WO2013136678A1 - 画像復号装置および画像復号方法 - Google Patents

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WO2013136678A1
WO2013136678A1 PCT/JP2013/000998 JP2013000998W WO2013136678A1 WO 2013136678 A1 WO2013136678 A1 WO 2013136678A1 JP 2013000998 W JP2013000998 W JP 2013000998W WO 2013136678 A1 WO2013136678 A1 WO 2013136678A1
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博史 天野
田中 健
健司 大賀
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an image decoding apparatus for decoding an encoded stream of an image divided into a plurality of units.
  • Patent Document 1 Non-Patent Document 1
  • Non-Patent Document 2 there are techniques described in Patent Document 1, Non-Patent Document 1, and Non-Patent Document 2 as techniques related to an image decoding apparatus that decodes an encoded stream of an image.
  • the present invention provides an image decoding apparatus that decodes an encoded stream of an image and has high error resistance.
  • An image decoding apparatus is an image decoding apparatus that decodes an encoded stream of an image divided into a plurality of units, and one or more parameters used for decoding one or more decoded units
  • a parameter candidate generation unit for generating a parameter candidate list including one or more parameter candidates, each of which is a parameter candidate used for decoding of a decoding target unit, and information included in the encoded stream
  • the parameter information decoding unit that decodes parameter information that is information relating to one or more parameter candidates and the parameter candidate list generated by the parameter candidate generation unit do not match the parameter information decoded by the parameter information decoding unit
  • An error detection unit that detects the state as an error.
  • An image decoding apparatus is an image decoding apparatus that decodes an encoded stream of an image and has high error resistance.
  • FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a codeword table of a conventional codec.
  • FIG. 1B is a diagram illustrating an example of a codeword table of a recent codec.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the image decoding apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the motion vector calculation unit and the motion compensation unit according to the first embodiment.
  • FIG. 4A is a diagram showing an example of a sequence according to Embodiment 1.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating an example of a picture according to Embodiment 1.
  • FIG. 4C is a diagram illustrating an example of an encoded stream according to Embodiment 1.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating an example of an encoding unit according to Embodiment 1.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating an example of coding unit layer data according to Embodiment 1.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating an example of coding unit data according to Embodiment 1.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating an example of the size of the prediction unit according to Embodiment 1.
  • FIG. 6C is a diagram illustrating an example of the size of the conversion unit according to Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a flowchart showing decoding of a sequence according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart showing decoding of the coding unit according to Embodiment 1.
  • FIG. 9 is a flowchart showing error detection according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an operation of calculating a motion vector predictor candidate from the spatial adjacent prediction unit according to Embodiment 1.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a spatial adjacent prediction unit according to Embodiment 1.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a first determination example of availability of the spatial adjacent prediction unit according to the first embodiment.
  • FIG. 13A is a diagram illustrating a second determination example of availability of the spatial adjacent prediction unit according to Embodiment 1.
  • FIG. 13B is a diagram illustrating a third determination example of availability of the spatial adjacent prediction unit according to Embodiment 1.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an operation of calculating a motion vector predictor candidate from the temporally adjacent prediction unit according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing a temporal neighbor prediction unit according to Embodiment 1.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an operation for calculating a motion vector predictor candidate from the temporally adjacent prediction unit according to the first embodiment.
  • FIG. 17A is a diagram showing a first state of a motion vector predictor candidate list according to Embodiment 1.
  • FIG. 17B is a diagram showing a second state of the motion vector predictor candidate list according to Embodiment 1.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of error detection according to the first embodiment.
  • FIG. 19 is a flowchart showing an error concealment operation according to the second embodiment.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of an integrated circuit according to the third embodiment.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of an image decoding apparatus according to Embodiment 4.
  • FIG. 22 is a flowchart showing the operation of the image decoding apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of an image decoding apparatus according to the first modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 24 is a flowchart showing an operation of the image decoding apparatus according to the first modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of an image decoding apparatus according to the second modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 26 is a flowchart showing the operation of the image decoding apparatus according to the second modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 27 is an overall configuration diagram of a content supply system that implements a content distribution service.
  • FIG. 28 is an overall configuration diagram of a digital broadcasting system.
  • FIG. 29 is a block diagram illustrating a configuration example of a television.
  • FIG. 30 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. 31 is a diagram showing an example of the structure of a recording medium that is an optical disk.
  • FIG. 32A is a diagram illustrating an example of a mobile phone.
  • FIG. 32B is a block diagram illustrating a configuration example of a mobile phone.
  • FIG. 33 shows a structure of multiplexed data.
  • FIG. 34 is a diagram schematically showing how each stream is multiplexed in the multiplexed data.
  • FIG. 34 is a diagram schematically showing how each stream is multiplexed in the multiplexed data.
  • FIG. 35 is a diagram showing in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • FIG. 36 is a diagram showing the structure of TS packets and source packets in multiplexed data.
  • FIG. 37 shows the data structure of the PMT.
  • FIG. 38 is a diagram showing an internal configuration of multiplexed data information.
  • FIG. 39 shows the internal structure of stream attribute information.
  • FIG. 40 is a diagram showing steps for identifying video data.
  • FIG. 41 is a block diagram illustrating a configuration example of an integrated circuit that realizes the moving picture coding method and the moving picture decoding method according to each embodiment.
  • FIG. 42 is a diagram showing a configuration for switching the drive frequency.
  • FIG. 43 is a diagram illustrating steps for identifying video data and switching between driving frequencies.
  • FIG. 44 is a diagram showing an example of a look-up table in which video data standards are associated with drive frequencies.
  • FIG. 45A is a diagram illustrating an example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • FIG. 45B is a diagram illustrating another example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • An image encoding apparatus that encodes an image divides each picture constituting the image into a plurality of macroblocks (Macroblock, abbreviated as MB for short) each composed of 16 ⁇ 16 pixels. Then, the image encoding device encodes each macroblock in the raster scan order. The image encoding device generates an encoded stream by encoding and compressing an image. The image decoding apparatus decodes this encoded stream for each macroblock in raster scan order, and reproduces each picture of the original image.
  • Macroblock abbreviated as MB for short
  • ITU-T H.264 is one of the conventional image encoding methods.
  • H.264 standards see, for example, Non-Patent Document 1).
  • the image decoding apparatus is the H.264 standard.
  • In order to decode an image encoded by the H.264 standard first, an encoded stream is read. Then, the image decoding apparatus performs variable length decoding after decoding various header information. The image decoding apparatus performs inverse frequency conversion by inversely quantizing coefficient information obtained by variable length decoding. Thereby, a difference image is generated.
  • the image decoding apparatus performs in-plane prediction or motion compensation according to the macroblock type obtained by variable length decoding.
  • motion compensation is performed on a maximum of 16 ⁇ 16 pixels.
  • the image decoding apparatus generates a predicted image.
  • the image decoding apparatus performs a reconstruction process by adding the difference image to the predicted image.
  • the image decoding apparatus decodes the decoding target image by performing an in-loop filter process on the reconstructed image.
  • the image encoding apparatus As described above, the image encoding apparatus according to the H.264 standard encodes an image in units of macroblocks configured by 16 ⁇ 16 pixels. However, 16 ⁇ 16 pixels are not necessarily optimal as the encoding unit. In general, as the image resolution increases, the correlation between adjacent blocks increases. Therefore, the compression efficiency can be further improved by increasing the encoding unit.
  • Non-patent Document 2 the conventional H.264.
  • the size of the encoding unit block corresponding to the macro block of the H.264 standard is variable.
  • the image encoding device according to this technique can also encode an image with a block larger than the conventional 16 ⁇ 16 pixels, and can appropriately encode an ultra-high-definition image.
  • an encoding unit (CU: Coding Unit) is defined as an encoding data unit.
  • This encoding unit is a data unit capable of switching between intra prediction for performing intra prediction and inter prediction for performing motion compensation, as in the case of a macroblock in the conventional encoding standard. Is defined as a typical block size.
  • the size of this encoding unit is any of 8 ⁇ 8 pixels, 16 ⁇ 16 pixels, 32 ⁇ 32 pixels, and 64 ⁇ 64 pixels.
  • the largest coding unit is referred to as a maximum coding unit (LCU).
  • LCU maximum coding unit
  • a conversion unit (TU: Transform Unit) is defined as a frequency conversion size.
  • the conversion unit is also called a frequency conversion unit.
  • a prediction unit (PU: Prediction Unit) is defined inside the encoding unit as a unit of in-plane prediction or inter prediction.
  • the prediction unit includes 4 ⁇ 4 pixels or more such as 64 ⁇ 64 pixels, 64 ⁇ 32 pixels, 32 ⁇ 64 pixels, 32 ⁇ 32 pixels, 32 ⁇ 16 pixels, 16 ⁇ 32 pixels, and 16 ⁇ 12 pixels, for example.
  • Various rectangle sizes are used.
  • the conventional codeword table has redundancy by having an unused codeword “11” as shown in FIG. 1A.
  • the decoding information “3” is assigned to the codeword “11” that has not been conventionally used.
  • redundancy has been reduced.
  • the image decoding apparatus identifies the prediction parameter of the decoding target prediction unit from the plurality of prediction parameters used for decoding the plurality of decoded prediction units. Then, the image decoding apparatus decodes the decoding target prediction unit using the specified prediction parameter.
  • the image decoding apparatus creates a prediction parameter candidate list including a plurality of prediction parameter candidates using a plurality of prediction parameters of a plurality of decoded prediction units. Then, the image decoding apparatus specifies the prediction parameter from the prediction parameter candidate list using the prediction parameter identification information separately encoded in the encoded stream. Then, the image decoding apparatus decodes the decoding target prediction unit using the specified prediction parameter.
  • the prediction parameter is, for example, a motion vector or an intra prediction mode.
  • the prediction parameter identification information is not incorrect, and it is not considered that the prediction parameter specified by the prediction parameter identification information does not exist in the prediction parameter candidate list. Therefore, for example, even if the prediction parameter identification information is incorrect, the image decoding apparatus according to the above technique cannot detect an error in the prediction parameter identification information.
  • the same prediction parameter candidate list as the prediction parameter candidate list used for encoding may not be created in decoding due to missing bits during transmission or replacement of data associated with other error processing. .
  • the image decoding apparatus according to the above technique cannot detect an inappropriate prediction parameter candidate list as an error.
  • an image decoding apparatus is an image decoding apparatus that decodes an encoded stream of an image divided into a plurality of units, and is one or more used for decoding one or more decoded units.
  • a parameter candidate generator for generating a parameter candidate list including one or more parameter candidates, each of which is a parameter candidate used for decoding of a decoding target unit, and information included in the encoded stream
  • a parameter information decoding unit that decodes parameter information that is information relating to the one or more parameter candidates, and the parameter information decoded by the parameter information decoding unit is included in the parameter candidate list generated by the parameter candidate generation unit.
  • An error detection unit that detects an inconsistent state as an error.
  • the image decoding apparatus can detect an inconsistency between the parameter candidate list and the parameter information as an error. Therefore, error tolerance is improved.
  • the parameter information decoding unit decodes the parameter information for specifying the parameter used for decoding the decoding target unit from the parameter candidate list
  • the error detection unit decodes the parameter information decoding unit.
  • the state in which the parameter specified by the parameter information thus made does not exist in the parameter candidate list may be detected as the error.
  • the image decoding apparatus can detect a state where the parameter specified by the parameter information does not exist in the parameter candidate list as an error. Therefore, error tolerance is improved.
  • the parameter information decoding unit decodes the parameter information indicating the maximum number of the one or more parameter candidates, and the error detection unit is included in the parameter candidate list generated by the parameter candidate generation unit
  • the state in which the number of one or more candidate parameter candidates is larger than the maximum number indicated by the parameter information decoded by the parameter information decoding unit may be detected as the error.
  • the image decoding apparatus can detect a state where there are too many candidates as an error. Therefore, error tolerance is improved.
  • the parameter information decoding unit decodes the parameter information indicating a number for specifying the parameter used for decoding the decoding target unit from the parameter candidate list, and the error detection unit The state in which the number indicated by the parameter information decoded by the information decoding unit is larger than the maximum number of the one or more parameter candidates included in the parameter candidate list may be detected as the error.
  • the image decoding apparatus can detect a state where the number for specifying a candidate is larger than the number of candidates as an error. Therefore, error tolerance is improved.
  • each of the plurality of units may be a prediction unit.
  • each of the one or more parameter candidates included in the parameter candidate list may be a predicted motion vector candidate.
  • each of the one or more parameter candidates included in the parameter candidate list may be an in-plane prediction mode candidate.
  • the image decoding device further specifies the parameter used for decoding the decoding target unit from the parameter candidate list based on the parameter information decoded by the parameter information decoding unit, and is specified
  • An image decoding unit that decodes the decoding target unit using the parameter may be provided, and the image decoding unit may continue decoding the encoded stream even when the error is detected by the error detection unit .
  • the image decoding unit may conceal the error and continue decoding the encoded stream.
  • the image decoding unit specifies an alternative parameter from the parameter candidate list, and decodes the decoding target unit using the specified alternative parameter
  • the error may be concealed.
  • the image decoding unit may conceal the error by decoding the decoding target unit using a predetermined alternative parameter. .
  • the image decoding unit may continue decoding the encoded stream by decoding a unit different from the decoding target unit.
  • An image decoding apparatus is an image decoding apparatus that decodes an encoded stream of an image divided into a plurality of units, and is one or more used for decoding one or more decoded units.
  • a parameter candidate generator for generating a parameter candidate list including one or more parameter candidates, each of which is a parameter candidate used for decoding of a decoding target unit, and information included in the encoded stream
  • a parameter information decoding unit that decodes parameter information that is information on the one or more parameter candidates, and used for decoding the decoding target unit from the parameter candidate list based on the parameter information decoded by the parameter information decoding unit.
  • An image decoding unit that decodes a signal target unit, and the image decoding unit is configured to match the parameter information decoded by the parameter information decoding unit with the parameter candidate list generated by the parameter candidate generating unit.
  • An image decoding apparatus that continues decoding of the encoded stream may be used.
  • the image decoding unit may continue decoding the encoded stream by decoding the decoding target unit using an alternative parameter.
  • the image decoding apparatus can continue decoding appropriately.
  • the image decoding unit may continue decoding the encoded stream by decoding a unit different from the decoding target unit.
  • non-transitory recording medium such as a system, a method, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable CD-ROM.
  • the present invention may be realized by any combination of an integrated circuit, a computer program, and a recording medium.
  • expressions such as 64 ⁇ 64 pixels and 32 ⁇ 32 pixels mean sizes of 64 pixels ⁇ 64 pixels and 32 pixels ⁇ 32 pixels, respectively.
  • expressions such as blocks, data units, and coding units (CUs) each mean a grouped area. Each of them may mean an image area. Alternatively, they may each mean a data area in the encoded stream.
  • the image may be any of an image, a still image, a plurality of pictures constituting a moving image, a single picture, a part of a picture, and the like.
  • decoding a unit means decoding an image in the unit.
  • Decoding may include variable length decoding, inverse quantization, inverse frequency transform, prediction, reconstruction, and filtering.
  • the image decoding apparatus decodes an encoded stream including a prediction unit encoded using prediction using a prediction parameter candidate list and prediction parameter identification information.
  • the image decoding apparatus determines whether or not there is a prediction parameter candidate indicated by the prediction parameter identification information in the prediction parameter candidate list, and determines that there is no prediction parameter candidate indicated by the prediction parameter identification information in the prediction parameter candidate list. Detect as.
  • the image decoding apparatus can detect an error for each prediction unit, the error tolerance can be increased.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the image decoding apparatus according to the present embodiment.
  • an image decoding apparatus 500 includes a control unit 501, a frame memory 502, a reconstructed image memory 509, a variable length decoding unit 503, an inverse quantization unit 504, and an inverse frequency conversion unit 505.
