WO2012014426A1 - 復号化方法および符号化方法 - Google Patents

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WO2012014426A1
WO2012014426A1 PCT/JP2011/004155 JP2011004155W WO2012014426A1 WO 2012014426 A1 WO2012014426 A1 WO 2012014426A1 JP 2011004155 W JP2011004155 W JP 2011004155W WO 2012014426 A1 WO2012014426 A1 WO 2012014426A1
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unit
conversion
signal
inverse
data
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PCT/JP2011/004155
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陽司 柴原
西　孝啓
寿郎 笹井
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パナソニック株式会社
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    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding

Definitions

  • the present invention relates to audio encoding / decoding, still image encoding / decoding, or moving image encoding / decoding, and in particular, a method related to processing for converting a signal vector in a space-time domain into a frequency domain, and the methods
  • the present invention relates to a program to be executed by a computer.
  • H.264 ITU-T As an example of the video coding standard, H.264 ITU-T standard called 26x and ISO / IEC standard called MPEG-x.
  • MPEG-x As an example of the video coding standard, H.264 ITU-T standard called 26x and ISO / IEC standard called MPEG-x.
  • the latest video coding standard is H.264. H.264 / MPEG-4AVC.
  • FIG. 2 is a diagram showing processing for encoding these audio data and moving image data at a low bit rate.
  • the conversion unit 120 converts an input signal, which is various data, or a conversion input obtained by performing some processing on the input signal from the space-time domain to the frequency domain, and outputs a converted output with reduced correlation.
  • the quantization unit 130 quantizes the conversion output output from the conversion unit 120 and outputs a quantization coefficient with a small total data amount.
  • the entropy encoding unit 190 encodes the quantization coefficient output from the quantization unit 130 using an entropy encoding algorithm, and outputs an encoded signal obtained by compressing the remaining data.
  • an N-point vector (N-dimensional signal) input to the conversion unit 120 is a conversion input vector xn, and an output of a certain conversion T is a conversion output (Transform Output) vector.
  • y be n .
  • the transformation T can be expressed by a matrix product of a transformation coefficient A of an N ⁇ N matrix and a transformation input vector x n as shown in Equation 2 and Equation 3.
  • the conversion coefficient A is designed to reduce the correlation of input signals and concentrate low-dimensional energy.
  • a conversion coefficient deriving method or conversion method called KLT Karhunen Loeve transform
  • KLT is a method for deriving an optimum transform coefficient based on the statistical properties of an input signal, or a transform method using the derived optimum transform coefficient (refer to Non-Patent Document 1 for details).
  • KLT is known to eliminate the correlation of input signals completely and to concentrate energy to a low frequency most efficiently.
  • KLT has a problem that the amount of calculation becomes large.
  • the conversion to the frequency domain optimized for statistical properties in the conventional image encoding device and decoding device requires multiplication for conversion, and there is a problem that the amount of calculation for multiplication is large. It was.
  • the conversion using the conversion coefficient calculated based on the statistical properties of the input signal has a problem that the amount of calculation is large and the total number of conversion coefficients is large.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to provide a decoding method and an encoding method that can reduce the processing load by reducing the amount of calculation.
  • an encoding method performs frequency conversion on an input signal and generates a converted output signal having coefficient values of frequency components composed of a plurality of coefficient values.
  • the conversion step performs a first frequency conversion on the input signal using a first conversion coefficient to generate a first conversion output signal, and the first conversion output.
  • the decoding method includes an entropy decoding step for performing entropy decoding on a coded signal to generate a quantized coefficient, and dequantizing the quantized coefficient to obtain a decoded transform output.
  • An inverse quantization step for generating a signal, and a second inverse transform is performed on the first partial signal constituting a part of the decoded transform output signal using a transform coefficient of the second inverse transform,
  • a second inverse transform step for generating a transformed first partial signal; the inversely transformed first partial signal; and a second partial signal that is a part that has not been subjected to the second inverse transformation;
  • the maximum bit length of the internal variable required for the matrix multiplication of the first inverse transformation and the first inverse transformation step for performing the inverse transformation using the transformation coefficient of the first inverse transformation is a predetermined value.
  • the encoded signal can be decoded with a small amount of computation and a small transform coefficient.
  • the present invention can be realized not only as such a decoding method or an encoding method, but also as a decoding device, an encoding device or an integrated circuit for performing processing according to the method, and processing according to the method.
  • the amount of conversion calculation can be reduced and the total number of conversion coefficients can be reduced. it can.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a conversion unit in the encoding apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an AV data encoding process.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a data flow of the conversion unit according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a data flow of the conversion unit according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart of the conversion process according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart of the conversion process according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a decoding process of the encoded signal.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating an inverse transform unit in the decoding apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 9A is a diagram conceptually illustrating a data flow of the inverse conversion unit of the second embodiment.
  • FIG. 9B is a diagram conceptually showing the data flow of the inverse transform unit in the second embodiment.
  • FIG. 9C is a diagram conceptually illustrating a data flow of the inverse transform unit in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart of the inverse conversion process according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart of the inverse conversion process according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram of the inverse transformation process of the third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating processing related to the bit length of the inverse conversion processing according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram of the inverse transformation process of the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart of the inverse conversion process according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart of the inverse conversion process according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a
  • FIG. 15 is a diagram illustrating processing relating to the bit length of the inverse conversion processing according to the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating processing relating to a bit length derived from the inverse conversion processing according to the third and fourth embodiments.
  • FIG. 17 is a flowchart of the inverse conversion process according to the third embodiment.
  • FIG. 18 is an overall configuration diagram of a content supply system that implements a content distribution service.
  • FIG. 19 is an overall configuration diagram of a digital broadcasting system.
  • FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration example of a television.
  • FIG. 21 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. 22 is a diagram illustrating a structure example of a recording medium that is an optical disk.
  • FIG. 23A is a diagram illustrating an example of a mobile phone.
  • FIG. 23B is a block diagram illustrating a configuration example of a mobile phone.
  • FIG. 24 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • FIG. 25 is a diagram schematically showing how each stream is multiplexed in the multiplexed data.
  • FIG. 26 is a diagram showing in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating the structure of TS packets and source packets in multiplexed data.
  • FIG. 28 shows the data structure of the PMT.
  • FIG. 29 is a diagram showing an internal configuration of multiplexed data information.
  • FIG. 30 shows the internal structure of stream attribute information.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating steps for identifying video data.
  • FIG. 32 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. 33 is a diagram illustrating a configuration for switching the driving frequency.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating steps for identifying video data and switching between driving frequencies.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating an example of a look-up table in which video data standards are associated with drive frequencies.
  • FIG. 36A is a diagram illustrating an example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • FIG. 36B is a diagram illustrating another example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conversion unit in the encoding apparatus of the present invention.
  • the conversion unit 120 of the present invention divides the first conversion output into two parts, a first conversion output that performs a first conversion on a conversion input, and a signal that is not subjected to the second conversion, and a signal that is not a target.
  • the integration unit 230 is conceptually described in the sense that the signals that have been conceptually divided are not in a divided state but in the original dimension, and is a special case of integration in actual information processing. There is no need to perform an action. The same applies to the following embodiments.
  • This conversion target signal (Original Signal) or a prediction error signal that is a difference between this signal and a prediction signal created based on the previously input encoding target signal is used as a conversion input, and the first conversion unit 200 Is input.
  • a prediction error signal is often input as a conversion target. However, when prediction is not performed assuming that an error is mixed in the transmission path, or when energy is small, prediction is not performed.
  • An input signal is input as a conversion target.
  • Such a conversion input Transform Input
  • FIG. 3 is a diagram conceptually showing the data flow of the conversion unit 120 in the encoding apparatus of the present invention.
  • the first conversion unit 200 converts the input x n is alleviated correlation is converted into the first conversion output y 1 n, which concentrates the energy in the low frequency band.
  • the first conversion output y 1 n is divided into a first partial signal and a second partial signal by the second conversion target determination unit 210.
  • the division of the first partial signal and the second partial signal is performed based on the division integration information so that the correlation energy of the first partial signal is larger than the correlation energy of the second partial signal.
