JP4125565B2 - 画像符号化方法、画像復号化方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像符号化方法及び画像復号化方法に関し、特に画像信号を効率良く記録・伝送するためのデータ圧縮に関わる符号化技術、復号化技術及びそれらの装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、音声、画像、その他のコンテンツを統合的に扱うマルチメディア時代を迎え、従来からの情報メディア、つまり新聞、雑誌、テレビ、ラジオ、電話等の情報を人に伝達する手段がマルチメディアの対象として取り上げられるようになってきた。一般に、マルチメディアとは、文字だけでなく、図形、音声、特に画像等を同時に関連づけて表すものをいうが、上記従来の情報メディアをマルチメディアの対象とするには、その情報をデジタル形式にして表すことが必須条件となる。
【０００３】
ところが、上記の各情報メディアの持つ情報量をデジタル情報量として見積もってみると、文字の場合１文字当たりの情報量は１〜２バイトであるのに対し、音声の場合は１秒当たり６４Ｋｂiｔｓ（電話品質）、さらに、動画については１秒当たり１００Ｍｂｉｔｓ（現行テレビ受信品質）以上の情報量が必要となり、上記情報メディアでその膨大な情報をデジタル形式でそのまま扱うことは現実的ではない。例えば、テレビ電話は、６４Ｋｂｐｓ〜１.５Ｍｂｐｓの伝送速度を持つサービス総合デジタル網（ＩＳＤＮ：Integrated Services Digital Network）によって、すでに実用化されているが、テレビやカメラの映像をそのままＩＳＤＮで送ることは実用的とはいえない。
【０００４】
そこで、必要となってくるのが情報の圧縮技術であり、例えば、テレビ電話の場合、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合 電気通信標準化部門）で勧告されたＨ．２６１やＨ．２６３規格の動画圧縮技術が用いられている。また、ＭＰＥＧ−１規格の情報圧縮技術によると、通常の音楽用ＣＤ（コンパクト・ディスク）に音声情報と共に画像情報を入れることも可能となる。
【０００５】
ここで、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）とは、動画像信号のデジタル圧縮の国際規格であり、ＭＰＥＧ−１は、動画像信号を１．５Ｍｂｐｓのレートで伝送できるように、つまりテレビ信号の情報を約１００分の１にまで圧縮する規格である。また、ＭＰＥＧ−１規格を対象とする伝送速度が、主として約１．５Ｍｂｐｓに制限されていることから、さらなる高画質化の要求をみたすべく規格化されたＭＰＥＧ−２では、動画像信号を２〜１５ＭｂｐｓのレートでＴＶ放送品質のデータ伝送を可能にする。
【０００６】
さらに現状では、ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２と標準化を進めてきた作業グループ（ISO/IEC JTC1/SC29/WG11）によって、より圧縮率が高いＭＰＥＧ−４が規格化された。ＭＰＥＧ−４では、当初、低ビットレートで効率の高い符号化が可能になるだけでなく、伝送路誤りが発生しても主観的な画質劣化を小さくできる強力な誤り耐性技術も導入されている。
【０００７】
さて、Ｈ．２６３やＭＰＥＧ−４等、従来の画像符号化では、画像信号に様々な信号変換・圧縮処理を行って画像信号を様々な種類の数値に変換し、変換された各数値の意味によって適切に選択した符号表に基づいた固定長符号化もしくは可変長符号化を行っている。一般に、符号化においては、生起頻度が高い符号には短い符号長の符号語を割り当て、生起頻度が低い符号には長い符号長の符号語を割り当てることで圧縮率を向上させている。信号変換・圧縮処理によって変換された数値は、その数値が表す意味によって数値の発生頻度が異なるわけであるから、それらの数値に対応する符号語が記載された符号表を適切に選択することで、画像符号化の圧縮率が向上することになる。従来の画像符号化に対応する従来の画像復号化では、画像符号化で使用した符号表と同じ符号表を使用して、正しい復号化を行なっている。
【０００８】
図１７は、従来の画像符号化装置５００における符号化機能に係る部分の機能ブロック図である。図１７に示されるように、画像符号化装置５００は、ヘッダ・フレーム符号化部５０１、シンタックス解析部５０２、固定長・可変長符号化部５０３及び符号表選択部５０４を備える。
ヘッダ・フレーム符号化部５０１は、動画像信号Vinを入力し、この動画像信号Vinから画像全体に共通する情報であるヘッダ部の情報及びフレーム毎の画像信号情報を作成する。
【０００９】
具体的には、ヘッダ・フレーム符号化部５０１は、ヘッダ部の情報として、その共通情報であるヘッダパラメータ(Inf_H、図示せず。)とそれを数値に変換したヘッダ符号値(InfVal_H)、及びヘッダ符号値の数値の意味を示すヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)を生成し、このヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)をシンタックス解析部５０２に出力し、ヘッダ符号値(InfVal_H)を固定長・可変長符号化部５０３に出力する。さらに、ヘッダ・フレーム符号化部５０１は、フレーム毎の画像信号情報として、各フレームの画像信号を符号化した結果得られる数値であるフレーム符号値(InfVal_F)、及びフレーム符号値の数値の意味を示すフレームシンタックス構造信号(Stx_F)を生成し、このフレームシンタックス構造信号(Stx_F)をシンタックス解析部５０２に出力し、フレーム符号値(InfVal_F)を固定長・可変長符号化部５０３に出力する。なお、図１７においては、ヘッダ符号値(InfVal_H)とフレーム符号値(InfVal_F)をまとめて"InfVal_X"と記載し、ヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)とフレームシンタックス構造信号(Stx_F)をまとめて"Stx_X"と記載している。
【００１０】
シンタックス解析部５０２は、ヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)又はフレームシンタックス構造信号(Stx_F)に基づいて、符号表選択信号(Sel_H又はSel_F)を生成し、符号表選択部５０４に出力する。すなわち、シンタックス解析部５０２は、ヘッダシンタックス構造信号又はフレームシンタックス構造信号が示す値に基づいて、複数の符号表から適切な符号表を選択するための符号表選択信号(例えば、Sel_H1〜Sel_H3、又はSel_F1〜Sel_F3)を生成する。なお、図１７においては、符号表選択信号(Sel_H及びSel_F)をまとめて"Sel_X"と記載している。
【００１１】
固定長・可変長符号化部５０３は、上記のヘッダ符号値(InfVal_H)及びフレーム符号値(InfVal_F)に基づいて、画像符号化信号(Str)を構成する。具体的には、ヘッダ符号値(InfVal_H)を符号化の基本単位である単位ヘッダ符号値(Val_H：例えば、Val_H1〜Val_H3)に分解し、それらの単位ヘッダ符号値に基づいて符号表選択部５０４において符号表を選択してヘッダ符号語(Code_H)を得ると共に、ヘッダ符号値(InfVal_H)とヘッダ符号語(Code_H)とを組み合わせてヘッダストリーム(Str_H)を構成する。さらに、固定長・可変長符号化部５０３は、上記フレーム符号値(InfVal_F)を符号化の基本単位である単位フレーム符号値(Val_F：例えば、Val_F1〜Val_F3)に分解し、それらの単位フレーム符号語に基づいて符号表選択部５０４において符号表を選択してフレーム符号語(Code_F)を得ると共に、フレーム符号値(InfVal_F)とフレーム符号語(Code_F)とを組み合わせてフレームストリーム(Str_F)を構成する。さらにまた、固定長・可変長符号化部５０３は、ヘッダストリーム(Str_H)とフレームストリーム(Str_F)とを多重化し、画像符号化信号(Str)を構成する。なお、図１７においては、単位ヘッダ符号値(Val_H）及び単位フレーム符号値(Val_F)をまとめて"Val_X"と記載し、ヘッダ符号語(Code_H)及びフレーム符号語(Code_F)をまとめて"Code_X"と記載している。
【００１２】
符号表選択部５０４は、上記のように、符号表選択信号Sel_X及び単位ヘッダ符値又は単位フレーム符号値に基づいて符号表を選択し、その選択された符号表に従ってヘッダ符号語又はフレーム符号語を生成して固定長・可変長符号化部５０３に出力する。
【００１３】
図１８は、従来の画像符号化信号のストリーム構成を示す図である。画像符号化信号Strは、画像を構成する各フレームの画像信号情報が格納されるフレームデータFrmDataと各フレームに共通の情報であるシーケンスヘッダSeqHdrで構成される。シーケンスヘッダSeqHdrは、送受信間で同期をとるための同期信号SeqSync、各フレームの画像サイズSize及びフレームレートFrmRateの各情報で構成される。一方、フレームデータFrmDataは、フレームを構成するマクロブロック固有のデータであるマクロブロックデータMBと各マクロブロックで共通のデータであるフレームヘッダFrmHdrで構成される。フレームヘッダFrmHdrは、フレームの同期をとるための同期信号FrmSyncとフレームを表示する時刻を示すフレーム番号FrmNoで構成される。また、マクロブロックデータMBは、当該マクロブロックが符号化されているか否かを示す符号化フラグCod、各マクロブロックの符号化方法を示すマクロブロック符号化モードMode、動き補償を付加して符号化されている場合には、その動き量を表す動き情報MV及び各画素の符号化データである画素値データCoefで構成される。
【００１４】
図１９は、従来の画像復号化装置６００における復号化機能に係る部分の機能ブロック図である。同図において、上記図１７の従来の画像符号化装置５００における機能ブロック図と同じ機能を有する構成及び同じ意味の信号には同じ符番を付し、その説明は省略する。
【００１５】
固定長・可変長復号化部６０１は、画像符号化信号Strをヘッダストリーム(Str_H)とフレームストリーム(Str_F)に分離する。さらに、固定長・可変長復号化部６０１は、ヘッダストリーム(Str_H)を復号化の基本単位であるヘッダ符号語Code_H（例えば、Code_H1〜Code_H3）に分解し、符号表選択部６０２においてヘッダ符号語Code_Hに対応する単位ヘッダ符号値(Val_H)を得て、それらを組み合わせてヘッダ符号値(InfVal_H)を構成する。さらにまた、固定長・可変長復号化部６０１は、上記ヘッダストリーム(Str_H)の場合と同様に、フレームストリーム(Str_F)に対しても、復号化の基本単位であるフレーム符号語Code_F(例えば、Code_F1〜Code_F3)に分解し、符号表選択部６０２においてフレーム符号語Code_Fに対応する単位フレーム符号値Val_Fを得て、それを組み合わせてフレーム符号値(InfVal_F)を構成する。
【００１６】
ヘッダ・フレーム復号化部６０３は、ヘッダ符号値(InfVal_H)を復号してヘッダ部の情報を復元し、その共通情報であるヘッダパラメータ(Inf_H、図示せず。)と後続のヘッダ符号値の特徴を示すヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)を出力する。ここで、ヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)は、ヘッダ部の次の符号語を復号化するために必要な次の符号語の意味を示す情報である。さらに、ヘッダ・フレーム復号化部６０３は、上記ヘッダ符号値(InfVal_H)の場合と同様に、各フレームのフレーム符号値InfVal_Fを復元し、その符号値の意味を示すフレームシンタックス構造信号Stx_Fと復号動画像信号Voutとを出力する。
【００１７】
シンタックス解析部６０４は、ヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)によってヘッダ部の次の符号語を復号化するために符号表選択部６０２の出力を切り替えるための符号表選択信号(Sel_H)を出力する。すなわち、シンタックス解析部６０４は、ヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)が示す値によって、複数の符号表から適切な符号表を切り替えるための符号表選択信号(Sel_H)を生成する。さらに、シンタックス解析部６０４は、上記ヘッダシンタックス構造信号(Str_H)の場合と同様に、フレームシンタックス構造信号(Stx_F)によって符号表選択信号(Sel_F)を出力する。
【００１８】
ここで、フレームシンタックス構造信号Stx_Fは、次の符号語を復号化するために必要な次の符号語の特徴を示す情報である。シンタックス解析部６０４は、フレームシンタックス構造信号Stx_Fによって次の符号語を復号化するために符号表選択部の出力を切り替えるための符号表選択信号Sel_Fを出力する。すなわち、シンタックス解析部６０４は、フレームシンタックス構造信号Stx_Fが示す値に基づいて、複数の符号表から適切な符号表を切り替えるための符号表選択信号Sel_Fを生成する。なお、図１９においても上記図１７と同様に、ヘッダ部の情報とフレーム毎の画像信号情報に関する信号の共通の総称として"InfVal_X"、"Stx_X"、"Sel_X"、"Val_X"、"Code_X"を使用している。
【００１９】
なお、上記図１７及び図１９のヘッダストリームStr_Hは、図１８の従来の画像符号化信号のストリーム構成のシーケンスヘッダSeqHdr、もしくはシーケンスヘッダSeqHdrとフレームヘッダFrmHdrとを合わせたものに対応し、フレームストリームStr_Fは、それぞれフレームデータFrmData、もしくはマクロブロックデータMBに対応する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の画像符号化装置及び従来の画像復号化装置には、圧縮率を高めるためには複数の符号表が必要であり、
(１)符号表を切り替えるための処理が複雑になる。
という課題がある。高性能・大容量のコンピュータで符号化・復号化を行なう際にはこれらの課題は特に問題とならないが、携帯端末などの小メモリ・低演算能力での実現が困難になり、問題となる。特に、従来の画像符号化装置及び従来の画像復号化装置では、シンタックス構造信号(Stx_X)によって、符号表選択部５０４、６０２で頻繁に符号表が切り替えられるため、符号表の切替処理が複雑になるおそれがあった。
