CN104604225A - 图像编码方法、图像解码方法、图像编码装置、图像解码装置及图像编码解码装置 - Google Patents

图像编码方法、图像解码方法、图像编码装置、图像解码装置及图像编码解码装置 Download PDF

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Abstract

一种图像编码方法，对输入图像的色差成分及亮度成分进行变换而将上述输入图像编码；输入图像包括一个或多个编码块；编码块包括一个或多个变换块；处理对象变换块的亮度成分的块的尺寸与处理对象变换块的尺寸相同；处理对象变换块的色差成分的块的尺寸比亮度成分的块的尺寸小；该编码方法具有：在处理对象变换块的尺寸是预先设定的第一最小尺寸的情况下，通过将色差成分的多个块结合，以与亮度成分相同尺寸的块对色差成分执行变换的步骤；以及在处理对象变换块的尺寸是第一最小尺寸的情况下，将表示在色差成分的系数中是否包含非零系数的CBF标志不编码、在其他尺寸的情况下将CBF标志编码的步骤。

Description

图像编码方法、图像解码方法、图像编码装置、图像解码装置及图像编码解码装置
技术领域
本发明涉及将图像编码的图像编码方法或将图像解码的图像解码方法。
背景技术
作为涉及将图像(包括运动图像)编码的图像编码方法或将图像解码的图像解码方法的技术，例如有非专利文献1所记载的技术。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：ISO/IEC14496－10“MPEG－4Part10Advanced VideoCoding”
发明内容
发明要解决的问题
但是，在以往技术的图像编码方法或图像解码方法中，有编码效率不充分的问题。
所以，本发明提供一种能够提高编码效率的图像编码方法及图像解码方法。
用于解决问题的手段
有关本发明的一形态的图像编码方法，将输入图像编码，上述输入图像包括具有亮度成分及色差成分的一个或多个变换块；处理对象变换块的上述亮度成分的块的尺寸与上述处理对象变换块的尺寸相同；上述处理对象变换块的上述色差成分的块的尺寸比上述亮度成分的块的尺寸小；上述图像编码方法包括：导出步骤，对上述亮度成分及上述色差成分执行变换处理而导出上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数；以及编码步骤，将上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数编码；在上述导出步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是预先设定的第一最小尺寸的情况下，通过将上述色差成分的多个块结合，以与上述亮度成分相同尺寸的块对上述色差成分进行上述变换处理，从而导出上述色差成分的系数；在上述编码步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是上述第一最小尺寸的情况下，将表示在上述色差成分的上述系数中是否包含非零系数的标志不编码，在上述处理对象变换块的尺寸与上述第一最小尺寸不同的情况下，将上述标志编码。
此外，有关本发明的一形态的图像解码方法，从编码比特流将图像解码，上述图像包括具有色差成分及亮度成分的一个或多个变换块；处理对象变换块的上述亮度成分的块的尺寸与上述处理对象变换块的尺寸相同；上述处理对象变换块的上述色差成分的块的尺寸比上述亮度成分的块的尺寸小；上述图像解码方法包括：解码步骤，将上述编码比特流中包含的被编码的上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数解码；以及导出步骤，对上述亮度成分的上述系数及上述色差成分的上述系数执行变换处理而导出上述亮度成分及上述色差成分；在上述导出步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是预先设定的第一最小尺寸的情况下，通过将上述色差成分的多个块结合，以与上述亮度成分相同尺寸的块对上述色差成分的上述系数执行变换处理，从而导出上述色差成分；在上述解码步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸与上述第一最小尺寸不同的情况下，将表示在上述色差成分的上述系数中是否包含非零系数的标志解码。
另外，这些包括性或具体的形态也可以通过***、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD－ROM等记录介质实现，也可以通过***、方法、集成电路、计算机程序及记录介质的任意的组合来实现。
发明效果
本发明的图像编码方法及图像解码方法能够提高编码效率(降低代码量)。
附图说明
图1是表示实施方式1的图像编码装置的结构的一例的框图。
图2是表示实施方式1的四叉树编码部的结构的一例的框图。
图3是表示实施方式1的图像编码方法的处理顺序的一例的流程图。
图4是表示将LCU(Largest Coding Unit：最大编码单元)分割为CU(CodingUnit：编码单元)的情况下的一例的图。
图5是表示与图4的LCU对应的CU划分(split)标志的一例的图。
图6是表示与图4的LCU对应的向TU的分割方法的一例的图。
图7是表示与图6的LCU对应的TU划分标志的一例的图。
图8是表示四叉树编码部的动作的一例的流程图。
图9是表示图3所示的四叉树编码部的CU编码部的动作的一例的流程图。
图10是表示图3所示的CU编码部的四叉树变换部的动作的一例的流程图。
图11是表示图3所示的四叉树变换部的TU编码部的动作的一例的流程图。
图12是表示与图7的TU对应的CBF_Cb的一例的图。
图13是表示实施方式2的图像解码装置的结构的一例的框图。
图14是表示实施方式2的四叉树解码部的结构的一例的框图。
图15是表示实施方式2的图像解码方法的处理顺序的一例的流程图。
图16是表示图14所示的四叉树解码部的动作的一例的流程图。
图17是表示图14所示的CU解码部的动作的一例的流程图。
图18是表示图14所示的四叉树变换部的动作的一例的流程图。
图19是表示图14所示的TU解码的动作的一例的流程图。
图20是实现内容分发服务的内容供给***的整体结构图。
图21是数字广播用***的整体结构图。
图22是表示电视机的结构例的模框图。
图23是表示对作为光盘的记录介质进行信息的读写的信息再现/记录部的结构例的模框图。
图24是表示作为光盘的记录介质的构造例的图。
图25A是表示便携电话的一例的图。
图25B是表示便携电话的结构例的模框图。
图26是表示复用数据的结构的图。
图27是示意地表示各流在复用数据中怎样被复用的图。
图28是更详细地表示在PES包序列中视频流怎样被保存的图。
图29是表示复用数据的TS包和源包的构造的图。
图30是表示PMT的数据结构的图。
图31是表示复用数据信息的内部结构的图。
图32是表示流属性信息的内部结构的图。
图33是表示识别影像数据的步骤的图。
图34是表示实现各实施方式的运动图像编码方法及运动图像解码方法的集成电路的结构例的模框图。
图35是表示切换驱动频率的结构的图。
图36是表示识别影像数据、切换驱动频率的步骤的图。
图37是表示将影像数据的标准与驱动频率建立了对应的查找表的一例的图。
图38A是表示将信号处理部的模块共用的结构的一例的图。
图38B是表示将信号处理部的模块共用的结构的另一例的图。
具体实施方式
(本发明的基础知识)
本发明人关于在“背景技术”栏中记载的将图像编码的图像编码方法及将图像解码的图像解码方法，发现会发生以下的问题。
近年来，数字影像设备的技术进步显著，将从摄像机或电视调谐器输入的影像信号(以时间序列顺序排列的多个运动图像图片)压缩编码并记录到DVD(Digital Versatile Disc)或硬盘等记录介质中或经由网络分发的机会增加。
对于这样的影像信号的图像编码方法一般构成为包括生成编码对象图像的预测图像的步骤、求出预测图像与编码对象图像的差分图像的步骤、将差分图像从图像域向频域变换而求出频率系数(系数)的步骤、对频率系数进行算术编码的步骤。
在被称作H.264/AVC或MPEG－4AVC的图像编码规格(参照非专利文献1)中，编码对象图像被分割为一个或多个编码对象块。编码对象块被分割为一个或多个变换块。上述求出频率系数的步骤按每个变换块执行。此外，在上述进行算术编码的步骤中被算术编码的参数中，按每个变换块包括表示是否存在非零的频率系数的标志。该标志在H.264/AVC中被称作CBP(Coded Block Pattern：编码块模式)，在HEVC中被称作CBF(CodedBlock Flag：编码块标志)。
在将图像解码时，对该标志为1的变换块进行逆频率变换等。
但是，在以往的方法中，由于需要按每个变换块将标志编码，所以有代码量变多的课题。
为了解决这样的问题，有关本发明的一形态的图像编码方法，将输入图像编码，上述输入图像包括具有亮度成分及色差成分的一个或多个变换块；处理对象变换块的上述亮度成分的块的尺寸与上述处理对象变换块的尺寸相同；上述处理对象变换块的上述色差成分的块的尺寸比上述亮度成分的块的尺寸小；上述图像编码方法包括：导出步骤，对上述亮度成分及上述色差成分执行变换处理而导出上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数；以及编码步骤，将上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数编码；在上述导出步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是预先设定的第一最小尺寸的情况下，通过将上述色差成分的多个块结合，以与上述亮度成分相同尺寸的块对上述色差成分执行上述变换处理，从而导出上述色差成分的系数；在上述编码步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是上述第一最小尺寸的情况下，将表示在上述色差成分的上述系数中是否包含非零系数的标志不编码，在上述处理对象变换块的尺寸与上述第一最小尺寸不同的情况下，将上述标志编码。
在上述结构的图像编码方法中，针对块的大小比亮度成分小的色差成分，在变换块的尺寸是第一最小尺寸时，将块结合而以与亮度成分相同大小的块进行处理。由此，不需要用于以比第一最小尺寸小的单位进行编码的处理电路及软件模块等。
进而，在上述结构的图像编码方法中，构成为，针对第一最小尺寸的变换块，不将色差成分的CBF_Cb及CBF_Cr编码。在上述结构的图像编码方法中，由于参照上一层的CBF_Cb及CBF_Cr，所以第一最小尺寸的变换块的CBF_Cb及CBF_Cr不会被参照。即，由于不需要将第一最小尺寸的变换块的CBF_Cb及CBF_Cr编码，所以通过不将它们编码，能够提高处理效率。
例如也可以是，上述变换块是使用四叉树构造将编码块进行分割而得到的块；上述编码块的第二最小尺寸被限制为比上述第一最小尺寸大的尺寸；在上述编码步骤中，在(1)上述处理对象变换块的尺寸比上述第一最小尺寸大、且(2)上述处理对象变换块是上述四叉树构造的最上级层或上述处理对象变换块的上述四叉树构造中的层的上一层级的层的上述标志的值是1的情况下，将上述标志编码。
为了解决这样的问题，有关本发明的一形态的图像解码方法，从编码比特流将图像解码，上述图像包括具有色差成分及亮度成分的一个或多个变换块；处理对象变换块的上述亮度成分的块的尺寸与上述处理对象变换块的尺寸相同；上述处理对象变换块的上述色差成分的块的尺寸比上述亮度成分的块的尺寸小；上述图像解码方法包括：解码步骤，将上述编码比特流中包含的被编码的上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数解码；以及导出步骤，对上述亮度成分的上述系数及上述色差成分的上述系数执行变换处理而导出上述亮度成分及上述色差成分；在上述导出步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是预先设定的第一最小尺寸的情况下，通过将上述色差成分的多个块结合，以与上述亮度成分相同尺寸的块对上述色差成分的上述系数执行变换处理，从而导出上述色差成分；在上述解码步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸与上述第一最小尺寸不同的情况下，将表示在上述色差成分的上述系数中是否包含非零系数的标志解码。
