1、BinDec2、及び逆多重化部DeMUXを備える。ここでは、信号バッファと、信号符号化部がそれぞれ３つの場合について説明するが、後述するように３つに限るものではない。また、信号バッファBinBuf0、BinBuf1、BinBuf2は、エントロピー復号部２１０１に接続された外部メモリであってもよいし、それぞれを別個のメモリとして備える必要はなく、例えば一つのメモリを共有する形で構成してもよい。
　上記構成のエントロピー復号部２１０１は、符号化された信号を分割し、分割された信号を復号処理し、復号された信号の発生確率を予測し、復号された信号を、予測された発生確率に基いて取得する。
　図８は、本発明の可変長復号方法の処理の流れを示すフローチャートである。逆多重化部DeMUXは、符号列BSを取得し逆多重化処理する（ステップS801）。逆多重化部DeMUXは、予め決めた方法で、符号列BSを逆多重化処理し、符号化済み信号CBS0、CBS1、CBS2を取得し、それぞれ信号復号部BinDec0、BinDec1、BinDec2に対して出力する。
　ここで逆多重化としては、符号化方法と同様に処理するように予め決めておく、もしくは符号列BSのヘッダ情報として蓄積されているため、その情報を取得し、どのように逆多重化処理を行うかを判断する。例えば、予め決めた長さで切断されているため、その長さになった段階で、順にそれぞれ符号化済み信号CBS0、CBS1、CBS2と分割していく。なお、逆多重化方法としてはこれに限らない。
　分割した符号化済み信号CBS0、CBS1、CBS2に対して並列処理を行うことができる（ステップS802）。信号復号部BinDec0、BinDec1、BinDec2は、各々に対して入力された符号化済み信号CBS0、CBS1、CBS2に対して、符号化時に選択した方法と同様に復号処理を行う（ステップS803A、S803B、S803C）。例えば、符号化方法において、算術符号化が行われている場合には、信号復号部BinDec0、BinDec1、BinDec2は、それぞれ信号取得部より予め決められた処理順を示す制御信号を取得し、処理順に対応する確率値を用いて、算術復号処理を行う。
　ここで、処理順に対応する確率値とは、上記で図２Ａを用いて説明した符号化方法で決めた確率予測値Probを、図２Ｂで示す閾値によって分割した代表の確率値である。算術復号処理を図６Ａに示した、二値化信号の組BinStream“０１１”に対して、算術符号を行った場合の例を示す。
　この場合、信号復号部には出力結果である“１１”が入力される。これを十進数化すると０．７５になる。次に、これに対応する確率値と処理順が信号取得部より入力される。これで確率順（図６Ａでは“０．２”、“０．３”、“０．４”）がわかる。まず最初の確率“０．２”により、数直線を分割する。０．７５は、分割後の０～０．８の間にあるので、最初の符号は“０”であると復号できる。
　次に、“０．３”の確率に基いて、さらに数直線を分割する。という動作を繰り返すことで、復号済二値化信号“０１１”を取得することができる。なお、算術復号の方法としては、符号化方法と同じ方式であればこれに限らない。例えば、Ｈ．２６４として知られる動画像標準化方式において採用されている算術復号方式を用いてもよい。
　なお、符号化方法において、テーブルを用いた符号化が行われている場合には、上記のように取得した確率値と処理順に応じたテーブルを参照し（例えば図６Ｂまたは図６Ｃに示すテーブル）、出力値となるBinStream、すなわち復号済二値化信号を信号バッファに対して出力する。
　ここでスキップ信号があった場合について説明する。信号復号部が符号化方法で説明した方法で決められたスキップコードを取得した場合、それに対応する処理順の確率値は使用しない。このようにすることで、符号化に用いられなかった確率値を適切に検出し、スキップすることができる。
　復号処理をした後、復号済二値化信号BSd0、BSd1、BSd2をそれぞれ信号バッファBinBuf0、BinBuf1、BinBuf2に対して出力する。各信号バッファは、取得した復号済二値化信号を蓄積する（ステップS804A、S804B、S804C）。各信号バッファは、符号化済二値化信号を蓄積する際に、対応する確率値毎に区別して格納する。格納の方法としては、バッファ内を小バッファに区切る方法でも良いし、格納順を示す情報を別の小バッファに記録しておくことでも良い。信号取得部BinSelは、代表確率予測値QProbに基づき、処理順から対応する信号バッファを選択し、二値化信号Binを取得し（ステップS805）、確率予測部ProbEstと逆二値化部DeBinalizerとに対して出力する。
　ここで確率予測部ProbEstは、符号化方法と同様に、既に復号済みの二値化信号Binから、二値化信号の発生確率を複数保持しており、周囲の状況に応じて復号対象の二値化信号Binに対する、確率予測値Probを符号化方法と同様に分割し、代表確率予測値QProbを信号取得部BinSelに対して出力する。なお、ここで確率予測値Probの確率は、発生確率の低い方（もしくは高い方）の値を用いることとする。なお、周囲の状況とは、例えば符号化済みで空間的に上部、左部に隣接するブロックに対する二値化信号Binの結果を利用してもよい。
　信号取得部BinSelは、上記代表確率予測値QProbと、予め決められた処理順に基づき、信号バッファBinBuf0、BinBuf1、BinBuf2より復号済二値化信号を適切な順番に取得する。図９Ａは、符号化済信号が各信号復号部に入力され、処理される順を示した図である。図９Ｂは、信号バッファに復号済二値化信号をそれぞれ確率値別に蓄積されている状態を説明する図である。図９Ｃは、確率予測部より復号順に取得される代表確率予測値QProbを復号順に並べた図である。図９Ｄは、信号取得部BinSel内での処理制御を説明する説明図である。
　符号化済信号は、順番に処理され、信号バッファBinBufに蓄積されている（図９Ａ及び図９Ｂ）。ここで、信号取得部BinSelは、復号順を取得する代表確率予測信値QProbの順（図９Ｃ）に、各信号バッファより取得する。このときの取得手順として、図９Ｄに基いて処理する。
　図９Ｄに示すように、各予測確率代表値に対するバッファの進行状態を保持しておき（図９ＤのｓｔａｔｅＡ、Ｂ、Ｃ）、信号取得に応じて、状態を矢印の方向に遷移させるものとする。具体的には、復号順の１番であるp0を処理する。この場合、p0の状態はＡであるため、信号バッファBinBuf0より二値化信号Binを取得し、p0の状態はＢに遷移させる。同様に、p0は、信号バッファBinBuf2から取得されp0の状態はＣに遷移させると継続することにより、適切に信号を取得することができる。
　なお、信号取得部BinSelは、信号復号部に対して処理順とそれに対応する確率（上記に説明したとおり、処理順に対する確率値であり、確率予測部から取得される代表確率予測値QProbとは異なる）を各々信号復号部BinDec0、BinDec1、BinDec2に対して出力する。
