WO2013187060A1

WO2013187060A1 - 動画像符号化方法、動画像復号化方法、動画像符号化装置および動画像復号化装置

Info

Publication number: WO2013187060A1
Application number: PCT/JP2013/003687
Authority: WO
Inventors: 敏康杉尾; 西　孝啓; 陽司柴原; 京子谷川; 寿郎笹井; 徹松延; 健吾寺田
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2013-12-19
Also published as: CN104335582A; US20150063446A1; JP6887140B2; CN109905710B; JP2020043611A; JP2021119696A; JP6168365B2; JP7157963B2; JP6643665B2; CN109905710A; JPWO2013187060A1; JP2017188944A; CN104335582B

Abstract

　符号化効率の向上を図った動画像符号化方法は、直交変換を適用するかどうかを判定することによって、直交変換スキップフラグの値を算出するステップ（Ｓ３０３）と、直交変換スキップフラグの値に応じて予測残差に対して直交変換を行うことによって、少なくとも１つの直交変換係数を算出するステップ（Ｓ３０４）と、その少なくとも１つの直交変換係数に対して量子化を行うことによって、少なくとも１つの量子化係数を算出するステップ（Ｓ３０５）と、直交変換スキップフラグを可変長符号化するステップ（Ｓ３０６）と、直交変換スキップフラグの値に応じてその少なくとも１つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがってその少なくとも１つの量子化係数を可変長符号化するステップ（Ｓ３０７）とを有する。

Description

動画像符号化方法、動画像復号化方法、動画像符号化装置および動画像復号化装置

　本発明は、動画像符号化方法および動画像復号化方法などに関する。

　動画像符号化処理では、一般に、動画像が有する空間方向および時間方向の冗長性を利用して情報量の圧縮が行われる。ここで一般に、空間方向の冗長性を利用する方法としては、周波数領域への変換が用いられ、時間方向の冗長性を利用する方法としては、ピクチャ間予測（以降、インター予測と呼ぶ）符号化処理が用いられる。インター予測符号化処理では、あるピクチャを符号化する際に、符号化対象ピクチャに対して表示時間順で前方または後方にある符号化済みのピクチャを、参照ピクチャとして用いる。そして、その参照ピクチャに対する符号化対象ピクチャの動き検出により、動きベクトルを導出し、動きベクトルに基づいて動き補償を行って得られた予測画像データと符号化対照ピクチャの画像データとの差分を取ることにより、時間方向の冗長性を取り除く。ここで、動き検出では、符号化ピクチャ内の符号化対象ブロックと、参照ピクチャ内のブロックとの差分値を算出し、最も差分値の小さい参照ピクチャ内のブロックを参照ブロックとする。そして、符号化対象ブロックと、参照ブロックとを用いて、動きベクトルを検出する。また、イントラ予測符号化処理では、ある符号化対象ブロックを符号化する際に、符号化対象ブロックの周辺に位置する符号化済みのブロック内の画素を、参照画素として用いる。そして、その参照画素を用いて算出した予測画像データと符号化対照ブロックの画像データとの差分を取ることにより、空間方向の冗長性を取り除く。このような動画像符号化方法に関しては、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式が既に標準化されている（非特許文献１参照）。

ＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｈ．２６４「Ａｄｖａｎｃｅｄ　ｖｉｄｅｏ　ｃｏｄｉｎｇ　ｆｏｒ　ｇｅｎｅｒｉｃ　ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ」、２０１０年３月

　しかし、近年、高精細画像（４Ｋ×２Ｋ）による放送、コンテンツ配信が検討されており、既に標準化されている動画像符号化方式よりも、更に符号化効率を向上させる必要がある。

　そこで、本発明は、符号化効率を向上させる動画像符号化方法および動画像復号化方法を提供する。

　上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る動画像符号化方法は、動画像をブロックごとに符号化する動画像符号化方法であって、符号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、符号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記符号化対象ブロックと前記予測画像との差分である予測残差を生成する予測残差生成ステップと、前記予測残差に対して直交変換を適用するかどうかを判定することによって、直交変換スキップフラグの値を算出する判定ステップと、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記予測残差に対して前記直交変換を行うことによって、少なくとも１つの直交変換係数を算出する直交変換ステップと、前記少なくとも１つの直交変換係数に対して量子化を行うことによって、少なくとも１つの量子化係数を算出する量子化ステップと、前記直交変換スキップフラグを可変長符号化するフラグ符号化ステップと、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも１つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも１つの量子化係数を可変長符号化する係数符号化ステップとを有する。

　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などの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

　本発明の動画像符号化方法および動画像復号化方法によれば、符号化効率を向上させることが可能となる。

図１は、実施の形態１に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１に係る動画像符号化方法の処理の概要を示すフローチャートである。図３は、実施の形態１に係る図２のステップＳ１０３の詳細な処理を示すフローチャートである。図４は、実施の形態１に係る図２のステップＳ１０４の詳細な処理を示すフローチャートである。図５は、実施の形態１に係る図２のステップＳ１０５の詳細な処理を示すフローチャートである。図６は、実施の形態１に係る図２のステップＳ１０６の詳細な処理を示すフローチャートである。図７は、実施の形態１に係る図２のステップＳ１０８の詳細な処理を示すフローチャートである。図８は、実施の形態１に係る図２のステップＳ１０９の詳細な処理を示すフローチャートである。図９は、実施の形態２に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。図１０は、実施の形態２に係る動画像復号化方法の処理の概要を示すフローチャートである。図１１は、実施の形態２に係る図１０のステップＳ２０１の詳細な処理を示すフローチャートである。図１２は、実施の形態３に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図１３は、実施の形態３に係る動画像符号化方法の処理の概要を示すフローチャートである。図１４は、実施の形態３に係る図１３のステップＳ３０７の詳細な処理を示すフローチャートである。図１５は、実施の形態３に係る図１４のステップＳ３２１の詳細な処理を示すフローチャートである。図１６は、実施の形態３に係るイントラ予測モードの予測方向を示す図である。図１７は、実施の形態３に係る量子化係数のスキャン順を示す図である。図１８は、実施の形態３に係る図１４のステップＳ３２３の詳細な処理を示すフローチャートである。図１９は、実施の形態４に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。図２０は、実施の形態４に係る動画像復号化方法の処理の概要を示すフローチャートである。図２１は、実施の形態４に係る図２０のステップＳ４０２の詳細な処理を示すフローチャートである。図２２Ａは、本発明の一態様に係る動画像符号化方法を示すフローチャートである。図２２Ｂは、本発明の一態様に係る動画像符号化装置を示すブロック図である。図２２Ｃは、本発明の一態様に係る動画像復号化方法を示すフローチャートである。図２２Ｄは、本発明の一態様に係る動画像復号化装置を示すブロック図である。図２３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２４は、デジタル放送用システムの全体構成図である。図２５は、テレビの構成例を示すブロック図である。図２６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２７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２８Ａは、携帯電話の一例を示す図である。図２８Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。図２９は、多重化データの構成を示す図である。図３０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３１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３２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３３は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。図３４は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。図３５は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。図３６は、映像データを識別するステップを示す図である。図３７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３８は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。図３９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４０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４１Ａ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４１Ｂ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）
　既に標準化されている、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、情報量の圧縮のために、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャという３種類のピクチャタイプを用いている。Ｉピクチャは、インター予測符号化処理を行わない、すなわち、ピクチャ内予測（以降、イントラ予測と呼ぶ）符号化処理を行うピクチャである。Ｐピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの１つのピクチャを参照してインター予測符号化を行うピクチャである。Ｂピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの２つのピクチャを参照してインター予測符号化を行うピクチャである。

　イントラ予測符号化では、ある符号化対象ブロックを符号化する際に、符号化対象ブロックの周辺に位置する符号化済みのブロック内の画素を、参照画素として用いる。そして、その参照画素を用いて算出した予測画像データと符号化対照ブロックの画像データとの差分を取り、空間方向の冗長性を取り除く。そして、算出した差分値を直交変換することにより、特定の周波数成分に信号を集めた後、量子化によって不必要な成分を削除することによって、符号化効率を向上している。

　しかしながら、算出した差分値（予測残差）によっては、直交変換後に量子化を行うことによって符号化効率が低下するという課題がある。そこで、本発明は、直交変換を行わずに量子化を行うモードを選択できる動画像符号化方法を提供する。

　つまり、本発明の一態様に係る動画像符号化方法は、動画像をブロックごとに符号化する動画像符号化方法であって、符号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、符号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記符号化対象ブロックと前記予測画像との差分である予測残差を生成する予測残差生成ステップと、前記予測残差に対して直交変換を適用するかどうかを判定することによって、直交変換スキップフラグの値を算出する判定ステップと、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記予測残差に対して前記直交変換を行うことによって、少なくとも１つの直交変換係数を算出する直交変換ステップと、前記少なくとも１つの直交変換係数に対して量子化を行うことによって、少なくとも１つの量子化係数を算出する量子化ステップと、前記直交変換スキップフラグを可変長符号化するフラグ符号化ステップと、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも１つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも１つの量子化係数を可変長符号化する係数符号化ステップとを有する。

　これにより、直交変換スキップフラグの値に応じて直交変換が行われるため、直交変換を適用するか否かを切り替えることができ、さらに、直交変換スキップフラグの値に応じて量子化係数のスキャン順が切り替えられるため、量子化係数の適切な可変長符号化を行うことができる。その結果、符号化効率の向上を図ることができる。