  • the control unit 501 controls the entire image decoding device 500.
  • the frame memory 502 is a memory for storing the decoded image data.
  • the reconstructed image memory 509 is a memory for storing a part of the generated reconstructed image.
  • the variable length decoding unit 503 reads the encoded stream and decodes the variable length code. Also, the variable length decoding unit 503 operates as a parameter information decoding unit, and decodes parameter information that is information included in the encoded stream and is information related to parameter candidates. For example, the parameter information is predicted motion vector candidate identification information (identification number) for specifying a predicted motion vector.
  • the parameter information is predicted motion vector candidate identification information (identification number) for specifying a predicted motion vector.
  • the inverse quantization unit 504 performs inverse quantization on the decoded coefficient information to restore the frequency coefficient.
  • the inverse frequency transform unit 505 transforms the frequency coefficient into a difference image by performing inverse frequency transform such as inverse discrete cosine transform on the frequency coefficient.
  • the motion vector calculation unit 511 operates as a parameter candidate generation unit, and generates a parameter candidate list. For example, the motion vector calculation unit 511 generates a motion vector predictor candidate list using the motion vector used in the decoded prediction unit adjacent to the decoding target prediction unit.
  • the motion vector predictor candidate list includes motion vector predictor candidates that are motion vector predictor candidates used for decoding the decoding target prediction unit.
  • the motion vector calculation unit 511 specifies a predicted motion vector from the predicted motion vector candidate list. Then, the motion vector calculation unit 511 calculates a motion vector using the identified predicted motion vector. Specifically, the motion vector calculation unit 511 calculates a motion vector by adding the predicted motion vector and the difference motion vector. Then, the motion vector calculation unit 511 outputs the calculated motion vector to the motion compensation unit 506.
  • the motion vector calculation unit 511 also operates as an error detection unit, and detects an error by determining whether or not there is a motion vector predictor identified by the motion vector predictor candidate identification information in the motion vector predictor candidate list. To do.
  • each of the motion vector, the predicted motion vector, and the predicted motion vector candidate may be combined with the reference picture information.
  • the motion vector predictor candidate list may include information on reference pictures corresponding to motion vector predictor candidates together with motion vector predictor candidates.
  • the motion vector calculation unit 511 may specify information on the reference picture corresponding to the predicted motion vector together with the predicted motion vector.
  • the motion compensation unit 506 reads a reference image from the frame memory 502, performs motion compensation, and generates a predicted image.
  • the in-plane prediction unit 507 reads a reference image from the reconstructed image memory 509, performs in-plane prediction (also referred to as intra prediction), and generates a predicted image.
  • the reconstruction unit 508 generates a reconstructed image by adding the difference image and the predicted image, and stores a part of the reconstructed image in the reconstructed image memory 509.
  • the in-loop filter unit 510 removes block noise from the reconstructed image and improves the quality of the reconstructed image.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration around the motion compensation unit 506 according to the present embodiment.
  • the same components as those in FIG. 2 are assigned the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • a motion compensation unit 506 according to the present embodiment includes a DMA control unit (Direct Access Memory control unit) 512, a reference image storage unit 513, a predicted image storage unit 514, a motion vector storage unit 515, and The motion compensation processing unit 516 is provided.
  • DMA control unit Direct Access Memory control unit
  • the DMA control unit 512 stores the colPU information in the motion vector storage unit 515 by transferring the colPU information from the frame memory 502 to the motion vector storage unit 515 based on the coordinates and size information of the decoding target prediction unit. Also, the DMA control unit 512 stores the reference image in the reference image storage unit 513 by transferring the reference image indicated by the motion vector calculated by the motion vector calculation unit 511 from the frame memory 502 to the reference image storage unit 513. To do. In addition, the motion compensation processing unit 516 stores the generated predicted image in the predicted image storage unit 514.
  • the encoded stream decoded by the image decoding apparatus 500 includes an encoding unit (CU), a transform unit (TU), and a prediction unit (PU).
  • CU encoding unit
  • TU transform unit
  • PU prediction unit
  • the coding unit (CU) is a data unit set with a size of 64 ⁇ 64 pixels to 8 ⁇ 8 pixels and capable of switching between in-plane prediction and inter prediction.
  • the transform unit (TU) is set in a size of 32 ⁇ 32 pixels to 4 ⁇ 4 pixels inside the encoding unit (CU).
  • the prediction unit (PU) is set with a size of 64 ⁇ 64 pixels to 4 ⁇ 4 pixels inside the encoding unit (CU), and has an intra-prediction mode or an inter prediction motion vector.
  • FIGS. 4A to 6C the configuration of the encoded stream will be described with reference to FIGS. 4A to 6C.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating an example of a sequence according to the present embodiment
  • FIG. 4B is a diagram illustrating an example of a picture.
  • a group of a plurality of pictures is called a sequence.
  • each picture is divided into slices, and each slice is further divided into coding units (CUs).
  • CUs coding units
  • the size of the maximum coding unit (LCU) is 64 ⁇ 64 pixels.
  • FIG. 4C is a diagram showing an example of the encoded stream according to the present embodiment.
  • the data shown in FIGS. 4A and 4B are hierarchically encoded, whereby the encoded stream shown in FIG. 4C is obtained.
  • the encoded stream shown in FIG. 4C includes a sequence header that controls a sequence, a picture header that controls a picture, a slice header that controls a slice, and encoded unit layer data (CU layer data).
  • a sequence header is called SPS (Sequence Parameter Set)
  • a picture header is called PPS (Picture Parameter Set).
  • FIG. 5A is a diagram illustrating an example of an encoding unit according to the present embodiment
  • FIG. 5B is a diagram illustrating an example of encoded unit layer data of an encoded stream.
  • the encoded unit layer data of the encoded stream includes a CU division flag and CU data.
  • this CU division flag is “1”, it indicates that the block is divided into four, and when it is “0”, it indicates that the block is not divided into four.
  • the 64 ⁇ 64 pixel encoding unit shown in FIG. 5A is not divided. That is, the CU partition flag is “0”.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating an example of CU data according to the present embodiment.
  • FIG. 6B is a diagram showing an example of the size of the prediction unit according to the present embodiment.
  • FIG. 6C is a diagram illustrating an example of the size of the conversion unit according to the present embodiment.
  • the CU data includes a CU type, and further includes a motion vector or an in-plane prediction mode.
  • the size of the prediction unit may be determined.
  • selectable sizes of the prediction unit are, for example, 64 ⁇ 64 pixels, 16 ⁇ 64 pixels, 32 ⁇ 64 pixels, 48 ⁇ 64 pixels, 64 ⁇ 16 pixels, 64 ⁇ 32 pixels, 64 ⁇ 48 pixels, 32 ⁇ 32 pixels, 8 ⁇ 32 pixels, 16 ⁇ 32 pixels, 24 ⁇ 32 pixels, 32 ⁇ 8 pixels, 32 ⁇ 16 pixels, 32 ⁇ 24 pixels, 16 ⁇ 16 pixels, 4 ⁇ 16 pixels, 8 ⁇ 16 pixels, 12 ⁇ 16 pixels, 16 ⁇ 4 pixels, 16 ⁇ 8 pixels, 16 ⁇ 12 pixels, 8 ⁇ 8 pixels, 2 ⁇ 8 pixels, 4 ⁇ 8 pixels, 6 ⁇ 8 pixels, 8 ⁇ 2 pixels, 8 ⁇ 4 pixels, 8 ⁇ 6 pixels, and 4 ⁇ 4 pixels.
  • the size of the prediction unit can be selected from a size of 4 ⁇ 4 pixels or more.
  • the prediction unit may be rectangular.
  • a motion vector or an in-plane prediction mode is designated for each prediction unit. In the present embodiment, only the motion vector is used, and therefore only the motion vector is shown in the example of FIG. 6A.
  • prediction units such as 16 ⁇ 64 pixels and 48 ⁇ 64 pixels obtained by dividing the square into 1: 3 can be selected.
  • selectable sizes of the conversion unit are, for example, 32 ⁇ 32 pixels, 8 ⁇ 32 pixels, 16 ⁇ 32 pixels, 24 ⁇ 32 pixels, 32 ⁇ 8 pixels, 32 ⁇ 16 pixels, 32 ⁇ 24 pixels, 16 ⁇ 16 pixels, 4 ⁇ 16 pixels, 8 ⁇ 16 pixels, 12 ⁇ 16 pixels, 16 ⁇ 4 pixels, 16 ⁇ 8 pixels, 16 ⁇ 12 pixels, 8 ⁇ 8 pixels, 2 ⁇ 8 pixels, 4 ⁇ 8 pixels, 6 ⁇ 8 pixels, 8 ⁇ 2 pixels, 8 ⁇ 4 pixels, 8 ⁇ 6 pixels, and 4 ⁇ 4 pixels.
  • conversion units such as 8 ⁇ 32 pixels and 24 ⁇ 32 pixels obtained by dividing the square into 1: 3 can be selected.
  • the size of the prediction unit and the size of the conversion unit described above are examples.
  • the size of the prediction unit and the size of the conversion unit are not limited to the size of the prediction unit and the size of the conversion unit described above.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the decoding operation of one sequence included in the encoded stream.
  • the image decoding apparatus 500 first decodes the sequence header (S901). Specifically, the variable length decoding unit 503 decodes the sequence header included in the encoded stream based on the control of the control unit 501. Next, the image decoding apparatus 500 similarly decodes the picture header (S902) and decodes the slice header (S903).
  • the image decoding apparatus 500 decodes the encoding unit (S904).
  • the decoding of the encoding unit will be described in detail later.
  • the image decoding apparatus 500 determines whether the decoded coding unit is the last coding unit in the slice (S905). If the decoded encoding unit is not the last encoding unit in the slice (No in S905), the image decoding apparatus 500 again decodes the next encoding unit (S904).
  • the image decoding apparatus 500 determines whether or not the slice including the decoded coding unit is the last slice of the picture. Determination is made (S906). If it is not the last slice of the picture (No in S906), the image decoding apparatus 500 decodes the slice header again (S903).
  • the image decoding apparatus 500 determines whether or not the picture including the decoded coding unit is the last picture in the sequence (S907). If it is not the last picture in the sequence (No in S907), the image decoding apparatus 500 decodes the picture header again (S902). The image decoding apparatus 500 ends a series of decoding operations after decoding all the pictures in the sequence.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the decoding operation of one encoding unit.
  • variable length decoding unit 503 performs variable length decoding on the processing target encoding unit included in the input encoded stream (S1001).
  • the variable length decoding unit 503 outputs encoded information obtained by variable length decoding.
  • the encoding information includes an encoding unit type, an in-plane prediction (intra prediction) mode, a motion vector, a quantization parameter, an encoding unit size and processing order, a prediction unit size and processing order, and a transform unit size. Including processing order.
  • the variable length decoding unit 503 further outputs coefficient information corresponding to each pixel data.
  • Encoding information is output to the control unit 501, and then input to each processing unit.
  • the coefficient information is output to the inverse quantization unit 504.
  • the inverse quantization unit 504 performs inverse quantization processing on the coefficient information to restore the frequency coefficient (S1002).
  • the inverse frequency transform unit 505 performs inverse frequency transform on the frequency coefficient to generate a difference image (S1003).
  • control unit 501 determines whether inter prediction or in-plane prediction is used for the processing target encoding unit (S1004).
  • the control unit 501 activates the motion vector calculation unit 511. Then, the motion vector calculation unit 511 calculates a motion vector, and transfers the reference image indicated by the calculated motion vector from the frame memory 502 to the reference image storage unit 513 (S1005). Next, the control unit 501 activates the motion compensation unit 506. Then, the motion compensation unit 506 generates a predicted image with 1/2 pixel accuracy or 1/4 pixel accuracy (S1006).
  • the control unit 501 activates the in-plane prediction unit 507. Then, the in-plane prediction unit 507 performs in-plane prediction and generates a predicted image (S1007).
  • the reconstruction unit 508 generates a reconstructed image by adding the prediction image output by the motion compensation unit 506 or the in-plane prediction unit 507 and the difference image output by the inverse frequency conversion unit 505 (S1008). ).
  • the generated reconstructed image is input to the in-loop filter unit 510.
  • a portion of the reconstructed image that is used for in-plane prediction is stored in the reconstructed image memory 509.
  • the in-loop filter unit 510 performs an in-loop filter process for reducing block noise on the obtained reconstructed image.
  • the in-loop filter unit 510 stores the reconstructed image subjected to the in-loop filter process in the frame memory 502 (S1009). This completes the decoding operation of the encoding unit.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation in which the motion vector calculation unit 511 detects an error.
  • the motion vector calculation unit 511 calculates a predicted motion vector candidate from the decoded spatial adjacent prediction unit (S1100).
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of calculating a motion vector predictor candidate from a decoded spatial adjacent prediction unit.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a decoding target prediction unit and its spatial adjacent prediction unit.
  • the motion vector predictor candidate is calculated from the decoded spatial adjacent prediction unit, specifically, the lower left (A0), left (A1), upper right (B0), upper ( The motion vector of the PU including the pixel located at B1) or upper left (B2) is used.
  • the prediction motion vector candidate is calculated by using a reference picture corresponding to the motion vector of the PU and prediction mode information indicating whether the PU is encoded by in-plane prediction or motion compensation. Also good.
  • the motion vector calculation unit 511 determines whether all the motion vectors of the prediction units of the adjacent positions A0, A1, B1, and B2 are available (S1200).
  • the motion vector calculation unit 511 determines that the motion vector of the prediction unit at the adjacent position B0 cannot be used ( S1201).
  • the motion vector calculation unit 511 determines whether the prediction units of the adjacent positions A0, A1, B0, B1, and B2 are available and are inter prediction, respectively (S1202).
  • the motion vector calculation unit 511 determines that the motion vector of the corresponding prediction unit is unusable (S1203).
  • the motion vector calculation unit 511 determines whether or not the encoding unit including the decoding target prediction unit is horizontally divided and the prediction unit of the decoding target block is positioned on the lower side (S1204).
  • the motion vector calculation unit 511 includes: It is determined that the motion vector of the prediction unit at the adjacent position B1 cannot be used (S1205).
  • the motion vector calculation unit 511 determines whether or not the encoding unit including the decoding target prediction unit is vertically divided and the prediction unit of the decoding target block is located on the right side (S1206).
  • the encoding unit is vertically divided and the prediction unit of the decoding target block is located on the right side (Yes in S1206), as shown in FIG. It is determined that the motion vector of the prediction unit at position A1 cannot be used (S1207).
  • each motion vector that has not been determined to be unusable in the processing of S1200 to S1207 is set as a predicted motion vector candidate (S1208).
  • the motion vector calculation unit 511 calculates a predicted motion vector candidate from the decoded temporally adjacent prediction unit (S1101).
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an operation of calculating a motion vector predictor candidate from a decoded temporally adjacent prediction unit.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship between a decoding target prediction unit and its temporally adjacent prediction unit.
  • the first colPU is a prediction unit located at coordinates adjacent to the decoding target prediction unit in a picture temporally adjacent to the decoding target picture (hereinafter also referred to as colPic).
  • the second colPU is a prediction unit located in the same coordinates as the decoding target prediction unit in colPic.
  • the motion vector calculation unit 511 determines whether the first colPU or the second colPU is available and is inter prediction (S1300). Here, when the first colPU and the second colPU are unusable or intra prediction (No in S1300), the motion vector calculation unit 511 determines that the motion vector at the temporally adjacent position is unusable ( S1301).
  • the motion vector calculation unit 511 calculates a predicted motion vector from the motion vector of the temporally adjacent prediction unit, and sets the calculated predicted motion vector as a predicted motion vector candidate (S1302).
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a method for calculating a predicted motion vector from motion vectors at temporally adjacent positions.
  • the predicted motion vector mvLXCol shown in FIG. 16 is calculated by the following equation 2 when the following equation 1 is established.