  • the division integration information is information that causes the second conversion target determination unit 210 to perform control to divide the low frequency band as the first part and the high frequency band as the second part.
  • the division integration information may be information instructing to dynamically control a component having a large energy to the first portion and a component having a small energy to the second portion according to the input.
  • the first partial signals divided as described above are rearranged in a one-dimensional manner by the second conversion target determining unit 210, the correlation is further reduced by the second conversion unit 220, and the energy is transferred to a lower frequency band.
  • the second conversion output y 2 n is rearranged in the dimension before being rearranged by the second conversion target determination unit 210, and is integrated with the second partial signal.
  • the second conversion target is illustrated as an arbitrary area, but is not limited thereto, and may be a rectangular area.
  • FIG. 4 shows a case where the second conversion has a non-separation type configuration, and when the second conversion has a separation type configuration, rearrangement to one dimension in division and integration is not performed.
  • the data flow shown in FIG. 4 is a conceptual diagram.
  • FIG. 5 is a flowchart of the conversion process in the conversion unit 120.
  • a first conversion coefficient is determined based on the conversion input xn (step S101).
  • the first conversion unit 200 performs the first conversion using the determined first conversion coefficient (step S102).
  • division integration information is determined (step S103).
  • the division integration information is read from the memory of the encoding device or the like as long as it controls the second conversion target determination unit 210 to perform predetermined division.
  • the division integration information controls the second conversion target determination unit 210 to perform division according to the first conversion output, in view of the distribution of energy states based on the first conversion output. Derivation of division integration information.
  • the second conversion target determination unit 210 divides the data (step S108), and the second conversion unit 220 performs the second conversion based on the first partial signal.
  • a coefficient is determined (step S105).
  • the second conversion unit 220 performs a second conversion using the determined second conversion coefficient (step S106).
  • the integration unit 230 the second conversion output and the divided second partial signal are integrated and output as a conversion output (step S107). Further, the entire operation of steps S101 to S107 in FIG. 5 is defined as step S100.
  • the conversion coefficient and the division integration information determined in advance may be used, and the operation in that case is as shown in FIG.
  • the first conversion unit 200 performs the first conversion, determines the second conversion target from the first conversion output, performs the second conversion on a part of the determined conversion output, and performs the second conversion Generate conversion output.
  • the second conversion output and the portion of the first conversion output to which the second conversion is not applied are integrated to obtain the conversion output of the conversion process of the present embodiment.
  • the second conversion target determining unit 210 and the integrating unit 230 perform the rearrangement of the dimensions of the first partial signal and the second conversion output
  • the second conversion unit 220 performs the respective rearrangements.
  • the structure to perform may be sufficient.
  • the target of encoding is a one-dimensional signal such as speech data, or in separation-type processing of each dimension that can be regarded as one-dimensional signal processing
  • the conversion input x n input to the conversion unit 120 is Since it is one-dimensional, these rearrangement processes are unnecessary.
  • the processing of the second conversion target determination unit 210 and the integration unit 230 may be substantially replaced by the second conversion unit by setting the coefficient to zero. The same applies to the following embodiments.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a process of decoding audio data or moving image data from an encoded signal obtained by encoding audio data or moving image data at a low bit rate.
  • entropy decoding is performed on the encoded signal
  • inverse quantization is performed
  • inverse conversion is performed. This process is almost the reverse of the encoding process described with reference to FIG.
  • the inverse transform unit 150 of the present invention will be described in detail.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration of the inverse transform unit 150 in the decoding device of the present invention.
  • the inverse transform unit 150 of the present invention includes a second inverse transform target determination unit 215 that divides the decoded transform input into two parts, a target to be subjected to the second inverse transform and a signal that is not the target.
  • a second inverse transform unit 260 that performs the second inverse transform on the converted output; and an integration unit 235 that integrates the decoded first part subjected to the second inverse transform and the divided decoded second part.
  • the integration unit 235 is conceptually described in the sense that the signals that are conceptually divided are not in a divided state but in the original dimension, and is a special case of integration in actual information processing. There is no need to perform an action. The same applies to the following embodiments.
  • An encoded signal obtained by encoding a signal such as a voice, a still image, or a moving image is input to the decoding device.
  • the encoded signal is entropy-decoded and the inversely quantized signal is input to the second inverse transform target determining unit 215 as a decoded transform output y ⁇ .
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams conceptually showing the data flow of the inverse transform unit 150 in the decoding apparatus of the present embodiment.
  • the entropy decoding unit 240 decodes the decoded quantization coefficient from the encoded signal, and the inverse quantization unit 140 generates a decoded conversion output y ⁇ .
  • the decoded transformation output ⁇ is divided into two regions, and one decoded second transformation output ⁇ 2 of the region is subjected to the second inverse transformation by the second inverse transformation unit 260, and the decoded first part. Get.
  • the decoded second part y 2 H of the other region is not converted, but is integrated with the decoded first part to become the decoded first converted output y 1 , and the first inverse conversion unit 250 performs the first inverse. Conversion is performed.
  • the second inverse transform has a separable configuration, the second inverse transform target determining unit 215 and the integrating unit 235 do not need to rearrange them into one-dimensional signals.
  • the conceptual diagram of the data flow in this case is FIG. 9C.
  • FIG. 10 is a flowchart of the inverse transformation process in the inverse transformation unit 150.
  • the inverse transformation process will be described using these.
  • division integration information is acquired (step S201).
  • the decoded transform output y ⁇ described above is divided into a decoded second transform output including a low frequency band and a decoded second partial signal including a high frequency band (Ste S208).
  • the correlation energy of the decoded second converted output is larger than the correlation energy of the decoded second partial signal based on the division integration information. To be done.
  • the division integration information is the same as that described in the first embodiment, and the acquisition of division integration information may be read out in advance and stored in a memory or the like, or dynamically according to the decoding conversion output It may be decided to.
  • the decoded second conversion output divided as described above is rearranged one-dimensionally by the second inverse conversion target determination unit 215 and input to the second inverse conversion unit 260.
  • the transform coefficient of the inverse transform performed by the second inverse transform unit 260 is the inverse matrix of the transform coefficient of the second transform described in the first embodiment or a matrix approximated thereto.
  • the transform coefficient of the inverse matrix is obtained based on the set SD including the decoded second transform output using, for example, KLT as in the first embodiment (step S203).
  • the second inverse transform of the decoded second transform output is performed using the transform coefficient obtained in this manner, and the decoded first partial signal is output (step S1). S204).
  • the decoded first partial signal is rearranged in the dimension before being rearranged by the second inverse transformation target determining unit 215, integrated with the decoded second partial signal, and the decoded first converted output y ⁇ 1 is input to the first inverse transform unit 250 (step S205).
  • the transform coefficient of the inverse transform performed by the first inverse transform unit 250 is the inverse matrix of the first transform described in the first embodiment or a matrix approximated thereto.
  • the transform coefficient of the inverse matrix is obtained based on the set S E including the decoded first transform output ⁇ 1 using, for example, KLT as in the first embodiment (step S206).
  • the first inverse transform of the decoded first transform output y ⁇ 1 is performed using the transform coefficient thus obtained, and the decoded transform input x ⁇ is output. (Step S207). Further, the entire operation from step S201 to step S207 in FIG.
  • the set S D and the set S E are in the relationship between the set S C and the set S A of the first embodiment, and the set D is a smaller set that includes fewer samples than the set E.
  • the decoding apparatus provided with the inverse transform unit 150 according to the present embodiment can achieve both high-efficiency conversion and reduction of the calculation amount and the data amount as in the first embodiment.
  • the second inverse transformation target determination unit 215 and the integration unit 235 rearrange the dimensions of the decoded second conversion output and the decoded first partial signal.
  • the structure performed in the conversion part 260 may be sufficient. That is, a separation type conversion may be used, or a conversion including a zero coefficient may be used.
  • the decoding target is a one-dimensional signal such as speech data or a multi-dimensional signal configured as a separate type
  • a signal of each dimension can be regarded as a one-dimensional signal, so that the decoded conversion output y ⁇ input to the inverse conversion unit 155 Is one-dimensional, and the above-described dimension rearrangement (rearrangement to the one-dimensional signal in the second inverse transformation target determination unit 215 and rearrangement to the original dimension in the integration unit) becomes unnecessary.
