WO2012114693A1 - 算術復号方法および算術符号化方法 - Google Patents

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WO2012114693A1
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data
variable
unit
video
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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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    • H04N19/44—Decoders specially adapted therefor, e.g. video decoders which are asymmetric with respect to the encoder

Definitions

  • the present invention relates to a context variable initialization method used in context-based binary arithmetic encoding or binary arithmetic decoding.
  • H.264 As a video encoding / decoding method, A method called H.264 / MPEG-4 AVC (hereinafter simply referred to as “H.264”) is known (Non-Patent Document 1). In this method, image compression processing is performed by moving image compression processing such as frequency conversion and quantization. Furthermore, a plurality of entropy encoding methods for reducing the bit amount of the output stream for the code after the image compression process are employed.
  • a method using moving picture components as context can be used.
  • H. In H.264 as one of such entropy encoding methods, a context-based VLC (Variable Length Coding) method (section 9.2 of Non-Patent Document 1) that switches a Huffman code table using a context is adopted.
  • the value of a predetermined variable is converted into a binary array, and the value of each element (0 or 1) included in the binary array is converted using a context. ) Is used (section 9.3 of Non-Patent Document 1).
  • H. In H.264 an arithmetic coding method that gives the occurrence probability of a binary value based on this context is called CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding).
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • context initialization is performed for each slice. Specifically, each time a slice including a block to be encoded or a block to be decoded changes, a context variable for specifying the occurrence probability of the value of each element included in the binary array is initialized.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and provides an arithmetic decoding method and an arithmetic encoding method capable of appropriately initializing context variables and improving encoding efficiency. Objective.
  • an arithmetic decoding method is for specifying a probability of occurrence of a value that can be taken by each array element included in a binary array corresponding to a value of a predetermined variable.
  • An arithmetic decoding method for initializing a context variable and arithmetically decoding the binary array using the context variable, wherein the predetermined method or an initialization method corresponding to a section to which the predetermined variable belongs includes a plurality of initial values.
  • the arithmetic coding method specifies a probability of occurrence of a value that can be taken by each array element included in a binary array corresponding to a value of a predetermined variable.
  • An arithmetic encoding method for initializing a context variable for performing and arithmetically encoding the binary array using the context variable, the initialization method corresponding to a section to which the predetermined variable or the predetermined variable belongs Is determined as an initialization method of the context variable from among a plurality of initialization methods, and an initialization step of initializing the context variable using the determined initialization method.
  • context variables can be appropriately initialized, and encoding efficiency can be improved.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a part of processing for analyzing a binary string encoded by the CABAC method.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the correspondence between variables and context variables.
  • FIG. 3A is a diagram for explaining a context variable initialization method.
  • FIG. 3B is a diagram for explaining a context variable initialization method.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the image decoding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the arithmetic decoding unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a context variable initialization method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a part of processing for analyzing a binary string encoded by the CABAC method.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the correspondence between variables and context variables.
  • FIG. 3A is a diagram for
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a correspondence relationship between a variable (variable classification) and a context index according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a correspondence relationship between the first to n-th initialization methods according to Embodiment 1 of the present invention and a plurality of control parameters.
  • FIG. 9 is an overall configuration diagram of a content supply system that implements a content distribution service.
  • FIG. 10 is an overall configuration diagram of a digital broadcasting system.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a television.
  • FIG. 12 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. 13 is a diagram illustrating a structure example of a recording medium that is an optical disk.
  • FIG. 14A illustrates an example of a mobile phone.
  • FIG. 14B is a block diagram illustrating a configuration example of a mobile phone.
  • FIG. 15 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • FIG. 16 is a diagram schematically showing how each stream is multiplexed in the multiplexed data.
  • FIG. 17 is a diagram showing in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • FIG. 18 is a diagram showing the structure of TS packets and source packets in multiplexed data.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a data structure of the PMT.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an internal configuration of multiplexed data information.
  • FIG. 21 shows the internal structure of stream attribute information.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating steps for identifying video data.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating a configuration example of an integrated circuit that realizes the moving image encoding method and the moving image decoding method according to each embodiment.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration for switching the driving frequency.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating steps for identifying video data and switching between driving frequencies.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a look-up table in which video data standards are associated with drive frequencies.
  • (A) of FIG. 27 is a figure which shows an example of the structure which shares the module of a signal processing part.
  • FIG. 27B is a diagram illustrating another example of a configuration for sharing a module of the signal processing unit.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a part of a process for analyzing a binary string encoded by CABAC. Specifically, FIG. 1 illustrates a process of analyzing a binary string output by encoding the value of a variable SE (Syntax Element) by CABAC (including binarization processing) “CABAC processing process for slice data. This is a flowchart excerpting a part of (FIG. 9-1, H.264 (09) _F9-1 of Non-Patent Document 1).
  • encoding by CABAC is applied to a variable group (defined in the ae (v) type) included in a data structure of a portion corresponding to a substantial part of an image.
  • the data structure corresponding to the substantial part of the image is currently data of a layer below slice data (slice data (Section 7.3.4), macroblock layer (Section 7.3.5)), and the like.
  • variable is a variable given by the data structure definition or a variable derived by the data structure definition.
  • the variable is a variable included in the data structure of the encoded stream.
  • SE refers to a Syntax Element, which is a variable (variable name).
  • step S502 it is determined whether a certain variable (SE) is the first variable (SE) in the slice regardless of the value (S502).
  • This determination is a determination as to whether it is necessary to initialize a context variable corresponding to the variable. For example, if there are a plurality of macroblocks in a slice and the variable is related to the first macroblock, the determination result is YES. If the variable is related to the second and subsequent macroblocks and is the same type of variable (SE) as the variable related to the first macroblock, the determination result is NO. This is because the initialization of this type of variable has already been completed even if the values of the variables are different.
  • initialization initialization of context variables of the context variable (variables) indicated by the ctxIdx corresponding to the variable is executed (S503).
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the correspondence between the variable (SE) and ctxIdx.
  • FIG. 2 is a table showing the correspondence between variables and context indexes (ctxIdx) in the prior art (H.264).
  • the upper part of the table indicates a variable (signal type, SE), and the lower part of the table indicates ctxIdx corresponding to the upper variable.
  • FIG. 3A and 3B are diagrams for explaining a method of initializing a context variable corresponding to a predetermined variable.
  • FIG. 3A is a flowchart illustrating an initialization method of context variables specified by each context index derived in step S503 (Initialization of context variables) of FIG.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating a calculation method in the context variable initialization method. That is, FIG. H.264 shows a calculation formula applied to all ctxIdx (0 to 1023).
  • an initial value of pStateIdx indicating which of 64 sequences from 0 to 63 corresponds to a probability sequence
  • two values “0” and “1” The initial value of valMPS that indicates which value has the higher probability is derived by substantially one dynamic control parameter SliceQPy.
  • preCtxState (1..126) is first derived to determine preStateIdx (0..63).
  • m and n are constants that give a slope (m) and an intercept (n) when preCtxState (y) is expressed as a linear function of SliceQPy (x), and are statically determined in advance. Yes. Therefore, this initialization method can be said to be one initialization method with substantially one control parameter (SliceQPy).
  • SliceQPy is an initial value of QPy applied to the slice by the value of the pic_init_qp_minus26 variable specified in the slice header for each slice. This is a variable that abstracts the initial value of the luminance quantization parameter applied to the slice (H.264 standard format 8-422, etc.).
  • a set (1st division to nth division) is formed from a different viewpoint from the individual variables defined in the data structure (including cases where the coefficient positions are different and whether they are counted as one variable). I'm considering doing that.
  • One viewpoint for forming a set is “type of control parameter”.
  • the variable belonging to the section (first to nth sections) formed based on the type of control parameter (# 1 to #n) is the control parameter “QPy” (brightness quantization parameter). I noticed that the static initialization described above is not optimal.
  • the arithmetic coding applied to the image data part is extended to the upper layer parameters (including the control parameter QP itself). In doing so, it was found that other control parameters were needed that gave an optimal initialization method different from QP.
  • the arithmetic decoding method initializes a context variable for specifying an occurrence probability of a value that can be taken by each array element included in a binary array corresponding to a value of a predetermined variable,
  • An arithmetic decoding method for arithmetically decoding the binary array using the context variable wherein an initialization method corresponding to the predetermined variable or a section to which the predetermined variable belongs is selected from a plurality of initialization methods.
