【文献】
Bin Li (外3名),Constrained temporal motion vector prediction for error resilience,Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 JCTVC-D139,米国,ITU-T,2011年 1月28日, p.1-4
【文献】
Jian-Liang Lin(外5名),Syntax for AMVP Parsing Error Control,Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 JCTVC-D126,米国,ITU-T,2011年 1月28日,p.1-3
【文献】
Bin Li (外2名),High-level Syntax: Marking process for non-TMVP pictures,Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 JCTVC-G398_r1,米国,ITU-T,2011年11月30日, p.1-4
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
さらに、前記サブピクチャユニットのインター予測に用いられる1以上の参照ピクチャリストに含まれる参照ピクチャの順序を指定するための1以上のパラメータを前記サブピクチャユニットのヘッダに書き込む
請求項1〜5のいずれか1項に記載の符号化方法。
前記第2リストの予測動きベクトル数は前記第1リストの予測動きベクトル数より1少なく、かつ、前記第1リストの予測動きベクトルと前記第2リストの予測動きベクトルとは時間予測動きベクトル以外同じである
請求項2に記載の符号化方法。
前記第1リストの予測動きベクトル数は前記第2リストの予測動きベクトル数と同じ所定数であり、かつ、前記第2リストは、前記第1リストに存在しない予測動きベクトルであって、参照ピクチャからの動きベクトルを用いずに導出される予測動きベクトルを含む
請求項2に記載の符号化方法。
前記フラグは、前記ピクチャ内の他のサブピクチャユニットとは別個に、サブピクチャユニットのピクチャ間予測に時間動きベクトル予測を用いるか否かについて示すために用いられる
請求項1〜10のいずれか1項に記載の符号化方法。
前記フラグが第2の値である場合、前記動きベクトル予測部は、時間予測動きベクトルを含まない複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第2リストを作成し、
前記サブピクチャユニット内の予測ユニットのための予測動きベクトルを前記第1リストから選択し、
前記書込部は、さらに、前記第2リストから選択された前記予測動きベクトルを示す第2パラメータを前記符号化ビデオビットストリームに書き込む
請求項15記載の符号化装置。
前記フラグが第2の値である場合、前記動きベクトル予測部は、時間予測動きベクトルを含まない複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第2リストを作成し、
前記読解部は、さらに、前記サブピクチャユニット内の予測ユニットのために前記第2リストから選択される予測動きベクトルを示す第2パラメータを前記符号化ビデオビットストリームから読み解く
請求項17記載の復号装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
背景技術で述べたように、あるスライスの時間動きベクトル予測を無効にする開示技術では、復号ピクチャバッファ(DPB)内のピクチャに「時間動きベクトル予測で使用しない」とマークするために用いられるマーキングフラグをピクチャパラメータセット(PPS)に導入する必要がある。この技術に関する大きな課題は、マーキング処理されるスライスが見つからなかったりエラーを含んでいる場合に、意図したマーキング処理をデコーダが実行できないことである。そのため、その後のエンコーダとデコーダとの同期が失われる。したがって、時間動きベクトル予測を無効にする上記技術にはロバスト性がない。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、エラーに対するロバスト性が改善された時間動きベクトル予測を用いた、符号化方法、復号方法、符号化装置、及び、復号装置を提供することを目的とする。特に、サブピクチャユニット(例えば、スライス)の時間動きベクトル予測を、エラーにあまり影響されない方法で有効/無効にする。例えば、本発明の実施の形態では、デコーダによって行われる上記マーキング処理(つまり、「時間動きベクトル予測で使用しない」と参照ピクチャにマークする処理)を削除する。
【0009】
本発明の第1態様によれば、時間動きベクトル予測を用いて、動画像を符号化ビデオビットストリームに符号化する符号化方法であって、ピクチャのサブピクチャユニットのピクチャ間予測に時間動きベクトル予測を用いるか否かを示すフラグの値を決定し、前記値のフラグを前記サブピクチャユニットのヘッダ又は前記ピクチャのヘッダに書き込み、時間動きベクトル予測を用いると前記フラグが示す場合は、さらに、同位置参照ピクチャからの少なくとも1つの動きベクトルから導出された時間予測動きベクトルを少なくとも1つ含む複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第1リストを作成し、前記サブピクチャユニット内の予測ユニットのための予測動きベクトルを前記第1リストから選択し、前記第1リストから選択された前記予測動きベクトルを示す第1パラメータを前記符号化ビデオビットストリームに書き込む符号化方法を提供する。
【0010】
時間動きベクトル予測を用いないと前記フラグが示す場合は、さらに、時間予測動きベクトルを含まない複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第2リストを作成し、前記サブピクチャユニット内の予測ユニットのための予測動きベクトルを前記第2リストから選択し、前記第2リストから選択された前記予測動きベクトルを示す第2パラメータを前記符号化ビデオビットストリームに書き込んでもよい。
【0011】
実施の形態では、前記フラグの値は、前記ピクチャの時間レイヤに基づき決定される。
【0012】
前記ピクチャの時間レイヤが最下層又はベースレイヤであると判断される場合は、時間動きベクトル予測を用いないことを示すように前記フラグの値を設定し、そうでない場合は、時間動きベクトル予測を用いることを示すように前記フラグの値を設定してもよい。
【0013】
別の実施の形態では、前記フラグの値は、前記ピクチャのピクチャ・オーダ・カウント(POC)値に基づき決定される。
【0014】
前記ピクチャのPOC値が、復号ピクチャバッファ(DPB)内の参照ピクチャのいずれのPOC値よりも大きいと判断される場合は、時間動きベクトル予測を用いないことを示すように前記フラグの値を設定し、そうでない場合は、時間動きベクトル予測を用いることを示すように前記フラグの値を設定してもよい。
【0015】