  • the decoded conversion output, the decoded conversion input, the decoded signal, and the prediction signal are P-dimensional signals (P is an integer of 2 or more). That is, the decoding conversion output, the decoding second part, the decoding first conversion output, and the decoding conversion input are P-dimensional signals.
  • the second inverse transform unit 260 may be either for inputting / outputting a P-dimensional signal or for inputting / outputting a one-dimensional signal.
  • the second inverse transformation target determination unit 215 divides the P-dimensional signal into a decoded second converted output and a decoded second part according to the division integration information, and further rearranges the decoded second converted output into one dimension. Rearrangement order information is additionally stored in the division integration information.
  • the integration unit 235 integrates the decoded first part and the decoded second part according to the division integration information, and generates a conversion output. At this time, the integration unit 235 rearranges the decoded first part, which is a one-dimensional signal, into a P-dimensional signal based on the rearrangement information stored in the division integration information, and then integrates the first part.
  • the second inverse transform unit 260 may input / output P-dimensional signals and do not rearrange them into one-dimensional signals.
  • a conceptual diagram of the data flow is shown in FIG. 9B.
  • the second inverse conversion unit 260 may be a separation type (two-stage conversion in the horizontal axis direction and the vertical axis direction), and the conceptual diagram of the data flow in this case is FIG. 9C.
  • Inverse conversion is performed in units of rows in the horizontal direction, and inverse conversion is performed in units of columns in the vertical direction. The order of horizontal and vertical may be reversed. Since the conversion in units of one row or column with the number of elements is equivalent to not performing substantial processing, the processing may be skipped, or the norm correction processing in the subsequent stage may be performed here.
  • the conversion coefficients of the row conversion and the inverse conversion of the column conversion may be the same or different.
  • the conversion coefficient for line conversion may be reduced by using the same conversion coefficient for all lines, or by using different conversion coefficients for each line, and adapting to the difference in statistical properties for each line.
  • the conversion performance may be improved.
  • the column conversion is similar to the row conversion, and the same conversion coefficient may be used for all the columns, or different conversion coefficients may be used.
  • the decoding apparatus includes, for each block, a shift control unit after the second inverse transform, and a second inverse transform according to the bit length of the input signal of the second inverse transform or the bit length of the output signal.
  • the shift control unit after 1 inverse transform adaptively controls signal downshifting or upshifting, and the circuit resources necessary for the first inverse transforming unit are kept below a certain level.
  • FIG. 12 is a block diagram of the decoding apparatus according to the present embodiment. Signals and components having the same meaning as in FIGS. 7 and 8 are given the same reference numerals, and description of the same parts of operation is omitted.
  • FIG. 17 shows a flowchart of the processing operation of the decoding apparatus in this embodiment.
  • the encoded signal is entropy-decoded by the entropy decoding unit 240 to generate a quantized coefficient (step S208), and the inverse quantization unit 140 dequantizes the quantized coefficient and outputs a decoded conversion output (step S209).
  • the second inverse conversion target determination unit 215 divides the decoded second conversion output, which is a part for performing the second inverse conversion, and the decoded second part, which is a part for which the second inverse conversion is not performed.
  • the bit length control unit 301 detects the bit length of the decoded second conversion output in units of input blocks, and sets the shift amounts to ShiftA and ShiftB to the second inverse transform shift unit 303 and the first inverse transform shift unit 305. Each is output (step S210).
  • the second inverse transform unit 260 in FIG. 8 performs the multiplication of the matrix of transform coefficients in FIG. 12, and the second inverse transform matrix multiplier 302 and the second inverse transform that shifts down the multiplication result by a predetermined amount. And a shift unit 303. It is conceptual that the processing of the second inverse transform unit 260 is expressed by matrix multiplication and subsequent shift down, and the multiplication and shift down processing is performed in units of frequency positions, rows and columns of frequency positions, etc. Alternatively, it may be performed sequentially. Alternatively, the downshifting may be performed in a plurality of downshifts instead of at once. For example, when performing 2N-bit shift-down, it may be divided into two, such as N-bit shift-down and N-bit shift-down.
  • the second inverse transformation matrix multiplication unit 302 performs matrix multiplication on the decoded second transformation output with a matrix of transformation coefficients of the second inverse transformation to generate a second inverse transformation multiplication output (step S204). It is assumed that the maximum effective bit length that can be processed by the second inverse transformation matrix multiplication unit 302 is MK, and the bit length increased by the matrix operation is K.
  • the second inverse transform shift unit 303 shifts down or up the second inverse transform multiplication output according to ShiftA, and outputs the decoded first part.
  • the integration unit 235 integrates the decoded second part and the decoded first part, and outputs a decoded first conversion output.
  • the first inverse transformation matrix multiplication unit 304 and the first inverse transformation shift unit 305 represent the first inverse transformation unit 250 in FIG. 8 by dividing it into a multiplication process of a transform coefficient and a subsequent downshift process. This is the same as the second inverse transform unit 260 and is conceptual.
  • the first inverse transformation matrix multiplication unit 304 performs matrix multiplication on the decoded first transformation output with a matrix of transformation coefficients of the first inverse transformation, and outputs a first inverse transformation multiplication output (step S207).
  • the first inverse transformation shift unit 305 shifts down or up the first transformation multiplication output in accordance with Shift B, and outputs a decoded transformation input.
  • FIG. 13A shows information regarding the bit length of each processing unit from left to right in correspondence with the flow of processing during decoding. It is assumed that the bit length of the output signal of each processing unit matches the bit length of the variable inside the processing unit. It is assumed that the decoding conversion output of the inverse quantization unit 140 is A bits. If the second inverse transform matrix multiplication unit 302 increases the bit length by K bits by multiplication, the output of the second inverse transform multiplication output is A + K bits.
  • the decoding apparatus determines Shift A and Shift B so that A + K + D is equal to or less than MD.
  • ShiftA is zero, neither upshifting nor downshifting is performed.
  • the shift amount ShiftB of the first inverse transform shift unit 305 may be E-MD.
  • the upshift is performed for a positive number and the downshift is performed for a negative number.
  • the second partial shift unit 306 performs a shift so as to match the bit precision of the first decoded portion, and the integration unit To 235.
  • the bit length control unit 301 determines and outputs the shift amount ShiftA2 of the second partial shift unit 306.
  • bit length control unit 301 and the second inverse conversion target determination unit 215 may interchange the processing order.
  • the bit length of the second conversion target coefficient may be controlled as described so far, or all the coefficients may be replaced regardless of whether it is the second conversion target.
  • the bit length may be controlled.
  • bit length detection method of the bit length control unit 301 will be described in detail.
  • the bit length is calculated for each coefficient of the input decoding conversion output, and the maximum value thereof is set as the bit length of the block. Since the decoded transform output is before inverse transform, it includes many zero coefficients. These zero coefficients may be excluded from the target of the bit length calculation to reduce the calculation amount of the bit length calculation.
  • the decoding apparatus includes a second inverse transform 260 (second inverse transform matrix multiplication unit 302 and second inverse transform shift unit 303) and first inverse transform 250 (first inverse transform).
  • a norm correction unit is provided between the transformation matrix multiplication unit 304 and the first inverse transformation shift unit 305).
  • the norm correction is a process of correcting a mismatch in the size (norm) of the conversion base that occurs when the conversion coefficient of the first inverse transform reduces the multiplication process using shift and addition.
  • This process includes a norm correction multiplication unit 310 that is a multiplication process for each frequency position, and a norm correction shift unit 311 that is a shift process subsequent thereto.
  • the bit length control unit 301 determines ShiftA so as not to exceed the maximum bit length of the norm correction multiplication unit 310, and determines the shift amount ShiftC of the norm correction shift unit 311.
