WO2012053210A1 - 復号方法、符号化方法、復号装置、及び符号化装置 - Google Patents

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WO2012053210A1
WO2012053210A1 PCT/JP2011/005872 JP2011005872W WO2012053210A1 WO 2012053210 A1 WO2012053210 A1 WO 2012053210A1 JP 2011005872 W JP2011005872 W JP 2011005872W WO 2012053210 A1 WO2012053210 A1 WO 2012053210A1
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conversion
type
transform
signal
point
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PCT/JP2011/005872
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陽司 柴原
西　孝啓
寿郎 笹井
敏康 杉尾
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パナソニック株式会社
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    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/14—Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms
    • G06F17/147—Discrete orthonormal transforms, e.g. discrete cosine transform, discrete sine transform, and variations therefrom, e.g. modified discrete cosine transform, integer transforms approximating the discrete cosine transform
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N19/12—Selection from among a plurality of transforms or standards, e.g. selection between discrete cosine transform [DCT] and sub-band transform or selection between H.263 and H.264
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    • H04N19/70—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by syntax aspects related to video coding, e.g. related to compression standards

Definitions

  • the present invention relates to a decoding method, an encoding method, a decoding device, and an encoding device, and more particularly, to a decoding method, an encoding method, a decoding device, and an encoding device that perform separation-type orthogonal transform or inverse orthogonal transform.
  • H.264 ITU-T As an example of the video coding standard, H.264 ITU-T standard called 26x or ISO / IEC standard called MPEG-x.
  • MPEG-x As an example of the video coding standard, H.264 ITU-T standard called 26x or ISO / IEC standard called MPEG-x.
  • the latest video coding standard is H.264. H.264 / MPEG-4AVC.
  • FIG. 35A is a block diagram of an encoding apparatus 500 that encodes these audio data and moving image data at a low bit rate.
  • the conversion unit 120 converts the input signal 101, which is various data, or the input signal 101, which is a converted input signal obtained by performing some processing on the input signal, from the spatio-temporal domain to the frequency domain, thereby reducing the correlation signal 102 with reduced correlation. Generate. Hereinafter, the conversion may be referred to as forward conversion in order to distinguish it from inverse conversion.
  • the quantization unit 130 quantizes the converted signal 102 generated by the conversion unit 120 to generate a quantization coefficient 103 with a small total data amount.
  • the entropy encoding unit 190 encodes the quantization coefficient 103 generated by the quantization unit 130 using an entropy encoding algorithm (hereinafter entropy encoding) and compresses the remaining data.
  • the signal 104 is output.
  • Equation 1 a vector of N points (N-dimensional signal) input to the conversion unit 120 is a conversion input vector xn, and an output signal of a certain conversion T is converted to output ( (Transform Output) vector y 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).
  • the conversion unit 120 operates by switching between a plurality of types of conversion. For example, H.M.
  • a typical discrete cosine transform (DCT) and a transform (second type transform) different from the DCT are used.
  • DCT discrete cosine transform
  • second type transform transform
  • the H.264 prediction is performed by extrapolating (stretching) the decoded adjacent pixels in a specific direction indicated by the prediction mode.
  • the above-mentioned second type of transformation is used for horizontal or vertical transformation of an angle parallel to the prediction direction
  • the above-described typical discrete cosine transformation is used for horizontal or vertical transformation of an angle perpendicular to the prediction direction.
  • DCT discrete cosine transformation
  • the conversion control unit 300 illustrated in FIG. 35A instructs conversion type (DCT or second type conversion) used by the conversion unit 120 based on the prediction mode 105 that is information indicating the prediction direction of in-plane prediction. Information 106 is generated.
  • the conversion unit 120 performs horizontal conversion and vertical conversion according to the conversion control information 106.
  • FIG. 35B is a block diagram showing a configuration of the decoding device 600.
  • the entropy decoding unit 240 generates the quantized coefficient 113 and the prediction mode 115 by entropy decoding the encoded signal 104.
  • the inverse quantization unit 140 outputs the decoded transformed signal 112 by inversely quantizing the quantization coefficient 113.
  • the conversion control unit 310 Based on the prediction mode 115, the conversion control unit 310 generates conversion control information 116 that indicates the type of conversion of horizontal conversion and vertical conversion (inverse conversion in the decoding apparatus 600).
  • the inverse conversion unit 150 generates the decoded signal 111 by inversely converting the decoded conversion signal 112 using the conversion type specified in the conversion control information 116.
  • FIG. 36B is a diagram illustrating an example of a transformation matrix of inverse transformation.
  • an object of the present invention is to provide a decoding method, an encoding method, a decoding device, and an encoding device that can reduce the amount of calculation of the second type of conversion or inverse conversion.
  • an decoding method includes an entropy decoding step of generating a quantized coefficient and a prediction mode by performing entropy decoding on an encoded signal, and the quantized coefficient Inverse quantization step of generating a decoded transformed signal by inversely quantizing and a horizontal inverse transform and a vertical inverse transform in a separate inverse orthogonal transform according to the prediction mode, A conversion control step for generating conversion control information for instructing conversion or second type conversion, and generating a decoded signal by performing the separation-type inverse orthogonal transform on the decoded conversion signal according to the conversion control information
  • the inverse transform step wherein the inverse transform step uses the transform control information in each of the horizontal inverse transform and the vertical inverse transform in the separation-type inverse orthogonal transform.
  • a first kind inverse transformation step for performing N-point discrete cosine transformation and when the second kind of transformation is designated by the transformation control information, a 2N-point type 2
  • a second type inverse transform step of performing a second type inverse transform which is an N-point transform based on discrete sine transform.
  • the decoding method can reduce the amount of computation of the second type of inverse transformation.
  • the second type inverse transformation step includes a step of generating a 2N-point second signal sequence by adding N zero elements after the inputted N-point one-dimensional first signal sequence; Performing a 2N-point type 2 discrete sine transform on the 2N-point second signal sequence to generate a 2N-point third signal sequence; and A step of generating an N-th fourth signal sequence by extracting an odd-numbered element when the number of elements is zero.
  • the decoding method can use the type 2 discrete sine transform whose characteristics of computation are well known for the second type inverse transform. Has the advantage of being easy to handle.
  • a step of generating a fifth signal sequence of N / 2 points, a fourth signal sequence of N / 2 points, and a fifth signal sequence of N / 2 points A step of generating an N-point sixth signal sequence by performing rearrangement.
  • the decoding method according to an aspect of the present invention can further reduce the amount of computation and can cope with a case where N is large.
  • the encoding method instructs the first type conversion or the second type conversion for each of the horizontal conversion and the vertical conversion in the separation-type orthogonal conversion according to the prediction mode.
  • the first type of transformation is instructed by the transformation control information
  • a first cosine transformation for performing N-point discrete cosine transformation is performed.
  • the second type conversion that performs the second type conversion that is N point conversion based on 2N point type 3 discrete sine conversion Steps.
  • the encoding method according to an aspect of the present invention can reduce the amount of calculation of the second type of conversion.
  • the encoding method according to an aspect of the present invention can use the type 3 discrete sine transform whose characteristics of computation are well known for the second type of transform. Has the advantage of being easy to handle.
  • the N-point second signal sequence and the N / 2-point first signal sequence are separated by rearranging and separating the input N-point one-dimensional first signal sequence.
  • Generating a second signal sequence of N / 2 points by recursively performing the second type of conversion in the case of N / 2 points on the N / 2 third signal sequence.
  • generating a seventh signal sequence of N points by performing a butterfly operation on the sixth signal sequence of N points including the fourth signal sequence of N / 2 points and the fifth signal sequence of N / 2 points. And may be included.
  • the encoding method according to an aspect of the present invention can further reduce the amount of calculation and can cope with a case where N is large.
  • the present invention can be realized not only as such a decoding method or an encoding method, but also as a decoding device or an encoding device using a characteristic step included in the decoding method or the encoding method, Such characteristic steps can also be realized as a program for causing a computer to execute. Needless to say, such a program can be distributed via a non-transitory computer-readable recording medium such as a CD-ROM and a transmission medium such as the Internet.
  • the present invention can be realized as a semiconductor integrated circuit (LSI) that realizes part or all of the functions of such a decoding device or an encoding device.
  • LSI semiconductor integrated circuit
  • the present invention can provide a decoding method, an encoding method, a decoding device, and an encoding device that can reduce the amount of calculation.
  • FIG. 7 is a diagram showing a list of types of discrete sine transform and discrete cosine transform according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a conversion unit according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an inverse transform unit according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 13A is a flowchart of the second type of inverse transformation according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 13B is a flowchart of the second type of forward conversion according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 15 is a signal flow diagram when sharing a typical DCT and the second type of conversion according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 16 is an overall configuration diagram of a content supply system that realizes a content distribution service.
  • FIG. 17 is an overall configuration diagram of a digital broadcasting system.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration example of a television.
  • FIG. 19 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. 20 is a diagram illustrating a structure example of a recording medium that is an optical disk.
  • FIG. 21A is a diagram illustrating an example of a mobile phone.
  • FIG. 21A is a diagram illustrating an example of a mobile phone.
  • FIG. 21B is a block diagram illustrating a configuration example of a mobile phone.
  • FIG. 22 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • FIG. 23 is a diagram schematically showing how each stream is multiplexed in the multiplexed data.
  • FIG. 24 is a diagram showing in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating the structure of TS packets and source packets in multiplexed data.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating a data structure of the PMT.
  • FIG. 27 is a diagram showing an internal configuration of multiplexed data information.
  • FIG. 28 shows the internal structure of stream attribute information.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating steps for identifying video data.
  • FIG. 22 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • FIG. 23 is a diagram schematically showing how each stream is multiplexed in the multiplexed data.
  • FIG. 24 is a diagram
  • FIG. 30 is a block diagram illustrating a configuration example of an integrated circuit that realizes the moving picture coding method and the moving picture decoding method according to each embodiment.
  • FIG. 31 is a diagram showing a configuration for switching the driving frequency.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating steps for identifying video data and switching between driving frequencies.
  • FIG. 33 is a diagram showing an example of a look-up table in which video data standards are associated with drive frequencies.
  • FIG. 34A is a diagram illustrating an example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • FIG. 34B is a diagram illustrating another example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • FIG. 35A is a block diagram of a conventional encoding device.
  • FIG. 35B is a block diagram of a conventional decoding device.
  • FIG. 1A is a block diagram showing a configuration of encoding apparatus 100 according to the present embodiment. 1A is different from the conversion unit 120 illustrated in FIG. 35A in the function of the conversion unit 220. Other functions are the same as those of the encoding device 500 shown in FIG.
  • FIG. 1B is a block diagram showing a configuration of decoding apparatus 600 according to the present embodiment.
  • the decoding apparatus 200 illustrated in FIG. 1B is different from the inverse conversion unit 150 illustrated in FIG. 35B in the function of the inverse conversion unit 250.
  • the other functions are the same as those of the decoding device 600 shown in FIG.
  • the encoding apparatus 100 receives an encoding target signal (original signal) such as a voice, a still image, or a moving image.
  • This encoding target signal or prediction error signal is input to the conversion unit 220 as the input signal 101.
  • the prediction error signal is a difference between the current encoding target signal and a prediction signal created based on the previously input encoding target signal.