在上述结构的图像解码方法中，针对块的大小比亮度成分小的色差成分，在变换块的尺寸是第一最小尺寸时，将块结合而以与亮度成分相同大小的块进行处理。由此，不需要用于以比第一最小尺寸小的单位进行解码的处理电路及软件模块等。
进而，在上述结构的图像解码方法中，构成为，针对第一最小尺寸的变换块，不将色差成分的CBF_Cb及CBF_Cr解码。在上述结构的图像解码方法中，由于参照上一层的CBF_Cb及CBF_Cr，所以第一最小尺寸的变换块的CBF_Cb及CBF_Cr不会被参照。即，由于不需要将第一最小尺寸的变换块的CBF_Cb及CBF_Cr编码，所以即使在编码比特流中包含有这些标志的情况下，通过不将这些标志解码，也能够提高处理效率。
例如也可以是，上述变换块是使用四叉树构造将上述解码块进行分割而得到的块；上述解码块的第二最小尺寸被限制为比上述第一最小尺寸大的尺寸；在上述解码步骤中，在(1)上述处理对象变换块的尺寸比上述第一最小尺寸大、且(2)上述处理对象变换块是上述四叉树构造的最上级层或上述处理对象变换块的上述四叉树构造中的层的上一层级的层的上述标志的值是1的情况下，将上述标志解码。
为了解决这样的问题，有关本发明的一形态的图像编码装置，具备处理电路和上述处理电路能够访问的存储装置，对输入图像的色差成分及亮度成分进行变换，上述输入图像包括具有亮度成分及色差成分的一个或多个变换块；处理对象变换块的上述亮度成分的块的尺寸与上述处理对象变换块的尺寸相同；上述处理对象变换块的上述色差成分的块的尺寸比上述亮度成分的块的尺寸小；上述处理电路包括：导出步骤，对上述亮度成分及上述色差成分执行变换处理而导出上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数；以及编码步骤，将上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数编码；在上述导出步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是预先设定的第一最小尺寸的情况下，通过将上述色差成分的多个块结合，以与上述亮度成分相同尺寸的块对上述色差成分执行上述变换处理，从而导出上述色差成分的系数；在上述编码步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是上述第一最小尺寸的情况下，将表示在上述色差成分的上述系数中是否包含非零系数的标志不编码，在上述处理对象变换块的尺寸与上述第一最小尺寸不同的情况下，将上述标志编码。
为了解决这样的问题，有关本发明的一形态的图像解码装置，具备处理电路和上述处理电路能够访问的存储装置，从编码比特流将图像解码，上述图像包括具有色差成分及亮度成分的一个或多个变换块；处理对象变换块的上述亮度成分的块的尺寸与上述处理对象变换块的尺寸相同；上述处理对象变换块的上述色差成分的块的尺寸比上述亮度成分的块的尺寸小；上述处理电路包括：解码步骤，将上述编码比特流中包含的被编码的上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数解码；以及导出步骤，对上述亮度成分的上述系数及上述色差成分的上述系数执行变换处理而导出上述亮度成分及上述色差成分；在上述导出步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是预先设定的第一最小尺寸的情况下，通过将上述色差成分的多个块结合，以与上述亮度成分相同尺寸的块对上述色差成分的上述系数执行变换处理，从而导出上述色差成分；在上述解码步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸与上述第一最小尺寸不同的情况下，将表示在上述色差成分的上述系数中是否包含非零系数的标志解码。
为了解决这样的问题，有关本发明的一形态的图像编码解码装置具备上述图像编码装置和上述图像解码装置。
以下，参照附图对实施方式具体地说明。另外，以下说明的实施方式都表示包括性或具体的例子。在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一例，不是限定发明范围的意思。此外，关于以下的实施方式的构成要素中的、在表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，设为任意的构成要素进行说明。
此外，在下述中，编码(coding)也有以encoding的意思使用的情况。
(实施方式1)
使用图1～图12对本实施方式的图像编码装置及图像编码方法进行说明。
<1－1.整体结构>
首先，基于图1对本实施方式的图像编码装置的整体结构进行说明。图1是表示本实施方式的图像编码装置的结构(一部分)的一例的框图。
本实施方式的图像编码装置100是对输入图像的色差成分及亮度成分进行频率变换的装置。图像编码装置100使用树构造将输入图像分割为一个或多个编码块，并使用树构造将编码块分割为一个或多个变换块。另外，在本实施方式中，使用作为树构造的一例的四叉树构造。
如图1所示，图像编码装置100具备LCU分割部101、CU分割尺寸决定部102、TU分割尺寸决定部103、CBF_CbCr决定部104、四叉树编码部105和帧存储器106(存储装置的一例)。
另外，关于LCU分割部101、CU分割尺寸决定部102、TU分割尺寸决定部103、CBF_CbCr决定部104及帧存储器106的详细的结构(动作)在1－3中说明。
<1－2.四叉树编码部105的结构>
基于图2对四叉树编码部105的结构进行说明。图2是表示四叉树编码部105的结构的一例的框图。
如图2所示，四叉树编码部105具备CU划分标志编码部110和CU编码部120。
CU编码部120具备预测部121、减法部122、加法部123和四叉树变换部130。
四叉树变换部130具备TU划分标志编码部131、CBF编码部132和TU编码部140。
TU编码部140具备变换部141、频率系数编码部142和逆变换部143。
另外，关于四叉树编码部105的各结构的详细(动作)在1－4～1－7中说明。
<1－3.动作(整体)>
基于图3对图像编码装置100的整体动作进行说明。图3是表示图像编码装置100的整体动作的一例的流程图。
如图3所示，LCU分割部101将输入图像分割为例如64×64尺寸的块(LCU：Largest Coding Unit：最大编码单位)，将分割后的LCU依次向CU分割尺寸决定部102、TU分割尺寸决定部103、CBF_CbCr决定部104及四叉树编码部105输出(步骤S101)。另外，以后的对LCU的处理(S102～S106)对1张图片(输入图像)内的全部LCU实施，所以对图片内包含的全部的LCU执行S102～S106。
CU分割尺寸决定部102将LCU分割为一个或多个CU(Coding Unit，编码单位)(S102)。CU的尺寸是可变的。此外，各CU不需要全部是相同的尺寸。
图4是表示将LCU分割为一个或多个CU的情况下的例子的图。在图4中，整体(包括1～16全部的块)是1个LCU。此外，在图4中，带有数字1～16的四边形的块分别表示CU。块内的数值1～16表示编码的顺序。CU分割尺寸决定部102使用已编码的图像或输入图像的特征等决定CU分割尺寸。在本实施方式中，CU的最小尺寸(第二最小尺寸)是横8像素×纵8像素，最大尺寸是横64像素×纵64像素。另外，CU的最大尺寸及最小尺寸也可以是其他尺寸。
CU分割尺寸决定部102决定表示CU的分割方法的CU划分标志的值，向四叉树编码部105输出。CU划分标志是表示是否将块进行分割的标志。
图5是表示与图4所示的LCU对应的CU划分标志的值的例子的图。在图5中，四边形内的数值是CU划分标志的值。CU划分标志为1的块表示4分割，CU划分标志为0的块表示停止分割。4分割后的各块内也存在CU划分标志。换言之，能够分割到CU划分标志成为0或CU尺寸成为8×8为止。CU层是表示分割的层级(分割的次数)的参数。即，CU层的数值越大，CU的尺寸越小。另外，在本实施方式中，由于CU的最大尺寸是64×64，最小尺寸是8×8，所以存在0～3的CU层。在图5中，在CU层为0的层级中，对于CU划分标志设定了表示被分割的1。在CU层为1的层级中，关于图面右上放及左下方CU，对CU划分标志设定了表示不被分割的0，关于图面左上方及右下方CU，对CU划分标志设定了表示被分割的1。在CU层为2的层级中，关于图面右上方及左下方CU没有设定CU划分标志。进而，在CU层为2的层级中，关于图面左上方的4个四边形及右下方的4个四边形，对CU划分标志设定了0或1。在CU层为3的层级中，在CU层为2的层级中对CU划分标志设定了1的块被分割。分割后的CU的尺寸是8×8。该CU的尺寸是最小尺寸，必定不被分割。因此，CU划分标志必定为0。因而，CU为最小尺寸的层级的CU划分标志不需要编码。因此，在图5中，CU层为3的层级的CU划分标志带括号而表示为“(0)”。关于CU划分标志的编码方法，在后述的1－4.四叉树编码中叙述详细情况。
TU分割尺寸决定部103将CU分割为一个或多个TU(变换单位)(步骤S103)。TU的尺寸是可变的。此外，各TU不需要全部是相同的尺寸。
图6是表示将图4所示的LCU分割为一个或多个TU的情况下的一例的图。在图6中，粗线的四边形表示CU，细线的四边形表示TU。此外，各TU内的数值表示变换处理的顺序。TU分割尺寸决定部103使用已编码的图像或输入图像的特征等决定TU分割尺寸。在本实施方式中，TU的最小尺寸(第一最小尺寸)是横4像素×纵4像素，最大尺寸是横64像素×纵64像素。另外，TU的最大尺寸及最小尺寸也可以是其他尺寸。
TU分割尺寸决定部103决定表示TU的分割方法的TU划分标志的值，并向四叉树编码部105输出。TU划分标志是表示是否将块进行分割的标志。
图7是表示关于图4所示的编码顺序12的CU、用图6所示的方法分割为多个TU的情况下的TU划分标志的值的图。在图7中，四边形内的数值是TU划分标志的值。TU划分标志为1的块表示4分割，TU划分标志为0的块表示停止分割。4分割后的各块内也存在TU划分标志。换言之，能够分割到TU划分标志成为0或TU尺寸成为4×4为止。TU层是表示分割的层级(分割次数)的参数。即，TU层的数值越大，TU的尺寸越小。另外，在本实施方式中，在图7中，CU的尺寸是32×32，最小尺寸是4×4，所以存在0～3的TU层。在图7所示的例子中，在TU层为3的层级中，在TU层为2的层级中对TU划分标志设定了1的块被分割为4个。被分割后的TU的尺寸是4×4。该TU的尺寸是最小尺寸，必定不被分割。因此，TU划分标志必定为0。因而，TU为最小尺寸的层级的TU划分标志不需要编码。因此，在图7中，将TU层为3的层级的TU划分标志带括号而表示为“(0)”。关于TU划分标志的编码方法，在后述的1－6.四叉树变换流程中叙述详细情况。
另外，在图7所示的例子中，由于CU尺寸是32×32，所以TU层为0的层级的块为32×32的尺寸。关于在图4中带有11的块也相同。另外，例如在图4中带有2～9的CU的情况下，由于尺寸是8×8，所以TU层为0的层级的块的大小为8×8。此外，例如在图4中带有10、13～16的CU的情况下，由于尺寸是16×16，所以TU层为0的层级的块的大小为16×16。
CBF_CbCr决定部104决定各TU的CBF_Cb和CBF_Cr(S104)。CBF_Cb、CBF_Cr是表示在图像的色差成分(Cb，Cr)中是否存在应编码的频率系数的标志。CBF_Cb及CBF_Cr的值在TU中即便包含1个应编码的非0系数的情况下为1，在没有非0系数的情况下(全部频率系数为0的情况下)为0。对CBF_Cb及CBF_Cr的值而言，实际上将与预测图像的差分从图像域向频域进行频率变换而求出频率系数，并根据该频率系数来设定。
四叉树编码部105进行四叉树编码(S105)。详细情况后述。
<1－4.动作(四叉树编码)>
基于图8对四叉树编码部105的动作(图3的步骤S105的详细的动作)进行说明。图8是表示四叉树编码的处理顺序的一例的流程图。
四叉树编码部105的CU划分标志编码部110在图5中的CU层的值比3小的情况下(S111的“是”)，将CU划分标志编码(S112)。此外，CU划分标志编码部110在CU层的值为3的情况下(S111的“否”)，不将CU划分标志编码而对CU划分标志设定0(S113)。