  • the predicted motion vector mvLXCol is calculated by the following equations 3 to 8.
  • DistScaleFactor Clip3 (-1024, 1023, (tb * tx + 32) >> 6) ...
  • mvLXCol ClipMv (Sign (DistScaleFactor * mvLXA) * ((Abs (DistScaleFactor * mvCol) + 128) >> 8)) ...
  • td Clip3 (-128, 127, PicOrderCnt (colPic) -RefPicOrderCnt (refIdxCol, ListCol))
  • tb Clip3 (-128, 127, PicOrderCnt (currPic) -RefPicOrderCnt (refIdxLX, LX))
  • td Clip3 (-128, 127, PicOrderCnt (currPic) -RefPicOrderCnt (refIdxLX, LX))
  • PicOrderCnt (X) indicates the display order of picture X.
  • RefPicOrderCnt (refidxY, reference direction Z) indicates the display order of the reference image specified by refidxY in the reference direction Z.
  • the motion vector calculation unit 511 creates a motion vector predictor candidate list by using an available motion vector predictor candidate among a plurality of motion vector predictor candidates calculated from the spatial adjacent prediction unit and the temporal adjacent prediction unit. (S1102).
  • the motion vector calculation unit 511 places the motion vector of the PU as a predicted motion vector candidate in the predicted motion vector candidate list in the order of A1, B1, B0, B2, and Col. Identification numbers from 0 are assigned to the motion vector predictor candidates in the order in which they are included in the motion vector predictor candidate list.
  • the motion vector calculation unit 511 deletes duplicate motion vectors from the predicted motion vector candidate list (S1103). For example, the motion vector calculation unit 511 preferentially deletes a predicted motion vector candidate having a large identification number.
  • the motion vector predictor of Col The candidate (mv_col) is deleted from the motion vector predictor candidate list. At this time, it may be added as a condition that the index (refidx_B0) indicating the reference picture of the prediction unit of B0 and the index (refidx_col) indicating the reference picture of the prediction unit of Col are the same.
  • a motion vector predictor candidate list shown in FIG. 17B is created.
  • NA Not Available indicates a state in which a motion vector predictor candidate corresponding to the identification number does not exist.
  • the motion vector calculation unit 511 determines whether or not there is a motion vector predictor candidate indicated by the motion vector predictor candidate identification information (identification number) in the motion vector predictor candidate list (S1104).
  • Prediction motion vector candidate identification information (identification number) is prediction parameter information decoded by the variable length decoding unit 503.
  • the motion vector calculation unit 511 detects that there is no motion vector predictor candidate as an error (S1106). ). For example, when the motion vector predictor candidate list shown in FIG. 18 is created and the identification number is other than “0” or “1”, the motion vector calculation unit 511 detects that there is no motion vector predictor candidate as an error. To do.
  • the motion vector calculation unit 511 uses the motion vector predictor candidate indicated by the identification number as the motion vector predictor ( S1105).
  • the image decoding apparatus 500 obtains an appropriate motion vector predictor candidate list and motion vector predictor identification information by, for example, missing bits during transmission or data replacement associated with other error processing. A state that cannot be detected can be detected as an error. Thereby, error tolerance improves.
  • the in-plane prediction unit 507 may perform the same processing.
  • an in-plane prediction mode may be used as a prediction parameter corresponding to a motion vector.
  • the prediction parameter is not limited to the in-plane prediction mode.
  • the unit of processing may not be a prediction unit.
  • the unit of processing may be an encoding unit, a conversion unit, or another unit.
  • the spatial adjacent prediction unit the spatial adjacent prediction unit as shown in FIG. 11 is used, but the spatial adjacent prediction unit may not be the same as the spatial adjacent prediction unit in FIG. A spatial adjacent prediction unit at a position different from the spatial adjacent prediction unit in FIG. 11 may be used.
  • temporally adjacent prediction unit as shown in FIG. 15 is used as the temporally adjacent prediction unit, the temporally adjacent prediction unit may not be the same as the temporally adjacent prediction unit of FIG. A temporal adjacent prediction unit at a position or time different from the temporal adjacent prediction unit of FIG. 15 may be used.
  • the spatial adjacent prediction unit and the temporal adjacent prediction unit are decoded units. If there is an error, there is a high possibility that a mismatch between the list created from the decoded unit and the information decoded from the encoded stream will occur.
  • the image decoding apparatus 500 detects an error using such characteristics.
  • the image decoding apparatus 500 detects, as an error, a state where the motion vector predictor candidate indicated by the motion vector predictor candidate identification information does not exist in the motion vector predictor candidate list.
  • the image decoding apparatus 500 may detect, as an error, a state where the size of the motion vector predictor candidate list is larger than the maximum size predetermined for the motion vector predictor candidate list.
  • the predetermined maximum size may be included as prediction parameter information in the encoded stream.
  • the image decoding apparatus 500 may detect, as an error, a state where the decoded identification number is larger than the maximum size of the motion vector predictor candidate list. Further, the image decoding apparatus 500 may detect, as an error, a state where the decoded identification number is larger than the number of candidates included in the motion vector predictor candidate list.
  • each processing unit may be realized by a circuit using dedicated hardware, or may be realized by a program executed by a processor.
  • the frame memory 502, the motion vector storage unit 515, the reference image storage unit 513, and the predicted image storage unit 514 are shown as memories or storage units. However, these may be any storage elements that can store data. Any storage element may be used. These may be a memory, a flip-flop, a register, or the like, or another configuration. Furthermore, a part of the memory area of the processor or a part of the cache memory may be used.
  • the sizes and shapes of the code unit (CU), prediction unit (PU), and transform unit (TU) shown above are examples.
  • the sizes and shapes of the code unit (CU), the prediction unit (PU), and the transform unit (TU) are not limited to the above examples.
  • the image decoding apparatus decodes an encoded stream including a prediction unit encoded using prediction using a prediction parameter candidate list and prediction parameter identification information.
  • the image decoding apparatus determines whether or not there is a prediction parameter candidate indicated by the prediction parameter identification information in the prediction parameter candidate list, and determines that there is no prediction parameter candidate indicated by the prediction parameter identification information in the prediction parameter candidate list. Detect as. Then, the image decoding device conceals the detected error.
  • the image decoding apparatus detects an error for each prediction unit and conceals the detected error. Therefore, the image decoding apparatus can increase error tolerance.
  • the image decoding apparatus performs error concealment processing in addition to the processing according to the first embodiment, so that even when errors are included, image quality deterioration can be suppressed and decoding can be continued. .
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the image decoding apparatus according to the present embodiment. Since the configuration of image decoding apparatus 500 according to the present embodiment is the same as that of Embodiment 1, description thereof is omitted.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration around the motion compensation unit 506 according to the present embodiment. Since the configuration around the motion compensation unit 506 according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the structure of the encoded stream shown in FIGS. 4A to 6C is used.
  • the overall operation flow according to the present embodiment is the same as the overall operation flow according to the first embodiment shown in FIGS.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating an operation of performing error detection and error concealment in the motion vector calculation unit 511.
  • step S1100 to step S1106 Since operations from step S1100 to step S1106 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the motion vector calculation unit 511 uses one of the predicted motion vector candidates in the predicted motion vector candidate list as a predicted motion vector (S1107).
  • the motion vector calculation unit 511 may select any predicted motion vector candidate used as a predicted motion vector from the predicted motion vector candidate list.
  • the motion vector calculation unit 511 may select a predicted motion vector candidate to which the minimum identification number (0) is assigned as a predicted motion vector.
  • the motion vector calculation unit 511 may select, from the predicted motion vector candidate list, a predicted motion vector candidate to which the largest identification number is assigned as a predicted motion vector.
  • the image decoding device 500 can suppress the deterioration of the image quality and can continue the decoding.
  • a motion vector predictor candidate included in the motion vector predictor candidate list is used as a motion vector predictor.
  • the motion vector predictor may not be a motion vector predictor candidate included in the motion vector predictor candidate list.
  • a predetermined fixed value may be used as the predicted motion vector.
  • a motion vector predictor having a magnitude of 0 may be used.
  • the reference picture corresponding to the predicted motion vector may also be selected according to a predetermined criterion.
  • a predicted motion vector remaining in the memory may be used. Further, the image decoding apparatus 500 may fill the pixels of the decoding target prediction unit with the decoded image without using the prediction motion vector. In addition, the image decoding apparatus 500 may skip processing to another slice, may skip processing to another picture, or may skip processing to another sequence. Further, the image decoding apparatus 500 may continue decoding by other methods.
  • an intra-screen prediction mode may be used as a prediction parameter corresponding to the predicted motion vector.
  • the prediction parameter is not limited to the in-plane prediction mode.
  • each processing unit may be realized by a circuit using dedicated hardware, or may be realized by a program executed by a processor.
  • the frame memory 502, the motion vector storage unit 515, the reference image storage unit 513, and the predicted image storage unit 514 are shown as memories or storage units. However, these may be any storage elements that can store data. Any storage element may be used. These may be a memory, a flip-flop, a register, or the like, or another configuration. Furthermore, a part of the memory area of the processor or a part of the cache memory may be used.
  • the sizes and shapes of the code unit (CU), prediction unit (PU), and transform unit (TU) shown above are examples.
  • the sizes and shapes of the code unit (CU), the prediction unit (PU), and the transform unit (TU) are not limited to the above examples.
  • the image decoding apparatus shown in the first embodiment is realized as an LSI that is typically a semiconductor integrated circuit.
  • the realized form is shown in FIG.
  • the frame memory 502 is realized on the DRAM, and other circuits and memories are configured on the LSI.
  • 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.
  • a drawing device corresponding to various uses can be configured.
  • the present invention can be used as information drawing means in cellular phones, televisions, digital video recorders, digital video cameras, car navigation systems, and the like.
  • a display in addition to a cathode ray tube (CRT), a flat display such as a liquid crystal, a PDP (plasma display panel) and an organic EL, a projection display represented by a projector, and the like can be combined.
  • the LSI in the present embodiment may perform a decoding process in cooperation with a DRAM (Dynamic Random Access Memory). Further, the LSI in the present embodiment may be linked with other storage devices such as eDRAM (embedded DRAM), SRAM (Static Random Access Memory), or hard disk instead of DRAM.
  • DRAM Dynamic Random Access Memory
  • eDRAM embedded DRAM
  • SRAM Static Random Access Memory
  • hard disk instead of DRAM.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of the image decoding apparatus according to the present embodiment.
  • the image decoding apparatus 100 illustrated in FIG. 21 decodes an encoded stream of an image divided into a plurality of units.
  • the image decoding device 100 includes a parameter candidate generation unit 101, a parameter information decoding unit 102, and an error detection unit 103.
  • the parameter candidate generation unit 101 and the error detection unit 103 illustrated in FIG. 21 correspond to the motion vector calculation unit 511 illustrated in FIG.
  • the parameter information decoding unit 102 illustrated in FIG. 21 corresponds to the variable length decoding unit 503 illustrated in FIG.
  • FIG. 22 is a flowchart showing the operation of the image decoding apparatus 100 shown in FIG.
  • the parameter candidate generation unit 101 generates a parameter candidate list using one or more parameters used for decoding one or more decoded units (S101).
  • the parameter candidate list includes one or more parameter candidates, each of which is a parameter candidate used for decoding the decoding target unit.
  • the parameter information decoding unit 102 decodes the parameter information (S102).
  • the parameter information is information included in the encoded stream and is information regarding one or more parameter candidates.
  • the error detection unit 103 detects, as an error, a state in which the parameter information decoded by the parameter information decoding unit 102 does not match the parameter candidate list generated by the parameter candidate generation unit 101 (S103).
  • the image decoding apparatus 100 can detect an inconsistency between the parameter candidate list and the parameter information as an error. Therefore, error tolerance is improved.
  • each of the plurality of units is a prediction unit.
  • the parameter candidate may be a predicted motion vector candidate or an in-plane prediction mode candidate.
  • the parameter information decoding unit 102 may decode parameter information for specifying a parameter used for decoding the decoding target unit from the parameter candidate list. Then, the error detection unit 103 may detect, as an error, a state in which the parameter specified by the parameter information decoded by the parameter information decoding unit 102 does not exist in the parameter candidate list.
  • the parameter information decoding unit 102 may decode parameter information indicating the maximum number of one or more parameter candidates. Then, the error detection unit 103 determines that the number of one or more parameter candidates included in the parameter candidate list generated by the parameter candidate generation unit 101 is greater than the maximum number indicated by the parameter information decoded by the parameter information decoding unit 102. May be detected as an error.
  • the parameter information decoding unit 102 may decode parameter information indicating a number for specifying a parameter used for decoding of the decoding target unit from the parameter candidate list. Then, the error detection unit 103 detects a state where the number indicated by the parameter information decoded by the parameter information decoding unit 102 is larger than the maximum number of one or more parameter candidates included in the parameter candidate list as an error. Good.
  • FIG. 23 is a block diagram showing an image decoding apparatus according to the first modification of the present embodiment. Compared with the image decoding device 100 shown in FIG. 21, an image decoding unit 104 is added to the image decoding device 200 shown in FIG.
  • the image decoding unit 104 specifies a parameter used for decoding of the decoding target unit from the parameter candidate list based on the parameter information decoded by the parameter information decoding unit 102. Then, the image decoding unit 104 decodes the decoding target unit using the specified parameters.
  • the image decoding unit 104 corresponds to the inverse quantization unit 504, the inverse frequency conversion unit 505, the motion compensation unit 506, the in-plane prediction unit 507, the reconstruction unit 508, and the like illustrated in FIG.
  • FIG. 24 is a flowchart showing the operation of the image decoding apparatus 200 shown in FIG.
  • the image decoding apparatus 200 illustrated in FIG. 23 operates in the same manner as the image decoding apparatus 100 until the error detection unit 103 detects an error (S103).
  • the image decoding unit 104 continues decoding the encoded stream even when an error is detected by the error detection unit 103 (S104).
  • the image decoding unit 104 may conceal the error and continue decoding the encoded stream.
  • the image decoding unit 104 may conceal the error by specifying an alternative parameter from the parameter candidate list and decoding the decoding target unit using the specified alternative parameter.
  • the image decoding unit 104 may conceal the error by decoding the decoding target unit using a predetermined alternative parameter.
  • the image decoding unit 104 may skip decoding of the decoding target unit and decode a unit different from the decoding target unit. Thereby, the image decoding unit 104 may continue decoding the encoded stream.
  • FIG. 25 is a block diagram showing an image decoding apparatus according to the second modification of the present embodiment.
  • the error detection unit 103 is deleted compared to the image decoding device 200 shown in FIG. In other words, the image decoding device 300 may not include the error detection unit 103.
  • FIG. 26 is a flowchart showing the operation of the image decoding apparatus 300 shown in FIG.
  • the image decoding device 300 illustrated in FIG. 25 operates in the same manner as the image decoding device 200 until the parameter information decoding unit 102 decodes the parameter information (S102).
  • the image decoding unit 104 continues decoding the encoded stream even when the parameter information decoded by the parameter information decoding unit 102 does not match the parameter candidate list generated by the parameter candidate generation unit 101 (S104). .
  • the image decoding unit 104 may continue decoding the encoded stream by decoding the decoding target unit using the alternative parameter. Further, when the parameter information does not match the parameter candidate list, the image decoding unit 104 may skip decoding of the decoding target unit and decode a unit different from the decoding target unit. Thereby, the image decoding unit 104 may continue decoding the encoded stream.
  • each component may be configured by dedicated hardware or may be realized by executing a software program suitable for each component.
  • Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • the software that realizes the image decoding device of each of the above embodiments is a program as follows.
  • this program is an image decoding method for decoding an encoded stream of an image divided into a plurality of units on a computer, using one or more parameters used for decoding one or more decoded units.