  • the norm correction shift unit 311 performs a shift so that the maximum bit length MD of the first inverse transform matrix multiplication unit 304 is not exceeded. Since the D bit is increased by the first inverse transform multiplication and the current bit length is MN, the correction amount ShiftC of the norm correction shift unit 311 is MD ⁇ (D + MN). The output subjected to the shift correction is MD-D bits, which are input to the first inverse transformation matrix multiplication unit 304, increase D bits, become MD bits, and do not exceed the maximum value MD of the circuit. The subsequent processing is the same as in the third embodiment.
  • FIG. 16 shows a modification of the third and fourth embodiments.
  • the bit length of the input signal to the second inverse transformation matrix multiplication unit 302 may be controlled in advance. That is, it may be shifted by + MK ⁇ (K + A). Thereby, it is possible to suppress the second inverse transformation matrix multiplication unit 302 to the maximum bit length MK or less.
  • the subsequent processing is the same and will not be described.
  • Embodiments 3 and 4 are also used when the quantization coefficient is inversely quantized and inversely transformed on the side of the encoding device that encodes the input signal.
  • 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. 18 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.
  • the 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 broadcasting 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, or 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. 20 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. 21 shows a configuration of the 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. 22 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, the configuration shown in FIG. 20 with a GPS receiving unit added, and the same may be considered for the computer ex111, the mobile phone ex114, and the like.
  • FIG. 23A is a diagram showing the mobile phone ex114 using the video decoding method and the video 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 ex357.
  • 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 input unit ex356 while the camera unit ex365 images a video, a still image, etc., and sends the encoded audio data to the multiplexing / separating unit ex353. To do.
  • 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 unit (modulation / demodulation circuit unit) ex352, 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. 24 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. 25 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. 26 shows in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • the first row in FIG. 26 shows a video frame sequence of the video stream.
  • the second level shows a PES packet sequence.
  • a plurality of Video Presentation Units in the 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. 27 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 as shown in the lower part of FIG. 27, 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. 28 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. 31 shows the 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. 32 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 ex501 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 ex501 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. 33 shows a configuration ex800 in the present embodiment.
  • Driving frequency switching unit ex803 includes, video data, if they were generated by the moving picture coding method or apparatus described in each of embodiments, set high driving frequency. Then, 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.
  • video data when the video data conforms to the conventional standard, compared with the case where the video data are those generated by the moving picture coding method or apparatus described in each of 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 sixth embodiment can be used for identifying the video data.
  • the identification information is not limited to that described in the sixth embodiment, and any information that can identify which standard the video data conforms to may be used. For example, one in which video data is available to the television, based on the external signal identifying and whether it is intended to be utilized in the disk can be identified or are those to which standard the video data conforms In some cases, identification may be performed based on such an external signal. Further, the selection of the drive frequency in CPUex502, for example, the standard of the video data as shown in FIG. 35, it is conceivable to perform based on a lookup table that associates the driving frequency. A look-up table, buffer ex508 and may be stored in an internal memory of an LSI, and by CPUex502 refers to the look-up table, it is possible to select the drive frequency.
  • FIG. 34 shows steps for executing the method of the present embodiment.
  • the signal processing unit ex507 acquires identification information from the multiplexed data.