　逆二値化部DeBinarlizerは、取得した二値化信号Binから予め決められた方法により出力信号SEに変換する（ステップS806）。例えば、逆二値化の方法としては二値化時に整数値の数字の数だけ１を連続し、最後の数値を０とする方法であった場合、「０」は「０」、「１０」は「１」、「１１１１０」は「４」というように “０”と“１”の二値の信号から整数の値を取得することができる。なお、この二値化、逆二値化の方法は符号化と復号方法で一致していれば良く、信号の種類によって異なる方法を用いても良い。
　このような動作により、本発明の可変長復号方法を用いることによって、本発明の可変長符号化方法により生成した符号列BSを正しく復号することができる。また、信号復号処理を並列化することができるため、処理速度を向上することができる。
　なお、上記の説明では、信号バッファBinBufの数と信号復号部BinDecの数が同じ場合について説明したが、これに限らない。信号復号部と信号バッファの数に対応する復号順の選択方法があれば、上記の構成で同じように実現することができる。復号対象とする信号の特性によって、適当な信号符号化部と信号バッファの数を決めておくことにより、信号復号部の処理を分散し、処理時間を短縮することができる。
　なお、上記の説明では、信号バッファのサイズに対して規定をしていなかったが、本発明の符号化方法によって、規定していた場合、それを復号時の信号のバッファサイズに適用することができる。これにより、信号バッファ内の二値化信号を一定値内に収めることが可能となる。このようにすることにより、バッファ用のメモリを削減することができ、回路規模を削減することが可能となる。
　なお、復号に必要な情報、すなわち処理順の方法や確率分配方法等が符号列BSのストリームのヘッダ情報に記述されている場合、その情報を復号し上記の説明の処理に各々適用することにより、処理の並列度合いを高く維持することが可能となる。なお、フィルタヘッダ情報の復号方法については、他の実施の形態で詳しく説明する。
　（実施の形態３）
　本実施の形態では、確率分割の処理や、信号制御部に必要な情報等を示す信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒをストリームのヘッダ情報として記述し、符号化および復号する方法を説明する。
　図１０は、本発明の画像符号化方法における符号列BSの構成図である。図１０（ａ）は少なくとも１画面で構成される動画シーケンスに対応する符号化信号であり、全画面のデータであるシーケンスデータＳｅｑＤａｔａと、全画面の全データに共通のデータであるシーケンスヘッダＳｅｑＨｄｒで構成される。
　信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒとは、確率分割の方法や信号制御方法等を含む情報であり、例えば、確率分割の分割数、および分割に対応する確率閾値、代表確率値毎の発生頻度もしくは比率、信号符号化部の数、信号復号部の数となどを含むことが出来る。また上記の情報は、可変長符号化することにより、情報量を削減しても良いし、前のフレームで用いた値との差分値としてもよい。また、これらは全て含む必要はなく、一部の情報は予め符号化方法、復号方法で決めた値を用いてもよい。
　シーケンスヘッダには、信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒが含まれている。
　図１０（ｂ）は、シーケンスデータＳｅｑＤａｔａの構造の構造であり、シーケンスデータＳｅｑＤａｔａは複数の１画面に対応する符号化信号であるピクチャの符号化信号である、ピクチャ信号ＰｉｃＳｔｒを含んでいる。
　図１０（ｃ）は、ピクチャ信号ＰｉｃＳｔｒの構造であり、１画面のデータであるピクチャデータＰｉｃＤａｔａと、１画面全体に共通のデータであるピクチャヘッダＰｉｃＨｄｒで構成される。ピクチャヘッダＰｉｃＨｄｒには、信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒが含まれている。
　図１０（ｄ）は、ピクチャデータＰｉｃＤａｔａの構造であり、ピクチャデータＰｉｃＤａｔａは複数のブロック単位の集合で構成されるスライスの符号化信号である、スライス信号ＳｌｉｃｅＳｔｒを含んでいる。
　図１０（ｅ）は、スライス信号ＳｌｉｃｅＳｔｒの構造であり、1スライスのデータであるスライスデータＳｌｉｃｅＤａｔａと1スライスの全データに共通のデータであるスライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒで構成される。スライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒに信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒを含むことにより、スライスデータＳｌｉｃｅＤａｔａ単位で受信した符号化信号を正しく復号できる。
　なお、シーケンスデータＳｅｑＤａｔａに複数の画面信号ＰｉｃＳｔｒが含まれている場合には、全てのＰｉｃＨｄｒに信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒを含む代わりに、一部のＰｉｃＨｄｒのみに信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒを含むようにしてもよい。同様に、ピクチャデータＰｉｃＤａｔａに複数のスライス信号ＳｌｉｃｅＳｔｒが含まれている場合は、全てのスライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒに信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒを含む代わりに、一部のスライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒのみに信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒを含むようにしてもよい。
　信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒの内容が各スライスで共通であれば、図１０（ｅ）に示すように、スライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒに信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒが無い場合は、他のスライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒの信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒで代用することで、信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒの繰り返しによるビット数の増加を抑えることも可能である。