  • a parameter candidate generating step for generating a parameter candidate list including one or more parameter candidates, each of which is a parameter candidate used for decoding of a decoding target unit, and information included in the encoded stream,
  • a parameter information decoding step that decodes parameter information that is information regarding parameter candidates, and an error that the parameter information decoded in the parameter information decoding step does not match the parameter candidate list generated in the parameter candidate generation step. Detect error as Steps and to execute the image decoding method comprising.
  • Each component may be a circuit. These circuits may constitute one circuit as a whole, or may be separate circuits. Each component may be realized by a general-purpose processor or a dedicated processor.
  • another processing unit may execute a process executed by a specific processing unit.
  • the order in which the processes are executed may be changed, or a plurality of processes may be executed in parallel.
  • a method similar to the image decoding method described above may be applied to the image encoding method.
  • the image encoding device may execute such an image encoding method.
  • the image encoding / decoding device may include an image encoding device and an image decoding device.
  • 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. 27 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 broadcasting system ex200 also includes at least the video encoding device (video encoding device) or video decoding of each of the above embodiments. Any of the devices (image decoding devices) can be incorporated.
  • video encoding device video encoding device
  • 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. 29 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. 30 shows the 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. 31 shows a schematic diagram of a recording medium ex215 that is an optical disk.
  • Guide grooves grooves
  • address information indicating the absolute position on the disc is recorded in advance on the information track ex230 by changing the shape of the groove.
  • This address information includes information for specifying the position of the recording block ex231 that is a unit for recording data, and the recording block is specified by reproducing the information track ex230 and reading the address information in a recording or reproducing apparatus.
  • the recording medium ex215 includes a data recording area ex233, an inner peripheral area ex232, and an outer peripheral area ex234.
  • the area used for recording user data is the data recording area ex233, and the inner circumference area ex232 and the outer circumference area ex234 arranged on the inner or outer circumference of the data recording area ex233 are used for specific purposes other than user data recording. Used.
  • the information reproducing / recording unit ex400 reads / writes encoded audio data, video data, or multiplexed data obtained by multiplexing these data with respect to the data recording area ex233 of the recording medium ex215.
  • an optical disk such as a single-layer DVD or BD has been described as an example.
  • the present invention is not limited to these, and an optical disk having a multilayer structure and capable of recording other than the surface may be used.
  • an optical disc with a multi-dimensional recording / reproducing structure such as recording information using light of different wavelengths in the same place on the disc, or recording different layers of information from various angles. It may be.
  • the car ex210 having the antenna ex205 can receive data from the satellite ex202 and the like, and the moving image can be reproduced on a display device such as the car navigation ex211 that the car ex210 has.
  • the configuration of the car navigation ex211 may be, for example, the configuration shown in FIG. 29 with a GPS receiving unit added, and the same may be considered for the computer ex111, the mobile phone ex114, and the like.
  • FIG. 32A 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.
  • 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. 33 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • multiplexed data is obtained by multiplexing one or more of a video stream, an audio stream, a presentation graphics stream (PG), and an interactive graphics stream.
  • the video stream indicates the main video and sub-video of the movie
  • the audio stream (IG) indicates the main audio portion of the movie and the sub-audio mixed with the main audio
  • the presentation graphics stream indicates the subtitles of the movie.
  • the main video indicates a normal video displayed on the screen
  • the sub-video is a video displayed on a small screen in the main video.
  • the interactive graphics stream indicates an interactive screen created by arranging GUI components on the screen.
  • the video stream is encoded by the moving image encoding method or apparatus shown in the above embodiments, or the moving image encoding method or apparatus conforming to the conventional standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, and VC-1. ing.
  • the audio stream is encoded by a method such as Dolby AC-3, Dolby Digital Plus, MLP, DTS, DTS-HD, or linear PCM.
  • Each stream included in the multiplexed data is identified by PID. For example, 0x1011 for video streams used for movie images, 0x1100 to 0x111F for audio streams, 0x1200 to 0x121F for presentation graphics, 0x1400 to 0x141F for interactive graphics streams, 0x1B00 to 0x1B1F are assigned to the video stream used for the sub-picture, and 0x1A00 to 0x1A1F are assigned to the audio stream used for the sub-audio mixed with the main audio.
  • FIG. 34 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. 35 shows in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • the first row in FIG. 35 shows a video frame sequence of the video stream.
  • the second level shows a PES packet sequence.
  • a plurality of Video Presentation Units in the video stream are divided into pictures, B pictures, and P pictures, and are stored in the payload of the PES packet.
  • Each PES packet has a PES header, and a PTS (Presentation Time-Stamp) that is a display time of a picture and a DTS (Decoding Time-Stamp) that is a decoding time of a picture are stored in the PES header.
  • PTS Presentation Time-Stamp
  • DTS Decoding Time-Stamp
  • FIG. 36 shows the format of a TS packet that is finally written in the multiplexed data.
  • the TS packet is a 188-byte fixed-length packet composed of a 4-byte TS header having information such as a PID for identifying a stream and a 184-byte TS payload for storing data.
  • the PES packet is divided and stored in the TS payload.
  • a 4-byte TP_Extra_Header is added to a TS packet, forms a 192-byte source packet, and is written in multiplexed data.
  • TP_Extra_Header information such as ATS (Arrival_Time_Stamp) is described.
  • ATS indicates the transfer start time of the TS packet to the PID filter of the decoder.
  • Source packets are arranged in the multiplexed data as shown in the lower part of FIG. 36, and the number incremented from the head of the multiplexed data is called an 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. 37 is a diagram for explaining the data structure of the PMT in detail.
  • a PMT header describing the length of data included in the PMT is arranged at the head of the PMT.
  • a plurality of descriptors related to multiplexed data are arranged.
  • the copy control information and the like are described as descriptors.
  • a plurality of pieces of stream information regarding each stream included in the multiplexed data are arranged.
  • the stream information includes a stream descriptor in which a stream type, a stream PID, and stream attribute information (frame rate, aspect ratio, etc.) are described to identify a compression codec of the stream.
  • the multiplexed data is recorded together with the multiplexed data information file.
  • the multiplexed data information file is management information of multiplexed data, has a one-to-one correspondence with the multiplexed data, and includes multiplexed data information, stream attribute information, and an entry map.
  • the multiplexed data information includes a system rate, a reproduction start time, and a reproduction end time as shown in FIG.
  • the system rate indicates a maximum transfer rate of multiplexed data to a PID filter of a system target decoder described later.
  • the ATS interval included in the multiplexed data is set to be equal to or less than the system rate.
  • the playback start time is the PTS of the first video frame of the multiplexed data
  • the playback end time is set by adding the playback interval for one frame to the PTS of the video frame at the end of the multiplexed data.
  • the attribute information for each stream included in the multiplexed data is registered for each PID.
  • the attribute information has different information for each video stream, audio stream, presentation graphics stream, and interactive graphics stream.
  • the video stream attribute information includes the compression codec used to compress the video stream, the resolution of the individual picture data constituting the video stream, the aspect ratio, and the frame rate. It has information such as how much it is.
  • the audio stream attribute information includes the compression codec used to compress the audio stream, the number of channels included in the audio stream, the language supported, and the sampling frequency. With information. These pieces of information are used for initialization of the decoder before the player reproduces it.
  • the stream type included in the PMT is used.
  • video stream attribute information included in the multiplexed data information is used.
  • the video encoding shown in each of the above embodiments for the stream type or video stream attribute information included in the PMT.
  • FIG. 40 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. 41 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
  • Such a programmable logic device typically loads or reads a program constituting software or firmware from a memory or the like, thereby moving the moving picture coding method or moving picture shown in each of the above embodiments.
  • An image decoding method can be performed.
  • FIG. 42 shows a configuration ex800 in the present embodiment.
  • the drive frequency switching unit ex803 sets the drive frequency high when the video data is generated by the moving image encoding method or apparatus described in the above embodiments.
  • the decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method described in each of the above embodiments is instructed to decode the video data.
