WO2011135841A1

WO2011135841A1 - 画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置および画像復号装置

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Publication number: WO2011135841A1
Application number: PCT/JP2011/002425
Authority: WO
Inventors: 陽司柴原; 西　孝啓; 寿郎笹井
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2010-04-29
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2011-11-03

Abstract

　予測画像を適切に生成することができる画像符号化方法を提供する。画像符号化方法は、複数のエッジを検出するエッジ検出ステップ（Ｓ３０１）と、複数のエッジのそれぞれについて、エッジの位置を通りエッジの方向に沿う直線と符号化対象ブロックとの共通部分である交差線分の長さを取得することにより、複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さを取得する線分長取得ステップ（Ｓ３０２）と、複数のエッジの方向から、複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さに依存させて、予測方向を選択する予測方向選択ステップ（Ｓ３０３）と、予測方向を用いて、符号化対象ブロックに含まれる画素値を予測することにより、予測画像ブロックを生成する予測ステップ（Ｓ３０４）と、予測画像ブロックと符号化対象ブロックとの差分である差分画像ブロックを符号化する符号化ステップ（Ｓ３０５）とを含む。

Description

画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置および画像復号装置

　本発明は、画像をブロック毎に符号化する画像符号化方法、および、画像をブロック毎に復号する画像復号方法に関する。

　従来、動画像を符号化する画像符号化方法の規格として、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ－４　ＡＶＣがある。この規格に基づく従来の画像符号化装置は、動画像に含まれるピクチャをブロック毎に符号化する。そして、画像符号化装置は、時間方向の冗長性および空間方向の冗長性を取り除くことにより、圧縮率を向上させる。

　時間方向の冗長性を取り除く方法として、面間予測がある。画像符号化装置は、面間予測を実行する場合、動画像の動きに基づいて、既に符号化されたピクチャから予測画像ブロックを生成する。そして、画像符号化装置は、符号化対象ブロックと予測画像ブロックとの差分を符号化する。これにより、時間方向の冗長性が取り除かれる。

　一方、空間方向の冗長性を取り除く方法として、面内予測がある。画像符号化装置は、面内予測を実行する場合、符号化対象ブロックを含むピクチャから、予測画像ブロックを生成する。そして、画像符号化装置は、符号化対象ブロックと予測画像ブロックとの差分を符号化する。これにより、空間方向の冗長性が取り除かれる。

　また、画像符号化装置は、面内予測を実行する場合、予測方向に基づいて、予測画像ブロックを生成する。例えば、予測方向が右方向である場合、画像符号化装置は、符号化対象ブロックの左側に隣接する画素位置の画素値を予測画像ブロックの画素値として用いる。また、例えば、予測方向が下方向である場合、画像符号化装置は、符号化対象ブロックの上側に隣接する画素位置の画素値を予測画像ブロックの画素値として用いる。

　上述の手順により、画像符号化装置は、様々な予測方向に基づいて、予測画像ブロックを生成できる。すなわち、画像符号化装置は、画像の特性に応じて、予測画像ブロックを生成できる。したがって、画像符号化装置は、圧縮率を向上させることができる。

　また、特許文献１に記載の画像符号化装置は、符号化対象ブロックの周辺におけるエッジの方向を予測方向として用いる。具体的には、特許文献１の画像符号化装置は、エッジベクトルを用いて、予測画像ブロックを生成する。

　ここで、エッジベクトルは、複数の画素値による勾配の方向に直交する方向を有するベクトルである。また、符号化対象ブロックの周辺におけるエッジは、符号化対象ブロックの画素値にも影響を及ぼすと推測される。そのため、エッジの方向は、面内予測における予測方向として用いることに適している。よって、特許文献１の画像符号化装置は、適切な予測方向に基づいて、画像を符号化することができる。

国際公開第２００９／０９０８８４号

　しかしながら、特許文献１の画像符号化装置では、適切な予測方向が選択されない場合がある。具体的には、特許文献１の画像符号化装置は、複数のエッジベクトルが検出された場合、エッジベクトルの大きさに基づいて、予測方向に用いられるエッジベクトルを選択する。すなわち、画像符号化装置は、強いエッジに基づいて、予測方向を決定する。

　しかし、強いエッジが、符号化対象ブロックに大きな影響を及ぼすとは限らない。弱いエッジが、符号化対象ブロックに大きな影響を及ぼす場合もある。そのため、特許文献１の画像符号化装置では、予測画像が適切に生成されない場合がある。

　そこで、本発明は、予測画像を適切に生成することができる画像符号化方法および画像復号方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明に係る画像符号化方法は、画像をブロック毎に符号化する画像符号化方法であって、符号化対象ブロックに隣接する１以上の隣接ブロックから、複数のエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記複数のエッジのそれぞれについて、エッジの位置を通り前記エッジの方向に沿う直線と前記符号化対象ブロックとの共通部分である交差線分の長さを取得することにより、前記複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さを取得する線分長取得ステップと、前記複数のエッジの方向から、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さに依存させて、予測方向を選択する予測方向選択ステップと、前記予測方向を用いて、前記符号化対象ブロックに含まれる画素値を予測することにより、予測画像ブロックを生成する予測ステップと、前記予測画像ブロックと前記符号化対象ブロックとの差分である差分画像ブロックを符号化する符号化ステップとを含む。

　これにより、交差線分の長さに応じて、予測方向が選択される。すなわち、符号化対象ブロックへのエッジの影響度合いに応じて、予測方向が選択される。したがって、画像の特性に応じた適切な予測画像が生成される。

　また、前記予測方向選択ステップでは、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さと、前記複数のエッジの強さとに依存させて、前記予測方向を選択してもよい。

　これにより、交差線分の長さと、エッジの強さとに基づいて、予測方向が選択される。すなわち、エッジの影響に基づいて、より適切な予測方向が選択される。

　また、前記エッジ検出ステップでは、第１検出エッジと、前記第１検出エッジとは異なる第２検出エッジとを含む前記複数のエッジを検出し、前記予測方向選択ステップでは、前記第１検出エッジに対応する交差線分の長さと前記第１検出エッジの強さとの積が、前記第２検出エッジに対応する交差線分の長さと前記第２検出エッジの強さとの積よりも大きい場合、前記第１検出エッジの方向を前記予測方向として選択してもよい。

　これにより、特定のエッジに対応する交差線分の長さとエッジの強さとの積が、他のエッジに対応する積よりも大きい場合、当該特定のエッジの方向が予測方向として用いられる。したがって、符号化対象ブロックに及ぼす影響が大きいエッジの方向が、予測方向として適切に選択される。

　また、前記予測方向選択ステップでは、前記複数のエッジの方向から、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さに依存させて、複数の予測方向を選択し、前記予測ステップでは、前記複数の予測方向を用いて、前記符号化対象ブロックに含まれる画素値を予測してもよい。

　これにより、交差線分の長さ、すなわち、符号化対象ブロックへの影響度合いに基づいて、複数の予測方向が選択される。これらの予測方向が用いられることで、適切な予測画像が生成される。

　また、前記予測ステップでは、前記複数の予測方向のうち第１予測方向を用いて、前記符号化対象ブロックを前記複数の交差線分で分割することにより得られる複数の分割領域のうち第１分割領域に含まれる画素値を予測し、前記複数の予測方向のうち、前記第１予測方向とは異なる第２予測方向を用いて、前記複数の分割領域のうち、前記第１分割領域とは異なる第２分割領域に含まれる画素値を予測してもよい。

　これにより、符号化対象ブロックを分割することにより得られた複数の分割領域のそれぞれで、適切な予測方向が用いられる。したがって、適切な予測画像が生成される。

　また、前記予測ステップでは、前記第１予測方向を用いて、前記複数の分割領域のうち、前記第１分割領域および前記第２分割領域とは異なる第３分割領域に含まれる画素値を予測することにより、第１予測値を取得し、前記第２予測方向を用いて、前記第３分割領域に含まれる前記画素値を予測することにより、第２予測値を取得し、前記第１予測値と前記第２予測値との平均を用いて、前記第３分割領域に含まれる前記画素値を予測してもよい。

