WO2012086166A1 - 画像符号化方法及び画像復号化方法 - Google Patents

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WO2012086166A1
WO2012086166A1 PCT/JP2011/007045 JP2011007045W WO2012086166A1 WO 2012086166 A1 WO2012086166 A1 WO 2012086166A1 JP 2011007045 W JP2011007045 W JP 2011007045W WO 2012086166 A1 WO2012086166 A1 WO 2012086166A1
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encoding
predictor
unit
screen
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PCT/JP2011/007045
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寿郎 笹井
西　孝啓
陽司 柴原
敏康 杉尾
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パナソニック株式会社
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    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques

Definitions

  • the present invention relates to an image encoding method and an image decoding method.
  • the present invention relates to an image encoding method and an image decoding method for encoding and decoding an image signal constituting a moving image in units of blocks.
  • spatial information in the picture is used to reduce the spatial redundancy of the code.
  • a difference between an image signal of a block to be encoded and a predicted image derived from surrounding blocks is derived, and a difference value (residual value) is converted and quantized to be encoded Turn into.
  • FIG. 11 shows conventional H.264. It is a figure explaining the encoding in a screen by a H.264 / MPEG4 AVC system.
  • FIG. 11 is a figure which shows the positional relationship of the encoding object block in the intra-screen encoding, and the intra-screen predictor mentioned later.
  • a block 1103 is a block to be encoded by the encoding device at the present time.
  • the encoding or decoding order is performed from the upper left to the lower right in block order. Therefore, when the block 1103 is encoded, the four blocks, upper left B0, upper B1, upper right B2, and left B3, which are surrounding blocks, have already been encoded or decoded.
  • the predicted image P is derived from a predictor called an intra-screen predictor 1102 that is derived from pixel values of pixels included in all or a part of these decoded blocks B0, B1, B2, and B3. .
  • the predictor candidates used are shown as hatched pixels in FIG.
  • FIG. 11 is a figure which shows the azimuth
  • FIG. The direction of the arrow shown in (b) of FIG. 11 indicates that the in-plane predictor exists based on the arrow when the encoding target block 1103 exists in the direction of the arrow. For example, in the case of 0, the encoding target block 1103 exists at the end of the arrow 0.
  • the predictor at the base of the arrow of 0 is the position of the in-plane predictor used by the encoding target block 1103.
  • DC prediction mode a mode called DC mode prediction
  • the encoding apparatus determines a predictor to be actually used based on the prediction accuracy of the predicted image derived from the predictors included in the blocks B0, B1, B2, and B3, and sets the predictor to be a block to be encoded. Encode the applied mode and output it.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining in more detail the position of the predictor used in the modes corresponding to the seven directions. Similar to FIG. 11, the block 1103 is a block to be currently encoded. For example, when the predictors used are four hatched pixels included in the block B1, the predicted image P is generated using the values of the four pixels in the direction of the direction 1201 (Direction [0]). To do.
  • Arrow 1202 indicates the direction when mode 8 is used.
  • the value of the predictor 1205 included in the block B3 that has already been decoded is copied to set the predictor 1205b.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the in-plane predictor in the DC mode (mode 2).
  • mode 2 the average value of the pixel values of all the pixels corresponding to the hatched pixels in the drawing around the encoding target block is used as a predictor of the encoding target block 1103.
  • This average value which is one predictor is uniformly applied to all the pixels constituting the prediction image of the encoding target block 1103.
  • the inventors of the present invention have focused on in-plane predictive coding under special conditions in order to further improve coding efficiency.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating this special condition.
  • FIG. 14 is a diagram showing a representative example of a block “not referencing at least one in-plane predictor” corresponding to a special condition.
  • the encoding target block 1103 is in contact with a picture boundary or a slice boundary indicated by 1100.
  • the blocks at the positions B0, B1, B2, and B3 are not decoded, and the encoding target block does not refer to (use or use) all predictors. Including the state where is prohibited.
  • FIG. 14B shows a pixel of the block 1101 to be coded by the conventional coding method for such a block that does not refer to a predictor (all in-plane predictors do not exist or are not used at all). It is a figure explaining the derivation method of the residual value R of a value.
  • the size of the encoding target block shown in (b) of FIG. 14 is 4 ⁇ 4, and O00 to O33 indicate pixel values of pixels included in the encoding target block.
  • the encoding apparatus obtains pixel values (1104) of O00 to O33 that are 16 pixels included in the block 1103 to be encoded.
  • an image signal fixedly determined that the pixel values of all the pixels are 128 is generated (1105).
  • the orthogonal value transformation and quantization are performed on the residual value R to generate a code string.
  • 14C is a diagram for explaining the relationship between the prediction image in which the value 128 is applied to the pixel values of all the pixels and the DC mode prediction (mode 2) in FIG.
  • the pixel values of the hatched pixels shown in FIG. 13 are “averaged”, and this value is used as the in-plane predictor.
  • One derived average value is uniformly applied to all pixels as a pixel value of a predicted image corresponding to all pixels.
  • applying the value 128 described in FIG. 14B to the pixel value of the predicted image signal is equivalent to fixing all the pixel values of the hatched pixels in FIG.
  • the prediction of the pixel value of each pixel is performed using a pixel value 128 having a low prediction accuracy for each pixel value for a block in which all the predictors do not exist or are not used. Use as a child.
  • the residual values R00 to R33 of each pixel of this block largely fluctuate.
  • the probability that the orthogonal transform value of the residual value will generate a coefficient value up to a high frequency is increased, and the frequency coefficient value is quantized
  • the conversion value also increases.
  • a code string having a shorter code length is generally assigned as the probability of occurrence increases.
  • the quantized transform coefficient values vary, a short code string cannot be generated.
  • the aforementioned value “128” is implicitly used as a rule fixed between the encoding device and the decoding device. That is, this value 128 is used for encoding and decoding of the encoding target block 1103 without designation by a code string.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and suppresses the occurrence of variation in frequency coefficient values even when a part of the predictors of the encoding target block does not exist.
  • An object of the present invention is to provide an image encoding method or the like that can generate a sequence.
  • an image encoding method is an image encoding method for encoding an image signal constituting a moving image in units of blocks, and the block to be encoded is within the screen.
  • a first determination step for determining whether or not the current block is an encoding target block, and when the result of the first determination is true, the encoding target block refers to at least a part of the intra-screen predictors.
  • a second determination step for determining whether or not the block is not to be processed, and when the determination result of the second determination step is true, an in-screen predictor is determined from the image information about the encoding target block. And deriving a predicted image signal for the coding target block using the intra-screen predictor.
  • the method is an image encoding method for encoding an image signal constituting a moving image on a block-by-block basis, and a first determination step for determining whether or not an encoding target block is an intra-frame encoded block;
  • a second determination step for determining whether or not the coding target block is a block that does not refer to at least some of the intra-screen predictors when the result of the first determination is true;
  • an intra-screen predictor is determined from the image information about the encoding target block, and the intra-screen predictor corresponds to the intra-screen predictor for the encoding target block. And encoding the block to be encoded.
  • it is an image decoding method for restoring a moving image by decoding an encoded sequence obtained by encoding an image signal constituting a moving image in units of blocks, and a value of a pixel of a predetermined block from the code sequence Extracting information on the intra-screen predictor generated from the step, determining the intra-screen predictor of the predetermined block based on the information on the intra-screen predictor, and the determined intra-screen predictor Generating a predicted image signal of the same block as the predetermined block.
  • an image encoding method and the like that can suppress occurrence of variation in frequency coefficient values and generate a short code string even when a part of predictors of an encoding target block does not exist. can do.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image coding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the image coding apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the encoding target block and the in-screen predictor.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of a method for encoding information related to intra prediction.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method for determining an in-screen predictor according to the first example.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method for determining an in-screen predictor according to the second example.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an in-screen predictor determination method according to the third example.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image coding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the image coding apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the
  • FIG. 8 is a flowchart showing a first modification of the method for encoding information related to the in-screen predictor.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a second modification of the method for encoding information related to the intra-screen predictor.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the image decoding apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an intra-screen predictive encoding method according to the prior art.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an intra-screen predictor and a prediction mode according to the prior art.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining DC mode prediction according to the prior art.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the focus of the invention in intra prediction encoding.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the focus of the invention in intra prediction encoding.
  • FIG. 15 is an overall configuration diagram of a content supply system that realizes a content distribution service.
  • FIG. 16 is an overall configuration diagram of a digital broadcasting system.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of a television.
  • FIG. 18 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. 19 is a diagram illustrating a structure example of a recording medium that is an optical disk.
  • 20A is a diagram illustrating an example of a mobile phone
  • FIG. 20B is a block diagram illustrating a configuration example of the mobile phone.
  • FIG. 21 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • FIG. 21 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • FIG. 22 is a diagram schematically showing how each stream is multiplexed in the multiplexed data.
  • FIG. 23 is a diagram showing in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • FIG. 24 is a diagram showing the structure of TS packets and source packets in multiplexed data.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a data structure of the PMT.
  • FIG. 26 is a diagram showing an internal configuration of multiplexed data information.
  • FIG. 27 shows the internal structure of the stream attribute information.
  • FIG. 28 is a diagram showing steps for identifying video data.
  • FIG. 29 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. 29 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. 30 is a diagram illustrating a configuration for switching the driving frequency.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating steps for identifying video data and switching between driving frequencies.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating an example of a lookup table in which video data standards are associated with drive frequencies.
  • 33A is a diagram illustrating an example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit
  • FIG. 33B is a diagram illustrating another example of a configuration of sharing a module of a signal processing unit.
  • FIG. 1 is a functional block diagram of an image encoding device 1 according to the present embodiment.
  • the image encoding apparatus includes an encoding control unit 101, a switch 102, an intra-screen prediction unit 103, a difference unit 104, a transform / quantization unit, an inverse quantization / inverse transform unit, an addition unit, a switch 105, and an inter-screen prediction unit. Including.
  • the encoding control unit 101 extracts a control signal corresponding to the encoding target image signal S1 from the input image signal, and switches at least one of the switch 102 and the switch 103 according to the determination result.
  • the encoding control unit 101 performs a predetermined process on the encoding target image signal S1 and outputs another encoding information S2.
  • the switch 102 switches whether to output the encoding target image signal S1 to the difference unit 104 or to the in-screen encoding unit in accordance with a signal from the encoding control unit 103.
  • the difference unit 104 derives a difference value (residual value) between the encoding target image signal S1 and the predicted image signal P of a predetermined block and outputs a residual signal R.