另外，在图5中，在值小于3的CU层中，CU的尺寸为16×16以上的尺寸。在值为3的CU层中，CU的尺寸为8×8以上的尺寸。由于CU的最小尺寸是8×8，所以CU层的值不会成为4以上。即，在CU的尺寸为8×8的情况下，必定不被分割，所以CU划分标志编码部110不将CU划分标志编码而设定0。
在CU划分标志为0的情况下(S114的“否”)，CU编码部120执行CU编码处理(S119)。详细情况后述。在CU划分标志为1的情况下(S114的“是”)，CU编码部120将块进行4分割。并且，CU编码部120对分割后的4个块分别递归地实施作为正式处理的四叉树编码(S115～S118)。
<1－5.动作(CU编码)>
基于图9对CU编码部120的动作(图8的步骤S119的详细的动作)进行说明。图9是表示CU编码的处理顺序的一例的流程图。
CU编码部120的预测部121使用当前的编码对象的CU(编码对象CU)和保存在帧存储器106中的解码图像，生成预测块(S121)。
减法部122生成编码对象CU与由预测部121生成的预测块的差分块(S122)。
四叉树变换部130对由减法部122生成的差分块进行频率变换处理、频率系数的编码、逆频率变换(S123)。通过逆频率变换而重构差分块(生成重构差分块)。详细情况后述。
加法部123将通过四叉树变换部130的逆频率变换而重构的重构差分块与由预测部121生成的预测块相加，生成重构块，保存在帧存储器106中(S124)。
<1－6.动作(四叉树变换)>
基于图10对四叉树变换部130的动作(图9的步骤S123的详细的动作)进行说明。图10是表示四叉树变换的处理顺序的一例的流程图。
四叉树变换部130的TU划分标志编码部131在CU层的值与TU层的值的和小于4的情况下(S131的“是”)，将TU划分标志编码(S132)。此外，TU划分标志编码部131在CU层的值与TU层的值的和是4的情况下(S131的“否”)，不将TU划分标志编码而对TU划分标志设定0(S133)。
这里，TU划分标志编码部131判定当前的处理对象的TU层的TU的尺寸是否为4×4，在TU的尺寸是4×4的情况下，不将TU划分标志编码。由于TU的最小尺寸是4×4，所以在TU的尺寸为4×4的情况下必定不被分割。因而，TU划分标志编码部131在TU的尺寸为4×4的情况下，不将TU划分标志编码而设定0。
另外，CU尺寸可以根据CU层的值来判定。但是，TU尺寸仅根据TU层的值不能判定，还使用CU层的值来判定。TU层以CU尺寸为起点，所以通过将CU层的值与TU层的值相加，能够判定TU尺寸。在CU层的值与TU层的值的和为0的情况下，TU尺寸是64×64，在和为4的情况下，TU尺寸是4×4。由于TU的最小尺寸是4×4，所以和不会成为5以上。
CBF编码部132在CU层与TU层的值的和小于4(当前的处理对象的TU层的TU尺寸大于4×4)的情况下(S134的“是”)，进行CBF_Cb及CBF_Cr的编码处理(S135～S142)。CBF编码部132在CU层的值与TU层的值的和是4(当前的处理对象的TU层的TU尺寸是4×4)的情况下，不进行CBF_Cb及CBF_Cr的编码处理。对于在TU尺寸为4×4的情况下不将CBF_Cb及CBF_Cr编码的理由，通过以下的TU编码流程进行说明。
CBF编码部132在TU层为0的情况下(S135的“是”)或在TU层不是0且上一层级的TU层的CBF_Cb的值是1的情况下(S135的“否”且S136的“是”)，进行CBF_Cb的编码(S137)。CBF编码部132在TU层不是0且上一层级的TU层的CBF_Cb的值不是1的情况下(S135的“否”且S136的“否”)，对CBF_Cb设定0(S138)。
进而，CBF编码部132在TU层是0的情况下(S139的“是”)或在TU层不是0且上一层级的TU层的CBF_Cr的值是1的情况下(S139的“否”且S140的“是”)，进行CBF_Cr的编码(S141)。CBF编码部132在TU层不是0且上一层级的TU层的CBF_Cr的值不是1的情况下(S139的“否”且S140的“否”)，对CBF_Cr设定0(S142)。
换言之，CBF编码部132仅在TU层的值为0(最上级TU层)或上级TU层的CBF_Cb(Cr)的值为1时进行CBF_Cb(Cr)的编码，在不进行编码的情况下对CBF_Cb(Cr)设定0，进行以后的处理。这表示将CBF层级性地编码。在结合了四叉树的4个块的上级TU层的块中CBF是0的情况下，下级TU层的CBF全部是0。
TU编码部140在TU划分标志为0的情况下(S143的“否”)，执行TU编码处理(S148)。详细情况后述。
TU编码部140在TU划分标志为1的情况下(S143的“是”)，将块进行4分割。并且，TU编码部140对分割后的4个块分别递归性地实施作为正式处理的四叉树变换(S144～S147)。
<1－7.动作(TU编码)>
基于图11对TU编码部140的动作(图10的步骤S148的详细的动作)进行说明。图11是表示TU编码(图像编码方法的一部分)的处理顺序的一例的流程图。
TU编码部140首先对图像的Luma(亮度)成分执行TU编码处理(S151～S153)。
具体而言，TU编码部140的变换部141对TU内的Luma成分的像素进行从图像域变换为频域而求出频率系数的频率变换(S151)。进而，频率系数编码部142进行由变换部141变换后的频率系数的编码并输出代码串(S152)。逆变换部143对由变换部141变换后的频率系数进行从频域变换为图像域的逆频率变换(S153)。
接着，TU编码部140对图像的Chroma(色差)成分执行TU编码处理(S154～S171)。
具体而言，变换部141在CU层的值与TU层的值的和小于4(TU尺寸大于4×4)的情况下(S154的“是”)，转移到步骤S155。
变换部141在步骤S155中CBF_Cb为1的情况下(S155的“是”)，对TU的Cb成分的像素进行频率变换(S156)。频率系数编码部142对由变换部141变换后的频率系数进行编码，输出代码串(S157)。逆变换部143对由变换部141变换后的频率系数进行逆频率变换，转移到步骤S159(S158)。
变换部141在步骤S155中CBF_Cb为0的情况下(S155的“否”)，由于在TU中不包含应编码的非0系数，所以转移到步骤S159。
变换部141在步骤S159中CBF_Cr为1的情况下(S159的“是”)，对TU的Cr成分的像素进行频率变换(S160)。频率系数编码部142对由变换部141变换后的频率系数进行编码，输出代码串(S161)。逆变换部143对由变换部141变换后的频率系数进行逆频率变换(S162)。另外，假设是4：2：0格式，所以Cb、Cr分别是Luma的4分之1的像素数。
变换部141在步骤S159中CBF_Cr是0的情况下(S159的“否”)，由于在TU中不包含应编码的非0系数，所以结束对Cr的处理。
TU编码部140在步骤S154中判定为CU层的值与TU层的值的和是4(TU尺寸为4×4)的情况下(S154的“否”)，仅在对象TU是被四分割后的块中的右下方的块时(S163的“是”)进行频率变换处理及编码处理(S164～S171)。
以下，使用图6具体地说明。在图6中，变换顺序24～27的TU是4×4尺寸。TU编码部140在处理对象TU是变换顺序24～26的TU时，不进行Cb及Cr的频率变换处理及编码处理。取而代之，TU编码部140在处理对象TU是变换顺序27的TU时，将变换顺序24～27的Cb及Cr总括起来处理。即，TU编码部140在处理对象TU是变换顺序27的TU时，将变换顺序24～27的Cb或Cr的像素结合而制作4×4的像素，对该4×4的像素执行频率变换处理及编码处理。
这是因为，在TU为4×4时，如果与Luma同样地处理Cb、Cr，则会执行对2×2的块的频率变换处理。如果发生2×2的频率变换处理，则在将图像编码装置100通过LSI等的电路实现的情况下，需要与4×4的频率变换处理用的电路不同的2×2的频率变换处理用的电路。或者，在将图像编码装置通过软件构成的情况下，与4×4的频率变换处理用的程序的模块分开地需要2×2的频率变换处理用的程序的模块。因此，通过将4个块结合，使得不发生2×2的频率变换。
即，在本实施方式中，对Chroma成分的频率变换处理及编码处理是将四叉树的4个块结合而以与Luma成分相同的像素数执行的。
TU编码部140由于将四叉树的4个块结合而进行频率变换等，所以参照上一层级的TU层的CBF_Cb来决定是否实施频率变换等(S164)。例如，在图6、图7的例子中，变换顺序24～27的TU参照TU层2的CBF_Cb。
图12是表示与图7的TU对应的CBF_Cb的一例的图。在图6的变换顺序24～27的TU的情况下，TU层2的CBF_Cb的值是1。在此情况下，判定为实施频率变换等(S164的“是”)。
TU编码部140在步骤S164中判定为实施频率变换等的情况下，执行变换部141对Cb的频率变换处理(S165)、频率系数编码部142的频率系数的编码(S166)及逆变换部143的逆频率变换(S167)。
同样，TU编码部140参照上一级TU层的CBF_Cr决定是否实施频率变换等(S168)。TU编码部140在步骤S168中判定为实施频率变换等的情况下，执行变换部141对Cr的频率变换处理(S169)、频率系数编码部142的频率系数的编码(S170)及逆变换部143的逆频率变换(S171)。
另外，在本实施方式中，构成为参照上级TU层的CBF_Cb、CBF_Cr，所以作为最下层的TU的尺寸是4×4的TU层的CBF_Cb、CBF_Cr不会被参照。因此，在图10所示的四叉树变换中，在CU层的值与TU层的值的和为4(TU的尺寸为4×4的TU层)的情况下(S134中“否”的情况下)，不将CBF_Cb、CBF_Cr编码。
<1－8.效果等>
以上，根据本实施方式，构成为，仅在上级TU层的CBF_Cb、CBF_Cr为1时将CBF_Cb、CBF_Cr编码。由此，削减了代码量及处理量。即，在某个TU层中CBF_Cb、CBF_Cr成为0的情况下，在比其靠下的TU层中，不论将TU怎样细分化，都不需要将CBF_Cb、CBF_Cr编码，能够削减代码量及处理量。
此外，在本实施方式中，在TU的尺寸为4×4时，将Cb及Cr的4个块结合而进行频率变换。换言之，构成为，在TU的尺寸为4×4的TU层中不将CBF_Cb及CBF_Cr编码。由此，能够实现运算装置的电路规模削减、代码量削减。更具体地讲，通过将4个块结合而进行频率变换，在Chroma(Cb及Cr)的情况下也能够使频率变换处理的最小尺寸成为4×4。因此，不需要2×2的尺寸用的频率变换用的电路，能够削减电路规模。此外，通过如上述那样将4个块结合，能够使得不需要TU的尺寸为4×4的TU层的CBF_Cb及CBF_Cr，能够削减代码量。
此外，在最上级TU层中将CBF_Cb及CBF_Cr编码，但如上述那样在TU的尺寸为4×4的TU层中CBF_Cb及CBF_Cr不编码。通过使CU的最小尺寸大于4×4，最上级TU层的TU必定为大于4×4的尺寸，所以能够消除该矛盾。即，能够将CBF_Cb及CBF_Cr的编码的条件设定为以下的两条件两者成立时。
(1)TU的尺寸比最小尺寸大的TU层，以及
(2)最上级TU层、或上级TU层的CBF_Cb或CBF_Cr的值是1。
在本实施方式中，通过将CU的最小尺寸限制为8×8，实现(1)的条件。
另外，在本实施方式中，用CU层与TU层的值的和判断该TU层的TU的尺寸，但如果知道TU的尺寸，则也可以是其他方法。作为TU的尺寸的其他判断方法，例如可以考虑用别的参数来判断、或通过对递归地执行了四叉树编码处理或四叉树变换处理的次数进行计数来判断等。
此外，关于Luma成分不使用CBF，但也可以通过与Cb及Cr同样的方法使用CBF切换编码处理(频率变换处理等)的执行的有无。
此外，对于TU划分标志，在TU的尺寸为最小尺寸的情况下不编码而设定0(不分割)，但并不限定于此。例如也可以与上述相反，设定TU的最大尺寸，在TU的尺寸比最大尺寸大的情况下不将TU划分标志编码而设定为1(意味着“分割”的值的一例)。
此外，为了消除2×2的频率变换处理，在TU的尺寸为4×4时将Cb及Cr的4个块结合而处理，但并不限定于此。例如在TU的最小尺寸为8×8的情况下，为了消除4×4的频率变换，也可以在TU的尺寸为8×8时将Cb及Cr的4个块结合而处理。只要根据TU的最小尺寸，适应性地设定结合而处理的情况就可以。即，也可以在大于8×8的尺寸时结合而处理。此外，也可以构成为将TU的最小尺寸可变更，在TU为最小尺寸时结合而处理。