　これにより、複数の予測結果の平均を用いて、予測画像が生成される。したがって、予測精度が安定する。

　また、前記予測ステップでは、前記複数の分割領域のうち、前記第１分割領域および前記第２分割領域とは異なる第３分割領域に含まれる画素位置の画素値を、前記複数の交差線分に沿う複数の直線の交点と、前記画素位置とを通る直線の方向を用いて、予測してもよい。

　これにより、交点を通る予測方向を用いて、予測画像が生成される。すなわち、複数のエッジの方向が有効に活用され、適切な予測画像が生成される。

　また、前記エッジ検出ステップでは、第１エッジと、前記第１エッジとは異なる第２エッジとを含む前記複数のエッジを検出し、前記予測方向選択ステップでは、前記複数のエッジの方向から、前記第１エッジの方向を前記第１予測方向として含み、前記第２エッジの方向を前記第２予測方向として含む前記複数の予測方向を選択し、前記予測ステップでは、前記第２エッジを通り前記第２エッジの方向に沿う直線で前記画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち前記第１エッジを含む画像領域に属し、前記第１エッジを通り前記第１エッジの方向に沿う直線で前記画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち前記第２エッジを含まない画像領域に属する前記第１分割領域に含まれる画素値を、前記第１予測方向を用いて、予測し、前記第１エッジを通り前記第１エッジの方向に沿う直線で前記画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち前記第２エッジを含む画像領域に属し、前記第２エッジを通り前記第２エッジの方向に沿う直線で前記画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち前記第１エッジを含まない画像領域に属する前記第２分割領域に含まれる画素値を、前記第２予測方向を用いて、予測してもよい。

　これにより、特定のエッジのみから影響を受ける領域では、当該特定のエッジの方向に基づいて、予測画像が生成される。したがって、より適切な予測画像が生成される。

　また、前記予測ステップでは、前記複数の予測方向のそれぞれを用いて、前記符号化対象ブロックに含まれる画素値を予測することにより、複数の予測値を取得し、前記複数の予測値の平均を用いて、前記符号化対象ブロックに含まれる前記画素値を予測してもよい。

　これにより、複数の予測方向に基づいて得られた複数の予測結果の平均を用いて、予測画像が生成される。したがって、予測精度が安定する。

　また、本発明に係る画像復号方法は、画像をブロック毎に復号する画像復号方法であって、復号対象ブロックに隣接する１以上の隣接ブロックから、複数のエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記複数のエッジのそれぞれについて、エッジの位置を通り前記エッジの方向に沿う直線と前記復号対象ブロックとの共通部分である交差線分の長さを取得することにより、前記複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さを取得する線分長取得ステップと、前記複数のエッジの方向から、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さに依存させて、予測方向を選択する予測方向選択ステップと、前記予測方向を用いて、前記復号対象ブロックに含まれる画素値を予測することにより、予測画像ブロックを生成する予測ステップと、前記予測画像ブロックと前記復号対象ブロックとの差分である差分画像ブロックを復号し、前記差分画像ブロックと前記予測画像ブロックとを加算することにより、前記復号対象ブロックを復元する復号ステップとを含む画像復号方法でもよい。

　これにより、交差線分の長さに応じて、予測方向が選択される。すなわち、復号対象ブロックへのエッジの影響度合いに応じて、予測方向が選択される。したがって、画像の特性に応じた適切な予測画像が生成される。

　これにより、特定のエッジに対応する交差線分の長さとエッジの強さとの積が、他のエッジに対応する積よりも大きい場合、当該特定のエッジの方向が予測方向として用いられる。したがって、復号対象ブロックに及ぼす影響が大きいエッジの方向が、予測方向として適切に選択される。

　また、前記予測方向選択ステップでは、前記複数のエッジの方向から、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さに依存させて、複数の予測方向を選択し、前記予測ステップでは、前記複数の予測方向を用いて、前記復号対象ブロックに含まれる画素値を予測してもよい。

　これにより、交差線分の長さ、すなわち、復号対象ブロックへの影響度合いに基づいて、複数の予測方向が選択される。これらの予測方向が用いられることで、適切な予測画像が生成される。

　また、前記予測ステップでは、前記複数の予測方向のうち第１予測方向を用いて、前記復号対象ブロックを前記複数の交差線分で分割することにより得られる複数の分割領域のうち第１分割領域に含まれる画素値を予測し、前記複数の予測方向のうち、前記第１予測方向とは異なる第２予測方向を用いて、前記複数の分割領域のうち、前記第１分割領域とは異なる第２分割領域に含まれる画素値を予測してもよい。

　これにより、復号対象ブロックを分割することにより得られた複数の分割領域のそれぞれで、適切な予測方向が用いられる。したがって、適切な予測画像が生成される。

　また、前記予測ステップでは、前記複数の予測方向のそれぞれを用いて、前記復号対象ブロックに含まれる画素値を予測することにより、複数の予測値を取得し、前記複数の予測値の平均を用いて、前記復号対象ブロックに含まれる前記画素値を予測してもよい。

　また、本発明に係る画像符号化装置は、画像をブロック毎に符号化する画像符号化装置であって、符号化対象ブロックに隣接する１以上の隣接ブロックから、複数のエッジを検出するエッジ検出部と、前記複数のエッジのそれぞれについて、エッジの位置を通り前記エッジの方向に沿う直線と前記符号化対象ブロックとの共通部分である交差線分の長さを取得することにより、前記複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さを取得する線分長取得部と、前記複数のエッジの方向から、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さに依存させて、予測方向を選択する予測方向選択部と、前記予測方向を用いて、前記符号化対象ブロックに含まれる画素値を予測することにより、予測画像ブロックを生成する予測部と、前記予測画像ブロックと前記符号化対象ブロックとの差分である差分画像ブロックを符号化する符号化部とを備える画像符号化装置でもよい。

　これにより、本発明に係る画像符号化方法が、画像符号化装置として実現される。

　また、本発明に係る画像復号装置は、画像をブロック毎に復号する画像復号装置であって、復号対象ブロックに隣接する１以上の隣接ブロックから、複数のエッジを検出するエッジ検出部と、前記複数のエッジのそれぞれについて、エッジの位置を通り前記エッジの方向に沿う直線と前記復号対象ブロックとの共通部分である交差線分の長さを取得することにより、前記複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さを取得する線分長取得部と、前記複数のエッジの方向から、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さに依存させて、予測方向を選択する予測方向選択部と、前記予測方向を用いて、前記復号対象ブロックに含まれる画素値を予測することにより、予測画像ブロックを生成する予測部と、前記予測画像ブロックと前記復号対象ブロックとの差分である差分画像ブロックを復号し、前記差分画像ブロックと前記予測画像ブロックとを加算することにより、前記復号対象ブロックを復元する復号部とを備える画像復号装置でもよい。

　これにより、本発明に係る画像復号方法が、画像復号装置として実現される。

　本発明により、処理対象ブロックへのエッジの影響度合いに応じて、予測方向が選択される。したがって、画像の特性に応じた適切な予測画像が生成される。

図１は、実施の形態１に係る画像符号化装置の構成図である。図２は、ピクチャの一例を示す図である。図３は、エッジベクトルの一例を示す図である。図４は、面内予測の一例を示す概念図である。図５は、予測方向についての複数の例を示す図である。図６は、実施の形態１に係る画像符号化装置の動作を示すフローチャートである。図７は、実施の形態１に係る交差線分を示す図である。図８は、実施の形態１に係るエッジと処理対象ブロックとの距離を示す図である。図９は、実施の形態１に係るエッジベクトルの選択を示す図である。図１０は、実施の形態２に係る画像復号装置の構成図である。図１１は、実施の形態２に係る画像復号装置の動作を示すフローチャートである。図１２は、実施の形態３に係る処理対象ブロックの分割の第１例を示す図である。図１３は、実施の形態３に係る処理対象ブロックの分割の第２例を示す図である。図１４は、実施の形態３に係る外部領域の面内予測の例を示す図である。図１５は、実施の形態３に係る内部領域の面内予測の例を示す図である。図１６は、実施の形態３に係る内部領域の面内予測の変形例を示す図である。図１７は、実施の形態３に係る面内予測の動作を示すフローチャートである。図１８は、実施の形態３に係る処理対象ブロックの分割の第３例を示す図である。図１９は、実施の形態５に係る画像符号化装置の構成図である。図２０は、実施の形態５に係る画像符号化装置の動作を示すフローチャートである。図２１は、実施の形態５に係る画像復号装置の構成図である。図２２は、実施の形態５に係る画像復号装置の動作を示すフローチャートである。図２３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２４は、デジタル放送用システムの全体構成図である。図２５は、テレビの構成例を示すブロック図である。図２６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２７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２８Ａは、携帯電話の一例を示す図である。図２８Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。図２９は、多重化データの構成を示す図である。図３０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３１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３２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３３は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。図３４は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。図３５は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。図３６は、映像データを識別するステップを示す図である。図３７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３８は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。図３９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４０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４１Ａは、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である。図４１Ｂは、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１は、実施の形態１に係る画像符号化装置の構成図である。図１に示された画像符号化装置１００は、入力された映像信号Ｖｉｎを符号化して、符号化ストリーム（符号化信号）Ｓｔｒを出力する。また、画像符号化装置１００は、減算部１４４、量子化変換部１４２、符号化部１４３、逆量子化逆変換部１２３、加算部１２９、フレームメモリ１２４、候補ベクトル導出部１２５、エッジベクトル導出部１２６および予測部１２７を備える。画像符号化装置１００は、映像信号Ｖｉｎを複数のブロックに分割して符号化する。