  • step ExS201 identifying the CPU ex 502, whether the image data based on the identification information is one that was generated by the encoding method or apparatus described in each of embodiments.
  • 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, the driving frequency control unit ex 512, compared with the case where the video data were generated by the encoding method or apparatus described in each of embodiments is set to a lower drive frequency.
  • the voltage applied to the apparatus including the LSI ex 500 or LSI ex 500 by changing the voltage applied to the apparatus including the LSI ex 500 or LSI ex 500, it is possible to enhance the power saving effect.
  • the drive frequency 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 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 video data conforms to the conventional standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, and VC-1
  • the identification information indicates that the video data is generated by the moving image encoding method or apparatus described in the above embodiments, the driving of the CPU ex502 is stopped.
  • the CPUex 502 is temporarily stopped because there is a margin 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. 36A.
  • 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 other processing contents specific 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.
  • ex1000 in FIG. 36B 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 moving picture decoding method of the present invention the processing contents to be shared by the moving picture decoding method of the conventional standard, by sharing the decoding processing unit, to reduce the circuit scale of LSI, and cost It is possible to reduce.
  • the decoding method and the encoding method according to the present invention have an effect that the processing load can be reduced by reducing the amount of calculation.
  • Second transform unit 215 Second transform target determining unit 220
  • Second transform unit 230 Integration unit
  • First inverse transform unit 240 Entropy decoding unit 260 second inverse transform unit 301 bit length control unit 302 second inverse transform matrix multiplication unit 303 second inverse transform shift unit 304 first inverse transform matrix multiplication unit 305 first inverse transform shift unit 306 second partial shift unit

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Abstract

　予測誤差信号を第１の変換で変換し第１の変換出力を生成し、その一部を第２の変換で変換を行う、２段階変換の構成においては、変換によるビット長の増加が２度発生するため、変換及び逆変換に必要なビット長の増加が課題である。本発明に係る復号化方法は、第２の逆変換の乗算によるビット長の増加量、第１の逆変換の乗算によるビット長の増加量、及び、量子化係数の逆量子化の信号のビット長、に応じて、第１の逆変換の入力となる信号を、シフトダウンあるいはシフトアップし、第１の逆変換に必要となる最大ビット長を一定以下となるように制御し、回路資源を節約する。

Description

復号化方法および符号化方法
　本発明は、オーディオ符号・復号化、静止画像符号・復号化、または動画像符号・復号化に関し、特に、時空間ドメインの信号ベクトルを周波数ドメインへ変換する処理に関する方法、及び、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。
　音声データや動画像データを圧縮するために、複数の音声符号化規格、動画像符号化規格が開発されてきた。動画像符号化規格の例として、Ｈ．２６ｘと称されるＩＴＵ－Ｔ規格やＭＰＥＧ－ｘと称されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格が挙げられる。最新の動画像符号化規格は、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ－４ＡＶＣと称される規格である。
　図２は、これらの音声データや動画像データを低ビットレートで符号化するための処理について示した図である。変換部１２０は、各種データである入力信号もしくは入力信号に何らかの処理を加えた変換入力を時空間ドメインから周波数ドメインへ変換し、相関を軽減した変換出力を出力する。量子化部１３０は、変換部１２０から出力された変換出力を量子化し、総データ量の少ない量子化係数を出力する。エントロピー符号化部１９０は、量子化部１３０から出力された量子化係数を、エントロピー符号化アルゴリズムを用いて符号化し、残りのデータを圧縮した符号化信号を出力する。
　この変換部１２０における変換処理について詳細に説明する。以下の式１に示すように、変換部１２０へ入力されるＮ点のベクトル（Ｎ次元信号）を変換入力（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　Ｉｎｐｕｔ）ベクトルｘｎとし、ある変換Ｔの出力を変換出力（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　Ｏｕｔｐｕｔ）ベクトルｙｎとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　変換Ｔが線形変換であるとすると、式２および式３に示すように、変換Ｔは、Ｎ×Ｎ行列の変換係数Ａと変換入力ベクトルｘｎとの行列積で表現できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　変換係数Ａは入力信号の相関を軽減し低次元エネルギーが集中するように設計される。この変換係数Ａの設計にあたり、ＫＬＴ（Ｋａｒｈｕｎｅｎ　Ｌｏｅｖｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）という変換係数導出方法、又は変換方法が知られている。ＫＬＴは、入力信号の統計的性質に基づいて、最適な変換係数を導出する方法、あるいは、その導出した最適な変換係数を用いた変換方法である（詳細は非特許文献１を参照）。ＫＬＴは入力信号の相関性を完全に無くし、最も効率良くエネルギーを低域へ集中させることができるとして知られている。
ＩＳＯ／ＩＥＣ　１４４９６－１０「ＭＰＥＧ－４　Ｐａｒｔ　１０　Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ」
　しかしながら、ＫＬＴには演算量が大きくなるという問題がある。つまり、従来の画像符号化装置及び復号化装置における、統計的な性質に最適化された周波数ドメインへの変換は、変換に乗算が必要であり、乗算のための演算量が大きいという課題があった。言い換えれば、入力信号の統計的性質に基づき計算される変換係数を用いる変換には、演算量が多い、及び、変換係数の総数が多いという課題がある。
　そこで、本発明は、かかる問題に鑑みてなされてものであって、演算量を抑えて処理負担を軽減することができる復号化方法および符号化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に、本発明の一態様に係る符号化方法は、入力信号に対して周波数変換を行い、複数の係数値から構成される周波数成分の係数値を有する変換出力信号を生成する変換ステップと、前記変換出力信号を量子化して量子化係数を生成する量子化ステップと、前記量子化係数をエントロピー符号化して符号化信号を生成するエントロピー符号化ステップと、を含む。前記変換ステップは、前記入力信号に対して、第１の変換係数を用いて第１の周波数変換を行い、第１の変換出力信号を生成する第１の変換ステップと、前記第１の変換出力信号である周波数変換が行われた信号の一部を構成する第１の部分信号に対して、第２の変換係数を用いて第２の周波数変換を行う第２の変換ステップと、を含む。
　上記構成によれば、次元数を低減した第２の変換ステップを用いることで、演算量の削減と変換係数の総数の削減が可能となる。
　また、本発明の一態様に係る復号化方法は、符号化信号に対してエントロピー復号化を行い、量子化係数を生成するエントロピー復号化ステップと、前記量子化係数を逆量子化して復号変換出力信号を生成する逆量子化ステップと、前記復号変換出力信号の一部を構成する第１の部分信号に対して、第２の逆変換の変換係数を用いて第２の逆変換を行い、逆変換された第１の部分信号を生成する第２の逆変換ステップと、前記逆変換された第１の部分信号と、前記第２の逆変換を行わなかった部分である第２の部分信号とを一括して、第１の逆変換の変換係数を用いて逆変換を行う、第１逆変換ステップと、第１の逆変換の行列乗算に必要な内部変数の最大ビット長が所定の値を超えないように、前記第２の逆変換の変換係数の行列乗算後のシフト量を、ブロック単位に前記復号変換出力信号のビット長に応じて制御する制御ステップとを含む。
　上記構成によれば、少ない演算量と少ない変換係数で符号化信号を復号化することができる。