また別の実施の形態では、前記フラグの値は、前記ピクチャ内のピクチャ間サブピクチャユニットのサブピクチャユニットタイプに基づき決定される。
【0016】
前記サブピクチャユニットタイプがP(単予測)タイプである場合は、時間動きベクトル予測を用いないことを示すように前記フラグの値を設定し、そうでない場合は、時間動きベクトル予測を用いることを示すように前記フラグの値を設定してもよい。
【0017】
また別の実施の形態では、前記フラグの値は、前記サブピクチャユニットを含むピクチャがランダム・アクセス・ポイント(RAP)ピクチャかどうかに基づき決定される。
【0018】
前記ピクチャがRAPピクチャであり、かつ、前記サブピクチャユニットが前記ピクチャの非ベースレイヤに属する場合は、時間動きベクトル予測を用いないことを示すように前記フラグの値を設定し、そうでない場合は、時間動きベクトル予測を用いることを示すように前記フラグの値を設定してもよい。
【0019】
前記フラグを前記サブピクチャユニットのヘッダに書き込んでもよい。
【0020】
さらに、前記サブピクチャユニットのインター予測に用いられる1以上の参照ピクチャリストに含まれる参照ピクチャの順序を指定するための1以上のパラメータを前記サブピクチャユニットのヘッダに書き込んでもよい。
【0021】
さらに、選択された前記予測動きベクトルを用いて動き補償ピクチャ間予測を行って、前記予測ユニットを生成し、元のサンプルブロックから前記予測ユニットを減算して、残差サンプルブロックを生成し、前記予測ユニットに対応する前記残差サンプルブロックを符号化して、符号化ビデオビットストリームを生成してもよい。
【0022】
ある実施の形態では、前記第2リストの予測動きベクトル数は前記第1リストの予測動きベクトル数より1少なく、かつ、前記第1リストの予測動きベクトルと前記第2リストの予測動きベクトルとは時間予測動きベクトル以外同じである。
【0023】
前記第1パラメータと前記第2パラメータとは、符号化ビデオビットストリームにおいて、異なる所定のビット表現を用いて表されてもよい。
【0024】
別の実施の形態では、前記第1リストの予測動きベクトル数は前記第2リストの予測動きベクトル数と同じ所定数であり、かつ、前記第2リストは、前記第1リストに存在しない予測動きベクトルであって、参照ピクチャからの動きベクトルを用いずに導出される予測動きベクトルを含む。
【0025】
前記フラグは、前記ピクチャ内の他のサブピクチャユニットとは別個に、サブピクチャユニットのピクチャ間予測に時間動きベクトル予測を用いるか否かについて示すために用いられてもよい。
【0026】
前記サブピクチャユニットは前記ピクチャのスライスでもよい。
【0027】
本発明の第2態様によれば、時間動きベクトル予測を用いて符号化ビデオビットストリームを復号する復号方法であって、前記符号化ビデオビットストリームのピクチャのヘッダ又はサブピクチャユニットのヘッダからフラグを読み解き、前記フラグが、時間動きベクトル予測を用いるか否かのどちらを示しているのか判断し、時間動きベクトル予測を用いると前記フラグが示す場合は、さらに、同位置参照ピクチャからの少なくとも1つの動きベクトルから導出された時間予測動きベクトルを少なくとも1つ含む複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第1リストを作成し、前記サブピクチャユニット内の予測ユニットのために前記第1リストから選択される予測動きベクトルを示す第1パラメータを前記符号化ビデオビットストリームから読み解く復号方法を提供する。
【0028】
時間動きベクトル予測を用いないと前記フラグが示す場合は、さらに、時間予測動きベクトルを含まない複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第2リストを作成し、前記サブピクチャユニット内の予測ユニットのために前記第2リストから選択される予測動きベクトルを示す第2パラメータを前記符号化ビデオビットストリームから読み解いてもよい。
【0029】
本発明の第3態様によれば、時間動きベクトル予測を用いて、動画像を符号化ビデオビットストリームに符号化する符号化装置であって、ピクチャのサブピクチャユニットのピクチャ間予測に時間動きベクトル予測を用いるか否かを示すフラグの値を決定する制御部と、前記値のフラグを前記サブピクチャユニットのヘッダ又は前記ピクチャのヘッダに書き込む書込部と、動きベクトル予測部と、前記動きベクトル予測部によって選択される予測動きベクトルに基づきピクチャ間予測を行うピクチャ間予測部とを備え、前記動きベクトル予測部は、前記フラグを受信し、第1の値である前記フラグに基づき、同位置参照ピクチャからの少なくとも1つの動きベクトルから導出された時間予測動きベクトルを少なくとも1つ含む複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第1リストを作成し、前記サブピクチャユニット内の予測ユニットのための予測動きベクトルを前記第1リストから選択し、前記書込部は、さらに、前記第1リストから選択された前記予測動きベクトルを示す第1パラメータを前記符号化ビデオビットストリームに書き込む符号化装置を提供する。
【0030】
前記フラグが第2の値である場合、前記動きベクトル予測部は、時間予測動きベクトルを含まない複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第2リストを作成し、前記サブピクチャユニット内の予測ユニットのための予測動きベクトルを前記第1リストから選択し、前記書込部は、さらに、前記第2リストから選択された前記予測動きベクトルを示す第2パラメータを前記符号化ビデオビットストリームに書き込んでもよい。
【0031】
本発明の第4態様によれば、時間動きベクトル予測を用いて符号化ビデオビットストリームを復号する復号装置であって、前記符号化ビデオビットストリームのピクチャのヘッダ又はサブピクチャユニットのヘッダからフラグを読み解き、前記フラグが、時間動きベクトル予測を用いるか否かのどちらを示しているのか判断する読解部と、動きベクトル予測部と、前記動きベクトル予測部によって選択される予測動きベクトルに基づきピクチャ間予測を行うピクチャ間予測部とを備え、前記動きベクトル予測部は、前記フラグを受信し、第1の値である前記フラグに基づき、同位置参照ピクチャからの少なくとも1つの動きベクトルから導出された時間予測動きベクトルを少なくとも1つ含む複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第1リストを作成し、前記読解部は、さらに、前記サブピクチャユニット内の予測ユニットのために前記第1リストから選択される予測動きベクトルを示す第1パラメータを前記符号化ビデオビットストリームから読み解く復号装置を提供する。
【0032】
前記フラグが第2の値である場合、前記動きベクトル予測部は、時間予測動きベクトルを含まない複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第2リストを作成し、前記読解部は、さらに、前記サブピクチャユニット内の予測ユニットのために前記第2リストから選択される予測動きベクトルを示す第2パラメータを前記符号化ビデオビットストリームから読み解いてもよい。
