WO2013018296A1 - 動画像符号化方法、動画像復号方法、動画像符号化装置、動画像復号装置、及び動画像符号化復号装置 - Google Patents

動画像符号化方法、動画像復号方法、動画像符号化装置、動画像復号装置、及び動画像符号化復号装置 Download PDF

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陽司 柴原
敏康 杉尾
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Definitions

  • the present invention relates to a moving picture coding method and a moving picture coding apparatus for coding a flag indicating whether or not a transform coefficient of a coding target block exists in order to encode a picture for each block.
  • the present invention relates to a moving picture decoding method, a moving picture decoding apparatus, and a moving picture coding / decoding apparatus for decoding a flag indicating whether or not a transform coefficient exists.
  • Such a video coding standard is, for example, H.264. ITU-T standard indicated by 26x and ISO / IEC standard indicated by MPEG-x.
  • the latest and most advanced video coding standard is currently H.264. H.264 / MPEG-4 AVC standard (see Non-Patent Document 1).
  • the coding approach that underlies most of these standards is based on predictive coding including the main steps shown in (a) to (d) below.
  • A The video frame is divided into pixel blocks in order to compress the data of each video frame at the block level.
  • B Identify temporal and spatial redundancy by predicting individual blocks from previously encoded video data.
  • C The specified redundancy is removed by subtracting the prediction data from the video data.
  • D The remaining data (residual block) is compressed by Fourier transform, quantization, and entropy coding.
  • an object of the present invention is to provide a moving picture coding method, a moving picture coding apparatus, a moving picture decoding method, a moving picture decoding apparatus, and a moving picture coding / decoding apparatus with high coding efficiency.
  • the moving image encoding method is a method of encoding a moving image signal for each first processing unit.
  • the moving image encoding method includes a process of converting the moving image signal in the spatial domain into a coefficient in the frequency domain for each second processing unit included in one or more of the first processing units; A luminance indicating whether a quantization coefficient is included in the second processing unit in which the conversion / quantization step has been executed, and the second processing unit in which the conversion / quantization step has been executed; An arithmetic encoding step for arithmetically encoding the CBF flag. In the arithmetic coding step, depending on whether or not the sizes of the first and second processing units are the same and whether or not the second processing unit is a predetermined maximum size. The probability table used for arithmetic coding is determined.
  • the present invention can be realized not only as an encoding method or a decoding method as described above, but also as a program for causing a computer to execute each step included in such an encoding method or a decoding method. it can.
  • a program can be distributed via a non-temporary recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc Only Memory) or a transmission medium such as the Internet.
  • the luminance CBF flag can be efficiently encoded and decoded.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a decoding apparatus including a luminance CBF flag decoding unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation flow of the luminance CBF decoding unit 101 of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining details of the luminance CBF decoding unit 101 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the video decoding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5A is Table 1000 used for arithmetic decoding according to the present embodiment, and is a table corresponding to Table 0000 in FIG. 28A.
  • FIG. 5B is a table 1001 used for arithmetic decoding according to the present embodiment, and is a table corresponding to Table 0001 in FIG. 28B.
  • FIG. 5C is a table 1002 used for arithmetic decoding according to the present embodiment, and is a table corresponding to Table 0002 in FIG. 28C.
  • FIG. 5D is a table 1003 used for arithmetic decoding according to the present embodiment, and is a table corresponding to Table 0003 in FIG. 28D.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a method for obtaining the number ctxIdxInc for deriving the probability for the luminance CBF flag according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a method for obtaining the number ctxIdxInc for deriving the probability for the luminance CBF flag according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation flow of the luminance CBF flag encoding unit according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of the image coding apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • 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 is a diagram illustrating 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 implements the moving picture coding method and the moving picture 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.
  • FIG. 27A is a diagram illustrating an example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • FIG. 27A is a diagram illustrating an example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • FIG. 27B is a diagram illustrating another example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • FIG. 28A is a diagram illustrating a correspondence between a slice type SliceType and a ctxIdx number corresponding to a probability value necessary for arithmetic coding and arithmetic decoding.
  • FIG. 28B is a table for defining combinations of ctxIdx numbers 0 to 11 shown in FIG. 28A and information (m, n) necessary for determining the initial probability.
  • FIG. 28C is a table showing assignment of an offset value ctxIdxOffset that defines that the first ctxIdx changes depending on the slice type.
  • FIG. 28A is a diagram illustrating a correspondence between a slice type SliceType and a ctxIdx number corresponding to a probability value necessary for arithmetic coding and arithmetic decoding.
  • FIG. 28B is a table for defining combinations of c
  • FIG. 28D is a table showing how ctxIdx is assigned to the number binIdx indicating the order from the beginning of the binary signal sequence.
  • FIG. 29A is a diagram illustrating a method of obtaining a signal ctxIdxInc for deriving a ctxIdx number for a flag including a luminance CBF flag in HEVC.
  • FIG. 29B is a diagram illustrating a method of determining the luminance CBF flag ctxIdxInc.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating a flow of conventional context adaptive arithmetic decoding processing.
  • FIG. 31 is a diagram showing a flow of conventional arithmetic decoding processing for bypass processing.
  • FIG. 32 is a flowchart for explaining in detail the normalization process (RenormD) shown in step SC08 of FIG.
  • a flag indicating whether or not there is information in the residual block after Fourier transform and quantization is coded. This further reduces the amount of information. Specifically, a variable for encoding a flag for identifying the presence or absence of a coefficient in the residual block after quantization is encoded.
  • variable-length coding includes a coding method (CABAC) based on arithmetic coding described later.
  • CABAC coding method
  • FIG. 28A to FIG. 28D are information groups showing definitions of information for encoding the luminance CBF flag in HEVC.
  • Table 0000 shown in FIG. 28A a correspondence between a slice type (I / P / B) called a slice type SliceType and a ctxIdx number corresponding to a probability value necessary for arithmetic coding and arithmetic decoding is set. Show. This indicates that, for example, in the case of an I slice, there are four types of ctxIdx numbers 0 to 3 used for encoding and decoding of the luminance CBF flag. Similarly, there are four types of 4 to 7 for the P slice and four types of 8 to 11 for the B slice.
  • Table 0001 shown in FIG. 28B is a table for defining combinations of ctxIdx numbers 0 to 11 shown in Table 0000 and information (m, n) necessary for determining the initial probability.
  • a method for deriving the initial probability using (m, n) the method described in Non-Patent Document 1 or Non-Patent Document 2 is used.
  • Table0002 shown in FIG. 28C is a table showing assignment of the offset value ctxIdxOffset that defines that the top ctxIdx changes (0, 4, 8 in the example) depending on the slice type described above.
  • Table0003 shown in FIG. 28D indicates the order from the top of the binary signal sequence because ctxIdx is assigned to each binary signal sequence (bin) when actually performing arithmetic coding and arithmetic decoding.
  • Section 9.3.3.1.1.1 will be described in detail with reference to FIGS. 29A and 29B.
  • B01 shown in FIG. 29A is an excerpt from Non-Patent Document 2 showing a method for obtaining a signal ctxIdxInc for deriving a ctxIdx number for a flag including a luminance CBF flag in HEVC.
  • 9.3.3.1.1.1 indicates that a flag including a luminance CBF flag is arithmetically encoded using a result of an adjacent block.
  • Section 9.3.3.1.1.1 details are derived about the derivation based on the block result located above the block including the encoding target flag and the block result located on the left. It is stated.
  • the luminance CBF flag as shown in Table 9-50 shown in FIG. 29B, the luminance CBF flag of the left block and the luminance CBF flag of the upper block indicate that ctxIdxInc is determined as follows. Yes.
  • the ctxIdxInc number of the luminance CBF flag to be encoded is set to 0 (case 1).
  • the number of ctxIdxInc of the luminance CBF flag to be encoded is set to 1 (case 2).
  • the ctxIdxInc number of the luminance CBF flag to be encoded is set to 2 (case 3).
  • the ctxIdxInc number of the luminance CBF flag to be encoded is set to 3 (case 4).
  • ctxIdxInc for derivation of a probability value for use in arithmetic coding and arithmetic decoding of the luminance CBF flag to be encoded is switched according to the value of the surrounding luminance CBF flag.
  • variable length coding such as the aforementioned identification flag (CBF) will be described.
  • CBF identification flag
  • CABAC Context Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • FIG. 30 is a diagram showing a flow of the above-described conventional context adaptive arithmetic decoding process. This drawing is extracted from Non-Patent Document 1, and is as described in Non-Patent Document 1, unless otherwise specified.
  • a context (ctxIdx) determined based on the signal type is input.
  • a derived value qCodIRRangeIdx is calculated from the parameter codIRange indicating the current state in the arithmetic decoding apparatus, and a pStateIdx value corresponding to ctxIdx is obtained.
  • codIRangeLPS is obtained.
  • the codIRrangeLPS is an arithmetic operation when LPS (pointing to the lower symbol of the occurrence probability of either symbol 0 or 1) occurs with respect to the first parameter codIRrange indicating the state in the arithmetic decoding device.
  • the value used as the parameter which shows the state in a decoding apparatus is shown.
  • codIRRange a value obtained by subtracting the above-mentioned codIRangeLPS from the current codIRRange is set (step SC01).
  • a value obtained by subtracting codIRange is set in the second parameter codIOoffset indicating the state in the arithmetic decoding device. Furthermore, since LPS has occurred in the first parameter codIRRange indicating the state in the arithmetic decoding apparatus, the value of codIRrangeLPS calculated in step SC01 is set (step SC03).
  • the pStateIdx value is 0 (NO in step SC05)
  • the pStateIdx value is updated based on the conversion table transIdxLPS when LPS occurs (step SC07).
  • codIOoffset is small (NO in SC02)
  • valMPS is set to binVal that is a decoded output value
  • the pStateIdx value is based on the conversion table transIdxMPS when MPS occurs. (Step SC04).
  • a plurality of symbol occurrence probabilities that are binary symbol occurrence probabilities are stored in association with context indexes, and switching is performed according to conditions (for example, refer to values of adjacent blocks). It is necessary to maintain the order.
  • FIG. 31 is a diagram showing a flow of the above-described conventional arithmetic decoding process for bypass processing. This drawing is extracted from Non-Patent Document 1, and is as described in Non-Patent Document 1, unless otherwise specified.
  • the second parameter codIOoffset indicating the current state of the arithmetic decoding device is shifted left (doubled), and 1 bit is read from the bit stream. If this is the case, the value (twice) is set as it is (SD01).
  • codIOoffset is equal to or larger than the first parameter codIRange indicating the state in the arithmetic decoding device (YES in SD02)
  • “1” is set to binVal which is the decoding output value
  • codIRange is set to codIOOffset. Is set (step SD03).
  • codIOoffset is smaller than the first parameter codIRRange indicating the state in the arithmetic decoding apparatus (NO in SD02)
  • “0” is set to binVal which is a decoded output value (step SD04).
  • FIG. 32 is a flowchart for explaining in detail the normalization process (RenormD) shown in step SC08 of FIG. This drawing is extracted from Non-Patent Document 1, and is as described in Non-Patent Document 1, unless otherwise specified.
  • codIRange When the first parameter codIRange indicating the state in the arithmetic decoding device is smaller than 0x100 (hexadecimal: 256 (decimal)) in the arithmetic decoding process (YES in step SE01), codIRrange is shifted to the left ( 2), the second parameter codIOoffset indicating the state in the arithmetic decoding device is shifted to the left (double), 1 bit is read from the bit stream, and if the read bit is 1, then +1, 0 If this is the case, the value (twice) is set as it is (SE02). This process ends when codIRRange finally becomes 256 or more (NO in step SE01).