  • a prediction error signal is often input as the input signal 101.
  • the encoding target signal is input as the input signal 101 without performing prediction.
  • FIG. 2A is a flowchart of an encoding method performed by the encoding apparatus 100.
  • the conversion control unit 300 generates conversion control information 106 that indicates each type of horizontal conversion and vertical conversion based on the prediction mode 105 that is information indicating the prediction direction of in-plane prediction (S201). For example, the conversion control unit 300 designates the second type of conversion in the direction parallel to the prediction direction indicated by the prediction mode 105 (horizontal or vertical), and converts the prediction direction and the vertical direction (horizontal or vertical). In this case, conversion control information 106 specifying the first type of conversion (DCT) is generated.
  • DCT first type of conversion
  • the first type of transformation is an N-point discrete cosine transformation. Details of the second type conversion will be described later.
  • the conversion unit 220 performs horizontal conversion in units of rows and vertical conversion in units of columns according to the conversion control information 106. Specifically, when the first type of conversion is designated for vertical conversion by the conversion control information 106 (first type in S202), the conversion unit 220 performs vertical orthogonal conversion by the first type of conversion (S203). ). On the other hand, when the second type of conversion is designated for the vertical conversion by the conversion control information 106 (second type in S202), the conversion unit 220 performs vertical orthogonal conversion by the second type of conversion (S204).
  • the conversion unit 220 performs horizontal orthogonal conversion by the first type conversion (S206).
  • the conversion unit 220 performs horizontal orthogonal conversion by the second type of conversion (S207).
  • the conversion unit 220 generates the conversion signal 102 by performing the above-described separation type vertical conversion and horizontal conversion on the input signal 101.
  • the quantizing unit 130 quantizes the transformed signal 102 to generate a quantized coefficient 103 (S208).
  • the entropy encoding unit 190 generates the encoded signal 104 by entropy encoding the quantization coefficient 103 (S209).
  • FIG. 2B is a flowchart of a decoding method performed by the decoding apparatus 200.
  • the entropy decoding unit 240 generates the quantized coefficient 113 and the prediction mode 115 by entropy decoding the encoded signal 104 (S221).
  • the inverse quantization unit 140 generates the decoded transform signal 112 by inversely quantizing the quantization coefficient 113 (S222).
  • the conversion control unit 310 generates conversion control information 116 that indicates each type of horizontal conversion and vertical conversion based on the prediction mode 115 that is information indicating the prediction direction of the in-plane prediction (S223). For example, the conversion control unit 310 designates the second type of conversion in the direction (horizontal or vertical) parallel to the prediction direction indicated by the prediction mode 115, and converts the prediction direction and the vertical direction (horizontal or vertical). In this case, conversion control information 116 for specifying the first conversion (DCT) is generated.
  • DCT first conversion
  • the inverse conversion unit 250 performs horizontal conversion in units of rows and vertical conversion in units of columns according to the conversion control information 116. Specifically, when the first type of conversion is designated for vertical conversion by the conversion control information 116 (first type in S224), the inverse conversion unit 250 performs vertical inverse orthogonal conversion by the first type of conversion. (S225). On the other hand, when the second type of conversion is designated for the vertical conversion by the conversion control information 116 (second type in S224), the inverse conversion unit 250 performs the vertical inverse orthogonal conversion by the second type of conversion (S226). .
  • the inverse conversion unit 250 performs the horizontal inverse orthogonal conversion by the first type of conversion (S228).
  • the inverse transformation unit 250 performs the horizontal inverse orthogonal transformation by the second type of transformation (S229). .
  • FIG. 3B is a diagram in which conversion coefficients K ′ ij of the conversion matrix of the second type inverse conversion with the same number of points are represented.
  • Equation 9 is a transformation matrix S ij for forward transformation excluding ⁇ (2 / N).
  • Expression 10 is a transformation matrix S ′ ij of inverse transformation excluding ⁇ (2 / N).
  • 3C and 3D are diagrams showing a forward transformation matrix S ij and an inverse transformation matrix S ′ ij excluding ⁇ (2 / N).
  • FIG. 4A shows a forward transformation matrix K ij
  • FIG. 4B shows an inverse transformation matrix K ′ ij .
  • the input signal 101 is a column vector x
  • the converted signal 102 (decoded converted signal 112) is a column vector X
  • the decoded signal 111 obtained by inversely converting the decoded converted signal 112 is a column vector Y.
  • a description will be given using the example of inverse transformation in FIG. 3B.
  • the transformation matrix of the present invention includes a large number of such equivalent coefficients, the number of multiplications can be easily reduced.
  • the encoding apparatus 100 and the decoding apparatus 200 according to Embodiment 1 of the present invention perform the above-described (Expression 6) and (Expression 7) or (Expression 9) and (Expression 10) as the second type of conversion.
  • the amount of calculation can be reduced by using the discrete sine transform shown in FIG.
  • FIG. 7 is a table showing four types 4 of discrete cosine transform and discrete sine transform.
  • the first type of transformation which is a typical DCT used for image compression or the like, is DCT type 3 for forward transformation and DCT type 2 for inverse transformation.
  • DCT type 1 and type 4 are rarely used for image compression.
  • the second type of forward conversion corresponds to Type 3 among the four types of DST.
  • the second type of forward transformation is N-point transformation based on Type 3 of 2N-point DST.
  • i 0. . N-1
  • j 0. . N-1.
  • the second type of forward conversion is equivalent to the following processing.
  • the conversion unit 220 generates a 2N-point second signal sequence by adding a zero element to the front side of each element included in the N-point conversion input signal. That is, the 2N-point second signal sequence is a signal sequence in which each element included in the N-point conversion input signal and zero elements are alternately arranged.
  • the conversion unit 220 performs a 2N-point DST type 3 on the 2N-point second signal sequence to generate a 2N-point third signal sequence. Finally, the conversion unit 220 extracts the first N-point element of the 2N-point third signal sequence as an N-point conversion output signal (fourth signal sequence).
  • the N-point conversion input signal is a one-dimensional first signal sequence of N points included in the input signal 101. Further, the converted output signal at point N is included in the converted signal 102.
  • the second type of inverse transformation is equivalent to the following processing.
  • the inverse transform unit 250 generates a 2N-point second signal sequence by adding N zero elements after the N-point inverse transform input signal.
  • the inverse transform unit 250 generates a 2N-point third signal sequence by performing 2N-point DST type 2 on the 2N-point second signal sequence.
  • the inverse transform unit 250 extracts only the odd-numbered elements when starting from 0 (when the first element is the 0th element) from the 2N-point third signal sequence, thereby obtaining N points.
  • the inversely transformed output signal (fourth signal sequence) is generated.
  • the N-point inverse transformed input signal is a one-dimensional first signal sequence of N points included in the decoded transformed signal 112.
  • the inversely transformed output signal is included in the decoded signal 111.
  • DST discrete sine transform
  • type 2 and type 3 are well known in terms of operational characteristics. Therefore, DST type 2 and type 3 have the advantage of being easy to handle.
  • DST type 2 and type 3 are basic configurations as described above, it is easy to enjoy the same ease of handling.
  • the conversion and inverse conversion of the present embodiment are the minimum configuration in which the processing of the portion where zero values are input / output among the 2N-point DSTs described in the second embodiment is omitted.
  • a transformation matrix S i, j and an inverse transformation matrix S ′ i, j excluding ⁇ (2 / N) are realized.
  • K ij and K ′ ij when not being removed can be realized by superimposing a multiplication of ⁇ (2 / N) on an existing multiplication so that multiplication of ⁇ (2 / N) occurs only once.
  • FIG. 10B is a diagram illustrating a pseudo code of the second type of forward conversion.
  • the signal flow diagram of FIG. 10A will be described along FIG. 10B.
  • the first element x (0) is input to a (0)
  • the third element x (2) is virtually input to a (1).
  • arithmetic processing such as multiplication and addition is not performed. This is merely an explanatory input.
  • the fourth element x (3) is multiplied by s (2/8), which is one of S i, j , and the multiplication result is input to a (2).
  • s (n / m) means sin (n ⁇ / m).
  • FIG. 11B is a diagram showing a pseudo code of the second type of inverse transformation. This will be described using these two.
  • the inverse conversion input signal X is subjected to a butterfly operation.
  • the butterfly operation is an operation that makes a pair of an addition result and a subtraction result with predetermined elements.
  • a (0) X (0) + X (3)
  • a (1) X (1) + X (2)
  • a (2) X (1) ⁇ X (2)
  • a (3) Calculate as X (0) ⁇ X (3).
  • the first element Y (0) of the inverse transformation output signal is converted to s (1/8) * a (0) + s (3 / 8) * a (1)
  • the third element Y (2) of the inversely transformed output signal is defined as s (3/8) * a (0) -s (3/8) * a (1)
  • the results a (2) and a (3) on the subtraction side of the butterfly calculation result are further added and subtracted and multiplied by a coefficient. That is, the fourth element Y (3) of the inverse transformed output signal is derived as s (4/8) * (a (3) -a (2)), and the second element Y (1) of the inverse transformed output signal is derived.
  • the multiplication for obtaining Y (3) is only required once for s (4/8), and the multiplication for obtaining Y (1) is only required once for s (2/8).
  • the number of multiplications can be greatly reduced as compared with the case where each is required four times.
  • the inverse transform unit 250 generates an N-point signal sequence by performing an N-point butterfly operation on the inverse-transform input signal (S101).
  • This N-point signal sequence includes an N / 2-point second signal sequence that is the addition result of the butterfly calculation and an N / 2-point third signal sequence that is the subtraction result of the butterfly calculation.
  • the inverse conversion unit 250 performs an operation 402 (S102) and an operation 403 (S103) on the second signal sequence that is the addition result, thereby generating an N / 2-point fourth signal sequence.
  • the operation 402 coincides with DC / 2 type N / 2 points. Therefore, by applying a known high-speed algorithm for DCT type 4 (see Non-Patent Document 2) to the calculation 402, the calculation can be performed with a low processing amount.
  • An operation 403 is an operation for changing the sign (changing positive or negative).
  • the inverse transform unit 250 generates an N / 2-point fifth signal sequence by performing an operation 401 on the N / 2-point third signal sequence that is the subtraction result of the butterfly calculation (S104).
  • the operation 401 is an operation that recursively performs the second type of inverse transformation in the case of N / 2 points. Recursive execution of the second type of inverse transformation in the case of N / 2 points means that the second type of inverse transformation in the case of N / 2 points is used as the operation 401 in the second type of inverse transformation of N points.
  • the second type of inverse transformation included in the case of N / 2 points includes the second type of inverse transformation in the case of N / 4 points as the calculation 401, and the second type of inverse transformation in the case of N / 4 points.
  • the inverse transform unit 250 rearranges the elements included in the fourth signal sequence generated in step S103 and the fifth signal sequence generated in step S104, so that the fourth signal sequence and the fifth signal are rearranged.
  • An inverse transformed output signal (sixth signal sequence) including a plurality of elements included in the sequence is generated (S105).
  • step S102 (calculation 402) and step S103 (calculation 403) may be reversed, and a parallel operation is also possible.
  • c (n / m) in FIG. 12 means cos (n ⁇ / m).
  • steps S102 and S103 and step S104 may be reversed, and a parallel operation is also possible.