  • At least one of the plurality of initialization methods depends on a color difference quantization step.
  • At least one of the plurality of initialization methods depends on the maximum number of reference pictures.
  • At least one of the plurality of initialization methods depends on a picture resolution.
  • At least one of the plurality of initialization methods depends on a slice position.
  • the arithmetic coding method also initializes a context variable for specifying a probability of occurrence of a value that can be taken by each array element included in a binary array corresponding to a value of a predetermined variable.
  • An arithmetic encoding method that arithmetically encodes the binary array using the context variable, wherein an initialization method corresponding to the predetermined variable or a section to which the predetermined variable belongs is a plurality of initialization methods.
  • At least one of the plurality of initialization methods depends on a color difference quantization step.
  • At least one of the plurality of initialization methods depends on the maximum number of reference pictures.
  • At least one of the plurality of initialization methods depends on a picture resolution.
  • At least one of the plurality of initialization methods depends on a slice position.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the image decoding apparatus 400 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the arithmetic decoding unit 300 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the arithmetic decoding unit 300 is provided in an image decoding device 400 that decodes encoded image data that has been compression-encoded.
  • an image decoding device 400 that decodes encoded image data that has been compression-encoded.
  • the image decoding apparatus 400 decodes the encoded image data that has been compression encoded. For example, the image decoding apparatus 400 receives encoded image data as a decoding target signal for each block. The image decoding apparatus 400 restores image data by performing entropy decoding, inverse quantization, and inverse transformation on the input decoding target signal.
  • the image decoding apparatus 400 includes an entropy decoding unit 410, an inverse quantization / inverse conversion unit 420, an adder 425, a deblocking filter 430, a memory 440, an intra prediction unit 450, A motion compensation unit 460 and an intra / inter switch 470 are provided.
  • the entropy decoding unit 410 restores the quantization coefficient by entropy decoding the input signal (input stream).
  • the input signal (input stream) is a signal to be decoded and corresponds to data for each block of the encoded image data.
  • the entropy decoding unit 410 acquires motion data from the input signal and outputs the acquired motion data to the motion compensation unit 460.
  • the inverse quantization / inverse transform unit 420 restores the transform coefficient by inversely quantizing the quantized coefficient restored by the entropy decoding unit 410. Then, the inverse quantization / inverse transform unit 420 restores the prediction error by inversely transforming the restored transform coefficient.
  • the adder 425 generates a decoded image by adding the restored prediction error and the prediction signal.
  • the deblocking filter 430 performs deblocking filter processing on the generated decoded image.
  • the decoded image subjected to the deblocking filter process is output as a decoded signal.
  • the memory 440 is a memory for storing a reference image used for motion compensation. Specifically, the memory 440 stores a decoded image that has been subjected to deblocking filter processing.
  • the intra prediction unit 450 generates a prediction signal (intra prediction signal) by performing intra prediction. Specifically, the intra prediction unit 450 generates an intra prediction signal by performing intra prediction with reference to images around the block to be decoded (input signal) in the decoded image generated by the adder 425. .
  • the motion compensation unit 460 generates a prediction signal (inter prediction signal) by performing motion compensation based on the motion data output from the entropy decoding unit 410.
  • the intra / inter switch 470 selects either the intra prediction signal or the inter prediction signal, and outputs the selected signal to the adder 425 as a prediction signal.
  • the image decoding apparatus 400 decodes encoded image data that has been compression-encoded.
  • the arithmetic decoding unit 300 according to the present embodiment shown in FIG. 5 is provided in the entropy decoding unit 410. That is, the arithmetic decoding unit 300 performs arithmetic decoding and multi-value coding on encoded image data that has been subjected to predictive encoding as an input stream IS.
  • the signal type information SE is information indicating the position of the quantization coefficient, motion data, or the intra prediction direction used by the intra prediction unit 450.
  • the arithmetic decoding unit 300 includes a binary arithmetic decoder 301, a symbol occurrence probability storage unit 302, a context control unit 303, and a multilevel conversion unit 304.
  • the binary arithmetic decoder 301 outputs the binary signal OBIN by arithmetically decoding the input stream IS using the occurrence probability information PE output from the symbol occurrence probability storage unit 302.
  • the symbol occurrence probability storage unit 302 stores a context variable for specifying the occurrence probability for each context. Then, the symbol occurrence probability storage unit 302 outputs the occurrence probability PE to the binary arithmetic decoder 301 in accordance with an instruction from the context control unit 303.
  • the context control unit 303 specifies the context corresponding to the variable SE and causes the symbol occurrence probability storage unit 302 to output the occurrence probability PE specified by the context variable of the context.
  • the context control unit 303 updates the context variable stored in the symbol occurrence probability storage unit 302 in order to update the occurrence probability according to the value of the binary signal OBIN.
  • the context control unit 303 initializes the context variable stored in the symbol occurrence probability storage unit 302 when the context variable needs to be initialized. Details of the initialization of the context variable will be described later.
  • the multi-value quantization unit 304 multi-values the binary signal OBIN to output quantization coefficients or motion data.
  • the context variable initialization process in the present embodiment is executed by the context control unit 303.
  • another processing unit for example, a context division control unit (not shown) or the like) performs a process of determining or changing a division according to the value of the control signal, and a variable (or a set of variables (first to n divisions) ) Can be provided to the context control unit 303.
  • the encoding device side and the decoding device side must use a common probability (or probability update model).
  • the same probability model (initial probability value, update rule) is used on the encoding device side that generates one range (a value that abstracts a section on the number line) and on the decoding device side that interprets this value (section). Otherwise, the arithmetic coding / decoding framework breaks down. Therefore, on the encoding device side, after the value of the control parameter is determined, the same context initialization process as that executed on the decoding device side is performed.
  • FIG. 6 is a flowchart showing context variable initialization processing according to Embodiment 1 of the present invention. This initialization process is executed when the context control unit 303 needs to initialize a context variable corresponding to a variable to be arithmetically encoded.
  • step S101 the context control unit 303 determines whether the analysis target variable (predetermined variable) belongs to any of the first to nth divisions (S101). For example, variable classification as shown in FIG. 7 is used.
  • the category may be set for a set of variables or a set of contexts.
  • the division does not necessarily need to be set statically, and may change dynamically. If the partition changes dynamically (or is specified on the encoding side), the partition can also be specified using an index.
  • the context control unit 303 determines whether the initialization method varies depending on the category (first to n-th initialization methods (n is an integer of 2 or more). ) Is executed (S103, S105,). That is, the context control unit 303 first determines an initialization method corresponding to the determined category from among a plurality of initialization methods. Then, the context control unit 303 initializes the context variable corresponding to the variable to be analyzed using the determined initialization method.
  • the initialization method may be associated with a variable to be analyzed. That is, the context control unit 303 may determine an initialization method corresponding to the variable to be analyzed from a plurality of initialization methods.
  • the context control unit 303 may determine an initialization method corresponding to a category or variable by referring to information in which the category or variable is associated with an initialization method. This information may be stored in a storage unit (memory) (not shown), for example.
  • FIG. 8 is a diagram showing a correspondence relationship between the first to n-th initialization methods (init_method [1..i]) and combinations of zero or more control parameters used in each initialization method.
  • a row corresponds to an initialization method number
  • a column corresponds to a control parameter number (first to jth control parameters).
  • the coefficient a (i, j) designated by the matrix number takes a value of “0” or “1”, for example.
  • the context control unit 303 can specify which parameter is used by the first to n-th initialization methods by referring to this table.
  • control parameters described below are examples, and the control parameters according to the present invention are not limited to the control parameters described below.
  • the first control parameter (param # 1) is, for example, “luminance quantization step”. That is, at least one of the first to n-th initialization methods may depend on the luminance quantization step. As a result, the degree of correlation between the binary array and the luminance quantization step can be reflected in the initialization process, as in the prior art.
  • the second control parameter (param # 2) is, for example, “color difference quantization step”. That is, at least one of the first to n-th initialization methods may depend on a color difference quantization step.
  • the degree of correlation between the binary array and the luminance quantization step could be reflected in the initialization process.