　減算部１４４は、映像信号Ｖｉｎと予測信号Ｐｒｅｄとの差分信号である予測誤差信号ＰｒｅｄＥｒｒを生成する。量子化変換部１４２は、予測誤差信号ＰｒｅｄＥｒｒに対して、周波数変換、量子化およびスキャンを実行することで、符号化係数Ｃｏｅｆｆを生成する。符号化部１４３は、符号化係数Ｃｏｅｆｆをエントロピー符号化により圧縮し、符号化ストリームＳｔｒを出力する。

　逆量子化逆変換部１２３は、符号化係数Ｃｏｅｆｆに対して、逆スキャン、逆量子化および逆変換を実行することで、量子化予測誤差信号ＱＰｒｅｄＥｒｒを生成する。加算部１２９は、量子化予測誤差信号ＱＰｒｅｄＥｒｒと予測信号Ｐｒｅｄとを加算することにより、復号信号Ｒｅｃｏｎを生成し、フレームメモリ１２４に格納する。

　候補ベクトル導出部１２５は、フレームメモリ１２４から復号対象ブロックの近傍の復号済みのブロックである近傍ブロックＢｌｋＮｇｈの画像信号を取得する。そして、候補ベクトル導出部１２５は、取得された画像信号に対してエッジ検出フィルタ処理などを実行し、複数の候補ベクトルＶｅｃを導出する。

　エッジベクトル導出部１２６は、複数の候補ベクトルＶｅｃから、ベクトルの大きさ（ノルムとも呼ばれる）が最大である候補ベクトルをエッジベクトルＥｄｇｅＶｅｃとして選択する（Ａ）。あるいは、エッジベクトル導出部１２６は、複数の候補ベクトルＶｅｃから、複数の候補ベクトルＶｅｃの平均などの統計的な平均化処理によってエッジベクトルＥｄｇｅＶｅｃを算出する（Ｂ）。

　エッジベクトル導出部１２６は、上述の（Ａ）または（Ｂ）の処理において、処理対象ブロックを指し示さない候補ベクトルを除外してもよい。また、エッジベクトル導出部１２６は、候補ベクトルのノルムだけではなく、候補ベクトルに対応する交差線分が長くなるような候補ベクトルをエッジベクトルＥｄｇｅＶｅｃとして選んでもよい。ここで、交差線分は、候補ベクトルを延長した直線と処理対象ブロックとの共通部分である。

　予測部１２７は、エッジベクトルＥｄｇｅＶｅｃの方向に基づいて、参照ブロックＢｌｋＲｅｆを参照して、予測信号Ｐｒｅｄを生成する。

　なお、エッジベクトル導出部１２６は、処理対象ブロックをさらに細かく分割するための分割情報ＰｒｔｎＣｔｒｌを予測部１２７に出力してもよい。予測部１２７は、分割情報ＰｒｔｎＣｔｒｌに基づいて、処理対象ブロックをさらに細かく分割してもよい。そして、予測部１２７は、分割により得られた領域毎に異なる方向を用いて、予測信号Ｐｒｅｄを生成してもよい。

　図２は、ピクチャの一例を示す図である。動画像は、複数のピクチャで構成される。図２に示されたピクチャは、動画像に含まれるピクチャの一例である。そして、図１に示された画像符号化装置１００は、図２に示されたピクチャをブロック毎に符号化する。図２に示されたピクチャでは、中央部分と周辺部分とで画素値に大きな違いがある。

　図３は、図２に示されたピクチャにおけるエッジベクトルまたは候補ベクトルの一例を示す図である。図２に示されたピクチャから、エッジ検出フィルタ等によって、エッジが検出される。エッジは、ピクチャにおいて、画素値が変化している空間的な位置を示す。また、エッジは、方向および強さを有する。画素値の変化が大きい程、エッジの強さは大きくなる。画素値の変化は、勾配とも呼ばれる。エッジの方向は、画素値の変化の方向から、左または右に、９０度回転した方向である。

　エッジベクトル、および、エッジベクトルの候補である候補ベクトルは、エッジの方向に沿った方向を有し、エッジの強さを大きさとして有するベクトルである。また、エッジベクトルおよび候補ベクトルは、勾配ベクトルを左または右に９０度回転することにより得られる。勾配ベクトルは、画素値の変化の方向に沿った方向を有し、画素値の変化量を大きさとして有する。

　エッジベクトルおよび候補ベクトルの方向は、予め定められた範囲に限定されてもよい。例えば、エッジベクトルおよび候補ベクトルの方向は、予測方向として利用可能な範囲に限定されてもよい。具体的には、エッジベクトルおよび候補ベクトルの方向は、右方向が０度である場合、－１３５度以上、４５度未満の範囲に限定してもよい。あるいは、エッジベクトルおよび候補ベクトルの方向は、予め定められた予測方向に近似する方向でもよい。

　図４は、面内予測の一例を示す概念図である。処理対象ブロック（符号化対象ブロックまたは復号対象ブロック）における画素の値は、処理対象ブロックに隣接する１以上の処理済み（符号化済み、または、復号済み）の隣接ブロックから、予測される。なお、処理対象ブロックは、カレントブロックとも呼ばれる。また、隣接ブロックには、処理対象ブロックに対して斜め方向に隣接するブロックも含まれる。

　予測の際、隣接ブロックの画素の値が、予測方向に基づいて、処理対象ブロックの画素にコピーされる。これにより、予測方向に基づいて、処理対象ブロックに対応する予測画像ブロックが生成される。図４に示された予測方向は一例であって、面内予測に用いられる予測方向は、図４に示された例に限られない。

　図５は、予測方向についての複数の例を示す図である。例えば、図５に示されたように、面内予測のモードに応じて、８つの方向が予測方向として用いられる。しかし、図５に示された複数の予測方向は、例であって、図５に示された方向とは異なる方向が、予測方向に用いられてもよい。

　図６は、画像符号化装置１００の動作を示すフローチャートである。画像符号化装置１００は、入力された画像データを、複数のブロックに分割し、ブロック毎に符号化する。画像符号化装置１００は、符号化の際、エッジ検出を実行し、エッジ検出の結果に基づいて面内予測を実行する。図６には、この符号化の際の動作が示されている。

　画像符号化装置１００は、処理対象ブロックの周辺のブロックである周辺ブロックからエッジベクトルを検出する（Ｓ１０２）。予測部１２７は、エッジベクトルの方向で予測画像ブロックを生成する（Ｓ１０３）。

　減算部１４４は、処理対象ブロックから予測画像ブロックを減じた差分画像ブロックを生成する（Ｓ１０４）。量子化変換部１４２は、差分画像ブロックを周波数変換し、量子化する（Ｓ１０５）。符号化部１４３は、量子化された差分画像ブロックをエントロピー符号化により符号化する（Ｓ１０６）。逆量子化逆変換部１２３は、量子化された差分画像ブロックを逆量子化し、逆周波数変換する（Ｓ１０７）。加算部１２９は、予測画像ブロックと差分画像ブロックとを加算し、復号画像ブロックを生成する（Ｓ１０８）。画像符号化装置１００は、ピクチャ内の全画素を符号化するまで、ブロック毎に上述の処理を繰り返す（Ｓ１０１）。