  • a moving image encoding method is a method of encoding a moving image signal for each first processing unit.
  • the moving image encoding method includes a process of converting the moving image signal in the spatial domain into a coefficient in the frequency domain for each second processing unit included in one or more of the first processing units; A luminance indicating whether a quantization coefficient is included in the second processing unit in which the conversion / quantization step has been executed, and the second processing unit in which the conversion / quantization step has been executed; An arithmetic encoding step for arithmetically encoding the CBF flag. In the arithmetic coding step, depending on whether or not the sizes of the first and second processing units are the same and whether or not the second processing unit is a predetermined maximum size. The probability table used for arithmetic coding is determined.
  • the probability value for arithmetic coding of the luminance CBF flag can be determined without depending on the value of the luminance CBF flag of the surrounding blocks, so that the memory capacity for holding the luminance CBF flag can be increased. Even if the reduction is significant, high coding efficiency can be maintained.
  • a probability table used for arithmetic coding is determined according to the type of slice to which the first processing unit belongs.
  • the first processing unit may be an encoded block.
  • the second processing unit may be a conversion block.
  • the moving image encoding method switches between the encoding process compliant with the first standard and the encoding process compliant with the second standard, and the conversion / quantum is converted as the encoding process compliant with the first standard.
  • the encoding step and the arithmetic encoding step may be executed, and an identifier indicating the encoding processing standard may be encoded.
  • the moving picture decoding method is a method of decoding an encoded moving picture signal for each first processing unit. Specifically, in the moving picture decoding method, arithmetic decoding that arithmetically decodes a luminance CBF flag indicating whether or not a quantization coefficient is included in a second processing unit included in one or more of the first processing units. And when the luminance CBF flag decoded in the arithmetic decoding step indicates that a quantization coefficient is included in the second processing unit, the quantization coefficient of the second processing unit is used.
  • a restoring step for restoring the moving image signal In the arithmetic decoding step, depending on whether or not the sizes of the first and second processing units are the same, and whether or not the second processing unit is a predetermined maximum size, A probability table used for arithmetic decoding is determined.
  • a probability table used for arithmetic decoding is determined according to the type of slice to which the first processing unit belongs.
  • the first processing unit may be an encoded block.
  • the second processing unit may be a conversion block.
  • the moving picture decoding method includes a decoding process compliant with the first standard and a decoding process compliant with the second standard according to an identifier indicating the first standard or the second standard included in the encoded signal.
  • the arithmetic decoding step and the restoration step may be performed as a decoding process compliant with the first standard.
  • the moving image encoding apparatus encodes a moving image signal for each first processing unit. Specifically, the moving image encoding apparatus converts the moving image signal in the spatial domain into a frequency domain coefficient for each second processing unit included in one or more of the first processing units; A luminance that indicates whether or not a quantization coefficient is included in the second processing unit processed by the transform / quantization unit; and a transform / quantization unit including a process of quantizing the frequency domain coefficient An arithmetic encoding unit that arithmetically encodes the CBF flag. The arithmetic coding unit may determine whether or not the first and second processing units have the same size and whether or not the second processing unit has a predetermined maximum size. The probability table used for arithmetic coding is determined.
  • the moving picture decoding apparatus decodes an encoded moving picture signal for each first processing unit.
  • the video decoding device performs arithmetic decoding to arithmetically decode a luminance CBF flag indicating whether or not a quantization coefficient is included in a second processing unit included in one or more of the first processing units.
  • the luminance CBF flag processed by the arithmetic decoding unit indicate that the quantization coefficient is included in the second processing unit, the quantization coefficient of the second processing unit is used.
  • a restoration unit for restoring the moving image signal.
  • the arithmetic decoding unit determines whether or not the sizes of the first and second processing units are the same, and whether or not the second processing unit is a predetermined maximum size, A probability table used for arithmetic decoding is determined.
  • a moving image encoding / decoding device includes the above-described moving image encoding device and the above-described moving image decoding device.
  • the moving picture decoding apparatus decodes an encoded moving picture signal for each first processing unit.
  • the video decoding apparatus includes an arithmetic decoding unit that arithmetically decodes a luminance CBF flag indicating whether or not a quantization coefficient is included in a second processing unit included in one or more first processing units, When the luminance CBF flag decoded by the decoding unit indicates that the quantization coefficient is included in the second processing unit, restoration using the quantization coefficient of the second processing unit to restore the moving image signal A part.
  • the arithmetic decoding unit determines whether the luminance CBF flag depends on whether the sizes of the first and second processing units are the same and whether the second processing unit has a predetermined maximum size.
  • the probability table used for the arithmetic decoding of is determined.
  • the arithmetic decoding unit may further determine a probability table used for arithmetic decoding according to the type of slice to which the first processing unit belongs (I slice / P slice / B slice). Note that “determining the probability table” can be rephrased as “switching context”, for example.
  • the moving image input to the moving image decoding apparatus is composed of a plurality of pictures.
  • a picture is divided into a plurality of slices.
  • the slice is encoded and decoded for each processing unit described later.
  • the processing unit includes a coding unit (CU), a prediction unit (PU), and a transform unit (TU).
  • a CU is a block composed of a maximum of 128 ⁇ 128 pixels, and is a unit corresponding to a conventional macroblock.
  • PU is a basic unit of inter-screen prediction.
  • the TU is a basic unit of orthogonal transformation, and the size of the TU is the same as or smaller than the CU.
  • a coding unit may be referred to as a coding block
  • a transform unit may be referred to as a transform block.
  • the first processing unit in the present embodiment is, for example, a coding block (CU). Further, the second processing unit in the present embodiment is, for example, a conversion block (TU).
  • One luminance CBF flag exists in each transform block, and indicates whether or not a quantization coefficient exists in the transform block. Note that “whether there is a quantized coefficient in the transform block” can be restated as whether there is a quantized coefficient to be encoded. Furthermore, it can be paraphrased as to whether or not there is a non-zero coefficient (a coefficient whose value is not zero) in the transform block.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a decoding apparatus including a luminance CBF flag decoding unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • decoding apparatus 100 includes luminance CBF decoding section 101, control section 102, switch 103, residual coefficient decoding section 104, and residual signal restoration section 105. And an adding unit 106.
  • the decoding apparatus 100 restores the luminance CBF flag from the decoded position information POS and the acquired bit stream BS, and outputs the decoded image signal OUT from the predicted image signal PRED.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation flow of the luminance CBF decoding unit 101 of the present invention.
  • the luminance CBF decoding unit 101 acquires a target bit stream BS.
  • the control unit 102 acquires information POS indicating where the luminance CBF flag to be decoded is located as the size of the encoded block and the transform coefficient, and outputs the information POS to the luminance CBF decoding unit 101.
  • the luminance CBF decoding unit 101 determines from the information obtained from the control unit 102 that (i) the transform block indicated by the luminance CBF flag to be decoded is the same as the size of the encoding block, or (ii) the transform block It is determined whether the size of is the same as the maximum size of the conversion block (S201). Note that information specifying the maximum size of the transform block is included in, for example, a bitstream.
  • a number ctxIdxInc for defining probability information used for arithmetic decoding is set to 1 (S203).
  • a number ctxIdxInc for defining probability information used for arithmetic decoding is set to 0 (S202). Note that the value set in ctxIdxInc is not limited to the examples in steps S202 and S203. That is, different values may be set in steps S202 and S203. However, it is necessary to set a common value on the encoding side and the decoding side.
  • the number ctxIdxInc for defining the probability information obtained in steps S202 and S203 and the offset value (see FIGS. 5A to 5D described later) defined in advance for each slice are added to ctxIdx obtained.
  • the corresponding probability value is acquired, and arithmetic decoding processing of the target luminance CBF flag is performed (S204). Thereby, the luminance CBF flag is acquired.
  • the luminance CBF flag obtained in step S ⁇ b> 204 is output to the control unit 102 and used for controlling the switch 103.
  • the switch 103 is connected to the terminal B. That is, since there is no transform coefficient in the transform block, there is no residual signal added to the predicted image signal PRED, and the predicted image signal PRED is output as the decoded image signal OUT.
  • the switch 103 is connected to the terminal A.
  • a residual signal obtained by decoding a residual coefficient signal included in the bitstream BS by the residual coefficient decoding unit 104 and performing inverse quantization and inverse transformation by the residual signal restoration unit 105, and a predicted image signal PRED is added by the adding unit 106 and output as a decoded image signal OUT.
  • the decoded image signal OUT can be correctly output from the bit stream BS using the luminance CBF flag.
  • the luminance CBF decoding unit 101 and the control unit 102 shown in FIG. 1 correspond to, for example, the arithmetic decoding unit according to the present embodiment.
  • the switch 103, the residual coefficient decoding unit 104, and the residual signal restoration unit 105 illustrated in FIG. 1 correspond to the restoration unit according to the present embodiment.
  • the correspondence is not limited to the above.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the conditions shown in step S201 of FIG.
  • Blocks 301 to 306 indicated by thick frames indicate encoded blocks.
  • a block obtained by further dividing the blocks 301 and 302 is a converted block.
  • the size of the transform block is specified to be the same as the size of the encoded block or smaller than the encoded block.
  • the size of the blocks 301 and 302 is the maximum size of the encoding block (64 pixels ⁇ 64 pixels), and the maximum size of the transform block is one size smaller than the blocks 301 and 302 (32 pixels ⁇ 32 pixels). ) Is described. Further, the maximum size of the conversion size varies depending on, for example, information described in the header information of the slice.
  • the present invention is characterized in that the probability table is switched under certain conditions (step S201) regardless of the size of the transform block and does not depend on the result of the surrounding blocks, so the maximum size of the transform block changes. Even in this case, the effect of the present invention (reduction in memory amount) can be realized.
  • the luminance CBF flag 311 associated with the first block small block is decoded.
  • the luminance CBF flag 311 indicates that there is no coefficient, the conversion coefficient is not included in the small block in the first layer. Therefore, the luminance CBF flags 312 and 313 associated with smaller blocks are not decoded.
  • the luminance CBF flag associated with the small block of the second hierarchy 312 is decoded.
  • a small block of the third hierarchy (8 pixels ⁇ 8 pixels) obtained by further dividing the small block of the second hierarchy into four is a conversion block
  • the luminance CBF associated with the small block of the third hierarchy The flag 313 is decoded.
  • ctxIdxInc 0 is used as the number indicating the probability table used for arithmetic decoding of the luminance CBF flag (S202 in FIG. 2).
  • the probability table can also be reduced from the conventional 4 to 2 (per slice). Further, since it is not necessary to refer to the luminance CBF flag of the surrounding blocks in order to determine ctxIdxinc of the luminance CBF flag to be decoded, it is not necessary to secure a large amount of memory including the line buffer, and the luminance CBF flag is correctly set. Can be decrypted.
  • the luminance CBF flag probability table in two stages depending on whether the size of the transform block is the maximum, it is possible to suppress the deterioration of the coding efficiency due to the reduction of the type of the probability table. This is because the presence / absence of a transform coefficient often depends on the block size of the transform block. More specifically, if the transform block size decreases, the possibility that all the coefficients become zero increases. It is used.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the video decoding device 400 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the video decoding device 400 decodes the encoded image data that has been compression-encoded. For example, the moving image decoding apparatus 400 receives encoded image data as a decoding target signal for each block. The video decoding device 400 restores image data by performing variable length decoding, inverse quantization, and inverse transform on the input decoding target signal.