  • the video data is video data compliant with the conventional standard, compared to the case where the video data is generated by the moving picture encoding method or apparatus shown in the above embodiments, Set the drive frequency low. Then, it instructs the decoding processing unit ex802 compliant with the conventional standard to decode the video data.
  • the drive frequency switching unit ex803 includes the CPU ex502 and the drive frequency control unit ex512 in FIG.
  • the decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and the decoding processing unit ex802 that complies with the conventional standard correspond to the signal processing unit ex507 in FIG.
  • the CPU ex502 identifies which standard the video data conforms to. Then, based on the signal from the CPU ex502, the drive frequency control unit ex512 sets the drive frequency. Further, based on the signal from the CPU ex502, the signal processing unit ex507 decodes the video data.
  • the identification information described in the sixth embodiment may be used.
  • the identification information is not limited to that described in Embodiment 6, and any information that can identify which standard the video data conforms to may be used. For example, it is possible to identify which standard the video data conforms to based on an external signal that identifies whether the video data is used for a television or a disk. In some cases, identification may be performed based on such an external signal. In addition, the selection of the driving frequency in the CPU ex502 may be performed based on, for example, a lookup table in which video data standards and driving frequencies are associated with each other as shown in FIG. The look-up table is stored in the buffer ex508 or the internal memory of the LSI, and the CPU ex502 can select the drive frequency by referring to the look-up table.
  • FIG. 43 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. 45A.
  • 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 motion compensation, and other entropy decoding, deblocking filter, and inverse quantization are performed. For any or all of these processes, it is conceivable to share the decoding processing unit.
  • 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. 45B 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 present invention can be used for various purposes.
  • it can be used for high-resolution information display devices and imaging devices such as televisions, digital video recorders, car navigation systems, mobile phones, digital cameras, and digital video cameras, and has high utility value.
  • Image decoding apparatus 101
  • Parameter candidate generation unit 102
  • Parameter information decoding unit 103
  • Error detection unit 104
  • Image decoding unit 501
  • Control unit 502 Frame memory 503
  • Variable length decoding unit 504
  • Inverse quantization unit 505
  • Inverse frequency conversion unit 506
  • Motion compensation unit 507
  • In-plane prediction unit 508
  • Reconstruction unit 509
  • Reconstructed image memory 510
  • Motion vector calculation unit DMA control unit 513 Reference image storage unit 514
  • Predictive image storage unit 515
  • Motion vector storage unit 516 Motion compensation processing Part

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

 画像復号装置は、複数のユニットに分割された画像の符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、1以上の復号済みユニットの復号に用いられた1以上のパラメータを用いて、それぞれが復号対象ユニットの復号に用いられるパラメータの候補である1以上のパラメータ候補を含むパラメータ候補リストを生成するパラメータ候補生成部(101)と、符号化ストリームに含まれる情報であり、1以上のパラメータ候補に関する情報であるパラメータ情報を復号するパラメータ情報復号部(102)と、パラメータ候補生成部(101)で生成されたパラメータ候補リストに、パラメータ情報復号部(102)で復号されたパラメータ情報が整合しない状態をエラーとして検出するエラー検出部(103)とを備える。

Description

画像復号装置および画像復号方法
 本発明は、複数のユニットに分割された画像の符号化ストリームを復号する画像復号装置に関する。
 画像の符号化ストリームを復号する画像復号装置に関する技術として、特許文献1、非特許文献1および非特許文献2に記載の技術がある。
特許第3322670号公報
ITU-T Recommendation H.264「Advanced video coding for generic audiovisual services」、2010年3月 「Working Draft 5 of High-Efficiency Video Coding」、[online]、Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC)、2012年1月20日、[2012年1月20日検索]、インターネット<URL:http://phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/7_Geneva/wg11/JCTVC-G1103-v9.zip>
 しかしながら、従来の技術において想定されていないエラーが画像の符号化ストリームに含まれている可能性がある。
 そこで、本発明は、画像の符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、高いエラー耐性を有する画像復号装置を提供する。
 本発明の一態様に係る画像復号装置は、複数のユニットに分割された画像の符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、1以上の復号済みユニットの復号に用いられた1以上のパラメータを用いて、それぞれが復号対象ユニットの復号に用いられるパラメータの候補である1以上のパラメータ候補を含むパラメータ候補リストを生成するパラメータ候補生成部と、前記符号化ストリームに含まれる情報であり、前記1以上のパラメータ候補に関する情報であるパラメータ情報を復号するパラメータ情報復号部と、前記パラメータ候補生成部で生成された前記パラメータ候補リストに、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報が整合しない状態をエラーとして検出するエラー検出部とを備える。
 なお、これらの包括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コンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、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。
 本発明の一態様に係る画像復号装置は、画像の符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、高いエラー耐性を有する。
図1Aは、従来のコーデックの符号語テーブルの一例を示す図である。 図1Bは、近年のコーデックの符号語テーブルの一例を示す図である。 図2は、実施の形態1に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図3は、実施の形態1に係る動きベクトル演算部と動き補償部の構成を示すブロック図である。 図4Aは、実施の形態1に係るシーケンスの一例を示す図である。 図4Bは、実施の形態1に係るピクチャの一例を示す図である。 図4Cは、実施の形態1に係る符号化ストリームの一例を示す図である。 図5Aは、実施の形態1に係る符号化ユニットの一例を示す図である。 図5Bは、実施の形態1に係る符号化ユニットレイヤデータの一例を示す図である。 図6Aは、実施の形態1に係る符号化ユニットデータの一例を示す図である。 図6Bは、実施の形態1に係る予測ユニットのサイズの例を示す図である。 図6Cは、実施の形態1に係る変換ユニットのサイズの例を示す図である。 図7は、実施の形態1に係るシーケンスの復号を示すフローチャートである。 図8は、実施の形態1に係る符号化ユニットの復号を示すフローチャートである。 図9は、実施の形態1に係るエラーの検出を示すフローチャートである。 図10は、実施の形態1に係る空間隣接予測ユニットから予測動きベクトル候補を算出する動作を示すフローチャートである。 図11は、実施の形態1に係る空間隣接予測ユニットを示す図である。 図12は、実施の形態1に係る空間隣接予測ユニットの利用可能性の第1の判定例を示す図である。 図13Aは、実施の形態1に係る空間隣接予測ユニットの利用可能性の第2の判定例を示す図である。 図13Bは、実施の形態1に係る空間隣接予測ユニットの利用可能性の第3の判定例を示す図である。 図14は、実施の形態1に係る時間隣接予測ユニットから予測動きベクトル候補を算出する動作を示すフローチャートである。 図15は、実施の形態1に係る時間隣接予測ユニットを示す図である。 図16は、実施の形態1に係る時間隣接予測ユニットから予測動きベクトル候補を算出する動作の一例を示す図である。 図17Aは、実施の形態1に係る予測動きベクトル候補リストの第1の状態を示す図である。 図17Bは、実施の形態1に係る予測動きベクトル候補リストの第2の状態を示す図である。 図18は、実施の形態1に係るエラーの検出の例を示す図である。 図19は、実施の形態2に係るエラーの隠蔽の動作を示すフローチャートである。 図20は、実施の形態3に係る集積回路の構成を示すブロック図である。 図21は、実施の形態4に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図22は、実施の形態4に係る画像復号装置の動作を示すフローチャートである。 図23は、実施の形態4の第1の変形例に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図24は、実施の形態4の第1の変形例に係る画像復号装置の動作を示すフローチャートである。 図25は、実施の形態4の第2の変形例に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図26は、実施の形態4の第2の変形例に係る画像復号装置の動作を示すフローチャートである。 図27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28は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図29は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図30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31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32Aは、携帯電話の一例を示す図である。 図32Bは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図33は、多重化データの構成を示す図である。 図34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35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36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37は、PMTのデータ構成を示す図である。 図38は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図39は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図40は、映像データを識別するステップを示す図である。 図41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42は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図43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44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45A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45B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。
 (本発明の基礎となった知見)
 本発明者は、画像復号装置に関する課題を見出した。以下、具体的に画像復号装置に関する課題を説明する。
 画像を符号化する画像符号化装置は、画像を構成する各ピクチャを16×16画素でそれぞれが構成される複数のマクロブロック(Macroblock、略してMBと呼ぶこともある)に分割する。そして、画像符号化装置は、ラスタースキャン順に各マクロブロックを符号化する。画像符号化装置は、画像を符号化し圧縮することにより、符号化ストリームを生成する。画像復号装置は、この符号化ストリームをラスタースキャン順でマクロブロック毎に復号し、元の画像の各ピクチャを再生する。
 従来の画像符号化方式の1つとしてITU-T H.264規格がある(例えば、非特許文献1を参照)。画像復号装置は、H.264規格で符号化された画像を復号するため、まず、符号化ストリームを読み込む。そして、画像復号装置は、各種ヘッダ情報を復号後、可変長復号を行う。画像復号装置は、可変長復号により得られた係数情報を逆量子化して、逆周波数変換する。これにより、差分画像が生成される。
 次に、画像復号装置は、可変長復号により得られたマクロブロックタイプに応じて、面内予測または動き補償を行う。ここで、動き補償は最大16×16画素に対して行われる。これにより、画像復号装置は、予測画像を生成する。その後、画像復号装置は、予測画像に差分画像を加算することにより、再構成処理を行う。そして、画像復号装置は、再構成画像にインループフィルタ処理を行うことで復号対象画像を復号する。
 H.264規格に係る画像符号化装置は、先ほど述べた通り、16×16画素で構成されるマクロブロック単位で画像を符号化する。しかし、符号化の単位として16×16画素が、必ずしも最適とは限らない。一般に、画像の解像度が高くなるにつれて、隣接ブロック間の相関が高くなる。そのため、符号化の単位を大きくした方が、より圧縮効率を向上させることができる。
 近年、4K2K(3840画素×2160画素)等のように、超高精細なディスプレイの開発が行われてきている。したがって、扱う画像の解像度がますます高くなっていくことが予想される。H.264規格に係る画像符号化装置は、このように画像の高解像度化が進むにつれて、これらの高解像度の画像を効率的に符号化することができなくなってきている。
 一方、次世代の画像符号化規格として提案されている技術の中には、このような課題を解決する技術がある(非特許文献2)。この技術では、従来のH.264規格のマクロブロックに対応する符号化単位ブロックのサイズが可変になる。これにより、この技術に係る画像符号化装置は、従来の16×16画素よりも大きなブロックで画像を符号化することも可能であり、超高精細画像を適切に符号化することができる。
 具体的には、非特許文献2では、符号化のデータ単位として、符号化ユニット(CU:Coding Unit)が定義されている。この符号化ユニットは、従来の符号化規格におけるマクロブロックと同様に、面内予測を行うイントラ予測と、動き補償を行うインター予測とを切り替えることが可能なデータ単位であり、符号化の最も基本的なブロックサイズとして規定されている。
 この符号化ユニットのサイズは、8×8画素、16×16画素、32×32画素、および、64×64画素のいずれかである。最も大きな符号化ユニットは、最大符号化ユニット(LCU:Largest Coding Unit)と呼ばれる。さらに、周波数変換サイズとして、変換ユニット(TU:Transform Unit)が定義されている。変換ユニットは、周波数変換ユニットとも呼ばれる。
 この変換ユニットには、例えば、4×4画素、8×8画素、16×16画素、16×12画素、および、32×32画素など、4×4画素以上の様々な矩形のサイズが用いられる。
 また、さらに、面内予測またはインター予測の単位として、符号化ユニットの内部に予測ユニット(PU:Prediction Unit)が定義されている。予測ユニットには、例えば、64×64画素、64×32画素、32×64画素、32×32画素、32×16画素、16×32画素、および、16×12画素など、4×4画素以上の様々な矩形のサイズが用いられる。
 また、インターネットの普及に伴い、通信品質が必ずしも安定しないネットワークで動画像を取り扱うことが多くなっている。そのため、エラー検出およびエラー処理の精度を高めてエラー耐性の強化を図ることが期待されている。これに関して、例えば、動きベクトルがピクチャ外を示している場合にエラーが含まれると判定する技術が開示されている(特許文献1参照)。
 また、近年では、可変長符号化の冗長度が低いため、ビット列からエラーを検出することは困難である。例えば、従来の符号語テーブルは、図1Aのように、未使用の符号語「11」を有することで、冗長度を有する。しかしながら、近年の符号語テーブルでは、図1Bのように、従来では未使用の符号語「11」に、復号情報「3」が割り当てられている。このように、近年では、冗長度が低下している。
 このため、例えば、ビットの欠落等のエラーが発生していても、ビット列からエラーが検出されず、想定外の情報が復号される可能性がある。そして、復号された想定外の情報が、符号化ストリームの復号処理を停止させる等の弊害を招く可能性がある。
 また、非特許文献2に記載された技術では、画像復号装置は、複数の復号済み予測ユニットの復号に用いられた複数の予測パラメータから、復号対象予測ユニットの予測パラメータを特定する。そして、画像復号装置は、特定された予測パラメータを用いて復号対象予測ユニットを復号する。
 より具体的には、画像復号装置は、複数の復号済み予測ユニットの複数の予測パラメータを用いて、複数の予測パラメータ候補を含む予測パラメータ候補リストを作成する。そして、画像復号装置は、別途符号化ストリーム中に符号化された予測パラメータ識別情報を用いて、予測パラメータ候補リストから予測パラメータを特定する。そして、画像復号装置は、特定された予測パラメータを用いて、復号対象予測ユニットを復号する。ここで、予測パラメータは、例えば、動きベクトルまたは画面内予測モードである。
 上記の技術では、予測パラメータ識別情報は誤っていないことが前提であり、予測パラメータ候補リストに予測パラメータ識別情報で特定される予測パラメータが存在しないことは考慮されていない。そのため、例えば、予測パラメータ識別情報が誤っていても、上記の技術に係る画像復号装置は、予測パラメータ識別情報のエラーを検出することができない。
 また、例えば、伝送時のビットの欠落、または、他のエラー処理に伴うデータの置き換え等により、符号化に用いられた予測パラメータ候補リストと同じ予測パラメータ候補リストが復号において作成されない可能性がある。上記の技術に係る画像復号装置は、不適切な予測パラメータ候補リストをエラーとして検出することができない。
 そこで、本発明の一態様に係る画像復号装置は、複数のユニットに分割された画像の符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、1以上の復号済みユニットの復号に用いられた1以上のパラメータを用いて、それぞれが復号対象ユニットの復号に用いられるパラメータの候補である1以上のパラメータ候補を含むパラメータ候補リストを生成するパラメータ候補生成部と、前記符号化ストリームに含まれる情報であり、前記1以上のパラメータ候補に関する情報であるパラメータ情報を復号するパラメータ情報復号部と、前記パラメータ候補生成部で生成された前記パラメータ候補リストに、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報が整合しない状態をエラーとして検出するエラー検出部とを備える。