　次に、エッジベクトル検出（Ｓ１０２）の詳細を説明する。候補ベクトル導出部１２５は、処理対象ブロックに隣接する処理済みの周辺ブロックの中で、１以上の候補ベクトルを導出する（Ｓ１０９）。

　具体的には、候補ベクトル導出部１２５は、３ｘ３画素や４ｘ４画素のソーベル（Ｓｏｂｅｌ）フィルタまたはＰｒｅｗｉｔｔフィルタなどのエッジ検出タイプのフィルタを用いて、候補ベクトルを算出する。

　エッジベクトル導出部１２６は、導出された候補ベクトルが処理対象ブロックを指すか否かを判定する（Ｓ１１１）。すなわち、エッジベクトル導出部１２６は、候補ベクトルの延長線上に処理対象ブロックが存在するか否かを判定する。ここでは、この判定をブロック交差判定と呼ぶ。次に、候補ベクトルの延長線上に処理対象ブロックが存在する場合、その延長線と処理対象ブロックとの共通部分である交差線分（切断線分）の長さを計測する（Ｓ１１２）。

　エッジベクトル導出部１２６は、周辺ブロックから導出された１以上の候補ベクトルのそれぞれについて、上述の処理を実行する（Ｓ１１０）。そして、エッジベクトル導出部１２６は、１以上の候補ベクトルからエッジベクトルを選択する（Ｓ１１３）。この時、エッジベクトル導出部１２６は、候補ベクトルの大きさであるノルムに加えて、交差線分の長さも考慮して、エッジベクトルを選択する。

　図７は、上記の交差線分の長さを詳しく説明するための概念図である。図７には、処理対象ブロックＢｌｋＣｕｒの領域と、それに隣接し、処理済みの画素で構成される近傍ブロックＢｌｋＮｇｈの領域とが示されている。

　近傍ブロックＢｌｋＮｇｈ内の複数の位置において、候補ベクトルＶｅｃが算出される。図７に示された候補ベクトルＶｅｃは、特定の位置を始点Ｖｃｎｔｒとして有する。図７に示された直線ＶｅｃＬｉｎｅは、候補ベクトルＶｅｃを延長することにより得られる。交差線分ＣｕｔＳｅｇは、直線ＶｅｃＬｉｎｅが処理対象ブロックＢｌｋＣｕｒを切断する部分に対応する。

　交差線分ＣｕｔＳｅｇは、処理対象ブロックＢｌｋＣｕｒ内において予測されるエッジ（絵柄の境界等）に相当する線分である。画像符号化装置１００は、長い交差線分ＣｕｔＳｅｇを選択することで、処理対象ブロックＢｌｋＣｕｒ内の大きなエッジに対応する予測方向を選択する。したがって、画像符号化装置１００は、より適切に、画像の特性を予測に反映させることができる。そして、画像符号化装置１００は、予測性能を向上させることができる。

　例えば、候補ベクトルＶｅｃのノルムがＮ、交差線分ＣｕｔＳｅｇの長さがＬとして表現される場合、エッジベクトル導出部１２６は、Ｎ×Ｌを評価値として取得してもよい。そして、エッジベクトル導出部１２６は、評価値の大きい候補ベクトルＶｅｃを優先して選択してもよい。

　より具体的には、候補ベクトル導出部１２５は、第１検出エッジおよび第２検出エッジの２つのエッジを検出する場合がある。この場合、エッジベクトル導出部１２６は、第１検出エッジに対応する交差線分ＣｕｔＳｅｇの長さと第１検出エッジの強さとの積を取得する。同様に、エッジベクトル導出部１２６は、第２検出エッジに対応する交差線分ＣｕｔＳｅｇの長さと第２検出エッジの強さとの積を取得する。

　そして、エッジベクトル導出部１２６は、第１検出エッジに対応する積が第２検出エッジに対応する積よりも大きい場合、第１検出エッジの方向を予測方向として選択してもよい。また、エッジベクトル導出部１２６は、第１検出エッジの方向に近似する方向を予測方向として選択してもよい。

　あるいは、エッジベクトル導出部１２６は、予め定められた定数であるＫを用いて、Ｎ＋Ｌ×Ｋを評価値として取得してもよい。そして、エッジベクトル導出部１２６は、評価値の大きい候補ベクトルＶｅｃを優先して選択してもよい。

　さらに、エッジベクトル導出部１２６は、候補ベクトルＶｅｃの始点Ｖｃｎｔｒから処理対象ブロックＢｌｋＣｕｒへの距離が短い候補ベクトルＶｅｃを優先して選択してもよい。

　図８は、エッジと処理対象ブロックとの距離を示す図である。図８には、候補ベクトルＶｅｃの始点Ｖｃｎｔｒから処理対象ブロックＢｌｋＣｕｒへの距離が示されている。より具体的には、始点Ｖｃｎｔｒから処理対象ブロックＢｌｋＣｕｒの最寄りの位置までの距離が評価に用いられる。距離がＤとして表現される場合、エッジベクトル導出部１２６は、Ｎ×Ｌ×（Ｋ２－Ｄ）を評価値として取得してもよい。ここで、Ｋ２は定数である。Ｋ２は、Ｄの最大値でもよい。

　あるいは、エッジベクトル導出部１２６は、Ｎ＋Ｌ×Ｋ＋（１－Ｄ）×Ｋ３を評価値として取得してもよい。ここで、Ｋ３は定数である。

　また、全ての候補ベクトルが、交差線分ＣｕｔＳｅｇの長さおよびブロックへの距離を用いて、評価されなくてもよい。エッジベクトル導出部１２６は、まず、ノルムのみを評価してもよい。そして、エッジベクトル導出部１２６は、複数の候補ベクトルからノルムの大きい順に上位の幾つかを抽出したのち、抽出された複数の候補ベクトルを上記の評価値で評価してもよい。

　あるいは、複数の候補ベクトルからノルムの大きい順に上位の２つを抽出することで得られた２つの候補ベクトルのノルムが近い場合のみ、エッジベクトル導出部１２６は、上記のＬおよびＤに依存させて、２つの候補ベクトルを評価してもよい。上位の２つのノルムが近い場合には、例えば、大きいノルムのＫ４倍よりも、小さいノルムが大きい場合などがある。ここで、Ｋ４は１以下の定数である。

　図９は、図１に示された画像符号化装置１００による動作の一例を示す概念図である。図９には、２つの候補ベクトルＶｅｃ１、Ｖｅｃ２が示されている。また、図９には、それらの大きさがほぼ同じ、あるいは、候補ベクトルＶｅｃ１が候補ベクトルＶｅｃ２よりもやや大きい場合の例が示されている。

　候補ベクトルＶｅｃ１を延長した直線ＶｅｃＬｉｎｅ１による交差線分ＣｕｔＳｅｇ１と、候補ベクトルＶｅｃ２を延長した直線ＶｅｃＬｉｎｅ２による交差線分ＣｕｔＳｅｇ２とを比較すると、ＣｕｔＳｅｇ２の方が長い。この場合、画像符号化装置１００は、候補ベクトルＶｅｃ２をより優先的に選ぶように動作する。

　以上のように、画像符号化装置１００は、交差線分の長さに応じて、予測方向を選択する。そのため、複数の強いエッジが検出された場合でも、符号化対象ブロックへのエッジの影響度合いに応じて、適切に予測方向が選択される。これにより、画像の特性に応じた適切な予測画像が生成される。よって、画像符号化装置１００は、圧縮率を向上させることができる。

　（実施の形態２）
　図１０は、実施の形態２に係る画像復号装置の構成図である。図１０に示された画像復号装置２００は、画像符号化装置１００で符号化された符号化ストリームＳｔｒをブロック毎に復号して復号映像信号Ｖｏｕｔを出力する。また、画像復号装置２００は、復号部１２２、逆量子化逆変換部１２３、加算部１２９、フレームメモリ１２４、候補ベクトル導出部１２５、エッジベクトル導出部１２６および予測部１２７を備える。図１に示された画像符号化装置１００と同様の動作を実行する構成要素については、説明を省略する。