【００２１】
また、可変長符号化には、復号が比較的容易な符号表を用いて符号化するハフマン符号化と、符号化・復号化処理が複雑であるが圧縮効率の高い算術符号化の２通りがある。算術符号化も一種の可変長符号化であり、算術符号化の符号化・復号化で使用する確率が符号表に相当する。しかしながら、両者が同じストリーム中に複雑に混在する場合には、符号化及び復号化の過程でハフマン符号化と算術符号化号表を切り替えるための処理が非常に複雑であるため、上記の携帯端末などにおいては実現が困難であるという問題がある。
【００２２】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、携帯端末などのように小メモリ・低演算能力であっても、従来と同等のデータ圧縮を可能とする画像符号化方法及び画像復号化方法を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像符号化方法は、フレーム単位の画像信号を含む情報を符号化するための画像符号化方法であって、前記符号化の対象となる情報には、前記画像信号全体の特徴に関する情報と前記フレーム単位の画像信号に係る情報とが含まれ、前記画像信号全体の特徴に関する情報に対しては、複数の符号化方式を利用して符号化を行なう複数符号化ステップと、前記フレーム単位の画像信号に係る情報に対しては、各フレーム共通の符号化方式を利用して符号化を行なう共通符号化ステップと、前記符号化された画像信号全体の特徴に関する情報と前記符号化されたフレーム単位の画像信号に係る情報とを多重して符号化を行なう多重符号化ステップとを含むことを特徴とする。
【００２４】
さらに、上記目的を達成するために、本発明に係る画像復号化方法は、フレーム単位の画像信号を含む多重化された情報を復号化するための画像復号化方法であって、前記復号化の対象となる情報には、前記画像信号全体の特徴に関する情報と前記フレーム単位の画像信号に係る情報とが含まれ、前記多重化されている情報から、前記画像信号全体の特徴に関する情報と前記フレーム単位の画像信号に係る情報とを分離する分離復号化ステップと、分離された前記画像信号全体の特徴に関する情報に対しては、複数の復号化方式を利用して復号化を行なう複数復号化ステップと、分離された前記フレーム単位の画像信号に係る情報に対しては、各フレーム共通の復号化方式を利用して復号化を行なう共通復号化ステップとを含むことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について、図１から図１６を用いて説明する。（実施の形態１）
図１は、本実施の形態の画像符号化装置１０における符号化機能に係る部分の機能ブロック図である。図１において、上記図１７に示した従来の画像符号化装置５００における信号と同じ動作に係る信号については同じ記号を付し、その説明は省略する。
【００２６】
本実施の形態に係る画像符号化装置１０は、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部には複数の符号化方式が適用され、フレーム単位の画像信号に係る情報には単一の符号化方式が適用されることを特徴としている。
ここで、本明細書においてはフレームで説明しているが、インターレス画像信号の場合はフレームの代りにフィールドとしてもよい。
なお、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報を作成し符号化するための構成及びその動作は、上記図１７の従来の画像符号化装置５００の場合と全く同じである。
【００２７】
図１に示されるように、画像符号化装置１０は、上記従来の画像符号化装置５００に比べ、新たにフレーム符号化部１３及び可変長符号化部１６を備える。なお、多重化部１７は、上記従来の画像符号化装置５００の固定長・可変長符号化部５０３における機能のうち、一部の機能を抜き出したものである。
【００２８】
フレーム符号化部１３は、動画像信号Vinから個別の画像信号情報を作成する部分であり、ヘッダパラメータInf_Hを参照して各フレームの画像信号情報を符号化した結果得られる数値であるフレーム符号値InfVal_Fを可変長符号化部１６に出力する。
【００２９】
可変長符号化部１６は、フレーム符号値InfVal_Fを符号化の基本単位である単位フレーム符号値Val_Fに分解し、符号表１６ａのみを使用して単位フレーム符号値Val_Fをフレーム符号語Code_Fに変換し、変換されたフレーム符号語を組み合わせてフレームストリームStr_Fを構成する。これにより、フレーム単位の画像信号に係る情報は、従来のようにシンタックスに応じて符号化方式を切り替えることもなく、全フレームにおいて共通で単一の符号化方式が適用される。
【００３０】
多重化部１７は、ヘッダストリームStr_HとフレームストリームStr_Fとを多重化し、画像符号化信号Strを構成する。
【００３１】
図２は、上記図１に示した画像符号化装置１０における機能ブロック図で符号化された画像符号化信号Strのストリーム構成図である。図２に示されるように、本ストリームは、シーケンスヘッダSeqHdrと複数のフレームデータFrmDataから構成されている。この場合、シーケンスヘッダSeqHdrは、画像信号全体に共通する情報であり、フレームデータFrmDataは、符号表１６ａのみを用いて符号化されたデータである。
【００３２】
なお、シーケンスヘッダSeqHdrとフレームデータFrmDataとは同じストリーム内で連続して送信する必要は必ずしもなく、復号化装置側で先にシーケンスヘッダSeqHdrを認識できるように制御すれば、それぞれ異なるストリームで送信してもよい。
【００３３】
図３は、上記図２におけるフレームデータのデータ構成図である。
図３（ａ）は、一般的なフレームデータFrmDataのデータ構成図である。この場合、フレームデータFrmDataのフレームヘッダFrmHdrを画像信号全体に共通する情報として複数の符号化方式（符号表）で符号化を行ない、マクロブロックデータMBを単一の符号化方式（例えば、符号表１６ａのみ）で符号化を行なう場合の例である。この場合、符号化・復号化でストリームの大部分を占めるマクロブロックデータMBを単一の符号化方式（符号表１６ａのみ）で符号化を行なうため、従来は必要であった符号化方式（符号表）を頻繁に切り替える処理が不要になり、従来と同等の機能を有する画像符号化装置を簡素化して実現することが可能となる。
【００３４】
なお、フレームヘッダFrmHdrとマクロブロックデータMBとは同じストリーム内で連続して送信する必要は必ずしもない。復号化装置側で先にフレームヘッダFrmHdrを認識できるように制御すれば、同じストリーム内で不連続な状態で送信してもよいし、それぞれ異なるストリームで送信してもよい。
【００３５】
なお、図３(ａ)に示すストリーム構成では、フレームデータFrmDataのフレームヘッダFrmHdrを画像信号全体に共通する情報としたが、ＭＰＥＧ−１やＭＰＥＧ−２のスライス構造、ＭＰＥＧ−４のビデオパケット構造のように、さらにマクロブロックを複数集めて１つのフレームを構成し、そのマクロブロックの集合体の先頭に、さらに同期信号などの共通な情報（ヘッダ）を配置した場合には、そのマクロブロックの集合体のヘッダを画像信号全体に共通する情報とし、そのヘッダ以外の画像データを単一の符号表１６ａで符号化することとしてもよい。このマクロブロックの集合体で構成されるフレームは、スライス(Slice)と称される。
【００３６】
図３（ｂ）は、上記のスライス構造のフレームデータのデータ構成図である。スライスヘッダSliceHdrを画像信号全体に共通する情報とし、複数の符号表で符号化を行ない、各スライスSliceのマクロブロックデータMBを単一の符号表１６ａで符号化を行なう。なお、スライスヘッダSliceHdrとマクロブロックデータMBとは同じストリーム内で連続して送信する必要は必ずしもない。復号化装置側で先にスライスヘッダSliceHdrを認識できるように制御すれば、同じストリーム内で不連続な状態で送信してもよいし、それぞれ異なるストリームで送信してもよい。
【００３７】
図４は、本実施の形態において使用する符号表の一例である。図４（ａ）は、画像符号化装置１０において可変長符号化を行なう際に使用する符号表の一例である。図４（ａ）に示されるように、発生頻度が高いデータ「０」〜「２」については、対応する符号語の符号長が短く、発生頻度が低い「３」〜「６」については、対応する符号語の符号長が長くなっている。
また、図４（ｂ）は、画像符号化装置１０において固定長符号化を行なう際に使用する符号表の一例である。図４（ｂ）に示されるように、各データに対応する符号語の語長は一定であるが、画像符号化装置１０内の最大フレームメモリ数が大きくなるに従って、符号語の符号長が長くなっている。
【００３８】
図５は、本実施の形態の画像復号化装置２０における復号化機能に係る部分の機能ブロック図である。画像復号化装置２０は、上記の画像符号化装置１０によって符号化された画像符号化信号Strを復号化して復号動画像信号Voutを出力する。図５において、上記図１９の従来の画像復号化装置６００における信号と同じ動作に係る信号は同じ記号を付し、その説明は省略する。
なお、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報を復号化するための構成及びその動作は、上記図１９の従来の画像復号化装置６００の場合と同じである。
【００３９】
分離部２１は、画像符号化信号Strを入力し、ヘッダストリームStr_HとフレームストリームStrFに分離する。可変長復号化部２３は、フレームストリームStr_Fを構成するフレーム符号語Code_Fを符号表１６ａのみを使用してフレーム符号値Val_Fに変換し、単位フレーム符号値Val_Fから符号化された信号の数値であるフレーム符号値InfVal_Fを構成する。フレーム復号化部２７は、画像信号全体に共通する情報であるヘッダパラメータInf_Hを参照して、フレーム符号値InfVal_Fを復号化し、復号後の動画像信号Voutを出力する。
【００４０】
以上のようにして、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報以外の情報については、単一の符号表１６ａのみで復号化を可能としているため、従来は必要であった復号化方式（符号表）を頻繁に切り替える処理が不要になり、同等の機能を有する画像復号化装置を簡素化して実現することが可能となる。
【００４１】
なお、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報とは、上記図２の画像符号化信号のストリーム構成におけるシーケンスヘッダSeqHdrや図３（ａ）のフレームデータFrmDataのフレームヘッダFrmHdrである。上記の画像符号化装置１０の場合と同様に、マクロブロックデータMBを単一の符号表２３ａで復号化してもよい。さらに、上記の画像符号化装置１０の場合と同様に、画像符号化信号のストリーム構成がスライス構造を有する場合は、スライスヘッダSliceHdrを画像信号全体に共通する情報とし、スライスヘッダ以外の情報を単一の符号表２３ａで復号化してもよい。
【００４２】
次に、上記のように構成された画像符号化装置１０の動作について説明する。図６は、画像符号化装置１０の符号化処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
最初に、ヘッダ情報作成部１１に動画像信号Vinが入力されると（Ｓ６１）、ヘッダシンタックス構造信号Stx_Hに基づいてヘッダ符号値InfoVal_Hを符号化する符号表が選択される（Ｓ６３）。ヘッダ情報作成部１１及び固定長・可変長符号化部１５は、従来と同様の方法で、動画像信号Vinに基づいてヘッダ部の情報を作成し、分解された単位ヘッダ符号値（Val_H）に従って符号表を選択してその符号化を行なって（Ｓ６４〜Ｓ６６）、ヘッダストリームを構成する（Ｓ６７）。
一方、フレーム符号化部１３は、動画像信号Vinを取得すると（Ｓ６１）、ヘッダ部の情報以外の情報について、符号表１６ａのみを用いて符号化を行なって（Ｓ６８）、フレームストリームを構成する（Ｓ６９）。
多重化部１７は、ヘッダストリームとフレームストリームを多重化して画像符号化信号を構成する（Ｓ７０）。
【００４４】
以上のように、本実施の形態における画像符号化装置及び画像復号化装置によれば、符号化処理や復号化処理の大部分を占めるマクロブロックデータを単一の符号表を用いて符号化及び復号化を行なうため、従来は必要であった符号表を頻繁に切り替える処理が不要になり、従来と同等の機能を有する画像符号化装置を簡素化して実現することが可能となる。
【００４５】
（実施の形態２）
図７は、本実施の形態の画像符号化装置３０における符号化機能に係る機能ブロック図である。図７において、上記図１の画像符号化装置１０における機能ブロック図と同じ機能の構成及び同じ動作に係る信号は同じ記号を付し、その説明は省略する。
【００４６】
図７の画像符号化装置３０と上記図１の画像符号化装置１０との違いについて述べる。上記画像符号化装置１０が画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報を作成する部分は、複数の符号表の中から適切な符号表を選択して符号化を行ない、その他の個別の画像信号情報については１つの符号表を用いて符号化を行なった。一方、本画像符号化装置３０は、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報の符号化を固定長符号化方式もしくは符号表を用いる通常の可変長符号化（ハフマン符号化）方式で符号化を行ない、その他の個別の画像信号情報は算術符号化のみで符号化する。
【００４７】
算術符号化は符号化・復号化の処理はハフマン符号化等の符号表を用いる通常の可変長符号化と比べてやや複雑であるが、圧縮率が向上することが知られている。従って、復号過程で特に重要且つ多種多様なヘッダ情報を通常の可変長符号化することで、フレームデータがどのような復号化をすべきであるか、迅速に判断することができる。算術符号化は伝送誤り等に弱いため、重要なデータであるヘッダ情報を通常の可変長符号化で符号化することは、誤り耐性向上にも大きな効果がある。
また、算術符号化と通常の可変長符号化を切り替える際には、特に処理が複雑であり、また算術符号化から通常の可変長符号化に切り替えるためには冗長なビット数が必要であることから、頻繁に算術符号化と通常の可変長符号化を切り替えることは得策では無い。
【００４８】