　また、符号列BSが連続したビットストリームでなく、細切れのデータの単位であるパケット等で伝送する場合はヘッダ部とヘッダ以外のデータ部を分離して別に伝送してもよい。その場合は、図１０のようにヘッダ部とデータ部が１つのビットストリームとなることはない。しかしながら、パケットの場合は、ヘッダ部とデータ部の伝送する順序が連続しなくても、対応するデータ部に対応するヘッダ部が別のパケットで伝送されるだけであり、１つのビットストリームとなっていなくても、概念は図１０で説明したビットストリームの場合と同じである。
　また、本発明の復号方法において、上記の手法で符号化された符号列BSは、次の手順で復号される。まず、シーケンスヘッダＳｅｑＨｄｒに含まれる信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒを取得し、各情報を保持する。次に、ピクチャヘッダＰｉｃＨｄｒに含まれる信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒを取得し、各情報を更新する。ここで、信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒが無い場合、もしくは一部が無い場合には、シーケンスヘッダＳｅｑＨｄｒに含まれた情報をそのまま保持する。同様に、スライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒ含まれる信号制御ヘッダ情報ＳｉｇＳｔｒを取得し、各情報を更新する。
　このようにすることにより、上記符号列BSを正しく復号することができる。
　（実施の形態４）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または動画像復号化方法の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
　さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法や動画像復号化方法の応用例とそれを用いたシステムを説明する。
　図１１は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex１０６、ex１０７、ex１０８、ex１０９、ex１１０が設置されている。
　このコンテンツ供給システムex１００は、インターネットex１０１にインターネットサービスプロバイダex１０２および電話網ex１０４、および基地局ex１０６からex１１０を介して、コンピュータex１１１、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）ex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５などの各機器が接続される。
　しかし、コンテンツ供給システムex１００は図１１のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。
　カメラex１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラex１１６はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ex１１４は、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、Ｗ－ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式、若しくはＬＴＥ（Long Term Evolution）方式、ＨＳＰＡ(High Speed Packet Access)の携帯電話機、またはＰＨＳ（Personal Handyphone System）等であり、いずれでも構わない。
　コンテンツ供給システムex１００では、カメラex１１３等が基地局ex１０９、電話網ex１０４を通じてストリーミングサーバex１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラex１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い、ストリーミングサーバex１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバex１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータex１１１、ＰＤＡex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号化処理して再生する。
　なお、撮影したデータの符号化処理はカメラex１１３で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号化処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラex１１３に限らず、カメラex１１６で撮影した静止画像および／または動画像データを、コンピュータex１１１を介してストリーミングサーバex１０３に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラex１１６、コンピュータex１１１、ストリーミングサーバex１０３のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。
　また、これら符号化・復号化処理は、一般的にコンピュータex１１１や各機器が有するＬＳＩex５００において処理する。ＬＳＩex５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化・復号化用のソフトウェアをコンピュータex１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化・復号化処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ex１１４がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ex１１４が有するＬＳＩex５００で符号化処理されたデータである。
　また、ストリーミングサーバex１０３は複数のサーバや複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。
　以上のようにして、コンテンツ供給システムex１００では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムex１００では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号化し、再生することができ、特別な権利や設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。
　なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図１２に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置または動画像復号化装置のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである。これを受けた放送衛星ex２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ex３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex２１７等の装置が復号化して再生する。
　また、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録メディアex２１５に記録した多重化データを読み取り復号化する、または記録メディアex２１５に映像信号を符号化し、さらに場合によっては音楽信号と多重化して書き込むリーダ／レコーダex２１８にも上記各実施の形態で示した動画像復号化装置または動画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタex２１９に表示され、多重化データが記録された記録メディアex２１５により他の装置やシステムにおいて映像信号を再生することができる。また、ケーブルテレビ用のケーブルex２０３または衛星／地上波放送のアンテナex２０４に接続されたセットトップボックスex２１７内に動画像復号化装置を実装し、これをテレビのモニタex２１９で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に動画像復号化装置を組み込んでもよい。
　図１３は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。
　また、テレビex３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号化する、またはそれぞれの情報を符号化する音声信号処理部ex３０４、映像信号処理部ex３０５を有する信号処理部ex３０６と、復号化した音声信号を出力するスピーカex３０７、復号化した映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ex３０８を有する出力部ex３０９とを有する。さらに、テレビex３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ex３１２等を有するインタフェース部ex３１７を有する。さらに、テレビex３００は、各部を統括的に制御する制御部ex３１０、各部に電力を供給する電源回路部ex３１１を有する。インタフェース部ex３１７は、操作入力部ex３１２以外に、リーダ／レコーダex２１８等の外部機器と接続されるブリッジex３１３、ＳＤカード等の記録メディアex２１６を装着可能とするためのスロット部ex３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバex３１５、電話網と接続するモデムex３１６等を有していてもよい。なお記録メディアex２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビex３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。
　まず、テレビex３００がアンテナex２０４等により外部から取得した多重化データを復号化し、再生する構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、ＣＰＵ等を有する制御部ex３１０の制御に基づいて、変調／復調部ex３０２で復調した多重化データを多重／分離部ex３０３で分離する。さらにテレビex３００は、分離した音声データを音声信号処理部ex３０４で復号化し、分離した映像データを映像信号処理部ex３０５で上記各実施の形態で説明した復号化方法を用いて復号化する。復号化した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ex３０９から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファex３１８、ex３１９等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビex３００は、放送等からではなく、磁気／光ディスク、ＳＤカード等の記録メディアex２１５、ex２１６から多重化データを読み出してもよい。次に、テレビex３００が音声信号や映像信号を符号化し、外部に送信または記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、制御部ex３１０の制御に基づいて、音声信号処理部ex３０４で音声信号を符号化し、映像信号処理部ex３０５で映像信号を上記各実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重／分離部ex３０３で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファex３２０、ex３２１等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファex３１８、ex３１９、ex３２０、ex３２１は図示しているように複数備えていてもよいし、１つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調／復調部ex３０２や多重／分離部ex３０３の間等でもシステムのオーバフロー、アンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。
　また、テレビex３００は、放送等や記録メディア等から音声データ、映像データを取得する以外に、マイクやカメラのＡＶ入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビex３００は上記の符号化処理、多重化、および外部出力ができる構成として説明したが、これらの処理を行うことはできず、上記受信、復号化処理、外部出力のみが可能な構成であってもよい。
　また、リーダ／レコーダex２１８で記録メディアから多重化データを読み出す、または書き込む場合には、上記復号化処理または符号化処理はテレビex３００、リーダ／レコーダex２１８のいずれで行ってもよいし、テレビex３００とリーダ／レコーダex２１８が互いに分担して行ってもよい。
　一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図１４に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報および記録メディアex２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex４０５は記録メディアex２１５を回転させる。サーボ制御部ex４０６は、ディスクモータex４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドex４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex４０７は、情報再生／記録部ex４００全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex４０７が、バッファex４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex４０２、再生復調部ex４０３、サーボ制御部ex４０６を協調動作させながら、光ヘッドex４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex４０７は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。