此外，在四叉树编码部105内进行频率变换(1－7，图11的步骤S151)，但并不限定于此。例如也可以构成为将CBF_CbCr决定部104在决定CBF_Cr及CBF_Cb时进行的频率变换(1－3，图3的步骤S104)的结果保存到存储器中、在四叉树编码部105将频率系数编码时(频率系数编码部142，图11的步骤S152)从存储器读出。
此外，使用已编码的图像或输入图像的特征等进行了CU分割尺寸的决定(CU分割尺寸决定部102)、TU分割尺寸的决定(TU分割尺寸决定部103)，但并不限定于此。例如也可以实际对与预测图像的差分进行频率变换而求出频率系数，根据此时的发生代码量来决定分割尺寸。此外，也可以将此时的预测信息及差分块、频率变换的结果由CBF_CbCr决定部104及四叉树编码部105挪用。
此外，将由逆变换部143重构的差分块与预测块相加的重构块的生成与四叉树变换(1－6)分开地处理，但并不限定于此。也可以将重构块的生成和四叉树变换同时处理。例如，也可以在四叉树变换内的逆频率变换后，将重构的差分块和预测块相加而生成重构块。
此外，LCU设为64×64块，但并不限定于此，也可以是32×32或128×128，也可以比其大或比其小。
此外，CU的最大尺寸设为64×64，最小尺寸设为8×8，但只要CU的最小尺寸比TU的最小尺寸(例如4×4)大就可以，也可以是其他的较大的尺寸或较小的尺寸。此外，也可以根据LCU的尺寸而变动。
此外，TU的最大尺寸设为64×64，最小尺寸设为4×4，但只要CU的最小尺寸比TU的最小尺寸(例如4×4)大就可以，也可以是其他的较大的尺寸或较小的尺寸。此外，也可以根据LCU的尺寸而变动。
进而，本实施方式的处理也可以通过软件实现。并且，也可以将该软件通过下载等而分发。此外，也可以将该软件记录到CD－ROM等的记录介质中而散布。另外，这在本说明书的其他实施方式中也符合。
(实施方式2)
使用图13～图19对本实施方式的图像解码装置及图像解码方法进行说明。
<2－1.整体结构>
首先，基于图13对本实施方式的图像解码装置的整体结构进行说明。图13是表示本实施方式的图像解码装置的结构(一部分)的一例的框图。
如图13所示，图像解码装置200具备四叉树解码部201和帧存储器202。
<2－2.四叉树解码部结构>
基于图14对四叉树解码部201的结构进行说明。图14是表示四叉树解码部201的结构的一例的框图。
如图14所示，四叉树解码部201具备CU划分标志解码部211和CU解码部220。
CU解码部220具备加法部221和四叉树变换部230。
四叉树变换部230具备TU划分标志解码部231、CBF解码部232和TU解码部240。
TU解码部240具备频率系数解码部241和逆变换部242。
另外，关于四叉树解码部201的各结构的详细的结构(动作)在2－3～2－7中说明。
<2－3.动作(整体)>
基于图15对图像解码装置200的整体动作进行说明。图15是表示图像解码装置200的整体动作的一例的流程图。
四叉树解码部201如图15所示，对代码串进行四叉树解码(S201)。详细情况后述。另外，该处理是对LCU的处理，对1张图片内的全部LCU实施，所以将处理重复与图片内的LCU个数相当的量(S202)。LCU的尺寸在本实施方式中是64×64。
<2－4.动作(四叉树解码)>
基于图16对四叉树解码部201的动作(图15的步骤S201的详细的动作)进行说明。图16是表示四叉树解码的处理顺序的一例的流程图。另外，在以下的说明中，LCU、CU及TU的结构以与实施方式1(图4、图6、图5、图7、图12)相同的情况为例进行说明。
四叉树解码部201的CU划分标志解码部211在CU层的值小于3的情况下(S211的“是”)，将CU划分标志解码(S212)。此外，四叉树解码部201在CU层的值是3的情况下(S211的“否”)，不将CU划分标志解码而对CU划分标志设定0(S213)。
这里，如图5所示，在值小于3的CU层中，CU尺寸为16×16以上。在值为3的CU层中，CU尺寸为8×8以上的尺寸。由于CU的最小尺寸是8×8，所以CU层的值不会成为4以上。即，在CU的尺寸是8×8的情况下必定不被分割，所以CU划分标志解码部211不将CU划分标志解码而设定0。
在CU划分标志为0的情况下(S214的“否”)，CU解码部220执行CU解码处理(S219)。详细情况后述。在CU划分标志为1的情况下(S214的“是”)，CU解码部220将块进行4分割。并且，CU解码部220对分割后的4个块分别递归地实施作为正式处理的四叉树解码(S215～S218)。
<2－5.动作(CU解码)>
基于图17对CU解码部220的动作(图16的步骤S219的详细的动作)进行说明。图17是表示CU解码的处理顺序的一例的流程图。
四叉树变换部230执行四叉树变换(S221)。在四叉树变换中，由TU解码部240进行频率系数的解码及逆频率变换。详细情况后述。
加法部221将通过四叉树变换部230的逆频率变换而复原的差分块和根据存储在帧存储器202中的解码图像生成的预测块相加而生成解码块，并保存到帧存储器202中(S222)。另外，虽然没有图示，但预测块的生成也可以由设在帧存储器202与加法部221之间的预测部执行。
<2－6.动作(四叉树变换)>
基于图18对四叉树变换部230的动作(图17的步骤S221的详细的动作)进行说明。图18是表示四叉树变换的处理顺序的一例的流程图。
四叉树变换部230的TU划分标志解码部231在CU层的值与TU层的值的和小于4的情况下(S231的“是”)，将TU划分标志解码(S232)。此外，TU划分标志解码部231在CU层的值与TU层的值的和是4的情况下(S231的“否”)，不将TU划分标志解码而对TU划分标志设定0(S233)。
这里，TU划分标志解码部231判定当前的处理对象TU层的TU的尺寸是否是4×4，在TU的尺寸是4×4的情况下，不将TU划分标志解码。由于TU的最小尺寸是4×4，所以在TU的尺寸为4×4的情况下必定不被分割。因而，TU划分标志解码部231在TU的尺寸为4×4的情况下，不将TU划分标志解码而设定0。
另外，CU尺寸可以根据CU层的值来判定。但是，TU尺寸仅通过TU层的值不能判定，还使用CU层的值来判定。TU层由于以CU尺寸为起点，所以通过将CU层的值和TU层的值相加，能够判定TU尺寸。在CU层的值与TU层的值的和是0的情况下，TU尺寸是64×64，在和是4的情况下，TU尺寸是4×4。由于TU的最小尺寸是4×4，所以和不会成为5以上。
CBF解码部232在CU层的值与TU层的值的和小于4(当前的处理对象TU层的TU尺寸大于4×4)的情况下(S234的“是”)，进行CBF_Cb及CBF_Cr的解码处理(S235～S242)。CBF解码部232在CU层的值与TU层的值的和为4(当前的处理对象TU层的TU尺寸是4×4)的情况下(S234的“否”)，不进行CBF_Cb及CBF_Cr的解码处理。关于在TU尺寸是4×4的情况下不将CBF_Cb及CBF_Cr解码的理由，在以下的TU解码流程中说明。
CBF解码部232在TU层是0的情况下(S235的“是”)或TU层不是0且上一层级的TU层的CBF_Cb的值是1的情况下(S235的“否”且S236的“是”)，进行CBF_Cb的解码(S237)。CBF解码部232在TU层不是0且上一层级的TU层的CBF_Cb的值不是1的情况下(S235的“否”且S236的“否”)，对CBF_Cb设定0(S238)。
进而，CBF解码部232在TU层是0的情况下(S239的“是”)或TU层不是0且上一层级的TU层的CBF_Cr的值是1的情况下(S239的“否”且S240的“是”)，进行CBF_Cr的解码(S241)。CBF解码部232在TU层不是0且上一层级的TU层的CBF_Cr的值不是1的情况下(S239的“否”且S240的“否”)，对CBF_Cr设定0(S242)。
换言之，CBF解码部232仅在TU层的值是0(最上级TU层)或上级TU层的CBF_Cb(Cr)的值是1时进行CBF_Cb(Cr)的解码，在不进行解码的情况下对CBF_Cb(Cr)设定0而进行以后的处理。这表示将CBF层级性地解码，在将四叉树的4块结合的上级TU层的块中CBF是0的情况下，下级TU层的CBF全部是0。
TU解码部240在TU划分标志是0的情况下(S243的“否”)，执行TU解码处理(S248)。详细情况后述。
在TU划分标志是1的情况下(S243的“是”)，将块进行4分割。并且，TU解码部240对分割后的4个块分别递归地实施作为正式处理的四叉树变换(S244～S247)。
<2－7.动作(TU解码)>
基于图19对TU解码部240的动作(图18的步骤S248的详细的动作)进行说明。图19是表示TU解码(图像解码方法的一部分)的处理顺序的一例的流程图。
TU解码部240首先对图像的Luma(亮度)成分执行TU解码处理(S251～S252)。
具体而言，TU解码部240的频率系数解码部241进行TU内的Luma成分的频率系数的解码(S251)。进而，TU解码部240的逆变换部242进行解码后的频率系数的逆频率变换(S252)。
接着，TU解码部240对图像的Chroma(色差)成分执行TU解码处理(S253～S266)。
具体而言，频率系数解码部241在CU层的值与TU层的值的和小于4(TU尺寸大于4×4)的情况下(S253的“是”)，转移到步骤S254。
频率系数解码部241在步骤S254中CBF_Cb是1的情况下(S254的“是”)，对TU的Cb成分进行频率系数的解码(S255)。逆变换部242对解码后的频率系数进行逆频率变换(S256)。
频率系数解码部241在步骤S254中CBF_Cr是1的情况下(S257的“是”)，对TU的Cr成分进行频率系数的解码(S258)。逆变换部242对解码后的频率系数进行逆频率变换(S259)。另外，由于是4：2：0格式，所以Cb、Cr分别是Luma的4分之1的像素数。
TU解码部240在步骤S253中判定CU层的值与TU层的值的和是4(TU尺寸是4×4)的情况下(S253的“否”)，仅在对象的TU是被四分割后的块中的右下方的块时(S260的“是”)进行解码处理及逆频率变换处理(S261～S266)。解码处理及逆频率变换处理是将四叉树的4个块结合而以与Luma相同的像素数进行的。
以下，使用图6具体地说明。在图6中，变换顺序24～27的TU是4×4尺寸。TU解码部240在处理对象TU是变换顺序24～26的TU时，不进行Cb及Cr的解码处理及逆变换处理。取而代之，TU解码部240在处理对象TU是变换顺序27的TU时，将变换顺序24～27的Cb及Cr总括起来处理。即，TU解码部240在处理对象TU是变换顺序27的TU时，将变换顺序24～27的Cb或Cr的像素结合，以结合后的块的单位将差分块复原。
这是因为，在TU是4×4时，如果与Luma同样地处理Cb、Cr，则会执行对2×2的块的逆频率变换处理。如果发生2×2的逆频率变换处理，则需要与4×4的逆频率变换处理用的电路或软件模块不同的2×2的逆频率变换处理用的电路或软件模块。因此，通过将4个块结合，使得不发生2×2的逆频率变换。
即，在本实施方式中，对Chroma成分的逆频率变换处理及解码处理是将四叉树的4个块结合而以与Luma成分相同的像素数执行的。
TU解码部240由于将四叉树的4个块结合而进行逆频率变换等，所以参照上一级TU层的CBF_Cb决定是否实施逆频率变换等(S261)。在图6、图7的例子中，变换顺序24～27的TU参照TU层2的CBF_Cb。
以图12为例进行说明。在图6的变换顺序24～27的TU的情况下，TU层2的CBF_Cb的值是1。在此情况下，判定为实施逆频率变换等(S261的“是”)。
TU解码部240在步骤S261中判定为实施逆频率变换等的情况下，执行频率系数解码部241对Cb的频率系数的解码(S262)及逆变换部242的频率系数的逆频率变换(S263)。
同样，TU解码部240参照上一级TU层的CBF_Cr决定是否实施逆频率变换等(S264)。TU解码部240在步骤S264中判定为实施逆频率变换等的情况下，执行频率系数解码部241的频率系数的解码(S265)及逆变换部242的逆频率变换(S266)。
另外，在本实施方式中，构成为在TU是4×4时参照上级TU层的CBF_Cb、CBF_Cr，所以作为最下层的TU的尺寸是4×4的TU层的CBF_Cb、CBF_Cr不会被参照。因此，在图18所示的四叉树变换中，在CU层的值与TU层的值的和是4(TU的尺寸是4×4的TU层)的情况下(S234中“否”的情况下)，不将CBF_Cb、CBF_Cr解码。
<2－8.效果等>