シンタックス解析部１２は、ヘッダシンタックス構造信号Stx_Hによって符号化選択部３１の出力を切り替える符号化選択信号SelEncを符号化選択部３１に出力する。
【００４９】
符号化選択部３１は、固定長符号化方式もしくは可変長符号化方式の一方を符号化選択信号SelEncによって選択し、選択された符号化方式に従って固定長符号化部３２もしくは可変長符号化部３３で符号化を行なってヘッダストリームStr_Hを構成し、多重化部１７に出力する。
【００５０】
算術符号化部３４は、フレーム符号値InfVal_FをヘッダパラメータInf_Hを参照して算術符号化を行ない、算術符号化したフレームスリームStr_Fを構成し、多重化部１７に出力する。
【００５１】
多重化部１７は、ヘッダストリームStr_HとフレームストリームStr_Fとを多重化し、画像符号化信号Strを構成する。
【００５２】
以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置３０により、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報については、シンタックスに応じて符号化方式を切り替えるという符号化を行ない、個別の画像信号情報の符号化は算術符号化のみで符号化を行なうことにより、符号化効率を劣化させずに符号化方式の切替処理の簡素化を可能にする画像符号化装置が実現できる。
【００５３】
図８は、本実施の形態の画像復号化装置４０における復号化機能に係る機能ブロック図である。なお、図８において、上記実施の形態１の画像復号化装置２０における機能ブロック図と同じ機能の構成及び同じ動作に係る信号は同じ記号を付し、その説明は省略する。
【００５４】
図８の画像復号化装置４０と上記実施の形態１の画像復号化装置２０との違いについて述べる。、上記画像復号化装置２０は画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報を復号化する場合は、複数の符号表の中から適切な符号表を選択して復号化を行なった。一方、その他の個別の画像信号情報は１つの符号表を用いて復号化を行なうのに対し、本画像復号化装置４０は、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報を復号化する場合は、固定長復号化方式もしくは符号表を用いる通常の可変長符号化（ハフマン符号化）の逆処理として復号化し、その他の個別の画像信号情報は算術符号化のみで復号化する。なお、図８の画像復号化装置４０は、上記図７の画像符号化装置３０によって符号化された画像符号化信号Strを復号化する装置である。
【００５５】
シンタックス解析部２６は、ヘッダシンタックス構造信号Stx_Hによって復号化選択部４１の出力を切り替える復号化選択信号SelDecを出力する。復号化選択部４１は、固定長復号化方式もしくは可変長復号化方式の一方を復号化選択信号SelDecによって選択し、選択された復号化方式に従って固定長復号化部４２もしくは可変長復号化部４３で復号化したヘッダ符号値InfVal_Hをヘッダ情報復号部２５に出力する。
【００５６】
算術復号化部４４は、ヘッダパラメータInf_Hを参照してフレームストリームStr_Fを算術復号化し、算術復号化されたフレーム符号値InfVal_Fを構成する。フレーム復号化部２７は、画像信号全体に共通する情報であるヘッダパラメータInf_Hを参照してフレーム符号値InfVal_Fを復号化し、復号動画像信号Voutを出力する。
【００５７】
以上のように、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報はシンタックスに応じて切り替える効率の良い符号化を行ない、個別の画像信号情報は算術符号化のみで符号化することで、符号化効率を劣化させずに切替処理を簡素化にした画像復号化装置を実現することが可能となる。
なお、上記の画像符号化装置１０、３０や画像復号化装置２０、４０以外にもヘッダ部の情報と個別の画像信号情報を分離させ、各々の情報の符号化や復号化を複数の符号表を用いることによって実現することも可能である。
【００５８】
図９は、上記のように、ヘッダ部の情報と個別の画像信号情報とを分け、各々の情報の符号化を行なう画像符号化装置５０の符号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
また、図１０は、上記図９の画像符号化装置５０に対応する画像復号化装置６０の復号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【００５９】
上記実施の形態１及び実施の形態２における符号化方法または復号化方法をまとめた表を図１１に示す。図１１（ａ）に示されるように、例えば方式１の通り、ヘッダ部の情報（図中では「ヘッダ情報」）とフレーム毎の画像信号に係る画像信号情報（図中では「フレーム情報」）の符号化を行なう場合は、従来の符号表を用いる符号化方式（以下、「符号表符号化」という。）と、算術符号化方式による符号化（以下、「算術符号化」という。）が考えられる。さらに、ヘッダ情報、フレーム情報それぞれを算術符号化（方式２）または符号表符号化（方式３）してもよい。
【００６０】
さらに、図１１（ｂ）に示されるように、ヘッダ情報、フレーム情報共に符号表符号化を用いる場合は、「単一」の符号表を用いる場合と、「複数」の符号表を用いる符号化方式が考えられる。具体的には、ヘッダ情報、フレーム情報双方に対して単一（方式３−１）または複数の符号表（方式３−３）を用いた符号表を適用してもよい。さらに、ヘッダ情報には複数の符号表、フレーム情報には単一の符号表（方式３−２）、またはヘッダ情報には単一の符号表、フレーム情報には複数の符号表（方式３−４）の符号表を適用しても良い。
【００６１】
なお、方式１においても、ヘッダ情報に単一の符号表、または複数の符号表を適用できることはいうまでもない。ここで、複数の符号表とは、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部、フレーム単位の画像信号に係る情報で各々独自に符号化方法が決められるため、予め適用される符号表の個数が限定されており、これにより符号表の切り替えが最低限に抑えられる。
【００６２】
実施の形態１及び実施の形態２における符号化方法または復号化方法では、画像全体に関わる情報については従来と同様に複数の符号化・復号化方法（符号表）を備えるが、フレーム毎の画像信号に係る個別の情報については共通の符号化・復号化方法を用いることに特徴がある。一般に、画像全体に関わる情報ではその情報を構成する各符号の符号語の発生頻度が大きく異なるために複数の符号化・復号化方法を準備しないと圧縮率が大きく低下する。一方、個別の情報については画像全体に関わる情報ほど符号語の発生頻度がそれほど変化しないので、共通の符号化・復号化方法を用いても圧縮率がそれほど低下しない。また、符号化・復号化で殆どの処理時間が画像全体に関わる情報でなく個別情報の処理に必要なことから、個別情報の符号化・復号化が、好ましくは、単一の符号化方法で簡単に実現できれば、装置の実現上大きな利点がある。特に、固定長符号化の方が可変長符号化よりも同期をとるための同期信号検出が容易であり、高圧縮の観点からは複数の符号化法が適しているという固定長符号化と可変長符号化の切り替えも含めた複数符号化方法の切り替えの利点と、符号化・復号化が単一の符号化方法で簡単に実現できるという単一符号化方法の利点とを比較し、後者の利点が大きい利用分野で有効と思われる。
【００６３】
また、算術符号化も可変長符号化の一種であり、算術符号化は圧縮効率が高い反面、特に固定長符号化や一般の可変長符号化（ハフマン符号化）と切り替えて使用すると複雑な処理が必要なことから、個別の情報については単一符号化方法として算術符号化のみを使用し、画像全体に関わる情報では算術符号以外を使用することが好ましい。
【００６４】
（実施の形態３）
上記実施の形態１又は実施の形態２で示した画像符号化方法または画像復号化方法を実現するためのプログラムをフレキシブルディスク等のコンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録し、上記各実施の形態で示した処理をパソコン等のコンピュータシステムにおいて実現することも可能である。
【００６５】
図１２は、上記実施の形態１及び実施の形態２において説明した画像符号化方法又は画像復号化方法を格納したフレキシブルディスク１２０１を用いて、コンピュータシステムにより実施する場合の説明図である。
【００６６】
図１２（ａ）は、記録媒体のフレキシブルディスク１２０１の物理フォーマットの例を示している。図１２（ｂ）は、フレキシブルディスクを正面からみた外観図、断面構造図、及びフレキシブルディスクを示し、フレキシブルディスク１２０１はケース１２０２内に内蔵され、当該ディスクの表面には、同心円状に外周から内周に向かって複数のトラックが形成され、各トラックは角度方向に１６のセクタに分割されている。従って、上記プログラムを格納したフレキシブルディスク１２０１では、ディスク上に割り当てられた領域に、上記画像符号化方法又は画像復号化方法を実現するプログラムが記録されることとなる。
【００６７】
また、図１２（ｃ）は、フレキシブルディスク１２０１に上記プログラムの記録再生を行なうための構成を示す。上記プログラムをフレキシブルディスク１２０１に記録する場合は、コンピュータシステム１２０４を用いることにより、上記画像符号化方法または画像復号化方法を実現するプログラムをフレキシブルディスクドライブ１２０３を介して書き込む。また、フレキシブルディスク内のプログラムにより上記画像符号化方法をコンピュータシステム１２０４中に構築する場合は、フレキシブルディスクドライブ１２０３を介してフレキシブルディスク１２０１から上記プログラムを読み出し、コンピュータシステムに転送する。
【００６８】
なお、本実施の形態では、記録媒体としてフレキシブルディスクを用いる場合について説明したが、光ディスクを用いて実現してもよい。また、記録媒体はこれに限らず、ＩＣカード、ＲＯＭカセット等、その他プログラムを記録できるものであれば同様に実施することができる。
【００６９】
（実施の形態４）
以下では、上記の実施の形態で示した画像符号化装置及び画像復号化装置を用いたシステムへの応用例について説明する。
【００７０】
図１３は、コンテンツの配信サービスを行なうためのコンテンツ供給システム１００の全体を示すブロック図である。このコンテンツ供給システム１００は、例えば、携帯電話の電話網１０４で構成され、基地局１０７〜１１０を介してコンピュータ１１１、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)１１２、カメラ１１３、携帯電話１１４等が接続されている。なお、この電話網１０４は、インターネットサービスプロバイダ１０２を介してインターネット１０１に接続されている。
【００７１】
カメラ１１３は、例えば、デジタルビデオカメラ等であり、動画の撮影が可能である。携帯電話１１５は、ＰＤＣ(Personal Digital Communications)方式、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)方式、Ｗ−ＣＤＭＡ(Wideband-Code Division Multiple Access)方式、もしくはＧＳＭ(Global System for Mobile Communications)方式等の携帯電話機、またはＰＨＳ(Personal Handyphone System)の端末装置等である。
【００７２】
また、ストリーミングサーバ１０３は、サーバ接続専用ネットワーク１０５又はインターネット１０１等を介して電話網１０４に接続されており、カメラ１１３によって撮影された画像の符号化データのライブ配信等を可能にする。この場合、画像の符号化処理は、カメラ１１３で行なっても、このカメラに接続されているサーバ１１３ａで行なってもよい。また、カメラ１１６で撮影された画像の画像データをコンピュータ１１１を介してストリーミングサーバ１０３に送信することとしてもよい。ここで、カメラ１１６は、例えばデジタルカメラであり、静止画の撮影が可能である。この場合、画像データの符号化は、カメラで行なってもコンピュータ１１１で行なってもよい。また、上記の符号化処理は、カメラ１１６やコンピュータ１１１に内蔵されているＬＳＩ１１７において実行されることになる。さらに、カメラ付きの携帯電話１１５で撮影した画像データを送信してもよい。このときの画像データは、携帯電話に内蔵されているＬＳＩによって符号化されたデータである。
【００７３】
なお、画像符号化／復号化用のソフトウェアをコンピュータ１１１等で読み取り可能な記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク又はハードディスク等の蓄積メディア）に格納してもよい。
【００７４】
図１４は、携帯電話１１４の外観の一例を示す図である。図１４に示されるように、携帯電話１１４は、アンテナ２０１、動画や静止画の撮影が可能なＣＣＤ方式等を採用したカメラ部２０３、カメラ部２０３で撮影した映像やアンテナ２０１を介して受信した映像等を表示するための液晶ディスプレイ等の表示部２０２、操作キー群を有する本体部２０４、音声を出力するためのスピーカ等を備える音声出力部２０８、音声を入力するためのマイク等を備える音声入力部２０５、撮影／受信した動画や静止画のデータもしくは受信したメールのデータ等を保存するための記憶メディア２０７、記憶メディア２０７を装着させるためのスロット部２０６等を有している。記憶メディア２０７は、例えばＳＤカードであり、プラスティックケース内に電気的に書換えや消去が可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)の一種であるフラッシュメモリを格納したものである。
【００７５】
本コンテンツ供給システム１００では、ユーザがカメラ１１３、カメラ１１６等で撮影したコンテンツ（例えば、音楽ライブを撮影した映像等）を上記の実施の形態と同様に符号化処理してストリーミングサーバ１０３に送信する一方で、ストリーミングサーバ１０３は、要求のあったクライアントに対して上記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の復号化を可能とするコンピュータ１１１、ＰＤＡ１１２、カメラ１１３、携帯電話１１４等がある。
【００７６】
以上の構成とすることで、コンテンツ供給システム１００は、符号化されたデータをクライアントにおいて受信して再生することができ、さらにクライアントにおいてリアルタイムで受信して復号化し、再生することにより、個人放送をも実現可能にする。
