JP6156723B2 - 画像符号化方法、画像復号化方法、画像符号化装置および画像復号化装置 - Google Patents
画像符号化方法、画像復号化方法、画像符号化装置および画像復号化装置 Download PDFInfo
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Description
本発明は、動画像を符号化または復号化する装置及び方法に関し、更に詳しくは、係数パラメータの符号化および復号化に関するものである。
近年、デジタル映像機器の技術進歩が著しく、映像信号（時系列順に並んだ複数の動画像ピクチャ）を圧縮符号化しＤＶＤやハードディスク等の記録メディアに記録したり、ネット上に配信する機会が増えている。画像符号化規格としてはＨ．２６４／ＡＶＣ（ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ）があるが、次世代の標準規格としてＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）規格が検討されている（非特許文献１参照）。
Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11,7th Meeting: Geneva, CH, 21-30 November, 2011 JCTVC-G1103_d8, Title: WD5: Working Draft 5 of High-Efficiency Video Coding (http://phenix.it-sudparis.eu/jct/doc_end_user/documents/7_Geneva/wg11/JCTVC-G1103-v11.zip)
しかしながら、上記非特許文献１の画像符号化方法および画像復号化方法では、符号化効率が悪いという問題があった。
そこで、本発明では、符号化効率を向上した画像符号化方法および画像復号化方法などを提供する。
本発明の一態様に係る画像符号化方法は、符号化対象画像を符号化する画像符号化方法であって、符号化対象画像を複数の符号ブロックに分割するブロック分割ステップと、予測画像を生成する予測ステップと、前記符号ブロックと予測画像から差分画像を生成する差分ステップと、前記差分画像を周波数変換することにより複数の係数を生成する変換ステップと、前記複数の係数からなるセットを複数の係数サブセットに分割するサブセット分割ステップと、係数サブセット内の係数ごとに、当該係数を複数のパラメータに置き換える置き換えステップと、前記係数サブセットに含まれる係数である符号化対象係数の周辺にある係数に関する値を参照することにより、算術符号化で使用するコンテキストを選択する選択ステップと、選択されたコンテキストに対応して決められるシンボル発生確率によって、前記符号化対象係数に対応するパラメータを算術符号化する符号化ステップとを含み、前記符号化ステップでは、係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連するパラメータである関連パラメータすべてを、係数ごとに算術符号化し、係数サブセット内にある複数の係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連しない複数のパラメータである複数の非関連パラメータを、前記係数サブセットごとにまとめて算術符号化し、前記符号化ステップでは、さらに、前記係数サブセット内の所定の係数が正か負かに応じて、前記係数サブセット内の全ての係数の係数絶対値の総和が偶数または奇数になるように、前記係数サブセット内の係数の値を変更し、前記所定の係数が正であるか負であるかを示す非関連パラメータを除く前記複数の非関連パラメータをまとめて算術符号化する。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本発明の画像符号化方法および画像復号化方法などは、符号化効率の向上を図ることができる。
（本発明の基礎となった知見）
現在のＨＥＶＣ規格の画像符号化方法は、符号化画像を予測するステップと、予測画像と符号化対象画像の差分を求めるステップと、差分画像を周波数係数に変換するステップと、周波数係数を算術符号化するステップとで構成される。算術符号化では、符号化対象ブロックの高周波成分から低周波成分の順に各係数（周波数係数）を符号化する。このとき符号化対象係数の周辺の符号化済み係数に応じてコンテキストを選択し、選択したコンテキストに対応して決められるシンボル発生確率によって符号化対象係数を算術符号化する。一般的な画像では低周波成分に近い係数ほど大きい値になるため、符号化済みの周辺係数（符号化対象係数より高周波の係数）を参照してコンテキストを決めることによってシンボル発生確率に偏りを持たせることができる。例えば、符号化済みの周辺係数（符号化対象係数より高周波の係数）で値が大きければ符号化対象係数も大きい値となる確率が大きいため、大きい値用のコンテキストを使用することによって発生符号量を抑えることができる。また、係数は複数パラメータで表現され、例えば係数絶対値が０か１以上かを示すフラグ、係数絶対値を示すフラグ、係数が正か負かを示すフラグなどによって表現される。