以上，根据本实施方式，构成为，仅在上级TU层的CBF_Cb、CBF_Cr是1时将CBF_Cb、CBF_Cr解码。由此，削减了代码量及处理量。即，在某个TU层中CBF_Cb、CBF_Cr为0的情况下，在比其靠下的TU层中不论将TU怎样细分化，都不需要将CBF_Cb、CBF_Cr解码，能够削减代码量及处理量。
此外，在本实施方式中，在TU的尺寸是4×4时，将Cb及Cr的4个块结合而进行逆频率变换。换言之，构成为，在TU的尺寸是4×4的TU层中不将CBF_Cb及CBF_Cr解码。由此，能够实现运算装置的电路规模削减、代码量削减。更具体地讲，通过将4个块结合而进行逆频率变换，在Chroma(Cb及Cr)的情况下也能够使逆频率变换处理的最小尺寸成为4×4。因此，不需要2×2的尺寸用的逆频率变换用的电路，能够削减电路规模。此外，通过如上述那样将4个块结合，能够使得不需要TU的尺寸是4×4的TU层的CBF_Cb及CBF_Cr，能够削减代码量。
此外，在最上级TU层中将CBF_Cb及CBF_Cr解码，但如上述那样，在TU的尺寸是4×4的TU层中不将CBF_Cb及CBF_Cr解码。通过使CU的最小尺寸大于4×4，最上级TU层的TU必定为大于4×4的尺寸，所以能够消除该矛盾。即，能够将CBF_Cb及CBF_Cr的解码的条件设定为以下两条件双方成立时。
(1)TU的尺寸比最小尺寸大的TU层，及
(2)最上级TU层、或上级TU层的CBF_Cb或CBF_Cr的值是1。
在本实施方式中，通过将CU的最小尺寸限制为8×8，实现了(1)的条件。
另外，在本实施方式中，根据CU层与TU层的值的和判断该TU层的TU的尺寸，但只要知道TU的尺寸，也可以是其他方法。作为TU的尺寸的其他判断方法，例如可以考虑用别的参数来判断、或通过对递归地执行了四叉树解码处理或四叉树变换处理的次数进行计数来判断等。
此外，关于Luma成分不使用CBF，但也可以通过与Cb及Cr同样的方法使用CBF来切换是否执行解码处理(逆频率变换处理等)。
此外，对于TU划分标志，在TU的尺寸是最小尺寸的情况下不解码而设定0(不分割)，但并不限定于此。例如也可以与上述相反，设定TU的最大尺寸，在TU的尺寸比最大尺寸大的情况下不将TU划分标志解码而设定1(意味着“分割”的值的一例)。
此外，为了消除2×2的逆频率变换处理，在TU的尺寸为4×4时将Cb及Cr的4个块结合而处理，但并不限定于此。例如，在TU的最小尺寸是8×8的情况下，为了消除4×4的逆频率变换，也可以在TU的尺寸是8×8时将Cb及Cr的4个块结合而处理。只要根据TU的最小尺寸而适应性地设定结合而处理的情况就可以。即，也可以在大于8×8的尺寸时结合而处理。此外，也可以构成为使TU的最小尺寸能够变更，在TU为最小尺寸时结合而处理。
此外，将由TU解码部240复原的差分块与预测块相加的解码块的生成与四叉树变换分开地处理，但并不限定于此。也可以将解码块的生成和四叉树变换同时处理。例如，也可以在四叉树变换内的逆频率变换后将解码后的差分块与预测块相加而生成解码块。
此外，LCU设为64×64块，但并不限定于此，也可以为32×32或128×128，也可以比其大或比其小。
此外，CU的最大尺寸设为64×64，最小尺寸设为8×8，但只要CU的最小尺寸比TU的最小尺寸(例如4×4)大就可以，也可以是其他的较大的尺寸或较小的尺寸。此外，也可以根据LCU的尺寸而变动。
此外，TU的最大尺寸设为64×64，最小尺寸设为4×4，但只要CU的最小尺寸比TU的最小尺寸(例如4×4)大就可以，也可以是其他的较大的尺寸或较小的尺寸。此外，也可以根据LCU的尺寸而变动。
在以上的各实施方式中，各个功能块通常能够通过MPU或存储器等实现。此外，由各个功能块进行的处理通常可以通过软件(程序)实现，该软件记录在ROM等的记录介质中。并且，也可以将这样的软件通过下载等分发，也可以记录到CD－ROM等的记录介质中而分发。另外，当然可以将各功能块通过硬件(专用电路)实现。
此外，在各实施例中说明的处理既可以通过使用单一的装置(***)进行集中处理来实现，或者也可以通过使用多个装置进行分散处理来实现。此外，执行上述程序的计算机既可以是单个，也可以是多个。即，既可以进行集中处理，或者也可以进行分散处理。
本发明并不限定于以上的实施例，能够进行各种变更，当然它们也包含在本发明的范围内。
另外，在上述各实施方式中，各构成要素也可以由专用的硬件(处理电路)构成、或通过执行适合于各构成要素的软件程序来实现。各构成要素也可以通过由CPU或处理器等的程序执行部将记录在硬盘或半导体存储器等记录介质中的软件程序读出并执行来实现。
(实施方式3)
通过将用来实现上述各实施方式所示的运动图像编码方法(图像编码方法)或运动图像解码方法(图像解码方法)的结构的程序记录到存储介质中，能够将上述各实施方式所示的处理在独立的计算机***中简单地实施。存储介质是磁盘、光盘、光磁盘、IC卡、半导体存储器等，只要是能够记录程序的介质就可以。
进而，这里说明在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法(图像编码方法)及运动图像解码方法(图像解码方法)的应用例和使用它的***。该***的特征在于，具有由使用图像编码方法的图像编码装置及使用图像解码方法的图像解码装置构成的图像编码解码装置。关于***的其他结构，可以根据情况而适当变更。
图20是表示实现内容分发服务的内容供给***ex100的整体结构的图。将通信服务的提供区划分为希望的大小，在各小区内分别设置有作为固定无线站的基站ex106、ex107、ex108、ex109、ex110。
该内容供给***ex100在因特网ex101上经由因特网服务提供商ex102及电话网ex104、及基站ex107～ex110连接着计算机ex111、PDA(PersonalDigital Assistant)ex112、照相机ex113、便携电话ex114、游戏机ex115等的各设备。
但是，内容供给***ex100并不限定于图20那样的结构，也可以将某些要素组合连接。此外，也可以不经由作为固定无线站的基站ex107～ex110将各设备直接连接在电话网ex104上。此外，也可以将各设备经由近距离无线等直接相互连接。
照相机ex113是数字摄像机等的能够进行运动图像摄影的设备，照相机ex116是能够进行数字照相机等的静止图像摄影、运动图像摄影的设备。此外，便携电话ex114是GSM(Global System for Mobile Communications)方式、CDMA(Code Division Multiple Access)方式、W－CDMA(Wideband－Code Division Multiple Access)方式、或LTE(Long Term Evolution)方式、HSPA(High Speed Packet Access)的便携电话机、或PHS(PersonalHandyphone System)等，是哪种都可以。
在内容供给***ex100中，通过将照相机ex113等经由基站ex109、电话网ex104连接在流媒体服务器ex103上，能够进行现场转播等。在现场转播中，对用户使用照相机ex113摄影的内容(例如音乐会现场的影像等)如在上述各实施方式中说明那样进行编码处理(即，作为本发明的一个方式的图像编码装置发挥作用)，向流媒体服务器ex103发送。另一方面，流媒体服务器ex103将发送来的内容数据对有请求的客户端进行流分发。作为客户端，有能够将上述编码处理后的数据解码的计算机ex111、PDAex112、照相机ex113、便携电话ex114、游戏机ex115等。在接收到分发的数据的各设备中，将接收到的数据解码处理而再现(即，作为本发明的一个方式的图像解码装置发挥作用)。
另外，摄影的数据的编码处理既可以由照相机ex113进行，也可以由进行数据的发送处理的流媒体服务器ex103进行，也可以相互分担进行。同样，分发的数据的解码处理既可以由客户端进行，也可以由流媒体服务器ex103进行，也可以相互分担进行。此外，并不限于照相机ex113，也可以将由照相机ex116摄影的静止图像及/或运动图像数据经由计算机ex111向流媒体服务器ex103发送。此情况下的编码处理由照相机ex116、计算机ex111、流媒体服务器ex103的哪个进行都可以，也可以相互分担进行。
此外，这些编码解码处理一般在计算机ex111或各设备具有的LSIex500中处理。LSIex500既可以是单芯片，也可以是由多个芯片构成的结构。另外，也可以将运动图像编码解码用的软件装入到能够由计算机ex111等读取的某些记录介质(CD－ROM、软盘、硬盘等)中、使用该软件进行编码解码处理。进而，在便携电话ex114是带有照相机的情况下，也可以将由该照相机取得的运动图像数据发送。此时的运动图像数据是由便携电话ex114具有的LSIex500编码处理的数据。
此外，也可以是，流媒体服务器ex103是多个服务器或多个计算机，是将数据分散处理、记录、及分发的。
如以上这样，在内容供给***ex100中，客户端能够接收编码的数据而再现。这样，在内容供给***ex100中，客户端能够将用户发送的信息实时地接收、解码、再现，即使是没有特别的权利或设备的用户也能够实现个人广播。
另外，并不限定于内容供给***ex100的例子，如图21所示，在数字广播用***ex200中也能够装入上述实施方式的至少运动图像编码装置(图像编码装置)或运动图像解码装置(图像解码装置)的某个。具体而言，在广播站ex201中，将对影像数据复用了音乐数据等而得到的复用数据经由电波向通信或广播卫星ex202传送。该影像数据是通过上述各实施方式中说明的运动图像编码方法编码后的数据(即，通过本发明的一个方式的图像编码装置编码后的数据)。接受到该数据的广播卫星ex202发出广播用的电波，能够对该电波进行卫星广播接收的家庭的天线ex204接收该电波，通过电视机(接收机)ex300或机顶盒(STB)ex217等的装置将接收到的复用数据解码并将其再现(即，作为本发明的一个方式的图像解码装置发挥作用)。
此外，也可以是，在将记录在DVD、BD等的记录介质ex215中的复用数据读取并解码、或将影像数据编码再根据情况与音乐信号复用而写入记录介质ex215中的读取器/记录器ex218中也能够安装上述各实施方式所示的运动图像解码装置或运动图像编码装置。在此情况下，可以将再现的影像信号显示在监视器ex219上，通过记录有复用数据的记录介质ex215在其他装置或***中能够再现影像信号。此外，也可以是，在连接在有线电视用的线缆ex203或卫星/地面波广播的天线ex204上的机顶盒ex217内安装运动图像解码装置，将其用电视机的监视器ex219显示。此时，也可以不是在机顶盒、而在电视机内装入运动图像解码装置。
图22是表示使用在上述各实施方式中说明的运动图像解码方法及运动图像编码方法的电视机(接收机)ex300的图。电视机ex300具备经由接收上述广播的天线ex204或线缆ex203等取得或者输出对影像数据复用了声音数据的复用数据的调谐器ex301、将接收到的复用数据解调或调制为向外部发送的编码数据的调制/解调部ex302、和将解调后的复用数据分离为影像数据、声音数据或将在信号处理部ex306中编码的影像数据、声音数据复用的复用/分离部ex303。
此外，电视机ex300具备：具有将声音数据、影像数据分别解码、或将各自的信息编码的声音信号处理部ex304和影像信号处理部ex305(即，作为本发明的一个方式的图像编码装置或图像解码装置发挥作用)的信号处理部ex306；具有将解码后的声音信号输出的扬声器ex307及显示解码后的影像信号的显示器等的显示部ex308的输出部ex309。进而，电视机ex300具备具有受理用户操作的输入的操作输入部ex312等的接口部ex317。进而，电视机ex300具有合并控制各部的控制部ex310、对各部供给电力的电源电路部ex311。接口部ex317也可以除了操作输入部ex312以外，还具有与读取器/记录器ex218等的外部设备连接的桥接部ex313、用来能够安装SD卡等的记录介质ex216的插槽部ex314、用来与硬盘等的外部记录介质连接的驱动器ex315、与电话网连接的调制解调器ex316等。另外，记录介质ex216是能够通过收存的非易失性/易失性的半导体存储元件电气地进行信息的记录的结构。电视机ex300的各部经由同步总线相互连接。