　また、前記判定ステップでは、前記予測残差に対して前記直交変換を適用しないと判定した場合には、前記直交変換スキップフラグの値として１を算出し、前記係数符号化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合で、かつ、前記予測画像がイントラ予測によって生成されるとともに、前記イントラ予測の予測方向が水平方向である場合には、前記スキャン順を水平方向に沿った順に切り替えてもよい。

　また、前記判定ステップでは、前記予測残差に対して前記直交変換を適用しないと判定した場合には、前記直交変換スキップフラグの値として１を算出し、前記係数符号化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合で、かつ、前記予測画像がイントラ予測によって生成されるとともに、前記イントラ予測の予測方向が垂直方向である場合には、前記スキャン順を垂直方向に沿った順に切り替えてもよい。

　また、前記直交変換ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合には、前記直交変換を行わなくてもよい。

　また、前記フラグ符号化ステップでは、前記予測画像がイントラ予測によって生成され、かつ、前記直交変換のサイズが４ｘ４の場合にのみ、前記直交変換スキップフラグを可変長符号化してもよい。

　また、前記量子化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも１つの直交変換係数を量子化してもよい。

　また、前記判定ステップでは、前記予測残差に対して前記直交変換を適用しないと判定した場合には、前記直交変換スキップフラグの値として１を算出し、前記量子化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合には、量子化マトリクスを用いずに前記少なくとも１つの直交変換係数を量子化してもよい。

　本発明の一態様に係る動画像復号化方法は、符号化された動画像をブロックごとに復号化する動画像復号化方法であって、復号化対象ブロックに対して逆直交変換を適用するかどうか示す直交変換スキップフラグを可変長復号化するフラグ復号化ステップと、前記直交変換スキップフラグの値に応じて、前記復号化対象ブロックに含まれる少なくとも１つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも１つの量子化係数を可変長復号化する係数復号化ステップと、可変長復号化された前記少なくとも１つの量子化係数に対して逆量子化を行うことによって、少なくとも１つの逆量子化係数を算出する逆量子化ステップと、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも１つの逆量子化係数に対して逆直交変換を行うことによって、前記復号化対象ブロックの予測残差を算出する逆直交変換ステップと、前記復号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、復号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記復号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記予測残差と前記予測画像とを加算することにより再構成画像を生成する再構成画像生成ステップとを有する。

　これにより、直交変換スキップフラグの値に応じて逆直交変換が行われるため、逆直交変換を適用するか否かを切り替えることができ、さらに、直交変換スキップフラグの値に応じて量子化係数のスキャン順が切り替えられるため、量子化係数の適切な可変長復号化を行うことができる。その結果、符号化効率の向上を図った符号化動画像であるビットストリームを適切に復号化することができる。

　また、前記係数復号化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合で、かつ、前記予測画像がイントラ予測によって生成されるとともに、前記イントラ予測の予測方向が水平方向である場合には、前記スキャン順を水平方向に沿った順に切り替えてもよい。

　また、前記係数復号化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合で、かつ、前記予測画像がイントラ予測によって生成されるとともに、前記イントラ予測の予測方向が垂直方向である場合には、前記スキャン順を垂直方向に沿った順に切り替えてもよい。

　また、前記逆直交変換ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合には、前記逆直交変換を行わなくてもよい。

　また、前記フラグ復号化ステップでは、前記予測画像がイントラ予測によって生成され、かつ、前記逆直交変換のサイズが４ｘ４の場合にのみ、前記直交変換スキップフラグを可変長復号化してもよい。

　また、前記逆量子化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値に応じて、可変長復号化された前記少なくとも１つの量子化係数を逆量子化してもよい。

　また、前記逆量子化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合には、量子化マトリクスを用いずに前記少なくとも１つの量子化係数を逆量子化してもよい。

　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などの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

　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ものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。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、下記では、符号化（ｃｏｄｉｎｇ）はｅｎｃｏｄｉｎｇの意味で使用する場合もある。

　（実施の形態１）
　図１は、本実施の形態に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。

　動画像符号化装置１００は、図１に示すように、直交変換スキップ判定部１１７、減算器１０１、直交変換部１０２、量子化部１０３、逆量子化部１０５、逆直交変換部１０６、加算器１０７、ブロックメモリ１０８、フレームメモリ１０９、イントラ予測部１１０、インター予測部１１１、スイッチ１１２、インター予測制御部１１３、ピクチャタイプ決定部１１６、マージブロック候補算出部１１５、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１４、および可変長符号化部１０４を備えている。

　減算器１０１は、入力画像列に含まれる入力画像から、予測画像を減算することにより、予測残差を生成する。

　直交変換スキップ判定部１１７は、後述する方法で、符号化対象ブロックを用いて算出した予測残差に対し、直交変換を適用するかどうかを判定し、直交変換を適用する場合は、直交変換スキップフラグに０を設定し、直交変換を適用しない場合は、直交変換スキップフラグに１を設定する。

　直交変換部１０２は、直交変換スキップフラグの値に応じて、予測残差に対し、画像領域から周波数領域への変換を行う。量子化部１０３は、直交変換スキップフラグの値に応じて、周波数領域に変換された予測残差である係数データに対し、量子化処理を行う。逆量子化部１０５は、量子化部１０３によって量子化処理された係数データに対し、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化処理を行う。逆直交変換部１０６は、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化処理された係数データに対し、周波数領域から画像領域への変換を行うことにより、復号予測残差を生成する。加算器１０７は、復号予測残差に予測画像を加算することによって再構成画像を生成する。

　ブロックメモリ１０８は、再構成画像を参照画像としてブロック単位で保存し、フレームメモリ１０９は、再構成画像を参照画像としてフレーム単位で保存する。ピクチャタイプ決定部１１６は、Ｉピクチャ、Ｂピクチャ、およびＰピクチャのいずれのピクチャタイプで入力画像を符号化するかを決定し、ピクチャタイプ情報を生成する。イントラ予測部１１０は、ブロックメモリ１０８に保存されているブロック単位の参照画像を用いて、符号化対象ブロックをイントラ予測することにより、予測画像を生成する。インター予測部１１１は、フレームメモリ１０９に保存されているフレーム単位の参照画像と、動き検出等により導出した動きベクトルとを用いて、符号化対象ブロックをインター予測することにより、予測画像を生成する。

　スイッチ１１２は、ピクチャタイプ決定部１１６によって生成されるピクチャタイプ情報に基づいて、減算器１０１および加算器１０７に出力される予測画像を、イントラ予測部１１０によって生成された予測画像と、インター予測部１１１によって生成された予測画像とで切り替える。

　マージブロック候補算出部１１５は、符号化対象ブロックの隣接ブロックと、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１４に格納されているｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等のｃｏｌＰｉｃ情報とを用いて、マージモードおよびスキップモードのマージブロック候補を導出し、マージブロック候補リストサイズを算出する。また、マージブロック候補算出部１１５は、導出したマージブロック候補に対して、マージブロックインデックスの値を割り当てる。そして、マージブロック候補算出部１１５は、マージブロック候補とマージブロックインデックスとをインター予測制御部１１３に送る。

　インター予測制御部１１３は、動き検出により導出された動きベクトルを用いる動きベクトル符号化モード、または、マージモードで符号化対象ブロックを符号化するかどうかを制御する。さらに、インター予測制御部１１３は、符号化対象ブロックの動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をｃｏｌＰｉｃメモリ１１４に転送する。

　可変長符号化部１０４は、後述する方法で、直交変換スキップフラグと、量子化処理された係数データとに対し、可変長符号化処理を行うことで、ビットストリームを生成する。また、可変長符号化部１０４は、ピクチャタイプ情報を可変長符号化する。さらに、可変長符号化部１０４は、符号化に用いるマージブロックインデックスに、マージブロック候補リストサイズに応じたビット列を割り当てて、そのビット列の可変長符号化を行う。

　図２は、本実施の形態に係る動画像符号化方法の処理の概要を示すフローチャートである。

　ステップＳ１０１では、符号化対象ブロックの予測画像を算出する。例えば、符号化対象ブロックをイントラ予測モードで符号化する場合は、符号化対象ブロックの隣接に位置する参照画素を用いて、予測画像を生成する。また、インター予測モードの場合は、符号化対象ピクチャとは異なる符号化済みのピクチャである参照ピクチャ内にある、動き検出等によって特定される参照ブロックの画素値を用いて、予測画像を生成する。

　ステップＳ１０２では、符号化対象ブロックと、ステップＳ１０１で算出した予測画像との差分をとることにより、予測残差（予測差分）を算出する。ステップＳ１０３では、後述する方法により、予測残差に直交変換を適用するかどうかを判定し、直交変換スキップフラグの値を算出する。

　ステップＳ１０４では、後述する方法により、直交変換処理を行い、直交変換係数を含む上述の係数データを算出する。ステップＳ１０５では、後述する方法により、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化マトリクスを用いた量子化を行うかどうかを判定し、行うと判定しときには、量子化マトリクスを用いた量子化処理を行うことによって、量子化係数を含む量子化された係数データを算出する。ステップＳ１０６では、後述する方法により、直交変換スキップフラグを可変長符号化する。ステップＳ１０７では、量子化係数を可変長符号化する。