  • the degree of correlation between the color difference and the quantization step can be reflected in the initialization process.
  • the initialization process can be performed using the tendency that the information amount related to the color difference becomes large, and the encoding efficiency can be further improved.
  • the coding information related to the color difference signal is, for example, information related to the color difference prediction mode or information related to coding of the color difference quantization coefficient. More specifically, the coding information related to the color difference signal is information for distinguishing between zero and non-zero coefficients, or information indicating where the non-zero coefficient is located in the transform block.
  • the third control parameter (param # 3) is, for example, “maximum number of reference frames”. That is, at least one of the first to n-th initialization methods may depend on the maximum number of reference pictures.
  • the coding information related to the maximum number of reference frames is, for example, information related to motion prediction or information related to coding of a motion vector. More specifically, the encoding information related to the maximum number of reference frames is information indicating the prediction reference direction, the magnitude of a motion vector, or the index of a frame to be referenced, for example.
  • the third control parameter (param # 3) is “the maximum number of reference frames”, but may be replaced with information related to prediction in the time direction, for example. Also, for example, the third control parameter (param # 3) may be information indicating the frame rate of the input image signal. Even in this case, when the frame rate is high, the initial value can be adjusted using the fact that the correlation in the time direction is high, and the encoding efficiency can be further improved.
  • the fourth control parameter (param # 4) is “resolution of picture to which this slice belongs” given by a predetermined parameter, for example. That is, at least one of the first to n-th initialization methods may depend on the resolution of the picture.
  • the encoding information related to the resolution of the input signal is, for example, information related to the unit of encoding processing or information related to encoding of the quantization coefficient. More specifically, the encoding information related to the resolution of the input signal is, for example, information for distinguishing between zero and non-zero coefficients, or information indicating where the non-zero coefficient is located in the transform block. It is.
  • the fifth control parameter is, for example, “a signal indicating a difference between slices” (a position in the space of a slice to be decoded). That is, at least one of the first to n-th initialization methods may depend on the position of the slice in the picture.
  • the coding information related to the characteristics of the slice is, for example, information related to slice position information or a difference in the coding method of the slice.
  • the control parameter may be a fixed value. This fixed value may be the same value as n (the number of control parameters).
  • the first to nth control parameters may be independent of each other. Further, it may not be a function relationship in which other control parameters are uniquely determined from the first control parameter.
  • control parameter may be another variable in this slice and the signal type (value) obtained by arithmetic decoding.
  • the probability of switching to the initialization method using the control parameter appropriate to the information type (group) is initialized for the initialization of the context variable for the predetermined section (a plurality of contexts Idx).
  • the initial value of can be set.
  • the information such as the classification may be determined in advance which processing unit is used for each signal type to be encoded, or header information (for example, information indicating a profile or another control parameter is transmitted, Switching may be performed by (decoding).
  • the initialization method can be switched in accordance with the characteristics of the input signal, and the encoding efficiency can be further improved.
  • the inclusion relationship between the index and the category may be a relationship that includes the other.
  • the values of variables or individual values of elements arranged in a binary array etc.
  • the H.M. using the QP shown in FIGS.
  • An initialization method different from the H.264 initialization method is applied. It should be noted that the present invention. In order to apply to the same probability model as H.264, a plurality of indexes may be included in one section.
  • the context variable initialization method according to the present embodiment can also be applied to the arithmetic coding method. That is, also in the arithmetic coding method, the context variable can be initialized as shown in FIGS. Thereby, the same effect as the above arithmetic decoding method can be obtained.
  • 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.
  • the system has an image encoding / decoding device including an image encoding device using an image encoding method and an image decoding device using an image decoding method.
  • image encoding / decoding device including an image encoding device using an image encoding method and an image decoding device using an image decoding method.
  • Other configurations in the system can be appropriately changed according to circumstances.
  • FIG. 9 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 (that is, the image encoding of the present invention).
  • Function as a device Function as a device) and transmit 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 (that is, functions as the image decoding device of the present invention).
  • the captured data may be encoded by the camera ex113, the streaming server ex103 that performs data transmission processing, or may be shared with each other.
  • the decryption processing of the distributed data may be performed by the client, the streaming server ex103, or may be performed in common with each other.
  • still images and / or moving image data captured by the camera ex116 may be transmitted to the streaming server ex103 via the computer ex111.
  • the encoding process in this case may be performed by any of the camera ex116, the computer ex111, and the streaming server ex103, or may be performed in a shared manner.
  • these encoding / decoding processes are generally performed in the computer ex111 and the LSI ex500 included in each device.
  • the LSI ex500 may be configured as a single chip or a plurality of chips.
  • moving image encoding / decoding software is incorporated into some recording medium (CD-ROM, flexible disk, hard disk, etc.) that can be read by the computer ex111, etc., and encoding / decoding processing is performed using the software. May be.
  • moving image data acquired by the camera may be transmitted.
  • the moving image data at this time is data encoded by the LSI ex500 included in the mobile phone ex114.
  • the streaming server ex103 may be a plurality of servers or a plurality of computers, and may process, record, and distribute data in a distributed manner.
  • the encoded data can be received and reproduced by the client.
  • the information transmitted by the user can be received, decrypted and reproduced by the client in real time, and personal broadcasting can be realized even for a user who does not have special rights or facilities.
  • the digital broadcast system ex200 also includes at least the video encoding device (video encoding device) or video decoding of each of the above embodiments. Any of the devices (image decoding devices) can be incorporated.
  • 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 (that is, data encoded by the image encoding apparatus of the present invention).
  • 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 an apparatus such as the television (receiver) ex300 or the set top box (STB) ex217 (that is, functions as the image decoding apparatus of the present invention).
  • 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. 11 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 each of the audio data and the video data, or encodes the respective information, the audio signal processing unit ex304, the video signal processing unit ex305 (function as the image encoding device or the image decoding device of the present invention). ), A speaker ex307 for outputting the decoded audio signal, and an output unit ex309 having a display unit ex308 such as a display for displaying the decoded video 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. 12 shows a configuration of the information reproducing / recording unit ex400 when data is read from or written to the 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. 13 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. 11, and the same may be considered for the computer ex111, the mobile phone ex114, and the like.
  • FIG. 14 (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 ex361 starts up the mobile phone ex114 in an operable state by supplying power from the battery pack to each unit.
  • the cellular phone ex114 converts the audio signal collected by the audio input unit ex356 in the voice call mode into a digital audio signal by the audio signal processing unit ex354 based on the control of the main control unit ex360 having a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Then, this is subjected to spectrum spread processing by the modulation / demodulation unit ex352, digital-analog conversion processing and frequency conversion processing are performed by the transmission / reception unit ex351, and then transmitted via the antenna ex350.
  • the mobile phone ex114 also amplifies the received data received via the antenna ex350 in the voice call mode, performs frequency conversion processing and analog-digital conversion processing, performs spectrum despreading processing by the modulation / demodulation unit ex352, and performs voice signal processing unit After being converted into an analog audio signal by ex354, this is output from the audio output unit ex357.
  • the text data of the e-mail input by operating the operation key unit ex366 of the main unit is sent to the main control unit ex360 via the operation input control unit ex362.
  • the main control unit ex360 performs spread spectrum processing on the text data in the modulation / demodulation unit ex352, performs digital analog conversion processing and frequency conversion processing in the transmission / reception unit ex351, and then transmits the text data to the base station ex110 via the antenna ex350.
  • almost the reverse process is performed on the received data and output to the display unit ex358.
  • the video signal processing unit ex355 compresses the video signal supplied from the camera unit ex365 by the moving image encoding method described in the above embodiments. Encode (that is, function as the image encoding apparatus of the present invention), and send the encoded video data to the multiplexing / demultiplexing unit ex353.
  • the audio signal processing unit ex354 encodes the audio signal picked up by the audio input unit ex356 while the camera unit ex365 images a video, a still image, etc., and sends the encoded audio data to the multiplexing / separating unit ex353. To do.
  • the multiplexing / demultiplexing unit ex353 multiplexes the encoded video data supplied from the video signal processing unit ex355 and the encoded audio data supplied from the audio signal processing unit ex354 by a predetermined method, and is obtained as a result.