　以上では、光ヘッドex４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。
　図１５に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。
　以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりなど、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。
　また、デジタル放送用システムex２００において、アンテナex２０５を有する車ex２１０で衛星ex２０２等からデータを受信し、車ex２１０が有するカーナビゲーションex２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex２１１の構成は例えば図１３に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。
　図１６（ａ）は、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いた携帯電話ex１１４を示す図である。携帯電話ex１１４は、基地局ex１１０との間で電波を送受信するためのアンテナex３５０、映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ex３６５、カメラ部ex３６５で撮像した映像、アンテナex３５０で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ex３５８を備える。携帯電話ex１１４は、さらに、操作キー部ex３６６を有する本体部、音声を出力するためのスピーカ等である音声出力部ex３５７、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ex３５６、撮影した映像、静止画、録音した音声、または受信した映像、静止画、メール等の符号化されたデータもしくは復号化されたデータを保存するメモリ部ex３６７、又は同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ex３６４を備える。
　さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図１６（ｂ）を用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。
　電源回路部ex３６１は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話ex１１４を動作可能な状態に起動する。
　携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。また携帯電話ex１１４は、音声通話モード時にアンテナex３５０を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ex３５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex３５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex３５６から出力する。
　さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ex３６６等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex３６２を介して主制御部ex３６０に送出される。主制御部ex３６０は、テキストデータを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して基地局ex１１０へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ex３５８に出力される。
　データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex３５５は、カメラ部ex３６５から供給された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し、符号化された映像データを多重／分離部ex３５３に送出する。また、音声信号処理部ex３５４は、映像、静止画等をカメラ部ex３６５で撮像中に音声信号入力部ex３５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ex３５３に送出する。
　多重／分離部ex３５３は、映像信号処理部ex３５５から供給された符号化された映像データと音声信号処理部ex３５４から供給された符号化された音声データを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変調／復調回路部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。
　データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、または映像およびもしくは音声が添付された電子メールを受信する場合、アンテナex３５０を介して受信された多重化データを復号化するために、多重／分離部ex３５３は、多重化データを分離することにより映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスex３７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ex３５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ex３５４に供給する。映像信号処理部ex３５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって復号化することにより映像信号を復号し、ＬＣＤ制御部ex３５９を介して表示部ex３５８から、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる映像、静止画が表示される。また音声信号処理部ex３５４は、音声信号を復号し、音声出力部ex３５７から音声が出力される。