　復号部１２２は、符号化ストリームＳｔｒを入力として取得する。そして、復号部１２２は、符号化ストリームＳｔｒに対してエントロピー復号を実行することにより、符号化係数Ｃｏｅｆｆを生成する。その後、復号信号Ｒｅｃｏｎが生成され、フレームメモリ１２４に格納される。また、フレームメモリ１２４に格納された復号信号Ｒｅｃｏｎは、復号映像信号Ｖｏｕｔとして出力される。その他の構成要素は、図１に示された構成要素と同様の動作を実行する。

　図１１は、図１０に示された画像復号装置２００の動作を示すフローチャートである。なお、図６に示された動作と同様の動作については、説明を省略する。

　画像復号装置２００は、ブロック毎に画像を復号する（Ｓ１０１）。復号部１２２は、符号化ストリームＳｔｒをエントロピー復号により復号して、符号化係数Ｃｏｅｆｆを生成する（Ｓ１２４）。逆量子化逆変換部１２３は、逆スキャン、逆量子化、逆変換を実行して、量子化予測誤差信号ＱＰｒｅｄＥｒｒを生成する（Ｓ１２５）。加算部１２９は、量子化予測誤差信号ＱＰｒｅｄＥｒｒと予測信号Ｐｒｅｄとを加算して復号信号Ｒｅｃｏｎを生成する（Ｓ１２６）。

　エッジベクトルの選択方法は、図７、図８、図９などを用いて説明した、交差線分の長さ、および、処理対象ブロックとの距離を用いた方法と同様である。

　画像復号装置２００は、画像符号化装置１００と同様に、交差線分の長さに応じて、予測方向を選択する。そのため、複数の強いエッジが検出された場合でも、復号対象ブロックへのエッジの影響度合いに応じて、適切に予測方向が選択される。これにより、画像の特性に応じた適切な予測画像が生成される。

　（実施の形態３）
　実施の形態３に係る画像符号化装置は、図１に示された実施の形態１の画像符号化装置１００と同様の構成要素を有する。また、実施の形態３に係る画像復号装置は、図１０に示された実施の形態２の画像復号装置２００と同様の構成要素を有する。相違点は、分割情報ＰｒｔｎＣｔｒｌが生成される点である。

　図１２は、実施の形態３に係る処理対象ブロックの分割の第１例を示す図である。図１２のように、２つの候補ベクトルが大きいノルムを有し、かつ、それらの始点位置が所定の距離以上相互に離れている場合、エッジベクトル導出部１２６は、エッジベクトルを択一で選ぶのではなく、両方をエッジベクトルとして選択する。

　具体的には、例えば、図１２のように、エッジベクトル導出部１２６は、２つのエッジベクトルＥＶｅｃ１、ＥＶｅｃ２を選択する。２つのエッジベクトルＥＶｅｃ１、ＥＶｅｃ２のそれぞれを延長することにより、２つの直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ１、ＥＶｅｃＬｉｎｅ２が得られる。そして、その交点ＩＳＰが得られる。また、上記２つの直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ１、ＥＶｅｃＬｉｎｅ２によって、処理対象ブロックが分割される。

　例えば、図１２のように、交点ＩＳＰが処理対象ブロックの内部にある場合、４つの領域（分割領域）ＲｅｇＯ１、ＲｅｇＸ１２Ｎ、ＲｅｇＸ１２Ｆ、ＲｅｇＯ２が得られる。予測部１２７は、それぞれの領域で異なる予測を実行する。

　次に、４つの領域ＲｅｇＯ１、ＲｅｇＸ１２Ｎ、ＲｅｇＸ１２Ｆ、ＲｅｇＯ２を具体的に説明する。２つの直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ１、ＥＶｅｃＬｉｎｅ２が作るこれらの領域は、交点ＩＳＰに対するベクトルの向きによって、分類される。すなわち、交点ＩＳＰに対して、エッジベクトルＥＶｅｃ１の向きとエッジベクトルＥＶｅｃ２の向きが一致する角を有する領域は、領域（内部領域）ＲｅｇＸ１２として定義される。領域ＲｅｇＸ１２は、さらに、２つの領域に分かれている可能性がある。近傍ブロックＢｌｋＮｇｈに近い側は、領域（内部領域）ＲｅｇＸ１２Ｎとして定義され、遠い側は、領域（内部領域）ＲｅｇＸ１２Ｆとして定義される。

　上記以外の、交点ＩＳＰに対するベクトルの向きが一致しない領域は、領域（外部領域）ＲｅｇＯとして定義される。さらに、直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ１において、近傍ブロックＢｌｋＮｇｈから交点ＩＳＰに至る線分を境界の一部として持つ領域が、領域（外部領域）ＲｅｇＯ１として定義される。また、直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ２において、近傍ブロックＢｌｋＮｇｈから交点ＩＳＰに至る線分を境界の一部として持つ領域が、領域（外部領域）ＲｅｇＯ２として定義される。

　あるいは、処理対象ブロックが矩形であり、処理対象ブロックの左辺と上辺とが近傍ブロックＢｌｋＮｇｈに接し、直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ１が左辺に交差し、直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ２が上辺に交差している場合を前提として、領域の定義が簡略化されてもよい。この場合、左側の領域が領域ＲｅｇＯ１として定義され、右側の領域が領域ＲｅｇＯ２として定義され、中間に位置する領域がＲｅｇＸ１２として定義されてもよい。

　また、エッジベクトルＥＶｅｃ１に対応するエッジが第１エッジであって、エッジベクトルＥＶｅｃ２に対応するエッジが第２エッジである場合、２つの領域ＲｅｇＯ１、ＲｅｇＯ２は、次の条件を満たす。したがって、２つの領域ＲｅｇＯ１、ＲｅｇＯ２は、次の条件を満たす領域として定義されてもよい。

　すなわち、領域ＲｅｇＯ１は、第２エッジ（エッジベクトルＥＶｅｃ２）の方向に沿う直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ２で画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち第１エッジ（エッジベクトルＥＶｅｃ１）を含む画像領域に属する。さらに、領域ＲｅｇＯ１は、第１エッジ（エッジベクトルＥＶｅｃ１）の方向に沿う直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ１で画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち第２エッジ（エッジベクトルＥＶｅｃ２）を含まない画像領域に属する。

　同様に、領域ＲｅｇＯ２は、第１エッジ（エッジベクトルＥＶｅｃ１）の方向に沿う直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ１で画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち第２エッジ（エッジベクトルＥＶｅｃ２）を含む画像領域に属する。さらに、領域ＲｅｇＯ２は、第２エッジ（エッジベクトルＥＶｅｃ２）の方向に沿う直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ２で画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち第１エッジ（エッジベクトルＥＶｅｃ１）を含まない画像領域に属する。

　図１３は、実施の形態３に係る処理対象ブロックの分割の第２例を示す図である。図１３では、交点ＩＳＰがブロックの外側に位置する。領域決定の動作は、図１２を用いて説明された動作と同様である。２つのベクトルの中間の領域が、領域ＲｅｇＸ１２、あるいは、領域ＲｅｇＸ１２Ｎである。その領域の外側のうち、直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ１に近い側が領域ＲｅｇＯ１であり、直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ２に近い側が領域ＲｅｇＯ２である。

　図１４は、実施の形態３に係る外部領域の面内予測の例を示す図である。予測部１２７は、領域ＲｅｇＯについて、１つのエッジベクトルのみを用いて予測を実行する。

　予測部１２７は、エッジベクトルＥＶｅｃ１の方向を用いて、領域ＲｅｇＯ１の各画素を予測する。この時、予測部１２７は、近傍ブロックＢｌｋＮｇｈ内部で処理対象ブロックに近接する画素（近接画素）ＢｌｋＮｇｈ１を用いて予測信号を生成する。具体的には、予測部１２７は、エッジベクトルＥＶｅｃ１の方向に沿って、画素ＢｌｋＮｇｈ１の値を連続させることによって、予測画像を生成する。つまり、予測部１２７は、画素ＢｌｋＮｇｈ１を引き伸ばすことにより、予測画像を生成する。