  • the multiplexed data is subjected to spread spectrum processing by the modulation / demodulation unit (modulation / demodulation circuit unit) ex352, digital-analog conversion processing and frequency conversion processing by the transmission / reception unit ex351, and then transmitted through 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 shown in each of the above embodiments (that is, functions as the image decoding device of the present invention).
  • video and still images included in the moving image file linked to the home page are displayed from the display unit ex358 via the LCD control unit ex359.
  • 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 or the like is multiplexed with video data is received and transmitted, but data in which character data or the like related to video is multiplexed in addition to audio data It may be video data itself instead of multiplexed data.
  • the moving picture encoding method or the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments can be used in any of the above-described devices / systems. The described effect can be obtained.
  • multiplexed data obtained by multiplexing audio data or the like with video data is configured to include identification information indicating which standard the video data conforms to.
  • identification information indicating which standard the video data conforms to.
  • FIG. 15 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. 16 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. 17 shows in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • the first row in FIG. 17 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 for each picture and stored in the payload of the PES packet.
  • Each PES packet has a PES header, and a PTS (Presentation Time-Stamp) that is a display time of a picture and a DTS (Decoding Time-Stamp) that is a decoding time of a picture are stored in the PES header.
  • PTS Presentation Time-Stamp
  • DTS Decoding Time-Stamp
  • FIG. 18 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. 18, 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. 19 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.
  • the system rate indicates a maximum transfer rate of multiplexed data to a PID filter of a system target decoder described later.
  • the ATS interval included in the multiplexed data is set to be equal to or less than the system rate.
  • the playback start time is the PTS of the first video frame of the multiplexed data
  • the playback end time is set by adding the playback interval for one frame to the PTS of the video frame at the end of the multiplexed data.
  • the attribute information for each stream included in the multiplexed data is registered for each PID.
  • the attribute information has different information for each video stream, audio stream, presentation graphics stream, and interactive graphics stream.
  • the video stream attribute information includes the compression codec used to compress the video stream, the resolution of the individual picture data constituting the video stream, the aspect ratio, and the frame rate. It has information such as how much it is.
  • the audio stream attribute information includes the compression codec used to compress the audio stream, the number of channels included in the audio stream, the language supported, and the sampling frequency. With information. These pieces of information are used for initialization of the decoder before the player reproduces it.
  • the stream type included in the PMT is used.
  • video stream attribute information included in the multiplexed data information is used.
  • the video encoding shown in each of the above embodiments for the stream type or video stream attribute information included in the PMT.
  • FIG. 22 shows steps of the moving picture decoding method according to the present embodiment.
  • step exS100 the stream type included in the PMT or the video stream attribute information included in the multiplexed data information is acquired from the multiplexed data.
  • step exS101 it is determined whether or not the stream type or the video stream attribute information indicates multiplexed data generated by the moving picture encoding method or apparatus described in the above embodiments. To do.
  • step exS102 the above embodiments are performed. Decoding is performed by the moving picture decoding method shown in the form.
  • the conventional information Decoding is performed by a moving image decoding method compliant with the standard.
  • FIG. 23 shows a configuration of an LSI ex500 that is made into one chip.
  • the LSI ex500 includes elements ex501, ex502, ex503, ex504, ex505, ex506, ex507, ex508, and ex509 described below, and each element is connected via a bus ex510.
  • the power supply circuit unit ex505 is activated to an operable state by supplying power to each unit when the power supply is on.
  • the LSI ex500 when performing the encoding process, performs the microphone ex117 and the camera ex113 by the AV I / O ex509 based on the control of the control unit ex501 including the CPU ex502, the memory controller ex503, the stream controller ex504, the drive frequency control unit ex512, and the like.
  • the AV signal is input from the above.
  • the input AV signal is temporarily stored in an external memory ex511 such as SDRAM.
  • the accumulated data is divided into a plurality of times as appropriate according to the processing amount and the processing speed and sent to the signal processing unit ex507, and the signal processing unit ex507 encodes an audio signal and / or video. Signal encoding is performed.
  • the encoding process of the video signal is the encoding process described in the above embodiments.
  • the signal processing unit ex507 further performs processing such as multiplexing the encoded audio data and the encoded video data according to circumstances, and outputs the result from the stream I / Oex 506 to the outside.
  • the output multiplexed data is transmitted to the base station ex107 or written to the recording medium ex215. It should be noted that data should be temporarily stored in the buffer ex508 so as to be synchronized when multiplexing.
  • the memory ex511 is described as an external configuration of the LSI ex500.
  • a configuration included in the LSI ex500 may be used.
  • the number of buffers ex508 is not limited to one, and a plurality of buffers may be provided.
  • the LSI ex500 may be made into one chip or a plurality of chips.
  • control unit ex501 includes the CPU ex502, the memory controller ex503, the stream controller ex504, the drive frequency control unit ex512, and the like, but the configuration of the control unit ex501 is not limited to this configuration.
  • the signal processing unit ex507 may further include a CPU.
  • the CPU ex502 may be configured to include a signal processing unit ex507 or, for example, an audio signal processing unit that is a part of the signal processing unit ex507.
  • the control unit ex501 is configured to include a signal processing unit ex507 or a CPU ex502 having a part thereof.
  • LSI LSI
  • IC system LSI
  • super LSI ultra LSI depending on the degree of integration
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and implementation with a dedicated circuit or a general-purpose processor is also possible.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
  • FIG. 24 shows a configuration ex800 in the present embodiment.
  • the drive frequency switching unit ex803 sets the drive frequency high when the video data is generated by the moving image encoding method or apparatus described in the above embodiments.
  • the decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method described in each of the above embodiments is instructed to decode the video data.
  • the video data is video data compliant with the conventional standard, compared to the case where the video data is generated by the moving picture encoding method or apparatus shown in the above embodiments, Set the drive frequency low. Then, it instructs the decoding processing unit ex802 compliant with the conventional standard to decode the video data.
  • the drive frequency switching unit ex803 includes the CPU ex502 and the drive frequency control unit ex512 in FIG.
  • the decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method described in each of the above embodiments and the decoding processing unit ex802 that conforms to 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 of the video data for example, it is conceivable to use the identification information described in the third embodiment.
  • the identification information is not limited to that described in Embodiment 3, 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. In addition, 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. 25 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. 27B 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 arithmetic decoding method and the arithmetic encoding method according to the present invention can be used as an image decoding method and an image encoding method.
  • Such an image decoding method and an image encoding method can be used for various purposes.
  • high-resolution information such as a television, a digital video recorder, a car navigation, a mobile phone, a digital camera, and a digital video camera. It can be used for display devices and imaging devices.