【００７７】
さらに、携帯電話１１４について図１５を用いて説明する。携帯電話１１４は、表示部２０２及び本体部２０４の各部を統括的に制御する主制御部３１１、電源回路部３１０、操作入力制御部３０４、画像符号化部３１２、カメラ制御部３０３、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)制御部３０２、画像復号化部３０９、多重分離部３０８、記録再生部３０７、変復調回路部３０６及び音声処理部３０５がバス３１３を介して相互に接続されている。電源回路部３１０は、ユーザの操作により、通話又は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が供給され、カメラ付き携帯電話１１４を動作可能な状態に起動する。携帯電話１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等からなる主制御部３１１の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部２０５で収集した音声信号を音声処理部３０５においてデジタル音声データに変換し、これを変復調回路部３０６で巣ペクトラム拡散処理し、送受信回路部３０１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２０１を介して送信する。また、携帯電話１１４は、音声通話モード時にアンテナ２０１で受信した信号を増幅して周波数変換処理及びアナログデジタル変換処理を施し、変復調回路部３０６でスペクトラム逆拡散処理を行ない、音声処理部３０５においてアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部２０８を介して出力する。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２０４の操作入力制御部３０４を介して入力されたテキストデータは、主制御部３１１に送出される。主制御部３１１は、テキストデータを変復調回路部３０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部３０１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２０１を介して基地局１１０へ送信する。
【００７８】
データ通信モード時に画像データを送信する場合、主制御部３１１は、カメラ部２０３で撮影された画像データをカメラ制御部３０３を介して画像符号化部３１２に供給する。また、画像データを送信しない場合は、カメラ部２０３で撮影画像データをカメラ制御部３０３及びＬＣＤ制御部３０２を介して表示部２０２に直接表示させることも可能である。
【００７９】
画像符号化部３１２は、カメラ部２０３から供給された画像データを上記実施の形態で示した符号化方法によって圧縮符号化することにより、符号化画像データに変換し、これを多重分離部３０８に送出する。また、このとき、同時に、携帯電話１１４は、カメラ部２０３で撮影中に音声入力部２０５で収集した音声を音声処理部３０５を介してデジタルの音声データとして多重分離部３０８に送出する。
【００８０】
多重分離部３０８は、画像符号化部３１２から供給された符号化された画像データと音声処理部３０５から供給された音声データと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復調回路部３０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部３０１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２０１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、アンテナ２０１を介して基地局１１０から受信した信号を変復調回路部３０６でスペクトラム逆拡散処理し、その結果得られる多重化データを多重分離部３０８に送出する。
【００８１】
また、アンテナ２０１を介して受信された多重化データを復号化するには、多重分離部３０８は、多重化データを分離することにより、符号化された画像データと音声データとに分け、バス３１３を介して当該符号化された画像データを画像復号化部３０９に供給すると共に当該音声データを音声処理部３０５に供給する。
【００８２】
次に、画像復号化部３０９は、符号化された画像データを上記の実施の形態で示した符号化方法に対応した復号化方法で復号することにより、再生動画像データを生成し、これをＬＣＤ制御部３０２を介して表示部２０２に供給し、これにより、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画像データが表示される。このとき同時に音声処理部３０５は、音声データをアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部２０８に供給し、これにより、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音声データが再生される。
【００８３】
なお、上記システムの例に限られず、最近は、衛星波や地上波によるデジタル放送が話題となっており、図１６に示されるように、デジタル放送用システムにも上記実施の形態の少なくとも符号化方法又は復号方法の何れかを組み込むことができる。具体的には、放送局４０９では、映像情報の符号化ビットストリームが電波を介して通信又は放送用等の衛星４１０に伝送される。これを受信した衛星４１０は、放送用の電波を受信し、この電波を衛星放送受信設備を有する家庭のアンテナ４０６で受信し、テレビ受像機４０１又はセットトップボックス４０７などの装置により符号化ビットストリームを復号化してこれを再生する。また、記録媒体である蓄積メディア４０２に記録した符号化ビットストリームを読み取り、復号化する再生装置４０３にも上記実施の形態で示した復号化方法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４０４に表示される。また、ケーブルテレビ用のケーブル４０５又は衛星／地上波放送のアンテナ４０６に接続されたセットトップボックス４０７内に復号化装置を実装し、これをテレビモニタ４０８で再生する構成も考えられる。このとき、セットトップボックスではなく、テレビ内に符号化装置を組み込んでもよい。また、アンテナ４１１を有する車４１２で衛星４１０から又は基地局１０７等から信号を受信し、車４１２が有するカーナビゲーション４１３等の表示装置に動画を再生させることも可能である。
【００８４】
なお、カーナビゲーション４１３の構成は、例えば上記図１５に示される構成のうち、カメラ部２０３とカメラ制御部３０３を除いた構成が考えられ、同様なことがコンピュータ１１１やテレビ受像機４０１等でも考えられる。また、上記携帯電話１１４等の端末は、符号化器／復号化器の両方を備える送受信型の端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末の３通りの実装形式が考えられる。
【００８５】
このように、上記の符号化方法、復号化方法を実装することにより、上記実施の形態で示した何れの装置、システムにおいても実現が可能となる。
【００８６】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る画像符号化方法及び画像復号化方法によれば、画像全体に関わる情報を符号化する場合は従来と同様に複数の符号表を用いるが、個別の画像情報については単一の符号化方式／復号化方式（符号表）を用いるので、圧縮率をほとんど低下させることなく、個別の画像情報の符号化又は復号化の処理が簡潔に実現でき、コストダウン等を図ることが可能となる為、その実用的価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の画像符号化装置における符号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【図２】図１に示した画像符号化装置における機能ブロック図で符号化された画像符号化信号のストリーム構成図である。
【図３】（ａ）は、一般的なフレームデータのデータ構成図である。
（ｂ）は、上記のスライス構造のフレームデータのデータ構成図である。
【図４】（ａ）は、画像符号化装置において可変長符号化を行なう際に使用する符号表の一例である。
（ｂ）は、画像符号化装置において固定長符号化を行なう際に使用する符号表の一例である。
【図５】実施の形態１の画像復号化装置における復号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【図６】実施の形態１における画像符号化装置の符号化処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２の画像符号化装置における符号化機能に係る機能ブロック図である。
【図８】実施の形態２の画像復号化装置における復号化機能に係る機能ブロック図である。
【図９】ヘッダ部の情報と個別の画像信号情報とを分け、各々の情報の符号化を行なう画像符号化装置の符号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【図１０】図９の画像符号化装置に対応する画像復号化装置の復号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【図１１】実施の形態１及び実施の形態２における符号化方法をまとめた表を示した図である。
【図１２】（ａ）は、実施の形態３における記録媒体であるフレキシブルディスクの物理フォーマットの例を示す図である。
（ｂ）は、フレキシブルディスクを正面からみた外観図、断面構造図、及びフレキシブルディスクを示す図である。
（ｃ）は、フレキシブルディスクにプログラムの記録再生を行なうためのシステム構成の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態４におけるコンテンツの配信サービスを行なうためのコンテンツ供給システムの全体を示すブロック図である。
【図１４】携帯電話の外観図の一例である。
【図１５】携帯電話の機能構成図の一例である。
【図１６】デジタル放送用システムのシステム構成図の一例である。
【図１７】従来の画像符号化装置における符号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【図１８】従来の画像符号化信号のストリーム構成を示す図である。
【図１９】従来の画像復号化装置における復号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１０ 画像符号化装置
１１ ヘッダ情報作成部
１２ シンタックス解析部
１３ フレーム符号化部
１５ 固定長・可変長符号化部
１６ 可変長符号化部
１６ａ 符号表
１７ 多重化部
２０ 画像復号化装置
２１ 分離部
２２ 固定長・可変長復号化部
２３ 可変長復号化部
２３ａ 符号表
２５ ヘッダ情報復号部
２６ シンタックス解析部
２７ フレーム復号化部
３０ 画像符号化装置
３１ 符号化選択部
３２ 固定長符号化部
３３ 可変長符号化部
３４ 算術符号化部
４０ 画像復号化装置
４１ 復号化選択部
４２ 固定長復号化部
４３ 可変長復号化部
４４ 算術復号化部
５０ 画像符号化装置
５４ 固定長・可変長符号化部
６０ 画像復号化装置
６１ 固定長・可変長復号化部
１００ コンテンツ供給システム
１０１ インターネット
１０２ インターネットサービスプロバイダ
１０３ ストリーミングサーバ
１０４ 電話網
１０５ サーバ接続専用ネットワーク
１０７〜１１０ 基地局
１１１ コンピュータ
１１２ ＰＤＡ
１１３ カメラ
１１３ａ サーバ
１１４、１１５ 携帯電話
１１６ カメラ
１１７ ＬＳＩ
２０１ アンテナ
２０２ 表示部
２０３ カメラ部
２０４ 本体部
２０５ 音声入力部
２０６ スロット部
２０７ 記憶メディア
２０８ 音声出力部
３０１ 送受信回路部
３０２ ＬＣＤ制御部
３０３ カメラ制御部
３０４ 操作入力制御部
３０５ 音声処理部
３０６ 変復調回路部
３０７ 記録再生部
３０８ 多重分離部
３０９ 画像復号化部
３１０ 電源回路部
３１１ 主制御部
３１２ 画像符号化部
３１３ バス
４０１ テレビ受像機
４０２ 蓄積メディア
４０３ 再生装置
４０４ モニタ
４０５ ケーブル
４０６ アンテナ
４０７ セットトップボックス
４０８ テレビモニタ
４０９ 放送局
４１０ 衛星
４１１ アンテナ
４１２ 車
４１３ カーナビゲーション
５００ 画像符号化装置
５０１ フレーム符号化部
５０２ シンタックス解析部
５０３ 固定長・可変長符号化部
５０４ 符号表選択部
６００ 画像復号化装置
６０１ 固定長・可変長復号化部
６０２ 符号表選択部
６０３ フレーム復号化部
６０４ シンタックス解析部
１２０１ フレキシブルディスク
１２０２ ケース
１２０３ フレキシブルディスクドライブ
１２０４ コンピュータシステム
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像符号化方法及び画像復号化方法に関し、特に画像信号を効率良く記録・伝送するためのデータ圧縮に関わる符号化技術、復号化技術及びそれらの装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、音声、画像、その他のコンテンツを統合的に扱うマルチメディア時代を迎え、従来からの情報メディア、つまり新聞、雑誌、テレビ、ラジオ、電話等の情報を人に伝達する手段がマルチメディアの対象として取り上げられるようになってきた。一般に、マルチメディアとは、文字だけでなく、図形、音声、特に画像等を同時に関連づけて表すものをいうが、上記従来の情報メディアをマルチメディアの対象とするには、その情報をデジタル形式にして表すことが必須条件となる。
【０００３】
ところが、上記の各情報メディアの持つ情報量をデジタル情報量として見積もってみると、文字の場合１文字当たりの情報量は１〜２バイトであるのに対し、音声の場合は１秒当たり６４Ｋｂiｔｓ（電話品質）、さらに、動画については１秒当たり１００Ｍｂｉｔｓ（現行テレビ受信品質）以上の情報量が必要となり、上記情報メディアでその膨大な情報をデジタル形式でそのまま扱うことは現実的ではない。例えば、テレビ電話は、６４Ｋｂｐｓ〜１.５Ｍｂｐｓの伝送速度を持つサービス総合デジタル網（ＩＳＤＮ：Integrated Services Digital Network）によって、すでに実用化されているが、テレビやカメラの映像をそのままＩＳＤＮで送ることは実用的とはいえない。