  • the video decoding device 400 includes an entropy decoding unit 410, an inverse quantization / inverse conversion unit 420, an adder 425, a deblocking filter 430, a memory 440, and an intra prediction unit 450. , A motion compensation unit 460 and an intra / inter switch 470.
  • the entropy decoding unit 410 restores the quantization coefficient by variable-length 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 prediction error restored by the inverse quantization / inverse transform unit 420 and the prediction signal acquired from the intra / inter switch 470.
  • the deblocking filter 430 performs deblocking filter processing on the decoded image generated by the adder 425.
  • 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 the decoded image that has been subjected to the deblocking filter processing by the deblocking filter 430.
  • 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 an image around a decoding target block (input signal) in the decoded image generated by the adder 425. To do.
  • 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 moving image decoding apparatus 400 decodes encoded image data that has been compression-encoded.
  • the decoding unit for the luminance CBF flag according to Embodiment 1 of the present invention is included in the entropy decoding unit 410, the inverse quantization / inverse conversion unit 420, and the adder 425. More specifically, for example, the luminance CBF decoding unit 101, the control unit 102, the switch 103, and the residual coefficient decoding unit 104 of FIG. 1 are included in the entropy decoding unit 410 of FIG. The unit 105 is included in the inverse quantization / inverse transform unit 420 in FIG. 4, and the adder 106 in FIG. 1 is included in the adder 425 in FIG. 4. However, the correspondence is not limited to the above.
  • arithmetic decoding is performed on the luminance CBF flag to be decoded without depending on the value of the luminance CBF of the surrounding blocks.
  • it is possible to appropriately restore a bitstream that reduces the need for memory for arithmetic decoding of the luminance CBF flag.
  • FIG. 5A, FIG. 5B, FIG. 5C, and FIG. 5D show examples of Tables 1000 to 1003 used for arithmetic decoding according to the present embodiment.
  • Tables 1000 to 10003 are tables corresponding to FIGS. 28A to 28D.
  • FIGS. 5A to 5D in this embodiment, two probability tables are switched per slice. Further, the result of the luminance CBF flag of the surrounding blocks is not used for switching the probability table. This will be further described with reference to FIG.
  • FIG. 6 is a text explaining a method for obtaining the number ctxIdxInc for deriving the probability for the luminance CBF flag in the present embodiment. As shown here, switching of the two numbers depends on the block size (transform Depth, MaxTrafoSize) of the transform block, and does not depend on the results of the surrounding blocks.
  • the arithmetic coding method according to the present embodiment does not use the result of the luminance CBF flag in the surrounding blocks for encoding the luminance CBF flag as in the prior art, but uses two probability tables (in accordance with the block size of the transform block). (Per slice). As a result, it is possible to significantly reduce the memory size required for encoding.
  • the moving picture encoding apparatus encodes a moving picture signal for each first processing unit.
  • the moving image encoding apparatus uses a spatial domain moving image signal (for example, a residual signal) as a frequency domain coefficient for each second processing unit included in one or more first processing units.
  • a spatial domain moving image signal for example, a residual signal
  • the quantization coefficient is included in the transform / quantization unit including the process of transforming and the process of quantizing the frequency domain coefficient, and the second processing unit in which the process of the transform / quantization unit is performed
  • an arithmetic encoding unit that arithmetically encodes a luminance CBF flag indicating the above.
  • the arithmetic coding unit determines the luminance CBF depending on whether the first and second processing units have the same size and whether the second processing unit has a predetermined maximum size.
  • a probability table used for arithmetic coding of a flag is determined (context switching).
  • the arithmetic coding unit may further determine a probability table used for arithmetic coding according to the type of slice to which the first processing unit belongs.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation flow of the luminance CBF flag encoding unit according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the luminance CBF flag encoding unit is either (i) the size of the transform block indicated by the luminance CBF flag to be encoded is the same as the size of the encoding block, or (ii) the transform block It is determined whether the size of is the same as the maximum size of the conversion block (S701). Note that information specifying the maximum size of the transform block is included in, for example, a bitstream.
  • a number ctxIdxInc for defining probability information used for arithmetic coding is set to 1 (S703).
  • a number ctxIdxInc for defining probability information used for arithmetic coding is set to 0 (S702).
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of the image coding apparatus 200 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the image encoding device 200 compresses and encodes image data. For example, image data is input to the image encoding device 200 as an input signal for each block.
  • the image encoding device 200 generates an encoded signal by performing transformation, quantization, and variable length encoding on the input signal that has been input.
  • the image coding apparatus 200 includes a subtracter 205, a transform / quantization unit 210, an entropy coding unit 220, an inverse quantization / inverse transform unit 230, an adder 235, A blocking filter 240, a memory 250, an intra prediction unit 260, a motion detection unit 270, a motion compensation unit 280, and an intra / inter switch 290 are provided.
  • the subtracter 205 calculates a difference between the input signal and the prediction signal, that is, a prediction error.
  • the transform / quantization unit 210 generates a frequency domain transform coefficient by transforming a spatial domain prediction error. For example, the transform / quantization unit 210 generates a transform coefficient by performing DCT (Discrete Cosine Transform) transform on the prediction error. Furthermore, the transform / quantization unit 210 generates a quantized coefficient by quantizing the transform coefficient.
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • the transform / quantization unit 210 generates a luminance CBF flag indicating whether or not a coefficient (quantization coefficient) exists in the transform block. Specifically, the transform / quantization unit 210 sets “1” in the luminance CBF flag when a coefficient exists in the transform block, and “0” in the brightness CBF flag when the coefficient does not exist in the transform block. ”Is set.
  • the entropy encoding unit 220 generates an encoded signal by performing variable length encoding on the quantization coefficient.
  • the entropy encoding unit 220 encodes the motion data (for example, a motion vector) detected by the motion detection unit 270, and outputs the encoded data by including it in the encoded signal.
  • the inverse quantization / inverse transform unit 230 restores the transform coefficient by inverse quantization of the quantized coefficient. Further, the inverse quantization / inverse transform unit 230 restores the prediction error by inversely transforming the restored transform coefficient. Note that the restored prediction error does not match the prediction error generated by the subtractor 205 because information is lost due to quantization. That is, the restored prediction error includes a quantization error.
  • the adder 235 generates a local decoded image by adding the restored prediction error and the prediction signal.
  • the deblocking filter 240 performs deblocking filter processing on the generated local decoded image.
  • the memory 250 is a memory for storing a reference image used for motion compensation. Specifically, the memory 250 stores a local decoded image that has been subjected to deblocking filter processing.
  • the intra prediction unit 260 generates a prediction signal (intra prediction signal) by performing intra prediction. Specifically, the intra prediction unit 260 generates an intra prediction signal by performing intra prediction with reference to an image around a block to be encoded (input signal) in the local decoded image generated by the adder 235. To do.
  • the motion detector 270 detects motion data (for example, a motion vector) between the input signal and the reference image stored in the memory 250.
  • motion data for example, a motion vector
  • the motion compensation unit 280 generates a prediction signal (inter prediction signal) by performing motion compensation based on the detected motion data.
  • the intra / inter switch 290 selects either the intra prediction signal or the inter prediction signal, and outputs the selected signal to the subtracter 205 and the adder 235 as a prediction signal.
  • the image encoding device 200 compresses and encodes image data.
  • the CBF flag encoding unit according to Embodiment 2 of the present invention is included in, for example, the entropy encoding unit 220. That is, the CBF flag encoding unit included in the entropy encoding unit 220 arithmetically encodes the luminance CBF flag generated by the transform / quantization unit 210.
  • the correspondence is not limited to the above.
  • 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 Terminal 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 content that is shot by a user using the camera ex113 (for example, music live video) is encoded as described in each of the above embodiments (that is, in one aspect of the present invention).
  • 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 an image decoding device according to one embodiment 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 moving image encoding device (image encoding device) or the moving image decoding according to 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 each of the above embodiments (that is, data encoded by the image encoding apparatus according to one aspect 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 an image decoding apparatus according to one embodiment 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 also decodes the audio data and the video data, or encodes the information, the audio signal processing unit ex304, the video signal processing unit ex305 (the image encoding device or the image according to one embodiment of the present invention) A signal processing unit ex306 that functions as a decoding device), a speaker ex307 that outputs the decoded audio signal, and an output unit ex309 that includes a display unit ex308 such as a display that displays the decoded video signal. Furthermore, the television ex300 includes an interface unit ex317 including an operation input unit ex312 that receives an input of a user operation. Furthermore, 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 information reflected from the recording surface of the recording medium ex215 to read the information.
  • the modulation recording unit ex402 electrically drives a semiconductor laser built in the optical head ex401 and modulates the laser beam according to the recording data.
  • the reproduction demodulator ex403 amplifies the reproduction signal obtained by electrically detecting the reflected light from the recording surface by the photodetector built in the optical head ex401, separates and demodulates the signal component recorded on the recording medium ex215, and is necessary To play back information.
  • the buffer ex404 temporarily holds information to be recorded on the recording medium ex215 and information reproduced from the recording medium ex215.
  • the disk motor ex405 rotates the recording medium ex215.
  • the servo control unit ex406 moves the optical head ex401 to a predetermined information track while controlling the rotational drive of the disk motor ex405, and performs a laser spot tracking process.
  • the system control unit ex407 controls the entire information reproduction / recording unit ex400.
  • the system control unit ex407 uses various types of information held in the buffer ex404, and generates and adds new information as necessary.
  • the modulation recording unit ex402, the reproduction demodulation unit This is realized by recording / reproducing information through the optical head ex401 while operating the ex403 and the servo control unit ex406 in a coordinated manner.
  • the system control unit ex407 includes, for example, a microprocessor, and executes these processes by executing a read / write program.
  • the optical head ex401 has been described as irradiating a laser spot.
  • a configuration in which higher-density recording is performed using near-field light may be used.
  • FIG. 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 to the configuration illustrated in FIG.
  • FIG. 14A is a diagram showing the mobile phone ex114 using the moving picture decoding method and the moving picture encoding method described in the above embodiment.
  • the mobile phone ex114 includes an antenna ex350 for transmitting and receiving radio waves to and from the base station ex110, a camera unit ex365 capable of capturing video and still images, a video captured by the camera unit ex365, a video received by the antenna ex350, and the like Is provided with a display unit ex358 such as a liquid crystal display for displaying the decrypted data.
  • the mobile phone ex114 further includes a main body unit having an operation key unit ex366, an audio output unit ex357 such as a speaker for outputting audio, an audio input unit ex356 such as a microphone for inputting audio, a captured video,
  • an audio input unit ex356 such as a microphone for inputting audio
  • a captured video In the memory unit ex367 for storing encoded data or decoded data such as still images, recorded audio, received video, still images, mails, or the like, or an interface unit with a recording medium for storing data
  • a slot ex364 is provided.
  • the mobile phone ex114 has a power supply circuit part ex361, an operation input control part ex362, and a video signal processing part ex355 with respect to a main control part ex360 that comprehensively controls each part of the main body including the display part ex358 and the operation key part ex366.
  • a camera interface unit ex363, an LCD (Liquid Crystal Display) control unit ex359, a modulation / demodulation unit ex352, a multiplexing / demultiplexing unit ex353, an audio signal processing unit ex354, a slot unit ex364, and a memory unit ex367 are connected to each other via a bus ex370. ing.
  • the power supply circuit unit ex361 starts up the mobile phone ex114 in an operable state by supplying power from the battery pack to each unit.