【発明の効果】
【0033】
本発明の実施の形態は、ピクチャ間予測のエラーに対するロバスト性が改善された時間動きベクトル予測を用いた、符号化方法、復号方法、符号化装置、及び、復号装置を提供する。例えば、同一ピクチャ内の複数のサブピクチャユニットに対し、時間動きベクトル予測を別個に有効及び無効にすることができるため、実施の形態により、ピクチャ間予測の柔軟性及び符号化効率も改善することができる。
【発明を実施するための形態】
【0035】
本発明の実施の形態は、時間動きベクトル予測(TMVP)を用いた、符号化方法、復号方法、符号化装置、及び、復号装置を提供する。特に、サブピクチャユニット(例えば、スライス)の時間動きベクトル予測を、エラーにあまり影響されない方法で有効/無効にする。これを実現するために、本発明の好適な実施の形態では、ピクチャのヘッダ、より好ましくは、サブピクチャユニットのヘッダにフラグを導入して、サブピクチャユニットのピクチャ間(又は、単に「インター」)予測に時間動きベクトル予測を用いるか否かを示す。このフラグは、時間動きベクトル予測使用フラグとも呼ばれる。本発明のさらなる態様では、フラグの値を決定/判定する好適な技術を様々な実施の形態で開示する。
【0036】
明瞭性と簡潔性のため、ここでは、サブピクチャユニットをピクチャのスライスとして、本発明の実施の形態を詳細に説明する。当業者であれば、スライス分割は、ピクチャを複数のサブピクチャに分割する方法の単なる1候補にすぎないことは明らかであろう。したがって、以下に説明する本発明の実施の形態において、サブピクチャユニットはスライスに限定されない。例えば、タイル、エントロピースライス、ウェーブフロントなど、他のサブピクチャ分割方法も全て本発明の範囲内である。
【0037】
図1は、本発明の実施の形態に係る符号化ビデオビットストリーム100の例を示した分解図である。符号化ビデオビットストリーム100は、ヘッダ110と、当該ヘッダ110に関連付けられた複数のピクチャ112とを含む。ピクチャ112は、通常、複数のサブピクチャユニット(例えば、スライス)114に分割される。各スライス114は、スライスヘッダ116と、当該スライスヘッダ116に関連付けられたスライスデータ118とを含む。スライスデータ118は、インター予測タイプの予測ユニット120を複数含む。
【0038】
図1に示す実施の形態において、スライス114のインター予測に時間動きベクトル予測を用いるか否かを示すフラグ122はスライスヘッダ116内に設定することが好ましい。これにより、各スライス114の時間動きベクトル予測を、同一ピクチャ112内の他のスライス114とは別個に有効及び無効にすることができる。さらに、スライスヘッダ116は、1以上の参照ピクチャリストに含まれる参照ピクチャの順序を指定する参照ピクチャリスト順序パラメータ124も含む。これらのパラメータ124により、スライスヘッダ116に関連付けられた、又は、対応するスライス114のインター予測に用いられる参照ピクチャリスト内の参照ピクチャの効率的又は最終的な順序を決定する。これらのパラメータ124により、1以上の最初の参照ピクチャリストに対して行われる再順序付け処理を指定してもよいし、再順序付けを行わずに最初の参照ピクチャリストを用いることを指定してもよい。
図1に示すように、フラグ122は、参照ピクチャリスト順序パラメータ124と同じスライスヘッダ116に設定することが好ましい。予測ユニット120のインター予測に利用可能な複数の予測動きベクトルの中から予測動きベクトルを選択するための予測動きベクトル選択パラメータ126は、各予測ユニット120に設定される。
【0039】
別の実施の形態では、参照ピクチャリスト順序パラメータ124と時間動きベクトル予測使用フラグ122とは、同一ピクチャ112内の複数のスライス114で共有されるヘッダ(図示せず)に設定される。例えば、ピクチャレベルのヘッダ110は、適応パラメータセット(APS:Adaptation Parameter Set)又はHEVC符号化及び復号方式における共通スライスセグメントヘッダでもよい。
【0040】
上述したように、スライス分割は、ピクチャを複数のサブピクチャに分割する方法の単なる1候補にすぎない。例えば、タイル、エントロピースライス、ウェーブフロントなど、他のサブピクチャ分割方法を用いてもよい。このような他のサブピクチャ分割方法では、上述したようにスライスヘッダ116に設定されたパラメータ124とフラグ122とを、代わりに、サブピクチャユニットのヘッダに設定してもよい。
【0041】
図2は、本発明の実施の形態に係る符号化方法200を示すフローチャートである。ステップS202では、スライス124のインター予測に用いられる1以上の参照ピクチャリストに含まれる参照ピクチャの順序を指定するための1以上のパラメータ(つまり、参照ピクチャリスト順序パラメータ)124をスライス114のヘッダ116に書き込む。参照ピクチャリストのうちの1つ(参照ピクチャリスト0など)における所定の位置(1番目のピクチャなど)は、同位置参照ピクチャを示す。ステップS204では、スライス124のインター予測に時間動きベクトル予測を用いるか否かを示すフラグ122の値を決定する。フラグ122の値を決定する数々の技術については、本発明の様々な実施の形態を用いて後ほど説明する。次に、ステップ206では、フラグ122をスライス114のヘッダ116に書き込む。ステップS208では、フラグ122の値を解析又は判定して、フラグ122が時間動きベクトル予測を用いるか否かのどちらを示しているのか判断する。例えば、値「0」を有するフラグ122は、時間動きベクトル予測を用いないことを示してもよく、値「1」を有するフラグ122は、時間動きベクトル予測を用いることを示してもよい。また、その逆の場合でもよい。
【0042】
フラグ122が、時間動きベクトル予測を用いると示していれば、ステップS210において、同位置参照ピクチャからの少なくとも1つの動きベクトルから導出された時間予測動きベクトルを少なくとも1つ含む複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルのリスト(例えば、第1リスト)を作成する。ほんの一例として、複数の動きベクトルは、少なくとも1つの時間予測動きベクトルと、空間隣接予測ユニット/ブロック(つまり、予測空間動きベクトル)から導出された1以上の動きベクトルと、ゼロ動きベクトルとを含んでもよい。ステップS212では、スライス124内の対象サンプルブロック(つまり、予測ユニット)120のための予測動きベクトルを予測動きベクトルリストから選択する。ステップ214では、予測動きベクトルリストから選択された予測動きベクトルを示すパラメータ(つまり、予測動きベクトル選択パラメータ)(例えば、第1パラメータ)126を符号化ビデオビットストリーム100(つまり、スライス114の予測ユニット120)に書き込む。
【0043】