現在のＨＥＶＣ規格の画像符号化方法は、符号化画像を予測するステップと、予測画像と符号化対象画像の差分を求めるステップと、差分画像を周波数係数に変換するステップと、周波数係数を算術符号化するステップとで構成される。算術符号化では、符号化対象ブロックの高周波成分から低周波成分の順に各係数（周波数係数）を符号化する。このとき符号化対象係数の周辺の符号化済み係数に応じてコンテキストを選択し、選択したコンテキストに対応して決められるシンボル発生確率によって符号化対象係数を算術符号化する。一般的な画像では低周波成分に近い係数ほど大きい値になるため、符号化済みの周辺係数（符号化対象係数より高周波の係数）を参照してコンテキストを決めることによってシンボル発生確率に偏りを持たせることができる。例えば、符号化済みの周辺係数（符号化対象係数より高周波の係数）で値が大きければ符号化対象係数も大きい値となる確率が大きいため、大きい値用のコンテキストを使用することによって発生符号量を抑えることができる。また、係数は複数パラメータで表現され、例えば係数絶対値が０か１以上かを示すフラグ、係数絶対値を示すフラグ、係数が正か負かを示すフラグなどによって表現される。
しかしながら、従来の方法では周辺係数の係数値ではなく、パラメータの値を参照してコンテキストを決めており、係数値を参照する方法と比較するとシンボル発生確率に偏りを持たせることができておらず、符号化効率が悪いという問題があった。
このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、符号化対象画像を符号化する画像符号化方法であって、符号化対象画像を複数の符号ブロックに分割するブロック分割ステップと、予測画像を生成する予測ステップと、前記符号ブロックと予測画像から差分画像を生成する差分ステップと、前記差分画像を周波数変換することにより複数の係数を生成する変換ステップと、前記複数の係数からなるセットを複数の係数サブセットに分割するサブセット分割ステップと、係数サブセット内の係数ごとに、当該係数を複数のパラメータに置き換える置き換えステップと、前記係数サブセットに含まれる係数である符号化対象係数の周辺にある係数に関する値を参照することにより、算術符号化で使用するコンテキストを選択する選択ステップと、選択されたコンテキストに対応して決められるシンボル発生確率によって、前記符号化対象係数に対応するパラメータを算術符号化する符号化ステップとを含み、前記符号化ステップでは、係数ごとに、当該係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連するパラメータである関連パラメータを算術符号化し、係数サブセットごとに、当該係数サブセット内にある複数の係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連しない複数のパラメータである複数の非関連パラメータをまとめて算術符号化する。
これにより、例えば係数の絶対値や３クリップ値などの係数に関する値を参照してコンテキストが選択されるため、シンボル発生確率に偏りを持たせることができ、符号化効率を向上することができる。さらに、コンテキストの選択のために参照される値に関連しない複数のパラメータである複数の非関連パラメータが、係数サブセットごとにまとめて算術符号化されるため、符号化の処理速度を高速化することができる。したがって、符号化効率の向上と処理速度の高速化とを両立することができる。
また、前記選択ステップでは、前記符号化対象係数の周辺にある係数の絶対値を参照することによって前記コンテキストを選択し、前記符号化ステップでは、係数の絶対値に関連する前記関連パラメータを算術符号化し、複数の係数のそれぞれが正か負かを示す前記複数の非関連パラメータをまとめて算術符号化してもよい。
これにより、符号化効率の向上と処理速度の高速化とを適切に両立することができる。
また、前記符号化ステップでは、選択されたコンテキストを用いた算術符号化によって前記関連パラメータを符号化し、コンテキストを用いない算術符号化であるＢｙｐａｓｓ符号化によって前記複数の非関連パラメータをまとめて符号化し、前記選択ステップでは、前記符号化対象係数の周辺にある係数に対応する複数のパラメータのうち、前記Ｂｙｐａｓｓ符号化される全ての非関連パラメータを除く少なくとも１つのパラメータによって特定される値を参照してコンテキストを選択してもよい。
コンテキストを用いない算術符号化であるＢｙｐａｓｓ符号化によって複数の非関連パラメータがまとめて符号化されるため、処理速度のさらなる高速化を図ることができる。
また、前記符号化ステップでは、前記符号化対象係数に対応する複数のパラメータのうち、前記符号化対象係数が正か負かを示す第１のパラメータと、前記符号化対象係数の絶対値に関して３種類以上の値を示すことが可能な第２のパラメータとをそれぞれ非関連パラメータとしてＢｙｐａｓｓ符号化し、前記複数のパラメータのうち、前記符号化対象係数の絶対値に関して２種類の値のみを示すことが可能なパラメータを関連パラメータとして、選択されたコンテキストを用いて算術符号化してもよい。