  • N 4 points
  • S ′ i, j of this embodiment is expressed as E M
  • the proof is omitted, but the calculation is a small matrix of M / 2 points as in (Equation 16). It can be broken down into operations.
  • B M is a matrix that separates the odd rows and even rows of the matrix vertically
  • gamma M is a matrix element of the lower half of the unit matrix has a negative sign
  • R M is equivalent to DCT type 4 It is a matrix
  • I M is a unit matrix
  • J M is a matrix obtained by horizontally inverting the unit matrix.
  • Equation 17 included in (Equation 16) means a typical butterfly operation.
  • Equation 19 in (Equation 18) included in (Equation 16) means that step S102 is performed on the addition result of the butterfly operation.
  • (Expression 20) corresponds to step 103
  • (Expression 21) corresponds to recursive step S104.
  • FIG. 13B is a flowchart of forward conversion. As illustrated in FIG. 13B, the conversion unit 220 rearranges and converts the converted input signals to generate an N / 2-point second signal sequence and an N / 2-point third signal sequence (S121). ).
  • the transforming unit 220 performs a code change (S122) and an N / 2-point type 4 discrete cosine transform (S123) on the N / 2-point second signal sequence, thereby obtaining an N / 2-point second signal sequence.
  • a code change S122
  • an N / 2-point type 4 discrete cosine transform S123
  • the conversion unit 220 recursively performs the second type of conversion in the case of N / 2 points on the N / 2 third signal sequence, thereby generating an N / 2-point fifth signal sequence ( S124).
  • the converter 220 performs a butterfly operation on the N-th sixth signal sequence including the N / 2-point fourth signal sequence and the N / 2-point fifth signal sequence, thereby converting the N-point converted output signal ( (Seventh signal sequence) is generated (S125).
  • step S122 and step S123 may be reversed, and a parallel operation is also possible.
  • steps S122 and S123 and step S124 may be reversed, and a parallel operation is also possible.
  • FIG. 15 is a block diagram showing the sharing of processing.
  • the configuration of the second type inverse transform of the present embodiment is as described above, and is indicated by S ′ i, j in the figure.
  • a typical DCT that is, DCT type 3
  • DCT type 3 inputs data from the right side in the figure.
  • the process corresponding to ⁇ for code adjustment is not necessary, the DCT type 4 process is performed in the reverse order, and the result is input to the subtraction side of the output end of the butterfly operation unit.
  • the other data is a part that performs a recursive configuration of a typical DCT itself, and the output signal is input to the addition side of the output end of the butterfly operation unit.
  • the butterfly operation unit performs the process in the reverse order and outputs the result to the input side.
  • the output result is equal to the output of a typical DCT.
  • the transformation and inverse transformation of this embodiment can reduce the amount of calculation to the same extent as a typical DCT.
  • the present invention is not limited to this embodiment.
  • each processing unit included in the decoding device and the coding device according to the above embodiment is typically realized as an LSI that is an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them.
  • circuits are not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
  • some or all of the functions of the decoding device and the encoding device according to the embodiment of the present invention may be realized by a processor such as a CPU executing a program.
  • the present invention may be the above program or a non-transitory computer-readable recording medium on which the above program is recorded.
  • the program can be distributed via a transmission medium such as the Internet.
  • division of functional blocks in the block diagram is an example, and a plurality of functional blocks can be realized as one functional block, a single functional block can be divided into a plurality of functions, or some functions can be transferred to other functional blocks. May be.
  • functions of a plurality of functional blocks having similar functions may be processed in parallel or time-division by a single hardware or software.
  • the order in which the plurality of steps included in the encoding method or decoding method is executed is for illustrating the present invention specifically, and may be in an order other than the above. . Moreover, a part of the above steps may be executed simultaneously (in parallel) with other steps.
  • 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. 16 is a diagram showing an overall configuration of a content supply system ex100 that realizes a content distribution service.
  • a communication service providing area is divided into desired sizes, and base stations ex106, ex107, ex108, ex109, and ex110, which are fixed wireless stations, are installed in each cell.
  • This content supply system ex100 includes a computer ex111, a PDA (Personal Digital Assistant) ex112, a camera ex113, a mobile phone ex114, a game machine ex115 via the Internet ex101, the Internet service provider ex102, the telephone network ex104, and the base stations ex106 to ex110. Etc. are connected.
  • PDA Personal Digital Assistant
  • each device may be directly connected to the telephone network ex104 without going from the base station ex106, which is a fixed wireless station, to ex110.
  • the devices may be directly connected to each other via short-range wireless or the like.
  • the camera ex113 is a device that can shoot moving images such as a digital video camera
  • the camera ex116 is a device that can shoot still images and movies such as a digital camera.
  • the mobile phone ex114 is a GSM (Global System for Mobile Communications) system, a CDMA (Code Division Multiple Access) system, a W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) system, an LTE (Long Terminal Evolution) system, an HSPA ( High-speed-Packet-Access) mobile phone or PHS (Personal-Handyphone System), etc.
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • W-CDMA Wideband-Code Division Multiple Access
  • LTE Long Terminal Evolution
  • HSPA High-speed-Packet-Access
  • PHS Personal-Handyphone System
  • the camera ex113 and the like are connected to the streaming server ex103 through the base station ex109 and the telephone network ex104, thereby enabling live distribution and the like.
  • live distribution the content (for example, music live video) captured by the user using the camera ex113 is encoded as described in the above embodiments, and transmitted to the streaming server ex103.
  • the streaming server ex103 stream-distributes the content data transmitted to the requested client. Examples of the client include a computer ex111, a PDA ex112, a camera ex113, a mobile phone ex114, and a game machine ex115 that can decode the encoded data. Each device that receives the distributed data decodes the received data and reproduces it.
  • the captured data may be encoded by the camera ex113, the streaming server ex103 that performs data transmission processing, or may be shared with each other.
  • the decryption processing of the distributed data may be performed by the client, the streaming server ex103, or may be performed in common with each other.
  • still images and / or moving image data captured by the camera ex116 may be transmitted to the streaming server ex103 via the computer ex111.
  • the encoding process in this case may be performed by any of the camera ex116, the computer ex111, and the streaming server ex103, or may be performed in a shared manner.
  • these encoding / decoding processes are generally performed in the computer ex111 and the LSI ex500 included in each device.
  • the LSI ex500 may be configured as a single chip or a plurality of chips.
  • moving image encoding / decoding software is incorporated into some recording medium (CD-ROM, flexible disk, hard disk, etc.) that can be read by the computer ex111, etc., and encoding / decoding processing is performed using the software. May be.
  • moving image data acquired by the camera may be transmitted.
  • the moving image data at this time is data encoded by the LSI ex500 included in the mobile phone ex114.
  • the streaming server ex103 may be a plurality of servers or a plurality of computers, and may process, record, and distribute data in a distributed manner.
  • the encoded data can be received and reproduced by the client.
  • the information transmitted by the user can be received, decrypted and reproduced by the client in real time, and personal broadcasting can be realized even for a user who does not have special rights or facilities.
  • the digital broadcast system ex200 incorporates at least one of the video encoding device and the video decoding device of each of the above embodiments. 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. 18 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. 19 shows a configuration of an information reproducing / recording unit ex400 when data is read from or written to an optical disk.
  • the information reproducing / recording unit ex400 includes elements ex401, ex402, ex403, ex404, ex405, ex406, and ex407 described below.
  • the optical head ex401 irradiates a laser spot on the recording surface of the recording medium ex215 that is an optical disk to write information, and detects reflected light 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 controller 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 kinds of information held in the buffer ex404, and generates and adds new information as necessary, and 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 is composed of, 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. 20 shows a schematic diagram of a recording medium ex215 that is an optical disk.
  • Guide grooves grooves
  • address information indicating the absolute position on the disc is recorded in advance on the information track ex230 by changing the shape of the groove.
  • This address information includes information for specifying the position of the recording block ex231 that is a unit for recording data, and the recording block is specified by reproducing the information track ex230 and reading the address information in a recording or reproducing apparatus.
  • the recording medium ex215 includes a data recording area ex233, an inner peripheral area ex232, and an outer peripheral area ex234.
  • the area used for recording user data is the data recording area ex233, and the inner circumference area ex232 and the outer circumference area ex234 arranged on the inner or outer circumference of the data recording area ex233 are used for specific purposes other than user data recording. Used.
  • the information reproducing / recording unit ex400 reads / writes encoded audio data, video data, or multiplexed data obtained by multiplexing these data with respect to the data recording area ex233 of the recording medium ex215.
  • an optical disk such as a single-layer DVD or BD has been described as an example.
  • the present invention is not limited to these, and an optical disk having a multilayer structure and capable of recording other than the surface may be used.
  • an optical disc with a multi-dimensional recording / reproducing structure such as recording information using light of different wavelengths in the same place on the disc, or recording different layers of information from various angles. It may be.
  • the car ex210 having the antenna ex205 can receive data from the satellite ex202 and the like, and the moving image can be reproduced on a display device such as the car navigation ex211 that the car ex210 has.
  • the configuration of the car navigation ex211 may be, for example, a configuration in which a GPS receiving unit is added in the configuration illustrated in FIG. 18, and the same may be considered for the computer ex111, the mobile phone ex114, and the like.
  • FIG. 21A is a diagram showing the mobile phone ex114 using the moving picture decoding method and the moving picture encoding method described in the above embodiment.
  • the mobile phone ex114 includes an antenna ex350 for transmitting and receiving radio waves to and from the base station ex110, a camera unit ex365 capable of capturing video and still images, a video captured by the camera unit ex365, a video received by the antenna ex350, and the like Is provided with a display unit ex358 such as a liquid crystal display for displaying the decrypted data.
  • the mobile phone ex114 further includes a main body unit having an operation key unit ex366, an audio output unit ex357 such as a speaker for outputting audio, an audio input unit ex356 such as a microphone for inputting audio, a captured video,
  • an audio input unit ex356 such as a microphone for inputting audio
  • a captured video In the memory unit ex367 for storing encoded data or decoded data such as still images, recorded audio, received video, still images, mails, or the like, or an interface unit with a recording medium for storing data
  • a slot ex364 is provided.
  • the mobile phone ex114 has a power supply circuit part ex361, an operation input control part ex362, and a video signal processing part ex355 with respect to a main control part ex360 that comprehensively controls each part of the main body including the display part ex358 and the operation key part ex366.
  • a camera interface unit ex363, an LCD (Liquid Crystal Display) control unit ex359, a modulation / demodulation unit ex352, a multiplexing / demultiplexing unit ex353, an audio signal processing unit ex354, a slot unit ex364, and a memory unit ex367 are connected to each other via a bus ex370. ing.
  • the power supply circuit unit ex361 starts up the mobile phone ex114 in an operable state by supplying power from the battery pack to each unit.
  • the cellular phone ex114 converts the audio signal collected by the audio input unit ex356 in the voice call mode into a digital audio signal by the audio signal processing unit ex354 based on the control of the main control unit ex360 having a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Then, this is subjected to spectrum spread processing by the modulation / demodulation unit ex352, digital-analog conversion processing and frequency conversion processing are performed by the transmission / reception unit ex351, and then transmitted via the antenna ex350.