一方、フラグ122が、時間動きベクトル予測を用いないと示していれば、ステップS216において、時間予測動きベクトルを含まない複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルのリスト(例えば、第2リスト)を作成する。ステップS218では、スライス124内の対象サンプルブロック(つまり、予測ユニット)のための予測動きベクトルを予測動きベクトルリストから選択する。ステップS220では、予測動きベクトルリストから選択された予測動きベクトルを示すパラメータ(つまり、予測動きベクトル選択パラメータ)(例えば、第2パラメータ)を符号化ビデオビットストリーム100(つまり、スライスヘッダ116に関連付けられたスライスデータ118の各予測ユニット120)に書き込む。
【0044】
ステップS214又はステップS220の後、選択された予測動きベクトルを用いてスライス214に対し動き補償インター予測を行って、予測サンプルブロックを生成する。次に、ステップS226では、元のサンプルブロックから予測サンプルブロックを減算して、残差サンプルブロックを生成する。その後、ステップS226では、対象ブロックに対応する残差サンプルブロックを符号化して、符号化ビデオビットストリーム100を生成する。
【0045】
したがって、本発明の上記実施の形態では、時間動きベクトル予測を用いるか否かを示すフラグ122により、同一ピクチャ112内の他のスライス114とは別個に1つのスライス114を制御することができる。したがって、第1スライス114に対応するフラグ122は、同一ピクチャ112内の第2又は他のスライスで時間動きベクトル予測を用いるか否かについては判断しない。さらに、上記実施の形態では、背景技術で説明したような、復号ピクチャバッファ(DPB)内参照ピクチャへのマーキング処理は削除済みである。これにより、インター予測の柔軟性及び符号化効率が改善される。
【0046】
本発明の実施の形態において、予測動きベクトルの第1リストと第2リストとでは、予測動きベクトルの数が異なる。第2リストの予測動きベクトル数は、第1リストの予測動きベクトル数より1少ないことが好ましい。第1リストと第2リストとでは、時間予測動きベクトル以外の予測動きベクトルが同じ又は同等でもよい。これにより、時間予測動きベクトルを含むリスト(つまり、第1リスト)から最も良い候補を選択する選択肢がエンコーダ側で増えるほど、符号化効率を大きくすることができる。第2リストは、時間予測動きベクトルを用いないため、より良い誤り耐性を提供することができる。符号化ビデオビットストリーム100では、選択された予測動きベクトルを表す第1パラメータと第2パラメータとで異なるビット表現を用いてもよい。例えば、算術符号化の2値化又は可変長符号化において最大値が異なるトランケーティド・ユーナリ(truncated unary)表現を用いてもよい。
【0047】
本発明の別の実施の形態では、第1リスト及び第2リストは、同じ所定数の予測動きベクトルを含む。時間予測動きベクトルの代わりに、第2リストは、第1リストには存在しない別の固有な所定予測動きベクトルを含む。これにより、固有の所定予測動きベクトルを含むリスト(つまり、第2リスト)から最も良い候補を選択する選択肢がエンコーダ側で増えるほど、符号化効率を大きくすることができる。時間予測動きベクトルの候補の最大数は、第1リストと第2リストとで同じである。これにより、選択された予測動きベクトルを示すために用いられるインデックスパラメータの読解処理における複雑さが低減される。固有の予測動きベクトルは、時間的な依存関係なしに、つまり、いかなる参照ピクチャからの動きベクトルも用いずに導出される。ほんの一例として、固有の予測動きベクトルは、所定の隣接位置からの予測空間動きベクトルでもよい。別の例として、固有の予測動きベクトルは、予測ゼロ動きベクトルでもよい。
【0048】
ここで、本発明の実施の形態に係る符号化装置300の例を以下に説明する。
【0049】
図3は、入力動画像/画像ビットストリーム302をブロック単位で符号化して符号化ビデオビットストリーム304を生成する装置300の例の概略ブロック図である。装置300は、入力データを周波数係数に変換する変換部306と、入力データを量子化する量子化部308と、入力データを逆量子化する逆量子化部310と、入力データを逆周波数変換する逆変換部312と、映像や画像などのデータを格納するブロックメモリ314及びピクチャメモリ316と、イントラ予測を行うイントラ予測部318と、インター予測を行うインター予測部320と、入力データを符号化して符号化ビデオビットストリーム304を生成するエントロピー符号化部322と、対象スライスのインター予測に時間動きベクトル予測を用いるか否かを判定する制御部324と、動きベクトル予測部330と、符号化ビデオビットストリーム304にデータを書き込む書き込み部328とを備える。
【0050】
明瞭性のため、
図3に示す装置300におけるデータフローの例をここで説明する。入力動画像302が加算器に入力され、加算値305が変換部306に出力される。変換部306は、加算値305を周波数係数に変換し、得られた周波数係数307を量子化部308に出力する。量子化部308は、入力された周波数係数307を量子化し、得られた量子化値309を逆量子化部310とエントロピー符号化部322とに出力する。エントロピー符号化部322は、量子化部308から出力された量子化値309を符号化し、符号化ビデオビットストリーム304を出力する。
【0051】
逆量子化部310は、量子化部308から出力された量子化値309を逆量子化し、その周波数係数311を逆変換部312に出力する。逆変換部312は、周波数係数311に逆周波数変換を行うことにより周波数係数をビットストリームのサンプル値に変換し、得られたサンプル値313を加算器に出力する。加算器は、逆変換部314から出力されたビットストリームのサンプル値313を、イントラ又はインター予測部318又は320から出力された予測動画像/画像値319に加算し、今後の予測のために、得られた加算値315をブロックメモリ105又はピクチャメモリ106に出力する。イントラ又はインター予測部318又は320は、ブロックメモリ314又はピクチャメモリ316に格納された再構成動画像/画像内を検索し、予測のために、例えば、入力動画像/画像に最も類似している動画像/画像領域を検出する。
【0052】