【０００４】
そこで、必要となってくるのが情報の圧縮技術であり、例えば、テレビ電話の場合、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合 電気通信標準化部門）で勧告されたＨ．２６１やＨ．２６３規格の動画圧縮技術が用いられている。また、ＭＰＥＧ−１規格の情報圧縮技術によると、通常の音楽用ＣＤ（コンパクト・ディスク）に音声情報と共に画像情報を入れることも可能となる。
【０００５】
ここで、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）とは、動画像信号のデジタル圧縮の国際規格であり、ＭＰＥＧ−１は、動画像信号を１．５Ｍｂｐｓのレートで伝送できるように、つまりテレビ信号の情報を約１００分の１にまで圧縮する規格である。また、ＭＰＥＧ−１規格を対象とする伝送速度が、主として約１．５Ｍｂｐｓに制限されていることから、さらなる高画質化の要求をみたすべく規格化されたＭＰＥＧ−２では、動画像信号を２〜１５ＭｂｐｓのレートでＴＶ放送品質のデータ伝送を可能にする。
【０００６】
さらに現状では、ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２と標準化を進めてきた作業グループ（ISO/IEC JTC1/SC29/WG11）によって、より圧縮率が高いＭＰＥＧ−４が規格化された。ＭＰＥＧ−４では、当初、低ビットレートで効率の高い符号化が可能になるだけでなく、伝送路誤りが発生しても主観的な画質劣化を小さくできる強力な誤り耐性技術も導入されている。
【０００７】
さて、Ｈ．２６３やＭＰＥＧ−４等、従来の画像符号化では、画像信号に様々な信号変換・圧縮処理を行って画像信号を様々な種類の数値に変換し、変換された各数値の意味によって適切に選択した符号表に基づいた固定長符号化もしくは可変長符号化を行っている。一般に、符号化においては、生起頻度が高い符号には短い符号長の符号語を割り当て、生起頻度が低い符号には長い符号長の符号語を割り当てることで圧縮率を向上させている。信号変換・圧縮処理によって変換された数値は、その数値が表す意味によって数値の発生頻度が異なるわけであるから、それらの数値に対応する符号語が記載された符号表を適切に選択することで、画像符号化の圧縮率が向上することになる。従来の画像符号化に対応する従来の画像復号化では、画像符号化で使用した符号表と同じ符号表を使用して、正しい復号化を行なっている。
【０００８】
図１７は、従来の画像符号化装置５００における符号化機能に係る部分の機能ブロック図である。図１７に示されるように、画像符号化装置５００は、ヘッダ・フレーム符号化部５０１、シンタックス解析部５０２、固定長・可変長符号化部５０３及び符号表選択部５０４を備える。
ヘッダ・フレーム符号化部５０１は、動画像信号Vinを入力し、この動画像信号Vinから画像全体に共通する情報であるヘッダ部の情報及びフレーム毎の画像信号情報を作成する。
【０００９】
具体的には、ヘッダ・フレーム符号化部５０１は、ヘッダ部の情報として、その共通情報であるヘッダパラメータ(Inf_H、図示せず。)とそれを数値に変換したヘッダ符号値(InfVal_H)、及びヘッダ符号値の数値の意味を示すヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)を生成し、このヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)をシンタックス解析部５０２に出力し、ヘッダ符号値(InfVal_H)を固定長・可変長符号化部５０３に出力する。さらに、ヘッダ・フレーム符号化部５０１は、フレーム毎の画像信号情報として、各フレームの画像信号を符号化した結果得られる数値であるフレーム符号値(InfVal_F)、及びフレーム符号値の数値の意味を示すフレームシンタックス構造信号(Stx_F)を生成し、このフレームシンタックス構造信号(Stx_F)をシンタックス解析部５０２に出力し、フレーム符号値(InfVal_F)を固定長・可変長符号化部５０３に出力する。なお、図１７においては、ヘッダ符号値(InfVal_H)とフレーム符号値(InfVal_F)をまとめて"InfVal_X"と記載し、ヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)とフレームシンタックス構造信号(Stx_F)をまとめて"Stx_X"と記載している。
【００１０】
シンタックス解析部５０２は、ヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)又はフレームシンタックス構造信号(Stx_F)に基づいて、符号表選択信号(Sel_H又はSel_F)を生成し、符号表選択部５０４に出力する。すなわち、シンタックス解析部５０２は、ヘッダシンタックス構造信号又はフレームシンタックス構造信号が示す値に基づいて、複数の符号表から適切な符号表を選択するための符号表選択信号(例えば、Sel_H1〜Sel_H3、又はSel_F1〜Sel_F3)を生成する。なお、図１７においては、符号表選択信号(Sel_H及びSel_F)をまとめて"Sel_X"と記載している。
【００１１】
固定長・可変長符号化部５０３は、上記のヘッダ符号値(InfVal_H)及びフレーム符号値(InfVal_F)に基づいて、画像符号化信号(Str)を構成する。具体的には、ヘッダ符号値(InfVal_H)を符号化の基本単位である単位ヘッダ符号値(Val_H：例えば、Val_H1〜Val_H3)に分解し、それらの単位ヘッダ符号値に基づいて符号表選択部５０４において符号表を選択してヘッダ符号語(Code_H)を得ると共に、ヘッダ符号値(InfVal_H)とヘッダ符号語(Code_H)とを組み合わせてヘッダストリーム(Str_H)を構成する。さらに、固定長・可変長符号化部５０３は、上記フレーム符号値(InfVal_F)を符号化の基本単位である単位フレーム符号値(Val_F：例えば、Val_F1〜Val_F3)に分解し、それらの単位フレーム符号語に基づいて符号表選択部５０４において符号表を選択してフレーム符号語(Code_F)を得ると共に、フレーム符号値(InfVal_F)とフレーム符号語(Code_F)とを組み合わせてフレームストリーム(Str_F)を構成する。さらにまた、固定長・可変長符号化部５０３は、ヘッダストリーム(Str_H)とフレームストリーム(Str_F)とを多重化し、画像符号化信号(Str)を構成する。なお、図１７においては、単位ヘッダ符号値(Val_H）及び単位フレーム符号値(Val_F)をまとめて"Val_X"と記載し、ヘッダ符号語(Code_H)及びフレーム符号語(Code_F)をまとめて"Code_X"と記載している。
【００１２】
符号表選択部５０４は、上記のように、符号表選択信号Sel_X及び単位ヘッダ符値又は単位フレーム符号値に基づいて符号表を選択し、その選択された符号表に従ってヘッダ符号語又はフレーム符号語を生成して固定長・可変長符号化部５０３に出力する。
【００１３】
図１８は、従来の画像符号化信号のストリーム構成を示す図である。画像符号化信号Strは、画像を構成する各フレームの画像信号情報が格納されるフレームデータFrmDataと各フレームに共通の情報であるシーケンスヘッダSeqHdrで構成される。シーケンスヘッダSeqHdrは、送受信間で同期をとるための同期信号SeqSync、各フレームの画像サイズSize及びフレームレートFrmRateの各情報で構成される。一方、フレームデータFrmDataは、フレームを構成するマクロブロック固有のデータであるマクロブロックデータMBと各マクロブロックで共通のデータであるフレームヘッダFrmHdrで構成される。フレームヘッダFrmHdrは、フレームの同期をとるための同期信号FrmSyncとフレームを表示する時刻を示すフレーム番号FrmNoで構成される。また、マクロブロックデータMBは、当該マクロブロックが符号化されているか否かを示す符号化フラグCod、各マクロブロックの符号化方法を示すマクロブロック符号化モードMode、動き補償を付加して符号化されている場合には、その動き量を表す動き情報MV及び各画素の符号化データである画素値データCoefで構成される。
【００１４】
図１９は、従来の画像復号化装置６００における復号化機能に係る部分の機能ブロック図である。同図において、上記図１７の従来の画像符号化装置５００における機能ブロック図と同じ機能を有する構成及び同じ意味の信号には同じ符番を付し、その説明は省略する。
【００１５】
固定長・可変長復号化部６０１は、画像符号化信号Strをヘッダストリーム(Str_H)とフレームストリーム(Str_F)に分離する。さらに、固定長・可変長復号化部６０１は、ヘッダストリーム(Str_H)を復号化の基本単位であるヘッダ符号語Code_H（例えば、Code_H1〜Code_H3）に分解し、符号表選択部６０２においてヘッダ符号語Code_Hに対応する単位ヘッダ符号値(Val_H)を得て、それらを組み合わせてヘッダ符号値(InfVal_H)を構成する。さらにまた、固定長・可変長復号化部６０１は、上記ヘッダストリーム(Str_H)の場合と同様に、フレームストリーム(Str_F)に対しても、復号化の基本単位であるフレーム符号語Code_F(例えば、Code_F1〜Code_F3)に分解し、符号表選択部６０２においてフレーム符号語Code_Fに対応する単位フレーム符号値Val_Fを得て、それを組み合わせてフレーム符号値(InfVal_F)を構成する。
【００１６】
ヘッダ・フレーム復号化部６０３は、ヘッダ符号値(InfVal_H)を復号してヘッダ部の情報を復元し、その共通情報であるヘッダパラメータ(Inf_H、図示せず。)と後続のヘッダ符号値の特徴を示すヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)を出力する。ここで、ヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)は、ヘッダ部の次の符号語を復号化するために必要な次の符号語の意味を示す情報である。さらに、ヘッダ・フレーム復号化部６０３は、上記ヘッダ符号値(InfVal_H)の場合と同様に、各フレームのフレーム符号値InfVal_Fを復元し、その符号値の意味を示すフレームシンタックス構造信号Stx_Fと復号動画像信号Voutとを出力する。
【００１７】
シンタックス解析部６０４は、ヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)によってヘッダ部の次の符号語を復号化するために符号表選択部６０２の出力を切り替えるための符号表選択信号(Sel_H)を出力する。すなわち、シンタックス解析部６０４は、ヘッダシンタックス構造信号(Stx_H)が示す値によって、複数の符号表から適切な符号表を切り替えるための符号表選択信号(Sel_H)を生成する。さらに、シンタックス解析部６０４は、上記ヘッダシンタックス構造信号(Str_H)の場合と同様に、フレームシンタックス構造信号(Stx_F)によって符号表選択信号(Sel_F)を出力する。
【００１８】
ここで、フレームシンタックス構造信号Stx_Fは、次の符号語を復号化するために必要な次の符号語の特徴を示す情報である。シンタックス解析部６０４は、フレームシンタックス構造信号Stx_Fによって次の符号語を復号化するために符号表選択部の出力を切り替えるための符号表選択信号Sel_Fを出力する。すなわち、シンタックス解析部６０４は、フレームシンタックス構造信号Stx_Fが示す値に基づいて、複数の符号表から適切な符号表を切り替えるための符号表選択信号Sel_Fを生成する。なお、図１９においても上記図１７と同様に、ヘッダ部の情報とフレーム毎の画像信号情報に関する信号の共通の総称として"InfVal_X"、"Stx_X"、"Sel_X"、"Val_X"、"Code_X"を使用している。
【００１９】
なお、上記図１７及び図１９のヘッダストリームStr_Hは、図１８の従来の画像符号化信号のストリーム構成のシーケンスヘッダSeqHdr、もしくはシーケンスヘッダSeqHdrとフレームヘッダFrmHdrとを合わせたものに対応し、フレームストリームStr_Fは、それぞれフレームデータFrmData、もしくはマクロブロックデータMBに対応する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の画像符号化装置及び従来の画像復号化装置には、圧縮率を高めるためには複数の符号表が必要であり、
(１)符号表を切り替えるための処理が複雑になる。
という課題がある。高性能・大容量のコンピュータで符号化・復号化を行なう際にはこれらの課題は特に問題とならないが、携帯端末などの小メモリ・低演算能力での実現が困難になり、問題となる。特に、従来の画像符号化装置及び従来の画像復号化装置では、シンタックス構造信号(Stx_X)によって、符号表選択部５０４、６０２で頻繁に符号表が切り替えられるため、符号表の切替処理が複雑になるおそれがあった。
【００２１】
また、可変長符号化には、復号が比較的容易な符号表を用いて符号化するハフマン符号化と、符号化・復号化処理が複雑であるが圧縮効率の高い算術符号化の２通りがある。算術符号化も一種の可変長符号化であり、算術符号化の符号化・復号化で使用する確率が符号表に相当する。しかしながら、両者が同じストリーム中に複雑に混在する場合には、符号化及び復号化の過程でハフマン符号化と算術符号化号表を切り替えるための処理が非常に複雑であるため、上記の携帯端末などにおいては実現が困難であるという問題がある。
【００２２】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、携帯端末などのように小メモリ・低演算能力であっても、従来と同等のデータ圧縮を可能とする画像符号化方法及び画像復号化方法を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像符号化方法は、フレーム単位の画像信号を含む情報を符号化するための画像符号化方法であって、前記符号化の対象となる情報には、前記画像信号全体の特徴に関する情報と前記フレーム単位の画像信号に係る情報とが含まれ、前記画像信号全体の特徴に関する情報に対しては、複数の符号化方式を利用して符号化を行なう複数符号化ステップと、前記フレーム単位の画像信号に係る情報に対しては、各フレーム共通の符号化方式を利用して符号化を行なう共通符号化ステップと、前記符号化された画像信号全体の特徴に関する情報と前記符号化されたフレーム単位の画像信号に係る情報とを多重して符号化を行なう多重符号化ステップとを含むことを特徴とする。