  • the transform / quantization unit quantizes the residual signal after converting it into a frequency coefficient value, and outputs a quantized transform coefficient.
  • the inverse transform / inverse quantization unit inversely transforms the quantized transform coefficient, inversely transforms the frequency coefficient value, and outputs a restored residual signal R ′.
  • the addition unit adds the restored residual signal R ′ and the predicted image signal P, and outputs a decoded image signal obtained by decoding the encoding target image signal.
  • the in-screen prediction unit 103 receives the restored image signal or another encoded signal S1 and outputs the predicted image signal P.
  • the inter-screen prediction unit inputs the restored image signal and outputs the predicted image signal P.
  • the switch 105 switches the input between the output from the intra-screen prediction unit 103 and the output from the inter-screen prediction unit according to a control signal from the encoding control unit.
  • variable-length encoding unit generates a code string by variable-length encoding the input quantization transform coefficient for each block or various control signals.
  • FIG. 2 is a process flow diagram of the image encoding device 1.
  • the main steps are denoted by reference numerals.
  • the image encoding device inputs the first encoding target block of an image or a slice (S200).
  • the first block number i is set to 0 (S200).
  • the encoding control unit 101 acquires a control signal corresponding to the block i (S201).
  • the control signal of block i can be acquired from control signals set in various units such as a slice unit, a picture unit, or a sequence unit.
  • the encoding control unit 101 determines whether or not the control signal is an intra-frame encoding target block (S202).
  • the encoding control unit 101 determines whether or not the control signal is a block “refers to an in-screen predictor” (S203).
  • the encoding control unit 101 acquires the encoding target signal S1 (pixel) included in the block i (S204).
  • the block size is 4 ⁇ 4
  • data corresponding to the pixel value of 16 pixels at the upper left corner is acquired.
  • the encoding control unit 101 determines an in-screen predictor from the pixels included in the block i (S205).
  • the determination method in S205 is one of the main parts of the present invention and will be described in detail later.
  • information about the determined intra-screen predictor is output as a second code string to the variable length coding unit (S207).
  • the information on the in-screen predictor may include a mode number that is the application direction of the predictor.
  • step S202 It is determined whether or not the content of the control signal is an intra-frame encoding target block (repost S202).
  • the determination result is the intra-frame encoding target block, the process proceeds to step S203.
  • the above is a description of the main operations in the intra-frame coding method of the image coding apparatus according to the first embodiment.
  • the transform / quantization unit transforms and quantizes the residual value R and outputs it as a first code string to the variable length coding unit.
  • the addition unit generates a restored image signal for the block i from the residual value R and the predicted image signal P, and the in-screen prediction unit holds this result.
  • the image encoding apparatus 1 executes this encoding while incrementing i until the block i reaches the end (P2).
  • the above is the operation flow of the image encoding device 1 of the present embodiment.
  • inter-screen prediction and intra-screen prediction are alternatively executed according to the determination result of S202, prediction image generation (S209) in the intra-screen prediction unit and inter-screen prediction unit
  • the prediction image generation may be executed in parallel, and the prediction image signal having the better prediction accuracy may be determined as the prediction image signal.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the determination of “whether the block is a block that does not refer to at least some of the intra-screen predictors” in the S203 determination step of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the positional relationship between an encoding target block and an in-plane predictor, which is an example of a case where this determination is true (that is, a block that is not referred to).
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a case where encoding is performed from the upper left block to the lower right block of one screen (or one slice). The same reference numerals are used for lines and / or blocks having the same meaning as in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a positional relationship between a current encoding target block and a predictor at a normal time (when a block having a predictor is encoded).
  • Reference numeral 305 denotes a current block to be encoded.
  • 301 to 304 are blocks that have been encoded when the current encoding target block (n) is encoded.
  • Reference numeral 306 denotes a pixel (or pixel value, hereinafter the same) in-plane predictor referred to by the encoding target block.
  • the block 305 to be encoded at present is the pixel value (or frequency coefficient value, hereinafter the same) of the pixels included in the upper left, upper, upper right, and left blocks of the encoded block as a predictor. ) Can be used as predictors.
  • the encoding control unit determines that the determination whether “the encoding target block is a block that does not refer to at least some of the intra-screen predictors” is false (S203).
  • FIG. 3B is a diagram showing the position in one screen (or one slice, the same applies hereinafter) of the encoding target block at the time of abnormality (when a block having no predictor is encoded). .
  • the encoding control unit determines true (TRUE, is a block that is not referred to) as to whether or not the encoding target block is a block that does not refer to at least some of the intra-screen predictors. .
  • FIG. 3 is a diagram showing a position in one screen (or one slice, the same applies hereinafter) of a block to be encoded at the time of abnormality (when a block in which a predictor cannot be obtained completely is encoded). is there.
  • the positional relationship when the block to be encoded is the encoding target block 305b is the same as (b) in FIG.
  • the block that can be referred to is the left Only the block 305b is obtained and cannot be obtained for the upper left, upper and upper right blocks.
  • the reference target block is obtained for the upper and upper right blocks, but the left and upper left Cannot get a predictor.
  • the encoding target block is a block that does not refer to at least some of the intra-screen predictors
  • not only the position of the encoding target block but also “reference to surrounding blocks” is encoded. Including cases prohibited by For example, when a part or all of the surrounding blocks are “interframe-encoded” blocks, “whether the encoding target block is a block that does not refer to at least some intra-screen predictors”. Can be determined to be true (TRUE (a block that is not referred to)).
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation example of the encoding device 1 in the case of “determining an intra-screen predictor from pixels included in block i” in step S205.
  • the intra-screen prediction unit 110 acquires pixel values of pixels (O00 to O33, etc.) included in a screen end block that is a block to be encoded at present (step S204 in FIG. 2).
  • this predictor may be subjected to frequency coefficient conversion, quantization, encoding, and the like to output a code string (S403a, S404a).
  • FIG. 5 is a diagram for explaining in detail the case where the average value derivation in FIG. 4 is used in determining the in-screen predictor in step S205 in FIG.
  • (B) of FIG. 5 is a figure explaining the predictor of the determination example 1 of a variable value, and the predicted value obtained from a predictor.
  • the encoding control unit statistically processes the input pixel value of its own block, derives one value (for example, an average value), and uses this average as a block predictor. decide.
  • a in FIG. 5B indicates an average value of pixel values from O00 to O33 (or an average value converted to a predetermined accuracy, the same applies hereinafter).
  • the in-screen encoding unit generates a predicted image P from this predictor. Further, the difference unit applies the value (A) obtained from one predictor obtained by this statistical processing to all the pixels (pixels O00 to O33) (502 in FIG. 5B) residual value. Is derived. Reference numeral 5106 denotes the derived residual values (R) of the pixels O00 to O33.
  • the encoding control unit of the present invention determines predictors for all the pixels from O00 to O33 from the predictor taking one variable value.
  • an appropriate value is used according to the pixel value of its own block (502 in FIG. 5).
  • the value 128 is derived from the pixel value of the current block such as an average value by meaningful pixels derived from the own block as an in-screen predictor.
  • a prediction image is derived using “variable values”. Since this value is used for subtraction in the difference section, the residual value (5106) is smaller than in the conventional case.
  • the fluctuation of the residual values R00 to R33 is smaller than that of the prior art, so that the probability that the frequency conversion value of the residual value becomes small is improved, and the quantization conversion value of the frequency coefficient value can be made small.
  • the intra prediction unit of Example 1 encodes and outputs information related to the in-plane predictor as a second code string (S207 in FIG. 2).
  • this encoded separate encoded information variable length encoding unit for example, it is included in a slice header, a picture parameter set, etc., and is output as a code string. Since the value 128 is not used as an implicit rule, the encoding device / decoding device can explicitly share what value should be used as the in-plane predictor.
  • Example 1 an example in which an average value is derived as a predictor value applied to all pixels has been shown as an example of statistical processing. However, this may be a value obtained by other statistical processing.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a second determination example in this determination in the screen prediction in step S205 of FIG.
  • the encoding control unit has four pixels (601) of O00, O10, O20, and O30. Is determined as a predictor related to the pixel value of the current block.
  • the encoding control unit has four pixels of O00, O01, O02, and O03. Is determined as a predictor for a variable value related to the pixel value of the current block.
  • (B) of FIG. 6 is a figure explaining the determination method of the variable value from four predictors in Case1.
  • variable values derived from the predictors for each of the four pixels O00, C01, C02, and O03 are determined as O00. .
  • variable values of the predictors for the four pixels of O10, O11, O12, and O13 are each determined as O10.
  • variable value of the predictor for the four pixels O30, O31, O32, and O33 is determined as O30 for each pixel.
  • the difference unit subtracts the predicted image signal (603) derived from the predictor determined from the pixel value (1104) of the pixel included in its own encoding target block, and obtains a residual error (6106) for each pixel. ) Is derived.
  • the residual values for four of O00, O01, O02, and O03 are 0, R01, R02, and R03, respectively.
  • the residual values of the pixel values of the four pixels O30, O31, O32, and O33 are 0, R31, R32, and R33.
  • a “variable value related to the pixel value of the current block” is used as a predictor.
  • the residual value (6106) is smaller than the conventional value. Further, since the fluctuation of the residual values R00 to R33 is smaller than that of the conventional one, therefore, the probability that the frequency conversion value of the residual value becomes small is improved, and the quantization conversion value of the frequency coefficient value can be made small. .
  • the encoding control unit of Example 2 outputs the values of the four pixels as “information about the predictor in the screen” of this block (step S207 in FIG. 2).
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a third determination example of the in-screen predictor in step S205 of FIG.
  • FIG. 7A shows a predictor (701) determined by the third example.
  • the encoding control unit determines, as predictors, some of the pixels in one column of O00 to Oi0 for a plurality of encoding target blocks included in this slice. In this case, it is assumed that block data for one column is input in advance to the encoding control unit (S204 in FIG. 2).
  • the encoding control unit determines O00, O10, O20, and O30 as predictors as predictors.
  • O40, O50, O60, and O70 are determined as predictors.
  • the predictors are determined in the same manner as in FIG. 6 for the blocks from which the left predictor is obtained for the upper row of blocks.
  • FIG. 7B illustrates a predicted image signal (702) and a residual value (7106) derived from predictors (O00, O10, O20, and O30) for the encoding target block (B1) (305b). It is a figure to do.
  • variable value derived from the value of the predictor (O40, O50, O60, and O70) is used to calculate the pixel of the block. Deriving the residual value.