制御部324は、対象スライスのインター予測に時間動きベクトルを用いるか否かについて判定を行い、動きベクトル予測部330と書き込み部322とにその判定を示す信号325を出力する。時間動きベクトル予測を用いるか否かを判定/判断する(つまり、フラグ122の値を決定する)数々の技術については、後ほど、本発明の様々な実施の形態に従って説明する。この判定に基づき、インター予測部320は、時間予測動きベクトルを用いて又は用いずにインター予測を行う。特に、動きベクトル予測部330はフラグ122を受信し、フラグが第1の値(例えば、「1」)であれば、動きベクトル予測部330は、同位置参照ピクチャからの少なくとも1つの動きベクトルから導出される時間予測動きベクトルを少なくとも1つ含む複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第1リストを作成し、サブピクチャユニット内の予測ユニットのための予測動きベクトルを第1リストから選択する。書き込み部328は、さらに、第1リストから選択された予測動きベクトル331を示す第1パラメータを符号化ビデオビットストリームに書き込む。一方、フラグ122が第2の値(例えば、「0」)であれば、動きベクトル予測部330は、時間予測動きベクトルを含まない複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第2リストを作成し、サブピクチャユニット内の予測ユニットための予測動きベクトルを第2リストから選択する。この場合、書き込み部328は、さらに、第2リストから選択された予測動きベクトル331を示す第2パラメータを符号化ビデオビットストリーム304に書き込む。また、書き込み部328は、時間動きベクトル予測を用いるか否かのどちらかを示す第1の値又は第2の値(例えば、「0」又は「1」)を有するフラグ122を表すデータ326も符号化ビデオビットストリーム304(例えば、サブピクチャユニットのヘッダ又はピクチャのヘッダ)に書き込む。
【0053】
図4は、本発明の実施の形態に係る符号化動画像の復号方法400を示すフローチャートである。特に、方法400は、
図2に示すような上記符号化方法で符号化された符号化ビデオビットストリーム100を復号する。ステップS402では、1以上のパラメータ(つまり、参照ピクチャリスト順序パラメータ)をスライス114のヘッダ116から読み解いて、スライス114のインター予測に用いられる1以上の参照ピクチャリストに含まれる参照ピクチャの順序を指定する。前述したように、参照ピクチャリストのうちの1つ(参照ピクチャリスト0など)における所定の位置(1番目のピクチャなど)は、同位置参照ピクチャを示す。ステップS404では、スライス118のインター予測に時間動きベクトル予測を用いるか否かを示すフラグ(つまり、時間動きベクトル予測使用フラグ)122をヘッダ116から読み解く。ステップS406では、フラグ122の値を解析又は判定して、フラグ122が時間動きベクトル予測を用いるか否かのどちらを示しているのか判断する。
【0054】
フラグ122が、時間動きベクトル予測を用いると示していれば、ステップS408において、同位置参照ピクチャからの少なくとも1つの動きベクトルから導出された時間予測動きベクトルを少なくとも1つ含む複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルのリスト(例えば、第1リスト)を作成する。ほんの一例として、複数の動きベクトルは、少なくとも1つの時間予測動きベクトルと、空間隣接予測ユニット/ブロック(つまり、予測空間動きベクトル)から導出された1以上の動きベクトルと、ゼロ動きベクトルとを含んでもよい。ステップS410では、スライス114内の対象サンプルブロック(つまり、予測ユニット120)のために予測動きベクトルリストから選択される予測動きベクトルを示すパラメータ(つまり、予測動きベクトル選択パラメータ)(例えば、第1パラメータ)126を符号化ビデオビットストリーム100(つまり、スライス114の予測ユニット120)から読み解く。
【0055】
一方、フラグ122が、時間動きベクトル予測を用いないと示していれば、ステップS412において、時間予測動きベクトルを含まない複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルのリスト(例えば、第2リスト)を作成する。ステップS414では、スライス114内の対象サンプルブロック(つまり、予測ユニット120)のために予測動きベクトルリストから選択される予測動きベクトルを示すパラメータ(つまり、予測動きベクトル選択パラメータ)(例えば、第2パラメータ)を符号化ビデオビットストリーム100(つまり、スライス114の予測ユニット120)から読み解く。
【0056】
ステップS410又はS414の後、ステップS416では、選択された予測動きベクトルを用いて動き補償インター予測を行って、予測サンプルブロックを生成する。次に、ステップS418では、残差サンプルブロックを符号化ビデオビットストリーム100から復号する。その後、ステップS420において、予測サンプルブロックと残差サンプルブロックとを加算して、対象ブロックに対応する再構成サンプルブロックを生成する。
【0057】
ここで、本発明の実施の形態に係る符号化動画像の復号装置500の例を以下に説明する。
【0058】
図5は、入力符号化ビットストリーム502をブロック単位で復号し、動画像/画像504をディスプレイなどに出力する装置500の例の概略ブロック図である。装置500は、入力符号化ビットストリーム502を復号するエントロピー復号部506と、入力データに逆量子化を行う逆量子化部508と、入力データに逆周波数変換を行う逆変換部510と、動画像や画像などのデータを格納するブロックメモリ512及びピクチャメモリ514と、イントラ予測を行うイントラ予測部516と、インター予測を行うインター予測部518と、動きベクトル予測部522と、入力符号化ビットストリーム502を読み解き、様々なパラメータ520、521を出力する読解部503とを備える。
【0059】
明瞭性のため、
図5に示す装置500におけるデータフローの例をここで説明する。入力符号化ビットストリーム502をエントロピー復号部506に入力する。符号化ビットストリーム502をエントロピー復号部506に入力した後、エントロピー復号部506は入力符号化ビットストリーム502を復号し、その復号値507を逆量子化部508に出力する。逆量子化部508は、復号値507を逆量子化し、その周波数係数509を逆変換部510に出力する。逆変換部510は、周波数係数509に逆周波数変換を行うことにより周波数係数509をサンプル値511に変換し、得られたサンプル値511を加算器に出力する。加算器は、得られたサンプル値511を、イントラ又はインター予測部516又は518から出力された予測動画像/画像値519に加算して、得られた値504をディスプレイなどに出力し、かつ、今後の予測のために、ブロックメモリ512またはピクチャメモリ514に出力する。また、イントラ又はインター予測部516又は518は、ブロックメモリ512又はピクチャメモリ514に格納された動画像/画像内を検索し、予測のために、例えば、復号された動画像/画像に最も類似している動画像/画像領域を検出する。
【0060】
さらに、読解部506は、対象スライスのインター予測に時間動きベクトル予測を用いるか否かを示すフラグ122をスライス又はピクチャのヘッダから読み解き、読解されたデータ520を動きベクトル予測部522に出力する。インター予測部518は、動きベクトル予測部522によって選択される予測動きベクトルとフラグ122の値とに基づき、時間予測動きベクトルを用いて又は用いずにインター予測を行う。特に、動きベクトル予測部522はフラグ122を含むデータ520を受信し、フラグが第1の値(例えば、「1」)であれば、動きベクトル予測部522は、同位置参照ピクチャからの少なくとも1つの動きベクトルから導出される時間予測動きベクトルを少なくとも1つ含む複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第1リストを作成する。フラグが第2の値(例えば、「0」)であれば、動きベクトル予測部522は、時間予測動きベクトルを含まない複数の予測動きベクトルから構成される予測動きベクトルの第2リストを作成する。読解部503は、さらに、サブピクチャユニット内の予測ユニットのために第2リストから選択される予測動きベクトルを示す第1又は第2パラメータを符号化ビデオビットストリーム502から読み解き、読解されたデータ521を動きベクトル予測部522に出力する。