  • the mobile phone ex114 also amplifies the received data received via the antenna ex350 in the voice call mode, performs frequency conversion processing and analog-digital conversion processing, performs spectrum despreading processing by the modulation / demodulation unit ex352, and performs voice signal processing unit After being converted into an analog audio signal by ex354, this is output from the audio output unit 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. 22 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • the 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. 23 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. 24 shows in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • the first row in FIG. 24 shows a video frame sequence of the video stream.
  • the second level shows a PES packet sequence.
  • a plurality of Video Presentation Units in a video stream are divided into pictures, B pictures, and P pictures, and are 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. 25 shows the format of the TS packet that is finally written in the multiplexed data.
  • the TS packet is a 188-byte fixed-length packet composed of a 4-byte TS header having information such as a PID for identifying a stream and a 184-byte TS payload for storing data.
  • the PES packet is divided and stored in the TS payload.
  • a 4-byte TP_Extra_Header is added to a TS packet, forms a 192-byte source packet, and is written in multiplexed data.
  • TP_Extra_Header information such as ATS (Arrival_Time_Stamp) is described.
  • ATS indicates the transfer start time of the TS packet to the PID filter of the decoder.
  • source packets are arranged in the multiplexed data, 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. 26 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 is composed of a system rate, a reproduction start time, and a reproduction end time.
  • 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.
  • attribute information about 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.
  • the conventional information Decoding is performed by a moving image decoding method compliant with the standard.
  • FIG. 30 shows the 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. 31 shows a configuration ex800 in the present embodiment.
  • the drive frequency switching unit ex803 sets the drive frequency high when the video data is generated by the moving image encoding method or apparatus described in the above embodiments.
  • the decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method described in each of the above embodiments is instructed to decode the video data.
  • the video data is video data compliant with the conventional standard, compared to the case where the video data is generated by the moving picture encoding method or apparatus shown in the above embodiments, Set the drive frequency low. Then, it instructs the decoding processing unit ex802 compliant with the conventional standard to decode the video data.
  • the drive frequency switching unit ex803 includes the CPU ex502 and the drive frequency control unit ex512 in FIG.
  • the decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and the decoding processing unit ex802 that complies with the conventional standard correspond to the signal processing unit ex507 in FIG.
  • the CPU ex502 identifies which standard the video data conforms to. Then, based on the signal from the CPU ex502, the drive frequency control unit ex512 sets the drive frequency. Further, based on the signal from the CPU ex502, the signal processing unit ex507 decodes the video data.
  • the identification information described in the fifth embodiment may be used.
  • the identification information is not limited to that described in the fifth embodiment, and any information that can identify which standard the video data conforms to may be used. For example, it is possible to identify which standard the video data conforms to based on an external signal that identifies whether the video data is used for a television or a disk. In some cases, identification may be performed based on such an external signal.
  • the selection of the driving frequency in the CPU ex502 may be performed based on, for example, a lookup table in which video data standards and driving frequencies are associated with each other as shown in FIG. The look-up table is stored in the buffer ex508 or the internal memory of the LSI, and the CPU ex502 can select the drive frequency by referring to the look-up table.
  • step exS203 the CPU ex502 drives the signal for setting the drive frequency low. This is sent to the frequency control unit ex512. Then, in the drive frequency control unit ex512, the drive frequency is set to be lower than that in the case where the video data is generated by the encoding method or apparatus described in the above embodiments.
  • the setting method of the driving frequency may be set to a high driving frequency when the processing amount at the time of decoding is large, and to a low driving frequency when the processing amount at the time of decoding is small. It is not limited to the method.
  • the amount of processing for decoding video data compliant with the MPEG4-AVC standard is larger than the amount of processing for decoding video data generated by the moving picture encoding method or apparatus described in the above embodiments. It is conceivable that the setting of the driving frequency is reversed to that in the case described above.
  • the method for setting the drive frequency is not limited to the configuration in which the drive frequency is lowered.
  • the voltage applied to the LSIex500 or the apparatus including the LSIex500 is set high.
  • the driving of the CPU ex502 is stopped.
  • 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.
  • the decoding processing unit ex902 corresponding to the MPEG4-AVC standard is shared, and for the other processing content unique to the present invention not corresponding to the MPEG4-AVC standard, the dedicated decoding processing unit ex901 is used.
  • Configuration is conceivable.
  • a dedicated decoding processing unit ex901 is used for inverse orthogonal transform, and other entropy coding, deblocking filter, and motion compensation are used.
  • the decoding processing unit for executing the moving picture decoding method described in each of the above embodiments is shared, and the processing content specific to the MPEG4-AVC standard As for, a configuration using a dedicated decoding processing unit may be used.
  • ex1000 in FIG. 34B shows another example in which processing is partially shared.
  • a dedicated decoding processing unit ex1001 corresponding to processing content unique to the present invention
  • a dedicated decoding processing unit ex1002 corresponding to processing content specific to other conventional standards