　ステップＳ１０８では、後述する方法により、量子化係数に対し、逆量子化処理を行うことによって、逆量子化係数を含む係数データを算出する。ステップＳ１０９では、後述する方法により、直交変換スキップフラグに応じて、逆量子化係数に対し、逆直交変換処理を適用することによって、逆直交変換係数を含む上述の復号予測残差を算出する。ステップＳ１１０では、ステップＳ１０１で算出した予測画像と、ステップＳ１０９で算出した逆直交変換係数を含む復号予測残差とを加算することにより、再構成画像を算出する。

　図３は、図２のステップＳ１０３の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、この図３は、符号化対象ブロックの予測残差に対して直交変換を適用するかどうかを判定し、直交変換スキップフラグの値を算出する処理の一例を示すフローチャートである。以下、図３について説明する。

　ステップＳ１２１では、符号化対象ブロックがイントラ予測モードでかつ、直交変換サイズが４ｘ４であるかどうかを判定し、真ならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１２２において、予測残差に対し、直交変換を適用して符号化した場合のコストＣｏｓｔＮｏｎＳｋｉｐを算出する。そして、ステップＳ１２３において、予測残差に対し、直交変換を適用せずに符号化した場合のコストＣｏｓｔＳｋｉｐを算出する。ここで、コストは、例えば、Ｒ－Ｄ最適化モデルの以下の式１で算出される。

　（式１）
　Ｃｏｓｔ＝Ｄ＋λＲ
　式１において、Ｄは、符号化歪を表す。例えば、あるイントラ予測モードで生成した予測画像を用いて符号化対象ブロックを符号化および復号して得られた画素値と、符号化対象ブロックの元の画素値との差分絶対値和などがＤとして用いられる。また、Ｒは、発生符号量を表す。予測画像生成に用いたイントラ予測モードのフラグや、量子化係数等を符号化するために必要な符号量などがＲとして用いられる。また、λは、ラグランジュの未定乗数である。

　ステップＳ１２４では、ＣｏｓｔＳｋｉｐの値がＣｏｓｔＮｏｎＳｋｉｐの値よりも小さいかどうかを判定し、真ならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１２５において、直交変換スキップフラグに１（オン）を設定し、予測残差に対し直交変換を適用しないと判定する。一方、ステップＳ１２１またはステップＳ１２４の判定結果が偽ならば（Ｎｏ）、ステップＳ１２６において、直交変換スキップフラグに０（オフ）を設定し、予測残差に対し直交変換を適用すると決定する。

　このように、ある予測モード、または、直交変換サイズの場合に、直交変換を適用した場合と適用しない場合とのコストを比較し、直交変換を適用しない場合の方がコストが小さくなる場合は、直交変換スキップフラグを１に設定して、直交変換を適用しないようにすることにより、符号化効率を向上することができる。

　なお、本実施の形態では、ステップＳ１２１において、イントラ予測モードでかつ、直交変換サイズが４ｘ４の場合のみ、直交変換を適用するかどうかを判定するようにしたが、必ずしもこれには限らない。例えば、インター予測モードの場合にも、直交変換を適用するかどうかを判定するようにしても構わない。また、直交変換サイズが４ｘ４より大きいサイズの場合にも、直交変換を適用するかどうかを判定するようにしても構わない。これにより、更に符号化効率を向上することができる。また、イントラ予測、またはインター予測の予測方向等に基づいて、強制的に直交変換スキップフラグの値を決定するようにしても構わない。例えば、イントラ予測モードであって、ＤＣ予測、または、Ｐｌａｎａｒ予測の場合は、直交変換スキップフラグに常に０を設定して、直交変換を常に適用するようにしても構わない。これにより、判定のためのコスト算出等の処理量を削減しながら、符号化効率を向上することができる。

　図４は、図２のステップＳ１０４の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図４は、直交変換スキップフラグの値に応じて、直交変換係数を算出する方法を表すフローチャートである。以下、図４について説明する。

　ステップＳ１４１では、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が１かどうかを判定し、真ならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１４２において、直交変換係数に予測残差をコピーすることにより、直交変換を適用せずに、直交変換係数を算出する。一方、ステップＳ１４１の判定結果が偽ならば（Ｎｏ）、ステップＳ１４３において、予測残差に対し、直交変換を適用して、直交変換係数を算出する。

　このように、直交変換スキップフラグが１の場合は、直交変換係数に予測残差を直接コピーすることにより、直交変換を適用せずに、直交変換係数を算出できる。なお、本実施の形態では、ステップＳ１４２において、直交変換係数に予測残差をコピーすることにより、直交変換を適用せずに、直交変換係数を算出するようにしたが、必ずしもこれには限らず、予測残差に直交変換を適用せずに直交変換係数を算出する方法であれば、どのような方法でも構わない。

　図５は、図２のステップＳ１０５の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図５は、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化係数を算出する方法を表すフローチャートである。以下、図５について説明する。

　ステップＳ１５１では、ｓｃａｌｉｎｇ＿ｌｉｓｔ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇが０、または、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が１かどうかを判定する。この判定結果が真ならば（ステップＳ１５１のＹｅｓ）、ステップＳ１５２において、量子化マトリクスを用いずに、直交変換係数に対して量子化処理を行い、量子化係数を算出する。

　ここで、ｓｃａｌｉｎｇ＿ｌｉｓｔ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇは、量子化マトリクスを用いて量子化処理を行うかどうかを表すフラグであり、ＳＰＳ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｓｅｔ）、ＰＰＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｓｅｔ）、ＡＰＳ（Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｓｅｔ）、または、スライスヘッダ等の、ヘッダ情報としてビットストリームに付加される。ｓｃａｌｉｎｇ＿ｌｉｓｔ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇの値が１の場合は、量子化マトリクスを用いて量子化処理を行うことを表す。なお、本実施の形態では、ｓｃａｌｉｎｇ＿ｌｉｓｔ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇによって、量子化マトリクスを用いて量子化処理を行うかどうかを判定する例を示した。しかし、必ずしもこれには限らず、量子化マトリクスを用いて量子化を行うかどうか示す、ＳＰＳ、ＰＰＳ、ＡＰＳ、またはスライスヘッダ等に含まれるフラグまたは、パラメータであれば、どのようなものを用いるようにしても構わない。

　ステップＳ１５１の判定結果が偽の場合（Ｎｏ）、つまり、ｓｃａｌｉｎｇ＿ｌｉｓｔ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇの値が１で、かつ、直交変換スキップフラグの値が０の場合は、ステップＳ１５３において、量子化マトリクスを用いて、直交変換係数に対し量子化処理を行い、量子化係数を算出する。

　このように、ｓｃａｌｉｎｇ＿ｌｉｓｔ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇの値が０、または、直交変換スキップフラグの値が１の場合は、量子化マトリクスを用いずに直交変換係数を量子化して量子化係数を算出することにより、直交変換を適用しない場合に、量子化マトリクスを適用しないように制御することができる。量子化マトリクスは、直交変換後に、重要な周波数成分を維持しながら、不必要な周波数成分を削除しつつ量子化を行うために用いられるパラメータであり、直交変換後に用いることによって、効率的に符号化効率を向上することができる。そのため、直交変換スキップフラグの値が０、つまり、直交変換が適用される場合にのみ、量子化マトリクスを適用し、直交変換スキップフラグの値が１の場合、つまり、直交変換が適用されない場合は、量子化マトリクスを適用しないように制御する。これによって、適切に量子化マトリクスを適用できるようになり、符号化効率を向上することができる。

　図６は、図２のステップＳ１０６の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図６は、直交変換スキップフラグを可変長符号化する方法を表すフローチャートである。以下、図６について説明する。

　ステップＳ１６１では、符号化対象ブロックがイントラ予測モードでかつ、直交変換サイズが４ｘ４であるかどうかを判定する。この判定結果が真ならば（Ｓ１６１のＹｅｓ）、ステップＳ１６２において、直交変換スキップフラグを可変長符号化し、ビットストリームに付加する。

　このように、図３のステップＳ１２１の条件に同期して、ある予測モード、または、ある直交変換サイズの場合にのみ、直交変換スキップフラグを可変長符号化することにより、符号化効率を向上することができる。なお、本実施の形態では、ステップＳ１６１において、イントラ予測モードでかつ、直交変換サイズが４ｘ４の場合のみ、直交変換スキップフラグを符号化するようにしたが、必ずしもこれには限らない。例えば、インター予測モードの場合にも、直交変換スキップフラグを符号化するようにしても構わない。また、直交変換サイズが４ｘ４より大きいサイズの場合にも、直交変換スキップフラグを符号化するようにしても構わない。これにより、更に符号化効率を向上することができる。また、イントラ予測、またはインター予測の予測方向等に基づいて、直交変換スキップフラグを符号化するかどうかを切り替えるようにしても構わない。例えば、イントラ予測モードの場合に、ＤＣ予測、または、Ｐｌａｎａｒ予測の場合は、直交変換スキップフラグを符号化しないようにしても構わない。これにより、ヘッダ情報のオーバヘッドを削減しながら、符号化効率を向上することができる。

　図７は、図２のステップＳ１０８の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図７は、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化係数を算出する方法を表すフローチャートである。以下、図１２について説明する。

　ステップＳ１７１では、ｓｃａｌｉｎｇ＿ｌｉｓｔ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇが０、または、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が１かどうかを判定する。この判定結果が真ならば（Ｓ１７１のＹｅｓ）、ステップＳ１７２において、量子化マトリクスを用いずに、量子化係数に対して逆量子化処理を行い、逆量子化係数を算出する。一方、ステップＳ１７１の判定結果が偽の場合（Ｎｏ）、つまり、ｓｃａｌｉｎｇ＿ｌｉｓｔ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇの値が１で、かつ、直交変換スキップフラグの値が０の場合は、ステップＳ１７３において、量子化マトリクスを用いて、量子化係数に対し逆量子化処理を行い、逆量子化係数を算出する。