  • the cellular phone ex114 converts the audio signal collected by the audio input unit ex356 in the voice call mode into a digital audio signal by the audio signal processing unit ex354 based on the control of the main control unit ex360 having a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Then, this is subjected to spectrum spread processing by the modulation / demodulation unit ex352, digital-analog conversion processing and frequency conversion processing are performed by the transmission / reception unit ex351, and then transmitted via the antenna ex350.
  • the mobile phone ex114 also amplifies the received data received via the antenna ex350 in the voice call mode, performs frequency conversion processing and analog-digital conversion processing, performs spectrum despreading processing by the modulation / demodulation unit ex352, and performs voice signal processing unit After being converted into an analog audio signal by ex354, this is output from the audio output unit ex357.
  • the text data of the e-mail input by operating the operation key unit ex366 of the main unit is sent to the main control unit ex360 via the operation input control unit ex362.
  • the main control unit ex360 performs spread spectrum processing on the text data in the modulation / demodulation unit ex352, performs digital analog conversion processing and frequency conversion processing in the transmission / reception unit ex351, and then transmits the text data to the base station ex110 via the antenna ex350.
  • almost the reverse process is performed on the received data and output to the display unit ex358.
  • the video signal processing unit ex355 compresses the video signal supplied from the camera unit ex365 by the moving image encoding method described in the above embodiments. Encode (that is, function as an image encoding device according to an aspect 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 via the antenna ex350.
  • the multiplexing / separating unit ex353 separates the multiplexed data into a video data bit stream and an audio data bit stream, and performs video signal processing on the video data encoded via the synchronization bus ex370.
  • the encoded audio data is supplied to the audio signal processing unit ex354 while being supplied to the unit ex355.
  • the video signal processing unit ex355 decodes the video signal by decoding using the video decoding method corresponding to the video encoding method described in each of the above embodiments (that is, an image according to an aspect 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.
  • Embodiment 4 The moving picture coding method or apparatus shown in the above embodiments and the moving picture coding method or apparatus compliant with different standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, and VC-1 are appropriately switched as necessary. Thus, it is also possible to generate video data.
  • multiplexed data obtained by multiplexing audio data or the like with video data is configured to include identification information indicating which standard the video data conforms to.
  • identification information indicating which standard the video data conforms to.
  • FIG. 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 into pictures, B pictures, and P pictures and stored in the payload of the PES packet.
  • Each PES packet has a PES header, and a PTS (Presentation Time-Stamp) that is a display time of a picture and a DTS (Decoding Time-Stamp) that is a decoding time of a picture are stored in the PES header.
  • PTS Presentation Time-Stamp
  • DTS Decoding Time-Stamp
  • FIG. 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 uses the AV I / O ex509 to perform the microphone ex117 and the camera ex113 based on the control of the control unit ex501 including the CPU ex502, the memory controller ex503, the stream controller ex504, the driving 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 information described in the fourth embodiment may be used.
  • the identification information is not limited to that described in the fourth embodiment, and any information that can identify which standard the video data conforms to may be used. For example, it is possible to identify which standard the video data conforms to based on an external signal that identifies whether the video data is used for a television or a disk. In some cases, identification may be performed based on such an external signal.
  • the selection of the driving frequency in the CPU ex502 may be performed based on, for example, a lookup table in which video data standards and driving frequencies are associated with each other as shown in FIG. The look-up table is stored in the buffer ex508 or the internal memory of the LSI, and the CPU ex502 can select the drive frequency by referring to the look-up table.
  • FIG. 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. 27A.
  • the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and the moving picture decoding method compliant with the MPEG4-AVC standard are processed in processes such as entropy coding, inverse quantization, deblocking filter, and motion compensation. Some contents are common.
  • the decoding processing unit ex902 corresponding to the MPEG4-AVC standard is shared, and for other processing contents specific to one aspect of the present invention that do not correspond to the MPEG4-AVC standard, a dedicated decoding processing unit A configuration using ex901 is conceivable.
  • a dedicated decoding processing unit ex901 is used for inverse quantization, and other entropy decoding, deblocking filter, motion, etc. It is conceivable to share the decoding processing unit for any or all of the compensation processes.
  • 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 the processing content specific to one aspect of the present invention
  • a dedicated decoding processing unit ex1002 corresponding to the processing content specific to another conventional standard
  • a common decoding processing unit ex1003 corresponding to the processing contents common to the moving image decoding method according to the above and other conventional moving image decoding methods.
  • the dedicated decoding processing units ex1001 and ex1002 are not necessarily specialized in one aspect of the present invention or processing content specific to other conventional standards, and can execute other general-purpose processing. Also good.
  • the configuration of the present embodiment can be implemented by LSI ex500.
  • the processing content common to the moving picture decoding method according to one aspect of the present invention and the moving picture decoding method of the conventional standard reduces the circuit scale of the LSI by sharing the decoding processing unit, In addition, the cost can be reduced.