 これにより、画像復号装置は、パラメータ候補リストとパラメータ情報との不整合をエラーとして検出することができる。したがって、エラー耐性が向上する。
 例えば、前記パラメータ情報復号部は、前記パラメータ候補リストから前記復号対象ユニットの復号に用いられる前記パラメータを特定するための前記パラメータ情報を復号し、前記エラー検出部は、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報により特定される前記パラメータが前記パラメータ候補リストに存在しない前記状態を前記エラーとして検出してもよい。
 これにより、画像復号装置は、パラメータ情報によって特定されるパラメータがパラメータ候補リストに存在しない状態をエラーとして検出することができる。したがって、エラー耐性が向上する。
 また、例えば、前記パラメータ情報復号部は、前記1以上のパラメータ候補の最大数を示す前記パラメータ情報を復号し、前記エラー検出部は、前記パラメータ候補生成部で生成された前記パラメータ候補リストに含まれる前記1以上のパラメータ候補の候補数が、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報により示される前記最大数よりも大きい前記状態を前記エラーとして検出してもよい。
 これにより、画像復号装置は、候補数が多すぎる状態をエラーとして検出することができる。したがって、エラー耐性が向上する。
 また、例えば、前記パラメータ情報復号部は、前記パラメータ候補リストから前記復号対象ユニットの復号に用いられる前記パラメータを特定するための番号を示す前記パラメータ情報を復号し、前記エラー検出部は、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報により示される前記番号が、前記パラメータ候補リストに含まれる前記1以上のパラメータ候補の最大数よりも大きい前記状態を前記エラーとして検出してもよい。
 これにより、画像復号装置は、候補を特定するための番号が候補数よりも大きい状態をエラーとして検出することができる。したがって、エラー耐性が向上する。
 また、例えば、前記複数のユニットのそれぞれは、予測ユニットでもよい。
 これにより、予測ユニットに対応するパラメータのエラーが適切に検出される。したがって、予測に関するエラー耐性が向上する。
 また、例えば、前記パラメータ候補リストに含まれる前記1以上のパラメータ候補のそれぞれは、予測動きベクトル候補でもよい。
 これにより、予測動きベクトルに関するエラーが適切に検出される。したがって、インター予測に関するエラー耐性が向上する。
 また、例えば、前記パラメータ候補リストに含まれる前記1以上のパラメータ候補のそれぞれは、面内予測モード候補でもよい。
 これにより、面内予測モードに関するエラーが適切に検出される。したがって、イントラ予測に関するエラー耐性が向上する。
 また、例えば、前記画像復号装置は、さらに、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報に基づいて前記パラメータ候補リストから前記復号対象ユニットの復号に用いられる前記パラメータを特定し、特定された前記パラメータを用いて前記復号対象ユニットを復号する画像復号部を備え、前記画像復号部は、前記エラー検出部により前記エラーが検出された場合でも、前記符号化ストリームの復号を継続してもよい。
 これにより、エラーが発生した場合でも、復号処理の停止が回避される。したがって、エラーの弊害が低減する。
 また、例えば、前記画像復号部は、前記エラー検出部により前記エラーが検出された場合、前記エラーを隠蔽して、前記符号化ストリームの復号を継続してもよい。
 これにより、エラーが発生した場合でも、エラーが隠蔽される。したがって、エラーの弊害が低減する。
 また、例えば、前記画像復号部は、前記エラー検出部により前記エラーが検出された場合、前記パラメータ候補リストから代替パラメータを特定し、特定された前記代替パラメータを用いて前記復号対象ユニットを復号することにより、前記エラーを隠蔽してもよい。
 これにより、リストから特定された代替パラメータが用いられる。したがって、適切にエラーが隠蔽される。
 また、例えば、前記画像復号部は、前記エラー検出部により前記エラーが検出された場合、予め定められた代替パラメータを用いて前記復号対象ユニットを復号することにより、前記エラーを隠蔽してもよい。
 これにより、予め定められた代替パラメータが用いられる。したがって、適切にエラーが隠蔽される。
 また、例えば、前記画像復号部は、前記エラー検出部により前記エラーが検出された場合、前記復号対象ユニットとは異なるユニットを復号することにより、前記符号化ストリームの復号を継続してもよい。
 これにより、エラーが検出されないユニットが復号される。したがって、エラーの弊害が低減する。
 また、本発明の一態様に係る画像復号装置は、複数のユニットに分割された画像の符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、1以上の復号済みユニットの復号に用いられた1以上のパラメータを用いて、それぞれが復号対象ユニットの復号に用いられるパラメータの候補である1以上のパラメータ候補を含むパラメータ候補リストを生成するパラメータ候補生成部と、前記符号化ストリームに含まれる情報であり、前記1以上のパラメータ候補に関する情報であるパラメータ情報を復号するパラメータ情報復号部と、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報に基づいて前記パラメータ候補リストから前記復号対象ユニットの復号に用いられる前記パラメータを特定し、特定された前記パラメータを用いて前記復号対象ユニットを復号する画像復号部を備え、前記画像復号部は、前記パラメータ候補生成部で生成された前記パラメータ候補リストに、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報が整合しない場合でも、前記符号化ストリームの復号を継続する画像復号装置でもよい。
 これにより、パラメータ候補リストとパラメータ情報とが整合しない場合でも、復号が継続される。したがって、エラー耐性が向上する。
 例えば、前記画像復号部は、前記パラメータ候補リストに前記パラメータ情報が整合しない場合、代替パラメータを用いて前記復号対象ユニットを復号することにより、前記符号化ストリームの復号を継続してもよい。
 これにより、パラメータ候補リストとパラメータ情報とが整合しない場合、代替パラメータが用いられる。したがって、画像復号装置は、適切に、復号を継続できる。
 また、例えば、前記画像復号部は、前記パラメータ候補リストに前記パラメータ情報が整合しない場合、前記復号対象ユニットとは異なるユニットを復号することにより、前記符号化ストリームの復号を継続してもよい。
 これにより、パラメータ候補リストとパラメータ情報とが整合しない場合、他のユニットが復号される。したがって、画像復号装置は、適切に、復号を継続できる。
 さらに、これらの包括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コンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、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、いずれも包括的または具体的な例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 また、64×64画素、および、32×32画素等の表現は、それぞれ、64画素×64画素、および、32画素×32画素等のサイズを意味する。
 また、以下において、ブロック、データ単位および符号化ユニット(CU)等の表現は、それぞれ、まとまった領域を意味する。それらは、それぞれ、画像領域を意味する場合もある。あるいは、それらは、それぞれ、符号化ストリームにおけるデータ領域を意味する場合もある。
 また、画像は、画像、静止画像、動画像を構成する複数のピクチャ、1つのピクチャ、および、ピクチャの一部等のいずれでもよい。
 また、ユニットを復号するとは、ユニット内の画像を復号することを意味する。復号には、可変長復号、逆量子化、逆周波数変換、予測、再構成およびフィルタ処理が含まれてもよい。
 (実施の形態1)
 まず、本実施の形態に係る画像復号装置の概要について説明する。本実施の形態に係る画像復号装置は、予測を用いて符号化された予測ユニットを含む符号化ストリームを、予測パラメータ候補リストと予測パラメータ識別情報を用いて復号する。
 その際、画像復号装置は、予測パラメータ候補リストに予測パラメータ識別情報が示す予測パラメータ候補があるか否かを判定し、予測パラメータ候補リストに予測パラメータ識別情報が示す予測パラメータ候補がない状態をエラーとして検出する。
 これにより、画像復号装置は、予測ユニット毎にエラーの検出を行えるため、エラー耐性を高めることができる。
 以上が本実施の形態に係る画像復号装置の概要についての説明である。
 次に、本実施の形態に係る画像復号装置の構成について説明する。
 図2は、本実施の形態に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。図2に示すように、本実施の形態に係る画像復号装置500は、制御部501、フレームメモリ502、再構成画像メモリ509、可変長復号部503、逆量子化部504、逆周波数変換部505、動き補償部506、面内予測部507、再構成部508、インループフィルタ部510、および動きベクトル演算部511を備える。
 制御部501は、画像復号装置500全体を制御する。フレームメモリ502は、復号された画像データを記憶するためのメモリである。再構成画像メモリ509は、生成された再構成画像の一部を記憶するためのメモリである。
 可変長復号部503は、符号化ストリームを読み込み、可変長符号を復号する。また、可変長復号部503は、パラメータ情報復号部として動作し、符号化ストリームに含まれる情報であり、パラメータ候補に関する情報であるパラメータ情報を復号する。例えば、パラメータ情報は、予測動きベクトルを特定するための予測動きベクトル候補識別情報(識別番号)である。
 逆量子化部504は、復号された係数情報を逆量子化して周波数係数に復元する。逆周波数変換部505は、周波数係数に対して逆離散コサイン変換などの逆周波数変換を行うことによって、周波数係数を差分画像に変換する。
 動きベクトル演算部511は、パラメータ候補生成部として動作し、パラメータ候補リストを生成する。例えば、動きベクトル演算部511は、復号対象予測ユニットに隣接する復号済み予測ユニットで用いられた動きベクトルを用いて、予測動きベクトル候補リストを生成する。予測動きベクトル候補リストは、復号対象予測ユニットの復号に用いられる予測動きベクトルの候補である予測動きベクトル候補を含む。
 また、動きベクトル演算部511は、予測動きベクトル候補リストから予測動きベクトルを特定する。そして、動きベクトル演算部511は、特定された予測動きベクトルを用いて動きベクトルを算出する。具体的には、動きベクトル演算部511は、予測動きベクトルと差分動きベクトルとを加算することにより、動きベクトルを算出する。そして、動きベクトル演算部511は、算出された動きベクトルを動き補償部506に出力する。
 また、動きベクトル演算部511は、エラー検出部としても動作し、予測動きベクトル候補リストに予測動きベクトル候補識別情報によって特定される予測動きベクトルがあるか否かを判定することで、エラーを検出する。
 なお、動きベクトル、予測動きベクトルおよび予測動きベクトル候補は、それぞれ、参照ピクチャの情報と組み合わされてもよい。例えば、予測動きベクトル候補リストは、予測動きベクトル候補と共に、予測動きベクトル候補に対応する参照ピクチャの情報を有してもよい。また、動きベクトル演算部511は、予測動きベクトルと共に、予測動きベクトルに対応する参照ピクチャの情報を特定してもよい。
 動き補償部506は、フレームメモリ502から参照画像を読み出して、動き補償を行い、予測画像を生成する。面内予測部507は、再構成画像メモリ509から参照画像を読み出して、面内予測(イントラ予測ともいう)を行い、予測画像を生成する。再構成部508は、差分画像と予測画像とを加算して再構成画像を生成し、その一部を再構成画像メモリ509に格納する。インループフィルタ部510は、再構成画像のブロックノイズを除去し、再構成画像を高画質化する。
 図3は、本実施の形態に係る動き補償部506周辺の構成を示すブロック図である。図2と同様の構成要素には同じ符号を割り当て、説明を省略する。図3に示すように、本実施の形態に係る動き補償部506は、DMA制御部(Direct Access Memory制御部)512、参照画像記憶部513、予測画像記憶部514、動きベクトル記憶部515、および、動き補償処理部516を備える。
 DMA制御部512は、復号対象予測ユニットの座標およびサイズの情報に基づいてフレームメモリ502からcolPU情報を動きベクトル記憶部515へ転送することにより、colPU情報を動きベクトル記憶部515に格納する。また、DMA制御部512は、動きベクトル演算部511によって算出された動きベクトルで示される参照画像をフレームメモリ502から参照画像記憶部513へ転送することにより、参照画像を参照画像記憶部513に格納する。また、動き補償処理部516は、生成された予測画像を予測画像記憶部514に格納する。
 以上が、本実施の形態に係る画像復号装置500の構成についての説明である。
 次に、本実施の形態に係る画像復号装置500が復号する符号化ストリーム構成について説明する。画像復号装置500が復号する符号化ストリームは、符号化ユニット(CU)と、変換ユニット(TU)と、予測ユニット(PU)とで構成される。
 符号化ユニット(CU)は、64×64画素~8×8画素のサイズで設定され、面内予測とインター予測との切り替えが可能なデータ単位である。変換ユニット(TU)は、符号化ユニット(CU)の内部で32×32画素~4×4画素のサイズで設定される。予測ユニット(PU)は、符号化ユニット(CU)の内部で64×64画素~4×4画素のサイズで設定され、面内予測のモード、または、インター予測の動きベクトルを有する。以下、図4A~図6Cを用いて符号化ストリームの構成について説明する。
 図4Aは、本実施の形態に係るシーケンスの一例を示す図であり、図4Bは、ピクチャの一例を示す図である。図4Aに示すように、複数のピクチャのまとまりをシーケンスと呼ぶ。また、図4Bに示すように、各ピクチャはスライスに分割され、各スライスはさらに符号化ユニット(CU)に分割される。ピクチャはスライスに分割されない場合もある。
 本実施の形態において、最大符号化ユニット(LCU)のサイズは、64×64画素である。
 図4Cは、本実施の形態に係る符号化ストリームの一例を示す図である。図4Aおよび図4Bに示されたデータが階層的に符号化されることにより、図4Cに示された符号化ストリームが得られる。
 図4Cに示された符号化ストリームは、シーケンスを制御するシーケンスヘッダ、ピクチャを制御するピクチャヘッダ、スライスを制御するスライスヘッダ、および、符号化ユニットレイヤデータ(CUレイヤデータ)で構成される。なお、H.264規格では、シーケンスヘッダをSPS(Sequence Parameter Set)、ピクチャヘッダをPPS(Picture Parameter Set)と呼んでいる。
 次に、本実施の形態の説明に使用する符号化ユニットと符号化ストリームの構成について、図5Aおよび図5Bを用いて説明する。図5Aは本実施の形態に係る符号化ユニットの一例を示す図であり、図5Bは符号化ストリームの符号化ユニットレイヤデータの一例を示す図である。
 符号化ストリームの符号化ユニットレイヤデータは、図5Bに示すように、CU分割フラグとCUデータとで構成される。このCU分割フラグは、「1」の場合、ブロックを4分割することを示し、「0」の場合、ブロックを4分割しないことを示す。図5Aに示された64×64画素の符号化ユニットは分割されない。すなわち、CU分割フラグは「0」である。
 次に、CUデータについて説明する。図6Aは、本実施の形態に係るCUデータの例を示す図である。図6Bは、本実施の形態に係る予測ユニットのサイズの例を示す図である。図6Cは、本実施の形態に係る変換ユニットのサイズの例を示す図である。
 図6Aに示すように、CUデータは、CUタイプを含み、さらに、動きベクトルまたは面内予測モードを含む。CUタイプによって、予測ユニットのサイズが決定されてもよい。
 図6Bに示すように、予測ユニットの選択可能なサイズは、例えば、64×64画素、16×64画素、32×64画素、48×64画素、64×16画素、64×32画素、64×48画素、32×32画素、8×32画素、16×32画素、24×32画素、32×8画素、32×16画素、32×24画素、16×16画素、4×16画素、8×16画素、12×16画素、16×4画素、16×8画素、16×12画素、8×8画素、2×8画素、4×8画素、6×8画素、8×2画素、8×4画素、8×6画素、および、4×4画素である。
 このように、予測ユニットのサイズは、4×4画素以上のサイズから選択可能である。また、予測ユニットの形状は、長方形でもよい。予測ユニット毎に動きベクトルまたは面内予測モードが指定される。本実施の形態では、動きベクトルのみが用いられるため、図6Aの例では動きベクトルのみが示されている。また、図6Bの通り、正方形を1:3に分割することにより得られる16×64画素および48×64画素等の予測ユニットが選択可能である。
 図6Cに示すように、変換ユニットの選択可能なサイズは、例えば、32×32画素、8×32画素、16×32画素、24×32画素、32×8画素、32×16画素、32×24画素、16×16画素、4×16画素、8×16画素、12×16画素、16×4画素、16×8画素、16×12画素、8×8画素、2×8画素、4×8画素、6×8画素、8×2画素、8×4画素、8×6画素、および、4×4画素である。図6Cの通り、正方形を1:3に分割することにより得られる8×32画素および24×32画素等の変換ユニットが選択可能である。
 なお、上記で説明された予測ユニットのサイズおよび変換ユニットのサイズは、一例である。予測ユニットのサイズおよび変換ユニットのサイズは、上記で説明された予測ユニットのサイズおよび変換ユニットのサイズに限られない。
 次に、図7に示すフローチャートを用いて、図2に示した画像復号装置500の動作を説明する。図7は、符号化ストリームに含まれる1つのシーケンスの復号動作を示すフローチャートである。
 図7に示すように、画像復号装置500は、まず、シーケンスヘッダを復号する(S901)。具体的には、可変長復号部503は、制御部501の制御に基づいて、符号化ストリームに含まれるシーケンスヘッダを復号する。次に、画像復号装置500は、同様に、ピクチャヘッダを復号し(S902)、スライスヘッダを復号する(S903)。
 次に、画像復号装置500は、符号化ユニットを復号する(S904)。符号化ユニットの復号については後で詳しく説明する。画像復号装置500は、符号化ユニットの復号後、復号された符号化ユニットがスライス最後の符号化ユニットであるか否かを判定する(S905)。そして、復号された符号化ユニットがスライス最後の符号化ユニットでない場合(S905でNo)、再度、画像復号装置500は、次の符号化ユニットを復号する(S904)。
 さらに、復号された符号化ユニットがスライス最後の符号化ユニットである場合(S905でYes)、画像復号装置500は、復号された符号化ユニットを含むスライスがピクチャ最後のスライスであるか否かを判定する(S906)。そして、ピクチャ最後のスライスでない場合(S906でNo)、画像復号装置500は、再度、スライスヘッダを復号する(S903)。
 さらに、ピクチャ最後のスライスである場合(S906でYes)、画像復号装置500は、復号された符号化ユニットを含むピクチャがシーケンス最後のピクチャであるか否かを判定する(S907)。そして、シーケンス最後のピクチャでない場合(S907でNo)、画像復号装置500は、再度、ピクチャヘッダを復号する(S902)。画像復号装置500は、シーケンスの全てのピクチャの復号後、一連の復号動作を終了する。
 次に、図8に示すフローチャートを用いて、図7の符号化ユニットの復号(S904)の動作を説明する。図8は、1つの符号化ユニットの復号動作を示すフローチャートである。
 まず、可変長復号部503は、入力された符号化ストリームに含まれる処理対象符号化ユニットについて、可変長復号を行う(S1001)。
 そして、可変長復号部503は、可変長復号で得られた符号化情報を出力する。例えば、符号化情報は、符号化ユニットタイプ、面内予測(イントラ予測)モード、動きベクトル、量子化パラメータ、符号化ユニットのサイズと処理順序、予測ユニットサイズと処理順序、および、変換ユニットのサイズと処理順序などを含む。可変長復号部503は、さらに、各画素データに対応する係数情報を出力する。
 符号化情報は、制御部501に出力され、その後、各処理部に入力される。係数情報は、逆量子化部504に出力される。次に、逆量子化部504は、係数情報に対して逆量子化処理を行って周波数係数に復元する(S1002)。その後、逆周波数変換部505は、周波数係数に対して逆周波数変換を行って差分画像を生成する(S1003)。
 次に、制御部501は、処理対象符号化ユニットにインター予測が用いられるか、面内予測が用いられるかを判定する(S1004)。
 インター予測が用いられる場合(S1004でYes)、制御部501は動きベクトル演算部511を起動する。そして、動きベクトル演算部511は、動きベクトルを算出し、算出された動きベクトルにより示される参照画像をフレームメモリ502から参照画像記憶部513に転送する(S1005)。次に、制御部501は、動き補償部506を起動する。そして、動き補償部506は、1/2画素精度または1/4画素精度等の予測画像を生成する(S1006)。
 一方、インター予測が用いられない場合(S1004でNo)、すなわち、面内予測が用いられる場合、制御部501は、面内予測部507を起動する。そして、面内予測部507は、面内予測を行い、予測画像を生成する(S1007)。
 再構成部508は、動き補償部506または面内予測部507によって出力された予測画像と、逆周波数変換部505によって出力された差分画像とを加算することにより、再構成画像を生成する(S1008)。
 生成された再構成画像は、インループフィルタ部510に入力される。同時に、再構成画像のうち面内予測で用いられる部分は、再構成画像メモリ509に格納される。最後に、インループフィルタ部510は、得られた再構成画像に対して、ブロックノイズを低減するためのインループフィルタ処理を行う。そして、インループフィルタ部510は、フレームメモリ502に、インループフィルタ処理が行われた再構成画像を格納する(S1009)。以上で、符号化ユニットの復号動作が終了する。
 次に、動きベクトル演算部511の動作について詳細に説明する。図9は、動きベクトル演算部511がエラーを検出する動作を示すフローチャートである。
 まず、動きベクトル演算部511は、復号済み空間隣接予測ユニットから予測動きベクトル候補を算出する(S1100)。図10は、復号済み空間隣接予測ユニットから予測動きベクトル候補を算出する動作を示すフローチャートである。また、図11は、復号対象予測ユニットとその空間隣接予測ユニットとの関係を示す図である。
 復号済み空間隣接予測ユニットから予測動きベクトル候補が算出される際、具体的には、図11に示された復号対象予測ユニットの左下(A0)、左(A1)、右上(B0)、上(B1)または左上(B2)に位置する画素を含むPUの動きベクトルが用いられる。予測動きベクトル候補の算出には、PUの動きベクトルに対応する参照ピクチャ、および、PUが面内予測で符号化されているか動き補償で符号化されているかを示す予測モードの情報が用いられてもよい。
 まず、動きベクトル演算部511は、隣接位置A0、A1、B1およびB2の予測ユニットの動きベクトルが全て利用可能か否か判定する(S1200)。ここで、全ての予測ユニットが利用可能である場合(S1200でYes)、図12に示すように、動きベクトル演算部511は、隣接位置B0の予測ユニットの動きベクトルを利用不可能と判定する(S1201)。