  • Predictive coding can be made possible by having predictors in both directions.
  • FIG. 8 is a flowchart showing another modification of the encoding process of information related to the in-screen predictor described in FIG. In FIG. 8, the same steps as those in FIG. 4 are given the same reference numerals.
  • a one-dimensional sequence is generated for the determined in-plane predictor, a difference value between adjacent predictor values is acquired (S402b), and the obtained difference value sequence is quantized (S403b).
  • FIG. 9 is a flowchart showing a second modification of the information encoding process related to the intra-screen predictor described in FIG. In FIG. 9, the same steps as those in FIG. 4 are given the same reference numerals.
  • a frequency transformation value is derived (S402c), and a value obtained by quantizing the orthogonal transformation value is output (S403c). Note that this orthogonal transform and quantization processing may be executed by the transform unit and the quantization unit instead of the intra-screen prediction unit.
  • Case 3 (R1 content) In the determination in S205, it is a case where it is determined that the block is a block that does not refer to only a part of the in-screen predictors, and (R2 determination) the in-screen predictor is determined When there is one line as in Example 3, (S output) “Information about predictor in screen” includes a prediction mode for identifying which pixel is used.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a decoding apparatus that decodes a code string encoded by the encoding apparatus of the present invention.
  • the image decoding apparatus 100 includes a variable length decoding unit, an inverse quantization unit, an inverse transformation unit, an addition unit, an intra-screen prediction unit 1101, and a decoding control unit.
  • the image decoding apparatus 100 inputs a code string (i-th block) for a predetermined block (i) to be decoded.
  • the variable length decoding unit performs variable length decoding on the code string and outputs quantized transform coefficients.
  • the dequantization unit dequantizes the quantized transform coefficient and outputs an orthogonal transform coefficient.
  • the inverse transform unit inputs the orthogonal transform coefficient and restores the residual value for the block (i).
  • the adder adds the residual value, the predicted image signal for the block (i) from the intra prediction unit, and the residual value of the block (i), and outputs a decoded image signal for the first block.
  • the image decoding apparatus 100 repeats the above process every time the input block is updated.
  • the decoding control unit uses the information extracted from the code string to extract “information about the in-plane predictor” for the block (i) that is currently the decoding target. Based on this information, the block determines whether or not it is a block that does not refer to at least some of the intra-screen predictors. If the result of the determination is true, the predictor described with reference to FIGS. 5 to 7 is determined from the information related to the in-plane predictor for block (i). Also, the encoding mode is extracted depending on the case.
  • the in-screen prediction unit generates a prediction image from the extracted in-plane predictor.
  • the addition unit adds the variable value and the frequency coefficient value output from the inverse transformation unit, and generates a restored image signal for the “block having no predictor”.
  • the image decoding process using the predictor is performed even when the block that originally did not have the in-plane predictor is decoded. be able to.
  • an appropriate prediction image signal can be obtained even at the time of encoding and decoding a block that should not use an intra-screen predictor in intra-screen prediction. Can be generated.
  • information about the in-screen predictor is output as a second code string in addition to the code string.
  • the value 128 is not used as an implied rule, what value should be used as the in-plane predictor can be explicitly shared between the encoding device and the decoding device.
  • the decoding apparatus and method according to the second embodiment it is possible to restore the predicted image for the same block as the predetermined block using the intra-screen predictor derived from the pixels of the predetermined block.
  • 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. 15 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 (registered trademark) (Global System for Mobile Communications) system, a CDMA (Code Division Multiple Access) system, a W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) system, or an LTE (Long Term Evolution). It is possible to use any of the above-mentioned systems, HSPA (High Speed Packet Access) mobile phone, PHS (Personal Handyphone System), or the like.
  • the camera ex113 and the like are connected to the streaming server ex103 through the base station ex109 and the telephone network ex104, thereby enabling live distribution and the like.
  • live distribution the content (for example, music live video) captured by the user using the camera ex113 is encoded as described in the above embodiments, and transmitted to the streaming server ex103.
  • the streaming server ex103 stream-distributes the content data transmitted to the requested client. Examples of the client include a computer ex111, a PDA ex112, a camera ex113, a mobile phone ex114, and a game machine ex115 that can decode the encoded data. Each device that receives the distributed data decodes the received data and reproduces it.
  • the captured data may be encoded by the camera ex113, the streaming server ex103 that performs data transmission processing, or may be shared with each other.
  • the decryption processing of the distributed data may be performed by the client, the streaming server ex103, or may be performed in common with each other.
  • still images and / or moving image data captured by the camera ex116 may be transmitted to the streaming server ex103 via the computer ex111.
  • the encoding process in this case may be performed by any of the camera ex116, the computer ex111, and the streaming server ex103, or may be performed in a shared manner.
  • these encoding / decoding processes are generally performed in the computer ex111 and the LSI ex500 included in each device.
  • the LSI ex500 may be configured as a single chip or a plurality of chips.
  • moving image encoding / decoding software is incorporated into some recording medium (CD-ROM, flexible disk, hard disk, etc.) that can be read by the computer ex111, etc., and encoding / decoding processing is performed using the software. May be.
  • moving image data acquired by the camera may be transmitted.
  • the moving image data at this time is data encoded by the LSI ex500 included in the mobile phone ex114.
  • the streaming server ex103 may be a plurality of servers or a plurality of computers, and may process, record, and distribute data in a distributed manner.
  • the encoded data can be received and reproduced by the client.
  • the information transmitted by the user can be received, decrypted and reproduced by the client in real time, and personal broadcasting can be realized even for a user who does not have special rights or facilities.
  • At least one of the video encoding device and the video decoding device of each of the above embodiments is incorporated in the digital broadcasting system ex200. be able to.
  • the broadcast station ex201 multiplexed data obtained by multiplexing music data and the like on video data is transmitted to a communication or satellite ex202 via radio waves.
  • This video data is data encoded by the moving image encoding method described in the above embodiments.
  • the broadcasting satellite ex202 transmits a radio wave for broadcasting, and this radio wave is received by a home antenna ex204 capable of receiving satellite broadcasting.
  • the received multiplexed data is decoded and reproduced by a device such as the television (receiver) ex300 or the set top box (STB) ex217.
  • a reader / recorder ex218 that reads and decodes multiplexed data recorded on a recording medium ex215 such as a DVD or a BD, or encodes a video signal on the recording medium ex215 and, in some cases, multiplexes and writes it with a music signal. It is possible to mount the moving picture decoding apparatus or moving picture encoding apparatus described in the above embodiments. In this case, the reproduced video signal is displayed on the monitor ex219, and the video signal can be reproduced in another device or system using the recording medium ex215 on which the multiplexed data is recorded.
  • a moving picture decoding apparatus may be mounted in a set-top box ex217 connected to a cable ex203 for cable television or an antenna ex204 for satellite / terrestrial broadcasting and displayed on the monitor ex219 of the television.
  • the moving picture decoding apparatus may be incorporated in the television instead of the set top box.
  • FIG. 17 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. 18 shows a configuration of the information reproducing / recording unit ex400 when data is read from or written to an optical disk.
  • the information reproducing / recording unit ex400 includes elements ex401, ex402, ex403, ex404, ex405, ex406, and ex407 described below.
  • the optical head ex401 irradiates a laser spot on the recording surface of the recording medium ex215 that is an optical disk to write information, and detects 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. 19 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. 17, and the same may be considered for the computer ex111, the mobile phone ex114, and the like.
  • FIG. 20 (a) is a diagram showing a mobile phone ex114 using the moving picture decoding method and the moving picture encoding method described in the above embodiment.
  • the mobile phone ex114 includes an antenna ex350 for transmitting and receiving radio waves to and from the base station ex110, a camera unit ex365 capable of capturing video and still images, a video captured by the camera unit ex365, a video received by the antenna ex350, and the like Is provided with a display unit ex358 such as a liquid crystal display for displaying the decrypted data.
  • the mobile phone ex114 further includes a main body unit having an operation key unit ex366, an audio output unit ex357 such as a speaker for outputting audio, an audio input unit ex356 such as a microphone for inputting audio, a captured video,
  • an audio input unit ex356 such as a microphone for inputting audio
  • a captured video In the memory unit ex367 for storing encoded data or decoded data such as still images, recorded audio, received video, still images, mails, or the like, or an interface unit with a recording medium for storing data
  • a slot ex364 is provided.
  • the mobile phone ex114 has a power supply circuit part ex361, an operation input control part ex362, and a video signal processing part ex355 with respect to a main control part ex360 that comprehensively controls each part of the main body including the display part ex358 and the operation key part ex366.
  • a camera interface unit ex363, an LCD (Liquid Crystal Display) control unit ex359, a modulation / demodulation unit ex352, a multiplexing / demultiplexing unit ex353, an audio signal processing unit ex354, a slot unit ex364, and a memory unit ex367 are connected to each other via a bus ex370. ing.
  • the power supply circuit unit ex361 starts up the mobile phone ex114 in an operable state by supplying power from the battery pack to each unit.
  • the cellular phone ex114 converts the audio signal collected by the audio input unit ex356 in the voice call mode into a digital audio signal by the audio signal processing unit ex354 based on the control of the main control unit ex360 having a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Then, this is subjected to spectrum spread processing by the modulation / demodulation unit ex352, digital-analog conversion processing and frequency conversion processing are performed by the transmission / reception unit ex351, and then transmitted via the antenna ex350.
  • the mobile phone ex114 also amplifies the received data received via the antenna ex350 in the voice call mode, performs frequency conversion processing and analog-digital conversion processing, performs spectrum despreading processing by the modulation / demodulation unit ex352, and performs voice signal processing unit After being converted into an analog audio signal by ex354, this is output from the audio output unit ex356.
  • the text data of the e-mail input by operating the operation key unit ex366 of the main unit is sent to the main control unit ex360 via the operation input control unit ex362.
  • the main control unit ex360 performs spread spectrum processing on the text data in the modulation / demodulation unit ex352, performs digital analog conversion processing and frequency conversion processing in the transmission / reception unit ex351, and then transmits the text data to the base station ex110 via the antenna ex350.
  • almost the reverse process is performed on the received data and output to the display unit ex358.
  • the video signal processing unit ex355 compresses the video signal supplied from the camera unit ex365 by the moving image encoding method described in the above embodiments.
  • the encoded video data is sent to the multiplexing / separating unit ex353.
  • the audio signal processing unit ex354 encodes the audio signal picked up by the audio signal input unit ex356 while the camera unit ex365 images a video, a still image, and the like, and the encoded audio data is sent to the multiplexing / separating unit ex353. Send it out.