　同様に、予測部１２７は、エッジベクトルＥＶｅｃ２の方向を用いて、領域ＲｅｇＯ２の各画素を予測する。この時、予測部１２７は、近傍ブロックＢｌｋＮｇｈ内部で処理対象ブロックに近接する画素（近接画素）ＢｌｋＮｇｈ２を用いて予測信号を生成する。具体的には、予測部１２７は、エッジベクトルＥＶｅｃ２の方向に沿って、画素ＢｌｋＮｇｈ２の値を連続させることによって、予測画像を生成する。つまり、予測部１２７は、画素ＢｌｋＮｇｈ２を引き伸ばすことにより、予測画像を生成する。

　図１５は、実施の形態３に係る内部領域の面内予測の例を示す図である。領域ＲｅｇＸ１２Ｎは、処理対象ブロックに近接する処理済みの画素（近接画素）ＢｌｋＮｇｈＮを用いて、２つのエッジベクトルＥＶｅｃ１、ＥＶｅｃ２のそれぞれで生成した後、各画素において得られる２つの予測値を平均化して、画素値を生成する。

　具体的には、予測部１２７は、エッジベクトルＥＶｅｃ１の方向に沿って、画素ＢｌｋＮｇｈＮの値を連続させることによって、第１予測信号（第１予測値）を生成する。つまり、予測部１２７は、画素ＢｌｋＮｇｈＮをエッジベクトルＥＶｅｃ１の方向に引き伸ばすことにより、予測画像を生成する。

　また、予測部１２７は、エッジベクトルＥＶｅｃ２の方向に沿って、画素ＢｌｋＮｇｈＮの値を連続させることによって、第２予測信号（第２予測値）を生成する。つまり、予測部１２７は、画素ＢｌｋＮｇｈＮをエッジベクトルＥＶｅｃ２の方向に引き伸ばすことにより、予測画像を生成する。

　そして、予測部１２７は、第１予測信号と第２予測信号を平均して、領域ＲｅｇＸ１２Ｎの予測信号を生成する。予測部１２７は、領域ＲｅｇＸ１２Ｆも領域ＲｅｇＸ１２Ｎと同様に予測を実行するが、参照される画素が異なる。例えば、予測部１２７は、図１５に示された画素ＢｌｋＮｇｈＦ１と、画素ＢｌｋＮｇｈＦ２とから、領域ＲｅｇＸ１２Ｆの画素値を予測する。また、領域ＲｅｇＸ１２における画素値の予測には、次に示されるような別の方法による予測も適用可能である。

　図１６は、実施の形態３に係る内部領域の面内予測の変形例を示す図である。予測部１２７は、領域ＲｅｇＸ１２Ｎにおいて、画素ＢｌｋＮｇｈＮから交点ＩＳＰに向かって収束するように予測信号を生成する。また、予測部１２７は、領域ＲｅｇＸ１２Ｆにおいても、領域ＲｅｇＸ１２Ｎにおける予測方向を延長させる。予測部１２７は、この予測方向を用いることにより、より尖った形状をより高精度に予測できる。

　図１７は、実施の形態３に係る面内予測の動作を示すフローチャートである。図１７は、複数のエッジベクトルを用いる予測に関する動作フローを示す。実施の形態３に係る画像符号化方法または画像復号方法では、ブロック毎に符号化または復号が実行される。

　まず、候補ベクトル導出部１２５は、処理対象ブロックに隣接する処理済みの近傍ブロックＢｌｋＮｇｈ内から、ソーベルフィルタ等のエッジ検出フィルタを用いて、複数の候補ベクトルを導出する（Ｓ１３０）。次に、エッジベクトル導出部１２６は、上記の候補ベクトルのノルム、交差線分長、および、処理対象ブロックまでの距離等に基づく評価値を用いて、評価値の高い複数のエッジベクトルを導出する（Ｓ１３１）。

　そして、エッジベクトル導出部１２６は、複数のエッジベクトルの位置関係、および、ベクトルの向き等から、複数の領域を定義する（Ｓ１３２）。また、エッジベクトル導出部１２６は、予測部１２７へ、分割情報ＰｒｔｎＣｔｒｌを送信する。そして、予測部１２７は、それぞれの領域について、領域に応じた予測信号を生成する（Ｓ１３３）。

　なお、本実施の形態では、予測信号の生成方法として、面内予測が示されている。しかし、エッジベクトルを用いて、面間予測が用いられてもよい。具体的には、図１２と図１３で説明された領域の定義方法を用いて、動き補償の領域が定義されてもよい。また、３以上のエッジベクトルを用いる場合にも、本実施の形態に示された予測方法が適用可能である。

　図１８は、実施の形態３に係る処理対象ブロックの分割の第３例を示す図である。図１８には、３つのエッジベクトルＥＶｅｃ１、ＥＶｅｃ２、ＥＶｅｃ３が示されている。処理対象ブロックは、直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ１、直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ２および直線ＥＶｅｃＬｉｎｅ３で分割される。例えば、図１８のように、反時計回りに、３つのエッジベクトルＥＶｅｃ１、ＥＶｅｃ２、ＥＶｅｃ３が並んでいる場合、反時計回りに、４つの領域ＲｅｇＯ１、ＲｅｇＸ１２Ｎ、ＲｅｇＸ２３Ｎ、ＲｅｇＯ３が定義される。

　領域ＲｅｇＯ１は、エッジベクトルＥＶｅｃ１の方向のみで予測される。領域ＲｅｇＸ１２Ｎの画素値は、エッジベクトルＥＶｅｃ１の方向による予測とエッジベクトルＥＶｅｃ２の方向による予測との平均値により、最終的に予測される。領域ＲｅｇＸ２３Ｎの画素値は、エッジベクトルＥＶｅｃ２の方向による予測とエッジベクトルＥＶｅｃ３の方向による予測との平均値により、最終的に予測される。領域ＲｅｇＯ３の画素値は、エッジベクトルＥＶｅｃ３の方向のみで予測される。

　以上のように、実施の形態３に係る画像符号化装置１００および画像復号装置２００は、複数のエッジが存在する場合、複数の予測方向を用いる。そして、画像符号化装置１００および画像復号装置２００は、処理対象ブロックを複数の領域に分割して領域毎に精度の高い予測を実行する。これにより、圧縮性能が向上する。

　（実施の形態４）
　実施の形態１および実施の形態２で示したような、１つのエッジベクトルを用いる予測方法、および、実施の形態３で示したような、複数のエッジベクトルを用いる予測方法が、組み合わされてもよい。

　そして、どの予測方法を用いるかについての情報が、符号化ストリームにフラグとして組み込まれてもよい。その情報は、符号化ストリームの、プロファイルレベル層、シーケンスパラメータセット、ピクチャパラメータセット、フレームヘッダ、スライスヘッダ、コーディングユニットヘッダ、あるいは、符号化のブロック毎に組み込まれてもよい。

　また、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３で示された画像符号化装置１００および画像復号装置２００は、ノルムおよび交差線分長等を用いて、最も評価値の高い候補ベクトルをエッジベクトルとして選択する。

　その際、どの候補ベクトルをエッジベクトルとして選択するかの情報が、符号化ストリームにフラグとして組み込まれてもよい。そして、その情報は、上記と同様に、プロファイルレベル層、シーケンスパラメータセット、ピクチャパラメータセット、フレームヘッダ、スライスヘッダ、コーディングユニットヘッダ、あるいは、符号化のブロック毎に組み込まれてもよい。

　これにより、画像符号化装置１００と画像復号装置２００とが、予測方法を適応的に変更しながら、適切な予測画像を生成することができる。

　（実施の形態５）
　以下、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３および実施の形態４の特徴的な構成要素を実施の形態５として、説明する。

　図１９は、実施の形態５に係る画像符号化装置の構成図である。図１９に示された画像符号化装置３００は、画像をブロック毎に符号化する。また、画像符号化装置３００は、エッジ検出部３０１、線分長取得部３０２、予測方向選択部３０３、予測部３０４および符号化部３０５を備える。

　エッジ検出部３０１は、図１に示された画像符号化装置１００の候補ベクトル導出部１２５に対応する。線分長取得部３０２および予測方向選択部３０３は、図１に示された画像符号化装置１００のエッジベクトル導出部１２６に対応する。予測部３０４は、図１に示された画像符号化装置１００の予測部１２７に対応する。符号化部３０５は、図１に示された画像符号化装置１００の減算部１４４、量子化変換部１４２および符号化部１４３に対応する。