　また、上記携帯電話ex１１４等の端末は、テレビex３００と同様に、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムex２００において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されたデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。
　このように、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法あるいは動画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記各実施の形態で説明した効果を得ることができる。
　また、本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
　（実施の形態５）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
　ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。
　この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、ＭＰＥＧ－２トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。
　図１７は、多重化データの構成を示す図である。図１７に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ－３、Ｄｏｌｂｙ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ－ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。
　多重化データに含まれる各ストリームはＰＩＤによって識別される。例えば、映画の映像に利用するビデオストリームには０ｘ１０１１が、オーディオストリームには０ｘ１１００から０ｘ１１１Ｆまでが、プレゼンテーショングラフィックスには０ｘ１２００から０ｘ１２１Ｆまでが、インタラクティブグラフィックスストリームには０ｘ１４００から０ｘ１４１Ｆまでが、映画の副映像に利用するビデオストリームには０ｘ１Ｂ００から０ｘ１Ｂ１Ｆまで、主音声とミキシングする副音声に利用するオーディオストリームには０ｘ１Ａ００から０ｘ１Ａ１Ｆが、それぞれ割り当てられている。
　図１８は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６およびex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７およびex２４０に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex２４１およびインタラクティブグラフィックスex２４４のデータをそれぞれＰＥＳパケット列ex２４２およびex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３およびex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。
　図１９は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図１９における第１段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第２段目は、ＰＥＳパケット列を示す。図１９の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，　ｙｙ３，　ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ　Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｔｉｍｅ－Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ　Ｔｉｍｅ－Ｓｔａｍｐ）が格納される。
　図２０は、多重化データに最終的に書き込まれるＴＳパケットの形式を示している。ＴＳパケットは、ストリームを識別するＰＩＤなどの情報を持つ４ＢｙｔｅのＴＳヘッダとデータを格納する１８４ＢｙｔｅのＴＳペイロードから構成される１８８Ｂｙｔｅ固定長のパケットであり、上記ＰＥＳパケットは分割されＴＳペイロードに格納される。ＢＤ－ＲＯＭの場合、ＴＳパケットには、４ＢｙｔｅのＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿Ｈｅａｄｅｒが付与され、１９２Ｂｙｔｅのソースパケットを構成し、多重化データに書き込まれる。ＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿ＨｅａｄｅｒにはＡＴＳ（Ａｒｒｉｖａｌ＿Ｔｉｍｅ＿Ｓｔａｍｐ）などの情報が記載される。ＡＴＳは当該ＴＳパケットのデコーダのＰＩＤフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図２０下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。
　また、多重化データに含まれるＴＳパケットには、映像・音声・字幕などの各ストリーム以外にもＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　Ｔａｂｌｅ）、ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｍａｐ　Ｔａｂｌｅ）、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｃｌｏｃｋ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）などがある。ＰＡＴは多重化データ中に利用されるＰＭＴのＰＩＤが何であるかを示し、ＰＡＴ自身のＰＩＤは０で登録される。ＰＭＴは、多重化データ中に含まれる映像・音声・字幕などの各ストリームのＰＩＤと各ＰＩＤに対応するストリームの属性情報を持ち、また多重化データに関する各種ディスクリプタを持つ。ディスクリプタには多重化データのコピーを許可・不許可を指示するコピーコントロール情報などがある。ＰＣＲは、ＡＴＳの時間軸であるＡＴＣ（Ａｒｒｉｖａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｃｌｏｃｋ）とＰＴＳ・ＤＴＳの時間軸であるＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｉｍｅ　Ｃｌｏｃｋ）の同期を取るために、そのＰＣＲパケットがデコーダに転送されるＡＴＳに対応するＳＴＣ時間の情報を持つ。