  • the multiplexing / demultiplexing unit ex353 multiplexes the encoded video data supplied from the video signal processing unit ex355 and the encoded audio data supplied from the audio signal processing unit ex354 by a predetermined method, and is obtained as a result.
  • the multiplexed data is subjected to spread spectrum processing by the modulation / demodulation circuit unit ex352, subjected to digital analog conversion processing and frequency conversion processing by the transmission / reception unit ex351, and then transmitted via the antenna ex350.
  • the multiplexing / separating unit ex353 separates the multiplexed data into a video data bit stream and an audio data bit stream, and performs video signal processing on the video data encoded via the synchronization bus ex370.
  • the encoded audio data is supplied to the audio signal processing unit ex354 while being supplied to the unit ex355.
  • the video signal processing unit ex355 decodes the video signal by decoding using the video decoding method corresponding to the video encoding method described in each of the above embodiments, and the display unit ex358 via the LCD control unit ex359. From, for example, video and still images included in a moving image file linked to a home page are displayed.
  • the audio signal processing unit ex354 decodes the audio signal, and the audio is output from the audio output unit ex357.
  • the terminal such as the mobile phone ex114 is referred to as a transmission terminal having only an encoder and a receiving terminal having only a decoder.
  • a transmission terminal having only an encoder
  • a receiving terminal having only a decoder.
  • multiplexed data in which music data is multiplexed with video data is received and transmitted.
  • character data related to video is multiplexed. It may be converted data, or may be video data itself instead of multiplexed data.
  • the moving picture encoding method or the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments can be used in any of the above-described devices / systems. The described effect can be obtained.
  • Embodiment 4 The moving picture coding method or apparatus shown in the above embodiments and the moving picture coding method or apparatus compliant with different standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, and VC-1 are appropriately switched as necessary. Thus, it is also possible to generate video data.
  • 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. 21 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. 22 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. 23 shows in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • the first row in FIG. 23 shows a video frame sequence of the video stream.
  • the second level shows a PES packet sequence.
  • a plurality of Video Presentation Units in the video stream are divided into pictures, B pictures, and P pictures, and 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. 24 shows the format of TS packets that are finally written in the multiplexed data.
  • the TS packet is a 188-byte fixed-length packet composed of a 4-byte TS header having information such as a PID for identifying a stream and a 184-byte TS payload for storing data.
  • the PES packet is divided and stored in the TS payload.
  • a 4-byte TP_Extra_Header is added to a TS packet, forms a 192-byte source packet, and is written in multiplexed data.
  • TP_Extra_Header information such as ATS (Arrival_Time_Stamp) is described.
  • ATS indicates the transfer start time of the TS packet to the PID filter of the decoder.
  • Source packets are arranged in the multiplexed data as shown in the lower part of FIG. 24, 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. 25 is a diagram for explaining the data structure of the PMT in detail.
  • a PMT header describing the length of data included in the PMT is arranged at the head of the PMT.
  • a plurality of descriptors related to multiplexed data are arranged.
  • the copy control information and the like are described as descriptors.
  • a plurality of pieces of stream information regarding each stream included in the multiplexed data are arranged.
  • the stream information includes a stream descriptor in which a stream type, a stream PID, and stream attribute information (frame rate, aspect ratio, etc.) are described to identify a compression codec of the stream.
  • the multiplexed data is recorded together with the multiplexed data information file.
  • the multiplexed data information file is management information of multiplexed data, has a one-to-one correspondence with the multiplexed data, and includes multiplexed data information, stream attribute information, and an entry map.
  • the multiplexed data information includes a system rate, a reproduction start time, and a reproduction end time as shown in FIG.
  • the system rate indicates a maximum transfer rate of multiplexed data to a PID filter of a system target decoder described later.
  • the ATS interval included in the multiplexed data is set to be equal to or less than the system rate.
  • the playback start time is the PTS of the first video frame of the multiplexed data
  • the playback end time is set by adding the playback interval for one frame to the PTS of the video frame at the end of the multiplexed data.
  • 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.
  • FIG. 28 shows the steps of the moving picture decoding method according to the present embodiment.
  • step exS100 the stream type included in the PMT or the video stream attribute information included in the multiplexed data information is acquired from the multiplexed data.
  • step exS101 it is determined whether or not the stream type or the video stream attribute information indicates multiplexed data generated by the moving picture encoding method or apparatus described in the above embodiments. To do.
  • step exS102 the above embodiments are performed. Decoding is performed by the moving picture decoding method shown in the form.
  • the conventional information Decoding is performed by a moving image decoding method compliant with the standard.
  • FIG. 29 shows a configuration of an LSI ex500 that is made into one chip.
  • the LSI ex500 includes elements ex501, ex502, ex503, ex504, ex505, ex506, ex507, ex508, and ex509 described below, and each element is connected via a bus ex510.
  • the power supply circuit unit ex505 is activated to an operable state by supplying power to each unit when the power supply is on.
  • the LSI ex500 when performing the encoding process, performs the microphone ex117 and the camera ex113 by the AV I / O ex509 based on the control of the control unit ex501 including the CPU ex502, the memory controller ex503, the stream controller ex504, the drive frequency control unit ex512, and the like.
  • the AV signal is input from the above.
  • the input AV signal is temporarily stored in an external memory ex511 such as SDRAM.
  • the accumulated data is divided into a plurality of times as appropriate according to the processing amount and the processing speed and sent to the signal processing unit ex507, and the signal processing unit ex507 encodes an audio signal and / or video. Signal encoding is performed.
  • the encoding process of the video signal is the encoding process described in the above embodiments.
  • the signal processing unit ex507 further performs processing such as multiplexing the encoded audio data and the encoded video data according to circumstances, and outputs the result from the stream I / Oex 506 to the outside.
  • the output multiplexed data is transmitted to the base station ex107 or written to the recording medium ex215. It should be noted that data should be temporarily stored in the buffer ex508 so as to be synchronized when multiplexing.
  • the memory ex511 is described as an external configuration of the LSI ex500.
  • a configuration included in the LSI ex500 may be used.
  • the number of buffers ex508 is not limited to one, and a plurality of buffers may be provided.
  • the LSI ex500 may be made into one chip or a plurality of chips.
  • control unit ex510 includes the CPU ex502, the memory controller ex503, the stream controller ex504, the drive frequency control unit ex512, and the like, but the configuration of the control unit ex510 is not limited to this configuration.
  • the signal processing unit ex507 may further include a CPU.
  • the CPU ex502 may be configured to include a signal processing unit ex507 or, for example, an audio signal processing unit that is a part of the signal processing unit ex507.
  • the control unit ex501 is configured to include a signal processing unit ex507 or a CPU ex502 having a part thereof.
  • LSI LSI
  • IC system LSI
  • super LSI ultra LSI depending on the degree of integration
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and implementation with a dedicated circuit or a general-purpose processor is also possible.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
  • FIG. 30 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 of 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 fourth embodiment may be used.
  • the identification information is not limited to that described in the fourth 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.
  • FIG. 31 shows steps for executing the method of the present embodiment.
  • the signal processing unit ex507 acquires identification information from the multiplexed data.
  • the CPU ex502 identifies whether the video data is generated by the encoding method or apparatus described in each of the above embodiments based on the identification information.
  • the CPU ex502 sends a signal for setting the drive frequency high to the drive frequency control unit ex512. Then, the drive frequency control unit ex512 sets a high drive frequency.
  • 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 power saving effect can be further enhanced by changing the voltage applied to the LSI ex500 or the device including the LSI ex500 in conjunction with the switching of the driving frequency. For example, when the drive frequency is set low, it is conceivable that the voltage applied to the LSI ex500 or the device including the LSI ex500 is set low as compared with the case where the drive frequency is set high.
  • the setting method of the driving frequency may be set to a high driving frequency when the processing amount at the time of decoding is large, and to a low driving frequency when the processing amount at the time of decoding is small. It is not limited to the method.
  • the amount of processing for decoding video data compliant with the MPEG4-AVC standard is larger than the amount of processing for decoding video data generated by the moving picture encoding method or apparatus described in the above embodiments. It is conceivable that the setting of the driving frequency is reversed to that in the case described above.
  • the method for setting the drive frequency is not limited to the configuration in which the drive frequency is lowered.
  • the voltage applied to the LSIex500 or the apparatus including the LSIex500 is set high.
  • the driving of the CPU ex502 is stopped.
  • the CPU ex502 is temporarily stopped because there is room in processing. Is also possible. Even when the identification information indicates that the video data is generated by the moving image encoding method or apparatus described in each of the above embodiments, if there is a margin for processing, the CPU ex502 is temporarily driven. It can also be stopped. In this case, it is conceivable to set the stop time shorter than in the case where the video data conforms to the conventional standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, and VC-1.
  • a plurality of video data that conforms to different standards may be input to the above-described devices and systems such as a television and a mobile phone.
  • the signal processing unit ex507 of the LSI ex500 needs to support a plurality of standards in order to be able to decode even when a plurality of video data complying with different standards is input.
  • the signal processing unit ex507 corresponding to each standard is used individually, there is a problem that the circuit scale of the LSI ex500 increases and the cost increases.
  • a decoding processing unit for executing the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and a decoding conforming to a standard such as MPEG-2, MPEG4-AVC, or VC-1
  • the processing unit is partly shared.
  • An example of this configuration is shown as ex900 in FIG.
  • the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and the moving picture decoding method compliant with the MPEG4-AVC standard are processed in processes such as entropy coding, inverse quantization, deblocking filter, and motion compensation. Some contents are common.
  • the decoding processing unit ex902 corresponding to the MPEG4-AVC standard is shared, and for the other processing content unique to the present invention not corresponding to the MPEG4-AVC standard, the dedicated decoding processing unit ex901 is used.
  • Configuration is conceivable.
  • a dedicated decoding processing unit ex901 is used for inverse quantization, and other entropy coding, deblocking filter, motion compensation, and the like are used.
  • the decoding processing unit for executing the moving picture decoding method described in each of the above embodiments is shared, and the processing content specific to the MPEG4-AVC standard As for, a configuration using a dedicated decoding processing unit may be used.
  • ex1000 in FIG. 33 (b) 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 present invention relates to a moving image encoding method / encoding device and decoding method / decoding device.
  • the present invention relates to an intra-screen encoding method and decoding method.