これにより、符号化効率の向上と処理速度の高速化とを適切に両立することができる。
また、前記符号化ステップでは、さらに、前記係数サブセット内の所定の係数が正か負かに応じて、前記係数サブセット内の全ての係数の係数絶対値の総和が偶数または奇数になるように、前記係数サブセット内の係数の値を変更し、前記所定の係数が正であるか負であるかを示す非関連パラメータを除く前記複数の非関連パラメータをまとめて算術符号化してもよい。
これにより、所定の係数が正であるか負であるかを示す非関連パラメータが算術符号化されないため、符号化効率をさらに向上することができる。
また、本発明の一態様に係る画像復号化方法は、画像を符号化することによって生成された符号列を復号化する画像復号化方法であって、前記符号列は複数の係数サブセットを含み、前記複数の係数サブセットのそれぞれは、複数の周波数係数のそれぞれを係数として含み、それぞれの係数は複数のパラメータに置き換えて符号化されており、前記画像復号化方法は、係数サブセットに含まれる係数である復号化対象係数の周辺にある係数に関する値を参照することにより、算術復号化で使用するコンテキストを選択する選択ステップと、選択されたコンテキストに対応して決められるシンボル発生確率によって、前記復号化対象係数に対応するパラメータを算術復号化する復号化ステップと、算術復号化された前記パラメータを用いて、前記復号化対象係数を係数値として復元する復元ステップと、復元された複数の係数をそれぞれ含む複数の係数サブセットを結合することによって、復号ブロックを生成する結合ステップと、前記復号ブロックを逆周波数変換することにより差分画像を生成する逆変換ステップと、予測画像を生成する予測ステップと、前記差分画像と前記予測画像から復号画像を生成する復号画像生成ステップとを含み、前記復号化ステップでは、係数ごとに、当該係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連するパラメータである関連パラメータを算術復号化し、係数サブセットごとに、当該係数サブセット内にある複数の係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連しない複数のパラメータである複数の非関連パラメータをまとめて算術復号化する。
これにより、例えば係数の絶対値や３クリップ値などの係数に関する値を参照してコンテキストが選択されるため、シンボル発生確率に偏りを持たせることができ、符号化効率が向上された符号列を適切に復号化することができる。さらに、コンテキストの選択のために参照される値に関連しない複数のパラメータである複数の非関連パラメータが、係数サブセットごとにまとめて算術復号化されるため、復号化の処理速度を高速化することができる。したがって、符号化効率の向上と処理速度の高速化とを両立することができる。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
以下、本発明の一態様に係る画像符号化方法により画像を符号化する動画像符号化装置（画像符号化装置）および本発明の一態様に係る画像復号化方法により画像を復号化する動画像復号化装置（画像復号化装置）等の実施の形態について図面を参照して説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
（実施の形態１）
＜全体構成＞
図１は、第１の実施の形態における動画像符号化装置の構成を示す。
＜全体構成＞
図１は、第１の実施の形態における動画像符号化装置の構成を示す。
動画像符号化装置１０００は、符号ブロック分割部１１００、減算部１２００、変換部１３００、係数符号化部１４００、逆変換部１５００、加算部１６００、フレームメモリ１７００、および予測部１８００を備える。
＜動作（全体）＞
次に、図２を参照しつつ、符号化全体フローについて説明する。
次に、図２を参照しつつ、符号化全体フローについて説明する。
（ステップＳ１０１）
符号ブロック分割部１１００は、入力画像を符号ブロックに分割し、符号ブロックを順次、減算部１２００と予測部１８００に出力する。この時、符号ブロックは可変サイズとし、画像の特徴を用いて分割される。本実施の形態における符号ブロックの種類には、４ｘ４画素、８ｘ８画素、１６ｘ１６画素、および３２ｘ３２画素の４種類がある。以下、それらを４ｘ４、８ｘ８、１６ｘ１６、３２ｘ３２と称す。
符号ブロック分割部１１００は、入力画像を符号ブロックに分割し、符号ブロックを順次、減算部１２００と予測部１８００に出力する。この時、符号ブロックは可変サイズとし、画像の特徴を用いて分割される。本実施の形態における符号ブロックの種類には、４ｘ４画素、８ｘ８画素、１６ｘ１６画素、および３２ｘ３２画素の４種類がある。以下、それらを４ｘ４、８ｘ８、１６ｘ１６、３２ｘ３２と称す。
（ステップＳ１０２）
予測部１８００は、符号ブロックとフレームメモリ１７００に格納してある復号画像とから予測ブロックを生成する。