　図２１はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さなどを記したＰＭＴヘッダが配置される。その後ろには、多重化データに関するディスクリプタが複数配置される。上記コピーコントロール情報などが、ディスクリプタとして記載される。ディスクリプタの後には、多重化データに含まれる各ストリームに関するストリーム情報が複数配置される。ストリーム情報は、ストリームの圧縮コーデックなどを識別するためストリームタイプ、ストリームのＰＩＤ、ストリームの属性情報（フレームレート、アスペクト比など）が記載されたストリームディスクリプタから構成される。ストリームディスクリプタは多重化データに存在するストリームの数だけ存在する。
　記録媒体などに記録する場合には、上記多重化データは、多重化データ情報ファイルと共に記録される。
　多重化データ情報ファイルは、図２２に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。
　多重化データ情報は図２２に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのＰＩＤフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるＡＴＳの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのＰＴＳであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのＰＴＳに１フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。
　ストリーム属性情報は図２３に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。オーディオストリーム属性情報は、そのオーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。
　本実施の形態においては、上記多重化データのうち、ＰＭＴに含まれるストリームタイプを利用する。また、記録媒体に多重化データが記録されている場合には、多重化データ情報に含まれる、ビデオストリーム属性情報を利用する。具体的には、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置において、ＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に対し、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示す固有の情報を設定するステップまたは手段を設ける。この構成により、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成した映像データと、他の規格に準拠する映像データとを識別することが可能になる。
　また、本実施の形態における動画像復号化方法のステップを図２４に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexＳ１０３において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。
　このように、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に新たな固有値を設定することにより、復号する際に、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法または装置で復号可能であるかを判断することができる。従って、異なる規格に準拠する多重化データが入力された場合であっても、適切な復号化方法または装置を選択することができるため、エラーを生じることなく復号することが可能となる。また、本実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、または、動画像復号方法または装置を、上述したいずれの機器・システムに用いることも可能である。
　（実施の形態６）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図２５に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
　例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ　Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ex５０７に送られ、信号処理部ex５０７において音声信号の符号化および／または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏex５０６から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex１０７に向けて送信されたり、または記録メディアex２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex５０８にデータを蓄積するとよい。
　なお、上記では、メモリex５１１がＬＳＩex５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩex５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファex５０８も１つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩex５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。
　また、上記では、制御部ex５１０が、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有するとしているが、制御部ex５１０の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ex５０７がさらにＣＰＵを備える構成であってもよい。信号処理部ex５０７の内部にもＣＰＵを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、ＣＰＵex５０２が信号処理部ex５０７、または信号処理部ex５０７の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ex５０１は、信号処理部ex５０７、またはその一部を有するＣＰＵex５０２を備える構成となる。
　なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
　さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
　（実施の形態７）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
　この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図２６は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。