Abstract

　動画像を構成する画像信号をブロック単位に符号化する画像符号化方法であって、符号化対象ブロックが画面内符号化対象ブロックであるか否かを判定する第１の判定ステップ（Ｓ２０２）と、第１の判定の結果が真である場合に、符号化対象ブロックが、少なくとも一部の画面内予測子を参照しないブロックであるか否かを判定する第２の判定ステップ（Ｓ２０３）と、第２の判定ステップの判定の結果が真である場合に、前記符号化対象ブロックについての画像情報から画面内予測子を決定し（Ｓ２０５）、画面内予測子を用いて符号化対象ブロックについての予測画像信号を導出するステップ（Ｓ２０９）とを含む。

Description

画像符号化方法及び画像復号化方法
　本発明は、画像符号化方法及び画像復号化方法に関する。特に動画像を構成する画像信号をブロック単位に符号化及び復号化する画像符号化方法及び画像復号化方法に関する。
　動画像符号化における画面内符号化では、画面内の空間情報を利用し、符号の空間的な冗長性を削減する。空間的な冗長性を削減するため、符号化対象とするブロックの画像信号と周囲のブロックから導出される予測画像との差分を導出し、差分値（残差値）を変換及び量子化して符号化する。
　図１１は、従来のＨ．２６４／ＭＰＥＧ４　ＡＶＣ方式による画面内符号化について説明する図である。
　図１１の（ａ）は、画面内符号化における符号化対象ブロックと後述する画面内予測子との位置関係を示す図である。
　図１１の（ａ）の線１１００は１画面の境界またはスライスの境界である。ブロック１１０３は、符号化装置が現時点で符号化対象とするブロックである。
　符号化又は復号化の順序はブロック順に左上から右下に向かって行われる。従ってブロック１１０３の符号化時点で、周囲のブロックである左上Ｂ０、上Ｂ１、右上Ｂ２、左Ｂ３の４つのブロックは既に符号化又は復号化済となっている。
　さて、予測画像Ｐはこれらの復号化済のブロックＢ０、Ｂ１、Ｂ２及びＢ３の全部または一部のブロックに含まれる画素の画素値から導出する画面内予測子１１０２と呼ばれる予測子から導出される。使用される予測子の候補は、図１１においてハッチングされた画素として示される。
　図１１の（ｂ）は、符号化対象ブロック１１０３の予測画像生成ために使用する面内予測子を決定する方位を示す図である。図１１の（ｂ）に示される矢印の向きは、矢印の向く方向に符号化対象ブロック１１０３が存在するとした場合に矢印の基に面内予測子が存在することを示す。例えば、０の場合は矢印０の先に符号化対象ブロック１１０３が存在する。又、０の矢印の基にある予測子が、符号化対象ブロック１１０３の使用する面内予測子の位置である。
　Ｈ．２６４方式では、図１１の（ｂ）に示される方位８、１、６、４、５、０、７、３の７つの方位に各々対応するモード０、１、３、４、５、６、７と、ＤＣモード予測といわれるモード（以下、ＤＣ予測モードと呼ぶ）が使用可能である。
　符号化装置は、ブロックＢ０、Ｂ１、Ｂ２及びＢ３に含まれる予測子から導出される予測画像の予測精度の高さに基づいて実際に使用する予測子を決定し、符号化対象とするブロックに適用されるモードを符号化して出力する。
　このブロックについて使用する予測子として、ブロックＢ１に含まれる画素４つを決定した場合（モード０）、この４つの画素の値から予測画像が生成される。
　図１２は、７つの方位に対応するモードで使用される予測子の位置をより詳細に説明する図である。図１１と同様に、ブロック１１０３が現在符号化対象とするブロックである。例えば、使用される予測子をブロックＢ１に含まれる４つのハッチングされた画素であるとした場合、この４つの画素の値を方位１２０１（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ［０］）の向きに用いて予測画像Ｐを生成する。
　矢印１２０２はモード８が使用される場合の向きを示す。既に復号化済であるブロックＢ３に含まれる予測子１２０５の値をコピーし予測子１２０５ｂを設定する。
　図１３は、前述ＤＣモード（モード２）における面内予測子を説明する図である。このモードでは、符号化対象ブロックの周囲に存在する図中ハッチングされた画素に対応する全ての画素の画素値の平均値を、符号化対象ブロック１１０３の予測子とする。この１つの予測子である平均値を符号化対象ブロック１１０３の予測画像を構成する画素全てに一律に適用する。
Text of Final Committee Draft of Joint Video Specification (ITU-T Rec.H.264 ｜ISO/IEC 14496-10 AVC），ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 MPEG02/N4920 July 2002,Klagenfurt,AT
　本発明の発明者らは更なる符号化効率の向上のために、特殊な条件下における面内予測符号化について着目した。
　図１４はこの特殊な条件を例示する図である。
　図１４の（ａ）は、特殊な条件に該当する「少なくとも１つの面内予測子を参照しない」ブロックの代表例を示す図である。この場合の符号化対象ブロック１１０３は、１１００で示されるピクチャ境界またはスライス境界に接している。
　図１４の（ｂ）に示す場合では、前述Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２及びＢ３の位置のブロックは復号化されておらず、符号化対象ブロックは全ての予測子を参照しない（使用しない、利用することが禁止されている状態を含む。以下同様）。
　又、図示しない符号化対象ブロック１１０３に右方向に隣接するブロックでは、上、そのブロック位置から、少なくとも一部（左上、上、右上）の予測子を参照しないこととなる。
　図１４の（ｂ）は、このような「予測子を参照しない」（面内予測子が全て存在しないまたは、全て使用しない）ブロックについての、従来の符号化方式による符号化対象ブロック１１０１の画素値の残差値Ｒの導出方法を説明する図である。
　図１４の（ｂ）に示される符号化対象ブロックのサイズは４×４であり、Ｏ００～Ｏ３３は符号化対象ブロックに含まれる画素の画素値を示している。
　まず、符号化装置は符号化対象とするブロック１１０３に含まれる１６個の画素であるＯ００～Ｏ３３の画素値（１１０４）を取得する。
　次に、予測画像信号の代替として、全ての画素の画素値が１２８であると固定的に決定した画像信号を生成する（１１０５）。
　次に、各々の画素値Ｏから値１２８を減算した残差値Ｒ（１１０６）を導出する。
　残差値Ｒについて直交変換及び量子化を行い、符号列を生成する。
　尚、図１４の（ｃ）は、この値１２８が全ての画素の画素値に適用される予測画像と図１３のＤＣモード予測（モード２）との関係で説明する図である。
　ＤＣモードでは図１３に示すハッチングされた画素の画素値を「平均」し、この値を面内予測子とする。導出された１つの平均値を全ての画素に対応する予測画像の画素値として全ての画素に一律に適用する。
　つまり、図１４の（ｂ）に説明する値１２８を予測画像信号の画素値へ適用することは、図１３におけるハッチングされた画素の画素値を全て固定的に１２８とすることと等価である。
　このように、従来の画面内符号化における符号化方法では、この予測子が全て存在しない、または、全て使用しないブロックについて各画素値に対する予測精度が低い画素値１２８を各画素の画素値の予測子として利用する。
　したがって、このブロックの各画素の残差値Ｒ００～Ｒ３３が大きく変動する結果、残差値の直交変換値も高域の周波数にまで係数値が発生する確率が高くなり、周波数係数値の量子化変換値も大きくなってしまうという課題がある。その後の可変長符号化では、一般に発生確率が高いほど短い符号長となる符号列が割り当てられるが、量子化変換係数値がばらつくと短い符号列を生成することができない。
　さらに、前述値“１２８”は、符号化装置、復号化装置間で固定されたルールとして暗黙的に利用される。即ち、符号列による指定なくこの値１２８を符号化対象ブロック１１０３の符号化及び復号化に利用される。
　従って、この「面内予測子の一部を参照しない」特殊なブロックについての、予測子または予測子に対応する値についての符号化及び復号化の方式が存在していない。
　本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、符号化対象ブロックの予測子の一部が存在しない場合においても、周波数係数値のばらつきの発生を抑制し、短い符号列を生成することができる画像符号化方法等を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一様態に係る画像符号化方法は、動画像を構成する画像信号をブロック単位に符号化する画像符号化方法であって、符号化対象ブロックが画面内符号化対象ブロックであるか否かを判定する第１の判定ステップと、前記第１の判定の結果が真である場合に、前記符号化対象ブロックが、少なくとも一部の画面内予測子を参照しないブロックであるか否かを判定する第２の判定ステップと、第２の判定ステップの判定の結果が真である場合に、前記符号化対象ブロックについての画像情報から画面内予測子を決定し、前記画面内予測子を用いて前記符号化対象ブロックについての予測画像信号を導出するステップとを含む。
　これにより、本来画面内予測における画面内予測子を使用しないはずのブロックの符号化及び復号化時にも、適切な予測画像信号を生成することができる。
　また、好ましくは、動画像を構成する画像信号をブロック単位に符号化する画像符号化方法であって、符号化対象ブロックが画面内符号化ブロックであるか否を判定する第１の判定ステップと、前記第１の判定の結果が真である場合に、前記符号化対象ブロックが、少なくとも一部の画面内予測子を参照しないブロックであるか否かを判定する第２の判定ステップと、第２の判定ステップの判定の結果が真である場合に、前記符号化対象ブロックについての画像情報から画面内予測子を決定し、当該画面内予測子が前記符号化対象ブロックについての画面内予測子に関する情報であるとして、前記符号化対象ブロックを符号化するステップとを含む。
　これにより、画面内予測子に関する情報を第２の符号列として符号列に加えて出力する。このように、値１２８を暗示のルールとして用いるのではないため、面内予測子として何の値を用いればよいのかを符号化装置又は復号化装置で明示的に共有することができる。
　また、好ましくは、動画像を構成する画像信号をブロック単位に符号化した符号化列を復号して動画像を復元する画像復号化方法であって、符号列から、所定のブロックの画素の値から生成された画面内予測子に関する情報を抽出するステップと、前記画面内予測子に関する情報に基づいて、前記所定のブロックの画面内予測子を決定するステップと、決定された前記画面内予測子を用いて前記所定のブロックと同一のブロックの予測画像信号を生成するステップとを含む。
　これにより、所定ブロックの画素から導出された画面内予測子を用いて、この所定ブロックと同じブロックについて予測画像を復元することができる。
　本発明によれば、符号化対象ブロックの予測子の一部が存在しない場合においても、周波数係数値のばらつきの発生を抑制し、短い符号列を生成することができる画像符号化方法等を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 図２は、画像符号化装置の動作を示すフロー図である。 図３は、符号化対象ブロックと画面内予測子との関係を説明する図である。 図４は、画面内予測に関する情報の符号化方法の例を示すフロー図である。 図５は、第１の例による画面内予測子の決定方法を説明する図である。 図６は、第２の例による画面内予測子の決定方法を説明する図である。 図７は、第３の例による画面内予測子の決定方法を説明する図である。 図８は、画面内予測子に関する情報の符号化方法の変形例１を示すフロー図である。 図９は、画面内予測子に関する情報の符号化方法の変形例２を示すフロー図である。 図１０は、本発明の第２の実施形態における画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、従来技術による画面内予測符号化方法を説明する図である。 図１２は、従来技術による画面内予測子と予測モードを説明する図である。 図１３は、従来技術によるＤＣモード予測を説明する図である。 図１４は、画面内予測符号化における発明の着眼を説明する図である。 図１５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１６は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図１７は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図１８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１９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２０は、（ａ）携帯電話の一例を示す図、及び、（ｂ）携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図２１は、多重化データの構成を示す図である。 図２２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２３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た図である。 図２４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２５は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２６は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図２７は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図２８は、映像データを識別するステップを示す図である。 図２９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３０は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図３１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３２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３３は、（ａ）信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図、及び、（ｂ）信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。