　このように、ｓｃａｌｉｎｇ＿ｌｉｓｔ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇの値が０、または、直交変換スキップフラグの値が１の場合は、量子化マトリクスを用いずに量子化係数を逆量子化して逆量子化係数を算出することにより、直交変換を適用しない場合に、量子化マトリクスを適用しないように制御することができる。量子化マトリクスは、直交変換後に、重要な周波数成分を維持しながら、不必要な周波数成分を削除しつつ量子化を行うために用いられるパラメータであり、直交変換後に用いることによって、効率的に符号化効率を向上することができる。そのため、直交変換スキップフラグの値が０、つまり、直交変換が適用される場合にのみ、量子化マトリクスを適用し、直交変換スキップフラグの値が１の場合、つまり、直交変換が適用されない場合は、量子化マトリクスを適用しないように制御することによって、適切に量子化マトリクスを適用できるようになり、符号化効率を向上することができる。

　図８は、図２のステップＳ１０９の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図８は、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆直交変換係数を算出する方法を表すフローチャートである。以下、図８について説明する。

　ステップＳ１８１では、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が１かどうかを判定し、真ならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１８２において、逆直交変換係数に逆量子化係数をコピーすることにより、逆直交変換を適用せずに、逆直交変換係数を算出する。一方、ステップＳ１８１の判定結果が偽ならば（Ｎｏ）、ステップＳ１８３において、逆量子化係数に対し、逆直交変換を適用して、逆直交変換係数を算出する。

　このように、直交変換スキップフラグが１の場合は、逆直交変換係数に逆量子化係数を直接コピーすることにより、逆直交変換を適用せずに、逆直交変換係数を算出できる。なお、本実施の形態では、ステップＳ１８２において、逆直交変換係数に逆量子化係数をコピーすることにより、逆直交変換を適用せずに、逆直交変換係数を算出するようにしたが、必ずしもこれには限らず、逆量子化係数に逆直交変換を適用せずに逆直交変換係数を算出する方法であれば、どのような方法でも構わない。

　このように、本実施の形態によれば、直交変換を行わずに量子化を行うモードを選択できるようになり、符号化効率を向上することができる。より具体的には、直交変換を適用するかどうかを示す直交変換スキップフラグを導入し、ある予測モード、または、ある直交変換サイズの場合に、直交変換を適用した場合と適用しない場合とのコストを比較する。そして、直交変換を適用しない場合の方がコストが小さくなる場合は、直交変換スキップフラグを１に設定して、直交変換を適用しないようにすることにより、符号化効率を向上することができる。また、直交変換スキップフラグの値が０、つまり、直交変換が適用される場合にのみ、量子化マトリクスを適用し、直交変換スキップフラグの値が１の場合、つまり、直交変換が適用されない場合は、量子化マトリクスを適用しないように制御する。これによって、適切に量子化マトリクスを適用できるようになり、符号化効率を向上することができる。

　（実施の形態２）
　図９は、本実施の形態に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。

　動画像復号化装置２００は、図９に示すように、可変長復号化部２０９、逆量子化部２０１、逆直交変換部２０２、加算器２０３、ブロックメモリ２０４、フレームメモリ２０５、イントラ予測部２０６、インター予測部２０７、スイッチ２０８、インター予測制御部２１０、マージブロック候補算出部２１１、およびｃｏｌＰｉｃメモリ２１２を備えている。

　可変長復号化部２０９は、入力されたビットストリームに対し、可変長復号化処理を行い、直交変換スキップフラグ、ピクチャタイプ情報、および量子化係数を生成する。また、可変長復号化部２０９は、マージブロック候補リストサイズを算出し、マージブロックインデックスの可変長復号化処理を行う。

　逆量子化部２０１は、直交変換スキップフラグの値に応じて、可変長復号化処理によって得られた量子化係数に対し、逆量子化処理を行う。つまり、量子化処理された係数データに含まれる量子化係数に対して逆量子化処理が行われる。逆直交変換部２０２は、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化処理を行った量子化係数を含む係数データに対し、周波数領域から画像領域への変換を行うことにより、逆直交変換係数を含む復号予測残差を生成する。加算器２０３は、復号予測残差と予測画像とを加算することによって再構成画像を生成する。この再構成画像は復号画像列として動画像復号化装置２００から出力される。

　ブロックメモリ２０４は、再構成画像を参照画像としてブロック単位で保存し、フレームメモリ２０５は、再構成画像を参照画像としてフレーム単位で保存する。イントラ予測部２０６は、ブロックメモリ２０４に保存されているブロック単位の参照画像を用いて、イントラ予測することにより、復号化対象ブロックの予測画像を生成する。インター予測部２０７は、フレームメモリ２０５に保存されているフレーム単位の参照画像を用いて、インター予測することにより、復号化対象ブロックの予測画像を生成する。

　スイッチ２０８は、可変長復号化部２０９によって生成されるピクチャタイプ情報に基づいて、加算器２０３に出力される予測画像を、イントラ予測部２０６によって生成された予測画像と、インター予測部２０７によって生成された予測画像とで切り替える。

　マージブロック候補算出部２１１は、復号化対象ブロックの隣接ブロックと、ｃｏｌＰｉｃメモリ２１２に格納されているｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等のｃｏｌＰｉｃ情報とを用いて、マージモードのマージブロック候補を導出する。また、マージブロック候補算出部２１１は、導出した各マージブロック候補に対し、マージブロックインデックスの値を割当て、マージブロック候補をインター予測制御部２１０に送る。

　インター予測制御部２１０は、動きベクトル検出モードまたはマージモードの情報を復号し、インター予測部２０７に予測画像を生成させる。また、インター予測制御部２１０は、復号化対象ブロックの動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をｃｏｌＰｉｃメモリ２１２に転送する。

　図１０は、本実施の形態に係る動画像復号化方法の処理の概要を示すフローチャートである。

　ステップＳ２０１では、後述する方法で、直交変換スキップフラグを可変長復号化する。ステップＳ２０２では、量子化係数を可変長復号化する。ステップＳ２０３では、図２のステップＳ１０８と同様の方法により、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化係数に対して逆量子化処理を行うことによって、逆量子化係数を算出する。ステップＳ２０４では、図２のステップＳ１０９と同様の方法により、直交変換スキップフラグに応じて、逆量子化係数に対し、逆直交変換処理を適用することによって、逆直交変換係数を算出する。ステップＳ２０５では、図２のステップＳ１０１と同様の方法により、復号化対象ブロックの予測画像を算出する。例えば、復号化対象ブロックをイントラ予測モードで復号化する場合は、復号化対象ブロックの隣接に位置する参照画素を用いて、予測画像を生成する。また、インター予測モードの場合は、復号化対象ピクチャとは異なる復号化済みのピクチャである参照ピクチャ内にある、復号した動きベクトルによって特定される参照ブロックの画素値を用いて、予測画像を生成する。ステップＳ２０６では、ステップＳ２０５で算出した予測画像と、ステップＳ２０４で算出した逆直交変換係数を含む復号予測残差とを加算することにより、再構成画像を算出する。

　図１１は、図１０のステップＳ２０１の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図１１は、直交変換スキップフラグを可変長復号化する方法を表すフローチャートである。以下、図１１について説明する。

　ステップＳ２２１では、復号化対象ブロックがイントラ予測モードでかつ、直交変換サイズが４ｘ４であるかどうかを判定する。この判定結果が真ならば（Ｓ２２１のＹｅｓ）、ステップＳ２２２において、ビットストリームから直交変換スキップフラグを可変長復号化する。

　これにより、ある予測モード、または、ある直交変換サイズの場合にのみ、直交変換スキップフラグを可変長符号化することにより、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができるようになる。なお、本実施の形態では、ステップＳ２２１において、イントラ予測モードでかつ、直交変換サイズが４ｘ４の場合のみ、直交変換スキップフラグを復号化するようにしたが、必ずしもこれには限らない。例えば、インター予測モードの場合にも、直交変換スキップフラグを復号化するようにしても構わない。また、直交変換サイズが４ｘ４より大きいサイズの場合にも、直交変換スキップフラグを復号化するようにしても構わない。これにより、更に符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができるようになる。また、イントラ予測、またはインター予測の予測方向等に基づいて、直交変換スキップフラグを復号化するかどうかを切り替えるようにしても構わない。例えば、イントラ予測モードの場合に、ＤＣ予測、または、Ｐｌａｎａｒ予測の場合は、直交変換スキップフラグを復号化しないようにしても構わない。これにより、ヘッダ情報のオーバヘッドを削減しながら、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。

　このように、本実施の形態によれば、直交変換を行わずに量子化を行うモードを選択できるようになり、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。より具体的には、直交変換を適用するかどうかを示す直交変換スキップフラグを導入し、ある予測モード、または、ある直交変換サイズの場合に、直交変換を適用した場合と適用しない場合とのコストを比較する。そして、直交変換を適用しない場合の方がコストが小さくなる場合は、直交変換スキップフラグを１に設定して、直交変換を適用しないようにすることにより、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。また、直交変換スキップフラグの値が０、つまり、直交変換が適用される場合にのみ、量子化マトリクスを適用し、直交変換スキップフラグの値が１の場合、つまり、直交変換が適用されない場合は、量子化マトリクスを適用しないように制御する。これによって、適切に量子化マトリクスを適用できるようになり、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。