【００２４】
さらに、上記目的を達成するために、本発明に係る画像復号化方法は、フレーム単位の画像信号を含む多重化された情報を復号化するための画像復号化方法であって、前記復号化の対象となる情報には、前記画像信号全体の特徴に関する情報と前記フレーム単位の画像信号に係る情報とが含まれ、前記多重化されている情報から、前記画像信号全体の特徴に関する情報と前記フレーム単位の画像信号に係る情報とを分離する分離復号化ステップと、分離された前記画像信号全体の特徴に関する情報に対しては、複数の復号化方式を利用して復号化を行なう複数復号化ステップと、分離された前記フレーム単位の画像信号に係る情報に対しては、各フレーム共通の復号化方式を利用して復号化を行なう共通復号化ステップとを含むことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について、図１から図１６を用いて説明する。（実施の形態１）
図１は、本実施の形態の画像符号化装置１０における符号化機能に係る部分の機能ブロック図である。図１において、上記図１７に示した従来の画像符号化装置５００における信号と同じ動作に係る信号については同じ記号を付し、その説明は省略する。
【００２６】
本実施の形態に係る画像符号化装置１０は、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部には複数の符号化方式が適用され、フレーム単位の画像信号に係る情報には単一の符号化方式が適用されることを特徴としている。
ここで、本明細書においてはフレームで説明しているが、インターレス画像信号の場合はフレームの代りにフィールドとしてもよい。
なお、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報を作成し符号化するための構成及びその動作は、上記図１７の従来の画像符号化装置５００の場合と全く同じである。
【００２７】
図１に示されるように、画像符号化装置１０は、上記従来の画像符号化装置５００に比べ、新たにフレーム符号化部１３及び可変長符号化部１６を備える。なお、多重化部１７は、上記従来の画像符号化装置５００の固定長・可変長符号化部５０３における機能のうち、一部の機能を抜き出したものである。
【００２８】
フレーム符号化部１３は、動画像信号Vinから個別の画像信号情報を作成する部分であり、ヘッダパラメータInf_Hを参照して各フレームの画像信号情報を符号化した結果得られる数値であるフレーム符号値InfVal_Fを可変長符号化部１６に出力する。
【００２９】
可変長符号化部１６は、フレーム符号値InfVal_Fを符号化の基本単位である単位フレーム符号値Val_Fに分解し、符号表１６ａのみを使用して単位フレーム符号値Val_Fをフレーム符号語Code_Fに変換し、変換されたフレーム符号語を組み合わせてフレームストリームStr_Fを構成する。これにより、フレーム単位の画像信号に係る情報は、従来のようにシンタックスに応じて符号化方式を切り替えることもなく、全フレームにおいて共通で単一の符号化方式が適用される。
【００３０】
多重化部１７は、ヘッダストリームStr_HとフレームストリームStr_Fとを多重化し、画像符号化信号Strを構成する。
【００３１】
図２は、上記図１に示した画像符号化装置１０における機能ブロック図で符号化された画像符号化信号Strのストリーム構成図である。図２に示されるように、本ストリームは、シーケンスヘッダSeqHdrと複数のフレームデータFrmDataから構成されている。この場合、シーケンスヘッダSeqHdrは、画像信号全体に共通する情報であり、フレームデータFrmDataは、符号表１６ａのみを用いて符号化されたデータである。
【００３２】
なお、シーケンスヘッダSeqHdrとフレームデータFrmDataとは同じストリーム内で連続して送信する必要は必ずしもなく、復号化装置側で先にシーケンスヘッダSeqHdrを認識できるように制御すれば、それぞれ異なるストリームで送信してもよい。
【００３３】
図３は、上記図２におけるフレームデータのデータ構成図である。
図３（ａ）は、一般的なフレームデータFrmDataのデータ構成図である。この場合、フレームデータFrmDataのフレームヘッダFrmHdrを画像信号全体に共通する情報として複数の符号化方式（符号表）で符号化を行ない、マクロブロックデータMBを単一の符号化方式（例えば、符号表１６ａのみ）で符号化を行なう場合の例である。この場合、符号化・復号化でストリームの大部分を占めるマクロブロックデータMBを単一の符号化方式（符号表１６ａのみ）で符号化を行なうため、従来は必要であった符号化方式（符号表）を頻繁に切り替える処理が不要になり、従来と同等の機能を有する画像符号化装置を簡素化して実現することが可能となる。
【００３４】
なお、フレームヘッダFrmHdrとマクロブロックデータMBとは同じストリーム内で連続して送信する必要は必ずしもない。復号化装置側で先にフレームヘッダFrmHdrを認識できるように制御すれば、同じストリーム内で不連続な状態で送信してもよいし、それぞれ異なるストリームで送信してもよい。
【００３５】
なお、図３(ａ)に示すストリーム構成では、フレームデータFrmDataのフレームヘッダFrmHdrを画像信号全体に共通する情報としたが、ＭＰＥＧ−１やＭＰＥＧ−２のスライス構造、ＭＰＥＧ−４のビデオパケット構造のように、さらにマクロブロックを複数集めて１つのフレームを構成し、そのマクロブロックの集合体の先頭に、さらに同期信号などの共通な情報（ヘッダ）を配置した場合には、そのマクロブロックの集合体のヘッダを画像信号全体に共通する情報とし、そのヘッダ以外の画像データを単一の符号表１６ａで符号化することとしてもよい。このマクロブロックの集合体で構成されるフレームは、スライス(Slice)と称される。
【００３６】
図３（ｂ）は、上記のスライス構造のフレームデータのデータ構成図である。スライスヘッダSliceHdrを画像信号全体に共通する情報とし、複数の符号表で符号化を行ない、各スライスSliceのマクロブロックデータMBを単一の符号表１６ａで符号化を行なう。なお、スライスヘッダSliceHdrとマクロブロックデータMBとは同じストリーム内で連続して送信する必要は必ずしもない。復号化装置側で先にスライスヘッダSliceHdrを認識できるように制御すれば、同じストリーム内で不連続な状態で送信してもよいし、それぞれ異なるストリームで送信してもよい。
【００３７】
図４は、本実施の形態において使用する符号表の一例である。図４（ａ）は、画像符号化装置１０において可変長符号化を行なう際に使用する符号表の一例である。図４（ａ）に示されるように、発生頻度が高いデータ「０」〜「２」については、対応する符号語の符号長が短く、発生頻度が低い「３」〜「６」については、対応する符号語の符号長が長くなっている。
また、図４（ｂ）は、画像符号化装置１０において固定長符号化を行なう際に使用する符号表の一例である。図４（ｂ）に示されるように、各データに対応する符号語の語長は一定であるが、画像符号化装置１０内の最大フレームメモリ数が大きくなるに従って、符号語の符号長が長くなっている。
【００３８】
図５は、本実施の形態の画像復号化装置２０における復号化機能に係る部分の機能ブロック図である。画像復号化装置２０は、上記の画像符号化装置１０によって符号化された画像符号化信号Strを復号化して復号動画像信号Voutを出力する。図５において、上記図１９の従来の画像復号化装置６００における信号と同じ動作に係る信号は同じ記号を付し、その説明は省略する。
なお、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報を復号化するための構成及びその動作は、上記図１９の従来の画像復号化装置６００の場合と同じである。
【００３９】
分離部２１は、画像符号化信号Strを入力し、ヘッダストリームStr_HとフレームストリームStrFに分離する。可変長復号化部２３は、フレームストリームStr_Fを構成するフレーム符号語Code_Fを符号表１６ａのみを使用してフレーム符号値Val_Fに変換し、単位フレーム符号値Val_Fから符号化された信号の数値であるフレーム符号値InfVal_Fを構成する。フレーム復号化部２７は、画像信号全体に共通する情報であるヘッダパラメータInf_Hを参照して、フレーム符号値InfVal_Fを復号化し、復号後の動画像信号Voutを出力する。
【００４０】
以上のようにして、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報以外の情報については、単一の符号表１６ａのみで復号化を可能としているため、従来は必要であった復号化方式（符号表）を頻繁に切り替える処理が不要になり、同等の機能を有する画像復号化装置を簡素化して実現することが可能となる。
【００４１】
なお、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報とは、上記図２の画像符号化信号のストリーム構成におけるシーケンスヘッダSeqHdrや図３（ａ）のフレームデータFrmDataのフレームヘッダFrmHdrである。上記の画像符号化装置１０の場合と同様に、マクロブロックデータMBを単一の符号表２３ａで復号化してもよい。さらに、上記の画像符号化装置１０の場合と同様に、画像符号化信号のストリーム構成がスライス構造を有する場合は、スライスヘッダSliceHdrを画像信号全体に共通する情報とし、スライスヘッダ以外の情報を単一の符号表２３ａで復号化してもよい。
【００４２】
次に、上記のように構成された画像符号化装置１０の動作について説明する。図６は、画像符号化装置１０の符号化処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
最初に、ヘッダ情報作成部１１に動画像信号Vinが入力されると（Ｓ６１）、ヘッダシンタックス構造信号Stx_Hに基づいてヘッダ符号値InfoVal_Hを符号化する符号表が選択される（Ｓ６３）。ヘッダ情報作成部１１及び固定長・可変長符号化部１５は、従来と同様の方法で、動画像信号Vinに基づいてヘッダ部の情報を作成し、分解された単位ヘッダ符号値（Val_H）に従って符号表を選択してその符号化を行なって（Ｓ６４〜Ｓ６６）、ヘッダストリームを構成する（Ｓ６７）。
一方、フレーム符号化部１３は、動画像信号Vinを取得すると（Ｓ６１）、ヘッダ部の情報以外の情報について、符号表１６ａのみを用いて符号化を行なって（Ｓ６８）、フレームストリームを構成する（Ｓ６９）。
多重化部１７は、ヘッダストリームとフレームストリームを多重化して画像符号化信号を構成する（Ｓ７０）。
【００４４】
以上のように、本実施の形態における画像符号化装置及び画像復号化装置によれば、符号化処理や復号化処理の大部分を占めるマクロブロックデータを単一の符号表を用いて符号化及び復号化を行なうため、従来は必要であった符号表を頻繁に切り替える処理が不要になり、従来と同等の機能を有する画像符号化装置を簡素化して実現することが可能となる。
【００４５】
（実施の形態２）
図７は、本実施の形態の画像符号化装置３０における符号化機能に係る機能ブロック図である。図７において、上記図１の画像符号化装置１０における機能ブロック図と同じ機能の構成及び同じ動作に係る信号は同じ記号を付し、その説明は省略する。
【００４６】
図７の画像符号化装置３０と上記図１の画像符号化装置１０との違いについて述べる。上記画像符号化装置１０が画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報を作成する部分は、複数の符号表の中から適切な符号表を選択して符号化を行ない、その他の個別の画像信号情報については１つの符号表を用いて符号化を行なった。一方、本画像符号化装置３０は、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報の符号化を固定長符号化方式もしくは符号表を用いる通常の可変長符号化（ハフマン符号化）方式で符号化を行ない、その他の個別の画像信号情報は算術符号化のみで符号化する。
【００４７】
算術符号化は符号化・復号化の処理はハフマン符号化等の符号表を用いる通常の可変長符号化と比べてやや複雑であるが、圧縮率が向上することが知られている。従って、復号過程で特に重要且つ多種多様なヘッダ情報を通常の可変長符号化することで、フレームデータがどのような復号化をすべきであるか、迅速に判断することができる。算術符号化は伝送誤り等に弱いため、重要なデータであるヘッダ情報を通常の可変長符号化で符号化することは、誤り耐性向上にも大きな効果がある。
また、算術符号化と通常の可変長符号化を切り替える際には、特に処理が複雑であり、また算術符号化から通常の可変長符号化に切り替えるためには冗長なビット数が必要であることから、頻繁に算術符号化と通常の可変長符号化を切り替えることは得策では無い。
【００４８】
シンタックス解析部１２は、ヘッダシンタックス構造信号Stx_Hによって符号化選択部３１の出力を切り替える符号化選択信号SelEncを符号化選択部３１に出力する。
【００４９】
符号化選択部３１は、固定長符号化方式もしくは可変長符号化方式の一方を符号化選択信号SelEncによって選択し、選択された符号化方式に従って固定長符号化部３２もしくは可変長符号化部３３で符号化を行なってヘッダストリームStr_Hを構成し、多重化部１７に出力する。
【００５０】
算術符号化部３４は、フレーム符号値InfVal_FをヘッダパラメータInf_Hを参照して算術符号化を行ない、算術符号化したフレームスリームStr_Fを構成し、多重化部１７に出力する。
【００５１】
多重化部１７は、ヘッダストリームStr_HとフレームストリームStr_Fとを多重化し、画像符号化信号Strを構成する。
【００５２】
以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置３０により、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報については、シンタックスに応じて符号化方式を切り替えるという符号化を行ない、個別の画像信号情報の符号化は算術符号化のみで符号化を行なうことにより、符号化効率を劣化させずに符号化方式の切替処理の簡素化を可能にする画像符号化装置が実現できる。
【００５３】
図８は、本実施の形態の画像復号化装置４０における復号化機能に係る機能ブロック図である。なお、図８において、上記実施の形態１の画像復号化装置２０における機能ブロック図と同じ機能の構成及び同じ動作に係る信号は同じ記号を付し、その説明は省略する。
【００５４】