【0061】
前述したように、時間動きベクトル予測を用いるか否かを判定/判断する(つまり、フラグ122の値を決定する)数々の技術について、ここで、本発明の様々な実施の形態に従い説明する。
【0062】
実施の形態1によると、フラグ122の値は、対象ピクチャの時間レイヤに基づき決定される。
図6は、例えば、グループサイズ/構成が4の場合のピクチャ群における異なる時間レイヤを示す図である。例では、3つの時間レイヤ、つまり、時間レイヤ「0」602、時間レイヤ「1」604、時間レイヤ「2」606がある。ピクチャ・オーダ・カウント(POC)の値が0、4、8のピクチャは時間レイヤ「0」602に、POCの値が2、6のピクチャは時間レイヤ「1」604に、POCの値が1、3、5、7のピクチャは時間レイヤ「2」606に位置する。時間レイヤ「0」、「1」、「2」はそれぞれ、時間ID0、1、2に関連付けられているか、又は、時間ID0、1、2で表されている。したがって、時間レイヤ「0」602のピクチャは時間ID「0」に、時間レイヤ「1」604のピクチャは時間ID「1」に、時間レイヤ「2」606のピクチャは時間ID「2」に既に関連付けられている。
【0063】
図7は、実施の形態1に係るフラグ122値決定方法700を示すフローチャートである。ステップS702では、対象ピクチャの時間レイヤを、当該対象ピクチャに関連付けられた時間IDに基づいて決定する。次に、ステップS704において、決定された時間レイヤを解析、つまり、決定された時間レイヤが最下層のレイヤ又はベースレイヤかどうか(つまり、時間ID=0かどうか)を判定する。時間レイヤが最下層のレイヤであれば、ステップS706において、フラグ122を、時間動きベクトル予測を用いないことを示す値(例えば、「0」)に設定する。一方、時間レイヤが最下層のレイヤでなければ、ステップS708において、フラグ122を、時間動きベクトル予測を用いることを示す値(例えば、「1」)に設定する。これは、典型的な符号化構造では、時間ID=0のピクチャは時間IDがより大きなピクチャから参照されることが多いからである。時間ID=0のピクチャが見つからない、又は、エラーを含んでいる場合、この時間ID=0のピクチャを参照するいずれのピクチャにもエラーが伝搬することになる。このエラー伝搬は継続し、時間ID=0のピクチャの時間動きベクトルを用いる全ての後続ピクチャの再構成に影響を与えるかもしれない。したがって、この実施の形態では、時間ID=0のピクチャの時間動きベクトルを用いないことにより、エラー耐性が改善される。
【0064】
実施の形態2によると、フラグ122の値は、対象ピクチャのPOC値に基づき決定される。
図8は、実施の形態2に係るフラグ122値決定方法800を示すフローチャートである。ステップS802では、対象ピクチャのPOC値とDPB内の全参照ピクチャのPOC値とを取得又は決定する。ステップS804では、対象ピクチャのPOC値を解析、つまり、対象ピクチャのPOC値がDPB内の参照ピクチャのいずれのPOC値よりも大きいかどうかを判定する。そうであれば、ステップS806において、フラグ122を、時間動きベクトル予測を用いないことを示す値(例えば、「0」)に設定する。そうでなければ、ステップS808において、フラグ122を、時間動きベクトル予測を用いることを示す値(例えば、「1」)に設定する。これは、高画質なピクチャ(例えば、時間レイヤが0のピクチャ)は、同じ画質のピクチャか、より高画質なピクチャだけを参照するからである。この実施の形態では、複数の参照ピクチャを格納する復号ピクチャバッファに含まれている参照ピクチャのPOC値を考慮して、より高画質なピクチャを特定する。上記実施の形態1と同様の理由により、高画質なピクチャほど後続のピクチャから参照されることが多い。したがって、エラーの伝搬を防ぐ又は最小化するため、かつ、エラー耐性を改善するために、より高画質なピクチャの場合はフラグ122を無効にする。
【0065】
実施の形態3によると、フラグ122の値は、対象ピクチャ内のインタースライスのスライスタイプに基づき決定される。インタースライスとは、インター予測を用いて符号化又は復号されるスライスのことである。
図9は、実施の形態3に係るフラグ122値決定方法900を示すフローチャートである。ステップ902では、対象ピクチャ内のインタースライスのスライスタイプを決定する。次に、スライスタイプを解析、つまり、Pスライス(つまり、単予測スライス)かどうかを判定する。そうであれば、ステップS906において、フラグ122を、時間動きベクトル予測を用いないことを示す値(例えば、「0」)に設定する。一方、決定スライスタイプがPスライスでなければ(例えば、双予測スライス、つまりBスライス)、ステップS908において、フラグ122を、時間動きベクトル予測を用いることを示す値(例えば、「1」)に設定する。この理由は、Pスライスが一方向の前方予測を用いるからである。したがって、エラーの伝搬を防ぐ又は最小化するため、かつ、エラー耐性を改善するために、Pスライスの場合はフラグ122を無効にする。
【0066】
実施の形態4によると、フラグ122の値は、ピクチャがランダム・アクセス・ポイント(RAP)ピクチャかどうかに基づき決定される。RAPピクチャとは、復号順序がRAPピクチャより前のピクチャをいずれも復号処理する必要なく、自身と復号順序が自身より後のピクチャ全てとを正しく復号できるピクチャのことである。例えば、HEVC規格では、RAPピクチャを、各スライスセグメントが7以上12以下のNALユニットタイプ(nal_unit_type)を有する符号化ピクチャと規定している。
図10は、NALユニットストリーム、つまり、符号化ビデオビットストリームの一連のNALユニット102を表した図である。当業者には周知のとおり、NAL(ネットワーク抽象化層)は、符号化動画像のビデオ符号化層(VCL)表現の形式を整えたものであり、様々なトランスポート層による伝送や記憶媒体に適するようにヘッダ情報を提供する。各NALユニット102は、ヘッダ104と、それに続くデータセクション106とを有する。ヘッダ104はNALユニット102のデータタイプを示すパラメータを含み、データセクション106は、ヘッダ104によって示されたデータを含む。例えば、
図10は、パラメータセットを含む第1NALユニット(NALユニットタイプ108で示される)と、ベースビュー/レイヤを含む第2NALユニット(NALユニットタイプ110で示される)と、非ベースビュー/レイヤを含む第3NALユニット(NALユニットタイプ112で示される)との3つのNALユニットを示している。各NALユニットのヘッダ104は、さらに、