　（実施の形態３）
　本実施の形態では、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化マトリクスを適切に適用しながら、更に、直交変換スキップ時の量子化係数のスキャン順を適切に制御する。これにより、符号化効率を向上することができる。以下、本実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

　図１２は、本実施の形態に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。

　動画像符号化装置１００ａは、図１２に示すように、直交変換スキップ判定部１１７ａ、減算器１０１ａ、直交変換部１０２ａ、量子化部１０３ａ、逆量子化部１０５ａ、逆直交変換部１０６ａ、加算器１０７ａ、ブロックメモリ１０８ａ、フレームメモリ１０９ａ、イントラ予測部１１０ａ、インター予測部１１１ａ、スイッチ１１２ａ、インター予測制御部１１３ａ、ピクチャタイプ決定部１１６ａ、マージブロック候補算出部１１５ａ、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１４ａ、および可変長符号化部１０４ａを備えている。

　減算器１０１ａは、入力画像列に含まれる入力画像から、予測画像を減算することにより、予測残差を生成する。

　直交変換スキップ判定部１１７ａは、後述する方法で、符号化対象ブロックを用いて算出した予測残差に対し、直交変換を適用するかどうかを判定し、直交変換を適用する場合は、直交変換スキップフラグに０を設定し、直交変換を適用しない場合は、直交変換スキップフラグに１を設定する。

　直交変換部１０２ａは、直交変換スキップフラグの値に応じて、予測残差に対し、画像領域から周波数領域への変換を行う。量子化部１０３ａは、直交変換スキップフラグの値に応じて、周波数領域に変換された予測残差である係数データに対し、量子化処理を行う。逆量子化部１０５ａは、量子化部１０３ａによって量子化処理された係数データに対し、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化処理を行う。逆直交変換部１０６ａは、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化処理された係数データに対し、周波数領域から画像領域への変換を行うことによって、復号予測残差を生成する。加算器１０７ａは、復号予測残差に予測画像を加算することによって再構成画像を生成する。

　ブロックメモリ１０８ａは、再構成画像を参照画像としてブロック単位で保存し、フレームメモリ１０９ａは、再構成画像を参照画像としてフレーム単位で保存する。ピクチャタイプ決定部１１６ａは、Ｉピクチャ、Ｂピクチャ、およびＰピクチャのいずれのピクチャタイプで入力画像を符号化するかを決定し、ピクチャタイプ情報を生成する。イントラ予測部１１０ａは、ブロックメモリ１０８ａに保存されているブロック単位の参照画像を用いて、符号化対象ブロックをイントラ予測することにより、予測画像を生成する。インター予測部１１１ａは、フレームメモリ１０９ａに保存されているフレーム単位の参照画像と、動き検出等により導出した動きベクトルとを用いて、符号化対象ブロックをインター予測することにより、予測画像を生成する。

　スイッチ１１２ａは、ピクチャタイプ決定部１１６ａによって生成されるピクチャタイプ情報に基づいて、減算器１０１ａおよび加算器１０７ａに出力される予測画像を、イントラ予測部１１０ａによって生成された予測画像と、インター予測部１１１ａによって生成された予測画像とで切り替える。

　マージブロック候補算出部１１５ａは、符号化対象ブロックの隣接ブロックと、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１４ａに格納されているｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等のｃｏｌＰｉｃ情報とを用いて、マージモードおよびスキップモードのマージブロック候補を導出し、マージブロック候補リストサイズを算出する。また、マージブロック候補算出部１１５ａは、導出したマージブロック候補に対して、マージブロックインデックスの値を割り当てる。そして、マージブロック候補算出部１１５ａは、マージブロック候補とマージブロックインデックスとをインター予測制御部１１３ａに送る。

　インター予測制御部１１３ａは、動き検出により導出された動きベクトルを用いる動きベクトル符号化モード、または、マージモードで符号化対象ブロックを符号化するかどうかを制御する。さらに、インター予測制御部１１３ａは、符号化対象ブロックの動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をｃｏｌＰｉｃメモリ１１４ａに転送する。

　可変長符号化部１０４ａは、後述する方法で、直交変換スキップフラグを可変長符号化し、更に、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化処理された係数データに対し、可変長符号化処理を行うことで、ビットストリームを生成する。また、可変長符号化部１０４ａは、ピクチャタイプ情報を可変長符号化する。さらに、可変長符号化部１０４ａは、符号化に用いるマージブロックインデックスに、マージブロック候補リストサイズに応じたビット列を割り当てて、そのビット列の可変長符号化を行う。

　図１３は、本実施の形態に係る動画像符号化方法の処理の概要を示すフローチャートである。

　ステップＳ３０１では、符号化対象ブロックの予測画像を算出する。例えば、符号化対象ブロックをイントラ予測モードで符号化する場合は、符号化対象ブロックの隣接に位置する参照画素を用いて、予測画像を生成する。また、インター予測モードの場合は、符号化対象ピクチャとは異なる符号化済みのピクチャである参照ピクチャ内にある、動き検出等によって特定される参照ブロックの画素値を用いて、予測画像を生成する。

　ステップＳ３０２では、符号化対象ブロックと、ステップＳ３０１で算出した予測画像との差分をとることにより、予測残差（予測差分）を算出する。ステップＳ３０３では、図２のステップＳ１０３と同様の方法により、予測残差に直交変換を適用するかどうかを判定し、直交変換スキップフラグの値を算出する。

　ステップＳ３０４では、図２のステップＳ１０４と同様の方法により、直交変換処理を行い、直交変換係数を含む係数データを算出する。ステップＳ３０５では、図２のステップＳ１０５と同様の方法により、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化マトリクスを用いた量子化を行うかどうかを判定し、行うと判定したときには、量子化マトリクスを用いた量子化処理を行うことによって、量子化係数を含む量子化された係数データを算出する。ステップＳ３０６では、図２のステップＳ１０６と同様の方法により、直交変換スキップフラグを可変長符号化する。ステップＳ３０７では、後述する方法により、直交変換スキップフラグに応じて、量子化係数のスキャン順を適応的に切り替えながら、量子化係数を可変長符号化する。

　ステップＳ３０８では、図２のステップＳ１０８と同様の方法により、量子化係数に対し、逆量子化処理を行うことによって、逆量子化係数を含む係数データを算出する。ステップＳ３０９では、図２のステップＳ１０９と同様の方法により、直交変換スキップフラグに応じて、逆量子化係数に対し、逆直交変換処理を適用することによって、逆直交変換係数を含む復号予測残差を算出する。ステップＳ３１０では、ステップＳ３０１で算出した予測画像と、ステップＳ３０９で算出した逆直交変換係数を含む復号予測残差とを加算することにより、再構成画像を算出する。

　図１４は、図１３のステップＳ３０７の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図１４は、直交変換スキップフラグに応じて、量子化係数を可変長符号化する方法を表すフローチャートである。以下、図１４について説明する。

　ステップＳ３２１では、後述する方法で、符号化対象ブロックの量子化係数を可変長符号化する際のスキャン順を決定する。ここで、スキャン順とは、符号化対象ブロックの量子化係数を可変長符号化する際の順番を表す。ステップＳ３２２では、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が１かどうかを判定し、真ならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３２３において、後述する方法で、ステップＳ３２１で決定したスキャン順を、直交変換スキップ用のスキャン順に変更する。ステップＳ３２４では、決定したスキャン順に応じて、量子化係数を可変長符号化する。

　なお、本実施の形態では、ステップＳ３２１で一度スキャン順を決定した後に、直交変換スキップフラグがオンの場合は、ステップＳ３２３で直交変換スキップ用のスキャン順に変更するようにしたが、必ずしもこの順には限らない。例えば、ステップＳ３２１でスキャン順を決定する際に、直交変換スキップフラグがオンの場合は、直接、直交変換スキップ用のスキャン順を適用するようにしても構わない。このように、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が１の場合は、直交変換スキップ用のスキャン順を適用することによって、符号化効率を向上することができる。

　図１５は、図１４のステップＳ３２１の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図１５は、量子化係数のスキャン順を決定する一例を表すフローチャートである。以下、図１５について説明する。

　ステップＳ３３１では、イントラ予測モードの予測方向が垂直予測モード群に含まれるかどうかを判定し、真ならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３３２において、スキャン順として水平スキャンを選択する。

　ここで、垂直予測モード群とは、例えば、図１６に示すイントラ予測モードの予測方向のうち、２２から３０までの各値によって示される予測方向を表す。なお、本実施の形態では、２２から３０までの各値によって示される予測方向を垂直予測モード群としたが、必ずしもこれには限らず、例えば、１８から３４までの各値によって示される予測方向を垂直予測モード群とするようにしても構わない。また、ここで、水平スキャンとは、例えば、図１７の（ａ）に示すようなスキャン順を表す。図１７の（ａ）における水平スキャンでは、右下の量子化係数（数値０によって示される量子化係数）から水平方向に、図で割り当てられた数値の順に、各量子化係数に対するスキャンを行い、これらの量子化係数の可変長符号化を行う。

　ステップＳ３３１の判定結果が偽の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３３３において、イントラ予測モードの予測方向が水平予測モード群に含まれるかどうかを判定し、真ならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３３４において、スキャン順として垂直スキャンを選択する。