首先，对电视机ex300将通过天线ex204等从外部取得的复用数据解码、再现的结构进行说明。电视机ex300接受来自遥控器ex220等的用户操作，基于具有CPU等的控制部ex310的控制，将由调制/解调部ex302解调的复用数据用复用/分离部ex303分离。进而，电视机ex300将分离的声音数据用声音信号处理部ex304解码，将分离的影像数据用影像信号处理部ex305使用在上述各实施方式中说明的解码方法解码。将解码后的声音信号、影像信号分别从输出部ex309朝向外部输出。在输出时，可以暂时将这些信号储存到缓冲器ex318、ex319等中，以使声音信号和影像信号同步再现。此外，电视机ex300也可以不是从广播等、而从磁/光盘、SD卡等的记录介质ex215、ex216读出编码的复用数据。接着，对电视机ex300将声音信号或影像信号编码、向外部发送或写入到记录介质等中的结构进行说明。电视机ex300接受来自遥控器ex220等的用户操作，基于控制部ex310的控制，由声音信号处理部ex304将声音信号编码，由影像信号处理部ex305将影像信号使用在上述各实施方式中说明的编码方法编码。将编码后的声音信号、影像信号用复用/分离部ex303复用，向外部输出。在复用时，可以暂时将这些信号储存到缓冲器ex320、ex321等中，以使声音信号和影像信号同步再现。另外，缓冲器ex318、ex319、ex320、ex321既可以如图示那样具备多个，也可以是共用一个以上的缓冲器的结构。进而，在图示以外，也可以是，在例如调制/解调部ex302或复用/分离部ex303之间等也作为避免***的上溢、下溢的缓冲部而在缓冲器中储存数据。
此外，电视机ex300除了从广播等或记录介质等取得声音数据、影像数据以外，也可以具备受理麦克风或照相机的AV输入的结构，对从它们中取得的数据进行编码处理。另外，这里，将电视机ex300作为能够进行上述编码处理、复用、及外部输出的结构进行了说明，但也可以是，不能进行这些处理，而是仅能够进行上述接收、解码处理、外部输出的结构。
此外，在由读取器/记录器ex218从记录介质将复用数据读出、或写入的情况下，上述解码处理或编码处理由电视机ex300、读取器/记录器ex218的哪个进行都可以，也可以是电视机ex300和读取器/记录器ex218相互分担进行。
作为一例，将从光盘进行数据的读入或写入的情况下的信息再现/记录部ex400的结构表示在图23中。信息再现/记录部ex400具备以下说明的单元ex401、ex402、ex403、ex404、ex405、ex406、ex407。光头ex401对作为光盘的记录介质ex215的记录面照射激光斑而写入信息，检测来自记录介质ex215的记录面的反射光而读入信息。调制记录部ex402电气地驱动内置在光头ex401中的半导体激光器，根据记录数据进行激光的调制。再现解调部ex403将由内置在光头ex401中的光检测器电气地检测到来自记录面的反射光而得到的再现信号放大，将记录在记录介质ex215中的信号成分分离并解调，再现所需要的信息。缓冲器ex404将用来记录到记录介质ex215中的信息及从记录介质ex215再现的信息暂时保持。盘马达ex405使记录介质ex215旋转。伺服控制部ex406一边控制盘马达ex405的旋转驱动一边使光头ex401移动到规定的信息轨道，进行激光斑的追踪处理。***控制部ex407进行信息再现/记录部ex400整体的控制。上述的读出及写入的处理由***控制部ex407利用保持在缓冲器ex404中的各种信息、此外根据需要而进行新的信息的生成、追加、并且一边使调制记录部ex402、再现解调部ex403、伺服控制部ex406协调动作、一边通过光头ex401进行信息的记录再现来实现。***控制部ex407例如由微处理器构成，通过执行读出写入的程序来执行它们的处理。
以上，假设光头ex401照射激光斑而进行了说明，但也可以是使用近场光进行高密度的记录的结构。
在图24中表示作为光盘的记录介质ex215的示意图。在记录介质ex215的记录面上，以螺旋状形成有导引槽(沟)，在信息轨道ex230中，预先通过沟的形状的变化而记录有表示盘上的绝对位置的地址信息。该地址信息包括用来确定作为记录数据的单位的记录块ex231的位置的信息，通过在进行记录及再现的装置中将信息轨道ex230再现而读取地址信息，能够确定记录块。此外，记录介质ex215包括数据记录区域ex233、内周区域ex232、外周区域ex234。为了记录用户数据而使用的区域是数据记录区域ex233，配置在比数据记录区域ex233靠内周或外周的内周区域ex232和外周区域ex234用于用户数据的记录以外的特定用途。信息再现/记录部ex400对这样的记录介质ex215的数据记录区域ex233进行编码的声音数据、影像数据或复用了这些数据的编码数据的读写。
以上，举1层的DVD、BD等的光盘为例进行了说明，但并不限定于这些，也可以是多层构造、在表面以外也能够记录的光盘。此外，也可以是在盘的相同的地方使用不同波长的颜色的光记录信息、或从各种角度记录不同的信息的层等、进行多维的记录/再现的构造的光盘。
此外，在数字广播用***ex200中，也可以由具有天线ex205的车ex210从卫星ex202等接收数据、在车ex210具有的车载导航仪ex211等的显示装置上再现运动图像。另外，车载导航仪ex211的结构可以考虑例如在图22所示的结构中添加GPS接收部的结构，在计算机ex111及便携电话ex114等中也可以考虑同样的结构。
图25A是表示使用在上述实施方式中说明的运动图像解码方法和运动图像编码方法的便携电话ex114的图。便携电话ex114具有由用来在与基站ex110之间收发电波的天线ex350、能够拍摄影像、静止图像的照相机部ex365、显示将由照相机部ex365摄影的影像、由天线ex350接收到的影像等解码后的数据的液晶显示器等的显示部ex358。便携电话ex114还具有包含操作键部ex366的主体部、用来进行声音输出的扬声器等的声音输出部ex357、用来进行声音输入的麦克风等的声音输入部ex356、保存拍摄到的影像、静止图像、录音的声音、或者接收到的影像、静止图像、邮件等的编码后的数据或者解码后的数据的存储器部ex367、或者作为与同样保存数据的记录介质之间的接口部的插槽部ex364。
进而，使用图25B对便携电话ex114的结构例进行说明。便携电话ex114对于合并控制具备显示部ex358及操作键部ex366的主体部的各部的主控制部ex360，将电源电路部ex361、操作输入控制部ex362、影像信号处理部ex355、照相机接口部ex363、LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)控制部ex359、调制/解调部ex352、复用/分离部ex353、声音信号处理部ex354、插槽部ex364、存储器部ex367经由总线ex370相互连接。
电源电路部ex361如果通过用户的操作使通话结束及电源键成为开启状态，则通过从电池组对各部供给电力，便携电话ex114起动为能够动作的状态。
便携电话ex114基于具有CPU、ROM及RAM等的主控制部ex360的控制，在语音通话模式时，将由声音输入部ex356集音的声音信号通过声音信号处理部ex354变换为数字声音信号，将其用调制/解调部ex352进行波谱扩散处理，由发送/接收部ex351实施数字模拟变换处理及频率变换处理后经由天线ex350发送。此外，便携电话ex114在语音通话模式时，将由天线ex350接收到的接收数据放大并实施频率变换处理及模拟数字变换处理，用调制/解调部ex352进行波谱逆扩散处理，通过声音信号处理部ex354变换为模拟声音数据后，将其经由声音输出部ex357输出。
进而，在数据通信模式时发送电子邮件的情况下，将通过主体部的操作键部ex366等的操作输入的电子邮件的文本数据经由操作输入控制部ex362向主控制部ex360送出。主控制部ex360将文本数据用调制/解调部ex352进行波谱扩散处理，由发送/接收部ex351实施数字模拟变换处理及频率变换处理后，经由天线ex350向基站ex110发送。在接收电子邮件的情况下，对接收到的数据执行上述处理的大致逆处理，并输出到显示部ex358。
在数据通信模式时，在发送影像、静止图像、或者影像和声音的情况下，影像信号处理部ex355将从照相机部ex365供给的影像信号通过上述各实施方式所示的运动图像编码方法进行压缩编码(即，作为本发明的一个方式的图像编码装置发挥作用)，将编码后的影像数据送出至复用/分离部ex353。另外，声音信号处理部ex354对通过照相机部ex365拍摄影像、静止图像等的过程中用声音输入部ex356集音的声音信号进行编码，将编码后的声音数据送出至复用/分离部ex353。
复用/分离部ex353通过规定的方式，对从影像信号处理部ex355供给的编码后的影像数据和从声音信号处理部ex354供给的编码后的声音数据进行复用，将其结果得到的复用数据用调制/解调部(调制/解调电路部)ex352进行波谱扩散处理，由发送/接收部ex351实施数字模拟变换处理及频率变换处理后，经由天线ex350发送。
在数据通信模式时接收到链接到主页等的运动图像文件的数据的情况下，或者接收到附加了影像或者声音的电子邮件的情况下，为了对经由天线ex350接收到的复用数据进行解码，复用/分离部ex353通过将复用数据分离，分为影像数据的比特流和声音数据的比特流，经由同步总线ex370将编码后的影像数据向影像信号处理部ex355供给，并将编码后的声音数据向声音信号处理部ex354供给。影像信号处理部ex355通过与上述各实施方式所示的运动图像编码方法相对应的运动图像解码方法进行解码，由此对影像信号进行解码(即，作为本发明的一个方式的图像解码装置发挥作用)，经由LCD控制部ex359从显示部ex358显示例如链接到主页的运动图像文件中包含的影像、静止图像。另外，声音信号处理部ex354对声音信号进行解码，从声音输出部ex357输出声音。
此外，上述便携电话ex114等的终端与电视机ex300同样，除了具有编码器、解码器两者的收发型终端以外，还可以考虑只有编码器的发送终端、只有解码器的接收终端的3种安装形式。另外，在数字广播用***ex200中，设为发送、接收在影像数据中复用了音乐数据等得到的复用数据而进行了说明，但除声音数据之外复用了与影像关联的字符数据等的数据也可以，不是复用数据而是影像数据本身也可以。
这样，将在上述各实施方式中表示的运动图像编码方法或运动图像解码方法用在上述哪种设备、***中都可以，通过这样，能够得到在上述各实施方式中说明的效果。
此外，本发明并不限定于这样的上述实施方式，能够不脱离本发明的范围而进行各种变形或修正。
(实施方式4)
也可以通过将在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置、与依据MPEG－2、MPEG4－AVC、VC－1等不同的标准的运动图像编码方法或装置根据需要而适当切换，来生成影像数据。
这里，在生成分别依据不同的标准的多个影像数据的情况下，在解码时，需要选择对应于各个标准的解码方法。但是，由于不能识别要解码的影像数据依据哪个标准，所以产生不能选择适当的解码方法的问题。
为了解决该问题，在影像数据中复用了声音数据等的复用数据采用包含表示影像数据依据哪个标准的识别信息的结构。以下，说明包括通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据在内的复用数据的具体的结构。复用数据是MPEG－2传输流形式的数字流。
图26是表示复用数据的结构的图。如图26所示，复用数据通过将视频流、音频流、演示图形流(PG)、交互图形流中的1个以上进行复用而得到。视频流表示电影的主影像及副影像，音频流(IG)表示电影的主声音部分和与该主声音混合的副声音，演示图形流表示电影的字幕。这里，所谓主影像，表示显示在画面上的通常的影像，所谓副影像，是在主影像中用较小的画面显示的影像。此外，交互图形流表示通过在画面上配置GUI部件而制作的对话画面。视频流通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置、依据以往的MPEG－2、MPEG4－AVC、VC－1等标准的运动图像编码方法或装置编码。音频流由杜比AC－3、Dolby Digital Plus、MLP、DTS、DTS－HD、或线性PCM等的方式编码。
包含在复用数据中的各流通过PID被识别。例如，对在电影的影像中使用的视频流分配0x1011，对音频流分配0x1100到0x111F，对演示图形分配0x1200到0x121F，对交互图形流分配0x1400到0x141F，对在电影的副影像中使用的视频流分配0x1B00到0x1B1F，对与主声音混合的副声音中使用的音频流分配0x1A00到0x1A1F。