  • the moving image encoding method and the moving image decoding method according to an aspect of the present invention can be used for, for example, a television receiver, a digital video recorder, a car navigation, a mobile phone, a digital camera, a digital video camera, or the like. .

Abstract

　動画像符号化方法は、第１の処理単位に１つ以上含まれる第２の処理単位毎に、空間領域の動画像信号を周波数領域の係数に変換する処理と、周波数領域の係数を量子化する処理とを含む変換・量子化ステップと、変換・量子化ステップが実行された第２の処理単位に量子化係数が含まれているか否かを示す輝度ＣＢＦフラグを算術符号化する算術符号化ステップ（Ｓ７０４）とを含み、算術符号化ステップでは、第１及び第２の処理単位のサイズが同一であるか否か、及び第２の処理単位が予め定められた最大サイズであるか否かに応じて（Ｓ７０１）、算術符号化に用いる確率テーブルを決定する（Ｓ７０２，Ｓ７０３）。

Description

動画像符号化方法、動画像復号方法、動画像符号化装置、動画像復号装置、及び動画像符号化復号装置
　本発明は、ブロック毎に画像を符号化するために、符号化対象ブロックの変換係数が存在するかどうかを示すフラグを符号化する動画像符号化方法および動画像符号化装置、符号化された変換係数が存在するかどうかを示すフラグを復号する動画像復号方法および動画像復号装置、及び動画像符号化復号装置に関する。
　インターネットを介したビデオ会議、デジタルビデオ放送、及び映像コンテンツのストリーミングを含む、例えば、ビデオ・オン・デマンドタイプのサービスのためのアプリケーションの数は右肩上がりであり、これらのアプリケーションは、映像情報の送信に頼っている。映像データが送信され、又は、記録される時、かなりの量のデータは、限られたバンド幅の従来の伝送路を通って送信され、又は、限られたデータ容量の従来の記憶媒体に記憶される。従来の伝送チャネル及び記憶媒体に映像情報を送信及び記憶するためには、デジタルデータの量を圧縮又は削減することが不可欠である。
　そこで、映像データの圧縮のために、複数の映像符号化規格が開発されている。このような映像符号化規格は、例えば、Ｈ．２６ｘで示されるＩＴＵ－Ｔ規格、及び、ＭＰＥＧ－ｘで示されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格である。最新かつ最も進んだ映像符号化規格は、現在、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ－４　ＡＶＣで示される規格である（非特許文献１参照）。
　これらの規格のほとんどの基礎をなす符号化アプローチは、以下の（ａ）～（ｄ）で示される主な段階を含む予測符号化に基づいている。（ａ）映像フレームのそれぞれをブロックレベルでデータ圧縮するために、映像フレームを画素のブロックに分割する。（ｂ）先に符号化された映像データから個々のブロックを予測することで、時間的及び空間的冗長性を特定する。（ｃ）映像データから予測データを減ずることで、特定された冗長性を除去する。（ｄ）フーリエ変換、量子化、及び、エントロピー符号化によって、残りのデータ（残差ブロック）を圧縮する。
ＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｈ．２６４「Ａｄｖａｎｃｅｄ　ｖｉｄｅｏ　ｃｏｄｉｎｇ　ｆｏｒ　ｇｅｎｅｒｉｃ　ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ」、２０１０年３月 ＪＣＴ－ＶＣ"ＷＤ３：Ｗｏｒｋｉｎｇ　Ｄｒａｆｔ　３　ｏｆ　Ｈｉｇｈ－Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ"、ＪＣＴＶＣ－Ｅ６０３，　Ｍａｒｃｈ　２０１１．
　近年、動画像の高精細化等に伴って、符号化効率の更なる向上が求められている。
　そこで、本発明は、符号化効率の高い動画像符号化方法、動画像符号化装置、動画像復号方法、動画像復号装置、及び動画像符号化復号装置を提供することを目的とする。
　本発明の一形態に係る動画像符号化方法は、動画像信号を第１の処理単位毎に符号化する方法である。具体的には、動画像符号化方法は、前記第１の処理単位に１つ以上含まれる第２の処理単位毎に、空間領域の前記動画像信号を周波数領域の係数に変換する処理と、前記周波数領域の係数を量子化する処理とを含む変換・量子化ステップと、前記変換・量子化ステップが実行された前記第２の処理単位に量子化係数が含まれているか否かを示す輝度ＣＢＦフラグを算術符号化する算術符号化ステップとを含む。そして、前記算術符号化ステップでは、前記第１及び第２の処理単位のサイズが同一であるか否か、及び前記第２の処理単位が予め定められた最大サイズであるか否かに応じて、算術符号化に用いる確率テーブルを決定する。
　なお、本発明は、上記のような符号化方法または復号方法として実現することができるだけでなく、このような符号化方法または復号方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の非一時的な記録媒体あるいはインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのは言うまでもない。
　本発明によれば、輝度ＣＢＦフラグを効率よく算術符号化及び算術復号することができる。
図１は、本発明の実施の形態１に係る輝度ＣＢＦフラグ復号化部を含む復号装置の機能構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の輝度ＣＢＦ復号部１０１の動作の流れの一例を示すフローチャートである。 図３は、本発明の実施の形態１における輝度ＣＢＦ復号部１０１の詳細を説明するための模式図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る動画像復号化装置の構成の一例を示すブロック図である。 図５Ａは、本実施の形態の算術復号に用いられるＴａｂｌｅ１０００であって、図２８ＡのＴａｂｌｅ００００に対応する表である。 図５Ｂは、本実施の形態の算術復号に用いられるＴａｂｌｅ１００１であって、図２８ＢのＴａｂｌｅ０００１に対応する表である。 図５Ｃは、本実施の形態の算術復号に用いられるＴａｂｌｅ１００２であって、図２８ＣのＴａｂｌｅ０００２に対応する表である。 図５Ｄは、本実施の形態の算術復号に用いられるＴａｂｌｅ１００３であって、図２８ＤのＴａｂｌｅ０００３に対応する表である。 図６は、本発明の実施の形態１の輝度ＣＢＦフラグに対する確率を導出するための番号ｃｔｘＩｄｘＩｎｃを取得する方法について説明する図である。 図７は、本発明の実施の形態２に係る輝度ＣＢＦフラグ符号化部の動作の流れの一例を示すフローチャートである。 図８は、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。 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１４Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図１４Ｂ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化方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。 図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２７Ａ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２７Ｂは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。 図２８Ａは、スライスタイプＳｌｉｃｅＴｙｐｅと、算術符号化及び算術復号するために必要な確率値に対応するｃｔｘＩｄｘの番号との対応を示す図である。 図２８Ｂは、図２８Ａで示されたｃｔｘＩｄｘ番号０～１１と、初期確率を決定するために必要な情報（ｍ、ｎ）との組み合わせを定義するための表である。 図２８Ｃは、スライスタイプによって先頭のｃｔｘＩｄｘが変わることを定義するオフセット値ｃｔｘＩｄｘＯｆｆｓｅｔの割り当てを示した表である。 図２８Ｄは、二値信号列の先頭からの順番を示す番号ｂｉｎＩｄｘに対して、どのようにｃｔｘＩｄｘを割り当てるかを示す表である。 図２９Ａは、ＨＥＶＣでの輝度ＣＢＦフラグを含むフラグに対するｃｔｘＩｄｘ番号の導出のための信号ｃｔｘＩｄｘＩｎｃを取得する方法を示す図である。 図２９Ｂは、輝度ＣＢＦフラグのｃｔｘＩｄｘＩｎｃの決定方法を示す図である。 図３０は、従来のコンテキスト適応の算術復号化処理のフローを示す図である。 図３１は、従来のバイパス処理用の算術復号化処理のフローを示す図である。 図３２は、図３０のステップＳＣ０８で示した正規化処理（ＲｅｎｏｒｍＤ）を詳しく説明するためのフローチャートである。
（本発明の基礎となった知見）
　上記の（ｄ）の工程において、現在の映像符号化規格および現在検討中の映像符号化規格では、フーリエ変換、量子化後の残差ブロック内に情報があるかどうかを示すフラグを符号化することにより、さらに情報量を削減する。具体的には、量子化後の残差ブロック内の係数の有無を識別するフラグを可変長符号化する。
　なお、現在標準化作業が進んでいるＨＥＶＣと呼ばれる規格候補では（非特許文献２参照）、この識別フラグをＣＢＦと呼び、輝度信号に対する上記の識別フラグは、輝度ＣＢＦフラグｃｂｆ＿ｌｕｍａと呼ばれる。可変長符号化には、後述する算術符号化をベースとした符号化方式（ＣＡＢＡＣ）があることが知られ、ＨＥＶＣでは、図２８Ａ～図２９Ｂで示す方法で定義されたパラメタを用いて符号化される。
　図２８Ａ～図２８Ｄは、ＨＥＶＣでの輝度ＣＢＦフラグの符号化のための情報の定義を示す情報群である。まず、図２８Ａに示されるＴａｂｌｅ００００では、スライスタイプＳｌｉｃｅＴｙｐｅと呼ばれるスライスの種類（Ｉ／Ｐ／Ｂ）と、算術符号化及び算術復号するために必要な確率値に対応するｃｔｘＩｄｘの番号との対応を示している。これは、例えばＩスライスの場合には、輝度ＣＢＦフラグの符号化及び復号のために用いられるｃｔｘＩｄｘ番号は０～３の４種類であることを示している。同様にＰスライスの場合には４～７の４種類、Ｂスライスの場合には８～１１の４種類あることを示している。
　次に、図２８Ｂに示されるＴａｂｌｅ０００１では、Ｔａｂｌｅ００００で示されたｃｔｘＩｄｘ番号０～１１と、初期確率を決定するために必要な情報（ｍ、ｎ）との組み合わせを定義するための表である。なお、（ｍ，ｎ）を用いて初期確率を導出する方法については、非特許文献１または非特許文献２に記載の方法を用いる。
　次に、図２８Ｃに示されるＴａｂｌｅ０００２は、前述のスライスタイプによって先頭のｃｔｘＩｄｘが変わる（例では０、４、８）ことを定義するオフセット値ｃｔｘＩｄｘＯｆｆｓｅｔの割り当てを示した表である。
　次に、図２８Ｄに示されるＴａｂｌｅ０００３は、実際に算術符号化及び算術復号する場合には二値信号列（ｂｉｎ）毎にｃｔｘＩｄｘが割り当てられるため、この二値信号列の先頭からの順番を示す番号ｂｉｎＩｄｘに対して、どのようにｃｔｘＩｄｘを割り当てるかを示す表である。すなわち、最初の二値信号列の最初のビットをｂｉｎＩｄｘ＝０とし、以降、１、２として定義されている。なお、輝度ＣＢＦフラグは“０”または“１”を示すフラグであるため、ｂｉｎＩｄｘ＝０の場合のみ定義されている。そして、９．３．３．１．１．１節で定義される方法で、ｃｔｘＩｄｘ番号は０，１，２，３のいずれかが用いられることと、スライスタイプに応じて０，４，８というオフセットが与えられることとを示している。なお、表中のｎａは存在しないことを示す記号である。
　また、９．３．３．１．１．１節の内容については、図２９Ａ及び図２９Ｂを用いて詳しく説明する。図２９Ａに示されるＢ０１は、ＨＥＶＣでの輝度ＣＢＦフラグを含むフラグに対するｃｔｘＩｄｘ番号の導出のための信号ｃｔｘＩｄｘＩｎｃを取得する方法を示す部分の非特許文献２からの抜粋部分である。
　まず、９．３．３．１．１には、輝度ＣＢＦフラグを含むフラグは、隣接するブロックの結果を用いて算術符号化されることが示されている。次に、９．３．３．１．１．１の部分では、符号化対象のフラグを含むブロックの上に位置するブロック結果と、左に位置するブロック結果とによって導出されることについて詳細が述べられている。なお、輝度ＣＢＦフラグについては、図２９Ｂに示されるＴａｂｌｅ９－５０で示すように、左ブロックの輝度ＣＢＦフラグと、上ブロックの輝度ＣＢＦフラグとによって、次のようにｃｔｘＩｄｘＩｎｃが決められることを示している。
　まず、左ブロックの輝度ＣＢＦフラグが０（もしくは存在しない）かつ上ブロックの輝度ＣＢＦフラグが０（もしくは存在しない）場合、符号化対象の輝度ＣＢＦフラグのｃｔｘＩｄｘＩｎｃの番号を０とする（ケース１）。また、左ブロックの輝度ＣＢＦフラグが１かつ上ブロックの輝度ＣＢＦフラグが０（もしくは存在しない）場合、符号化対象の輝度ＣＢＦフラグのｃｔｘＩｄｘＩｎｃの番号を１とする（ケース２）。また、左ブロックの輝度ＣＢＦフラグが０（もしくは存在しない）かつ上ブロックの輝度ＣＢＦフラグが１の場合、符号化対象の輝度ＣＢＦフラグのｃｔｘＩｄｘＩｎｃの番号を２とする（ケース３）。また、左ブロックの輝度ＣＢＦフラグが１かつ上ブロックの輝度ＣＢＦフラグが１の場合、符号化対象の輝度ＣＢＦフラグのｃｔｘＩｄｘＩｎｃの番号を３とする（ケース４）。
　このように、周囲の輝度ＣＢＦフラグの値に応じて、符号化対象の輝度ＣＢＦフラグの算術符号化及び算術復号に用いるための確率値導出のためのｃｔｘＩｄｘＩｎｃを切り替えている。
　次に、前述の識別フラグ（ＣＢＦ）などの可変長符号化について説明する。Ｈ．２６４では、可変長符号化方法の１つとして、コンテキスト適応型算術符号化（ＣＡＢＡＣ：Ｃｏｎｔｅｘｔ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｂｉｎａｒｙ　Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ　Ｃｏｄｉｎｇ）がある。このＣＡＢＡＣについて、図３０～図３２を用いて以下に説明する。
　図３０は、前述の従来のコンテキスト適応の算術復号化処理のフローを示す図である。なお、この図面は非特許文献１より抜粋したものであり、特に説明がない限り、非特許文献１に記載の通りである。
　算術復号化処理では、まず、信号種別に基づいて決められるコンテキスト（ｃｔｘＩｄｘ）が入力される。