  • a moving picture decoding method of the present invention A common decoding processing unit ex1003 corresponding to processing contents common to other conventional video decoding methods is used.
  • the dedicated decoding processing units ex1001 and ex1002 are not necessarily specialized in the processing content specific to the present invention or other conventional standards, and may be capable of executing other general-purpose processing.
  • the configuration of the present embodiment can be implemented by LSI ex500.
  • the circuit scale of the LSI is reduced, and the cost is reduced. It is possible to reduce.
  • the decoding method, the encoding method, the decoding device, and the encoding device according to the present invention can be used for, for example, a television receiver, a digital video recorder, a car navigation, a mobile phone, a digital camera, or a digital video camera. .

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Abstract

　本発明に係る符号化方法は、予測モード（１１５）に応じて変換制御情報（１１６）を生成する変換制御ステップ（Ｓ２２３）と、変換制御情報（１１６）に応じて、復号変換信号（１１２）に、分離型の逆直交変換を行うことで復号信号（１１１）を生成する逆変換ステップ（Ｓ２２４～Ｓ２２９）とを含み、逆変換ステップは、分離型の逆直交変換における水平逆変換及び垂直逆変換のそれぞれにおいて、変換制御情報（１１６）により第１種の変換が指示されている場合、Ｎ点の離散コサイン変換を行う第１種逆変換ステップ（Ｓ２２５及びＳ２２８）と、変換制御情報（１１６）により第２種の変換が指示されている場合、２Ｎ点のタイプ２の離散サイン変換に基づくＮ点の逆変換を行う第２種逆変換ステップ（Ｓ２２６及びＳ２２９）とを含む。

Description

復号方法、符号化方法、復号装置、及び符号化装置
　本発明は、復号方法、符号化方法、復号装置、及び符号化装置に関し、特に、分離型の直交変換又は逆直交変換を行う復号方法、符号化方法、復号装置、及び符号化装置に関する。
　音声データ及び動画像データを圧縮するために、複数の音声符号化規格、及び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規格又は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３５Ａは、これらの音声データ及び動画像データを低ビットレートで符号化する符号化装置５００のブロック図である。変換部１２０は、各種データである入力信号、又は入力信号に何らかの処理を加えた変換入力信号である入力信号１０１を時空間ドメインから周波数ドメインへ変換することで、相関を軽減した変換信号１０２を生成する。なお、以下では変換を逆変換と区別するために順変換と呼ぶ場合もある。量子化部１３０は、変換部１２０で生成された変換信号１０２を量子化することで、総データ量の少ない量子化係数１０３を生成する。エントロピー符号化部１９０は、量子化部１３０で生成された量子化係数１０３を、エントロピー符号化アルゴリズムを用いて符号化（以下、エントロピー符号化）するとともに、残りのデータを圧縮することで符号化信号１０４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。ここで、（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の出力信号を変換出力（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）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
　この変換において、行単位の水平変換、及び、列単位の垂直変換が順次行われる。なお、水平変換及び垂直変換の順序は逆であってもよい。また、変換部１２０は、複数種類の変換を切り替えて動作する。例えば、Ｈ．２６４の面内予測の予測誤差信号が入力信号１０１である場合、典型的な離散コサイン変換（ＤＣＴ）と、上記ＤＣＴとは異なる変換（第２種の変換）とが用いられる。Ｈ．２６４の予測は、復号済みの隣接画素を、予測モードの示す特定方向に外挿（引き伸ばす）することで行われる。そのため、予測方向と並行な角度の水平変換又は垂直変換には、上記の第２種の変換を用い、予測方向と鉛直な角度の水平変換又は垂直変換には、上記の典型的な離散コサイン変換（ＤＣＴ）を用いる。これにより、ＤＣＴのみを用いる場合よりも圧縮性能が向上することが知られている（詳細は非特許文献１を参照）。
　図３５Ａに示す変換制御部３００は、面内予測の予測方向を示す情報である予測モード１０５に基づいて、変換部１２０が用いる変換の種類（ＤＣＴ又は第２種の変換）を指示する変換制御情報１０６を生成する。変換部１２０は、変換制御情報１０６に従い、水平変換及び垂直変換を行う。
　図３５Ｂは、復号装置６００の構成を示すブロック図である。エントロピー復号部２４０は、符号化信号１０４をエントロピー復号することで量子化係数１１３及び予測モード１１５を生成する。逆量子化部１４０は量子化係数１１３を逆量子化することで復号変換信号１１２を出力する。変換制御部３１０は予測モード１１５に基づき、水平変換及び垂直変換の変換（復号装置６００では逆変換）の変換の種別をそれぞれ指示する変換制御情報１１６を生成する。逆変換部１５０は変換制御情報１１６に指示された変換種別を用いて、復号変換信号１１２を逆変換することで復号信号１１１を生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　（式４）は、Ｎ点の入力信号に対する第２種の順変換の変換行列の係数Ｋｉｊ（ｉ，ｊ＝０．．Ｎ－１）を示す数式である。（式５）は、第２種の逆変換の変換行列の係数Ｋ’ ｉｊ（ｉ，ｊ＝０．．Ｎ－１）を示す数式である。
　ここで、逆変換の変換行列は順変換の変換行列に対して転置行列の関係にある。図３６ＡはＮ＝４点時の順変換の変換行列を８ビットで表記した例を示す図である。図３６Ｂは逆変換の変換行列の例を示す図である。
Ｃ．Ｙｅｏ，Ｙ．Ｈ．Ｔａｎ，Ｚ．Ｌｉ　ａｎｄ　Ｓ．Ｒａｈａｒｄｊａ，"Ｍｏｄｅ－Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　Ｆａｓｔ　Ｓｅｐａｒａｂｌｅ　ＫＬＴ　ｆｏｒ　Ｂｌｏｃｋ－ｂａｓｅｄ　Ｉｎｔｒａ　Ｃｏｄｉｎｇ，"　ｈｔｔｐ：／／ｗｆｔｐ３．ｉｔｕ．ｉｎｔ／ａｖ－ａｒｃｈ／ｊｃｔｖｃ－ｓｉｔｅ／２０１０＿０７＿Ｂ＿Ｇｅｎｅｖａ／ＪＣＴＶＣ－Ｂ０２４．ｄｏｃ Ｗｅｎ－Ｈｓｉｕｎｇ　Ｃｈｅｎ、Ｓｍｉｔｈ，Ｃ．、Ｆｒａｌｉｃｋ，Ｓ．、"Ａ　Ｆａｓｔ　Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏｓｉｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ"、Ｓｅｐ　１９７７．
　ここで、典型的なＤＣＴの場合、バタフライ演算等を利用した高速演算アルゴリズムが存在するため、演算量（特に乗算回数）を軽減できる。一方、図３６Ａ及び図３６Ｂで例示したような、第２種の変換の場合、効率的な高速演算アルゴリズムは存在しないため、乗算回数が増加するという課題がある。特に、Ｎ＝１６又は３２などの大きな変換サイズになるほどその課題は顕著になる。
　そこで、本発明は、第２種の変換又は逆変換の演算量を低減できる復号方法、符号化方法、復号装置、及び符号化装置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、本発明の一形態に係る復号方法は、符号化信号に対してエントロピー復号を行うことで、量子化係数及び予測モードを生成するエントロピー復号ステップと、前記量子化係数を逆量子化することで復号変換信号を生成する逆量子化ステップと、前記予測モードに応じて、分離型の逆直交変換における水平逆変換及び垂直逆変換のそれぞれに対して、第１種の変換又は第２種の変換を指示する変換制御情報を生成する変換制御ステップと、前記変換制御情報に応じて、前記復号変換信号に、前記分離型の逆直交変換を行うことで復号信号を生成する逆変換ステップとを含み、前記逆変換ステップは、前記分離型の逆直交変換における水平逆変換及び垂直逆変換のそれぞれにおいて、前記変換制御情報により前記第１種の変換が指示されている場合、Ｎ点の離散コサイン変換を行う第１種逆変換ステップと、前記変換制御情報により前記第２種の変換が指示されている場合、２Ｎ点のタイプ２の離散サイン変換に基づくＮ点の変換である第２種の逆変換を行う第２種逆変換ステップとを含む。
　この構成によれば、本発明の一形態に係る復号方法は、第２種の逆変換の演算量の低減できる。
　また、前記第２種逆変換ステップでは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　（ｉ＝０．．Ｎ－１、ｊ＝０．．Ｎ－１）
の変換行列で示される前記第２種の逆変換を行ってもよい。
　また、前記第２種逆変換ステップは、入力されたＮ点の一次元の第１信号列の後ろにＮ個のゼロ要素を付加することで２Ｎ点の第２信号列を生成するステップと、前記２Ｎ点の第２信号列に、２Ｎ点のタイプ２の離散サイン変換を行うことで、２Ｎ点の第３信号列を生成するステップと、前記２Ｎ点の第３信号列のうち、最初の要素を０個目とした場合の奇数個目の要素を取り出すことで、Ｎ点の第４信号列を生成するステップとを含んでもよい。
　この構成によれば、本発明の一形態に係る復号方法は、第２種の逆変換に、演算の特性等が良く知られているタイプ２の離散サイン変換を用いることができるので、当該演算を扱いやすいという長所を有する。
　また、前記第２種逆変換ステップは、入力されたＮ点の一次元の第１信号列に対してバタフライ演算を行うことで、当該バタフライ演算の加算結果であるＮ／２点の第２信号列と、当該バタフライ演算の減算結果であるＮ／２点の第３信号列とを生成するステップと、前記Ｎ／２点の第３信号列に、Ｎ／２点のタイプ４の離散コサイン変換及び符号の変更を行うことで、Ｎ／２点の第４信号列を生成するステップと、前記Ｎ／２の第３信号列に、前記第２種の逆変換をＮ／２点の場合に適用した演算を再帰的に行うことで、Ｎ／２点の第５信号列を生成するステップと、前記Ｎ／２点の第４信号列と、前記Ｎ／２点の第５信号列とに、並び替えを行うことで、Ｎ点の第６信号列を生成するステップとを含んでもよい。
　この構成によれば、本発明の一形態に係る復号方法は、さらに、演算量を低減できるとともに、Ｎが大きい場合にも対応できる。
　また、本発明の一形態に係る符号化方法は、予測モードに応じて、分離型の直交変換における水平変換及び垂直変換のそれぞれに対して、第１種の変換又は第２種の変換を指示する変換制御情報を生成する変換制御ステップと、前記変換制御情報に応じて、入力信号に前記分離型の直交変換を行うことで変換信号を生成する変換ステップと、前記変換信号を量子化することで量子化係数を生成する量子化ステップと、前記量子化係数に対してエントロピー符号化を行うことで、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み、前記変換ステップは、前記分離型の直交変換における水平変換及び垂直変換のそれぞれにおいて、前記変換制御情報により前記第１種の変換が指示されている場合、Ｎ点の離散コサイン変換を行う第１種変換ステップと、前記変換制御情報により前記第２種の変換が指示されている場合、２Ｎ点のタイプ３の離散サイン変換に基づくＮ点の変換である第２種の変換を行う第２種変換ステップとを含む。
　この構成によれば、本発明の一形態に係る符号化方法は、第２種の変換の演算量の低減できる。
　また、前記第２種変換ステップでは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　（ｉ＝０．．Ｎ－１、ｊ＝０．．Ｎ－１）
の変換行列で示される前記第２種の変換を行ってもよい。
　また、前記第２種変換ステップは、入力されたＮ点の一次元の第１信号列の各要素の前側にゼロ要素を追加することで２Ｎ点の第２信号列を生成するステップと、前記２Ｎ点の第２信号列に、２Ｎ点のタイプ３の離散サイン変換を行うことで、２Ｎ点の第３信号列を生成するステップと、前記２Ｎ点の第３信号列のうち、最初のＮ点の要素を、Ｎ点の第４信号列として取り出すステップとを含んでもよい。
　この構成によれば、本発明の一形態に係る符号化方法は、第２種の変換に、演算の特性等が良く知られているタイプ３の離散サイン変換を用いることができるので、当該演算を扱いやすいという長所を有する。
　また、前記第２種変換ステップは、入力されたＮ点の一次元の第１信号列を並び替えたうえで分離することで、Ｎ／２点の第２信号列及びＮ／２点の第３信号列を生成するステップと、前記Ｎ／２点の第２信号列にＮ／２点のタイプ４の離散コサイン変換及び符号の変更を行うことで、Ｎ／２点の第４信号列を生成するステップと、前記Ｎ／２の第３信号列に、Ｎ／２点の場合の前記第２種の変換を再帰的に行うことで、Ｎ／２点の第５信号列を生成するステップと、前記Ｎ／２点の第４信号列及び前記Ｎ／２点の第５信号列を含むＮ点の第６信号列にバタフライ演算を行うことによりＮ点の第７信号列を生成するステップとを含んでもよい。
　この構成によれば、本発明の一形態に係る符号化方法は、さらに、演算量を低減できるとともに、Ｎが大きい場合にも対応できる。
　なお、本発明は、このような復号方法又は符号化方法として実現できるだけでなく、復号方法又は符号化方法に含まれる特徴的なステップを手段とする復号装置又は符号化装置として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ等の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体、及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
　さらに、本発明は、このような復号装置又は符号化装置の機能の一部又は全てを実現する半導体集積回路（ＬＳＩ）として実現できる。
　以上より、本発明は、演算量を低減できる復号方法、符号化方法、復号装置、及び符号化装置を提供できる。