 次に、動きベクトル演算部511は、隣接位置A0、A1、B0、B1およびB2の予測ユニットが、それぞれ、利用可能かつインター予測であるか否かを判定する(S1202)。ここで、予測ユニットが利用不可能またはイントラ予測である場合(S1202でNo)、動きベクトル演算部511は、該当する予測ユニットの動きベクトルを利用不可能と判定する(S1203)。
 次に、動きベクトル演算部511は、復号対象予測ユニットを含む符号化ユニットが水平分割されていて、かつ、復号対象ブロックの予測ユニットが下側に位置するか否かを判定する(S1204)。ここで、符号化ユニットが水平分割されていて、かつ、復号対象ブロックの予測ユニットが下側に位置している場合(S1204でYes)、図13Aに示すように、動きベクトル演算部511は、隣接位置B1の予測ユニットの動きベクトルを利用不可能と判定する(S1205)。
 次に、動きベクトル演算部511は、復号対象予測ユニットを含む符号化ユニットが垂直分割されていて、かつ、復号対象ブロックの予測ユニットが右側に位置するか否かを判定する(S1206)。ここで、符号化ユニットが垂直分割されていて、かつ、復号対象ブロックの予測ユニットが右側に位置している場合(S1206でYes)、図13Bに示すように、動きベクトル演算部511は、隣接位置A1の予測ユニットの動きベクトルを利用不可能と判定する(S1207)。
 次に、S1200~S1207の処理で、利用不可能と判定されなかった動きベクトルのそれぞれを予測動きベクトル候補に設定する(S1208)。
 次に、動きベクトル演算部511は、復号済み時間隣接予測ユニットから予測動きベクトル候補を算出する(S1101)。図14は、復号済み時間隣接予測ユニットから予測動きベクトル候補を算出する動作を示すフローチャートである。また、図15は、復号対象予測ユニットとその時間隣接予測ユニットの関係を示す図である。
 復号済み時間隣接予測ユニットから予測動きベクトル候補が算出される際、具体的には、図15に示された第1のcolPUまたは第2のcolPUの動きベクトルが用いられる。第1のcolPUは、復号対象ピクチャに時間的に隣接するピクチャ(以後、colPicともいう)において、復号対象予測ユニットに隣接する座標に位置する予測ユニットである。第2のcolPUは、colPicにおいて、復号対象予測ユニットと同じ座標に位置する予測ユニットである。
 予測動きベクトル候補の算出において、PUの動きベクトルに対応する参照ピクチャ、および、PUが面内予測で符号化されているか動き補償で符号化されているかを示す予測モードの情報が用いられてもよい。
 まず、動きベクトル演算部511は、第1のcolPUまたは第2のcolPUが利用可能かつインター予測であるか否かを判定する(S1300)。ここで、第1のcolPUおよび第2のcolPUが、利用不可能またはイントラ予測である場合(S1300でNo)、動きベクトル演算部511は、時間隣接位置の動きベクトルを利用不可能と判定する(S1301)。
 次に、動きベクトル演算部511は、時間隣接予測ユニットの動きベクトルから予測動きベクトルを算出し、算出された予測動きベクトルを予測動きベクトル候補に設定する(S1302)。
 図16は、時間隣接位置の動きベクトルから予測動きベクトルを算出する方法の一例を示す図である。
 図16に示された予測動きベクトルmvLXColは、下記の式1が成立する場合、下記の式2で算出される。
  PicOrderCnt(colPic) - RefPicOrderCnt(refIdxCol, ListCol)
    = PicOrderCnt(currPic) - RefPicOrderCnt(refIdxLX, LX) 
                                                      ・・・(式1)
  mvLXCol = mvCol ・・・(式2)
 また、上記の式1が成立しない場合、予測動きベクトルmvLXColは、下記の式3~式8で算出される。
  tx = (16384 + Abs(td / 2)) / td ・・・(式3)
  DistScaleFactor = Clip3(-1024, 1023, (tb * tx + 32) >> 6) 
                                                     ・・・(式4)
  mvLXCol = ClipMv(Sign(DistScaleFactor * mvLXA) *
            ((Abs(DistScaleFactor * mvCol) + 128) >> 8 )) 
                                                     ・・・(式5)
  td = Clip3(-128, 127, PicOrderCnt(colPic)
       - RefPicOrderCnt(refIdxCol, ListCol)) ・・・(式6)
  tb = Clip3(-128, 127, PicOrderCnt(currPic)
       - RefPicOrderCnt(refIdxLX, LX)) ・・・(式7)
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで、PicOrderCnt(X)は、ピクチャXの表示順を示す。また、RefPicOrderCnt(refidxY,参照方向Z)は、参照方向ZにおいてrefidxYで特定される参照画像の表示順を示す。
 次に、動きベクトル演算部511は、空間隣接予測ユニットおよび時間隣接予測ユニットから算出された複数の予測動きベクトル候補のうち、利用可能な予測動きベクトル候補を用いて予測動きベクトル候補リストを作成する(S1102)。
 例えば、動きベクトル演算部511は、A1、B1、B0、B2およびColの順に、PUの動きベクトルを予測動きベクトル候補として予測動きベクトル候補リストに入れる。予測動きベクトル候補には、予測動きベクトル候補リストに入れられた順に、0番から、識別番号が割り当てられる。
 次に、動きベクトル演算部511は、予測動きベクトル候補リストから重複する動きベクトルを削除する(S1103)。例えば、動きベクトル演算部511は、識別番号の大きい予測動きベクトル候補を優先的に削除する。
 具体的には、図17Aに示される予測動きベクトル候補リストが作成され、B0の予測動きベクトル候補(mv_B0)とColの予測動きベクトル候補(mv_col)とが同じである場合、Colの予測動きベクトル候補(mv_col)が予測動きベクトル候補リストから削除される。この時、B0の予測ユニットの参照ピクチャを示すインデックス(refidx_B0)と、Colの予測ユニットの参照ピクチャを示すインデックス(refidx_col)とが同じであることが条件に加えられてもよい。
 削除の結果、図17Bに示される予測動きベクトル候補リストが作成される。なお、図17Aおよび図17Bにおいて、NA(Not Available)は、識別番号に対応する予測動きベクトル候補が存在しない状態を示す。
 次に、動きベクトル演算部511は、予測動きベクトル候補リストに、予測動きベクトル候補識別情報(識別番号)によって示される予測動きベクトル候補が存在するか否かを判定する(S1104)。予測動きベクトル候補識別情報(識別番号)は、可変長復号部503で復号された予測パラメータ情報である。
 ここで、予測動きベクトル候補リストに識別番号で示される予測動きベクトル候補が存在しない場合(S1104でNo)、動きベクトル演算部511は、予測動きベクトル候補が存在しないことをエラーとして検出する(S1106)。例えば、図18に示される予測動きベクトル候補リストが作成され、識別番号が「0」または「1」以外である場合、動きベクトル演算部511は、予測動きベクトル候補が存在しないことをエラーとして検出する。
 一方、予測動きベクトル候補リストに識別番号で示される予測動きベクトル候補が存在する場合(S1104でYes)、動きベクトル演算部511は、識別番号で示される予測動きベクトル候補を予測動きベクトルとして用いる(S1105)。
 以上の処理により、画像復号装置500は、例えば、伝送時のビットの欠落、または、他のエラー処理に伴うデータの置き換え等で、適切な予測動きベクトル候補リストおよび予測動きベクトル候補識別情報が得られない状態をエラーとして検出することができる。これにより、エラー耐性が向上する。
 なお、本実施の形態において、動き補償部506の例が説明されている。しかし、面内予測部507が同様の処理を行ってもよい。その場合、動きベクトルに相当する予測パラメータとして、例えば、面内予測モードなどが用いられてもよい。もちろん、予測パラメータは、面内予測モードに限られない。
 また、予測ユニットの例が説明されている。しかし、処理の単位は、予測ユニットでなくてもよい。処理の単位は、符号化ユニットでもよいし、変換ユニットでもよいし、その他のユニットでもよい。
 また、空間隣接予測ユニットとして、図11のような空間隣接予測ユニットが用いられているが、空間隣接予測ユニットは、図11の空間隣接予測ユニットと同じでなくてもよい。図11の空間隣接予測ユニットとは異なる位置の空間隣接予測ユニットが用いられてもよい。
 また、時間隣接予測ユニットとして、図15のような時間隣接予測ユニットが用いられているが、時間隣接予測ユニットは、図15の時間隣接予測ユニットと同じでなくてもよい。図15の時間隣接予測ユニットとは異なる位置または時間の時間隣接予測ユニットが用いられてもよい。
 例えば、空間隣接予測ユニットおよび時間隣接予測ユニットは、復号済みユニットである。エラーが存在する場合、復号済みユニットから作成されたリストと、符号化ストリームから復号された情報に不一致が発生する可能性が高い。画像復号装置500は、このような特性を利用してエラーを検出する。
 また、上記の通り、画像復号装置500は、予測動きベクトル候補リスト内に予測動きベクトル候補識別情報が示す予測動きベクトル候補が存在しない状態をエラーとして検出する。画像復号装置500は、予測動きベクトル候補リストに対して予め定められた最大サイズよりも、予測動きベクトル候補リストのサイズが大きい状態をエラーとして検出してもよい。予め定められた最大サイズは、符号化ストリームに予測パラメータ情報として含まれてもよい。
 また、画像復号装置500は、予測動きベクトル候補リストの最大サイズよりも、復号された識別番号が大きい状態をエラーとして検出してもよい。また、画像復号装置500は、予測動きベクトル候補リストに含まれる候補数よりも、復号された識別番号が大きい状態をエラーとして検出してもよい。
 また、各処理部の構成について、その一部あるいは全部が、専用ハードウェアによる回路で実現されてもよいし、プロセッサによって実行されるプログラムで実現されてもよい。
 また、フレームメモリ502、動きベクトル記憶部515、参照画像記憶部513および予測画像記憶部514は、メモリまたは記憶部として示されているが、これらは、データの記憶が可能な記憶素子であればどのような記憶素子でもよい。これらは、メモリ、フリップフロップまたはレジスタなどであってもよいし、他の構成であってもよい。さらには、プロセッサのメモリ領域の一部、または、キャッシュメモリの一部が用いられてもよい。
 また、上記において示された符号ユニット(CU)、予測ユニット(PU)、および、変換ユニット(TU)のサイズおよび形状は例である。符号ユニット(CU)、予測ユニット(PU)、および、変換ユニット(TU)のサイズおよび形状は上記の例に限られない。
 (実施の形態2)
 まず、本実施の形態に係る画像復号装置の概要について説明する。本実施の形態に係る画像復号装置は、予測を用いて符号化された予測ユニットを含む符号化ストリームを、予測パラメータ候補リストと予測パラメータ識別情報を用いて復号する。
 その際、画像復号装置は、予測パラメータ候補リストに予測パラメータ識別情報が示す予測パラメータ候補があるか否かを判定し、予測パラメータ候補リストに予測パラメータ識別情報が示す予測パラメータ候補がない状態をエラーとして検出する。そして、画像復号装置は、検出されたエラーを隠蔽する。
 これにより、画像復号装置は、予測ユニット毎にエラーを検出し、検出されたエラーを隠蔽する。したがって、画像復号装置は、エラー耐性を高めることができる。
 本実施の形態に係る画像復号装置は、実施の形態1に係る処理に加え、エラー隠蔽の処理を行うことにより、エラーが含まれる場合でも、画質の劣化を抑え、復号を継続することができる。
 以上が本実施の形態に係る画像復号装置の概要についての説明である。
 次に、本実施の形態に係る画像復号装置の構成について説明する。図2は本実施の形態に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る画像復号装置500の構成は、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
 図3は、本実施の形態に係る動き補償部506周辺の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る動き補償部506周辺の構成は、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
 以上が、本実施の形態に係る画像復号装置500の構成についての説明である。
 本実施の形態では、実施の形態1と同様に、図4A~図6Cに示された符号化ストリームの構造が用いられる。本実施の形態に係る全体の動作フローは、図7および図8に示された実施の形態1に係る全体の動作フローと同様であるので、説明を省略する。
 図3に示された動きベクトル演算部511の動作について図19を用いて説明する。図19は、動きベクトル演算部511においてエラー検出およびエラー隠蔽を行う動作を示すフローチャートである。
 ステップS1100からステップS1106までの動作は、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
 本実施の形態では、ステップS1106にてエラーが検出された場合、動きベクトル演算部511は、予測動きベクトル候補リストのうちいずれかの予測動きベクトル候補を予測動きベクトルとして利用する(S1107)。ここで、動きベクトル演算部511は、予測動きベクトル候補リストから、予測動きベクトルとして利用される予測動きベクトル候補をどのように選択してもよい。
 例えば、動きベクトル演算部511は、最小の識別番号(0)が割り当てられた予測動きベクトル候補を予測動きベクトルとして選択してもよい。または、動きベクトル演算部511は、予測動きベクトル候補リストから、最大の識別番号が割り当てられた予測動きベクトル候補を予測動きベクトルとして選択してもよい。
 以上の処理により、エラーが含まれる場合でも、空間的または時間的に相関の高い予測動きベクトルが用いられる。したがって、画像復号装置500は、画質の劣化を抑え、復号を継続することができる。
 なお、本実施の形態において、エラー隠蔽方法の一例として、予測動きベクトル候補リストに含まれる予測動きベクトル候補が予測動きベクトルとして利用される。しかしながら、予測動きベクトルは、予測動きベクトル候補リストに含まれる予測動きベクトル候補でなくてもよい。例えば、予測動きベクトルとして所定の固定値が用いられてもよい。具体的には、大きさが0である予測動きベクトルが用いられてもよい。この場合、予測動きベクトルに対応する参照ピクチャも、所定の基準に従って選択されてもよい。
 また、メモリに残存している予測動きベクトルが用いられてもよい。また、画像復号装置500は、予測動きベクトルを用いずに、復号済み画像で復号対象予測ユニットの画素を埋めてもよい。また、画像復号装置500は、別のスライスまで処理をスキップしてもよいし、別のピクチャまで処理をスキップしてもよいし、別のシーケンスまで処理をスキップしてもよい。また、画像復号装置500は、その他の方法で復号を継続してもよい。
 また、上記では、動き補償の例が説明されている。しかし、画面内予測に同様の処理が適用されてもよい。その際、予測動きベクトルに相当する予測パラメータとして、例えば、画面内予測モードなどが用いられてもよい。もちろん、予測パラメータは、面内予測モードに限られない。
 また、各処理部の構成について、その一部あるいは全部が、専用ハードウェアによる回路で実現されてもよいし、プロセッサにより実行されるプログラムで実現されてもよい。
 また、フレームメモリ502、動きベクトル記憶部515、参照画像記憶部513および予測画像記憶部514は、メモリまたは記憶部として示されているが、これらは、データの記憶が可能な記憶素子であればどのような記憶素子でもよい。これらは、メモリ、フリップフロップまたはレジスタなどであってもよいし、他の構成でもよい。さらには、プロセッサのメモリ領域の一部、または、キャッシュメモリの一部が用いられてもよい。
 また、上記において示された符号ユニット(CU)、予測ユニット(PU)、および、変換ユニット(TU)のサイズおよび形状は例である。符号ユニット(CU)、予測ユニット(PU)および変換ユニット(TU)のサイズおよび形状は、上記の例に限られない。
 (実施の形態3)
 本実施の形態では、実施の形態1に示した画像復号装置を、典型的には半導体集積回路であるLSIとして実現する。実現した形態を図20に示す。フレームメモリ502をDRAM上に実現し、その他の回路およびメモリをLSI上に構成している。
 これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。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)、または、LSI内部の回路セルの接続および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。バイオ技術の適応などが可能性として有り得る。
 さらに加えて、本実施の形態の画像復号装置を集積化した半導体チップと、画像を描画するためのディスプレイとを組み合せて、様々な用途に応じた描画機器を構成することができる。携帯電話、テレビ、デジタルビデオレコーダー、デジタルビデオカメラおよびカーナビゲーション等における情報描画手段として、本発明を利用することが可能である。ディスプレイとしては、ブラウン管(CRT)の他、液晶、PDP(プラズマディスプレイパネル)および有機ELなどのフラットディスプレイ、プロジェクターを代表とする投射型ディスプレイなどと組み合わせることが可能である。
 また、本実施の形態におけるLSIは、DRAM(Dynamic Random Access Memory)と連携することにより、復号処理を行ってもよい。また、本実施の形態におけるLSIは、DRAMではなく、eDRAM(embeded DRAM)、SRAM(Static Random Access Memory)、または、ハードディスクなど他の記憶装置と連携しても構わない。
 (実施の形態4)
 本実施の形態では、上記の複数の実施の形態で示された特徴的な構成および特徴的な手順が確認的に示される。
 図21は、本実施の形態に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。図21に示された画像復号装置100は、複数のユニットに分割された画像の符号化ストリームを復号する。
 具体的には、画像復号装置100は、パラメータ候補生成部101、パラメータ情報復号部102、および、エラー検出部103を備える。例えば、図21に示されたパラメータ候補生成部101およびエラー検出部103は、図2に示された動きベクトル演算部511に対応する。図21に示されたパラメータ情報復号部102は、図2に示された可変長復号部503に対応する。
 図22は、図21に示された画像復号装置100の動作を示すフローチャートである。まず、パラメータ候補生成部101は、1以上の復号済みユニットの復号に用いられた1以上のパラメータを用いて、パラメータ候補リストを生成する(S101)。パラメータ候補リストは、それぞれが復号対象ユニットの復号に用いられるパラメータの候補である1以上のパラメータ候補を含む。
 次に、パラメータ情報復号部102は、パラメータ情報を復号する(S102)。パラメータ情報は、符号化ストリームに含まれる情報であり、1以上のパラメータ候補に関する情報である。
 そして、エラー検出部103は、パラメータ候補生成部101で生成されたパラメータ候補リストに、パラメータ情報復号部102で復号されたパラメータ情報が整合しない状態をエラーとして検出する(S103)。
 これにより、画像復号装置100は、パラメータ候補リストとパラメータ情報との不整合をエラーとして検出することができる。したがって、エラー耐性が向上する。
 例えば、複数のユニットのそれぞれは、予測ユニットである。パラメータ候補は、予測動きベクトル候補でもよいし、面内予測モード候補でもよい。
 また、例えば、パラメータ情報復号部102は、パラメータ候補リストから復号対象ユニットの復号に用いられるパラメータを特定するためのパラメータ情報を復号してもよい。そして、エラー検出部103は、パラメータ情報復号部102で復号されたパラメータ情報により特定されるパラメータがパラメータ候補リストに存在しない状態をエラーとして検出してもよい。
 また、例えば、パラメータ情報復号部102は、1以上のパラメータ候補の最大数を示すパラメータ情報を復号してもよい。そして、エラー検出部103は、パラメータ候補生成部101で生成されたパラメータ候補リストに含まれる1以上のパラメータ候補の候補数が、パラメータ情報復号部102で復号されたパラメータ情報により示される最大数よりも大きい状態をエラーとして検出してもよい。
 また、例えば、パラメータ情報復号部102は、パラメータ候補リストから復号対象ユニットの復号に用いられるパラメータを特定するための番号を示すパラメータ情報を復号してもよい。そして、エラー検出部103は、パラメータ情報復号部102で復号されたパラメータ情報により示される番号が、パラメータ候補リストに含まれる1以上のパラメータ候補の最大数よりも大きい状態をエラーとして検出してもよい。
 図23は、本実施の形態の第1の変形例に係る画像復号装置を示すブロック図である。図23に示された画像復号装置200には、図21に示された画像復号装置100に比べて、画像復号部104が追加されている。
 画像復号部104は、パラメータ情報復号部102で復号されたパラメータ情報に基づいて、パラメータ候補リストから復号対象ユニットの復号に用いられるパラメータを特定する。そして、画像復号部104は、特定されたパラメータを用いて復号対象ユニットを復号する。例えば、画像復号部104は、図2に示された逆量子化部504、逆周波数変換部505、動き補償部506、面内予測部507および再構成部508等に対応する。
 図24は、図23に示された画像復号装置200の動作を示すフローチャートである。図23に示された画像復号装置200は、エラー検出部103がエラーを検出するまで(S103)、画像復号装置100と同様に動作する。そして、画像復号部104は、エラー検出部103によりエラーが検出された場合でも、符号化ストリームの復号を継続する(S104)。
 例えば、画像復号部104は、エラー検出部103によりエラーが検出された場合、エラーを隠蔽して、符号化ストリームの復号を継続してもよい。この場合、画像復号部104は、パラメータ候補リストから代替パラメータを特定し、特定された代替パラメータを用いて復号対象ユニットを復号することにより、エラーを隠蔽してもよい。あるいは、画像復号部104は、この場合、予め定められた代替パラメータを用いて復号対象ユニットを復号することにより、エラーを隠蔽してもよい。
 また、例えば、画像復号部104は、エラー検出部103によりエラーが検出された場合、復号対象ユニットの復号をスキップして、復号対象ユニットとは異なるユニットを復号してもよい。そして、これにより、画像復号部104は、符号化ストリームの復号を継続してもよい。
 図25は、本実施の形態の第2の変形例に係る画像復号装置を示すブロック図である。図25に示された画像復号装置300には、図23に示された画像復号装置200に比べて、エラー検出部103が削除されている。すなわち、画像復号装置300には、エラー検出部103が含まれなくてもよい。
 図26は、図25に示された画像復号装置300の動作を示すフローチャートである。図25に示された画像復号装置300は、パラメータ情報復号部102がパラメータ情報を復号するまで(S102)、画像復号装置200と同様に動作する。そして、画像復号部104は、パラメータ候補生成部101で生成されたパラメータ候補リストに、パラメータ情報復号部102で復号されたパラメータ情報が整合しない場合でも、符号化ストリームの復号を継続する(S104)。