　なお、本発明は、このような復号化方法または符号化方法として実現することができるだけでなく、その方法にしたがった処理を行う復号化装置、符号化装置あるいは集積回路、その方法にしたがった処理をコンピュータに実行させるプログラム、または、そのプログラムを格納する記録媒体としても実現することができる。
　本発明の符号化方法又は復号化方法により、入力信号の統計的性質に基づいて計算される変換係数を用いる変換において、変換の演算量の削減、及び、変換係数の総数の削減をすることができる。
図１は、実施の形態１の符号化装置における変換部を示すブロック図である。 図２は、ＡＶデータの符号化処理を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１の変換部のデータフローを示す概念図である。 図４は、実施の形態１の変換部のデータフローを示す概念図である。 図５は、実施の形態１の変換処理のフローチャートである。 図６は、実施の形態１の変換処理のフローチャートである。 図７は、符号化信号の復号化処理を示すブロック図である。 図８は、実施の形態２の復号化装置における逆変換部を示すブロック図である。 図９Ａは、実施の形態２の逆変換部のデータフローを概念的に示す図である。 図９Ｂは、実施の形態２の逆変換部のデータフローを概念的に示す図である。 図９Ｃは、実施の形態２の逆変換部のデータフローを概念的に示す図である。 図１０は、実施の形態２の逆変換処理のフローチャートである。 図１１は、実施の形態２の逆変換処理のフローチャートである。 図１２は、実施の形態３の逆変換処理のブロック図である。 図１３は、実施の形態３の逆変換処理のビット長にかかる処理を示す図である。 図１４は、実施の形態４の逆変換処理のブロック図である。 図１５は、実施の形態４の逆変換処理のビット長にかかる処理を示す図である。 図１６は、実施の形態３及び４の逆変換処理の派生のビット長にかかる処理を示す図である。 図１７は、実施の形態３の逆変換処理のフローチャートである。 図１８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１９は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図２０は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図２１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２２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２３Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図２３Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図２４は、多重化データの構成を示す図である。 図２５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２６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２７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２８は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２９は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図３０は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図３１は、映像データを識別するステップを示す図である。 図３２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３３は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図３４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３５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３６Ａ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３６Ｂ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。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
　（実施の形態１）
　図１は本発明の符号化装置における変換部の構成を示す図である。本発明の変換部１２０は、変換入力に第１の変換を行う第１の変換部２００と、第１の変換出力を第２の変換を行う対象と対象でない信号の二つの部分に分割する第２の変換対象決定部２１０と、分割された第１の部分に第２の変換を行う第２の変換部２２０と、第２の変換出力と分割された第２の部分を統合する統合部２３０とを有する。統合部２３０は、概念的に分割された信号同士を分割された状態ではなく元の次元の信号にするという意味で概念的に記載しているものであり、実際の情報処理で統合という特段の動作を行う必要があるわけではない。以下の実施の形態でも同様である。
　符号化装置には音声、静止画像、または動画像などの信号が入力される。この符号化対象信号（Ｏｒｉｇｉｎａｌ　Ｓｉｇｎａｌ）、又はこの信号と以前に入力された符号化対象信号に基づいて作成された予測信号との差分である予測誤差信号が変換入力として、第１の変換部２００に入力される。一般的には予測誤差信号が変換の対象として入力されることが多いが、伝送路にエラーが混入する場合を想定して予測を行わない場合、又はエネルギーが小さい場合には予測を行わずに入力信号が変換の対象として入力される。このような変換入力（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　Ｉｎｐｕｔ）を式４に示すようなベクトルｘｎと表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　図３は、本発明の符号化装置における変換部１２０のデータフローを概念的に示す図である。まず、第１の変換部２００で、変換入力ｘｎは相関を軽減され、低周波数帯域にエネルギーを集中させた第１の変換出力ｙ１ ｎに変換される。第１の変換出力ｙ１ ｎは第２の変換対象決定部２１０で第１の部分信号と、第２の部分信号に分割される。この第１の部分信号と第２の部分信号との分割は、分割統合情報に基づいて、第１の部分信号の相関エネルギーが第２の部分信号の相関エネルギーよりも大きくなるように行われる。分割統合情報とは、第２の変換対象決定部２１０に対して、低周波数帯域を第１の部分とし、高周波数帯域を第２の部分として分割する制御を行わせるような情報である。分割統合情報は、その他にエネルギーの大きな成分を第１の部分へ、エネルギーの小さな成分を第２の部分へと入力に応じて動的に制御するように指示する情報であってもよい。以上のようにして分割された第１の部分信号は、第２の変換対象決定部２１０で１次元に並び替えられ、第２の変換部２２０でさらに相関を軽減され、より低周波数帯域にエネルギーを集中させた第２の変換出力ｙ２ ｎに変換される。統合部２３０では、第２の変換出力ｙ２ ｎが第２の変換対象決定部２１０で並び替えられる前の次元に並び替えられ、第２の部分信号と統合される。なお、図３では第２の変換の対象は任意の領域であるように図示したがこれに限るものではなく矩形領域であっても構わない。なお図４は、第２変換が非分離型の構成の場合であり、第２変換が分離型の構成の場合には、分割および統合における一次元への並び替えを行わない。図４に示すデータフローは概念図である。
　図５は、変換部１２０における変換処理のフローチャートである。まず、第１の変換部２００において、変換入力ｘｎに基づいて第１の変換係数が決定される（ステップＳ１０１）。次に、第１の変換部２００において、決定された第１の変換係数を用いて第１の変換が行われる（ステップＳ１０２）。次に、分割統合情報が決定される（ステップＳ１０３）。この分割統合情報は、あらかじめ決められた分割を行うよう第２の変換対象決定部２１０を制御するものであれば、符号化装置のメモリ等から読み出される。また、分割統合情報が、第１の変換出力に応じた分割を行うよう第２の変換対象決定部２１０を制御するものであれば、第１の変換出力に基づいてエネルギー状態の分布に鑑みて分割統合情報を導出する。このようにして決定された分割統合情報に基づいて、第２の変換対象決定部２１０において分割され（ステップＳ１０８）、第２の変換部２２０において、第１の部分信号に基づいて第２の変換係数が決定される（ステップＳ１０５）。次に第２の変換部２２０において、決定された第２の変換係数を用いて第２の変換が行われる（ステップＳ１０６）。統合部２３０において、第２の変換出力と分割された第２の部分信号が統合され、変換出力として出力される（ステップＳ１０７）。また、図５のステップＳ１０１～ステップＳ１０７の動作全体をステップＳ１００とする。
　あらかじめ定めた変換係数と分割統合情報を使ってもよく、その場合の動作は図６のようになる。第１の変換部２００において第１の変換を行い、第１の変換出力から第２の変換対象を決定し、決定された変換出力の一部に対して、第２の変換を行い第２の変換出力を生成する。第２の変換出力と、第１の変換出力のうち第２の変換を適用していない部分とを統合し、本実施の形態の変換処理の変換出力とする。
　なお、第１の部分信号と第２の変換出力の次元の並び替えを第２の変換対象決定部２１０と統合部２３０が行うこととしたが、それぞれの並び替えを第２の変換部２２０で行う構成であってもよい。また、符号化の対象が音声データ等の一次元信号である場合、あるいは、一次元信号処理と見なすことができる分離型の各次元の処理において、変換部１２０に入力される変換入力ｘｎは１次元であるため、これらの並び替えの処理は不要となる。なお、係数をゼロに設定することで、第２の変換対象決定部２１０と統合部２３０の処理を実質的に第２の変換部で代替してもよい。これは、以下の実施の形態においても同様である。
　（実施の形態２）
　図７は、音声データや動画像データを低ビットレートで符号化した符号化信号から音声データや動画像データを復号する処理について示した図である。復号化の処理は、符号化信号に対してエントロピー復号化をし、逆量子化をし、逆変換をするという図２を用いて説明した符号化の処理とほぼ逆の処理を行う。以下では、本発明の逆変換部１５０について詳細に説明する。
　図８は、本発明の復号化装置における逆変換部１５０の構成を示す図である。本発明の逆変換部１５０は、復号変換入力を第２の逆変換を行う対象と対象でない信号との二つの部分に分割する第２の逆変換対象決定部２１５、分割された復号第２の変換出力に第２の逆変換を行う第２の逆変換部２６０、第２の逆変換がされた復号第１の部分と分割された復号第２の部分とを統合する統合部２３５とを有する。統合部２３５は、概念的に分割された信号同士を分割された状態ではなく元の次元の信号にするという意味で概念的に記載しているものであり、実際の情報処理で統合という特段の動作を行う必要があるわけではない。以下の実施の形態でも同様である。
　復号化装置には音声、静止画像、動画像などの信号を符号化した符号化信号が入力される。この符号化信号をエントロピー復号化し、逆量子化した信号が復号変換出力ｙ＾として第２の逆変換対象決定部２１５に入力される。