図１Ａは、本発明の実施の形態１に係る符号化装置のブロック図である。 図１Ｂは、本発明の実施の形態１に係る復号装置のブロック図である。 図２Ａは、本発明の実施の形態１に係る符号化方法のフローチャートである。 図２Ｂは、本発明の実施の形態１に係る復号方法のフローチャートである。 図３Ａは、本発明の実施の形態１に係る順変換の変換行列の例（Ｎ＝４）を示す図である。 図３Ｂは、本発明の実施の形態１に係る逆変換の変換行列の例（Ｎ＝４）を示す図である。 図３Ｃは、本発明の実施の形態１に係る、√（２／Ｎ）除外した場合の順変換の変換行列の例（Ｎ＝４）を示す図である。 図３Ｄは、本発明の実施の形態１に係る、√（２／Ｎ）除外した場合の逆変換の変換行列の例（Ｎ＝４）を示す図である。 図４Ａは、本発明の実施の形態１に係る順変換の変換行列の例（Ｎ＝８）を示す図である。 図４Ｂは、本発明の実施の形態１に係る逆変換の変換行列の例（Ｎ＝８）を示す図である。 図４Ｃは、本発明の実施の形態１に係る、√（２／Ｎ）除外した場合の順変換の変換行列の例（Ｎ＝８）を示す図である。 図４Ｄは、本発明の実施の形態１に係る、√（２／Ｎ）除外した場合の逆変換の変換行列の例（Ｎ＝８）を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態１に係る逆変換の変換行列の例（Ｎ＝１６）を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態１に係る、√（２／Ｎ）除外した場合の逆変換の変換行列の例（Ｎ＝１６）を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態２に係る、離散サイン変換及び離散コサイン変換のタイプの一覧を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態２に係る変換部を示すブロック図である。 図９は、本発明の実施の形態２に係る逆変換部を示すブロック図である。 図１０Ａは、本発明の実施の形態３に係る第２種の変換（Ｎ＝４）のシグナルフロー図である。 図１０Ｂは、本発明の実施の形態３に係る第２種の変換（Ｎ＝４）の擬似コードを示す図である。 図１１Ａは、本発明の実施の形態３に係る第２種の逆変換（Ｎ＝４）のシグナルフロー図である。 図１１Ｂは、本発明の実施の形態３に係る第２種の逆変換（Ｎ＝４）の擬似コードを示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態３に係る第２種の逆変換（Ｎ＝８）のシグナルフロー図である。 図１３Ａは、本発明の実施の形態３に係る第２種の逆変換のフローチャートである。 図１３Ｂは、本発明の実施の形態３に係る第２種の順変換のフローチャートである。 図１４は、本発明の実施の形態３に係る第２種の変換（Ｎ＝１６）のシグナルフロー概要図である。 図１５は、本発明の実施の形態３に係る、典型的なＤＣＴと第２種の変換とを共用化する際のシグナルフロー図である。 図１６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１７は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図１８は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図１９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２０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２１Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図２１Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図２２は、多重化データの構成を示す図である。 図２３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２４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２５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２６は、ＰＭＴのデータ構造を示す図である。 図２７は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図２８は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図２９は、映像データを識別するステップを示す図である。 図３０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３１は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図３２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３３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３４Ａ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３４Ｂ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。 図３５Ａは、従来の符号化装置のブロック図である。 図３５Ｂは、従来の復号装置のブロック図である。 図３６Ａは、従来の順変換の変換行列の例（Ｎ＝４）を示す図である。 図３６Ｂは、従来の逆変換の変換行列の例（Ｎ＝４）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。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
　（実施の形態１）
　図１Ａは、本実施の形態に係る符号化装置１００の構成を示すブロック図である。図１Ａに示す符号化装置１００は、変換部２２０の機能が、図３５Ａに示す変換部１２０と異なる。なお、その他の機能は、図３５Ａに示す符号化装置５００と同様であるため説明を省略する。
　図１Ｂは本実施の形態に係る復号装置６００の構成を示すブロック図である。図１Ｂに示す復号装置２００は、逆変換部２５０の機能が、図３５Ｂに示す逆変換部１５０と異なる。なお、その他の機能は、図３５Ｂに示す復号装置６００と同様であるため説明を省略する。
　符号化装置１００には音声、静止画像、又は動画像などの符号化対象信号（Ｏｒｉｇｉｎａｌ　Ｓｉｇｎａｌ）が入力される。この符号化対象信号又は予測誤差信号が入力信号１０１として、変換部２２０に入力される。予測誤差信号とは、現在の符号化対象信号と、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。一般的には予測誤差信号が入力信号１０１として入力されることが多い。ただし、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符号化対象信号が入力信号１０１として入力される。
　以下、符号化装置１００による符号化方法の流れを説明する。図２Ａは、符号化装置１００による符号化方法のフローチャートである。
　まず、変換制御部３００は、面内予測の予測方向を示す情報である予測モード１０５に基づいて、水平変換及び垂直変換のそれぞれの種別を指示する変換制御情報１０６を生成する（Ｓ２０１）。例えば、変換制御部３００は、予測モード１０５が示す予測方向と並行な方向（水平又は垂直）の変換には第２種の変換を指定し、予測方向と鉛直な方向（水平又は垂直）の変換には、第１種の変換（ＤＣＴ）を指定する変換制御情報１０６を生成する。
　例えば、第１種の変換は、Ｎ点の離散コサイン変換である。なお、第２種の変換の詳細は後述する。
　変換部２２０は、変換制御情報１０６に従い、行単位の水平変換及び列単位の垂直変換を行う。具体的には、変換部２２０は、変換制御情報１０６により垂直変換に第１種の変換が指定されている場合（Ｓ２０２で第１種）、第１種の変換により垂直直交変換を行う（Ｓ２０３）。一方、変換部２２０は、変換制御情報１０６により垂直変換に第２種の変換が指定されている場合（Ｓ２０２で第２種）、第２種の変換により垂直直交変換を行う（Ｓ２０４）。
　また、変換部２２０は、変換制御情報１０６により水平変換に第１種の変換が指定されている場合（Ｓ２０５で第１種）、第１種の変換により水平直交変換を行う（Ｓ２０６）。一方、変換部２２０は、変換制御情報１０６により水平変換に第２種の変換が指定されている場合（Ｓ２０５で第２種）、第２種の変換により水平直交変換を行う（Ｓ２０７）。
　なお、垂直変換（Ｓ２０２～Ｓ２０４）と水平変換（Ｓ２０５～Ｓ２０７）の順序は逆であってもよい。
　変換部２２０は、入力信号１０１に対して、上述した分離型の垂直変換及び水平変換を行うことにより、変換信号１０２を生成する。
　次に、量子化部１３０は、変換信号１０２を量子化することにより、量子化係数１０３を生成する（Ｓ２０８）。
　次に、エントロピー符号化部１９０は、量子化係数１０３をエントロピー符号化することにより、符号化信号１０４を生成する（Ｓ２０９）。
　以下、復号装置２００による復号方法の流れを説明する。図２Ｂは、復号装置２００による復号方法のフローチャートである。
　次に、エントロピー復号部２４０は、符号化信号１０４をエントロピー復号することにより、量子化係数１１３と予測モード１１５とを生成する（Ｓ２２１）。
　次に、逆量子化部１４０は、量子化係数１１３を逆量子化することにより、復号変換信号１１２を生成する（Ｓ２２２）。
　次に、変換制御部３１０は、面内予測の予測方向を示す情報である予測モード１１５に基づいて、水平変換及び垂直変換のそれぞれの種別を指示する変換制御情報１１６を生成する（Ｓ２２３）。例えば、変換制御部３１０は、予測モード１１５が示す予測方向と並行な方向（水平又は垂直）の変換には第２種の変換を指定し、予測方向と鉛直な方向（水平又は垂直）の変換には、第１の変換（ＤＣＴ）を指定する変換制御情報１１６を生成する。
　逆変換部２５０は、変換制御情報１１６に従い、行単位の水平変換及び列単位の垂直変換を行う。具体的には、逆変換部２５０は、変換制御情報１１６により垂直変換に第１種の変換が指定されている場合（Ｓ２２４で第１種）、第１種の変換により垂直逆直交変換を行う（Ｓ２２５）。一方、逆変換部２５０は、変換制御情報１１６により垂直変換に第２種の変換が指定されている場合（Ｓ２２４で第２種）、第２種の変換により垂直逆直交変換を行う（Ｓ２２６）。
　また、逆変換部２５０は、変換制御情報１１６により水平変換に第１種の変換が指定されている場合（Ｓ２２７で第１種）、第１種の変換により水平逆直交変換を行う（Ｓ２２８）。一方、逆変換部２５０は、変換制御情報１１６により水平変換に第２種の変換が指定されている場合（Ｓ２２７で第２種）、第２種の変換により水平逆直交変換を行う（Ｓ２２９）。
　なお、垂直変換（Ｓ２２４～Ｓ２２６）と水平変換（Ｓ２２７～Ｓ２２９）の順序は逆であってもよい。また、変換制御情報１１６を生成する処理（Ｓ２２３）は、逆量子化（Ｓ２２２）の前に行なわれてもよい。
　以下、第２種の変換について詳細に説明する。
　符号化装置１００における第２種の変換の変換行列を数式で記載すると（式６）で示される。また、復号装置２００における第２の逆変換の変換行列を数式で表現すると（式７）で示される。（式６）及び（式７）におけるｄｉはｓｉｎ関数にかかる係数であり（式８）で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　図３ＡはＮ＝４点の場合の、本実施の形態に係る第２種の順変換の変換行列の変換係数Ｋｉｊを８ビットで表記した図である。図３Ｂは同点数の第２種の逆変換の変換行列の変換係数Ｋ’ｉｊを表記した図である。
　なお、（式８）に示すように、全ての変換係数には√（２／Ｎ）が含まれるため、これを分離した残りを変換部２２０で順変換及び逆変換部２５０で逆変換する構成も考えられる。順変換の変換行列から分離した√（２／Ｎ）は、量子化部１３０で行われる量子化処理における量子化ステップサイズ及びノルム補正テーブルに重畳することにより、分離によって演算量が増加することはない。同様に、逆変換の変換行列から分離した√（２／Ｎ）は、逆量子化部１４０で行われる逆量子化処理における量子化ステップサイズ及びノルム補正テーブルに重畳することにより、演算量が増加することはない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　（式９）は√（２／Ｎ）を除いた順変換の変換行列Ｓｉｊである。（式１０）は√（２／Ｎ）を除いた逆変換の変換行列Ｓ’ｉｊである。また、図３Ｃ及び図３Ｄは√（２／Ｎ）を除いた順変換の変換行列Ｓｉｊと逆変換の変換行列Ｓ’ｉｊを示す図である。
　図４Ａ及び図４Ｂは、Ｎ＝８点入力時の変換行列の８ビット表記を示す図であり、図４Ａは順変換の変換行列Ｋｉｊを、図４Ｂは逆変換の変換行列Ｋ’ｉｊを示す図である。図４Ｃ及び図４Ｄは、Ｎ＝８点入力時の√（２／Ｎ）を除いた順変換の変換行列Ｓｉｊと逆変換の変換行列Ｓ’ｉｊを示す図である。図５はＮ＝１６点入力時の逆変換の変換行列Ｋ’ｉｊを示す図である。図６はＮ＝１６点入力時の√（２／Ｎ）を除いた逆変換の変換行列Ｓ’ｉｊを示す図である。
　具体的な変換行列の数値例（図３Ａ～図６）からわかるように、同じ値の変換係数が、同一行又は同一列に多数含まれるため、これらにかかる演算処理を効率化できる。入力信号１０１を列ベクトルｘ、変換信号１０２（復号変換信号１１２）を列ベクトルＸ、復号変換信号１１２を逆変換した復号信号１１１を列ベクトルＹとする。例えば、図３Ｂの逆変換の例で説明する。
　逆変換処理はＹ＝ＫＸであり、このうち２行目（ｉ＝１）の演算処理は、（式１１）で表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　（式１１）を展開すると（式１２）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　係数Ｋｌ，＊は±１２８で大きさが同じため、個々に乗算する前に、Ｘ＊を計算することで乗算回数を削減できる。つまり、（式１３）とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　本発明の変換行列はこのような同値の係数が多数含まれるため乗算回数の削減を容易に行うことができる。
　以上より、本発明の実施の形態１に係る符号化装置１００及び復号装置２００は、第２種の変換として、上記（式６）及び（式７）、又は（式９）及び（式１０）に示す離散サイン変換を用いることで、演算量を削減できる。
　（実施の形態２）
　本発明の実施の形態２に係る第２種の変換及び逆変換は、実施の形態１に対して更に演算量を削減したものである。
　図７は離散コサイン変換及び離散サイン変換それぞれの４種類のタイプ４を示す表である。画像圧縮等に用いられる典型的なＤＣＴである第１種の変換は、順変換はＤＣＴタイプ３であり逆変換はＤＣＴタイプ２である。また、ＤＣＴタイプ１とタイプ４、及びＤＳＴタイプ１～４は画像圧縮に用いられることは稀である。
　また、本実施の形態に係る第２種の順変換（式６参照）はＤＳＴの４種類のタイプの中のタイプ３に相当する。（式１４）に示すように、ＤＳＴＩＩＩを２Ｎ点とし列方向の添え字ｊをｋ＝２ｊと置き換えることでＤＳＴＩＩＩは（式６）と一致する。言い換えると、第２種の順変換は、２Ｎ点のＤＳＴのタイプ３に基づくＮ点の変換である。なお、（式１４）において、ｉ＝０．．Ｎ－１、ｊ＝０．．Ｎ－１である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　また、図８に示すシグナルフロー図で説明すると、第２種の順変換は、以下の処理を行うことに等しい。