图27是示意地表示复用数据怎样被复用的图。首先，将由多个视频帧构成的视频流ex235、由多个音频帧构成的音频流ex238分别变换为PES包序列ex236及ex239，并变换为TS包ex237及ex240。同样，将演示图形流ex241及交互图形ex244的数据分别变换为PES包序列ex242及ex245，再变换为TS包ex243及ex246。复用数据ex247通过将这些TS包复用到1条流中而构成。
图28更详细地表示在PES包序列中怎样保存视频流。图28的第1段表示视频流的视频帧序列。第2段表示PES包序列。如图28的箭头yy1、yy2、yy3、yy4所示，视频流中的多个作为Video Presentation Unit的I图片、B图片、P图片按每个图片被分割并保存到PES包的有效载荷中。各PES包具有PES头，在PES头中，保存有作为图片的显示时刻的PTS(PresentationTime-Stamp)及作为图片的解码时刻的DTS(Decoding Time-Stamp)。
图29表示最终写入在复用数据中的TS包的形式。TS包是由具有识别流的PID等信息的4字节的TS头和保存数据的184字节的TS有效载荷构成的188字节固定长度的包，上述PES包被分割并保存到TS有效载荷中。在BD－ROM的情况下，对于TS包赋予4字节的TP_Extra_Header，构成192字节的源包，写入到复用数据中。在TP_Extra_Header中记载有ATS(Arrival_Time_Stamp)等信息。ATS表示该TS包向解码器的PID滤波器的转送开始时刻。在复用数据中，源包如图29下段所示排列，从复用数据的开头起递增的号码被称作SPN(源包号)。
此外，在复用数据所包含的TS包中，除了影像、声音、字幕等的各流以外，还有PAT(Program Association Table)、PMT(Program Map Table)、PCR(Program Clock Reference)等。PAT表示在复用数据中使用的PMT的PID是什么，PAT自身的PID被登记为0。PMT具有复用数据所包含的影像、声音、字幕等的各流的PID、以及与各PID对应的流的属性信息，还具有关于复用数据的各种描述符。在描述符中，有指示许可/不许可复用数据的拷贝的拷贝控制信息等。PCR为了取得作为ATS的时间轴的ATC(Arrival Time Clock)与作为PTS及DTS的时间轴的STC(System TimeClock)的同步，拥有与该PCR包被转送至解码器的ATS对应的STC时间的信息。
图30是详细地说明PMT的数据构造的图。在PMT的开头，配置有记述了包含在该PMT中的数据的长度等的PMT头。在其后面，配置有多个关于复用数据的描述符。上述拷贝控制信息等被记载为描述符。在描述符之后，配置有多个关于包含在复用数据中的各流的流信息。流信息由记载有用来识别流的压缩编解码器的流类型、流的PID、流的属性信息(帧速率、纵横比等)的流描述符构成。流描述符存在复用数据中存在的流的数量。
在记录到记录介质等中的情况下，将上述复用数据与复用数据信息文件一起记录。
复用数据信息文件如图31所示，是复用数据的管理信息，与复用数据一对一地对应，由复用数据信息、流属性信息以及入口映射构成。
复用数据信息如图31所示，由***速率、再现开始时刻、再现结束时刻构成。***速率表示复用数据的向后述的***目标解码器的PID滤波器的最大转送速率。包含在复用数据中的ATS的间隔设定为成为***速率以下。再现开始时刻是复用数据的开头的视频帧的PTS，再现结束时刻设定为对复用数据的末端的视频帧的PTS加上1帧量的再现间隔的值。
流属性信息如图32所示，按每个PID登记有关于包含在复用数据中的各流的属性信息。属性信息具有按视频流、音频流、演示图形流、交互图形流而不同的信息。视频流属性信息具有该视频流由怎样的压缩编解码器压缩、构成视频流的各个图片数据的分辨率是多少、纵横比是多少、帧速率是多少等的信息。音频流属性信息具有该音频流由怎样的压缩编解码器压缩、包含在该音频流中的声道数是多少、对应于哪种语言、采样频率是多少等的信息。这些信息用于在播放器再现之前的解码器的初始化等中。
在本实施方式中，使用上述复用数据中的、包含在PMT中的流类型。此外，在记录介质中记录有复用数据的情况下，使用包含在复用数据信息中的视频流属性信息。具体而言，在上述各实施方式示出的运动图像编码方法或装置中，设置如下步骤或单元，该步骤或单元对包含在PMT中的流类型、或视频流属性信息，设定表示是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据的固有信息。通过该结构，能够识别通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据、和依据其他标准的影像数据。
此外，在图33中表示本实施方式的运动图像解码方法的步骤。在步骤exS100中，从复用数据中取得包含在PMT中的流类型、或包含在复用数据信息中的视频流属性信息。接着，在步骤exS101中，判断流类型、或视频流属性信息是否表示是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的复用数据。并且，在判断为流类型、或视频流属性信息是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的复用数据情况下，在步骤exS102中，通过在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法进行解码。此外，在流类型、或视频流属性信息表示是依据以往的MPEG－2、MPEG4－AVC、VC－1等的标准的复用数据的情况下，在步骤exS103中，通过依据以往的标准的运动图像解码方法进行解码。
这样，通过在流类型、或视频流属性信息中设定新的固有值，在解码时能够判断是否能够通过在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法或装置解码。因而，在被输入了依据不同的标准的复用数据的情况下，也能够选择适当的解码方法或装置，所以能够不发生错误地进行解码。此外，将在本实施方式中示出的运动图像编码方法或装置、或者运动图像解码方法或装置用在上述任何设备、***中。
(实施方式5)
在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法及装置、运动图像解码方法及装置典型地可以由作为集成电路的LSI实现。作为一例，在图34中表示1芯片化的LSIex500的结构。LSIex500具备以下说明的单元ex501、ex502、ex503、ex504、ex505、ex506、ex507、ex508、ex509，各单元经由总线ex510连接。电源电路部ex505通过在电源是开启状态的情况下对各部供给电力，起动为能够动作的状态。
例如在进行编码处理的情况下，LSIex500基于具有CPUex502、存储器控制器ex503、流控制器ex504、驱动频率控制部ex512等的控制部ex501的控制，通过AV I/Oex509从麦克风ex117及照相机ex113等输入AV信号。被输入的AV信号暂时储存在SDRAM等的外部的存储器ex511中。基于控制部ex501的控制，将储存的数据根据处理量及处理速度适当地分为多次等，向信号处理部ex507发送，在信号处理部ex507中进行声音信号的编码及/或影像信号的编码。这里，影像信号的编码处理是在上述各实施方式中说明的编码处理。在信号处理部ex507中，还根据情况而进行将编码的声音数据和编码的影像数据复用等的处理，从流I/Oex506向外部输出。将该输出的比特流向基站ex107发送、或写入到记录介质ex215中。另外，在复用时，可以暂时将数据储存到缓冲器ex508中以使其同步。
另外，在上述中，设存储器ex511为LSIex500的外部的结构进行了说明，但也可以是包含在LSIex500的内部中的结构。缓冲器ex508也并不限定于一个，也可以具备多个缓冲器。此外，LSIex500既可以形成1个芯片，也可以形成多个芯片。
此外，在上述中，假设控制部ex510具有CPUex502、存储器控制器ex503、流控制器ex504、驱动频率控制部ex512等，但控制部ex510的结构并不限定于该结构。例如，也可以是信号处理部ex507还具备CPU的结构。通过在信号处理部ex507的内部中也设置CPU，能够进一步提高处理速度。此外，作为其他例，也可以是CPUex502具备信号处理部ex507、或作为信号处理部ex507的一部分的例如声音信号处理部的结构。在这样的情况下，控制部ex501为具备具有信号处理部ex507或其一部分的CPUex502的结构。
另外，这里设为LSI，但根据集成度的差异，也有称作IC、***LSI、超级(super)LSI、特级(ultra)LSI的情况。
此外，集成电路化的方法并不限定于LSI，也可以由专用电路或通用处理器实现。也可以利用在LSI制造后能够编程的FPGA(Field ProgrammableGate Array)、或能够重构LSI内部的电路单元的连接及设定的可重构处理器。这样的可编程逻辑设备典型的是，能够通过加载或从存储器等读入构成软件或固件的程序来执行在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或运动图像解码方法。
进而，如果因半导体技术的进步或派生的其他技术而出现代替LSI的集成电路化的技术，则当然也可以使用该技术进行功能模块的集成化。有可能是生物技术的应用等。
(实施方式6)
在将通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据解码的情况下，考虑到与将依据以往的MPEG－2、MPEG4－AVC、VC－1等标准的影像数据的情况相比处理量会增加。因此，在LSIex500中，需要设定为比将依据以往的标准的影像数据解码时的CPUex502的驱动频率更高的驱动频率。但是，如果将驱动频率设得高，则发生消耗电力变高的问题。
为了解决该问题，电视机ex300、LSIex500等的运动图像解码装置采用识别影像数据依据哪个标准、并根据标准切换驱动频率的结构。图35表示本实施方式的结构ex800。驱动频率切换部ex803在影像数据是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的情况下，将驱动频率设定得高。并且，对执行在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法的解码处理部ex801指示将影像数据解码。另一方面，在影像数据是依据以往的标准的影像数据的情况下，与影像数据是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的数据的情况相比，将驱动频率设定得低。并且，对依据以往的标准的解码处理部ex802指示将影像数据解码。
更具体地讲，驱动频率切换部ex803由图34的CPUex502和驱动频率控制部ex512构成。此外，执行在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法的解码处理部ex801、以及依据以往的标准的解码处理部ex802对应于图34的信号处理部ex507。CPUex502识别影像数据依据哪个标准。并且，基于来自CPUex502的信号，驱动频率控制部ex512设定驱动频率。此外，基于来自CPUex502的信号，信号处理部ex507进行影像数据的解码。这里，可以考虑在影像数据的识别中使用例如在实施方式4中记载的识别信息。关于识别信息，并不限定于在实施方式4中记载的信息，只要是能够识别影像数据依据哪个标准的信息就可以。例如，在基于识别影像数据利用于电视机还是利用于盘等的外部信号，来能够识别影像数据依据哪个标准的情况下，也可以基于这样的外部信号进行识别。此外，CPUex502的驱动频率的选择例如可以考虑如图37所示的将影像数据的标准与驱动频率建立对应的查找表进行。将查找表预先保存到缓冲器ex508、或LSI的内部存储器中，CPUex502通过参照该查找表，能够选择驱动频率。