　ここで、水平予測モード群とは、例えば、図１６に示すイントラ予測モードの予測方向のうち、６から１４までの各値によって示される予測方向を表す。なお、本実施の形態では、６から１４までの各値によって示される予測方向を水平予測モード群としたが、必ずしもこれには限らず、例えば、２から１７までの各値によって示される予測方向を水平予測モード群とするようにしても構わない。また、ここで、垂直スキャンとは、例えば、図１７の（ｂ）に示すようなスキャン順を表す。図１７の（ｂ）における垂直スキャンでは、右下の量子化係数（数値０によって示される量子化係数）から垂直方向に、図で割り当てられた数値の順に、各量子化係数に対するスキャンを行い、これらの量子化係数の可変長符号化を行う。

　ステップＳ３３３の判定結果が偽の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３３５において、スキャン順として斜めスキャンを選択する。ここで、斜めスキャンとは、例えば、図１７の（ｃ）に示すようなスキャン順を表す。図１７の（ｃ）における斜めスキャンでは、右下の量子化係数（数値０によって示される量子化係数）から斜め方向に、図で割り当てられた数値の順に、各量子化係数に対するスキャンを行い、これらの量子化係数の可変長符号化を行う。このように、符号化対象ブロックの予測モードに応じて、スキャン順を適応的に切り替えることにより符号化効率を向上することができる。

　図１８は、図１４のステップＳ３２３の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図１８は、直交変換スキップ用の量子化係数のスキャン順を決定する一例を表すフローチャートである。以下、図１８について説明する。

　ステップＳ３４１では、図１４のステップＳ３２１で決定したスキャン順が水平スキャンかどうかを判定し、真ならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３４２において、スキャン順を垂直スキャンに変更する。一方、ステップＳ３４１の判定結果が偽ならば（Ｎｏ）、ステップＳ３４３において、図１４のステップＳ３２１で決定したスキャン順が垂直スキャンかどうかを判定する。この判定結果が真ならば（ステップＳ３４３のＹｅｓ）、ステップＳ３４４において、スキャン順を水平スキャンに変更する。

　このように、直交変換スキップフラグがオンの場合は、直交変換スキップ用のスキャン順を用いることによって、符号化効率を向上することができる。より具体的には、図１４のステップＳ３２１で決定したスキャン順が水平スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が垂直予測モード群に含まれる場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、垂直スキャンを用いるように変更する。また、図１４のステップＳ３２１で決定したスキャン順が垂直スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が水平予測モード群に含まれる場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、水平スキャンを用いるように変更する。これによって、符号化効率を向上することができる。

　一般に、イントラ予測の予測方向として垂直予測モード群に含まれる予測モードが選択された場合は、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用すれば、水平方向の周波数成分が多く発生しやすく、水平方向に値０の係数が連続する可能性が高くなる。このため、水平スキャンを適用することによって、符号化効率が向上する。しかし、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合は、垂直方向に値０の係数が連続する可能性が高くなるため、垂直スキャンを選択した方が効率的に量子化係数を符号化することができるようになる。また、イントラ予測の予測方向として水平予測モード群に含まれる予測方法が選択された場合は、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用すれば、垂直方向の周波数成分が多く発生しやすく、垂直方向に値０の係数が連続する可能性が高くなる。このため、垂直スキャンを適用することによって、符号化効率が向上する。しかし、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合は、水平方向に値０の係数が連続する可能性が高くなるため、水平スキャンを選択した方が効率的に量子化係数を符号化することができるようになる。

　このように、直交変換スキップフラグがオンでかつ、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合は、スキャン順を、直交変換スキップ用のスキャン順に変更することによって、符号化効率を向上することができる。

　なお、本実施の形態では、図１４のステップＳ３２１で決定したスキャン順が水平スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が垂直予測モード群に含まれる予測方法である場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、垂直スキャンを用いるように変更したが、必ずしもこれには限らない。例えば、図１７の（ｄ）に示すように、水平スキャンの開始位置を変更するようにしても構わない。図１７の（ｄ）では、水平スキャンの開始位置をブロックの右上位置とし、割り当てられた数値の順に従って、左下位置に向かって水平スキャンを行う。また、イントラ予測の予測方向として垂直予測モード群に含まれる予測方向が選択された場合は、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しなければ、ブロックの上側の位置ほど０係数が連続しやすくなる。このため、図１７の（ｄ）に示すようなスキャン順を適用することにより、符号化効率を向上することができる。

　また、本実施の形態では、図１４のステップＳ３２１で決定したスキャン順が垂直スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が水平予測モード群に含まれる予測方向である場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、水平スキャンを用いるように変更したが、必ずしもこれには限らない。例えば、図１７の（ｅ）に示すように、垂直スキャンの開始位置を変更するようにしても構わない。図１７の（ｅ）では、垂直スキャンの開始位置をブロックの左下位置とし、割り当てられた数値の順に従って、右上位置に向かって垂直スキャンを行う。また、イントラ予測の予測方向として水平予測モード群に含まれる予測方向が選択された場合は、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しなければ、ブロックの左側の位置ほど０係数が連続しやすくなる。このため、図１７の（ｅ）に示すようなスキャン順を適用することにより、符号化効率を向上することができる。また、直交変換および、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合は、いずれかのスキャン順にスキャン方法を固定することによって、切替の処理量を削減しつつ、符号化効率を向上することができる。

　このように、本実施の形態によれば、直交変換スキップフラグがオンでかつ、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合は、スキャン順を、直交変換スキップ用のスキャン順に変更することによって、符号化効率を向上することができる。より具体的には、直交変換スキップフラグがオンでかつ、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合に、図１４のステップＳ３２１で決定したスキャン順が水平スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が垂直予測モード群に含まれる予測方向である場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、垂直スキャンを用いるように変更する。一方、図１４のステップＳ３２１で決定したスキャン順が垂直スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が水平予測モード群に含まれる予測方向である場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、水平スキャンを用いるように変更する。これによって、符号化効率を向上することができる。

　（実施の形態４）
　図１９は、本実施の形態に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。

　動画像復号化装置２００ａは、図１９に示すように、可変長復号化部２０９ａ、逆量子化部２０１ａ、逆直交変換部２０２ａ、加算器２０３ａ、ブロックメモリ２０４ａ、フレームメモリ２０５ａ、イントラ予測部２０６ａ、インター予測部２０７ａ、スイッチ２０８ａ、インター予測制御部２１０ａ、マージブロック候補算出部２１１ａ、およびｃｏｌＰｉｃメモリ２１２ａを備えている。

　可変長復号化部２０９ａは、入力されたビットストリームに対し、可変長復号化処理を行い、直交変換スキップフラグ、ピクチャタイプ情報、および量子化係数を生成する。また、可変長復号化部２０９ａは、マージブロック候補リストサイズを算出し、マージブロックインデックスの可変長復号化処理を行う。

　逆量子化部２０１ａは、直交変換スキップフラグの値に応じて、可変長復号化処理によって得られた量子化係数に対し、逆量子化処理を行う。つまり、量子化処理された係数データに含まれる量子化係数に対して逆量子化処理が行われる。逆直交変換部２０２ａは、直交変換スキップフラグの値に応じて、逆量子化処理を行った量子化係数を含む係数データに対し、周波数領域から画像領域への変換を行うことにより、逆直交変換係数を含む復号予測誤差を生成する。加算器２０３ａは、復号予測残差と予測画像とを加算することによって再構成画像を生成する。この再構成画像は復号画像列として動画像復号化装置２００ａから出力される。

　ブロックメモリ２０４ａは、再構成画像を参照画像としてブロック単位で保存し、フレームメモリ２０５ａは、再構成画像参照画像としてフレーム単位で保存する。イントラ予測部２０６ａは、ブロックメモリ２０４ａに保存されているブロック単位の参照画像を用いて、イントラ予測することにより、復号化対象ブロックの予測画像を生成する。インター予測部２０７ａは、フレームメモリ２０５ａに保存されているフレーム単位の参照画像を用いて、インター予測することにより、復号化対象ブロックの予測画像を生成する。

　スイッチ２０８ａは、可変長復号化部２０９ａによって生成されるピクチャタイプ情報に基づいて、加算器２０３ａに出力される予測画像を、イントラ予測部２０６ａによって生成された予測画像と、インター予測部２０７ａによって生成された予測画像とで切り替える。

　マージブロック候補算出部２１１ａは、復号化対象ブロックの隣接ブロックと、ｃｏｌＰｉｃメモリ２１２ａに格納されているｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等のｃｏｌＰｉｃ情報とを用いて、マージモードのマージブロック候補を導出する。また、マージブロック候補算出部２１１ａは、導出した各マージブロック候補に対し、マージブロックインデックスの値を割当て、マージブロック候補をインター予測制御部２１０ａに送る。

　インター予測制御部２１０ａは、動きベクトル検出モード、または、マージモードの情報を復号し、インター予測部２０７ａに予測画像を生成させる。また、インター予測制御部２１０ａは、復号化対象ブロックの動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をｃｏｌＰｉｃメモリ２１２ａに転送する。