　より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図２５のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図２５の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態５で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態５で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図２８のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。
　図２７は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexＳ２０３において、駆動周波数を低く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。
　さらに、駆動周波数の切替えに連動して、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を変更することにより、省電力効果をより高めることが可能である。例えば、駆動周波数を低く設定する場合には、これに伴い、駆動周波数を高く設定している場合に比べ、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することが考えられる。
　また、駆動周波数の設定方法は、復号する際の処理量が大きい場合に、駆動周波数を高く設定し、復号する際の処理量が小さい場合に、駆動周波数を低く設定すればよく、上述した設定方法に限らない。例えば、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に準拠する映像データを復号する処理量の方が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置により生成された映像データを復号する処理量よりも大きい場合には、駆動周波数の設定を上述した場合の逆にすることが考えられる。
　さらに、駆動周波数の設定方法は、駆動周波数を低くする構成に限らない。例えば、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＣＰＵex５０２の駆動を停止させることなく、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。
　このように、映像データが準拠する規格に応じて、駆動周波数を切替えることにより、省電力化を図ることが可能になる。また、電池を用いてＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置を駆動している場合には、省電力化に伴い、電池の寿命を長くすることが可能である。
　（実施の形態８）
　テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
　この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図２９（ａ）のex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に対応しない、本発明特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明は、逆量子化に特徴を有していることから、例えば、逆量子化については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のエントロピー符号化、デブロッキング・フィルタ、動き補償のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
　また、処理を一部共有化する他の例を図２９（ｂ）のex１０００に示す。この例では、本発明に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。
　このように、本発明の動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。
　本発明は、画像符号化方法及び画像復号方法に有利に利用される。
　１０００　　　　　　画像符号化装置
　１１００　　　　　　符号化処理部
　１１０１　　　　　　減算器
　１１０２　　　　　　直交変換部
　１１０３　　　　　　量子化部
　１１０４　　　　　　エントロピー符号化部
　１１０５　　　　　　逆量子化部
　１１０６　　　　　　逆直交変換部
　１１０７，２１０４　加算器
　１１０８，２１０５　デブロッキングフィルタ
　１１０９，２１０６　メモリ
　１１１０，２１０７　面内予測部
　１１１１，２１０８　動き補償部
　１１１２　　　　　　動き検出部
　１１１３，２１０９　スイッチ
　１２００　　　　　　符号化制御部
　２０００　　　　　　画像復号装置
　２１００　　　　　　復号処理部
　２１０１　　　　　　エントロピー復号部
　２１０２　　　　　　逆量子化部
　２１０４　　　　　　逆直交変換部
　２２００　　　　　　復号制御部

Claims (5)

  1. 　画像信号を可変長符号化する符号化方法であって、
    　前記画像信号を二値化する二値化ステップと、
    　前記二値化された信号の発生確率を予測する確率予測ステップと、
    　前記二値化された信号を、前記予測された発生確率別に、複数のグループのいずれかに分配する第一の分配ステップと、
    　前記第一の分配ステップで分配された前記二値化された信号を、各グループの分配比率に応じて再分配する第二の分配ステップと、
    　前記第二の分配ステップで再分配された二値化された信号を、グループ毎に並列に可変長符号化する符号化ステップと、
    　前記グループ毎に可変長符号化された信号を多重化する多重化ステップとを含む
    　符号化方法。
  2. 　前記第二の分配ステップでは、信号の発生頻度が分散化するように、前記二値化された信号を再分配することを特徴とする
    　請求項１に記載の符号化方法。
  3. 　前記第一の分配ステップでは、信号の発生確率と、信号の発生頻度とが分散化するように、前記二値化された信号を分割することを特徴とする
    　請求項１に記載の符号化方法。
  4. 　符号化された画像信号を可変長復号する復号方法であって、
    　符号化された信号を分割する逆多重化ステップと、
    　前記逆多重化ステップにより分割された信号を復号処理する復号ステップと、
    　前記復号された信号の発生確率を予測する確率予測ステップと、
    　前記復号された信号を、前記予測された発生確率に基いて取得する取得ステップとを含む
    　復号方法。
  5. 　前記取得ステップでは、さらに符号化順で前記復号された信号を取得することを特徴とする
    　請求項４に記載の復号方法。
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