図８の画像復号化装置４０と上記実施の形態１の画像復号化装置２０との違いについて述べる。、上記画像復号化装置２０は画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報を復号化する場合は、複数の符号表の中から適切な符号表を選択して復号化を行なった。一方、その他の個別の画像信号情報は１つの符号表を用いて復号化を行なうのに対し、本画像復号化装置４０は、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報を復号化する場合は、固定長復号化方式もしくは符号表を用いる通常の可変長符号化（ハフマン符号化）の逆処理として復号化し、その他の個別の画像信号情報は算術符号化のみで復号化する。なお、図８の画像復号化装置４０は、上記図７の画像符号化装置３０によって符号化された画像符号化信号Strを復号化する装置である。
【００５５】
シンタックス解析部２６は、ヘッダシンタックス構造信号Stx_Hによって復号化選択部４１の出力を切り替える復号化選択信号SelDecを出力する。復号化選択部４１は、固定長復号化方式もしくは可変長復号化方式の一方を復号化選択信号SelDecによって選択し、選択された復号化方式に従って固定長復号化部４２もしくは可変長復号化部４３で復号化したヘッダ符号値InfVal_Hをヘッダ情報復号部２５に出力する。
【００５６】
算術復号化部４４は、ヘッダパラメータInf_Hを参照してフレームストリームStr_Fを算術復号化し、算術復号化されたフレーム符号値InfVal_Fを構成する。フレーム復号化部２７は、画像信号全体に共通する情報であるヘッダパラメータInf_Hを参照してフレーム符号値InfVal_Fを復号化し、復号動画像信号Voutを出力する。
【００５７】
以上のように、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部の情報はシンタックスに応じて切り替える効率の良い符号化を行ない、個別の画像信号情報は算術符号化のみで符号化することで、符号化効率を劣化させずに切替処理を簡素化にした画像復号化装置を実現することが可能となる。
なお、上記の画像符号化装置１０、３０や画像復号化装置２０、４０以外にもヘッダ部の情報と個別の画像信号情報を分離させ、各々の情報の符号化や復号化を複数の符号表を用いることによって実現することも可能である。
【００５８】
図９は、上記のように、ヘッダ部の情報と個別の画像信号情報とを分け、各々の情報の符号化を行なう画像符号化装置５０の符号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
また、図１０は、上記図９の画像符号化装置５０に対応する画像復号化装置６０の復号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【００５９】
上記実施の形態１及び実施の形態２における符号化方法または復号化方法をまとめた表を図１１に示す。図１１（ａ）に示されるように、例えば方式１の通り、ヘッダ部の情報（図中では「ヘッダ情報」）とフレーム毎の画像信号に係る画像信号情報（図中では「フレーム情報」）の符号化を行なう場合は、従来の符号表を用いる符号化方式（以下、「符号表符号化」という。）と、算術符号化方式による符号化（以下、「算術符号化」という。）が考えられる。さらに、ヘッダ情報、フレーム情報それぞれを算術符号化（方式２）または符号表符号化（方式３）してもよい。
【００６０】
さらに、図１１（ｂ）に示されるように、ヘッダ情報、フレーム情報共に符号表符号化を用いる場合は、「単一」の符号表を用いる場合と、「複数」の符号表を用いる符号化方式が考えられる。具体的には、ヘッダ情報、フレーム情報双方に対して単一（方式３−１）または複数の符号表（方式３−３）を用いた符号表を適用してもよい。さらに、ヘッダ情報には複数の符号表、フレーム情報には単一の符号表（方式３−２）、またはヘッダ情報には単一の符号表、フレーム情報には複数の符号表（方式３−４）の符号表を適用しても良い。
【００６１】
なお、方式１においても、ヘッダ情報に単一の符号表、または複数の符号表を適用できることはいうまでもない。ここで、複数の符号表とは、画像信号全体に共通する情報であるヘッダ部、フレーム単位の画像信号に係る情報で各々独自に符号化方法が決められるため、予め適用される符号表の個数が限定されており、これにより符号表の切り替えが最低限に抑えられる。
【００６２】
実施の形態１及び実施の形態２における符号化方法または復号化方法では、画像全体に関わる情報については従来と同様に複数の符号化・復号化方法（符号表）を備えるが、フレーム毎の画像信号に係る個別の情報については共通の符号化・復号化方法を用いることに特徴がある。一般に、画像全体に関わる情報ではその情報を構成する各符号の符号語の発生頻度が大きく異なるために複数の符号化・復号化方法を準備しないと圧縮率が大きく低下する。一方、個別の情報については画像全体に関わる情報ほど符号語の発生頻度がそれほど変化しないので、共通の符号化・復号化方法を用いても圧縮率がそれほど低下しない。また、符号化・復号化で殆どの処理時間が画像全体に関わる情報でなく個別情報の処理に必要なことから、個別情報の符号化・復号化が、好ましくは、単一の符号化方法で簡単に実現できれば、装置の実現上大きな利点がある。特に、固定長符号化の方が可変長符号化よりも同期をとるための同期信号検出が容易であり、高圧縮の観点からは複数の符号化法が適しているという固定長符号化と可変長符号化の切り替えも含めた複数符号化方法の切り替えの利点と、符号化・復号化が単一の符号化方法で簡単に実現できるという単一符号化方法の利点とを比較し、後者の利点が大きい利用分野で有効と思われる。
【００６３】
また、算術符号化も可変長符号化の一種であり、算術符号化は圧縮効率が高い反面、特に固定長符号化や一般の可変長符号化（ハフマン符号化）と切り替えて使用すると複雑な処理が必要なことから、個別の情報については単一符号化方法として算術符号化のみを使用し、画像全体に関わる情報では算術符号以外を使用することが好ましい。
【００６４】
（実施の形態３）
上記実施の形態１又は実施の形態２で示した画像符号化方法または画像復号化方法を実現するためのプログラムをフレキシブルディスク等のコンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録し、上記各実施の形態で示した処理をパソコン等のコンピュータシステムにおいて実現することも可能である。
【００６５】
図１２は、上記実施の形態１及び実施の形態２において説明した画像符号化方法又は画像復号化方法を格納したフレキシブルディスク１２０１を用いて、コンピュータシステムにより実施する場合の説明図である。
【００６６】
図１２（ａ）は、記録媒体のフレキシブルディスク１２０１の物理フォーマットの例を示している。図１２（ｂ）は、フレキシブルディスクを正面からみた外観図、断面構造図、及びフレキシブルディスクを示し、フレキシブルディスク１２０１はケース１２０２内に内蔵され、当該ディスクの表面には、同心円状に外周から内周に向かって複数のトラックが形成され、各トラックは角度方向に１６のセクタに分割されている。従って、上記プログラムを格納したフレキシブルディスク１２０１では、ディスク上に割り当てられた領域に、上記画像符号化方法又は画像復号化方法を実現するプログラムが記録されることとなる。
【００６７】
また、図１２（ｃ）は、フレキシブルディスク１２０１に上記プログラムの記録再生を行なうための構成を示す。上記プログラムをフレキシブルディスク１２０１に記録する場合は、コンピュータシステム１２０４を用いることにより、上記画像符号化方法または画像復号化方法を実現するプログラムをフレキシブルディスクドライブ１２０３を介して書き込む。また、フレキシブルディスク内のプログラムにより上記画像符号化方法をコンピュータシステム１２０４中に構築する場合は、フレキシブルディスクドライブ１２０３を介してフレキシブルディスク１２０１から上記プログラムを読み出し、コンピュータシステムに転送する。
【００６８】
なお、本実施の形態では、記録媒体としてフレキシブルディスクを用いる場合について説明したが、光ディスクを用いて実現してもよい。また、記録媒体はこれに限らず、ＩＣカード、ＲＯＭカセット等、その他プログラムを記録できるものであれば同様に実施することができる。
【００６９】
（実施の形態４）
以下では、上記の実施の形態で示した画像符号化装置及び画像復号化装置を用いたシステムへの応用例について説明する。
【００７０】
図１３は、コンテンツの配信サービスを行なうためのコンテンツ供給システム１００の全体を示すブロック図である。このコンテンツ供給システム１００は、例えば、携帯電話の電話網１０４で構成され、基地局１０７〜１１０を介してコンピュータ１１１、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)１１２、カメラ１１３、携帯電話１１４等が接続されている。なお、この電話網１０４は、インターネットサービスプロバイダ１０２を介してインターネット１０１に接続されている。
【００７１】
カメラ１１３は、例えば、デジタルビデオカメラ等であり、動画の撮影が可能である。携帯電話１１５は、ＰＤＣ(Personal Digital Communications)方式、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)方式、Ｗ−ＣＤＭＡ(Wideband-Code Division Multiple Access)方式、もしくはＧＳＭ(Global System for Mobile Communications)方式等の携帯電話機、またはＰＨＳ(Personal Handyphone System)の端末装置等である。
【００７２】
また、ストリーミングサーバ１０３は、サーバ接続専用ネットワーク１０５又はインターネット１０１等を介して電話網１０４に接続されており、カメラ１１３によって撮影された画像の符号化データのライブ配信等を可能にする。この場合、画像の符号化処理は、カメラ１１３で行なっても、このカメラに接続されているサーバ１１３ａで行なってもよい。また、カメラ１１６で撮影された画像の画像データをコンピュータ１１１を介してストリーミングサーバ１０３に送信することとしてもよい。ここで、カメラ１１６は、例えばデジタルカメラであり、静止画の撮影が可能である。この場合、画像データの符号化は、カメラで行なってもコンピュータ１１１で行なってもよい。また、上記の符号化処理は、カメラ１１６やコンピュータ１１１に内蔵されているＬＳＩ１１７において実行されることになる。さらに、カメラ付きの携帯電話１１５で撮影した画像データを送信してもよい。このときの画像データは、携帯電話に内蔵されているＬＳＩによって符号化されたデータである。
【００７３】
なお、画像符号化／復号化用のソフトウェアをコンピュータ１１１等で読み取り可能な記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク又はハードディスク等の蓄積メディア）に格納してもよい。
【００７４】
図１４は、携帯電話１１４の外観の一例を示す図である。図１４に示されるように、携帯電話１１４は、アンテナ２０１、動画や静止画の撮影が可能なＣＣＤ方式等を採用したカメラ部２０３、カメラ部２０３で撮影した映像やアンテナ２０１を介して受信した映像等を表示するための液晶ディスプレイ等の表示部２０２、操作キー群を有する本体部２０４、音声を出力するためのスピーカ等を備える音声出力部２０８、音声を入力するためのマイク等を備える音声入力部２０５、撮影／受信した動画や静止画のデータもしくは受信したメールのデータ等を保存するための記憶メディア２０７、記憶メディア２０７を装着させるためのスロット部２０６等を有している。記憶メディア２０７は、例えばＳＤカードであり、プラスティックケース内に電気的に書換えや消去が可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)の一種であるフラッシュメモリを格納したものである。
【００７５】
本コンテンツ供給システム１００では、ユーザがカメラ１１３、カメラ１１６等で撮影したコンテンツ（例えば、音楽ライブを撮影した映像等）を上記の実施の形態と同様に符号化処理してストリーミングサーバ１０３に送信する一方で、ストリーミングサーバ１０３は、要求のあったクライアントに対して上記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の復号化を可能とするコンピュータ１１１、ＰＤＡ１１２、カメラ１１３、携帯電話１１４等がある。
【００７６】
以上の構成とすることで、コンテンツ供給システム１００は、符号化されたデータをクライアントにおいて受信して再生することができ、さらにクライアントにおいてリアルタイムで受信して復号化し、再生することにより、個人放送をも実現可能にする。
【００７７】
さらに、携帯電話１１４について図１５を用いて説明する。携帯電話１１４は、表示部２０２及び本体部２０４の各部を統括的に制御する主制御部３１１、電源回路部３１０、操作入力制御部３０４、画像符号化部３１２、カメラ制御部３０３、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)制御部３０２、画像復号化部３０９、多重分離部３０８、記録再生部３０７、変復調回路部３０６及び音声処理部３０５がバス３１３を介して相互に接続されている。電源回路部３１０は、ユーザの操作により、通話又は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が供給され、カメラ付き携帯電話１１４を動作可能な状態に起動する。携帯電話１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等からなる主制御部３１１の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部２０５で収集した音声信号を音声処理部３０５においてデジタル音声データに変換し、これを変復調回路部３０６で巣ペクトラム拡散処理し、送受信回路部３０１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２０１を介して送信する。また、携帯電話１１４は、音声通話モード時にアンテナ２０１で受信した信号を増幅して周波数変換処理及びアナログデジタル変換処理を施し、変復調回路部３０６でスペクトラム逆拡散処理を行ない、音声処理部３０５においてアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部２０８を介して出力する。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２０４の操作入力制御部３０４を介して入力されたテキストデータは、主制御部３１１に送出される。主制御部３１１は、テキストデータを変復調回路部３０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部３０１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２０１を介して基地局１１０へ送信する。