　図９Ａ及び図９Ｂは、本実施の形態の復号化装置における逆変換部１５０のデータフローを概念的に示す図である。符号化信号よりエントロピー復号部２４０にて復号量子化係数を復号し、逆量子化部１４０にて、復号変換出力ｙ＾を生成する。復号変換出力ｙ＾は、二つの領域に分割され、領域の一つの復号第２の変換出力ｙ＾２は第２の逆変換部２６０にて第２の逆変換がされ、復号第１の部分を得る。もう一方の領域の復号第２の部分ｙ＾２Ｈは変換されず、復号第１の部分と統合され、復号第１の変換出力ｙ＾１となり第１の逆変換部２５０にて第１の逆変換が行われる。第２の逆変換が分離型の構成をとる場合は、第２の逆変換対象決定部２１５と統合部２３５における一次元信号への並び替えを行わなくてもよい。この場合のデータフローの概念図は図９Ｃである。
　図１０は、逆変換部１５０における逆変換処理のフローチャートである。これらを用いて、逆変換処理について説明する。まず、分割統合情報が取得される（ステップＳ２０１）。第２の逆変換対象決定部２１５で、上記で説明した復号変換出力ｙ＾は低周波数帯域を含む復号第２の変換出力と、高周波数帯域を含む復号第２の部分信号に分割される（ステップＳ２０８）。この復号第２の変換出力と復号第２の部分信号との分割は、分割統合情報に基づいて、復号第２の変換出力の相関エネルギーが復号第２の部分信号の相関エネルギーよりも大きくなるように行われる。分割統合情報は実施の形態１で説明したものと同様であり、分割統合情報の取得とは、あらかじめ定められメモリ等に保存されたものを読み出してもよいし、復号変換出力に応じて動的に決定するのであってもよい。以上のようにして分割された復号第２の変換出力は、第２の逆変換対象決定部２１５で１次元に並び替えられ、第２の逆変換部２６０に入力される。第２の逆変換部２６０で行う逆変換の変換係数は、実施の形態１で説明した第２の変換の変換係数の逆行列又はそれに近似した行列である。この逆行列の変換係数は、実施の形態１と同様に例えばＫＬＴを用いて、復号第２の変換出力を含む集合ＳＤに基づいて求められる（ステップＳ２０３）。
　第２の逆変換部２６０では、このようにして求められた変換係数を用いて、復号第２の変換出力の第２の逆変換が行われ、復号第１の部分信号が出力される（ステップＳ２０４）。統合部２３５では、復号第１の部分信号が第２の逆変換対象決定部２１５で並び替えられる前の次元に並び替えられ、復号第２の部分信号と統合され、復号第１の変換出力ｙ＾１として第１の逆変換部２５０に入力される（ステップＳ２０５）。第１の逆変換部２５０で行う逆変換の変換係数は、実施の形態１で説明した第１の変換の逆行列又はそれに近似した行列である。この逆行列の変換係数は、実施の形態１と同様に例えばＫＬＴを用いて、復号第１の変換出力ｙ＾１を含む集合ＳＥに基づいて求められる（ステップＳ２０６）。第１の逆変換部２５０では、このようにして求められた変換係数を用いて、復号第１の変換出力ｙ＾１の第１の逆変換が行われ、復号変換入力ｘ＾が出力される（ステップＳ２０７）。また、図１０のステップＳ２０１～ステップＳ２０７の動作全体をステップＳ２００とする。
　なお、あらかじめ定めた逆変換係数と分割統合情報を用いる場合には、それらの導出処理を明示的に行う必要が無いとも考えられる。この場合の動作フロー図は図１１になる。
　なお、集合ＳＤと集合ＳＥは実施の形態１の集合ＳＣと集合ＳＡの関係にあり、集合Ｄのほうが集合Ｅよりも含むサンプル数が少ない小さな集合である。以上のようにして、本実施の形態に係る逆変換部１５０を備えた復号化装置では、実施の形態１と同様に高効率な変換と演算量、データ量の削減を両立させることができる。
　なお、復号第２の変換出力と復号第１の部分信号の次元の並び替えを第２の逆変換対象決定部２１５と統合部２３５が行うこととしたが、それぞれの並び替えを第２の逆変換部２６０で行う構成であってもよい。つまり、分離型の変換を用いてもよいし、ゼロ係数を含む変換を用いてもよい。復号化の対象が音声データ等の一次元信号あるいは、多次元信号を分離型で構成する場合の各次元の信号は１次元信号と見なせるため、逆変換部１５５に入力される復号変換出力ｙ＾は１次元であり、前述の次元の並び替え（第２の逆変換対象決定部２１５における一次元信号への並び替え、及び、統合部における元の次元への並び替え）の処理は不要となる。
　本実施の形態では復号変換出力、復号変換入力、復号信号、予測信号がＰ次元信号（Ｐは２以上の整数）である。つまり、復号変換出力、復号第２の部分、復号第１の変換出力、復号変換入力はＰ次元信号である。第２の逆変換部２６０はＰ次元信号を入出力する場合と１次元信号を入出力する場合のどちらであってもよい。
　第２の逆変換対象決定部２１５はＰ次元信号を分割統合情報に従って復号第２の変換出力と復号第２の部分に分割した後、さらに、復号第２の変換出力を１次元に並び替える。並び替えの順序情報は分割統合情報に追加的に格納されている。統合部２３５は復号第１の部分と復号第２の部分を分割統合情報に従って統合し変換出力を生成する。この際、統合部２３５は、１次元信号である復号第１の部分を、分割統合情報に格納された並び替え情報に基づいてＰ次元信号へ並び替えた後、統合する。
　第２の逆変換部２６０がＰ次元信号を入出力し、１次元信号への並び替えを行わなくてもよい。データフローの概念図は図９Ｂになる。更にこの場合、第２の逆変換部２６０は分離型（水平軸方向と垂直軸方向の２段階変換）としてもよく、この場合のデータフローの概念図は図９Ｃとなる。水平方向に行単位に逆変換を行い、垂直方向に列単位に逆変換を行う。水平と垂直の順は逆でも良い。要素数が１個の行または列単位の変換は実質処理をしていないのと同等であるため処理をスキップしてもよいし、あるいは、後段のノルム補正の処理をここで行ってもよい。行変換と列変換の逆変換の変換係数は同じでも異なってもよい。行変換の変換係数は全ての行で同じ変換係数を用いて変換係数のデータ量を削減してもよいし、行単位に異なる変換係数を用いて、行単位の統計的な性質の違いに適応させ変換性能を上げてもよい。列変換についても行変換と同様であり、全列で同じ変換係数を用いてもよいし、異なる変換係数を用いてもよい。
　（実施の形態３）
　本実施の形態の復号装置は、第２の逆変換の入力信号のビット長、あるいは、出力信号のビット長に応じて、ブロック毎に、第２の逆変換後のシフト制御部、及び、第１の逆変換後のシフト制御部にて、信号のシフトダウンあるいはシフトアップを適応的に制御し、第１の逆変換部に必要な回路資源を一定以下に抑えるものである。
　図１２は、本実施の形態の復号装置のブロック図である。図７及び図８と同じ意味を持つ信号及び構成要素には同じ符号を付与し、動作の同じ部分は説明を省略する。また、図１７に本実施の形態における復号装置の処理動作のフローチャートを示す。
　符号化信号はエントロピー復号部２４０にてエントロピー復号され、量子化係数が生成され（ステップＳ２０８）、逆量子化部１４０は量子化係数を逆量子化し復号変換出力を出力し（ステップＳ２０９）、第２の逆変換対象決定部２１５は、第２の逆変換を行う部分である復号第２の変換出力と、行わない部分である復号第２の部分に分割する。ビット長制御部３０１は復号第２の変換出力のビット長を入力のブロック単位に検出し、第２逆変換シフト部３０３と、第１逆変換シフト部３０５とに、シフト量をＳｈｉｆｔＡとＳｈｉｆｔＢとしてそれぞれ出力する（ステップＳ２１０）。
　図８における第２の逆変換部２６０は、図１２において、変換係数の行列の乗算を行う、第２逆変換行列乗算部３０２と、乗算結果を所定の量だけシフトダウンを行う第２逆変換シフト部３０３とから構成される。第２の逆変換部２６０の処理を、行列乗算とそれに続くシフトダウンで表現するのは概念的なものであり、乗算とシフトダウンの処理は、周波数位置単位、周波数位置の行や列単位などに、逐次行ってもよい。あるいは、シフトダウンは一度に行うのではなく、複数回のシフトダウンに分けて行ってもよい。例えば、２Ｎビットのシフトダウンを行うとき、ＮビットのシフトダウンとＮビットのシフトダウンのように２度に分けて行ってもよい。
　第２逆変換行列乗算部３０２は復号第２の変換出力に対して、第２の逆変換の変換係数の行列で行列乗算を行い、第２逆変換乗算出力を生成する（ステップＳ２０４）。第２逆変換行列乗算部３０２が処理できる最大の有効ビット長をＭＫとし、行列演算によって増加するビット長はＫであるとする。第２逆変換シフト部３０３は、第２逆変換乗算出力をＳｈｉｆｔＡにしたがい、シフトダウンあるいはシフトアップし、復号第１の部分を出力する。統合部２３５は復号第２の部分と復号第１の部分を統合し、復号第１の変換出力を出力する。第１逆変換行列乗算部３０４と第１逆変換シフト部３０５は、図８における第１の逆変換部２５０を、変換係数の乗算処理とそれに続くシフトダウン処理に分けて表現したもので、前述の第２の逆変換部２６０と同様のものであり、概念的なものである。第１逆変換行列乗算部３０４は、復号第１の変換出力を第１の逆変換の変換係数の行列で行列乗算を行い、第１逆変換乗算出力を出力する（ステップＳ２０７）。第１逆変換シフト部３０５は第１変換乗算出力を、ＳｈｉｆｔＢに従い、シフトダウンあるいはシフトアップし、復号変換入力を出力する。
　図１３を用いてＳｈｉｆｔＡとＳｈｉｆｔＢの決定方法を説明する。はじめに、図１３の（Ａ）を用いて、ＳｈｉｆｔＡが０であるとき、つまり、第２逆変換シフト部３０３において、シフトダウンもシフトアップもしない例を説明する。図１３の（Ａ）は、左から右へ、復号時の処理の流れに対応させて、各処理部のビット長に関する情報を記載したものである。各処理部の出力信号のビット長と、当該処理部の内部の変数のビット長は一致するものとする。逆量子化部１４０の復号変換出力がＡビットであるとする。第２逆変換行列乗算部３０２は、乗算によってビット長をＫビット増加させるとすると、出力の第２逆変換乗算出力はＡ＋Ｋビットになる。次に第２逆変換シフト部３０３では、本例では、シフトアップもシフトダウンもせずに出力されるとすると、Ａ＋Ｋビットのままである。第１逆変換行列乗算部３０４は、乗算によりＤビット増加させるとすると、その出力である第１逆変換乗算出力（及び第１逆変換行列乗算部３０４の内部変数）のビット長はＡ＋Ｋ＋Ｄとなる。第１逆変換行列乗算部３０４が処理可能な最大ビット長をＭＤとすると、本実施の形態の復号装置は、Ａ＋Ｋ＋ＤがＭＤ以下となるようにＳｈｉｆｔＡとＳｈｉｆｔＢを決定する。
　すなわち、第２逆変換シフト部３０３のシフト量ＳｈｉｆｔＡ＝　ＭＤ－（Ａ＋Ｋ＋Ｄ）とする。Ｋ＝８，　Ｄ＝１０，　ＭＤ＝２４のとき、当該ブロックの復号変換出力のビット長Ａが１２ビットなら、ＳｈｉｆｔＡ＝　２４－（１２＋８＋１０）　＝　－６となり、６ビットのシフトダウンを行う。当該ブロックの復号変換出力のビット長Ａが２ビットなら、ＳｈｉｆｔＡ＝　２４－（２＋８＋１０）　＝　４となり、４ビットのシフトアップを行う。ＳｈｉｆｔＡがゼロのときは、シフトアップもシフトダウンも行わない。
　この決定方法を用いた場合のビット長を図１３の（Ｂ）を用いて説明する。第２逆変換シフト部３０３にて、ＭＤ－（Ａ＋Ｋ＋Ｄ）のシフトアップまたはシフトダウンを行うと、その出力は　Ａ＋Ｋ　＋　（ＭＤ－（Ａ＋Ｋ＋Ｄ））　＝　ＭＤ－Ｄとなる。第１逆変換行列乗算部３０４は乗算によるＤビット増加させるので、その出力のビット長は　ＭＤ－Ｄ　＋　Ｄ　＝　ＭＤとなる。第１の逆変換行列乗算部３０４の最大ビット長であるＭＤと一致している（つまり超えていない）。この方法によって、各ブロックのビット長に応じて、第２逆変換シフト部３０３のシフト量を制御するので、第１の逆変換行列乗算部３０４のサポートすべきビット長であるＭＤを低く抑え、回路規模を小さくすることができる。また、回路規模削減の効果だけではなく、シフト量ＳｈｉｆｔＡが正の場合には、第１逆変換行列乗算部３０４への入力信号のビット長が増加するため、第１逆変換行列乗算部３０４、及び、第１逆変換シフト部３０５で発生する可能性のある演算誤差の影響を軽減し、第１逆変換２５０の精度を上げる効果も得られる。なお、ＳｈｉｆｔＡが正のときには、ＳｈｉｆｔＡは０にしておき、この演算精度を上げる効果を求めない構成であってもよい。復号変換入力のビットは、逆変換に続く処理（予測処理やフィルタ処理）などとの関係により、目標の最大ビット長が与えられるとする。それをＥビットとすると、第１逆変換シフト部３０５のシフト量ＳｈｉｆｔＢ　は　Ｅ－ＭＤとすればよい。第２逆変換シフト部３０３と同様に、正数ならシフトアップ、負数ならシフトダウンを行う。