予測部１８００は、符号ブロックとフレームメモリ１７００に格納してある復号画像とから予測ブロックを生成する。
（ステップＳ１０３）
減算部１２００は、入力画像と予測ブロックとから差分ブロックを生成する。
減算部１２００は、入力画像と予測ブロックとから差分ブロックを生成する。
（ステップＳ１０４）
変換部１３００は、差分ブロックを周波数係数に変換する。
変換部１３００は、差分ブロックを周波数係数に変換する。
（ステップＳ１０５）
係数符号化部１４００は、周波数係数を符号化し、符号列を出力する。
係数符号化部１４００は、周波数係数を符号化し、符号列を出力する。
（ステップＳ１０６）
逆変換部１５００は、周波数係数を画素データに変換し、差分ブロックを復元する。
逆変換部１５００は、周波数係数を画素データに変換し、差分ブロックを復元する。
（ステップＳ１０７）
加算部１６００は、復元した差分ブロックと予測ブロックを加算して復号ブロックを生成し、フレームメモリ１７００に格納する。
加算部１６００は、復元した差分ブロックと予測ブロックを加算して復号ブロックを生成し、フレームメモリ１７００に格納する。
（ステップＳ１０８）
動画像符号化装置１０００は、符号化対象画像内の全符号ブロックの符号化が完了するまでステップＳ１０２からステップＳ１０７を繰り返す。
動画像符号化装置１０００は、符号化対象画像内の全符号ブロックの符号化が完了するまでステップＳ１０２からステップＳ１０７を繰り返す。
以降、特徴的な係数符号化部１４００について詳細に説明する。
＜係数符号化部構成＞
図３は、係数符号化部１４００の内部構成を示す。
図３は、係数符号化部１４００の内部構成を示す。
係数符号化部１４００は、４ｘ４係数ブロック分割部１４０１、ｌｅｖｅｌ修正部１４０２、係数絶対値メモリ１４０３、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部１４０１、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ符号化部１４０５、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ符号化部１４０６、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３符号化部１４０７、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８を備える。
本実施の形態では、係数をｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇの５つのパラメータを用いて符号化する。ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇは、係数が０かどうかを示すフラグであり、そのフラグの値が０の場合は、係数が０であることを示し、そのフラグの値が１の場合は、係数が０以外であることを示す。ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇは、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇが１の係数（０ではない係数）のみに存在し、係数絶対値が２以上かどうかを示すフラグである。ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇは、本フラグの値が０の場合は、係数絶対値が１であることを示し、そのフラグの値が１の場合は、係数絶対値が２以上であることを示す。ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇは、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇが１の係数（絶対値が２以上の係数）のみに存在し、係数絶対値が３以上かどうかを示すフラグである。ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇは、本フラグの値が０の場合は、係数絶対値が２であることを示し、そのフラグの値が１の場合は、係数絶対値が３以上であることを示す。ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３は、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇが１の係数（絶対値が３以上の係数）のみに存在し、係数絶対値から３を減算した値に設定される。ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇは、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇが１の係数（０ではない係数）のみに存在し、係数が負の値かどうかを示すフラグである。ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇは、本フラグの値が０の場合は、係数が正の値であることを示し、そのフラグの値が１の場合は、係数が負の値であることを示す。