図7で示した実施の形態1において説明したような時間IDを有する。
【0067】
図11は、複数のスライスを有するビュー/レイヤを複数含むRAPピクチャ1100の例を表す図である。図のように、RAPピクチャ1100は、ベースレイヤ(イントラビュー)1104の複数のスライス1102と、非ベースレイヤ(インタービュー)1110の複数のスライス1106とを有する。
【0068】
図12は、実施の形態4に係るフラグ122値決定方法1200を示すフローチャートである。ステップS1202では、ピクチャを解析して、スライスのNALユニットタイプを指定する、ピクチャの各スライスのパラメータを決定又は取得する。次に、ステップS1204では、対象スライスを含むピクチャがRAPピクチャかどうかを、取得したパラメータに基づき判断又は判定し、対象スライスが当該ピクチャの非ベースレイヤ/ビューに属するかどうかを判断又は判定する。ピクチャがRAPピクチャ1100かどうかは、ピクチャの各NALユニット又はスライス1002のヘッダ1004に含まれるNALユニットタイプ1008、1010、1012の値を解析することによって判断できる。前述したように、RAPピクチャ1100とは、復号順序がRAPピクチャ1100より前のピクチャをいずれも復号処理する必要なく、自身と復号順序が自身より後のピクチャ全てとを正しく復号できるピクチャのことである。例えば、HEVC規格では、RAPピクチャを、各スライスセグメントが7以上12以下のNALユニットタイプを有する符号化ピクチャと規定している。したがって、この例では、ピクチャの各NALユニット1002のNALユニットタイプ1008、1010、1012が7以上12以下であれば、そのピクチャはRAPピクチャ1100であると判断される。対象スライスがピクチャの非ベースレイヤかどうかは、対象スライスのNALユニットタイプ1008、1010、1012を調べることによって判断できる。例えば、NALユニットタイプ1012は、対応スライス1006が非ベースレイヤに属していることを示し、NALユニットタイプ1010は、対応スライス1006がベースレイヤに属していることを示している。しかしながら、当業者であれば、非ベースレイヤは、動画像符号化方式による他のパラメータに基づいても特定できることは明らかであろう。例えば、現在のHEVCマルチビューのHEVC作業草案では、対象スライスがピクチャの非ベースレイヤかどうかは、レイヤIDにより判断される。ピクチャがRAPピクチャ1100で、かつ、対象スライスが当該ピクチャの非ベースレイヤに属していれば、ステップS1206において、フラグ122を、時間動きベクトル予測を用いないことを示す値(例えば、「0」)に設定する。そうでなければ、ステップS1208において、フラグ122を、時間動きベクトル予測を用いることを示す値(例えば、「1」)に設定する。この理由は、時間動きベクトル予測を用いる利点が、動きベクトル予測を時間的に改善すること、つまり、時間的に異なる他のピクチャからの予測を改善することだからである。しかしながら、イントラピクチャとインターピクチャとが対象ピクチャで同一時間内にあれば、時間動きベクトル予測を用いる利点はない。したがって、符号化/復号効率を改善するために、RAPピクチャ1100の非ベース(又はインタービュー)レイヤに属するスライス1106の場合はフラグ122を無効にする。
【0069】
(実施の形態A)
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。
【0070】
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。
【0071】
図13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。
【0072】
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。
【0073】
しかし、コンテンツ供給システムex100は
図13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。
【0074】
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。
【0075】
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)。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
なお、コンテンツ供給システムex100の例に限らず、
図14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)。
【0081】
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。
【0082】
図15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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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。
【0086】
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。
【0087】
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16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。
【0088】
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。
【0089】
図17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。
【0090】
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。
【0091】
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15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。
【0092】
図18A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。
【0093】
さらに、携帯電話ex114の構成例について、
図18B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。
【0094】
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。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
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。
【0102】
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。