　まず、変換部２２０は、Ｎ点の変換入力信号に含まれる各要素の前側にゼロ要素を追加することで２Ｎ点の第２信号列を生成する。つまり、この２Ｎ点の第２信号列は、Ｎ点の変換入力信号に含まれる各要素と、ゼロ要素とを交互に配置した信号列である。
　次に、変換部２２０は、この２Ｎ点の第２信号列に２Ｎ点のＤＳＴタイプ３を行うことにより、２Ｎ点の第３信号列を生成する。最後に、変換部２２０は、２Ｎ点の第３信号列の最初のＮ点の要素を、Ｎ点の変換出力信号（第４信号列）として取り出す。
　ここで、Ｎ点の変換入力信号とは、入力信号１０１に含まれるＮ点の一次元の第１信号列である。また、Ｎ点の変換出力信号は変換信号１０２に含まれる。
　同様に本実施の形態に係る第２種の逆変換（式７参照）は、（式１５）に示すように、ＤＳＴのタイプ２に相当する。言い換えると、第２種の逆変換は、２Ｎ点のＤＳＴのタイプ２に基づくＮ点の逆変換である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　図９のシグナルフロー図で説明すると、第２種の逆変換は、以下の処理に等しい。
　まず、逆変換部２５０は、Ｎ点の逆変換入力信号の後ろにＮ個のゼロ要素を付加することで、２Ｎ点の第２信号列を生成する。次に、逆変換部２５０は、２Ｎ点の第２信号列に対して２Ｎ点のＤＳＴタイプ２を行うことにより、２Ｎ点の第３信号列を生成する。最後に、逆変換部２５０は、２Ｎ点の第３信号列のうち、０開始とした場合（最初の要素を０個目とした場合）の奇数個目の要素のみを取り出すことにより、Ｎ点の逆変換出力信号（第４信号列）を生成する。
　ここで、Ｎ点の逆変換入力信号とは、復号変換信号１１２に含まれるＮ点の一次元の第１信号列である。また、逆変換出力信号は復号信号１１１に含まれる。
　ここで、離散サイン変換（ＤＳＴ）は離散コサイン変換ほどには画像圧縮に用いられる機会は少ないが、タイプ２及びタイプ３は演算の特性などが良く知られている。よって、ＤＳＴのタイプ２及びタイプ３は、扱いやすいというメリットがある。本実施の形態では、上記のようにＤＳＴタイプ２とタイプ３とを基本構成としているため同様の扱いやすさのメリットを享受しやすい。
　（実施の形態３）
　本実施の形態の変換及び逆変換は、実施の形態２で説明した２Ｎ点のＤＳＴのうちゼロ値が入出力される部分の処理を省略した最小の構成である。本実施の形態では、√（２／Ｎ）を除いた変換行列Ｓｉ，ｊ及び逆変換行列Ｓ’ｉ，ｊを実現する場合について説明する。除かない場合のＫｉｊ及びＫ’ｉｊについては、一度だけ√（２／Ｎ）の乗算が発生するように、既存の乗算に√（２／Ｎ）の乗算を重畳することで実現できる。
　図１０Ａは、Ｎ＝４点の第２種の順変換のシグナルフロー図である。矢印に沿ってデータは流れる。矢印の横に数値が記載されている場合には、その数値を乗算することを意味する。丸印はデータの中間点を示す仮想的なノードである。一つのノードに複数の矢印が入り込むとき、それら矢印のデータを加算することを意味する。入出力信号のデータは順不同となる場合があるが、それらを並び替える演算量は小さいと想定しており、説明の都合上、並び替えの処理を省略する場合がある。また、図１０Ａでは、変換入力信号を順不同で表記している。
　図１０Ｂは、第２種の順変換の擬似コードを示す図である。図１０Ａのシグナルフロー図を、図１０Ｂに沿って説明する。４点の変換入力信号のうち、一つ目の要素ｘ（０）はａ（０）に入力され、三番目の要素ｘ（２）はａ（１）へ仮想的に入力される。この二つの要素の入力時には乗算加算等の演算処理は行わない。これは単に説明の都合上の入力である。４番目の要素ｘ（３）はＳｉ，ｊの一つであるｓ（２／８）と乗算され、乗算結果がａ（２）へ入力される。ここでｓ（ｎ／ｍ）はｓｉｎ（ｎπ／ｍ）を意味する。このようにシグナルフロー図で示す手順に沿って演算することで、Ｓｉ，ｊを行列乗算した結果と同等の結果が得られる。このフローは、乗算及び加算の処理を効率的にまとめておりこれら演算回数を減らすことができている。
　同様に図１１ＡはＮ＝４点の場合の第２種の逆変換のＳ’ｉ，ｊのシグナルフロー図である。図１１Ｂは第２種の逆変換の擬似コードを示す図である。この二つを用いて説明する。逆変換入力信号Ｘはバタフライ演算される。バタフライ演算とは、決められた要素同士で加算結果と減算結果とのペアを作る演算である。図１１Ａの例では、ａ（０）＝Ｘ（０）＋Ｘ（３）、ａ（１）＝Ｘ（１）＋Ｘ（２）、ａ（２）＝Ｘ（１）－Ｘ（２）、ａ（３）＝Ｘ（０）－Ｘ（３）のように演算する。バタフライ演算結果のうち加算側の結果ａ（０）及びａ（１）を用いて、逆変換出力信号の第１の要素Ｙ（０）をｓ（１／８）＊ａ（０）＋ｓ（３／８）＊ａ（１）として導出し、逆変換出力信号の第３の要素Ｙ（２）をｓ（３／８）＊ａ（０）－ｓ（３／８）＊ａ（１）として導出する。バタフライ演算結果の減算側の結果ａ（２）及びａ（３）の結果をさらに加減算し係数を乗じる。すなわち、逆変換出力信号の第４の要素Ｙ（３）をｓ（４／８）＊（ａ（３）－ａ（２））として導出し、逆変換出力信号の第２の要素Ｙ（１）をｓ（２／８）＊（ａ（３）＋ａ（２））として導出する。なお、ｓ（４／８）はｓ（１／２）に等しく、ｓ（２／８）はｓ（１／４）等しい。
　このように、Ｙ（３）を得るための乗算はｓ（４／８）の一度だけで済み、Ｙ（１）を得るための乗算もｓ（２／８）の一度だけで済んでいる。本来の行列演算の場合には、それぞれ４回必要だったことと比べて大きく乗算回数を削減できている。
　また、順変換と逆変換とのシグナルフロー図は、矢印の向きを入れ替えることで、相互に得られることが図１０Ａと図１１Ａを比較するとわかる。よって、今後は逆変換のシグナルフロー図のみを示す。
　図１２はＮ＝８点の場合の第２種の逆変換のシグナルフロー図である。また、第２種の逆変換の処理ステップを図１３Ａのフローチャートを用いて説明する。
　まず、逆変換部２５０は、逆変換入力信号に、Ｎ点のバタフライ演算を行うことでＮ点の信号列を生成する（Ｓ１０１）。このＮ点の信号列は、バタフライ演算の加算結果であるＮ／２点の第２信号列と、バタフライ演算の減算結果であるＮ／２点の第３信号列とを含む。
　次に、逆変換部２５０は、加算結果である第２信号列に対して演算４０２（Ｓ１０２）及び演算４０３（Ｓ１０３）を行うことで、Ｎ／２点の第４信号列を生成する。ここで、演算４０２は、Ｎ／２点のＤＣＴタイプ４と一致する。よって、演算４０２に、ＤＣＴタイプ４向けの既知の高速アルゴリズム（非特許文献２参照）を適用することで、低処理量で演算を行うことができる。また、演算４０３は、符号の変更（正負の変更）を行う演算である。
　また、逆変換部２５０は、バタフライ演算の減算結果であるＮ／２点の第３信号列に、演算４０１を行うことで、Ｎ／２点の第５信号列を生成する（Ｓ１０４）。ここで、演算４０１は、Ｎ／２点の場合の第２種の逆変換を再帰的に行う演算である。Ｎ／２点の場合の第２種の逆変換を再帰的に行うとは、Ｎ点の第２種の逆変換には、演算４０１としてＮ／２点の場合の第２種の逆変換が含まれ、当該Ｎ／２点の場合の第２種の逆変換には、演算４０１としてＮ／４点の場合の第２種の逆変換が含まれ、当該Ｎ／４点の場合の第２種の逆変換には、演算４０１としてＮ／８点の場合の第２種の逆変換が含まれるというように、Ｎの値に対応する第２種の逆変換にＮ／２の値に対応する第２種の逆変換が順番に含まれることを意味する。そして、この関係は、例えば、Ｎ＝４になるまで続く。
　具体的には、図１２に示すように、Ｎ＝８の場合には、Ｎ／２＝４なので、当該演算４０１は、Ｎ＝４の場合の第２種の逆変換、つまり、図１１Ａに示す演算４０１である。同様に、Ｎ＝１６の場合には、ステップＳ１０４で行われる演算は、図１２に示すＮ＝８の場合の演算である。そして、このＮ＝８の場合の演算には、Ｎ＝４の場合の第２の逆変換が含まれる。
　また、逆変換部２５０は、ステップＳ１０３で生成された第４信号列と、ステップＳ１０４で生成された第５信号列とに含まれる各要素を並び替えることで、第４信号列及び第５信号列に含まれる複数の要素を含む逆変換出力信号（第６信号列）を生成する（Ｓ１０５）。
　なお、ステップＳ１０２（演算４０２）とステップＳ１０３（演算４０３）との順序は逆でもよいし並列動作も可能である。また、図１２中のｃ（ｎ／ｍ）はｃｏｓ（ｎπ／ｍ）を意味する。また、ステップＳ１０２及びＳ１０３と、ステップＳ１０４との順序は逆でも良いし並列動作も可能である。
　上記Ｎ＝４点で例示したＤＣＴタイプ４向けの演算と再帰的な構成とは２のべき乗のＮ点について成り立つ。点数をＭと表記し、本実施の形態のＳ’ｉ，ｊをＥＭと表記すると、証明は省略するが、当該演算は、（式１６）のようにＭ／２点の小さなサイズの行列演算へと分解できる。ここでＢＭは行列の奇数行及び偶数行を上下に分離する行列であり、ΓＭは単位行列の下半分の要素が負の符号を持つ行列であり、ＲＭはＤＣＴタイプ４に相当する行列であり、ＩＭは単位行列であり、ＪＭは単位行列を左右反転した行列である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　ここで、（式１６）に含まれる（式１７）は、は典型的なバタフライ演算を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　また、（式１６）に含まれる（式１８）中の（式１９）はバタフライ演算の加算結果に対してステップＳ１０２を行うことを意味する。（式２０）はステップ１０３に相当し、（式２１）は再帰的なステップＳ１０４に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　また、（式１６）はより大きなＮについても成立するため、Ｎ＝１６点又はＮ＝３２点についても、低演算量の逆変換の構成（シグナルフロー及び擬似コード）を得ることができる。また、Ｎ＝４の例で示したように、逆変換から順変換の構成を得ることができる。
　図１３Ｂは、順変換のフローチャートである。図１３Ｂに示すように、変換部２２０は、変換入力信号を並び替えたうえで分離することで、Ｎ／２点の第２信号列及びＮ／２点の第３信号列を生成する（Ｓ１２１）。
　次に、変換部２２０は、Ｎ／２点の第２信号列に符号の変更（Ｓ１２２）及びＮ／２点のタイプ４の離散コサイン変換（Ｓ１２３）を行うことで、Ｎ／２点の第４信号列を生成する。
　また、変換部２２０は、Ｎ／２の第３信号列に、Ｎ／２点の場合の第２種の変換を再帰的に行うことで、Ｎ／２点の第５信号列を生成する（Ｓ１２４）。
　最後に、変換部２２０は、Ｎ／２点の第４信号列及びＮ／２点の第５信号列を含むＮ点の第６信号列にバタフライ演算を行うことによりＮ点の変換出力信号（第７信号列）を生成する（Ｓ１２５）。
　なお、ステップＳ１２２とステップＳ１２３との順序は逆でもよいし並列動作も可能である。また、ステップＳ１２２及びＳ１２３と、ステップＳ１２４との順序は逆でも良いし並列動作も可能である。
　また、Ｎ＝１６点の場合の逆変換の概念図を図１４に示す。
　上記で説明したようにＤＣＴタイプ４に相当する部分の処理は典型的なＤＣＴの高速アルゴリズムと共用化可能である。図１５は処理の共用化を示す構成図である。本実施の形態の第２種の逆変換の構成は上記で説明したとおりであり、図中にＳ’ｉ，ｊで示している。一方、典型的なＤＣＴ（つまりＤＣＴタイプ３）は、図では右側からデータを入力する。符号の調整のためのΓに相当する処理は不要であり、ＤＣＴタイプ４の処理を逆順で行い、その結果を、バタフライ演算部の出力端の減算側へ入力する。もう一方のデータは、典型的なＤＣＴ自身の再帰的な構成を行う部分であり、その出力信号をバタフライ演算部の出力端の加算側へ入力する。バタフライ演算部は処理を逆順で行い、入力側へ結果を出力する。その出力結果が典型的なＤＣＴの出力に等しい。
　このように、本実施の形態の変換及び逆変換は典型的なＤＣＴと同程度まで演算量を軽減できる。
　以上、本発明の実施の形態に係る復号方法、符号化方法、復号装置及び符号化装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
　また、上記実施の形態に係る復号装置及び符号化装置に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。
　また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又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）、又は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。
　また、本発明の実施の形態に係る、復号装置及び符号化装置の機能の一部又は全てを、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。
　さらに、本発明は上記プログラムであってもよいし、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
　また、上記実施の形態１～３に係る、復号装置、符号化装置、及びそれら変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。
　また、上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
　また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
　また、上記符号化方法又は復号方法に含まれる、複数のステップが実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。
　更に、本発明の主旨を逸脱しない限り、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
　（実施の形態４）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または動画像復号化方法の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
　さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法や動画像復号化方法の応用例とそれを用いたシステムを説明する。
　図１６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１６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１７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１８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１９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２０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１８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２１Ａ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２１Ｂ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５）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
　ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。
　この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、ＭＰＥＧ－２トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。
　図２２は、多重化データの構成を示す図である。図２２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２３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２４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２４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２４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２５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２５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２６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２７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２７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２８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２９に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexＳ１０３において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。
　このように、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に新たな固有値を設定することにより、復号する際に、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法または装置で復号可能であるかを判断することができる。従って、異なる規格に準拠する多重化データが入力された場合であっても、適切な復号化方法または装置を選択することができるため、エラーを生じることなく復号することが可能となる。また、本実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、または、動画像復号方法または装置を、上述したいずれの機器・システムに用いることも可能である。
　（実施の形態６）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図３０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７）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
　この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図３１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３０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３０の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態５で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態５で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図３３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３２は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexＳ２０３において、駆動周波数を低く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。
　さらに、駆動周波数の切替えに連動して、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を変更することにより、省電力効果をより高めることが可能である。例えば、駆動周波数を低く設定する場合には、これに伴い、駆動周波数を高く設定している場合に比べ、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することが考えられる。
　また、駆動周波数の設定方法は、復号する際の処理量が大きい場合に、駆動周波数を高く設定し、復号する際の処理量が小さい場合に、駆動周波数を低く設定すればよく、上述した設定方法に限らない。例えば、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に準拠する映像データを復号する処理量の方が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置により生成された映像データを復号する処理量よりも大きい場合には、駆動周波数の設定を上述した場合の逆にすることが考えられる。
　さらに、駆動周波数の設定方法は、駆動周波数を低くする構成に限らない。例えば、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＣＰＵex５０２の駆動を停止させることなく、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。
　このように、映像データが準拠する規格に応じて、駆動周波数を切替えることにより、省電力化を図ることが可能になる。また、電池を用いてＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置を駆動している場合には、省電力化に伴い、電池の寿命を長くすることが可能である。
　（実施の形態８）
　テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
　この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図３４Ａ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、逆直交変換に特徴を有していることから、例えば、逆直交変換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３４Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。
　このように、本発明の動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。
　本発明に係る復号方法、符号化方法、復号装置及び符号化装置は、例えば、テレビジョン受像機、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、又は、デジタルビデオカメラ等に利用可能である。
　１００、５００　符号化装置
　１０１　入力信号
　１０２　変換信号
　１０３　量子化係数
　１０４　符号化信号
　１０５、１１５　予測モード
　１０６、１１６　変換制御情報
　１１１　復号信号
　１１２　復号変換信号
　１１３　量子化係数
　１２０、２２０　変換部
　１３０　量子化部
　１４０　逆量子化部
　１５０、２５０　逆変換部
　１９０　エントロピー符号化部
　２００、６００　復号装置
　２４０　エントロピー復号部
　３００、３１０　変換制御部

Claims (10)

  1. 　符号化信号に対してエントロピー復号を行うことで、量子化係数及び予測モードを生成するエントロピー復号ステップと、
    　前記量子化係数を逆量子化することで復号変換信号を生成する逆量子化ステップと、
    　前記予測モードに応じて、分離型の逆直交変換における水平逆変換及び垂直逆変換のそれぞれに対して、第１種の変換又は第２種の変換を指示する変換制御情報を生成する変換制御ステップと、
    　前記変換制御情報に応じて、前記復号変換信号に、前記分離型の逆直交変換を行うことで復号信号を生成する逆変換ステップとを含み、
    　前記逆変換ステップは、前記分離型の逆直交変換における水平逆変換及び垂直逆変換のそれぞれにおいて、
    　前記変換制御情報により前記第１種の変換が指示されている場合、Ｎ点の離散コサイン変換を行う第１種逆変換ステップと、
    　前記変換制御情報により前記第２種の変換が指示されている場合、２Ｎ点のタイプ２の離散サイン変換に基づくＮ点の変換である第２種の逆変換を行う第２種逆変換ステップとを含む
    　復号方法。
  2. 　前記第２種逆変換ステップでは、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
     　（ｉ＝０．．Ｎ－１、ｊ＝０．．Ｎ－１）
    　の変換行列で示される前記第２種の逆変換を行う
    　請求項１記載の復号方法
  3. 　前記第２種逆変換ステップは、
    　入力されたＮ点の一次元の第１信号列の後ろにＮ個のゼロ要素を付加することで２Ｎ点の第２信号列を生成するステップと、
    　前記２Ｎ点の第２信号列に、２Ｎ点のタイプ２の離散サイン変換を行うことで、２Ｎ点の第３信号列を生成するステップと、
    　前記２Ｎ点の第３信号列のうち、最初の要素を０個目とした場合の奇数個目の要素を取り出すことで、Ｎ点の第４信号列を生成するステップとを含む
    　請求項１又は２記載の復号方法。
  4. 　前記第２種逆変換ステップは、
    　入力されたＮ点の一次元の第１信号列に対してバタフライ演算を行うことで、当該バタフライ演算の加算結果であるＮ／２点の第２信号列と、当該バタフライ演算の減算結果であるＮ／２点の第３信号列とを生成するステップと、
    　前記Ｎ／２点の第３信号列に、Ｎ／２点のタイプ４の離散コサイン変換及び符号の変更を行うことで、Ｎ／２点の第４信号列を生成するステップと、
    　前記Ｎ／２の第３信号列に、前記第２種の逆変換をＮ／２点の場合に適用した演算を再帰的に行うことで、Ｎ／２点の第５信号列を生成するステップと、
    　前記Ｎ／２点の第４信号列と、前記Ｎ／２点の第５信号列とに、並び替えを行うことで、Ｎ点の第６信号列を生成するステップとを含む
    　請求項１又は２記載の復号方法。
  5. 　予測モードに応じて、分離型の直交変換における水平変換及び垂直変換のそれぞれに対して、第１種の変換又は第２種の変換を指示する変換制御情報を生成する変換制御ステップと、
    　前記変換制御情報に応じて、入力信号に前記分離型の直交変換を行うことで変換信号を生成する変換ステップと、
    　前記変換信号を量子化することで量子化係数を生成する量子化ステップと、
    　前記量子化係数に対してエントロピー符号化を行うことで、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み、
    　前記変換ステップは、前記分離型の直交変換における水平変換及び垂直変換のそれぞれにおいて、
    　前記変換制御情報により前記第１種の変換が指示されている場合、Ｎ点の離散コサイン変換を行う第１種変換ステップと、
    　前記変換制御情報により前記第２種の変換が指示されている場合、２Ｎ点のタイプ３の離散サイン変換に基づくＮ点の変換である第２種の変換を行う第２種変換ステップとを含む
    　符号化方法。
  6. 　前記第２種変換ステップでは、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
     　（ｉ＝０．．Ｎ－１、ｊ＝０．．Ｎ－１）
    　の変換行列で示される前記第２種の変換を行う
    　請求項５記載の符号化方法。
  7. 　前記第２種変換ステップは、
    　入力されたＮ点の一次元の第１信号列の各要素の前側にゼロ要素を追加することで２Ｎ点の第２信号列を生成するステップと、
    　前記２Ｎ点の第２信号列に、２Ｎ点のタイプ３の離散サイン変換を行うことで、２Ｎ点の第３信号列を生成するステップと、
    　前記２Ｎ点の第３信号列のうち、最初のＮ点の要素を、Ｎ点の第４信号列として取り出すステップとを含む
    　請求項５又は６記載の符号化方法。
  8. 　前記第２種変換ステップは、
    　入力されたＮ点の一次元の第１信号列を並び替えたうえで分離することで、Ｎ／２点の第２信号列及びＮ／２点の第３信号列を生成するステップと、
    　前記Ｎ／２点の第２信号列にＮ／２点のタイプ４の離散コサイン変換及び符号の変更を行うことで、Ｎ／２点の第４信号列を生成するステップと、
    　前記Ｎ／２の第３信号列に、Ｎ／２点の場合の前記第２種の変換を再帰的に行うことで、Ｎ／２点の第５信号列を生成するステップと、
    　前記Ｎ／２点の第４信号列及び前記Ｎ／２点の第５信号列を含むＮ点の第６信号列にバタフライ演算を行うことによりＮ点の第７信号列を生成するステップとを含む
    　請求項５又は６記載の符号化方法。
  9. 　符号化信号に対してエントロピー復号を行うことで、量子化係数及び予測モードを生成するエントロピー復号部と、
    　前記量子化係数を逆量子化することで復号変換信号を生成する逆量子化部と、
    　前記予測モードに応じて、分離型の逆直交変換における水平逆変換及び垂直逆変換のそれぞれに対して、第１種の変換又は第２種の変換を指示する変換制御情報を生成する変換制御部と、
    　前記変換制御情報に応じて、前記復号変換信号に、前記分離型の逆直交変換を行うことで復号信号を生成する逆変換部とを備え、
    　前記逆変換部は、前記分離型の逆直交変換における水平逆変換及び垂直逆変換のそれぞれにおいて、
    　前記変換制御情報により前記第１種の変換が指示されている場合、Ｎ点の離散コサイン変換を行い、
    　前記変換制御情報により前記第２種の変換が指示されている場合、２Ｎ点のタイプ２の離散サイン変換に基づくＮ点の変換である第２種の逆変換を行う
    　復号装置。
  10. 　予測モードに応じて、分離型の直交変換における水平変換及び垂直変換のそれぞれに対して、第１種の変換又は第２種の変換を指示する変換制御情報を生成する変換制御部と、
    　前記変換制御情報に応じて、入力信号に前記分離型の直交変換を行うことで変換信号を生成する変換部と、
    　前記変換信号を量子化することで量子化係数を生成する量子化部と、
    　前記量子化係数に対してエントロピー符号化を行うことで、符号化信号を生成するエントロピー符号化部とを備え、
    　前記変換部は、前記分離型の直交変換における水平変換及び垂直変換のそれぞれにおいて、
    　前記変換制御情報により前記第１種の変換が指示されている場合、Ｎ点の離散コサイン変換を行い、
    　前記変換制御情報により前記第２種の変換が指示されている場合、２Ｎ点のタイプ３の離散サイン変換に基づくＮ点の変換である第２種の変換を行う
    　符号化装置。
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