　図２０は、図１９に示された画像符号化装置３００の動作を示すフローチャートである。まず、エッジ検出部３０１は、符号化対象ブロックに隣接する１以上の隣接ブロックから、複数のエッジを検出する（Ｓ３０１）。次に、線分長取得部３０２は、複数のエッジのそれぞれについて、交差線分の長さを取得する。交差線分は、エッジの位置を通りエッジの方向に沿う直線と、符号化対象ブロックとの共通部分である。これにより、線分長取得部３０２は、複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さを取得する（Ｓ３０２）。

　次に、予測方向選択部３０３は、複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さに依存させて、複数のエッジの方向から予測方向を選択する（Ｓ３０３）。次に、予測部３０４は、予測方向を用いて、符号化対象ブロックに含まれる画素値を予測する。これにより、予測部３０４は、予測画像ブロックを生成する（Ｓ３０４）。最後に、符号化部３０５は、差分画像ブロックを符号化することにより、符号化ストリームを生成する（Ｓ３０５）。ここでの差分画像ブロックは、予測画像ブロックと符号化対象ブロックとの差分である。

　図２１は、実施の形態５に係る画像復号装置の構成図である。図２１に示された画像復号装置４００は、画像をブロック毎に復号する。また、画像復号装置４００は、エッジ検出部４０１、線分長取得部４０２、予測方向選択部４０３、予測部４０４および復号部４０５を備える。

　エッジ検出部４０１は、図１０に示された画像復号装置２００の候補ベクトル導出部１２５に対応する。線分長取得部４０２および予測方向選択部４０３は、図１０に示された画像復号装置２００のエッジベクトル導出部１２６に対応する。予測部４０４は、図１０に示された画像復号装置２００の予測部１２７に対応する。復号部４０５は、図１０に示された画像復号装置２００の復号部１２２、逆量子化逆変換部１２３および加算部１２９に対応する。

　図２２は、図２１に示された画像復号装置４００の動作を示すフローチャートである。まず、エッジ検出部４０１は、復号対象ブロックに隣接する１以上の隣接ブロックから、複数のエッジを検出する（Ｓ４０１）。次に、線分長取得部４０２は、複数のエッジのそれぞれについて、交差線分の長さを取得する。交差線分は、エッジの位置を通りエッジの方向に沿う直線と、復号対象ブロックとの共通部分である。これにより、線分長取得部４０２は、複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さを取得する（Ｓ４０２）。

　次に、予測方向選択部４０３は、複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さに依存させて、複数のエッジの方向から予測方向を選択する（Ｓ４０３）。次に、予測部４０４は、予測方向を用いて、復号対象ブロックに含まれる画素値を予測する。これにより、予測部４０４は、予測画像ブロックを生成する（Ｓ４０４）。

　次に、復号部４０５は、符号化ストリームから、差分画像ブロックを復号する。ここでの差分画像ブロックは、予測画像ブロックと復号対象ブロックとの差分である。そして、復号部４０５は、差分画像ブロックと予測画像ブロックとを加算する。これにより、復号部４０５は、復号対象ブロックを復元する（Ｓ４０５）。

　上述の動作により、画像符号化装置３００および画像復号装置４００は、交差線分の長さに応じて、予測方向を選択する。すなわち、画像符号化装置３００および画像復号装置４００は、処理対象ブロックへのエッジの影響度合いに応じて、予測方向を選択する。したがって、画像の特性に応じた適切な予測画像が生成される。そして、画像符号化装置３００および画像復号装置４００は、圧縮率を向上させることができる。

　以上、本発明に係る画像符号化装置および画像復号装置について、複数の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はそれらの実施の形態に限定されるものではない。実施の形態に対して当業者が思いつく変形を施して得られる形態、および、実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて実現される別の形態も本発明に含まれる。

　例えば、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。

　また、本発明は、画像符号化装置および画像復号装置として実現できるだけでなく、画像符号化装置および画像復号装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現できる。例えば、それらのステップは、コンピュータによって実行される。そして、本発明は、それらの方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムとして実現できる。さらに、本発明は、そのプログラムを記録したＣＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。

　また、画像符号化装置および画像復号装置に含まれる複数の構成要素は、集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。これらの構成要素は、個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。例えば、記憶部以外の構成要素が１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩまたはウルトラ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。プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、または、ＬＳＩ内部の回路セルの接続および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、画像符号化装置および画像復号装置に含まれる構成要素の集積回路化を行ってもよい。

　（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２３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２３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２４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２５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２６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２７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２５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２８Ａ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２８Ｂ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ex３５７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２９は、多重化データの構成を示す図である。図２９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３０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３１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３１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３１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３２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３２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３３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３４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３４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３５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３６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８）
　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３７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９）
　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３８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３７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３７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７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７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４０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３９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１０）
　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４１Ａ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、予測に特徴を有していることから、例えば、予測については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外の逆量子化、エントロピー符号化、デブロッキング・フィルタのいずれか、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４１Ｂ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。

　本発明に係る画像符号化方法および画像復号方法は、例えば、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、または、デジタルビデオカメラ等に利用可能である。

　　１００、３００　画像符号化装置
　　１２２、４０５　復号部
　　１２３　逆量子化逆変換部
　　１２４　フレームメモリ
　　１２５　候補ベクトル導出部
　　１２６　エッジベクトル導出部
　　１２７、３０４、４０４　予測部
　　１２９　加算部
　　１４２　量子化変換部
　　１４３、３０５　符号化部
　　１４４　減算部
　　２００、４００　画像復号装置
　　３０１、４０１　エッジ検出部
　　３０２、４０２　線分長取得部
　　３０３、４０３　予測方向選択部