【0103】
(実施の形態B)
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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
図19は、多重化データの構成を示す図である。
図19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。
【0107】
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。
【0108】
図20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。
【0109】
図21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21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21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。
【0110】
図22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22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。
【0111】
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。
【0112】
図23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。
【0113】
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。
【0114】
多重化データ情報ファイルは、
図24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。
【0115】
多重化データ情報は
図24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。
【0116】
ストリーム属性情報は
図25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。
【0117】
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。
【0118】
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26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。
【0119】
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。
【0120】
(実施の形態C)
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27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。
【0121】
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。
【0122】
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。
【0123】
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。
【0124】
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。
【0125】
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。
【0126】
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。
【0127】
(実施の形態D)
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。
【0128】
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28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。
【0129】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex803は、
図27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27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B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B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30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。
【0130】
図29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。
【0131】
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。
【0132】
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。
【0133】
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。
【0134】
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。
【0135】
(実施の形態E)
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。
【0136】
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31A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。
【0137】
また、処理を一部共有化する他の例を
図31B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。
【0138】
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。
【0139】
当業者であれば、広義に説明したように、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、具体的な実施の形態で示したように、本発明に対して様々な変形及び/又は改良を行ってもかまわないことは明らかであろう。したがって、本実施の形態は、あらゆる点で説明目的とみなされるべきであり、限定されるものではない。