　図２０は、本実施の形態に係る動画像復号化方法の処理の概要を示すフローチャートである。

　ステップＳ４０１では、図１０のステップＳ２０１と同様の方法で、直交変換スキップフラグを可変長復号化する。ステップＳ４０２では、後述する方法により、直交変換スキップフラグに応じて、量子化係数のスキャン順を適応的に切り替えながら、量子化係数を可変長復号化する。ステップＳ４０３では、図１３のステップＳ３０８と同様の方法により、直交変換スキップフラグの値に応じて、量子化係数に対し、逆量子化処理を行うことによって、逆量子化係数を算出する。ステップＳ４０４では、図１３のステップＳ３０９と同様の方法により、直交変換スキップフラグに応じて、逆量子化係数に対し、逆直交変換処理を適用することによって、逆直交変換係数を算出する。ステップＳ４０５では、図１３のステップＳ３０１と同様の方法により、復号化対象ブロックの予測画像を算出する。例えば、復号化対象ブロックをイントラ予測モードで復号化する場合は、復号化対象ブロックの隣接に位置する参照画素を用いて、予測画像を生成する。また、インター予測モードの場合は、復号化対象ピクチャとは異なる復号化済みのピクチャである参照ピクチャ内にある、復号した動きベクトルによって特定される参照ブロックの画素値を用いて、予測画像を生成する。ステップＳ４０６では、ステップＳ４０５で算出した予測画像と、ステップＳ４０４で算出した逆直交変換係数を含む復号予測残差とを加算することにより、再構成画像を算出する。

　図２１は、図２０のステップＳ４０２の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図２１は、直交変換スキップフラグに応じて、量子化係数を可変長復号化する方法を表すフローチャートである。以下、図２１について説明する。

　ステップＳ４２１では、図１４のステップＳ３２１と同様の方法で、復号化対象ブロックの量子化係数を可変長復号化する際のスキャン順を決定する。ここで、スキャン順とは、復号化対象ブロックの量子化係数を可変長復号化する際の順番を表す。ステップＳ４２２では、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が１かどうかを判定し、真ならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ４２３において、図１４のステップＳ３２３と同様の方法で、ステップＳ４２１で決定したスキャン順を、直交変換スキップ用のスキャン順に変更する。ステップＳ４２４では、決定したスキャン順に応じて、量子化係数を可変長復号化する。

　なお、本実施の形態では、ステップＳ４２１で一度スキャン順を決定した後に、直交変換スキップフラグがオンの場合は、ステップＳ４２３で直交変換スキップ用のスキャン順に変更するようにしたが、必ずしもこの順には限らない。例えば、ステップＳ４２１でスキャン順を決定する際に、直交変換スキップフラグがオンの場合は、直接、直交変換スキップ用のスキャン順を適用するようにしても構わない。このように、直交変換スキップフラグがオン、つまり、そのフラグの値が１の場合は、直交変換スキップ用のスキャン順を適用することによって、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。

　このように、本実施の形態によれば、直交変換スキップフラグがオンでかつ、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合は、スキャン順を、直交変換スキップ用のスキャン順に変更することによって、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。より具体的には、直交変換スキップフラグがオンでかつ、量子化マトリクスを用いた量子化を適用しない場合に、図２１のステップＳ４２１で決定したスキャン順が水平スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が垂直予測モード群に含まれる場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、垂直スキャンを用いるように変更する。一方、図２１のステップＳ４２１で決定したスキャン順が垂直スキャン、つまり、イントラ予測の予測方向が水平予測モード群に含まれる場合は、直交変換スキップ用のスキャン順として、水平スキャンを用いるように変更する。これによって、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することができる。

　以上、一つまたは複数の態様に係る動画像符号化方法および動画像復号化方法について、各実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これら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。

　図２２Ａは、本発明の一態様に係る動画像符号化方法を示すフローチャートである。

　本発明の一態様に係る動画像符号化方法は、動画像をブロックごとに符号化する動画像符号化方法であって、ステップＳ１１～Ｓ１６を含む。つまり、この動画像符号化方法は、符号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、符号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記符号化対象ブロックと前記予測画像との差分である予測残差を生成するステップＳ１１と、前記予測残差に対して直交変換を適用するかどうかを判定することによって、直交変換スキップフラグの値を算出するステップＳ１２と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記予測残差に対して前記直交変換を行うことによって、少なくとも１つの直交変換係数を算出するステップＳ１３と、前記少なくとも１つの直交変換係数に対して量子化を行うことによって、少なくとも１つの量子化係数を算出するステップＳ１４と、前記直交変換スキップフラグを可変長符号化するステップＳ１５と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも１つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも１つの量子化係数を可変長符号化するステップＳ１６とを有する。

　図２２Ｂは、本発明の一態様に係る動画像符号化装置を示すブロック図である。

　本発明の一態様に係る動画像符号化装置は、動画像をブロックごとに符号化する動画像符号化装置１０であって、構成要素１１～１６を備える。つまり、この動画像符号化装置１０は、符号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、符号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記符号化対象ブロックと前記予測画像との差分である予測残差を生成する予測残差生成部１１と、前記予測残差に対して直交変換を適用するかどうかを判定することによって、直交変換スキップフラグの値を算出するフラグ算出部１２と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記予測残差に対して前記直交変換を行うことによって、少なくとも１つの直交変換係数を算出する直交変換部１３と、前記少なくとも１つの直交変換係数に対して量子化を行うことによって、少なくとも１つの量子化係数を算出する量子化部１４と、前記直交変換スキップフラグを可変長符号化するフラグ符号化部１５と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも１つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも１つの量子化係数を可変長符号化する係数符号化部１６とを備える。

　これにより、本発明の一態様に係る動画像符号化方法および動画像符号化装置では、直交変換スキップフラグの値に応じて直交変換が行われるため、直交変換を適用するか否かを切り替えることができ、さらに、直交変換スキップフラグの値に応じて量子化係数のスキャン順が切り替えられるため、量子化係数の適切な可変長符号化を行うことができる。その結果、符号化効率の向上を図ることができる。

　なお、上記各実施の形態では、直交変換スキップフラグの値に応じて量子化または逆量子化を行ったが、直交変換スキップフラグの値に関わらずに量子化または逆量子化を行ってもよい。この場合でも、上述の効果と同様の効果を奏することができる。

　図２２Ｃは、本発明の一態様に係る動画像復号化方法を示すフローチャートである。

　本発明の一態様に係る動画像復号化方法は、符号化された動画像をブロックごとに復号化する動画像復号化方法であって、ステップＳ２１～Ｓ２５を含む。つまり、この動画像復号化方法は、復号化対象ブロックに対して逆直交変換を適用するかどうか示す直交変換スキップフラグを可変長復号化するステップＳ２１と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて、前記復号化対象ブロックに含まれる少なくとも１つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも１つの量子化係数を可変長復号化するステップＳ２２と、可変長復号化された前記少なくとも１つの量子化係数に対して逆量子化を行うことによって、少なくとも１つの逆量子化係数を算出するステップＳ２３と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも１つの逆量子化係数に対して逆直交変換を行うことによって、前記復号化対象ブロックの予測残差を算出するステップＳ２４と、前記復号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、復号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記復号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記予測残差と前記予測画像とを加算することにより再構成画像を生成するステップＳ２５とを有する。

　図２２Ｄは、本発明の一態様に係る動画像復号化装置を示すブロック図である。

　本発明の一態様に係る動画像復号化装置は、符号化された動画像をブロックごとに復号化する動画像復号化装置２０であって、構成要素２１～２５を備える。つまり、この動画像復号化装置２０は、復号化対象ブロックに対して逆直交変換を適用するかどうか示す直交変換スキップフラグを可変長復号化するフラグ復号化部２１と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて、前記復号化対象ブロックに含まれる少なくとも１つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも１つの量子化係数を可変長復号化する係数復号化部２２と、可変長復号化された前記少なくとも１つの量子化係数に対して逆量子化を行うことによって、少なくとも１つの逆量子化係数を算出する逆量子化部２３と、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも１つの逆量子化係数に対して逆直交変換を行うことによって、前記復号化対象ブロックの予測残差を算出する逆直交変換部２４と、前記復号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、復号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記復号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記予測残差と前記予測画像とを加算することにより再構成画像を生成する再構成画像生成部２５とを備える。

　これにより、本発明の一態様に係る動画像復号化方法および動画像復号化装置では、直交変換スキップフラグの値に応じて逆直交変換が行われるため、逆直交変換を適用するか否かを切り替えることができ、さらに、直交変換スキップフラグの値に応じて量子化係数のスキャン順が切り替えられるため、量子化係数の適切な可変長復号化を行うことができる。その結果、符号化効率の向上を図った符号化動画像であるビットストリームを適切に復号化することができる。

　なお、上記各実施の形態では、直交変換スキップフラグの値に応じて逆量子化を行ったが、直交変換スキップフラグの値に関わらずに逆量子化を行ってもよい。この場合でも、上述の効果と同様の効果を奏することができる。

　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。

　言い換えると、動画像符号化装置および動画像復号化装置は、制御回路（ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）と、当該制御回路に電気的に接続された（当該制御回路からアクセス可能な）記憶装置（ｓｔｏｒａｇｅ）とを備える。制御回路は、専用のハードウェアおよびプログラム実行部の少なくとも一方を含む。また、記憶装置は、制御回路がプログラム実行部を含む場合には、当該プログラム実行部により実行されるソフトウェアプログラムを記憶する。ここで、上記各実施の形態の動画像符号化装置を実現するソフトウェアは、図２２Ａのフローチャートによって示される各ステップＳ１１～Ｓ１６をコンピュータに実行させるプログラムである。また、上記各実施の形態の動画像復号化装置を実現するソフトウェアは、図２２Ｃのフローチャートによって示される各ステップＳ２１～Ｓ２５をコンピュータに実行させるプログラムである。