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Abstract

　所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、コンテキスト変数を用いて２値配列を算術復号する算術復号方法は、所定の変数または所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中からコンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップ（Ｓ１０３、Ｓ１０５）と、決定された初期化方法を用いて、コンテキスト変数を初期化する初期化ステップ（Ｓ１０３、Ｓ１０５）とを含む。

Description

算術復号方法および算術符号化方法
　本発明は、コンテキストベースの２値算術符号化あるいは２値算術復号において利用されるコンテキスト変数の初期化方法に関する。
　動画像の符号化方法・復号方法としてＨ．２６４／ＭＰＥＧ－４　ＡＶＣ（以下、単に「Ｈ．２６４」と記載する）と呼ばれる方法が知られている（非特許文献１）。この方法では、周波数変換・量子化等の動画像圧縮処理により画像圧縮処理を行う。更に、画像圧縮処理後の符号に対して出力されるストリームのビット量を削減するためのエントロピー符号化方法が複数採用されている。
　エントロピー符号化方法では、動画像の成分をコンテキストとして用いる方法が利用できる。Ｈ．２６４では、このようなエントロピー符号化方法の１つとして、コンテキストを用いてハフマン符号表を切り替えるコンテキストベースのＶＬＣ（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｌｅｎｇｔｈ　Ｃｏｄｉｎｇ）方式（非特許文献１の９．２節）が採用されている。また、エントロピー符号化方法の他の１つとして、所定の変数の値を２値配列に変換し、コンテキストを用いて、その２値配列に含まれる個々の要素の値（０および１のいずれか）の発生確率を制御する算術符号化方法が採用されている（非特許文献１の９．３節）である。Ｈ．２６４では、このコンテキストに基づいてバイナリ値の発生確率を与える算術符号化方法をＣＡＢＡＣ（Ｃｏｎｔｅｘｔ－ｂａｓｅｄ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｂｉｎａｒｙ　Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ　Ｃｏｄｉｎｇ）と呼んでいる。
　このＣＡＢＡＣでは、スライス毎にコンテキストの初期化が行われる。具体的には、符号化対象あるいは復号対象のブロックが含まれるスライスが変化するたびに、２値配列に含まれる個々の要素の値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化する。
ＩＴＵ－Ｔ　Ｈ．２６４　（０３／２０１０）
　しかしながら、従来のコンテキスト変数の初期化では、実質的に１つの初期化方法を用いてすべてのコンテキスト変数が初期化されるので、コンテキスト変数が適切に初期化されない場合があった。
　そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、コンテキスト変数を適切に初期化し、符号化効率を向上させることができる算術復号方法および算術符号化方法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、本発明の一態様に係る算術復号方法は、所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、前記コンテキスト変数を用いて前記２値配列を算術復号する算術復号方法であって、前記所定の変数または前記所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から前記コンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップと、決定された前記初期化方法を用いて、前記コンテキスト変数を初期化する初期化ステップとを含む。
　また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る算術符号化方法は、所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、前記コンテキスト変数を用いて前記２値配列を算術符号化する算術符号化方法であって、前記所定の変数または前記所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から前記コンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップと、決定された前記初期化方法を用いて、前記コンテキスト変数を初期化する初期化ステップとを含む。
　本発明によれば、コンテキスト変数を適切に初期化することができ、符号化効率を向上させることができる。
図１は、ＣＡＢＡＣ方法により符号化されたバイナリ列を解析する処理の一部を示すフローチャートである。 図２は、変数とコンテキスト変数との対応関係を説明するための図である。 図３Ａは、コンテキスト変数の初期化方法を説明するための図である。 図３Ｂは、コンテキスト変数の初期化方法を説明するための図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る画像復号装置の構成の一例を示すブロック図である。 図５は、本発明の実施の形態１に係る算術復号部の構成の一例を示すブロック図である。 図６は、本発明の実施の形態１に係るコンテキスト変数の初期化方法を示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施の形態１に係る変数（変数区分）とコンテキストインデクスとの対応関係を説明するための図である。 図８は、本発明の実施の形態１に係る第１～第ｎの初期化方法と複数の制御パラメータとの対応関係を示す図である。 図９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１０は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図１１は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図１２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１３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１４の（ａ）は、携帯電話の一例を示す図である。図１４の（ｂ）は、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図１５は、多重化データの構成を示す図である。 図１６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１７は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。 図１８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１９は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２０は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図２１は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図２２は、映像データを識別するステップを示す図である。 図２３は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号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２４は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図２５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２６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２７の（ａ）は、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図である。図２７の（ｂ）は、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。
　まず、本発明に至った経緯について説明する。
　図１は、ＣＡＢＡＣにより符号化されたバイナリ列を解析する処理の一部を示すフローチャートである。具体的には、図１は、ＣＡＢＡＣ（２値化処理を含む）によってある変数ＳＥ（Ｓｙｎｔａｘ　Ｅｌｅｍｅｎｔ）の値を符号化することにより出力されるバイナリ列を解析する処理“ＣＡＢＡＣ　ｐｒａｓｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　ｓｌｉｃｅ　ｄａｔａ”（非特許文献１のＦｉｇ．９－１、Ｈ．２６４（０９）＿Ｆ９－１）の一部を抜粋したフローチャートである。
　Ｈ．２６４においては、ＣＡＢＡＣによる符号化は、画像の実体部分に対応する部分のデータ構造に含まれる変数群（ａｅ（ｖ）型で定義される）に適用されている。画像の実体部分に対応するデータ構造とは、現時点では、スライスデータ以下のレイヤのデータ（スライスデータ（７．３．４節）、マクロブロックレイヤ（７．３．５節））等である。
　逆に、スライスデータについての制御パラメータを与える、スライスデータより上のレイヤ（スライスヘッダ（７．３．３節）、スライスについての制御パラメータを与えるピクチャパラメータセット等の変数）には適用されない。尚、変数は、データ構造の規定により与えられる変数、あるいは、データ構造の規定により導出される変数である。本発明において、変数は、符号化ストリームのデータ構造に含まれる変数である。尚、本明細書においてＳＥとは、Ｓｙｎｔａｘ　Ｅｌｅｍｅｎｔのことであり、変数（変数名）である。
　さて、ステップＳ５０２にて、ある変数（ＳＥ）が、値を問わずスライス中で最初の変数（ＳＥ）であるか否かが判定される（Ｓ５０２）。この判定は、変数に対応するコンテキスト変数の初期化が必要か否かの判定である。例えば、スライス中に複数のマクロブロックが存在する場合に、１つ目のマクロブロックに関する変数であれば、判定結果はＹＥＳとなる。２つ目以降のマクロブロックに関する変数であって、１つ目のマクロブロックに関する変数と同じ種類の変数（ＳＥ）であれば、判定結果はＮＯとなる。これは、変数の値が異なる値であったとしても、既にこの種類の変数の初期化が完了しているからである。
　ステップＳ５０２の判定結果がＹＥＳである場合、変数に対応するｃｔｘＩｄｘが示すコンテキスト変数（ｖａｒｉａｂｌｅｓ）の初期化（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｔｅｘｔ　ｖａｒｉａｂｌｅｓ）が実行される（Ｓ５０３）。
　図２は、変数（ＳＥ）とｃｔｘＩｄｘとの対応関係を説明するための図である。具体的には、図２は、従来技術（Ｈ．２６４）における変数とコンテキストインデクス（ｃｔｘＩｄｘ）との対応関係を示す表である。表の上段が変数（信号種別、ＳＥ）を示し、表の下段が、上段の変数に対応するｃｔｘＩｄｘを示す。
　例えば、ＳＥが５の変数がＣｏｄｅｄ＿ｂｌｏｃｋ＿ｐａｔｔｅｒｎ（ｌｕｍａ）であると仮定した場合、この変数には、コンテキストインデクス７０．．７２（７０以上７２以下、以下範囲について同表現を用いる）のコンテキストが対応付けられている。また、次の、ＳＥが６の変数がＣｏｄｅｄ＿ｂｌｏｃｋ＿ｐａｔｔｅｒｎ（ｃｈｒｏｍａ）であると仮定とした場合、他の変数とは重複しないように、この変数には、コンテキストインデクス７３．．７６が割り振られている。同様に、変数（配列型）Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｃｏｅｆｆと、変数（配列型）Ｌａｓｔ＿ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｃｏｅｆｆとには、データ構造で表現された変数をグルーピングする複数の区分に対して、互いに重複しないように別のコンテキストインデクスがそれぞれ割り振られている。
　図３Ａおよび図３Ｂは、所定の変数に対応するコンテキスト変数の初期化方法を説明するための図である。具体的には、図３Ａは、図１のステップＳ５０３（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｔｅｘｔ　ｖａｒｉａｂｌｅｓ）において導出される各コンテキストインデクスによって指定されるコンテキスト変数の初期化方法を示すフローチャートである。また、図３Ｂは、コンテキスト変数の初期化方法における計算方法を示す図である。つまり、図３Ｂは、Ｈ．２６４において、すべてのｃｔｘＩｄｘ（０～１０２３）に対して適用される計算式を示す。
　この初期化方法では、（１）確率の系列が０～６３までの６４通りのどの系列に該当するかを示すｐＳｔａｔｅＩｄｘの初期値と、（２）「０」と「１」との２つの値のうち確率が高い方の値はどちらであるかを示すｖａｌＭＰＳの初期値とが、実質１つの動的な制御パラメータＳｌｉｃｅＱＰｙにより導出される。