【００７８】
データ通信モード時に画像データを送信する場合、主制御部３１１は、カメラ部２０３で撮影された画像データをカメラ制御部３０３を介して画像符号化部３１２に供給する。また、画像データを送信しない場合は、カメラ部２０３で撮影画像データをカメラ制御部３０３及びＬＣＤ制御部３０２を介して表示部２０２に直接表示させることも可能である。
【００７９】
画像符号化部３１２は、カメラ部２０３から供給された画像データを上記実施の形態で示した符号化方法によって圧縮符号化することにより、符号化画像データに変換し、これを多重分離部３０８に送出する。また、このとき、同時に、携帯電話１１４は、カメラ部２０３で撮影中に音声入力部２０５で収集した音声を音声処理部３０５を介してデジタルの音声データとして多重分離部３０８に送出する。
【００８０】
多重分離部３０８は、画像符号化部３１２から供給された符号化された画像データと音声処理部３０５から供給された音声データと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復調回路部３０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部３０１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２０１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、アンテナ２０１を介して基地局１１０から受信した信号を変復調回路部３０６でスペクトラム逆拡散処理し、その結果得られる多重化データを多重分離部３０８に送出する。
【００８１】
また、アンテナ２０１を介して受信された多重化データを復号化するには、多重分離部３０８は、多重化データを分離することにより、符号化された画像データと音声データとに分け、バス３１３を介して当該符号化された画像データを画像復号化部３０９に供給すると共に当該音声データを音声処理部３０５に供給する。
【００８２】
次に、画像復号化部３０９は、符号化された画像データを上記の実施の形態で示した符号化方法に対応した復号化方法で復号することにより、再生動画像データを生成し、これをＬＣＤ制御部３０２を介して表示部２０２に供給し、これにより、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画像データが表示される。このとき同時に音声処理部３０５は、音声データをアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部２０８に供給し、これにより、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音声データが再生される。
【００８３】
なお、上記システムの例に限られず、最近は、衛星波や地上波によるデジタル放送が話題となっており、図１６に示されるように、デジタル放送用システムにも上記実施の形態の少なくとも符号化方法又は復号方法の何れかを組み込むことができる。具体的には、放送局４０９では、映像情報の符号化ビットストリームが電波を介して通信又は放送用等の衛星４１０に伝送される。これを受信した衛星４１０は、放送用の電波を受信し、この電波を衛星放送受信設備を有する家庭のアンテナ４０６で受信し、テレビ受像機４０１又はセットトップボックス４０７などの装置により符号化ビットストリームを復号化してこれを再生する。また、記録媒体である蓄積メディア４０２に記録した符号化ビットストリームを読み取り、復号化する再生装置４０３にも上記実施の形態で示した復号化方法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４０４に表示される。また、ケーブルテレビ用のケーブル４０５又は衛星／地上波放送のアンテナ４０６に接続されたセットトップボックス４０７内に復号化装置を実装し、これをテレビモニタ４０８で再生する構成も考えられる。このとき、セットトップボックスではなく、テレビ内に符号化装置を組み込んでもよい。また、アンテナ４１１を有する車４１２で衛星４１０から又は基地局１０７等から信号を受信し、車４１２が有するカーナビゲーション４１３等の表示装置に動画を再生させることも可能である。
【００８４】
なお、カーナビゲーション４１３の構成は、例えば上記図１５に示される構成のうち、カメラ部２０３とカメラ制御部３０３を除いた構成が考えられ、同様なことがコンピュータ１１１やテレビ受像機４０１等でも考えられる。また、上記携帯電話１１４等の端末は、符号化器／復号化器の両方を備える送受信型の端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末の３通りの実装形式が考えられる。
【００８５】
このように、上記の符号化方法、復号化方法を実装することにより、上記実施の形態で示した何れの装置、システムにおいても実現が可能となる。
【００８６】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る画像符号化方法及び画像復号化方法によれば、画像全体に関わる情報を符号化する場合は従来と同様に複数の符号表を用いるが、個別の画像情報については単一の符号化方式／復号化方式（符号表）を用いるので、圧縮率をほとんど低下させることなく、個別の画像情報の符号化又は復号化の処理が簡潔に実現でき、コストダウン等を図ることが可能となる為、その実用的価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の画像符号化装置における符号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【図２】図１に示した画像符号化装置における機能ブロック図で符号化された画像符号化信号のストリーム構成図である。
【図３】（ａ）は、一般的なフレームデータのデータ構成図である。
（ｂ）は、上記のスライス構造のフレームデータのデータ構成図である。
【図４】（ａ）は、画像符号化装置において可変長符号化を行なう際に使用する符号表の一例である。
（ｂ）は、画像符号化装置において固定長符号化を行なう際に使用する符号表の一例である。
【図５】実施の形態１の画像復号化装置における復号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【図６】実施の形態１における画像符号化装置の符号化処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２の画像符号化装置における符号化機能に係る機能ブロック図である。
【図８】実施の形態２の画像復号化装置における復号化機能に係る機能ブロック図である。
【図９】ヘッダ部の情報と個別の画像信号情報とを分け、各々の情報の符号化を行なう画像符号化装置の符号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【図１０】図９の画像符号化装置に対応する画像復号化装置の復号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【図１１】実施の形態１及び実施の形態２における符号化方法をまとめた表を示した図である。
【図１２】（ａ）は、実施の形態３における記録媒体であるフレキシブルディスクの物理フォーマットの例を示す図である。
（ｂ）は、フレキシブルディスクを正面からみた外観図、断面構造図、及びフレキシブルディスクを示す図である。
（ｃ）は、フレキシブルディスクにプログラムの記録再生を行なうためのシステム構成の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態４におけるコンテンツの配信サービスを行なうためのコンテンツ供給システムの全体を示すブロック図である。
【図１４】携帯電話の外観図の一例である。
【図１５】携帯電話の機能構成図の一例である。
【図１６】デジタル放送用システムのシステム構成図の一例である。
【図１７】従来の画像符号化装置における符号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【図１８】従来の画像符号化信号のストリーム構成を示す図である。
【図１９】従来の画像復号化装置における復号化機能に係る部分の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１０ 画像符号化装置
１１ ヘッダ情報作成部
１２ シンタックス解析部
１３ フレーム符号化部
１５ 固定長・可変長符号化部
１６ 可変長符号化部
１６ａ 符号表
１７ 多重化部
２０ 画像復号化装置
２１ 分離部
２２ 固定長・可変長復号化部
２３ 可変長復号化部
２３ａ 符号表
２５ ヘッダ情報復号部
２６ シンタックス解析部
２７ フレーム復号化部
３０ 画像符号化装置
３１ 符号化選択部
３２ 固定長符号化部
３３ 可変長符号化部
３４ 算術符号化部
４０ 画像復号化装置
４１ 復号化選択部
４２ 固定長復号化部
４３ 可変長復号化部
４４ 算術復号化部
５０ 画像符号化装置
５４ 固定長・可変長符号化部
６０ 画像復号化装置
６１ 固定長・可変長復号化部
１００ コンテンツ供給システム
１０１ インターネット
１０２ インターネットサービスプロバイダ
１０３ ストリーミングサーバ
１０４ 電話網
１０５ サーバ接続専用ネットワーク
１０７〜１１０ 基地局
１１１ コンピュータ
１１２ ＰＤＡ
１１３ カメラ
１１３ａ サーバ
１１４、１１５ 携帯電話
１１６ カメラ
１１７ ＬＳＩ
２０１ アンテナ
２０２ 表示部
２０３ カメラ部
２０４ 本体部
２０５ 音声入力部
２０６ スロット部
２０７ 記憶メディア
２０８ 音声出力部
３０１ 送受信回路部
３０２ ＬＣＤ制御部
３０３ カメラ制御部
３０４ 操作入力制御部
３０５ 音声処理部
３０６ 変復調回路部
３０７ 記録再生部
３０８ 多重分離部
３０９ 画像復号化部
３１０ 電源回路部
３１１ 主制御部
３１２ 画像符号化部
３１３ バス
４０１ テレビ受像機
４０２ 蓄積メディア
４０３ 再生装置
４０４ モニタ
４０５ ケーブル
４０６ アンテナ
４０７ セットトップボックス
４０８ テレビモニタ
４０９ 放送局
４１０ 衛星
４１１ アンテナ
４１２ 車
４１３ カーナビゲーション
５００ 画像符号化装置
５０１ フレーム符号化部
５０２ シンタックス解析部
５０３ 固定長・可変長符号化部
５０４ 符号表選択部
６００ 画像復号化装置
６０１ 固定長・可変長復号化部
６０２ 符号表選択部
６０３ フレーム復号化部
６０４ シンタックス解析部
１２０１ フレキシブルディスク
１２０２ ケース
１２０３ フレキシブルディスクドライブ
１２０４ コンピュータシステム
Claims (6)
- 所定単位の画像信号を含む情報を符号化するための画像符号化方法であって、前記符号化の対象となる情報には、前記画像信号全体に共通する情報と前記所定単位の画像信号に係る情報とが含まれ、前記画像信号全体に共通する情報はヘッダ情報であり、前記所定単位の画像信号に係る情報はスライスデータであり、前記スライスデータには複数のマクロブロックデータを含みうるものであり、
前記画像信号全体に共通する情報に対しては、複数の符号化方式を利用して符号化を行なう複数符号化ステップと、
前記所定単位の画像信号に係る情報に対しては、各所定単位で共通する択一的に選択された単一の、可変長符号化方式又は算術符号化方式、を利用し前記所定単位に含まれる全てのマクロブロックデータの符号化を行なう共通符号化ステップと、
前記符号化された画像信号全体に共通する情報と前記符号化された所定単位の画像信号に係る情報との多重化を行なう多重化ステップと
を含む画像符号化方法。 - 前記可変長符号化方式は、複数の可変長符号表を利用する符号化方式である請求項１記載の画像符号化方法。
- 所定単位の画像信号を含む情報を符号化する画像符号化装置であって、前記符号化の対象となる情報には、前記画像信号全体に共通する情報と前記所定単位の画像信号に係る情報とが含まれ、前記画像信号全体に共通する情報はヘッダ情報であり、前記所定単位の画像信号に係る情報はスライスデータであり、前記スライスデータには複数のマクロブロックデータを含みうるものであり、
前記画像信号全体に共通する情報に対しては、複数の符号化方式を利用して符号化を行なう複数符号化手段と、
前記所定単位の画像信号に係る情報に対しては、各所定単位で共通する択一的に選択された単一の、可変長符号化方式又は算術符号化方式、を利用し前記所定単位に含まれる全てのマクロブロックデータの符号化を行なう共通符号化手段と、
前記符号化された画像信号全体に共通する情報と前記符号化された所定単位の画像信号に係る情報との多重化を行なう多重化手段と
を備えることを特徴とする画像符号化装置。 - 前記可変長符号化方式は、複数の可変長符号表を利用する符号化方式である、請求項３記載の画像符号化装置。
- 所定単位の画像信号を含む情報を符号化するための画像符号化方法を実行させるためのプログラムであって、前記符号化の対象となる情報には、前記画像信号全体に共通する情報と前記所定単位の画像信号に係る情報とが含まれ、前記画像信号全体に共通する情報はヘッダ情報であり、前記所定単位の画像信号に係る情報はスライスデータであり、前記スライスデータには複数のマクロブロックデータを含みうるものであり、
前記プログラムは、コンピュータに
前記画像信号全体に共通する情報に対しては、複数の符号化方式を利用して符号化を行なう複数符号化ステップと、
前記所定単位の画像信号に係る情報に対しては、各所定単位で共通する択一的に選択された単一の、可変長符号化方式又は算術符号化方式、を前記所定単位に含まれる全てのマクロブロックデータの符号化を行なう共通符号化ステップと、
前記符号化された画像信号全体に共通する情報と前記符号化された所定単位の画像信号に係る情報との多重化を行なう多重化ステップと
を実行させる、プログラム。 - 請求項５記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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