　次に、現時点での算術復号化装置内の状態を示すパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅから、導出される値ｑＣｏｄＩＲａｎｇｅＩｄｘを算出し、ｃｔｘＩｄｘに対応した状態値であるｐＳｔａｔｅＩｄｘ値を取得する。そして、その２つの値でテーブル（ｒａｎｇｅＴａｂｌｅＬＰＳ）を参照することにより、ｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳを取得する。なお、このｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳとは、算術復号装置内の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅに対してＬＰＳ（シンボル０もしくは１のどちらかの発生確率のうち低い側のシンボルを指し示す）が発生した場合の算術復号装置内の状態を示すパラメタとなる値を示す。また、ｃｏｄＩＲａｎｇｅには、現在のｃｏｄＩＲａｎｇｅから前述のｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳを引いた値を入れておく（ステップＳＣ０１）。
　次に、算出したｃｏｄＩＲａｎｇｅと、算術復号装置内の状態を示す第２のパラメタｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔとを比較する（ステップＳＣ０２）。そして、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔがｃｏｄＩＲａｎｇｅと等しいか、或いはｃｏｄＩＲａｎｇｅより大きい場合には（ＳＣ０２でＹＥＳ）、ＬＰＳのシンボルが発生したと判断し、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに、ｖａｌＭＰＳ（ＭＰＳ＜シンボル０もしくは１のどちらかの発生確率のうち高い側のシンボルを指し示す＞の具体的な値（０もしくは１））と異なる値（ｖａｌＭＰＭ＝１の場合は０、ｖａｌＭＰＭ＝０の場合は１）をセットする。
　また、算術復号装置内の状態を示す第２のパラメタｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔには、ｃｏｄＩＲａｎｇｅを引いた値をセットする。さらに、算術復号装置内の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅには、ＬＰＳが発生したため、ステップＳＣ０１で算出したｃｏｄＩＲａｎｇｅＬＰＳの値をセットする（ステップＳＣ０３）。
　なお、ここで前述のｃｔｘＩｄｘに対応した状態値であるｐＳｔａｔｅＩｄｘ値が０である場合（ステップＳＣ０５でＹＥＳ）、ＬＰＳの確率がＭＰＳの確率を上回る場合を示すため、ｖａｌＭＰＭを入れ替える（ｖａｌＭＰＭ＝１の場合は０、ｖａｌＭＰＭ＝０の場合は１）（ステップＳＣ０６）。一方、ｐＳｔａｔｅＩｄｘ値が０である場合（ステップＳＣ０５でＮＯ）、ｐＳｔａｔｅＩｄｘ値をＬＰＳが発生した場合の変換テーブルｔｒａｎｓＩｄｘＬＰＳに基づいて更新する（ステップＳＣ０７）。
　また、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔが小さい場合には（ＳＣ０２でＮＯ）、ＭＰＳのシンボルが発生したと判断し、復号出力値であるｂｉｎＶａｌにｖａｌＭＰＳをセットし、ｐＳｔａｔｅＩｄｘ値をＭＰＳが発生した場合の変換テーブルｔｒａｎｓＩｄｘＭＰＳに基づいて更新する（ステップＳＣ０４）。
　最後に、正規化処理（ＲｅｎｏｒｍＤ）を行い（ステップＳＣ０８）、算術復号処理を終了する。
　このようにコンテキスト適応算術復号化処理では、２値シンボルの発生確率であるシンボル発生確率をコンテキストインデックスに対応づけて複数保持し、条件に応じて（例えば隣接ブロックの値を参照）切り替えるため、処理の順番を維持する必要がある。
　図３１は、前述の従来のバイパス処理用の算術復号化処理のフローを示す図である。なお、この図面は非特許文献１より抜粋したものであり、特に説明がない限り、非特許文献１に記載の通りである。
　まず、現時点での算術復号化装置内の状態を示す第２のパラメタｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔを左シフト（２倍）し、ビットストリームから１ビット読出し、その読出しビットが１であれば、さらに＋１、０であればそのまま（２倍）の値をセットする（ＳＤ０１）。
　次に、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔが算術復号化装置内の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅと等しい、もしくは大きい場合には（ＳＤ０２でＹＥＳ）、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに“１”をセットし、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔにｃｏｄＩＲａｎｇｅを引いた値をセットする（ステップＳＤ０３）。一方、ｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔが算術復号化装置内の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅより小さい場合には（ＳＤ０２でＮＯ）、復号出力値であるｂｉｎＶａｌに“０”をセットする（ステップＳＤ０４）。
　図３２は、図３０のステップＳＣ０８で示した正規化処理（ＲｅｎｏｒｍＤ）を詳しく説明するためのフローチャートである。この図面は非特許文献１より抜粋したものであり、特に説明がない限り、非特許文献１に記載の通りである。
　算術復号処理で算術復号化装置内の状態を示す第１のパラメタｃｏｄＩＲａｎｇｅが０ｘ１００（１６進：２５６（１０進））よりも小さくなった場合には（ステップＳＥ０１でＹＥＳ）、ｃｏｄＩＲａｎｇｅを左シフト（２倍）し、算術復号化装置内の状態を示す第２のパラメタｃｏｄＩＯｆｆｓｅｔを左シフト（２倍）し、ビットストリームから１ビット読出し、その読出しビットが１であれば、さらに＋１、０であればそのまま（２倍）の値をセットする（ＳＥ０２）。この処理は、最終的にｃｏｄＩＲａｎｇｅが２５６以上になった段階で（ステップＳＥ０１でＮＯ）、終了する。
　上記の処理を行うことにより、算術復号を行う。
　しかしながら、従来、輝度ＣＢＦフラグの算術符号化及び算術復号のためには、上側及び左側に隣接するブロックの結果によって、確率値を変える必要がある。このため、算術符号化または算術復号のためには、左側および上側に隣接するブロックの輝度ＣＢＦフラグの結果を記録しておく必要がある。このため、入力映像の解像度が大きい場合に、輝度ＣＢＦフラグの結果を保存しておくためのメモリを膨大に用意しておく必要があるという課題がある。
　上記の課題を解決するために本発明の一形態に係る動画像符号化方法は、動画像信号を第１の処理単位毎に符号化する方法である。具体的には、動画像符号化方法は、前記第１の処理単位に１つ以上含まれる第２の処理単位毎に、空間領域の前記動画像信号を周波数領域の係数に変換する処理と、前記周波数領域の係数を量子化する処理とを含む変換・量子化ステップと、前記変換・量子化ステップが実行された前記第２の処理単位に量子化係数が含まれているか否かを示す輝度ＣＢＦフラグを算術符号化する算術符号化ステップとを含む。そして、前記算術符号化ステップでは、前記第１及び第２の処理単位のサイズが同一であるか否か、及び前記第２の処理単位が予め定められた最大サイズであるか否かに応じて、算術符号化に用いる確率テーブルを決定する。
　上記構成によれば、輝度ＣＢＦフラグを算術符号化するための確率値を、周辺のブロックの輝度ＣＢＦフラグの値に依存せずに決定することができるので、輝度ＣＢＦフラグを保持するメモリ容量を大幅に削減しても、高い符号化効率を維持することができる。
　さらに、前記算術符号化ステップでは、前記第１の処理単位が属するスライスの種別に応じて、算術符号化に用いる確率テーブルを決定する。
　一例として、前記第１の処理単位は、符号化ブロックであってもよい。また、前記第２の処理単位は、変換ブロックであってもよい。
　また、前記動画像符号化方法は、第１規格に準拠した符号化処理と、第２規格に準拠した符号化処理とを切り替え、前記第１規格に準拠した符号化処理として、前記変換・量子化ステップと、前記算術符号化ステップとを実行し、さらに、符号化処理の規格を示す識別子を符号化してもよい。
　本発明の一形態に係る動画像復号方法は、符号化された動画像信号を第１の処理単位毎に復号する方法である。具体的には、動画像復号方法は、前記第１の処理単位に１つ以上含まれる第２の処理単位に量子化係数が含まれているか否かを示す輝度ＣＢＦフラグを算術復号する算術復号ステップと、前記算術復号ステップで復号された前記輝度ＣＢＦフラグが前記第２の処理単位に量子化係数が含まれていることを示す場合に、当該第２の処理単位の量子化係数を用いて動画像信号を復元する復元ステップとを含む。そして、前記算術復号ステップでは、前記第１及び第２の処理単位のサイズが同一であるか否か、及び前記第２の処理単位が予め定められた最大サイズであるか否かに応じて、算術復号に用いる確率テーブルを決定する。
　さらに、前記算術復号ステップでは、前記第１の処理単位が属するスライスの種別に応じて、算術復号に用いる確率テーブルを決定する。
　一例として、前記第１の処理単位は、符号化ブロックであってもよい。また、前記第２の処理単位は、変換ブロックであってもよい。
　また、前記動画像復号方法は、符号化信号に含まれる、第１規格又は第２規格を示す識別子に応じて、前記第１規格に準拠した復号処理と、前記第２規格に準拠した復号処理とを切り替え、前記識別子が第１規格を示す場合に、前記第１規格に準拠した復号処理として、前記算術復号ステップと、前記復元ステップとを行ってもよい。
　本発明の一形態に係る動画像符号化装置は、動画像信号を第１の処理単位毎に符号化する。具体的には、動画像符号化装置は、前記第１の処理単位に１つ以上含まれる第２の処理単位毎に、空間領域の前記動画像信号を周波数領域の係数に変換する処理と、前記周波数領域の係数を量子化する処理とを含む変換・量子化部と、前記変換・量子化部で処理された前記第２の処理単位に量子化係数が含まれているか否かを示す輝度ＣＢＦフラグを算術符号化する算術符号化部とを備える。そして、前記算術符号化部は、前記第１及び第２の処理単位のサイズが同一であるか否か、及び前記第２の処理単位が予め定められた最大サイズであるか否かに応じて、算術符号化に用いる確率テーブルを決定する。
　本発明の一形態に係る動画像復号装置は、符号化された動画像信号を第１の処理単位毎に復号する。具体的には、動画像復号装置は、前記第１の処理単位に１つ以上含まれる第２の処理単位に量子化係数が含まれているか否かを示す輝度ＣＢＦフラグを算術復号する算術復号部と、前記算術復号部で処理された前記輝度ＣＢＦフラグが前記第２の処理単位に量子化係数が含まれていることを示す場合に、当該第２の処理単位の量子化係数を用いて動画像信号を復元する復元部とを備える。そして、前記算術復号部は、前記第１及び第２の処理単位のサイズが同一であるか否か、及び前記第２の処理単位が予め定められた最大サイズであるか否かに応じて、算術復号に用いる確率テーブルを決定する。
　本発明の一形態に係る動画像符号化復号装置は、上記記載の動画像符号化装置と、上記記載の動画像復号装置とを備える。
　なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　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、構成要素の配置及び接続形態、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よって限定される。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説明するために記載される。
　（実施の形態１）
　実施の形態１に係る動画像復号装置は、符号化された動画像信号を第１の処理単位毎に復号する。そのために動画像復号装置は、第１の処理単位に１つ以上含まれる第２の処理単位に量子化係数が含まれているか否かを示す輝度ＣＢＦフラグを算術復号する算術復号部と、算術復号部で復号された輝度ＣＢＦフラグが第２の処理単位に量子化係数が含まれていることを示す場合に、当該第２の処理単位の量子化係数を用いて動画像信号を復元する復元部とを備える。
　そして、算術復号部は、第１及び第２の処理単位のサイズが同一であるか否か、及び第２の処理単位が予め定められた最大サイズであるか否かに応じて、輝度ＣＢＦフラグの算術復号に用いる確率テーブルを決定する。算術復号部は、さらに、第１の処理単位が属するスライスの種別（Ｉスライス／Ｐスライス／Ｂスライス）に応じて、算術復号に用いる確率テーブルを決定してもよい。なお、「確率テーブルを決定する」とは、例えば、「コンテキストを切り替える」と言い換えることができる。
　動画像復号装置に入力される動画像は、複数のピクチャによって構成される。また、ピクチャは、複数のスライスに分割される。そして、スライスには、後述する処理単位毎に符号化及び復号される。処理単位には、符号化単位（ＣＵ）と予測単位（ＰＵ）と変換単位（ＴＵ）とがある。ＣＵは、最大１２８×１２８画素からなるブロックであり、従来のマクロブロックに相当する単位である。ＰＵは、画面間予測の基本単位である。ＴＵは、直交変換の基本単位であり、そのＴＵのサイズはＣＵと同じか、ＣＵよりも小さい。以下、符号化単位を符号化ブロック、変換単位を変換ブロックと表記することがある。
　本実施の形態における第１の処理単位は、例えば、符号化ブロック（ＣＵ）である。また、本実施の形態における第２の処理単位は、例えば、変換ブロック（ＴＵ）である。そして、輝度ＣＢＦフラグは、各変換ブロックに１つずつ存在し、当該変換ブロック内に量子化係数が存在するか否かを示す。なお、「変換ブロック内に量子化係数が存在するか否か」とは、符号化すべき量子化係数が存在するか否かと言い換えることができる。さらに、変換ブロック内に非ゼロ係数（値がゼロでない係数）が存在するか否かと言い換えることもできる。
　図１は、本発明の実施の形態１に係る輝度ＣＢＦフラグ復号化部を含む復号装置の機能構成を示すブロック図である。
　本実施の形態に係る復号装置１００は、図１に示されるように、輝度ＣＢＦ復号部１０１と、制御部１０２と、スイッチ１０３と、残差係数復号部１０４と、残差信号復元部１０５と、加算部１０６とを備える。この復号装置１００は、復号位置情報ＰＯＳと、取得するビットストリームＢＳとから輝度ＣＢＦフラグを復元し、予測画像信号ＰＲＥＤから復号画像信号ＯＵＴを出力する。
　本実施の形態の輝度ＣＢＦ復号部１０１の動作について、図２を用いて詳しく説明する。図２は、本発明の輝度ＣＢＦ復号部１０１の動作の流れの一例を示すフローチャートである。
　まず、輝度ＣＢＦ復号部１０１は、対象となるビットストリームＢＳを取得する。また、制御部１０２は、復号対象となる輝度ＣＢＦフラグが符号化ブロックおよび変換係数のサイズとして、どの位置にあるかを示す情報ＰＯＳを取得し、輝度ＣＢＦ復号部１０１に対して出力する。
　次に、輝度ＣＢＦ復号部１０１は、制御部１０２より得た情報から、（ｉ）復号対象の輝度ＣＢＦフラグの示す変換ブロックが符号化ブロックのサイズと同じであるか、もしくは（ｉｉ）変換ブロックのサイズが変換ブロックの最大サイズと同じかどうかを判断する（Ｓ２０１）。なお、変換ブロックの最大サイズを特定する情報は、例えば、ビットストリーム中に含められている。
　上記の（ｉ）及び（ｉｉ）の少なくとも一方を満たす場合（Ｓ２０１でＹＥＳ）、算術復号に用いる確率情報を規定するための番号ｃｔｘＩｄｘＩｎｃを１にセットする（Ｓ２０３）。一方、上記の（ｉ）及び（ｉｉ）のいずれも満たさない場合（Ｓ２０１でＮＯ）、算術復号に用いる確率情報を規定するための番号ｃｔｘＩｄｘＩｎｃを０にセットする（Ｓ２０２）。なお、ｃｔｘＩｄｘＩｎｃに設定される値は、ステップＳ２０２、Ｓ２０３の例に限定されない。すなわち、ステップＳ２０２、Ｓ２０３で異なる値が設定されればよい。但し、符号化側と復号側とで共通の値を設定する必要はある。