　以下、発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。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。
　なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
　（実施の形態１）
　図１は、本実施の形態の画像符号化装置１の機能ブロック図である。
　画像符号化装置は、符号化制御部１０１、スイッチ１０２、画面内予測部１０３、差分部１０４、変換・量子化部、逆量子化・逆変換部、加算部、スイッチ１０５及び画面間予測部を含む。
　符号化制御部１０１は、入力画像信号から符号化対象画像信号Ｓ１に対応する制御信号を抽出し、判定結果に応じてスイッチ１０２及びスイッチ１０３のうち少なくとも一方を切り替える。
　又、符号化制御部１０１は、符号化対象画像信号Ｓ１に所定の処理を行い別符号化情報Ｓ２を出力する。
　スイッチ１０２は、符号化制御部１０３からの信号に従って、符号化対象画像信号Ｓ１を差分部１０４に出力するか、又は、画面内符号部に出力するかを切り替える。
　差分部１０４は、所定のブロックの符号化対象画像信号Ｓ１と予測画像信号Ｐの差分値（残差値）を導出し残差信号Ｒを出力する。
　変換・量子化部は、残差信号を周波数係数値に変換後量子化して量子化変換係数を出力する。
　逆変換・逆量子化部は、量子化変換係数を逆変換し、周波数係数値を逆変換し、復元された残差信号Ｒ’を出力する。
　加算部は、復元された残差信号Ｒ’と予測画像信号Ｐとを加算し、符号化対象画像信号を復号した復号画像信号を出力する。
　画面内予測部１０３は、復元画像信号または別符号化信号Ｓ１を入力し、予測画像信号Ｐを出力する。画面間予測部は、復元画像信号を入力し予測画像信号Ｐを出力する。
　スイッチ１０５は、符号化制御部からの制御信号に従って、入力を画面内予測部１０３からの出力と画面間予測部からの出力とで切り替える。
　可変長符号化部は、入力されたブロック毎の量子化変換係数、又は、種々の制御信号を可変長符号化して符号列を生成する。
　次に画像符号化装置１の動作について説明する。
　図２は、画像符号化装置１の処理フロー図である。図２において、主要なステップについては符号を付している。
　まず、画像符号化装置は、画像あるいはスライスの最初の符号化対象ブロックを入力する（Ｓ２００）。例では、最初のブロックの番号ｉを０とする（Ｓ２００）。
　次に、符号化制御部１０１は、ブロックｉに対応する制御信号を取得する（Ｓ２０１）。
　ブロックｉの制御信号は、スライス単位、ピクチャ単位、又は、シーケンス単位等種々の単位に設定された制御信号から取得可能である。
　次に、符号化制御部１０１は、制御信号が画面内符号化対象ブロックであるか否かを判定する（Ｓ２０２）。
　判定の結果、ブロックｉ（ｉ＝０）が画面内符号化対象ブロックである場合、Ｓ２０３の判定に進む（Ｓ２０２の結果がＹＥＳ）。
　次に、符号化制御部１０１は、制御信号が「画面内予測子を参照する」ブロックか否かを判定する（Ｓ２０３）。ブロックｉが画面内予測子を参照するブロックか否かの判定は種々の条件が設定される。例えば、ブロックｉ（ｉ＝０）が画面左上端に存在する場合、画面内予測子を参照するブロックではない。従って、ブロック（ｉ＝０）について判定の結果はＮＯとなる。
　次に、符号化制御部１０１は、ブロックｉに含まれる符号化対象信号Ｓ１（画素）を取得する（Ｓ２０４）。ブロックのサイズが４×４である場合、左上端の１６画素の画素値に対応するデータを取得する。
　次に、符号化制御部１０１は、ブロックｉに含まれる画素から画面内予測子を決定する（Ｓ２０５）。Ｓ２０５における決定の方法は、本発明の主要部の一つであるため詳細に後述する。
　次に、ブロックｉ（ｉ＝０）に対応する制御情報に、決定された画面内予測子に関する情報を設定する（Ｓ２０６）。
　次に、決定した画面内予測子に関する情報を第２の符号列として可変長符号化部へ出力する（Ｓ２０７）。この画面内予測子に関する情報には決定された予測子に関する情報に加えて、予測子の適用方位であるモード番号を含めても良い。
　ここで、ブロック番号ｉ＝０をインクリメントせずに（図中Ｐ１）Ｓ２０１に戻る。従って、ブロック番号は０のまま（左上端を示す）のままとなる。従って、画面符号化装置１は、再度ブロック０についての処理を行うことが可能となる。
　符号化制御部は、再度、ブロックｉ（ｉ＝０）に対応する制御情報を取得する（再掲Ｓ２０１）。
　制御信号の内容が、画面内符号化対象ブロックであるか否かを判定する（再掲Ｓ２０２）。判定の結果が、画面内符号化対象ブロックである場合はステップＳ２０３に進む。
　ステップＳ２０３において、ブロックｉ（ｉ＝０）についての制御情報は今度は画面内予測子を参照するブロックとなる。これはステップＳ２０６において、ブロックｉ＝０の制御情報に画面内予測子に関する情報が設定されているためである。
　符号化制御部は、設定された制御情報に基づいてブロックｉ（ｉ＝０）についての画面内予測子を決定する（Ｓ２０８）。ここでの決定はＳ２０６において制御情報に設定された画面内予測子に関する情報に従えばよい。
　画面内予測部は、自己のブロック（ｉ＝０）の画像信号から決定された画面内予測子に基づいて、本来左上端であったブロック（ｉ＝０）についても、画面内予測を実行する（Ｓ２０９）。
　画面内予測部は、ブロックｉに対応する予測画像信号Ｐ（ｉ、ｉ＝０）を生成する。
　以上が、実施の形態１の画像符号化装置の画面内符号化方法における主要な動作の説明である。
　尚、Ｓ２０２に戻り、ブロックｉ（ｉ＝ｋ）が画面内符号化するブロックではない場合（Ｓ２０２）、画面間予測部は画面間予測を実行し予測画像信号Ｐ（ｉ＝ｋ）を生成する。
　差分部はブロックｉの符号化対象信号Ｓ１（ｉ＝ｋ）と予測画像信号Ｐ（ｉ）とから、残差値Ｒ（ｉ＝ｋ）を導出する（Ｓ２１０）。
　変換・量子化部は、残差値Ｒを変換・量子化し第１の符号列として可変長符号化部へ出力する。
　逆変換・逆量子化部は、残差値Ｒを逆量子化、逆変換し、ブロック（ｉ＝ｋ）についての残差値Ｒ（ｉ＝ｋ）を導出する。
　加算部は、残差値Ｒと予測画像信号Ｐとから、ブロックｉについての復元画像信号を生成し、画面内予測部はこの結果を保持する。
　最後に、画像符号化装置１は、ブロックｉが最後になるまでｉをインクリメントしながらこの符号化を実行する（Ｐ２）。
　以上が、本実施の形態の画像符号化装置１の動作フローである。
　このように、本実施の形態１の画像符号化装置では、Ｓ２０３の判定に応じて、符号化対象ブロックｉについて、自己のブロックｉ＝０の画素値によるブロックｉ＝０についての「画面内予測子」の決定（Ｓ２０５）と、「画面内予測子に関する情報」の符号化（第２の符号列）Ｓ２０７とを実現する。
　尚、この動作フローは図１の画像符号化装置の各機能との関係で説明したが、一つの制御部で実行されてもよい。
　尚、Ｓ２０２の判定の結果に応じて、画面間予測と画面内予測とを択一的に実行する旨説明したが、画面内予測部での予測画像生成（Ｓ２０９）と画面間予測部での予測画像生成とを並列して実行させ、予測画像信号の予測精度の良い方を予測画像信号として決定するとしてもよい。
　図３は、図２のＳ２０３判定ステップにおける「前記ブロックが、少なくとも一部の画面内予測子を参照しないブロックであるか否か」の判定を説明する図である。図３は、この判定が真となる（即ち、参照しないブロックとなる）場合の例である符号化対象ブロックと面内予測子の位置関係を説明する図である。図３は、符号化順を１画面（あるいは１スライス）の左上ブロックから右下ブロックに向けて符号化する場合についての説明図である。図１１と同じ意味を示す線・あるいはブロックには、同じ符号を用いている。
　図３の（ａ）は、通常時（予測子が存在するブロックを符号化する場合）の現在の符号化対象ブロックと予測子との位置関係を示す図である。３０５は、現在符号化対象とする符号化対象ブロックを示している。３０１～３０４は、現在の符号化対象ブロック（ｎ）が符号化される際に符号化済となっているブロックである。３０６は、この符号化対象ブロックが参照する画素（あるいは画素値とする、以下同じ）面内予測子を示している。このように、通常時では、現在に符号化対象とするブロック３０５については予測子として符号化済ブロック左上、上、右上、左のブロックに含まれる画素の画素値（あるいは周波数係数値、以下同）のいずれかあるいは全部を予測子として利用することができる。
　このような場合、符号化制御部は「符号化対象ブロックが、少なくとも一部の画面内予測子を参照しないブロックであるか否か」の判定について偽（ＦＡＬＳＥ）と判定する（Ｓ２０３）。
　対して、図３の（ｂ）は、異常時（予測子が存在しないブロックを符号化する場合）における符号化対象ブロックの１画面（あるいは１スライス、以下同じ）中の位置を示す図である。
　符号化対象ブロック３０５ｂの符号化時点では左上、上、右上、左のブロックのいずれも符号化されていない。従って、この場合は、予測子が一つも得られない位置である。
　この場合は、符号化制御部は「符号化対象ブロックが、少なくとも一部の画面内予測子を参照しないブロックであるか否か」の判定について真（ＴＲＵＥ、参照しないブロックである）と判定する。
　図３の（ｃ）は、異常時（予測子が完全には得られないブロックを符号化する場合）における符号化対象ブロックの１画面（あるいは１スライス、以下同）中の位置を示す図である。現在、符号化対象とするブロックが符号化対象ブロック３０５ｂである場合の位置関係は図３の（ｂ）と同様である。現在符号化対象とするブロックが、符号化順で符号化対象ブロック３０５ｂの１つ後となるブロックである右に１つ隣接する符号化対象ブロック３０５ｃ１である場合、参照可能となるブロックは、左ブロック３０５ｂのみとなり、左上、上、右上のブロックについて得られない。
　同様に、現在符号化対象とするブロックが符号化対象ブロック３０５ｂの下に位置する符号化対象ブロック３０５ｃ２である場合、上、右上ブロックについては参照対象とするブロックが得られるが、左、左上については予測子を得ることができない。
　従って、図３の（ｃ）の場合も、図３の（ｂ）の場合同様、符号化制御部は「符号化対象ブロックが、少なくとも一部の画面内予測子を参照しないブロックであるか否か」の判定について真（ＴＲＵＥ、参照しないブロックである）と判定する。
　尚、「符号化対象ブロックが、少なくとも一部の画面内予測子を参照しないブロックであるか否か」の場合については、符号化対象ブロックの位置のみならず「周囲のブロックの参照」が符号により禁止されている場合も含む。例えば、周囲のブロックの一部または全部が「画面間符号化された」ブロックである場合に、「符号化対象ブロックが、少なくとも一部の画面内予測子を参照しないブロックであるか否か」の判定を真（ＴＲＵＥ（参照しないブロックである））と判定することも可能である。
　図４は、ステップＳ２０５における「ブロック i に含まれる画素から画面内予測子を決定」する場合の符号化装置１の動作例を示すフロー図である。
　まず、画面内予測部１１０は、現在に符号化対象とするブロックである画面端ブロックに含まれる画素（Ｏ００～Ｏ３３等）の画素値を取得する（図２、ステップＳ２０４）。
　次に、図２のステップＳ２０５の面内予測子の決定の例として、この図では符号化対象ブロック（ブロック０）自身からブロック０の予測子を導出するために、平均値を利用する場合を説明している。
　尚、この予測子を周波数係数変換、量子化、及び、符号化等を実行し符号列を出力するとしてもよい（Ｓ４０３ａ、Ｓ４０４ａ）。
　（面内予測子の決定例１）
　図５は、図２のステップＳ２０５における画面内予測子の決定において図４の平均値導出を利用した場合を詳細に説明する図である。
　図５の（ｂ）は、可変値の決定例１の予測子と予測子から得られる予測値とを説明する図である。図４に示す決定例１では、符号化制御部は、入力された自己のブロックの画素値を統計処理し１つの値(例として、平均値)を導出し、この平均をブロックの予測子として決定する。
　図５の（ｂ）のＡは、Ｏ００～Ｏ３３までの画素の画素値の平均値（あるいは所定の精度に変換した平均値、以下同様）を示す。
　画面内符号化部は、この予測子から予測画像Ｐを生成する。また、差分部は、この統計処理により得られた１つの予測子から得られる値（Ａ）をすべての画素（画素Ｏ００～Ｏ３３）について適用し（図５の（ｂ）の５０２）残差値を導出する。５１０６は導出された各画素Ｏ００～Ｏ３３の残差値（Ｒ）である。