　また、第２逆変換行列乗算部３０２を通過しない、復号第２の部分については、第２の部分シフト部３０６において、復号第１の部分のビット精度と一致するようにシフトを行い、統合部２３５へ出力する。ビット長制御部３０１は第２の部分シフト部３０６のシフト量ＳｈｉｆｔＡ２を決定し出力する。ＳｈｉｆｔＡ２は、ＳｈｉｆｔＡから第２逆変換行列乗算部３０２の増加ビット量Ｋを減じて　ＳｈｉｆｔＡ２＝　ＳｈｉｆｔＡ　－　Ｋ　＝　ＭＤ－（Ａ＋Ｄ）とする。
　なお、ビット長制御部３０１と第２の逆変換対象決定部２１５は処理の順序を入れ替えてもよい。入れ替えて、第２の変換対象の係数のビット長を、ここまで説明したように制御してもよいし、あるいは、入れ替えて、第２の変換対象であるか否かに関わらず、全係数のビット長を制御してもよい。
　なお、ビット長制御部３０１のビット長の検出方法を詳細に説明すると、入力される復号変換出力の各係数について、それぞれビット長を計算し、それらの最大値を当該ブロックのビット長とする。復号変換出力は逆変換前であるため、多くのゼロ係数を含む。それらゼロ係数はビット長計算の対象より除外し、ビット長計算の演算量を削減してもよい。
　（実施の形態４）
　本実施の形態における復号化装置は、図１４に示すように、第２逆変換２６０（第２逆変換行列乗算部３０２と第２逆変換シフト部３０３）と第１逆変換２５０（第１逆変換行列乗算部３０４と第１逆変換シフト部３０５）との間に、ノルム補正部を備える。ノルム補正とは、第１逆変換の変換係数がシフトと加算などを用いて乗算処理を軽減したときに発生する変換基底の大きさ（ノルム）の不一致を補正する処理である。この処理は、各周波数位置毎の乗算処理であるノルム補正乗算部３１０とそれに続くシフト処理であるノルム補正シフト部３１１とからなる。前述の逆変換の乗算とシフトとの関係と同様に、この順序関係は概念的なものであり、周波数位置などの小さな粒度で、乗算とシフトを行ってもよい。この構成では、ビット長制御部３０１は、ノルム補正乗算部３１０の最大ビット長を超えないようにＳｈｉｆｔＡを決定し、ノルム補正シフト部３１１のシフト量ＳｈｉｆｔＣを決定する。
　図１５を用いてシフト量の算出方法を説明する。ノルム補正乗算部３１０の処理できる最大のビット長がＭＮであるとし、乗算処理による増加ビット長はＮであるとする。第２逆変換行列乗算部３０２の出力のビット長はＡ＋Ｋであり、ノルム補正乗算部３１０においてＮビット増加するので、Ａ＋Ｋ＋Ｎがノルム補正乗算部の最大ビット長ＭＮを超えないようにするために、第２逆変換シフト部３０３の補正量ＳｈｉｆｔＡ＝＋ＭＮ－（Ａ＋Ｋ＋Ｎ）とする。これにより、ノルム補正乗算部３１０の出力（及びの内部処理）のビット長はＭＮとなる。これを第１逆変換行列乗算部３０４の最大ビット長ＭＤを超えないように、ノルム補正シフト部３１１にてシフトを行う。第１の逆変換乗算によってＤビット増加し、現時点のビット長がＭＮであるので、ノルム補正シフト部３１１の補正量ＳｈｉｆｔＣ　は　ＭＤ　－　（Ｄ＋ＭＮ）となる。このシフト補正を行った出力はＭＤ－Ｄビットであり、第１逆変換行列乗算部３０４へ入力され、Ｄビット増加し、ＭＤビットとなり、回路の最大値ＭＤを越えないようにできる。これ以降の処理は実施の形態３と同じである。
　図１６は、実施の形態３及び４の変形である。第２逆変換行列乗算部３０２への入力信号に対して、あらかじめビット長を制御しておいてもよい。すなわち、＋ＭＫ－（Ｋ＋Ａ）分シフトしておいてもよい。これにより、第２逆変換行列乗算部３０２の最大ビット長ＭＫ以下に抑えることができる。それ以降の処理は同等であるため説明を省略する。
　なお、実施の形態３と４の復号方法は、入力信号を符号化する符号化装置側において、量子化係数を逆量子化し逆変換する際にも使われる。
　（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１８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１８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１９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２０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２１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２２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２０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２３Ａ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２３Ｂ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／復調部（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６）
　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２４は、多重化データの構成を示す図である。図２４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２５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２６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２６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２６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２７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２７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２８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２９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２９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３０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３１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７）
　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３２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ex５０１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ex５０１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８）
　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３３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３２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３２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６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６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３５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３４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９）
　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３６Ａ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３６Ｂ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。
　本発明にかかる復号化方法および符号化方法は、演算量を抑えて処理負担を軽減することができるという効果を奏し、例えば、ビデオカメラ、動画の撮影および再生機能を有する携帯電話、パーソナルコンピュータ、または録画再生装置などに適用することができる。
　１４０　　逆量子化部
　２００　　第１の変換部
　２１０　　第２の変換対象決定部
　２１５　　第２の逆変換対象決定部
　２２０　　第２の変換部
　２３０，２３５　　統合部
　２５０　　第１の逆変換部
　２４０　　エントロピー復号部
　２６０　　第２の逆変換部
　３０１　　ビット長制御部
　３０２　　第２逆変換行列乗算部
　３０３　　第２逆変換シフト部
　３０４　　第１逆変換行列乗算部
　３０５　　第１逆変換シフト部
　３０６　　第２の部分シフト部

Claims (3)

  1. 　符号化信号に対してエントロピー復号化を行い、量子化係数を生成するエントロピー復号化ステップと、
    　前記量子化係数を逆量子化して復号変換出力信号を生成する逆量子化ステップと、
    　前記復号変換出力信号の一部を構成する第１の部分信号に対して、第２の逆変換の変換係数を用いて第２の逆変換を行い、逆変換された第１の部分信号を生成する第２の逆変換ステップと、
    　前記逆変換された第１の部分信号と、前記第２の逆変換を行わなかった部分である第２の部分信号とを一括して、第１の逆変換の変換係数を用いて逆変換を行う、第１逆変換ステップと、
    　第１の逆変換の行列乗算に必要な内部変数の最大ビット長が所定の値を超えないように、前記第２の逆変換の変換係数の行列乗算後のシフト量を、ブロック単位に前記復号変換出力信号のビット長に応じて制御する制御ステップと、
    　を含む復号化方法。
  2. 　前記復号変換出力信号のビット長をブロック単位に算出し、
    　第２の逆変換の行列乗算による増加ビット長をＫ、第１の逆変換の行列乗算による増加ビット長をＤ、第１の逆変換における最大ビット長をＭＤとすると、前記第２の逆変換の行列乗算後にＭＤ－（Ａ＋Ｄ＋Ｋ）のシフト量の調整を行う、
    　請求項１記載の復号化方法。
  3. 　入力信号に対して周波数変換を行い、複数の係数値から構成される周波数成分の係数値を有する変換出力信号を生成する変換ステップと、
    　前記変換出力信号を量子化して量子化係数を生成する量子化ステップと、
    　前記量子化係数をエントロピー符号化して符号化信号を生成するエントロピー符号化ステップと、
    　量子化係数を逆量子化するステップと、
    　請求項１または２記載の復号化方法に含まれる全てのステップと
    　を含む符号化方法。
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