　次に、ステップＳ２０２、Ｓ２０３で得られた確率情報を規定するための番号ｃｔｘＩｄｘＩｎｃと、あらかじめスライス毎に規定されたオフセット値（後述の図５Ａ～図５Ｄ参照）とを加えることで得られるｃｔｘＩｄｘに対応する確率値を取得し、対象となる輝度ＣＢＦフラグの算術復号処理を行う（Ｓ２０４）。これにより、輝度ＣＢＦフラグを取得する。
　次に、ステップＳ２０４得られた輝度ＣＢＦフラグは制御部１０２に対して出力され、スイッチ１０３の制御に用いられる。輝度ＣＢＦフラグが“係数なし”を示す場合（例えば０）、スイッチ１０３は端子Ｂに接続される。すなわち、変換ブロック内に変換係数がないため、予測画像信号ＰＲＥＤに対して加える残差信号がなく、予測画像信号ＰＲＥＤが復号画像信号ＯＵＴとして出力される。
　一方、輝度ＣＢＦフラグが“係数あり”を示す場合（例えば１）、スイッチ１０３は端子Ａに接続される。この場合、ビットストリームＢＳに含まれる残差係数信号を残差係数復号部１０４で復号し、残差信号復元部１０５で逆量子化及び逆変換することで得られる残差信号と、予測画像信号ＰＲＥＤとが加算部１０６で加算され、復号画像信号ＯＵＴとして出力される。これにより、輝度ＣＢＦフラグを用いて、ビットストリームＢＳから復号画像信号ＯＵＴを正しく出力することができる。
　すなわち、図１に示される輝度ＣＢＦ復号部１０１及び制御部１０２は、例えば、本実施の形態に係る算術復号部に相当する。また、図１に示されるスイッチ１０３、残差係数復号部１０４、及び残差信号復元部１０５は、本実施の形態に係る復元部に相当する。但し、上記の対応関係には限定されない。
　図３は、図２のステップＳ２０１で示した条件を説明するための模式図である。太枠で示したブロック３０１～３０６は符号化ブロックを示す。また、ブロック３０１、３０２をさらに細かく分割したブロックが変換ブロックを示す。
　変換ブロックのサイズは、符号化ブロックのサイズと同じが或いは符号化ブロックより小さいと規定されている。なお、この説明では、ブロック３０１、３０２のサイズが符号化ブロックの最大サイズ（６４画素×６４画素）であり、変換ブロックの最大サイズはブロック３０１、３０２より１階層小さいサイズ（３２画素×３２画素）と規定されている場合について説明する。また、変換サイズの最大サイズは、例えばスライスのヘッダ情報に記載されている情報によって変わる。
　なお、本発明は変換ブロックのサイズにかかわらず一定の条件（ステップＳ２０１）により確率テーブルを切り替え、周囲のブロックの結果に依存することがないことを特徴とするため、変換ブロックの最大サイズが変わった場合であっても本発明の効果（メモリ量削減）を実現することができる。
　ここではまず、ブロック３０１を符号化ブロックとした場合について説明する。
　まず、ブロック３０１を４分割して得られる第１階層（３２画素×３２画素）の小ブロックが変換ブロックである場合、第１階層の小ブロックに対応付けられた輝度ＣＢＦフラグ３１１が復号される。この輝度ＣＢＦフラグ３１１が係数なしであることを示す場合には、第１階層の小ブロックに変換係数が含まれていないことになる。そのため、これより小さいブロックに対応付けられた輝度ＣＢＦフラグ３１２、３１３は復号されない。なお、輝度ＣＢＦフラグ３１１が復号される場合、第１階層の小ブロックは変換ブロックの最大サイズとなるため（図２のＳ２０１でＹＥＳ）、当該輝度ＣＢＦフラグの算術復号に用いられる確率テーブルを示す番号としてはｃｔｘＩｄｘＩｎｃ＝１を用いる（図２のＳ２０３）。
　一方、第１階層の小ブロックを４分割して得られる第２階層（１６画素×１６画素）の小ブロックが変換ブロックである場合、この第２階層の小ブロックに対応付けられた輝度ＣＢＦフラグ３１２が復号される。また、第２階層の小ブロックをさらに４分割して得られる第３階層（８画素×８画素）の小ブロックが変換ブロックである場合、この第３階層の小ブロックに対応づけられた輝度ＣＢＦフラグ３１３が復号される。これらの場合には、当該輝度ＣＢＦフラグの算術復号に用いられる確率テーブルを示す番号としてはｃｔｘＩｄｘＩｎｃ＝０を用いることとなる（図２のＳ２０２）。
　また、ブロック３０２の第１階層の小ブロックに対応付けられた輝度ＣＢＦフラグ（図示省略）が復号される場合には、確率テーブルを示す番号としてはｃｔｘＩｄｘＩｎｃ＝１を用い、第２階層以下の小ブロックに対応付けられた輝度ＣＢＦフラグ（図示省略）が復号される場合には、確率テーブルを示す番号としてはｃｔｘＩｄｘＩｎｃ＝０を用いる。さらに、ブロック３０３～３０６に対しても、変換ブロックのサイズが、符号化ブロックのサイズと一致するかどうか、或いは変換ブロックの最大サイズに一致するかどうかを判断し、判断結果に応じて確率テーブルを示す番号ｃｔｘＩｄｘＩｎｃが決定される。
　以上で示したように、変換ブロックのサイズと符号化ブロックのサイズとを比較することによって、ｃｔｘＩｄｘｉｎｃを“０”とするか、“１”とするかの２種類を切り替えることにより、確率テーブルの数も従来の４つから２つ（スライスあたり）に削減することができる。さらに、復号対象の輝度ＣＢＦフラグのｃｔｘＩｄｘｉｎｃを決定するために、周囲のブロックの輝度ＣＢＦフラグを参照する必要がないため、ラインバッファを含む大量のメモリを確保する必要がなく、正しく輝度ＣＢＦフラグを復号することができる。
　また、変換ブロックのサイズが最大であるか否かによって、輝度ＣＢＦフラグの確率テーブルを２段階に切り替えることにより、確率テーブルの種類の削減による符号化効率の劣化を抑制することができる。これは、変換係数の有無は変換ブロックのブロックサイズに依存することが多いためであり、より具体的には、変換ブロックのサイズが小さくなれば係数が全てゼロになる可能性が高くなることを利用したものである。
　なお、本発明の実施の形態１に係る算術復号化部（復号装置１００）は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する動画像復号装置に備えられる。図４は、本発明の実施の形態１に係る動画像復号装置４００の構成の一例を示すブロック図である。
　動画像復号装置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、動画像復号装置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。動画像復号装置４００は、入力された復号対象信号に、可変長復号、逆量子化及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、動画像復号装置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）を可変長復号することで、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、逆量子化・逆変換部４２０で復元された予測誤差と、イントラ／インター切換スイッチ４７０から取得した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、加算器４２５で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４３０で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中の復号対象ブロック（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、イントラ予測信号及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、本発明の実施の形態２に係る動画像復号装置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、動画像復号装置４００において、本発明の実施の形態１に係る輝度ＣＢＦフラグの復号化部は、エントロピー復号部４１０、逆量子化・逆変換部４２０、及び加算器４２５に含まれる。より具体的には、例えば、図１の輝度ＣＢＦ復号部１０１、制御部１０２、スイッチ１０３、及び残差係数復号部１０４が図４のエントロピー復号部４１０に含まれ、図１の残差信号復元部１０５が図４の逆量子化・逆変換部４２０に含まれ、図１の加算部１０６が図４の加算器４２５に含まれる。但し、上記の対応関係には限定されない。
　以上のように、本発明の実施の形態１に係る動画像復号装置及び動画像復号方法によれば、復号対象の輝度ＣＢＦフラグを周辺ブロックの輝度ＣＢＦの値に依存せずに算術復号することにより、輝度ＣＢＦフラグの算術復号のためのメモリの必要性を削減したビットストリームを適切に復元することができる。
　なお、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、及び図５Ｄに、本実施の形態の算術復号に用いられるＴａｂｌｅ１０００～１００３の一例を示す。なお、このＴａｂｌｅ１０００～１０００３は、図２８Ａ～図２８Ｄに対応する表である。図５Ａ～図５Ｄで示すように、本実施の形態では、スライスあたりに２つの確率テーブルを切り替えることになる。また、確率テーブルの切り替えには、周囲のブロックの輝度ＣＢＦフラグの結果は用いない。これについてさらに図６を用いて説明する。
　図６は、本実施の形態における輝度ＣＢＦフラグに対する確率を導出するための番号ｃｔｘＩｄｘＩｎｃを取得する方法について説明する文章である。ここで示すように、２つの番号の切り替えを変換ブロックのブロックサイズ（ｔｒａｎｓｆｏｒｍＤｅｐｔｈ、ＭａｘＴｒａｆｏＳｉｚｅ）に依存させ、周辺のブロックの結果に依存させない。
　（実施の形態２）
　本実施の形態の算術符号化方法の概要について説明する。なお、実施の形態１との共通点の詳しい説明は省略し、相違点を中心に説明する。
　本実施の形態の算術符号化方法は、輝度ＣＢＦフラグの符号化に従来のように周囲のブロックにおける輝度ＣＢＦフラグの結果を用いるのではなく、変換ブロックのブロックサイズに応じて２つの確率テーブル（スライスあたり）を切り替えることを特徴とする。これにより、符号化に必要なメモリサイズを大幅に削減することを実現する。
　以上が、本実施の形態の算術符号化方法の概要についての説明である。特に説明しない場合には、従来の算術符号化方法と同じ方法を取っても良いことを示す。
　実施の形態２に係る動画像符号化装置は、動画像信号を第１の処理単位毎に符号化する。具体的には、動画像符号化装置は、第１の処理単位に１つ以上含まれる第２の処理単位毎に、空間領域の動画像信号（例えば、残差信号）を周波数領域の係数に変換する処理と、周波数領域の係数を量子化する処理とを含む変換・量子化部と、変換・量子化部の処理が実行された第２の処理単位に量子化係数が含まれているか否かを示す輝度ＣＢＦフラグを算術符号化する算術符号化部とを備える。
　そして、算術符号化部は、第１及び第２の処理単位のサイズが同一であるか否か、及び第２の処理単位が予め定められた最大サイズであるか否かに応じて、輝度ＣＢＦフラグの算術符号化に用いる確率テーブルを決定する（コンテキストを切り替える）。算術符号化部は、さらに、第１の処理単位が属するスライスの種別に応じて、算術符号化に用いる確率テーブルを決定してもよい。
　次に、本実施の形態の輝度ＣＢＦフラグ符号化方法を行う輝度ＣＢＦフラグ符号化部の処理の流れについて説明する。図７は、本発明の実施の形態２に係る輝度ＣＢＦフラグ符号化部の動作の流れの一例を示すフローチャートである。
　輝度ＣＢＦフラグ符号化部は、制御部より得た情報から、（ｉ）符号化対象の輝度ＣＢＦフラグの示す変換ブロックのサイズが符号化ブロックのサイズと同じであるか、もしくは（ｉｉ）変換ブロックのサイズが変換ブロックの最大サイズと同じかどうかを判断する（Ｓ７０１）。なお、変換ブロックの最大サイズを特定する情報は、例えば、ビットストリーム中に含められている。
　上記の（ｉ）及び（ｉｉ）の少なくとも一方を満たす場合（Ｓ７０１でＹＥＳ）、算術符号化に用いる確率情報を規定するための番号ｃｔｘＩｄｘＩｎｃを１にセットする（Ｓ７０３）。一方、上記の（ｉ）及び（ｉｉ）のいずれも満たさない場合（Ｓ７０１でＮＯ）、算術符号化に用いる確率情報を規定するための番号ｃｔｘＩｄｘＩｎｃを０にセットする（Ｓ７０２）。
　次に、ステップＳ７０２、Ｓ７０３で得られた確率情報を規定するための番号ｃｔｘＩｄｘＩｎｃと、あらかじめスライス毎に規定されたオフセット値（図５Ａ～図５Ｄ参照）とを加えることで得られるｃｔｘＩｄｘに対応する確率値を取得し、対象となる輝度ＣＢＦフラグの算術符号化処理を行う（Ｓ７０４）。これにより、輝度ＣＢＦフラグを符号化する。
　このように符号化することにより、メモリの必要量の少ない輝度ＣＢＦフラグの符号化装置を実現することができる。
　なお、本発明の実施の形態２に係る輝度ＣＢＦフラグ符号化部は、画像データを圧縮符号化する画像符号化装置に備えられる。図８は、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置２００の構成の一例を示すブロック図である。
　画像符号化装置２００は、画像データを圧縮符号化する。例えば、画像符号化装置２００には、画像データがブロック毎に入力信号として入力される。画像符号化装置２００は、入力された入力信号に、変換、量子化及び可変長符号化を行うことで、符号化信号を生成する。
　図１０に示すように、画像符号化装置２００は、減算器２０５と、変換・量子化部２１０と、エントロピー符号化部２２０と、逆量子化・逆変換部２３０と、加算器２３５と、デブロッキングフィルタ２４０と、メモリ２５０と、イントラ予測部２６０と、動き検出部２７０と、動き補償部２８０と、イントラ／インター切換スイッチ２９０とを備える。
　減算器２０５は、入力信号と予測信号との差分、すなわち、予測誤差を算出する。
　変換・量子化部２１０は、空間領域の予測誤差を変換することで、周波数領域の変換係数を生成する。例えば、変換・量子化部２１０は、予測誤差にＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏｓｉｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換を行うことで、変換係数を生成する。さらに、変換・量子化部２１０は、変換係数を量子化することで、量子化係数を生成する。
　また、変換・量子化部２１０は、変換ブロック内に係数（量子化係数）が存在するか否かを示す輝度ＣＢＦフラグを生成する。具体的には、変換・量子化部２１０は、変換ブロック内に係数が存在する場合に輝度ＣＢＦフラグに“１”をセットし、変換ブロック内に係数が存在しない場合に輝度ＣＢＦフラグに“０”をセットする。
　エントロピー符号化部２２０は、量子化係数を可変長符号化することで、符号化信号を生成する。また、エントロピー符号化部２２０は、動き検出部２７０によって検出された動きデータ（例えば、動きベクトル）を符号化し、符号化信号に含めて出力する。
　逆量子化・逆変換部２３０は、量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。さらに、逆量子化・逆変換部２３０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。なお、復元された予測誤差は、量子化により情報が失われているので、減算器２０５が生成する予測誤差とは一致しない。すなわち、復元された予測誤差は、量子化誤差を含んでいる。