　尚、図３Ｂに示すように、ｐｒｅＳｔａｔｅＩｄｘ（０．．６３）を決定するためにｐｒｅＣｔｘＳｔａｔｅ（１．．１２６）が最初に導出される。ここで、ｍとｎとは、ｐｒｅＣｔｘＳｔａｔｅ（ｙ）をＳｌｉｃｅＱＰｙ（ｘ）の一次関数として表した場合における傾き（ｍ）と切片（ｎ）とを与える定数であり、事前に静的に決定されている。従って、この初期化方法は、実質１つの制御パラメータ（ＳｌｉｃｅＱＰｙ）による１つの初期化方法といえる。
　Ｈ．２６４における、ＳｌｉｃｅＱＰｙは、スライス毎にスライスヘッダで指定されるｐｉｃ＿ｉｎｉｔ＿ｑｐ＿ｍｉｎｕｓ２６変数の値によって、そのスライスに対して適用されるＱＰｙの初期値である。これは、スライスに適用される輝度用の量子化パラメータの初期値を抽象する変数である（Ｈ．２６４規格書式８－４２２等）。
　従って、この輝度用の値のみを制御パラメータとして用いて、色差に関する変数であるｃｏｄｅｄ＿ｂｌｏｃｋ＿ｐａｔｔｅｒｎ　（ｃｈｒｏｍａ）などに対応するコンテキスト変数を初期化することは適切とは言えない。つまり、必ずしもこの輝度用の変数ＱＰｙのみから定まる１つの初期化方法を用いてコンテキスト変数を初期化することが適切とはいえない。
　更に、我々は、関連する技術について以下の検討を行っている。
　具体的には、データ構造で規定された個々の変数（係数位置が異なる場合も１つの変数と数える場合も含む）とは別の観点で集合（第１の区分～第ｎの区分）を形成することを検討している。集合を形成するための１つの観点が、「制御パラメータの種別」である。この検討において、制御パラメータの種別（＃１～＃ｎ）に基づいて形成された区分（第１～第ｎの区分）に属する変数は、制御パラメータ「ＱＰｙ」（輝度用の量子化パラメータ）を静的に用いる前述の初期化が最適ではないことに気がついた。
　また、画像データ部分（スライスデータ以下のレイヤのデータ）に適用していた算術符号化を、上のレイヤのパラメータ（制御パラメータであるＱＰ自体を含む）にも拡張して適用することを検討している際に、ＱＰとは異なる最適な初期化方法を与える他の制御パラメータが必要となることに気がついた。
　そこで、本発明の一態様に係る算術復号方法は、所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、前記コンテキスト変数を用いて前記２値配列を算術復号する算術復号方法であって、前記所定の変数または前記所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から前記コンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップと、決定された前記初期化方法を用いて、前記コンテキスト変数を初期化する初期化ステップとを含む。
　また、本発明の別の一態様に係る算術復号方法において、前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、色差の量子化ステップに依存することが好ましい。
　また、本発明の別の一態様に係る算術復号方法において、複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、参照ピクチャの最大枚数に依存することが好ましい。
　また、本発明の別の一態様に係る算術復号方法において、複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、ピクチャの解像度に依存することが好ましい。
　また、本発明の別の一態様に係る算術復号方法において、複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、スライスの位置に依存することが好ましい。
　また、本発明の一態様に係る算術符号化方法は、所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、前記コンテキスト変数を用いて前記２値配列を算術符号化する算術符号化方法であって、前記所定の変数または前記所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から前記コンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップと、決定された前記初期化方法を用いて、前記コンテキスト変数を初期化する初期化ステップとを含む。
　また、本発明の別の一態様に係る算術符号化方法において、前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、色差の量子化ステップに依存することが好ましい。
　また、本発明の別の一態様に係る算術符号化方法において、複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、参照ピクチャの最大枚数に依存することが好ましい。
　また、本発明の別の一態様に係る算術符号化方法において、複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、ピクチャの解像度に依存することが好ましい。
　また、本発明の別の一態様に係る算術符号化方法において、複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、スライスの位置に依存することが好ましい。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。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。つまり、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、本発明の一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、請求の範囲の記載に基づいて特定される。したがって、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は、本発明の課題を達成するため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構成要素として説明される。
　（実施の形態１）
　図４は、本発明の実施の形態１に係る画像復号装置４００の構成の一例を示すブロック図である。また、図５は、本発明の実施の形態１に係る算術復号部３００の構成の一例を示すブロック図である。
　なお、本実施の形態に係る算術復号部３００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する画像復号装置４００に備えられる。まず、図４に示す画像復号装置４００について説明する。
　画像復号装置４００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する。例えば、画像復号装置４００は、符号化画像データがブロック毎に復号対象信号として入力される。画像復号装置４００は、入力された復号対象信号に、エントロピー復号、逆量子化および逆変換を行うことで、画像データを復元する。
　図４に示すように、画像復号装置４００は、エントロピー復号部４１０と、逆量子化・逆変換部４２０と、加算器４２５と、デブロッキングフィルタ４３０と、メモリ４４０と、イントラ予測部４５０と、動き補償部４６０と、イントラ／インター切換スイッチ４７０とを備える。
　エントロピー復号部４１０は、入力信号（入力ストリーム）をエントロピー復号することで、量子化係数を復元する。なお、ここで、入力信号（入力ストリーム）は、復号対象信号であり、符号化画像データのブロック毎のデータに相当する。また、エントロピー復号部４１０は、入力信号から動きデータを取得し、取得した動きデータを動き補償部４６０に出力する。
　逆量子化・逆変換部４２０は、エントロピー復号部４１０によって復元された量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。そして、逆量子化・逆変換部４２０は、復元した変換係数を逆変換することで、予測誤差を復元する。
　加算器４２５は、復元された予測誤差と予測信号とを加算することで、復号画像を生成する。
　デブロッキングフィルタ４３０は、生成された復号画像にデブロッキングフィルタ処理を行う。デブロッキングフィルタ処理された復号画像は、復号信号として出力される。
　メモリ４４０は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ４４０は、デブロッキングフィルタ処理が施された復号画像を格納する。
　イントラ予測部４５０は、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部４５０は、加算器４２５によって生成された復号画像における、復号対象ブロック（入力信号）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。
　動き補償部４６０は、エントロピー復号部４１０から出力された動きデータに基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。
　イントラ／インター切換スイッチ４７０は、イントラ予測信号およびインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として加算器４２５に出力する。
　以上の構成により、本実施の形態に係る画像復号装置４００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する。
　なお、図４において、図５に示す本実施の形態に係る算術復号部３００は、エントロピー復号部４１０に備えられる。すなわち、算術復号部３００は、入力ストリームＩＳとして、予測符号化が実行された符号化画像データを算術復号および多値化する。また、信号種別情報ＳＥは、量子化係数の位置、動きデータ、又は、イントラ予測部４５０が用いるイントラ予測方向などを示す情報である。
　ここで、図５に示す算術復号部３００について説明する。
　図５に示すように、算術復号部３００は、２値算術復号器３０１と、シンボル発生確率格納部３０２と、コンテキスト制御部３０３と、多値化部３０４とを備える。
　２値算術復号器３０１は、シンボル発生確率格納部３０２から出力される発生確率情報ＰＥを用いて入力ストリームＩＳを算術復号することにより、２値信号ＯＢＩＮを出力する。
　シンボル発生確率格納部３０２は、発生確率を特定するためのコンテキスト変数をコンテキストごとに格納している。そして、シンボル発生確率格納部３０２は、コンテキスト制御部３０３からの指示に従って、発生確率ＰＥを２値算術復号器３０１に出力する。
　コンテキスト制御部３０３は、変数ＳＥに対応するコンテキストを特定し、当該コンテキストのコンテキスト変数によって特定される発生確率ＰＥを、シンボル発生確率格納部３０２に出力させる。また、コンテキスト制御部３０３は、２値信号ＯＢＩＮの値に従って発生確率を更新するために、シンボル発生確率格納部３０２に格納されているコンテキスト変数を更新する。
　さらに、コンテキスト制御部３０３は、コンテキスト変数の初期化が必要な場合に、シンボル発生確率格納部３０２に格納されているコンテキスト変数を初期化する。このコンテキスト変数の初期化の詳細については後述する。
　多値化部３０４は、２値信号ＯＢＩＮを多値化することにより、量子化係数または動きデータなどを出力する。
　なお、本実施の形態におけるコンテキスト変数の初期化処理は、コンテキスト制御部３０３にて実行される。なお、他の処理部（例えば、コンテキスト区分制御部（図示せず）等）は、制御信号の値により区分を決定または変更する処理を行い、変数（あるいは変数の集合（第１～ｎ区分））を、コンテキスト制御部３０３に与えることができる。
　尚、符号化装置側と復号装置側とは、共通の確率（あるいは確率の更新モデル）を用いなければならない。１つのレンジ（数直線上の区間を抽象する値）を生成する符号化装置側と、この値（区間）を解釈する復号装置側とが、同じ確率モデル（初期確率値、更新ルール）を用いなければ、算術符号化・復号の枠組みが破綻するためである。従って、符号化装置側でも、制御パラメータの値が決定された後に、復号装置側で実行されるのと同じコンテキスト初期化処理が行われる。
　図６は、本発明の実施の形態１に係るコンテキスト変数の初期化処理を示すフローチャートである。この初期化処理は、コンテキスト制御部３０３において、算術符号化される変数対応するコンテキスト変数を初期化する必要がある場合に実行される。
　まず、ステップＳ１０１にて、コンテキスト制御部３０３は、解析対象の変数（所定の変数）が第１～第ｎの区分のいずれに属するかを判定する（Ｓ１０１）。例えば、図７に示すような変数の区分が利用される。
　尚、区分は、変数の集合に対して設定されてもよいし、コンテキストの集合に対して設定されてもよい。また、区分は、必ずしも静的に設定されている必要はなく、動的に変化してもよい。区分が動的に変化する（あるいは符号化側で指定する）場合は、区分は、インデクスを利用して特定されることもできる。
　次に、区分が１、２、・・・等である場合に、コンテキスト制御部３０３は、その区分に応じて異なる初期化方法（第１～第ｎの初期化方法（ｎは２以上の整数）のいずれか）を実行する（Ｓ１０３、Ｓ１０５・・・）。つまり、コンテキスト制御部３０３は、まず、複数の初期化方法の中から、判定された区分に対応する初期化方法を決定する。そして、コンテキスト制御部３０３は、決定された初期化方法を用いて、解析対象の変数に対応するコンテキスト変数を初期化する。