图36表示实施本实施方式的方法的步骤。首先，在步骤exS200中，在信号处理部ex507中，从复用数据中取得识别信息。接着，在步骤exS201中，在CPUex502中，基于识别信息识别影像数据是否是通过在上述各实施方式中示出的编码方法或装置生成的数据。在影像数据是通过在上述各实施方式中示出的编码方法或装置生成的数据的情况下，在步骤exS202中，CPUex502向驱动频率控制部ex512发送将驱动频率设定得高的信号。并且，在驱动频率控制部ex512中设定为高的驱动频率。另一方面，在表示是依据以往的MPEG－2、MPEG4－AVC、VC－1等的标准的影像数据的情况下，在步骤exS203中，CPUex502向驱动频率控制部ex512发送将驱动频率设定得低的信号。并且，在驱动频率控制部ex512中，设定为与影像数据是通过在上述各实施方式中示出的编码方法或装置生成的数据的情况相比更低的驱动频率。
进而，通过与驱动频率的切换连动而变更对LSIex500或包括LSIex500的装置施加的电压，由此能够进一步提高节电效果。例如，在将驱动频率设定得低的情况下，随之，可以考虑与将驱动频率设定得高的情况相比，将对LSIex500或包括LSIex500的装置施加的电压设定得低。
此外，驱动频率的设定方法只要是在解码时的处理量大的情况下将驱动频率设定得高、在解码时的处理量小的情况下将驱动频率设定得低就可以，并不限定于上述的设定方法。例如，可以考虑在将依据MPEG4－AVC标准的影像数据解码的处理量大于将通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据解码的处理量的情况下，与上述的情况相反地进行驱动频率的设定。
进而，驱动频率的设定方法并不限定于使驱动频率低的结构。例如，也可以考虑在识别信息是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据的情况下，将对LSIex500或包括LSIex500的装置施加的电压设定得高，在表示是依据以往的MPEG－2、MPEG4－AVC、VC－1等的标准的影像数据的情况下，将对LSIex500或包括LSIex500的装置施加的电压设定得低。此外，作为另一例，也可以考虑在识别信息表示是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据的情况下，不使CPUex502的驱动停止，在表示是依据以往的MPEG－2、MPEG4－AVC、VC－1等的标准的影像数据的情况下，由于在处理中有富余，所以使CPUex502的驱动暂停。也可以考虑在识别信息表示是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据的情况下，也只要在处理中有富余则使CPUex502的驱动暂停。在此情况下，可以考虑与表示是依据以往的MPEG－2、MPEG4－AVC、VC－1等的标准的影像数据的情况相比，将停止时间设定得短。
这样，根据影像数据所依据的标准来切换驱动频率，由此能够实现节电化。此外，在使用电池来驱动LSIex500或包括LSIex500的装置的情况下，能够随着节电而延长电池的寿命。
(实施方式7)
在电视机、便携电话等上述的设备、***中，有时被输入依据不同的标准的多个影像数据。这样，为了使得在被输入了依据不同的标准的多个影像数据的情况下也能够解码，LSIex500的信号处理部ex507需要对应于多个标准。但是，如果单独使用对应于各个标准的信号处理部ex507，则发生LSIex500的电路规模变大、此外成本增加的问题。
为了解决该问题，采用将用来执行在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法的解码处理部、和依据以往的MPEG－2、MPEG4－AVC、VC－1等的标准的解码处理部一部分共用的结构。图38A的ex900表示该结构例。例如，在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法和依据MPEG4－AVC标准的运动图像解码方法在熵编码、逆量化、解块滤波器、运动补偿等的处理中有一部分处理内容共通。可以考虑如下结构：关于共通的处理内容，共用对应于MPEG4－AVC标准的解码处理部ex902，关于不对应于MPEG4－AVC标准的本发明的一个方式所特有的其他的处理内容，使用专用的解码处理部ex901。关于解码处理部的共用，也可以是如下结构：关于共通的处理内容，共用用来执行在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法的解码处理部，关于MPEG4－AVC标准所特有的处理内容，使用专用的解码处理部。
此外，用图38B的ex1000表示将处理一部分共用的另一例。在该例中，采用使用与本发明的一个方式所特有的处理内容对应的专用的解码处理部ex1001、和与其他的以往标准所特有的处理内容对应的专用的解码处理部ex1002、和与在本发明的一个方式的运动图像解码方法和其他的以往标准的运动图像解码方法中共通的处理内容对应的共用的解码处理部ex1003的结构。这里，专用的解码处理部ex1001、ex1002并不一定是为本发明的一个方式、或者其他的以往标准所特有的处理内容而特殊化的，可以是能够执行其他的通用处理的结构。此外，也能够由LSIex500安装本实施方式的结构。
这样，对于在本发明的一个方式的运动图像解码方法和以往的标准的运动图像解码方法中共通的处理内容，共用解码处理部，由此能够减小LSI的电路规模并且降低成本。
工业实用性
有关本发明的图像编码方法及图像解码方法能够适用于所有的多媒体数据。有关本发明的图像编码方法及图像解码方法例如作为使用便携电话、DVD装置及个人计算机等的储存、传送、通信等中的图像编码方法及图像解码方法具有实用性。
标号说明
100  图像编码装置
101  LCU分割部
102  CU分割尺寸决定部
103  TU分割尺寸决定部
104  CBF_CbCr决定部
105  四叉树编码部
106  帧存储器
110  CU划分标志编码部
120  CU编码部
121  预测部
122  减法部
123  加法部
130  四叉树变换部
131  TU划分标志编码部
132  CBF编码部
140  TU编码部
141  变换部
142  频率系数编码部
143、242  逆变换部
200  图像解码装置
201  四叉树解码部
202  帧存储器
211  CU划分标志解码部
220  CU解码部
221  加法部
230  四叉树变换部
231  TU划分标志解码部
232  CBF解码部
240  TU解码部
241  频率系数解码部

Claims (7)

1.一种图像编码方法，将输入图像编码，
上述输入图像包括具有亮度成分及色差成分的一个或多个变换块；
处理对象变换块的上述亮度成分的块的尺寸与上述处理对象变换块的尺寸相同；
上述处理对象变换块的上述色差成分的块的尺寸比上述亮度成分的块的尺寸小；
上述图像编码方法包括：
导出步骤，对上述亮度成分及上述色差成分执行变换处理而导出上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数；以及
编码步骤，将上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数编码；
在上述导出步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是预先设定的第一最小尺寸的情况下，通过将上述色差成分的多个块结合，以与上述亮度成分相同尺寸的块对上述色差成分进行上述变换处理，从而导出上述色差成分的系数；
在上述编码步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是上述第一最小尺寸的情况下，将表示在上述色差成分的上述系数中是否包含非零系数的标志不编码，在上述处理对象变换块的尺寸与上述第一最小尺寸不同的情况下，将上述标志编码。
2.如权利要求1所述的图像编码方法，
上述变换块是使用四叉树构造将编码块进行分割而得到的块；
上述编码块的第二最小尺寸被限制为比上述第一最小尺寸大的尺寸；
在上述编码步骤中，在(1)上述处理对象变换块的尺寸比上述第一最小尺寸大、且(2)上述处理对象变换块是上述四叉树构造的最上级层或上述处理对象变换块在上述四叉树构造中的层的上一层级的层的上述标志的值是1的情况下，将上述标志编码。
3.一种图像解码方法，从编码比特流将图像解码，
上述图像包括具有色差成分及亮度成分的一个或多个变换块；
处理对象变换块的上述亮度成分的块的尺寸与上述处理对象变换块的尺寸相同；
上述处理对象变换块的上述色差成分的块的尺寸比上述亮度成分的块的尺寸小；
上述图像解码方法包括：
解码步骤，将上述编码比特流中包含的被编码的上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数解码；以及
导出步骤，对上述亮度成分的上述系数及上述色差成分的上述系数执行变换处理，导出上述亮度成分及上述色差成分；
在上述导出步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是预先设定的第一最小尺寸的情况下，通过将上述色差成分的多个块结合，以与上述亮度成分相同尺寸的块对上述色差成分的上述系数执行变换处理，从而导出上述色差成分；
在上述解码步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸与上述第一最小尺寸不同的情况下，将表示在上述色差成分的上述系数中是否包含非零系数的标志解码。
4.如权利要求3所述的图像解码方法，
上述变换块是使用四叉树构造将上述解码块进行分割而得到的块；
上述解码块的第二最小尺寸被限制为比上述第一最小尺寸大的尺寸；
在上述解码步骤中，在(1)上述处理对象变换块的尺寸比上述第一最小尺寸大、且(2)上述处理对象变换块是上述四叉树构造的最上级层或上述处理对象变换块在上述四叉树构造中的层的上一层级的层的上述标志的值是1的情况下，将上述标志解码。
5.一种图像编码装置，具备处理电路和上述处理电路能够访问的存储装置，对输入图像的色差成分及亮度成分进行变换，
上述输入图像包括具有亮度成分及色差成分的一个或多个变换块；
处理对象变换块的上述亮度成分的块的尺寸与上述处理对象变换块的尺寸相同；
上述处理对象变换块的上述色差成分的块的尺寸比上述亮度成分的块的尺寸小；
上述处理电路包括：
导出步骤，对上述亮度成分及上述色差成分执行变换处理而导出上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数；以及
编码步骤，将上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数编码；
在上述导出步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是预先设定的第一最小尺寸的情况下，通过将多个块结合，以与上述亮度成分相同尺寸的块对上述色差成分进行上述变换处理，从而导出上述色差成分的系数；
在上述编码步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是上述第一最小尺寸的情况下，将表示在上述色差成分的上述系数中是否包含非零系数的标志不编码，在上述处理对象变换块的尺寸与上述第一最小尺寸不同的情况下，将上述标志编码。
6.一种图像解码装置，具备处理电路和上述处理电路能够访问的存储装置，从编码比特流将图像解码，
上述图像包括具有亮度成分及色差成分的一个或多个变换块；
处理对象变换块的上述亮度成分的块的尺寸与上述处理对象变换块的尺寸相同；
上述处理对象变换块的上述色差成分的块的尺寸比上述亮度成分的块的尺寸小；
上述处理电路包括：
解码步骤，将上述编码比特流中包含的被编码的上述亮度成分的系数及上述色差成分的系数解码；以及
导出步骤，对上述亮度成分的上述系数及上述色差成分的上述系数执行变换处理，导出上述亮度成分及上述色差成分；
在上述导出步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸是预先设定的第一最小尺寸的情况下，通过将多个块结合，以与上述亮度成分相同尺寸的块对上述色差成分的上述系数执行逆变换处理，从而导出上述色差成分；
在上述解码步骤中，在上述处理对象变换块的尺寸与上述第一最小尺寸不同的情况下，将表示在上述色差成分的上述系数中是否包含非零系数的标志解码。
7.一种图像编码解码装置，具备：
权利要求5所述的图像编码装置；
权利要求6所述的图像解码装置。
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