 例えば、画像復号部104は、パラメータ候補リストにパラメータ情報が整合しない場合、代替パラメータを用いて復号対象ユニットを復号することにより、符号化ストリームの復号を継続してもよい。また、画像復号部104は、パラメータ候補リストにパラメータ情報が整合しない場合、復号対象ユニットの復号をスキップして、復号対象ユニットとは異なるユニットを復号してもよい。そして、これにより、画像復号部104は、符号化ストリームの復号を継続してもよい。
 なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の画像復号装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
 すなわち、このプログラムは、コンピュータに、複数のユニットに分割された画像の符号化ストリームを復号する画像復号方法であって、1以上の復号済みユニットの復号に用いられた1以上のパラメータを用いて、それぞれが復号対象ユニットの復号に用いられるパラメータの候補である1以上のパラメータ候補を含むパラメータ候補リストを生成するパラメータ候補生成ステップと、前記符号化ストリームに含まれる情報であり、前記1以上のパラメータ候補に関する情報であるパラメータ情報を復号するパラメータ情報復号ステップと、前記パラメータ候補生成ステップで生成された前記パラメータ候補リストに、前記パラメータ情報復号ステップで復号された前記パラメータ情報が整合しない状態をエラーとして検出するエラー検出ステップとを含む画像復号方法を実行させる。
 また、各構成要素は、回路であってもよい。これらの回路は、全体として1つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路であってもよい。また、各構成要素は、汎用的なプロセッサで実現されてもよいし、専用のプロセッサで実現されてもよい。
 以上、一つまたは複数の態様に係る画像復号装置などについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
 例えば、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。また、上記の画像復号方法と同様の方法が、画像符号化方法に適用されてもよい。そして、画像符号化装置が、そのような画像符号化方法を実行してもよい。また、画像符号化復号装置が、画像符号化装置および画像復号装置を備えていてもよい。
 (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(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27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27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28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29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30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31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29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32A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32B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6)
 上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
 ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。
 この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、MPEG-2トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。
 図33は、多重化データの構成を示す図である。図33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34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35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35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35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36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36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37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38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38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39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40に示す。ステップexS100において、多重化データからPMTに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexS101において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexS102において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のMPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexS103において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。
 このように、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に新たな固有値を設定することにより、復号する際に、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法または装置で復号可能であるかを判断することができる。従って、異なる規格に準拠する多重化データが入力された場合であっても、適切な復号化方法または装置を選択することができるため、エラーを生じることなく復号することが可能となる。また、本実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、または、動画像復号方法または装置を、上述したいずれの機器・システムに用いることも可能である。
 (実施の形態7)
 上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるLSIで実現される。一例として、図41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。このようなプログラマブル・ロジック・デバイスは、典型的には、ソフトウェア又はファームウェアを構成するプログラムを、ロードする又はメモリ等から読み込むことで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法、又は動画像復号化方法を実行することができる。
 さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
 (実施の形態8)
 上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のMPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、LSIex500において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のCPUex502の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
 この課題を解決するために、テレビex300、LSIex500などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図42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41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41の信号処理部ex507に該当する。CPUex502は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、CPUex502からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex512は、駆動周波数を設定する。また、CPUex502からの信号に基づいて、信号処理部ex507は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態6で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態6で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、CPUex502における駆動周波数の選択は、例えば、図44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43は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexS200では、信号処理部ex507において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexS201では、CPUex502において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexS202において、駆動周波数を高く設定する信号を、CPUex502が駆動周波数制御部ex512に送る。そして、駆動周波数制御部ex512において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のMPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexS203において、駆動周波数を低く設定する信号を、CPUex502が駆動周波数制御部ex512に送る。そして、駆動周波数制御部ex512において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。
 さらに、駆動周波数の切替えに連動して、LSIex500またはLSIex500を含む装置に与える電圧を変更することにより、省電力効果をより高めることが可能である。例えば、駆動周波数を低く設定する場合には、これに伴い、駆動周波数を高く設定している場合に比べ、LSIex500またはLSIex500を含む装置に与える電圧を低く設定することが考えられる。
 また、駆動周波数の設定方法は、復号する際の処理量が大きい場合に、駆動周波数を高く設定し、復号する際の処理量が小さい場合に、駆動周波数を低く設定すればよく、上述した設定方法に限らない。例えば、MPEG4-AVC規格に準拠する映像データを復号する処理量の方が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置により生成された映像データを復号する処理量よりも大きい場合には、駆動周波数の設定を上述した場合の逆にすることが考えられる。
 さらに、駆動周波数の設定方法は、駆動周波数を低くする構成に限らない。例えば、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、LSIex500またはLSIex500を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のMPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、LSIex500またはLSIex500を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、CPUex502の駆動を停止させることなく、従来のMPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、CPUex502の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、CPUex502の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のMPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。
 このように、映像データが準拠する規格に応じて、駆動周波数を切替えることにより、省電力化を図ることが可能になる。また、電池を用いてLSIex500またはLSIex500を含む装置を駆動している場合には、省電力化に伴い、電池の寿命を長くすることが可能である。
 (実施の形態9)
 テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、LSIex500の信号処理部ex507が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex507を個別に用いると、LSIex500の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
 この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のMPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図45A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、動き補償に特徴を有していることから、例えば、動き補償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、逆量子化のいずれか、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45B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。
 本発明は、様々な用途に利用可能である。例えば、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の高解像度の情報表示機器や撮像機器に利用可能であり、利用価値が高い。
  100、200、300、500 画像復号装置
  101 パラメータ候補生成部
  102 パラメータ情報復号部
  103 エラー検出部
  104 画像復号部
  501 制御部
  502 フレームメモリ
  503 可変長復号部
  504 逆量子化部
  505 逆周波数変換部
  506 動き補償部
  507 面内予測部
  508 再構成部
  509 再構成画像メモリ
  510 インループフィルタ部
  511 動きベクトル演算部
  512 DMA制御部
  513 参照画像記憶部
  514 予測画像記憶部
  515 動きベクトル記憶部
  516 動き補償処理部

Claims (18)

  1.  複数のユニットに分割された画像の符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、
     1以上の復号済みユニットの復号に用いられた1以上のパラメータを用いて、それぞれが復号対象ユニットの復号に用いられるパラメータの候補である1以上のパラメータ候補を含むパラメータ候補リストを生成するパラメータ候補生成部と、
     前記符号化ストリームに含まれる情報であり、前記1以上のパラメータ候補に関する情報であるパラメータ情報を復号するパラメータ情報復号部と、
     前記パラメータ候補生成部で生成された前記パラメータ候補リストに、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報が整合しない状態をエラーとして検出するエラー検出部とを備える
     画像復号装置。
  2.  前記パラメータ情報復号部は、前記パラメータ候補リストから前記復号対象ユニットの復号に用いられる前記パラメータを特定するための前記パラメータ情報を復号し、
     前記エラー検出部は、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報により特定される前記パラメータが前記パラメータ候補リストに存在しない前記状態を前記エラーとして検出する
     請求項1に記載の画像復号装置。
  3.  前記パラメータ情報復号部は、前記1以上のパラメータ候補の最大数を示す前記パラメータ情報を復号し、
     前記エラー検出部は、前記パラメータ候補生成部で生成された前記パラメータ候補リストに含まれる前記1以上のパラメータ候補の候補数が、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報により示される前記最大数よりも大きい前記状態を前記エラーとして検出する
     請求項1に記載の画像復号装置。
  4.  前記パラメータ情報復号部は、前記パラメータ候補リストから前記復号対象ユニットの復号に用いられる前記パラメータを特定するための番号を示す前記パラメータ情報を復号し、
     前記エラー検出部は、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報により示される前記番号が、前記パラメータ候補リストに含まれる前記1以上のパラメータ候補の最大数よりも大きい前記状態を前記エラーとして検出する
     請求項1または2に記載の画像復号装置。
  5.  前記複数のユニットのそれぞれは、予測ユニットである
     請求項1~4のいずれか1項に記載の画像復号装置。
  6.  前記パラメータ候補リストに含まれる前記1以上のパラメータ候補のそれぞれは、予測動きベクトル候補である
     請求項5に記載の画像復号装置。
  7.  前記パラメータ候補リストに含まれる前記1以上のパラメータ候補のそれぞれは、面内予測モード候補である
     請求項5に記載の画像復号装置。
  8.  前記画像復号装置は、さらに、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報に基づいて前記パラメータ候補リストから前記復号対象ユニットの復号に用いられる前記パラメータを特定し、特定された前記パラメータを用いて前記復号対象ユニットを復号する画像復号部を備え、
     前記画像復号部は、前記エラー検出部により前記エラーが検出された場合でも、前記符号化ストリームの復号を継続する
     請求項1~7のいずれか1項に記載の画像復号装置。
  9.  前記画像復号部は、前記エラー検出部により前記エラーが検出された場合、前記エラーを隠蔽して、前記符号化ストリームの復号を継続する
     請求項8に記載の画像復号装置。
  10.  前記画像復号部は、前記エラー検出部により前記エラーが検出された場合、前記パラメータ候補リストから代替パラメータを特定し、特定された前記代替パラメータを用いて前記復号対象ユニットを復号することにより、前記エラーを隠蔽する
     請求項9に記載の画像復号装置。
  11.  前記画像復号部は、前記エラー検出部により前記エラーが検出された場合、予め定められた代替パラメータを用いて前記復号対象ユニットを復号することにより、前記エラーを隠蔽する
     請求項9に記載の画像復号装置。
  12.  前記画像復号部は、前記エラー検出部により前記エラーが検出された場合、前記復号対象ユニットとは異なるユニットを復号することにより、前記符号化ストリームの復号を継続する
     請求項8に記載の画像復号装置。
  13.  複数のユニットに分割された画像の符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、
     1以上の復号済みユニットの復号に用いられた1以上のパラメータを用いて、それぞれが復号対象ユニットの復号に用いられるパラメータの候補である1以上のパラメータ候補を含むパラメータ候補リストを生成するパラメータ候補生成部と、
     前記符号化ストリームに含まれる情報であり、前記1以上のパラメータ候補に関する情報であるパラメータ情報を復号するパラメータ情報復号部と、
     前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報に基づいて前記パラメータ候補リストから前記復号対象ユニットの復号に用いられる前記パラメータを特定し、特定された前記パラメータを用いて前記復号対象ユニットを復号する画像復号部を備え、
     前記画像復号部は、前記パラメータ候補生成部で生成された前記パラメータ候補リストに、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報が整合しない場合でも、前記符号化ストリームの復号を継続する
     画像復号装置。
  14.  前記画像復号部は、前記パラメータ候補リストに前記パラメータ情報が整合しない場合、代替パラメータを用いて前記復号対象ユニットを復号することにより、前記符号化ストリームの復号を継続する
     請求項13に記載の画像復号装置。
  15.  前記画像復号部は、前記パラメータ候補リストに前記パラメータ情報が整合しない場合、前記復号対象ユニットとは異なるユニットを復号することにより、前記符号化ストリームの復号を継続する
     請求項13に記載の画像復号装置。
  16.  複数のユニットに分割された画像の符号化ストリームを復号する画像復号方法であって、
     1以上の復号済みユニットの復号に用いられた1以上のパラメータを用いて、それぞれが復号対象ユニットの復号に用いられるパラメータの候補である1以上のパラメータ候補を含むパラメータ候補リストを生成するパラメータ候補生成ステップと、
     前記符号化ストリームに含まれる情報であり、前記1以上のパラメータ候補に関する情報であるパラメータ情報を復号するパラメータ情報復号ステップと、
     前記パラメータ候補生成ステップで生成された前記パラメータ候補リストに、前記パラメータ情報復号ステップで復号された前記パラメータ情報が整合しない状態をエラーとして検出するエラー検出ステップとを含む
     画像復号方法。
  17.  請求項16に記載の画像復号方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  18.  複数のユニットに分割された画像の符号化ストリームを復号する集積回路であって、
     1以上の復号済みユニットの復号に用いられた1以上のパラメータを用いて、それぞれが復号対象ユニットの復号に用いられるパラメータの候補である1以上のパラメータ候補を含むパラメータ候補リストを生成するパラメータ候補生成部と、
     前記符号化ストリームに含まれる情報であり、前記1以上のパラメータ候補に関する情報であるパラメータ情報を復号するパラメータ情報復号部と、
     前記パラメータ候補生成部で生成された前記パラメータ候補リストに、前記パラメータ情報復号部で復号された前記パラメータ情報が整合しない状態をエラーとして検出するエラー検出部とを備える
     集積回路。
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