Claims

　画像をブロック毎に符号化する画像符号化方法であって、
　符号化対象ブロックに隣接する１以上の隣接ブロックから、複数のエッジを検出するエッジ検出ステップと、
　前記複数のエッジのそれぞれについて、エッジの位置を通り前記エッジの方向に沿う直線と前記符号化対象ブロックとの共通部分である交差線分の長さを取得することにより、前記複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さを取得する線分長取得ステップと、
　前記複数のエッジの方向から、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さに依存させて、予測方向を選択する予測方向選択ステップと、
　前記予測方向を用いて、前記符号化対象ブロックに含まれる画素値を予測することにより、予測画像ブロックを生成する予測ステップと、
　前記予測画像ブロックと前記符号化対象ブロックとの差分である差分画像ブロックを符号化する符号化ステップとを含む
　画像符号化方法。
　前記予測方向選択ステップでは、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さと、前記複数のエッジの強さとに依存させて、前記予測方向を選択する
　請求項１に記載の画像符号化方法。
　前記エッジ検出ステップでは、第１検出エッジと、前記第１検出エッジとは異なる第２検出エッジとを含む前記複数のエッジを検出し、
　前記予測方向選択ステップでは、前記第１検出エッジに対応する交差線分の長さと前記第１検出エッジの強さとの積が、前記第２検出エッジに対応する交差線分の長さと前記第２検出エッジの強さとの積よりも大きい場合、前記第１検出エッジの方向を前記予測方向として選択する
　請求項２に記載の画像符号化方法。
　前記予測方向選択ステップでは、前記複数のエッジの方向から、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さに依存させて、複数の予測方向を選択し、
　前記予測ステップでは、前記複数の予測方向を用いて、前記符号化対象ブロックに含まれる画素値を予測する
　請求項１～３のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
　前記予測ステップでは、
　前記複数の予測方向のうち第１予測方向を用いて、前記符号化対象ブロックを前記複数の交差線分で分割することにより得られる複数の分割領域のうち第１分割領域に含まれる画素値を予測し、
　前記複数の予測方向のうち、前記第１予測方向とは異なる第２予測方向を用いて、前記複数の分割領域のうち、前記第１分割領域とは異なる第２分割領域に含まれる画素値を予測する
　請求項４に記載の画像符号化方法。
　前記予測ステップでは、前記第１予測方向を用いて、前記複数の分割領域のうち、前記第１分割領域および前記第２分割領域とは異なる第３分割領域に含まれる画素値を予測することにより、第１予測値を取得し、前記第２予測方向を用いて、前記第３分割領域に含まれる前記画素値を予測することにより、第２予測値を取得し、前記第１予測値と前記第２予測値との平均を用いて、前記第３分割領域に含まれる前記画素値を予測する
　請求項５に記載の画像符号化方法。
　前記予測ステップでは、前記複数の分割領域のうち、前記第１分割領域および前記第２分割領域とは異なる第３分割領域に含まれる画素位置の画素値を、前記複数の交差線分に沿う複数の直線の交点と、前記画素位置とを通る直線の方向を用いて、予測する
　請求項５に記載の画像符号化方法。
　前記エッジ検出ステップでは、第１エッジと、前記第１エッジとは異なる第２エッジとを含む前記複数のエッジを検出し、
　前記予測方向選択ステップでは、前記複数のエッジの方向から、前記第１エッジの方向を前記第１予測方向として含み、前記第２エッジの方向を前記第２予測方向として含む前記複数の予測方向を選択し、
　前記予測ステップでは、
　前記第２エッジを通り前記第２エッジの方向に沿う直線で前記画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち前記第１エッジを含む画像領域に属し、前記第１エッジを通り前記第１エッジの方向に沿う直線で前記画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち前記第２エッジを含まない画像領域に属する前記第１分割領域に含まれる画素値を、前記第１予測方向を用いて、予測し、
　前記第１エッジを通り前記第１エッジの方向に沿う直線で前記画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち前記第２エッジを含む画像領域に属し、前記第２エッジを通り前記第２エッジの方向に沿う直線で前記画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち前記第１エッジを含まない画像領域に属する前記第２分割領域に含まれる画素値を、前記第２予測方向を用いて、予測する
　請求項５～７のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
　前記予測ステップでは、前記複数の予測方向のそれぞれを用いて、前記符号化対象ブロックに含まれる画素値を予測することにより、複数の予測値を取得し、前記複数の予測値の平均を用いて、前記符号化対象ブロックに含まれる前記画素値を予測する
　請求項４に記載の画像符号化方法。
　画像をブロック毎に復号する画像復号方法であって、
　復号対象ブロックに隣接する１以上の隣接ブロックから、複数のエッジを検出するエッジ検出ステップと、
　前記複数のエッジのそれぞれについて、エッジの位置を通り前記エッジの方向に沿う直線と前記復号対象ブロックとの共通部分である交差線分の長さを取得することにより、前記複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さを取得する線分長取得ステップと、
　前記複数のエッジの方向から、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さに依存させて、予測方向を選択する予測方向選択ステップと、
　前記予測方向を用いて、前記復号対象ブロックに含まれる画素値を予測することにより、予測画像ブロックを生成する予測ステップと、
　前記予測画像ブロックと前記復号対象ブロックとの差分である差分画像ブロックを復号し、前記差分画像ブロックと前記予測画像ブロックとを加算することにより、前記復号対象ブロックを復元する復号ステップとを含む
　画像復号方法。
　前記予測方向選択ステップでは、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さと、前記複数のエッジの強さとに依存させて、前記予測方向を選択する
　請求項１０に記載の画像復号方法。
　前記エッジ検出ステップでは、第１検出エッジと、前記第１検出エッジとは異なる第２検出エッジとを含む前記複数のエッジを検出し、
　前記予測方向選択ステップでは、前記第１検出エッジに対応する交差線分の長さと前記第１検出エッジの強さとの積が、前記第２検出エッジに対応する交差線分の長さと前記第２検出エッジの強さとの積よりも大きい場合、前記第１検出エッジの方向を前記予測方向として選択する
　請求項１１に記載の画像復号方法。
　前記予測方向選択ステップでは、前記複数のエッジの方向から、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さに依存させて、複数の予測方向を選択し、
　前記予測ステップでは、前記複数の予測方向を用いて、前記復号対象ブロックに含まれる画素値を予測する
　請求項１０～１２のいずれか１項に記載の画像復号方法。
　前記予測ステップでは、
　前記複数の予測方向のうち第１予測方向を用いて、前記復号対象ブロックを前記複数の交差線分で分割することにより得られる複数の分割領域のうち第１分割領域に含まれる画素値を予測し、
　前記複数の予測方向のうち、前記第１予測方向とは異なる第２予測方向を用いて、前記複数の分割領域のうち、前記第１分割領域とは異なる第２分割領域に含まれる画素値を予測する
　請求項１３に記載の画像復号方法。
　前記予測ステップでは、前記第１予測方向を用いて、前記複数の分割領域のうち、前記第１分割領域および前記第２分割領域とは異なる第３分割領域に含まれる画素値を予測することにより、第１予測値を取得し、前記第２予測方向を用いて、前記第３分割領域に含まれる前記画素値を予測することにより、第２予測値を取得し、前記第１予測値と前記第２予測値との平均を用いて、前記第３分割領域に含まれる前記画素値を予測する
　請求項１４に記載の画像復号方法。
　前記予測ステップでは、前記複数の分割領域のうち、前記第１分割領域および前記第２分割領域とは異なる第３分割領域に含まれる画素位置の画素値を、前記複数の交差線分に沿う複数の直線の交点と、前記画素位置とを通る直線の方向を用いて、予測する
　請求項１４に記載の画像復号方法。
　前記エッジ検出ステップでは、第１エッジと、前記第１エッジとは異なる第２エッジとを含む前記複数のエッジを検出し、
　前記予測方向選択ステップでは、前記複数のエッジの方向から、前記第１エッジの方向を前記第１予測方向として含み、前記第２エッジの方向を前記第２予測方向として含む前記複数の予測方向を選択し、
　前記予測ステップでは、
　前記第２エッジを通り前記第２エッジの方向に沿う直線で前記画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち前記第１エッジを含む画像領域に属し、前記第１エッジを通り前記第１エッジの方向に沿う直線で前記画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち前記第２エッジを含まない画像領域に属する前記第１分割領域に含まれる画素値を、前記第１予測方向を用いて、予測し、
　前記第１エッジを通り前記第１エッジの方向に沿う直線で前記画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち前記第２エッジを含む画像領域に属し、前記第２エッジを通り前記第２エッジの方向に沿う直線で前記画像を分割することにより得られる２つの画像領域のうち前記第１エッジを含まない画像領域に属する前記第２分割領域に含まれる画素値を、前記第２予測方向を用いて、予測する
　請求項１４～１６のいずれか１項に記載の画像復号方法。
　前記予測ステップでは、前記複数の予測方向のそれぞれを用いて、前記復号対象ブロックに含まれる画素値を予測することにより、複数の予測値を取得し、前記複数の予測値の平均を用いて、前記復号対象ブロックに含まれる前記画素値を予測する
　請求項１３に記載の画像復号方法。
　画像をブロック毎に符号化する画像符号化装置であって、
　符号化対象ブロックに隣接する１以上の隣接ブロックから、複数のエッジを検出するエッジ検出部と、
　前記複数のエッジのそれぞれについて、エッジの位置を通り前記エッジの方向に沿う直線と前記符号化対象ブロックとの共通部分である交差線分の長さを取得することにより、前記複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さを取得する線分長取得部と、
　前記複数のエッジの方向から、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さに依存させて、予測方向を選択する予測方向選択部と、
　前記予測方向を用いて、前記符号化対象ブロックに含まれる画素値を予測することにより、予測画像ブロックを生成する予測部と、
　前記予測画像ブロックと前記符号化対象ブロックとの差分である差分画像ブロックを符号化する符号化部とを備える
　画像符号化装置。
　画像をブロック毎に復号する画像復号装置であって、
　復号対象ブロックに隣接する１以上の隣接ブロックから、複数のエッジを検出するエッジ検出部と、
　前記複数のエッジのそれぞれについて、エッジの位置を通り前記エッジの方向に沿う直線と前記復号対象ブロックとの共通部分である交差線分の長さを取得することにより、前記複数のエッジに対応する複数の交差線分の長さを取得する線分長取得部と、
　前記複数のエッジの方向から、前記複数のエッジに対応する前記複数の交差線分の長さに依存させて、予測方向を選択する予測方向選択部と、
　前記予測方向を用いて、前記復号対象ブロックに含まれる画素値を予測することにより、予測画像ブロックを生成する予測部と、
　前記予測画像ブロックと前記復号対象ブロックとの差分である差分画像ブロックを復号し、前記差分画像ブロックと前記予測画像ブロックとを加算することにより、前記復号対象ブロックを復元する復号部とを備える
　画像復号装置。