　加算器２３５は、復元された予測誤差と予測信号とを加算することで、ローカル復号画像を生成する。
　デブロッキングフィルタ２４０は、生成されたローカル復号画像にデブロッキングフィルタ処理を行う。
　メモリ２５０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２５０は、デブロッキングフィルタ処理が施されたローカル復号画像を格納する。
　イントラ予測部２６０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２６０は、加算器２３５によって生成されたローカル復号画像における符号化対象ブロック（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。
　動き検出部２７０は、入力信号と、メモリ２５０に格納された参照画像との間の動きデータ（例えば、動きベクトル）を検出する。
　動き補償部２８０は、検出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２９０は、イントラ予測信号及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減算器２０５及び加算器２３５に出力する。
　以上の構成により、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置２００は、画像データを圧縮符号化する。
　なお、動画像符号化装置２００において、本発明の実施の形態２に係るＣＢＦフラグ符号化部は、例えば、エントロピー符号化部２２０に含まれる。すなわち、エントロピー符号化部２２０に含まれるＣＢＦフラグ符号化部は、変換・量子化部２１０で生成された輝度ＣＢＦフラグを算術符号化する。但し、上記の対応関係には限定されない。
　（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（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、及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、本発明の一態様に係る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、本発明の一態様に係る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、本発明の一態様に係る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、本発明の一態様に係る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（本発明の一態様に係る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１４Ａ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１４Ｂを用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。
　電源回路部ex３６１は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話ex１１４を動作可能な状態に起動する。
　携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。また携帯電話ex１１４は、音声通話モード時にアンテナex３５０を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ex３５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex３５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex３５７から出力する。
　さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ex３６６等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex３６２を介して主制御部ex３６０に送出される。主制御部ex３６０は、テキストデータを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して基地局ex１１０へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ex３５８に出力される。
　データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex３５５は、カメラ部ex３６５から供給された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し（即ち、本発明の一態様に係る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及び周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。
　データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、または映像およびもしくは音声が添付された電子メールを受信する場合、アンテナex３５０を介して受信された多重化データを復号化するために、多重／分離部ex３５３は、多重化データを分離することにより映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスex３７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ex３５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ex３５４に供給する。映像信号処理部ex３５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって復号化することにより映像信号を復号し（即ち、本発明の一態様に係る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４）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
　ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。
　この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、ＭＰＥＧ－２トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。
　図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５）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図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６）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
　この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図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４で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態４で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図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７）
　テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
　この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図２７Ａ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、本発明の一態様に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、本発明の一態様は、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復号、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２７Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明の一態様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、本発明の一態様に係る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、必ずしも本発明の一態様、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、本発明の一態様に係る動画像復号方法と、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。
　本発明の一態様に係る動画像符号化方法および動画像復号方法は、例えば、テレビジョン受像機、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、または、デジタルビデオカメラ等に利用可能である。
　１００　復号装置
　１０１　輝度ＣＢＦ復号部
　１０２　制御部
　１０３　スイッチ
　１０４　残差係数復号部
　１０５　残差信号復元部
　１０６　加算部
　２００　画像符号化装置
　２０５　減算器
　２１０　変換・量子化部
　２２０　エントロピー符号化部
　２３０，４２０　逆量子化・逆変換部
　２３５，４２５　加算器
　２４０，４３０　デブロッキングフィルタ
　２５０，４４０　メモリ
　２６０，４５０　イントラ予測部
　２７０　動き検出部
　２８０，４６０　動き補償部
　２９０，４７０　イントラ／インター切換スイッチ
　３０１，３０２，３０３，３０４，３０５，３０６　ブロック
　３１１，３１２，３１３，３１４，３１５　輝度ＣＢＦフラグ
　４００　動画像復号装置
　４１０　エントロピー復号部

Claims (11)

  1. 　動画像信号を第１の処理単位毎に符号化する動画像符号化方法であって、
    　前記第１の処理単位に１つ以上含まれる第２の処理単位毎に、空間領域の前記動画像信号を周波数領域の係数に変換する処理と、前記周波数領域の係数を量子化する処理とを含む変換・量子化ステップと、
    　前記変換・量子化ステップが実行された前記第２の処理単位に量子化係数が含まれているか否かを示す輝度ＣＢＦフラグを算術符号化する算術符号化ステップとを含み、
    　前記算術符号化ステップでは、前記第１及び第２の処理単位のサイズが同一であるか否か、及び前記第２の処理単位が予め定められた最大サイズであるか否かに応じて、算術符号化に用いる確率テーブルを決定する
    　動画像符号化方法。
  2. 　前記算術符号化ステップでは、さらに、前記第１の処理単位が属するスライスの種別に応じて、算術符号化に用いる確率テーブルを決定する
    　請求項１に記載の動画像符号化方法。
  3. 　前記第１の処理単位は、符号化単位であり、
    　前記第２の処理単位は、変換単位である
    　請求項１又は２に記載の動画像符号化方法。
  4. 　前記動画像符号化方法は、第１規格に準拠した符号化処理と、第２規格に準拠した符号化処理とを切り替え、前記第１規格に準拠した符号化処理として、前記変換・量子化ステップと、前記算術符号化ステップとを実行し、さらに、符号化処理の規格を示す識別子を符号化する
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の動画像符号化方法。
  5. 　符号化された動画像信号を第１の処理単位毎に復号する動画像復号方法であって、
    　前記第１の処理単位に１つ以上含まれる第２の処理単位に量子化係数が含まれているか否かを示す輝度ＣＢＦフラグを算術復号する算術復号ステップと、
    　前記算術復号ステップで復号された前記輝度ＣＢＦフラグが前記第２の処理単位に量子化係数が含まれていることを示す場合に、当該第２の処理単位の量子化係数を用いて動画像信号を復元する復元ステップとを含み、
    　前記算術復号ステップでは、前記第１及び第２の処理単位のサイズが同一であるか否か、及び前記第２の処理単位が予め定められた最大サイズであるか否かに応じて、算術復号に用いる確率テーブルを決定する
    　動画像復号方法。
  6. 　前記算術復号ステップでは、さらに、前記第１の処理単位が属するスライスの種別に応じて、算術復号に用いる確率テーブルを決定する
    　請求項５に記載の動画像復号方法。
  7. 　前記第１の処理単位は、符号化単位であり、
    　前記第２の処理単位は、変換単位である
    　請求項５又は６に記載の動画像復号方法。
  8. 　前記動画像復号方法は、符号化信号に含まれる、第１規格又は第２規格を示す識別子に応じて、前記第１規格に準拠した復号処理と、前記第２規格に準拠した復号処理とを切り替え、前記識別子が第１規格を示す場合に、前記第１規格に準拠した復号処理として、前記算術復号ステップと、前記復元ステップとを行う
    　請求項５～７のいずれか１項に記載の動画像復号方法。
  9. 　動画像信号を第１の処理単位毎に符号化する動画像符号化装置であって、
    　前記第１の処理単位に１つ以上含まれる第２の処理単位毎に、空間領域の前記動画像信号を周波数領域の係数に変換する処理と、前記周波数領域の係数を量子化する処理とを含む変換・量子化部と、
    　前記変換・量子化部で処理された前記第２の処理単位に量子化係数が含まれているか否かを示す輝度ＣＢＦフラグを算術符号化する算術符号化部とを備え、
    　前記算術符号化部は、前記第１及び第２の処理単位のサイズが同一であるか否か、及び前記第２の処理単位が予め定められた最大サイズであるか否かに応じて、算術符号化に用いる確率テーブルを決定する
    　動画像符号化装置。
  10. 　符号化された動画像信号を第１の処理単位毎に復号する動画像復号装置であって、
    　前記第１の処理単位に１つ以上含まれる第２の処理単位に量子化係数が含まれているか否かを示す輝度ＣＢＦフラグを算術復号する算術復号部と、
    　前記算術復号部で処理された前記輝度ＣＢＦフラグが前記第２の処理単位に量子化係数が含まれていることを示す場合に、当該第２の処理単位の量子化係数を用いて動画像信号を復元する復元部とを備え、
    　前記算術復号部は、前記第１及び第２の処理単位のサイズが同一であるか否か、及び前記第２の処理単位が予め定められた最大サイズであるか否かに応じて、算術復号に用いる確率テーブルを決定する
    　動画像復号装置。
  11. 　請求項９に記載の動画像符号化装置と、
    　請求項１０に記載の動画像復号装置とを備える
    　動画像符号化復号装置。
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