　（実施の形態５）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（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２３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２３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２４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２５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２６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２７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２５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２８Ａ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２８Ｂ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２９は、多重化データの構成を示す図である。図２９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３０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３１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３１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３１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３２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３２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３３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３４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３４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３５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３６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３７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３８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３７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３７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４０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３９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４１Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に対応しない、本発明の一態様に特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明の一態様は、逆量子化に特徴を有していることから、例えば、逆量子化については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のエントロピー復号、デブロッキング・フィルタ、動き補償のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。

　また、処理を一部共有化する他の例を図４１Ｂ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。

　本開示に係る動画像符号化方法および動画像復号化方法は、あらゆるマルチメディアデータに適用することができ、動画像符号化および復号化のエラー耐性を向上させることが可能であり、例えば携帯電話、ＤＶＤ装置、およびパーソナルコンピュータ等を用いた蓄積、伝送、通信等における動画像符号化方法および動画像復号化方法として有用である。

　１０　　動画像符号化装置
　１１　　予測残差生成部
　１２　　フラグ算出部
　１３　　直交変換部
　１４　　量子化部
　１５　　フラグ符号化部
　１６　　係数符号化部
　２０　　動画像復号化装置
　２１　　フラグ復号化部
　２２　　係数復号化部
　２３　　逆量子化部
　２４　　逆直交変換部
　２５　　再構成画像生成部
　１００，１００ａ　　動画像符号化装置
　１０１，１０１ａ　　減算器
　１０２，１０２ａ　　直交変換部
　１０３，１０３ａ　　量子化部
　１０４，１０４ａ　　可変長符号化部
　１０５，１０５ａ，２０１，２０１ａ　　逆量子化部
　１０６，１０６ａ，２０２，２０２ａ　　逆直交変換部
　１０７，１０７ａ，２０３，２０３ａ　　加算器
　１０８，１０８ａ，２０４，２０４ａ　　ブロックメモリ
　１０９，１０９ａ，２０５，２０５ａ　　フレームメモリ
　１１０，１１０ａ，２０６，２０６ａ　　イントラ予測部
　１１１，１１１ａ，２０７，２０７ａ，　　インター予測部
　１１２，１１２ａ，２０８，２０８ａ　　スイッチ
　１１３，１１３ａ，２１０，２１０ａ　　　インター予測制御部
　１１４，１１４ａ，２１２，２１２ａ　　ｃｏｌＰｉｃメモリ
　１１５，１１５ａ，２１１，２１１ａ　　マージブロック候補算出部
　１１６，１１６ａ　　ピクチャタイプ決定部
　２００，２００ａ　　動画像復号化装置
　２０９，２０９ａ　　可変長復号化部

Claims

　動画像をブロックごとに符号化する動画像符号化方法であって、
　符号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、符号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記符号化対象ブロックと前記予測画像との差分である予測残差を生成する予測残差生成ステップと、
　前記予測残差に対して直交変換を適用するかどうかを判定することによって、直交変換スキップフラグの値を算出する判定ステップと、
　前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記予測残差に対して前記直交変換を行うことによって、少なくとも１つの直交変換係数を算出する直交変換ステップと、
　前記少なくとも１つの直交変換係数に対して量子化を行うことによって、少なくとも１つの量子化係数を算出する量子化ステップと、
　前記直交変換スキップフラグを可変長符号化するフラグ符号化ステップと、
　前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも１つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも１つの量子化係数を可変長符号化する係数符号化ステップと
　を有する動画像符号化方法。
　前記判定ステップでは、前記予測残差に対して前記直交変換を適用しないと判定した場合には、前記直交変換スキップフラグの値として１を算出し、
　前記係数符号化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合で、かつ、前記予測画像がイントラ予測によって生成されるとともに、前記イントラ予測の予測方向が水平方向である場合には、前記スキャン順を水平方向に沿った順に切り替える
　請求項１に記載の動画像符号化方法。
　前記判定ステップでは、前記予測残差に対して前記直交変換を適用しないと判定した場合には、前記直交変換スキップフラグの値として１を算出し、
　前記係数符号化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合で、かつ、前記予測画像がイントラ予測によって生成されるとともに、前記イントラ予測の予測方向が垂直方向である場合には、前記スキャン順を垂直方向に沿った順に切り替える
　請求項１に記載の動画像符号化方法。
　前記直交変換ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合には、前記直交変換を行わない
　請求項１～３の何れか１項に記載の動画像符号化方法。
　前記フラグ符号化ステップでは、前記予測画像がイントラ予測によって生成され、かつ、前記直交変換のサイズが４ｘ４の場合にのみ、前記直交変換スキップフラグを可変長符号化する
　請求項１～４の何れか１項に記載の動画像符号化方法。
　前記量子化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも１つの直交変換係数を量子化する
　請求項１～５の何れか１項に記載の動画像符号化方法。
　前記判定ステップでは、前記予測残差に対して前記直交変換を適用しないと判定した場合には、前記直交変換スキップフラグの値として１を算出し、
　前記量子化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合には、量子化マトリクスを用いずに前記少なくとも１つの直交変換係数を量子化する
　請求項６に記載の動画像符号化方法。
　符号化された動画像をブロックごとに復号化する動画像復号化方法であって、
　復号化対象ブロックに対して逆直交変換を適用するかどうか示す直交変換スキップフラグを可変長復号化するフラグ復号化ステップと、
　前記直交変換スキップフラグの値に応じて、前記復号化対象ブロックに含まれる少なくとも１つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも１つの量子化係数を可変長復号化する係数復号化ステップと、
　可変長復号化された前記少なくとも１つの量子化係数に対して逆量子化を行うことによって、少なくとも１つの逆量子化係数を算出する逆量子化ステップと、
　前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも１つの逆量子化係数に対して逆直交変換を行うことによって、前記復号化対象ブロックの予測残差を算出する逆直交変換ステップと、
　前記復号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、復号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記復号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記予測残差と前記予測画像とを加算することにより再構成画像を生成する再構成画像生成ステップと
　を有する動画像復号化方法。
　前記係数復号化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合で、かつ、前記予測画像がイントラ予測によって生成されるとともに、前記イントラ予測の予測方向が水平方向である場合には、前記スキャン順を水平方向に沿った順に切り替える
　請求項８に記載の動画像復号化方法。
　前記係数復号化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合で、かつ、前記予測画像がイントラ予測によって生成されるとともに、前記イントラ予測の予測方向が垂直方向である場合には、前記スキャン順を垂直方向に沿った順に切り替える
　請求項８に記載の動画像復号化方法。
　前記逆直交変換ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合には、前記逆直交変換を行わない
　請求項８～１０の何れか１項に記載の動画像復号化方法。
　前記フラグ復号化ステップでは、前記予測画像がイントラ予測によって生成され、かつ、前記逆直交変換のサイズが４ｘ４の場合にのみ、前記直交変換スキップフラグを可変長復号化する
　請求項８～１１の何れか１項に記載の動画像復号化方法。
　前記逆量子化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値に応じて、可変長復号化された前記少なくとも１つの量子化係数を逆量子化する
　請求項８～１２の何れか１項に記載の動画像復号化方法。
　前記逆量子化ステップでは、前記直交変換スキップフラグの値が１の場合には、量子化マトリクスを用いずに前記少なくとも１つの量子化係数を逆量子化する
　請求項１３に記載の動画像復号化方法。
　制御回路と、前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、動画像をブロックごとに符号化する動画像符号化装置であって、
　前記制御回路は、
　符号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、符号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記符号化対象ブロックと前記予測画像との差分である予測残差を生成する予測残差生成ステップと、
　前記予測残差に対して直交変換を適用するかどうかを判定することによって、直交変換スキップフラグの値を算出する判定ステップと、
　前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記予測残差に対して前記直交変換を行うことによって、少なくとも１つの直交変換係数を算出する直交変換ステップと、
　前記少なくとも１つの直交変換係数に対して量子化を行うことによって、少なくとも１つの量子化係数を算出する量子化ステップと、
　前記直交変換スキップフラグを可変長符号化するフラグ符号化ステップと、
　前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも１つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも１つの量子化係数を可変長符号化する係数符号化ステップとを実行する、
　動画像符号化装置。
　制御回路と、前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、符号化された動画像をブロックごとに復号化する動画像復号化装置であって、
　前記制御回路は、
　復号化対象ブロックに対して逆直交変換を適用するかどうか示す直交変換スキップフラグを可変長復号化するフラグ復号化ステップと、
　前記直交変換スキップフラグの値に応じて、前記復号化対象ブロックに含まれる少なくとも１つの量子化係数のスキャン順を切り替え、切り替えられたスキャン順にしたがって前記少なくとも１つの量子化係数を可変長復号化する係数復号化ステップと、
　可変長復号化された前記少なくとも１つの量子化係数に対して逆量子化を行うことによって、少なくとも１つの逆量子化係数を算出する逆量子化ステップと、
　前記直交変換スキップフラグの値に応じて前記少なくとも１つの逆量子化係数に対して逆直交変換を行うことによって、前記復号化対象ブロックの予測残差を算出する逆直交変換ステップと、
　前記復号化対象ブロックに隣接する参照ブロックまたは、復号化対象ピクチャと異なる参照ピクチャ内の参照ブロックを用いて、前記復号化対象ブロックの予測画像を生成し、前記予測残差と前記予測画像とを加算することにより再構成画像を生成する再構成画像生成ステップとを実行する、
　動画像復号化装置。