　図５に示されるとおり、本発明の符号化制御部は、この１つの可変値をとる予測子から、Ｏ００～Ｏ３３までのすべての画素についての予測子を決定する。ここで値として従来技術のように暗示的な固定値である１２８（図１４の１１０５）を用いるのではなく、自己のブロックの画素値に応じて適切な値を用いている（図５の５０２）。
　このように本発明によれば、一律に値１２８を用いるのではなく、画面内予測子として自己のブロックから導出された意味のある画素による平均値等の「現ブロックの画素値から導出された可変値」を用いて予測画像を導出する。差分部ではこの値を減算に用いるため従来よりも残差値（５１０６）は小さくなる。残差値Ｒ００～Ｒ３３の変動が従来より小さく、従って残差値の周波数変換値が小さくなる確率が向上し、周波数係数値の量子化変換値を小さい値とすることが可能となる。
　さらに、例１の画面内予測部は、この面内予測子に関する情報を第２の符号列として符号化して出力する（図２のＳ２０７）。この符号化済別符号化情報可変長符号化部により、例えばスライスヘッダやピクチャパラメータセット等に含められ符号列として出力される。値１２８を暗示のルールとして用いるのではないため、面内予測子として何の値を用いればよいのかを符号化装置・復号化装置で明示的に共有することができる。
　ここで、符号列の増加について説明する。符号列には１つ値Ａに対応する値のみが符号列に加えられることとなるため、全体の符号列の増加を抑えることが可能となる。尚、例１では、統計処理による例として平均値をすべての画素に適用される予測子の値として導出する例を示したが、これは他の統計処理により得られる値であってもよい。
　又、このＯ００～Ｏ３３までのすべての画素の画素値を用いることとしたが、一部の画素の画素値を利用した統計処理であってもよい。
　尚、この例では１つの値のみを「面内予測子に関する情報」として符号化する（Ｓ２０７）。この場合、周囲の予測子が全く無いもしくは使わない場合には、面内予測子に関する情報として予測モードの符号化は不要である。
　（面内予測子の決定例２）
　図６は、図２のステップＳ２０５における画面内予測この決定における第２の決定例を説明する図である。
　図６の（ａ）において、例えば、図中で上方向の参照ブロックの予測子が得られない場合（Ｃａｓｅ１）、符号化制御部は、Ｏ００、Ｏ１０、Ｏ２０及びＯ３０の４つの画素（６０１）の画素値を現ブロックの画素値に関連のある予測子として決定する。
　Ｏ００、Ｏ１０、Ｏ２０及びＯ３０の４つの画素値は、この符号化対象ブロックに上方向のブロックの予測子が仮に存在するとした場合に、その画素値として最も確からしい画素値であるためである。
　従って、図６（ａ）に示されるように、例えば図中で左方向の参照ブロックの予測子が得られない場合（Ｃａｓｅ２）、符号化制御部はＯ００、Ｏ０１、Ｏ０２及びＯ０３の４つの画素の画素値を現ブロックの画素値に関連のある可変値についての予測子として決定する。
　図６の（ｂ）は、Ｃａｓｅ１の場合における、４つの予測子からの可変値の決定方法を説明する図である。
　図に示されるとおり、例えば図中で上方向のブロックの予測子が得られない場合、Ｏ００、Ｃ０１、Ｃ０２及びＯ０３の４つの画素について、予測子から導出される可変値を各々Ｏ００と決定する。
　又、Ｏ１０、Ｏ１１、Ｏ１２及びＯ１３の４つの画素についての予測子の可変値を各々Ｏ１０と決定する。同様に、Ｏ３０、Ｏ３１、Ｏ３２及びＯ３３の４つの画素についての予測子の可変値を各々の画素についてＯ３０と決定する。
　差分部は、自己の符号化対象ブロックに含まれる画素の画素値（１１０４）から決定された予測子から導出された予測画像信号（６０３）を減算し、各々の画素についての残差誤差（６１０６）を導出する。図では、Ｏ００、Ｏ０１、Ｏ０２及びＯ０３の４つについての残差値はそれぞれ０、Ｒ０１、Ｒ０２及びＲ０３となる。また、Ｏ３０、Ｏ３１、Ｏ３２及びＯ３３の４つの画素の画素値の残差値は、０、Ｒ３１、Ｒ３２及びＲ３３となる。
　このように本発明によれば、従来のようにブロックの画素値の変換に相関のない固定値を用いるのではなく、予測子として「現ブロックの画素値に関連のある可変値」を用いる。
　ブロックを構成する画素の画素値に応じて可変値された値を予測の値として決定して用いるため、従来よりも、残差値（６１０６）は小さくなる。又、残差値Ｒ００～Ｒ３３の変動が従来より小さいため、従って残差値の周波数変換値が小さくなる確率が向上し、周波数係数値の量子化変換値を小さい値とすることが可能となる。
　さらに、例２の符号化制御部は、４つの画素の値をこのブロックの「画面内予測子に関する情報」」として出力する（図２のステップＳ２０７）。
　生成される符号列は、一部の画素値（Ｏ００、Ｏ１０、Ｏ２０及びＯ３０）のみが符号列に加えられることとなるため、すべての画素値を用いる場合に比して付加情報量の増加を抑えることが可能となる。尚、Ｏ００、Ｏ１０、Ｏ２０及びＯ３０の一列すべての画素を予測子として用いることとしたが、一部の画素の画素値を予測子として利用することも可能である。
　（面内予測子の決定例３）
　図７は、図２のステップＳ２０５における画面内予測子の第３の決定例を説明する図である。
　図７の（ａ）は、第３の例により決定される予測子（７０１）を示している。符号化制御部は、このスライスに含まれる複数の符号化対象ブロックについて、Ｏ００～Ｏｉ０の一列の画素の一部の画素を予測子として決定する。尚、この場合、符号化制御部には、事前に一列分のブロックデータが入力されているとする（図２のＳ２０４）。
　符号化制御部は、符号化対象ブロックが符号化対象ブロック（Ｂ１）である場合、予測子としてＯ００、Ｏ１０、Ｏ２０及びＯ３０を予測子として決定する。
　符号化対象とするブロックが次の符号化対象ブロック（Ｂ２）に移動した場合、予測子としてＯ４０、Ｏ５０、Ｏ６０及びＯ７０を予測子として決定する。このように、上一列のブロックについて、左側の予測子が得られるブロックについても図６と同様に予測子を決定する。
　図７の（ｂ）は、符号化対象ブロック（Ｂ１）（３０５ｂ）についての予測子（Ｏ００，Ｏ１０、Ｏ２０及びＯ３０）から導出される予測画像信号（７０２）と残差値（７１０６）を説明する図である。
　又、符号化対象ブロックが次のブロックである符号化対象ブロック（Ｂ２）に移動した場合、予測子（Ｏ４０、Ｏ５０、Ｏ６０及びＯ７０）の値から導出した可変値を用いて該ブロックの画素の残差値を導出する。
　このように、第３の例によれば、左右の両方の予測子が完全には得られない場合であって一方の予測子が存在する符号化対象ブロック（Ｂ２）のようなブロックについても、両方向の予測子をもつかって予測符号化を可能にできる。
　（ステップＳ２０７の変形例１）
　図８は、図４で説明した画面内予測子に関する情報の符号化処理の他の変形例を示すフロー図である。図８において、図４と同じステップには同一の参照番号を付与している。決定された面内予測子について、一次元列を生成し、隣接予測子の値の差分値を取得し（Ｓ４０２ｂ）、得られた差分値列を量子化する（Ｓ４０３ｂ）。
　（ステップＳ２０７の変形例２）
　図９は、図４で説明した画面内予測子に関する情報の符号化処理の第２の変形例を示すフロー図である。図９において、図４と同じステップには同一の参照番号を付与している。
　ステップＳ２０５で決定された面内予測子について、周波数変換値を導出し（Ｓ４０２ｃ）、直交変換値を量子化した値を出力する（Ｓ４０３ｃ）。尚、この直交変換、量子化処理は、画面内予測部でなく変換部、量子化部で実行することとしてもよい。
　（ステップＳ２０７の変形例３）
　場合３：（Ｒ１内容）Ｓ２０５の判定において、周囲のブロックの「一部のみの画面内予測子を参照しないブロックである」と判定する場合であって、（Ｒ２決定）画面内予測子が決定例３のように１ライン分あるとき、（Ｓ出力）「画面内予測子に関する情報」にどの画素を利用するのかを識別するための予測モードを含める。
　（実施の形態２）
　図１０は、本発明の符号化装置により符号化された符号列を復号する復号装置の構成を示すブロック図である。
　画像復号装置１００は、可変長復号化部、逆量子化部、逆変換部、加算部、画面内予測部１１０１及び復号化制御部の構成を含む。
　画像復号装置１００は、復号対象とする所定のブロック（ｉ）についての符号列（ｉ番目のブロック）を入力する。可変長復号化部は、符号列を可変長復号し量子化変換係数を出力する。
　逆量子化部は、量子化変換係数を逆量子化して直交変換係数を出力する。
　逆変換部は、直交変換係数を入力し、ブロック（ｉ）についての残差値を復元する。加算部は残差値と画面内予測部からのブロック（ｉ）についての予測画像信号と、ブロック（ｉ）の残差値とを加算し、第１のブロックについての復号画像信号を出力する。
　画像復号装置１００は、入力されるブロックが更新されるたびに上記処理を繰り返す。
　次に、本発明の復号化装置の復号化制御部と画面内予測部の動作を説明する。
　復号化制御部は、符号列より抽出した情報を用いて現在復号対象とするブロック（ｉ）が「面内予測子に関する情報」を抽出する。この情報に応じて前記ブロックが、「少なくとも一部の画面内予測子を参照しないブロックであるか否か」を判定する。判定の結果が真である場合は、ブロック（ｉ）についての面内予測子に関する情報から、図５～図７で説明した予測子を決定する。又、場合に応じて符号化モードを抽出する。
　画面内予測部は、この抽出された面内予測子から予測画像を生成する。
　加算部は、この可変値と逆変換部からの出力された周波数係数値とを加算し、「予測子のないブロック」についての復元画像信号を生成する。
　このように、復号化時に予測子の一部あるいは全部が存在しないブロックの復号化処理において、本来面内予測子の存在しなかったブロックの復号時にも、予測子を用いた画像復号処理を行うことができる。
　上述したとおり、第１の実施の形態による符号化装置及び方法によれば、本来画面内予測における画面内予測子を使用しないはずのブロックの符号化及び復号化時にも、適切な予測画像信号を生成することができる。
　また、画面内予測子に関する情報を第２の符号列として符号列に加えて出力する。このように、値１２８を暗示のルールとして用いるのではないため、面内予測子として何の値を用いればよいのかを符号化装置・復号化装置で明示的に共有することができる。
　さらに、第２の実施の形態による復号化装置及び方法によれば、所定ブロックの画素から導出された画面内予測子を用いて、この所定ブロックと同じブロックについて予測画像を復元することができる。
　（実施の形態３）
　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１５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１５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（登録商標）（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１６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１７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１８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１９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１７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２０（ａ）は、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いた携帯電話ex１１４を示す図である。携帯電話ex１１４は、基地局ex１１０との間で電波を送受信するためのアンテナex３５０、映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ex３６５、カメラ部ex３６５で撮像した映像、アンテナex３５０で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ex３５８を備える。携帯電話ex１１４は、さらに、操作キー部ex３６６を有する本体部、音声を出力するためのスピーカ等である音声出力部ex３５７、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ex３５６、撮影した映像、静止画、録音した音声、または受信した映像、静止画、メール等の符号化されたデータもしくは復号化されたデータを保存するメモリ部ex３６７、又は同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ex３６４を備える。
　さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図２０（ｂ）を用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。
　電源回路部ex３６１は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話ex１１４を動作可能な状態に起動する。
　携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。また携帯電話ex１１４は、音声通話モード時にアンテナex３５０を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ex３５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex３５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex３５６から出力する。
　さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ex３６６等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex３６２を介して主制御部ex３６０に送出される。主制御部ex３６０は、テキストデータを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して基地局ex１１０へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ex３５８に出力される。
　データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex３５５は、カメラ部ex３６５から供給された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し、符号化された映像データを多重／分離部ex３５３に送出する。また、音声信号処理部ex３５４は、映像、静止画等をカメラ部ex３６５で撮像中に音声信号入力部ex３５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ex３５３に送出する。
　多重／分離部ex３５３は、映像信号処理部ex３５５から供給された符号化された映像データと音声信号処理部ex３５４から供給された符号化された音声データを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変調／復調回路部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。
　データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、または映像およびもしくは音声が添付された電子メールを受信する場合、アンテナex３５０を介して受信された多重化データを復号化するために、多重／分離部ex３５３は、多重化データを分離することにより映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスex３７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ex３５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ex３５４に供給する。映像信号処理部ex３５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって復号化することにより映像信号を復号し、ＬＣＤ制御部ex３５９を介して表示部ex３５８から、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる映像、静止画が表示される。また音声信号処理部ex３５４は、音声信号を復号し、音声出力部ex３５７から音声が出力される。
　また、上記携帯電話ex１１４等の端末は、テレビex３００と同様に、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムex２００において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されたデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。
　このように、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法あるいは動画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記各実施の形態で説明した効果を得ることができる。
　また、本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
　（実施の形態４）
　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２１は、多重化データの構成を示す図である。図２１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ァイ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２２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２３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２３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２３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２４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２４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２５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２６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２６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２７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２８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５）
　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２９に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
　例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ　Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ex５０７に送られ、信号処理部ex５０７において音声信号の符号化および／または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏex５０６から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex１０７に向けて送信されたり、または記録メディアex２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex５０８にデータを蓄積するとよい。
　なお、上記では、メモリex５１１がＬＳＩex５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩex５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファex５０８も１つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩex５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。
　また、上記では、制御部ex５１０が、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有するとしているが、制御部ex５１０の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ex５０７がさらにＣＰＵを備える構成であってもよい。信号処理部ex５０７の内部にもＣＰＵを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、ＣＰＵex５０２が信号処理部ex５０７、または信号処理部ex５０７の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ex５０１は、信号処理部ex５０７、またはその一部を有するＣＰＵex５０２を備える構成となる。
　なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
　さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
　（実施の形態６）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置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３０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２９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２９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４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４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３２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３１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７）
　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３３（ａ）のex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に対応しない、本発明特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明は、逆量子化に特徴を有していることから、例えば、逆量子化については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のエントロピー符号化、デブロッキング・フィルタ、動き補償のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
　また、処理を一部共有化する他の例を図３３（ｂ）のex１０００に示す。この例では、本発明に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。
　このように、本発明の動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。
 動画像の符号化方法・符号化装置、復号化方法・復号装置に関する。特に画面内符号化方法・復号化方法に関する。
　　　　１、１００　画像符号化装置
　　１０１　符号化制御部
　　１０２　スイッチ
　　１０３　画面内予測部
　　１０４　差分部
　　１０５　スイッチ
　１１０１　画面内予測部
　１１０２　復号化制御部

Claims (3)

  1. 　動画像を構成する画像信号をブロック単位に符号化する画像符号化方法であって、
    　符号化対象ブロックが画面内符号化対象ブロックであるか否かを判定する第１の判定ステップと、
    　前記第１の判定の結果が真である場合に、前記符号化対象ブロックが、少なくとも一部の画面内予測子を参照しないブロックであるか否かを判定する第２の判定ステップと、
    　第２の判定ステップの判定の結果が真である場合に、前記符号化対象ブロックについての画像情報から画面内予測子を決定し、
    　前記画面内予測子を用いて前記符号化対象ブロックについての予測画像信号を導出するステップと
    　を含む画像符号化方法。
  2. 　動画像を構成する画像信号をブロック単位に符号化する画像符号化方法であって、
    　符号化対象ブロックが画面内符号化ブロックであるか否を判定する第１の判定ステップと、
    　前記第１の判定の結果が真である場合に、前記符号化対象ブロックが、少なくとも一部の画面内予測子を参照しないブロックであるか否かを判定する第２の判定ステップと、
    　第２の判定ステップの判定の結果が真である場合に、
    　前記符号化対象ブロックについての画像情報から画面内予測子を決定し、
    　当該画面内予測子が前記符号化対象ブロックについての画面内予測子に関する情報であるとして、前記符号化対象ブロックを符号化するステップと
    　を含む画像符号化方法。
  3. 　動画像を構成する画像信号をブロック単位に符号化した符号化列を復号して動画像を復元する画像復号化方法であって、
    　符号列から、所定のブロックの画素の値から生成された画面内予測子に関する情報を抽出するステップと、
    　前記画面内予測子に関する情報に基づいて、前記所定のブロックの画面内予測子を決定するステップと、
    　決定された前記画面内予測子を用いて前記所定のブロックと同一のブロックの予測画像信号を生成するステップと
    　を含む画像復号化方法。
     
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