　なお、ここでは、複数の初期化方法は、区分に対応付けられていたが、必ずしも区分に対応付けられる必要はない。例えば、初期化方法は、解析対象の変数に対応付けられてもよい。つまり、コンテキスト制御部３０３は、解析対象の変数に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から決定しても構わない。
　また、コンテキスト制御部３０３は、例えば、区分あるいは変数と初期化方法とが対応付けられた情報を参照して、区分あるいは変数に対応する初期化方法を決定すればよい。この情報は、例えば図示しない記憶部（メモリ）などに記憶されればよい。
　図８は、第１～第ｎの初期化方法（ｉｎｉｔ＿ｍｅｔｈｏｄ［１．．ｉ］）と各々の初期化方法で用いる０個以上の制御パラメータの組み合わせとの対応関係を示す図である。この図８に示すテーブルでは、行が初期化方法の番号に対応し、列が制御パラメータの番号（第１～第ｊの制御パラメータ）に対応する。行列番号で指定される係数ａ（ｉ，ｊ）は、例えば「０」または「１」の値をとる。コンテキスト制御部３０３は、このテーブルを参照することにより、第１～第ｎの初期化方法がどのパラメータを用いるかを特定することができる。
　例えば、第１の初期化方法（ｉｎｉｔ＿ｍｅｔｈｏｄ［１］）では、第１の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃１）のみが制御パラメータとして用いられる。この場合、ａ（１，１）＝１、ａ（１，２．．ｊ）＝０と設定されればよい。
　このようにして、任意の複数の初期化方法（第１～第ｎの初期化方法）において用いられる制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃１～＃ｊ）の有効／無効あるいは度合いを事前に与えることができる。
　次に、各制御パラメータの具体例を以下に説明する。なお、以下に説明する制御パラメータは、例示であり、本発明に係る制御パラメータは、以下に説明する制御パラメータに限定されない。
　第１の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃１）は、例えば「輝度の量子化ステップ」である。つまり、第１～第ｎの初期化方法のうちの少なくとも１つは、輝度の量子化ステップに依存してもよい。これにより、従来と同様に、２値配列と輝度の量子化ステップとの相関度合いを初期化処理に反映させることができる。
　第２の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃２）は、例えば「色差の量子化ステップ」である。つまり、第１～第ｎの初期化方法のうちの少なくとも１つは、色差の量子化ステップに依存してもよい。
　これにより、従来では、２値配列と輝度の量子化ステップとの相関度合いのみを初期化処理に反映させることしかできなかったが、色差信号に関連する符号化情報を用いて、２値配列と色差の量子化ステップとの相関度合いを初期化処理に反映させることが可能となる。その結果、色差の量子化ステップが小さい場合には、色差関連の情報量が大きくなるという傾向を利用して初期化処理を行うことができ、符号化効率をさらに向上させることができる。
　ここで、色差信号に関連する符号化情報とは、例えば色差の予測モードに関連する情報、あるいは色差の量子化係数の符号化に関連する情報である。より具体的には、色差信号に関連する符号化情報とは、係数のゼロ、非ゼロを区別するための情報、あるいは非ゼロ係数が変換ブロックのどの位置まであるかを示す情報である。
　第３の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃３）は、例えば「参照フレームの最大枚数」である。つまり、第１～第ｎの初期化方法のうちの少なくとも１つは、参照ピクチャの最大枚数に依存してもよい。
　これにより、従来では、２値配列と輝度の量子化ステップとの相関度合いのみを初期化処理に反映させることしかできなかったが、参照フレームの最大枚数に関連する符号化情報を用いて、２値配列と参照フレームの最大枚数との相関度合いを初期化処理に反映させることが可能となる。その結果、参照フレームの最大枚数が多ければ、時間方向の予測に関連する情報が小さくなることを利用して初期化処理を行うことができ、符号化効率をさらに向上させることができる。
　ここで、参照フレームの最大枚数に関連する符号化情報とは、例えば動き予測に関連する情報、あるいは動きベクトルの符号化に関連する情報である。より具体的には、参照フレームの最大枚数に関連する符号化情報とは、例えば、予測参照方向、動きベクトルの大きさ、または参照されるフレームのインデクスを示す情報である。
　なお、この例では、第３の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃３）は、「参照フレームの最大枚数」であったが、例えば、時間方向の予測に関連する情報に代替されてもよい。また例えば、第３の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃３）は、入力画像信号のフレームレートを示す情報であってもよい。この場合であっても、フレームレートが高い場合には、時間方向の相関性が高いことを利用して、初期値を調整することが可能となり、符号化効率をさらに向上させることができる。
　第４の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃４）は、例えば所定のパラメータで与えられる「このスライスが属するピクチャの解像度」である。つまり、第１～第ｎの初期化方法のうちの少なくとも１つは、ピクチャの解像度に依存してもよい。
　これにより、従来では、２値配列と輝度の量子化ステップとの相関度合いのみを初期化処理に反映させることしかできなかったが、入力信号の解像度に関連する符号化情報を用いて、２値配列と入力画像の解像度の相関度合いを初期化処理に反映させることが可能となる。その結果、解像度が高い場合には、処理ブロックの単位が大きくなるという傾向、あるいは１つの処理ブロックに含まれる情報量が少なくなるという傾向を利用して初期化処理を行うことができ、符号化効率をさらに向上させることができる。
　ここで、入力信号の解像度に関連する符号化情報とは、例えば符号化処理の単位に関連する情報、あるいは量子化係数の符号化に関連する情報である。より具体的には、入力信号の解像度に関連する符号化情報とは、例えば、係数のゼロ、非ゼロを区別するための情報、あるいは非ゼロ係数が変換ブロックのどの位置まであるかを示す情報である。
　第５の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃５）は、例えば「スライスの違いを示す信号」（復号対象のスライスの空間上の位置）である。つまり、第１～第ｎの初期化方法のうちの少なくとも１つは、ピクチャ内におけるスライスの位置に依存してもよい。
　これにより、従来では、２値配列と輝度の量子化ステップとの相関度合いのみを初期化処理に反映させることしかできなかったが、スライスの特性に関連する符号化情報を用いて、２値配列とスライスの特性との相関度合いを初期化処理に反映させることが可能となる。その結果、非参照（別のスライスから参照されない）スライスでは、より画質劣化が大きくなるという傾向を利用して初期化処理を行うことができ、符号化効率をさらに向上させることができる。
　ここで、スライスの特性に関連する符号化情報とは、例えばスライス位置情報、あるいはスライスの符号化方法の違いに関連する情報である。
　尚、制御パラメータを固定値としてもよい。この固定値をｎ（制御パラメータの数）と同じ値としてもよい。
　ここで、第１～第ｎの制御パラメータが互いに独立であるとしてもよい。また、第１の制御パラメータから他の制御パラメータが一意に定まる関数の関係でないとしてもよい。
　尚、制御パラメータを、このスライス中の他の変数であって、既に算術復号して得られた信号種別（の値）としてもよい。
　このように、本実施の形態によれば、所定の区分（複数のコンテキストＩｄｘ）に対するコンテキスト変数の初期化に、その情報種別（群）に適切な制御パラメータを用いた初期化方法に切り替えて確率の初期値を設定することができる。
　また、これらの区分等の情報は、符号化する信号種別毎にどの処理単位を用いるかをあらかじめきめておいてもよいし、ヘッダ情報（例えばプロファイルを示す情報や、別の制御パラメータを伝送、復号）によって切り替えてもよい。これにより、さらに入力信号の特性に合わせて初期化方法を切り替えることができ、さらに符号化効率を向上させることができる。
　尚、区分とインデクスとの対応については、インデクスと区分との包含関係はどちらが他方を包含する関係であっても良い。要は、変数とインデクスと初期化方法との関係において、変数の値（あるいは２値配列等に配列化された要素の個々の値）が初期化方法で用いられる制御パラメータの値と相関が強い（正負問わず０に近くない）ことが重要である。例えば、制御パラメータＱＰの値に対して、その相関が第１の変数より弱い第２の変数については、図３Ａおよび図３Ｂに示すＱＰを用いたＨ．２６４の初期化方法とは異なる初期化方法を適用する。尚、本発明Ｈ．２６４と同じ確率モデルに適用させるためには、複数のインデクスを１つの区分が包含するようにするとよい。
　Ｈ．２６４に習い、配列の１つ１つの要素が０、１の２値のどちらかを使う例を説明したが、ｎビット多値を取る場合も、３値いずれかを取る場合であっても、発生確率の初期化に用いるパラメータを適切な制御パラメータに応じて変える点で、本発明が適用できることはいうまでもない。
　なお、本実施の形態に係るコンテキスト変数の初期化方法は、算術符号化方法にも適用できる。つまり、算術符号化方法においても、図６～図８に示すように、コンテキスト変数を初期化することができる。これにより、上記の算術復号方法と同様の効果を奏することができる。
　（実施の形態２）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）または動画像復号化方法（画像復号方法）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（画像符号化方法）や動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、および画像復号方法を用いた画像復号装置からなる画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。
　図９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９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（即ち、本発明の画像符号化装置として機能する）、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（即ち、本発明の画像復号装置として機能する）。
　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１０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（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）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（即ち、本発明の画像符号化装置によって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（即ち、本発明の画像復号装置として機能する）。
　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１１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（本発明の画像符号化装置または画像復号装置として機能する）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１２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１３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１１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１４（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１４（ｂ）を用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８および操作キー部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および電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話ex１１４を動作可能な状態に起動する。
　携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。また携帯電話ex１１４は、音声通話モード時にアンテナex３５０を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ex３５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex３５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex３５７から出力する。
　さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ex３６６等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex３６２を介して主制御部ex３６０に送出される。主制御部ex３６０は、テキストデータを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して基地局ex１１０へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ex３５８に出力される。
　データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex３５５は、カメラ部ex３６５から供給された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し（即ち、本発明の画像符号化装置として機能する）、符号化された映像データを多重／分離部ex３５３に送出する。また、音声信号処理部ex３５４は、映像、静止画等をカメラ部ex３６５で撮像中に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ex３５３に送出する。
　多重／分離部ex３５３は、映像信号処理部ex３５５から供給された符号化された映像データと音声信号処理部ex３５４から供給された符号化された音声データを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変調／復調部（変調／復調回路部）ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理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。
　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（即ち、本発明の画像復号装置として機能する）、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の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３）
　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１５は、多重化データの構成を示す図である。図１５に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ－３、Ｄｏｌｂｙ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ－ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。
　多重化データに含まれる各ストリームはＰＩＤによって識別される。例えば、映画の映像に利用するビデオストリームには０ｘ１０１１が、オーディオストリームには０ｘ１１００から０ｘ１１１Ｆまでが、プレゼンテーショングラフィックスには０ｘ１２００から０ｘ１２１Ｆまでが、インタラクティブグラフィックスストリームには０ｘ１４００から０ｘ１４１Ｆまでが、映画の副映像に利用するビデオストリームには０ｘ１Ｂ００から０ｘ１Ｂ１Ｆまで、主音声とミキシングする副音声に利用するオーディオストリームには０ｘ１Ａ００から０ｘ１Ａ１Ｆが、それぞれ割り当てられている。
　図１６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１７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１７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１７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１８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１８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１９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２０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２０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２１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２２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４）
　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２３に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
　例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ　Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ex５０７に送られ、信号処理部ex５０７において音声信号の符号化および／または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏex５０６から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex１０７に向けて送信されたり、または記録メディアex２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex５０８にデータを蓄積するとよい。
　なお、上記では、メモリex５１１がＬＳＩex５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩex５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファex５０８も１つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩex５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。
　また、上記では、制御部ex５０１が、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有するとしているが、制御部ex５０１の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ex５０７がさらにＣＰＵを備える構成であってもよい。信号処理部ex５０７の内部にもＣＰＵを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、ＣＰＵex５０２が信号処理部ex５０７、または信号処理部ex５０７の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ex５０１は、信号処理部ex５０７、またはその一部を有するＣＰＵex５０２を備える構成となる。
　なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
　さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
　（実施の形態５）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置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２４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２３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２３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３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３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２６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２５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６）
　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２７（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２７（ｂ）のex１０００に示す。この例では、本発明に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。
　このように、本発明の動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。
　本発明に係る算術復号方法および算術符号化方法は、画像復号方法および画像符号化方法として利用可能である。そして、このような画像復号方法および画像符号化方法は、さまざまな用途に利用可能であり、例えば、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の高解像度の情報表示機器や撮像機器に利用可能である。
　３００　算術復号部
　３０１　２値算術復号器
　３０２　シンボル発生確率格納部
　３０３　コンテキスト制御部
　３０４　多値化部
　４００　画像復号装置
　４１０　エントロピー復号部
　４２０　逆量子化・逆変換部
　４２５　加算器
　４３０　デブロッキングフィルタ
　４４０　メモリ
　４５０　イントラ予測部
　４６０　動き補償部
　４７０　イントラ／インター切換スイッチ

Claims (10)

  1. 　所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、前記コンテキスト変数を用いて前記２値配列を算術復号する算術復号方法であって、
    　前記所定の変数または前記所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から前記コンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップと、
    　決定された前記初期化方法を用いて、前記コンテキスト変数を初期化する初期化ステップとを含む
    　算術復号方法。
  2. 　前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、色差の量子化ステップに依存する
    　請求項１に記載の算術復号方法。
  3. 　前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、参照ピクチャの最大枚数に依存する
    　請求項１または２に記載の算術復号方法。
  4. 　前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、ピクチャの解像度に依存する
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の算術復号方法。
  5. 　前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、スライスの位置に依存する
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の算術復号方法。
  6. 　所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、前記コンテキスト変数を用いて前記２値配列を算術符号化する算術符号化方法であって、
    　前記所定の変数または前記所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から前記コンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップと、
    　決定された前記初期化方法を用いて、前記コンテキスト変数を初期化する初期化ステップとを含む
    　算術符号化方法。
  7. 　前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、色差の量子化ステップに依存する
    　請求項６に記載の算術符号化方法。
  8. 　前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、参照ピクチャの最大枚数に依存する
    　請求項６または７に記載の算術符号化方法。
  9. 　前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、ピクチャの解像度に依存する
    　請求項６～８のいずれか１項に記載の算術符号化方法。
  10. 　前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、スライスの位置に依存する
    　請求項６～９のいずれか１項に記載の算術符号化方法。
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