＜動作（係数符号化）＞
次に、図４を参照しつつ、係数符号化フローについて説明する。
次に、図４を参照しつつ、係数符号化フローについて説明する。
（ステップＳ２０１）
４ｘ４係数ブロック分割部１４０１は、符号ブロックを４ｘ４係数ブロックに分割する。符号ブロックが３２ｘ３２の場合、横に８分割、縦に８分割する。符号ブロックが４ｘ４の場合は分割を行わない。なお、以降のステップＳ２０２〜ステップＳ２１６では、４ｘ４係数ブロック毎に処理が行なわれる。
４ｘ４係数ブロック分割部１４０１は、符号ブロックを４ｘ４係数ブロックに分割する。符号ブロックが３２ｘ３２の場合、横に８分割、縦に８分割する。符号ブロックが４ｘ４の場合は分割を行わない。なお、以降のステップＳ２０２〜ステップＳ２１６では、４ｘ４係数ブロック毎に処理が行なわれる。
（ステップＳ２０２）
ｌｅｖｅｌ修正部１４０２は、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ削減用にｌｅｖｅｌを修正する。詳細は後述する。
ｌｅｖｅｌ修正部１４０２は、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ削減用にｌｅｖｅｌを修正する。詳細は後述する。
（ステップＳ２０３）
ｌｅｖｅｌ修正部１４０２は、係数の絶対値（ｌｅｖｅｌ）を以降の係数の周辺参照用に係数絶対値メモリ１４０３に格納する。
ｌｅｖｅｌ修正部１４０２は、係数の絶対値（ｌｅｖｅｌ）を以降の係数の周辺参照用に係数絶対値メモリ１４０３に格納する。
（ステップＳ２０４）
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部１４０４は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇの設定及び符号化を行う。詳細は後述する。
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部１４０４は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇの設定及び符号化を行う。詳細は後述する。
（ステップＳ２０５）
ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ符号化部１４０５は、対象係数の絶対値が０より大きいかを判定し、０より大きい場合はステップＳ２０６を行なう。０の場合は、対象係数絶対値の符号化が完了となり、ステップＳ２１１が行なわれる。
ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ符号化部１４０５は、対象係数の絶対値が０より大きいかを判定し、０より大きい場合はステップＳ２０６を行なう。０の場合は、対象係数絶対値の符号化が完了となり、ステップＳ２１１が行なわれる。
（ステップＳ２０６）
ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ符号化部１４０５は、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇの設定及び符号化を行う。
ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ符号化部１４０５は、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇの設定及び符号化を行う。
（ステップＳ２０７）
ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ符号化部１４０６は、対象係数の絶対値が１より大きいかを判定し、１より大きい場合は、ステップＳ２０８を行なう。１より大きくない場合は、対象係数絶対値の符号化が完了となり、ステップＳ２１１が行なわれる。
ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ符号化部１４０６は、対象係数の絶対値が１より大きいかを判定し、１より大きい場合は、ステップＳ２０８を行なう。１より大きくない場合は、対象係数絶対値の符号化が完了となり、ステップＳ２１１が行なわれる。
（ステップＳ２０８）
ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ符号化部１４０６は、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇの設定及び符号化を行う。
ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ符号化部１４０６は、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇの設定及び符号化を行う。
（ステップＳ２０９）
ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３符号化部１４０７は、対象係数の絶対値が２より大きいかを判定し、２より大きい場合は、ステップＳ２１０を行なう。２より大きくない場合は、対象係数絶対値の符号化が完了となり、ステップＳ２１１が行なわれる。
ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３符号化部１４０７は、対象係数の絶対値が２より大きいかを判定し、２より大きい場合は、ステップＳ２１０を行なう。２より大きくない場合は、対象係数絶対値の符号化が完了となり、ステップＳ２１１が行なわれる。
（ステップＳ２１０）
ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３符号化部１４０７は、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３の設定及び符号化を行う。
ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３符号化部１４０７は、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３の設定及び符号化を行う。
（ステップＳ２１１）
係数符号化部１４００は、４ｘ４係数ブロック内の全係数の処理が完了するまでステップＳ２０４〜ステップＳ２１０を繰り返す。
係数符号化部１４００は、４ｘ４係数ブロック内の全係数の処理が完了するまでステップＳ２０４〜ステップＳ２１０を繰り返す。
（ステップＳ２１２）
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８は、対象係数の絶対値が０かどうかを判定し、０の場合はｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを符号化せず、ステップＳ２１５を行い、１以上の場合はステップＳ２１３を行なう。
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８は、対象係数の絶対値が０かどうかを判定し、０の場合はｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを符号化せず、ステップＳ２１５を行い、１以上の場合はステップＳ２１３を行なう。
（ステップＳ２１３）
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８は、対象係数がスキャン順で４ｘ４係数ブロック内の最終の０でない係数（非０係数）かどうかを判定し、最終非０係数の場合はｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを符号化せずステップＳ２１５を行ない、最終非０係数でない場合はステップＳ２１４を行なう。
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８は、対象係数がスキャン順で４ｘ４係数ブロック内の最終の０でない係数（非０係数）かどうかを判定し、最終非０係数の場合はｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを符号化せずステップＳ２１５を行ない、最終非０係数でない場合はステップＳ２１４を行なう。
（ステップＳ２１４）
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８は、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇの設定及び符号化を行う。詳細は後述する。
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８は、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇの設定及び符号化を行う。詳細は後述する。
（ステップＳ２１５）
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８は、４ｘ４係数ブロック内の全係数の処理が完了するまでステップＳ２１２〜ステップＳ２１４を繰り返す。
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８は、４ｘ４係数ブロック内の全係数の処理が完了するまでステップＳ２１２〜ステップＳ２１４を繰り返す。
（ステップＳ２１６）
係数符号化部１４００は、符号ブロック内の全４ｘ４係数ブロックの符号化が完了するまでステップＳ２０２〜ステップＳ２１５を繰り返す。
係数符号化部１４００は、符号ブロック内の全４ｘ４係数ブロックの符号化が完了するまでステップＳ２０２〜ステップＳ２１５を繰り返す。
符号列の例を図１１に示す。係数絶対値（ｌｅｖｅｌ）に関するパラメータは係数毎に符号化されるが、符号情報のｓｉｇｎ＿ｆｌａｇは４ｘ４係数ブロック内でひとかたまりで符号化される。なお、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ以外のパラメータは他のパラメータの値によって存在しない場合もあるが、図１１は説明簡略化のために全てのパラメータが存在する場合を示している。
以降、ｌｅｖｅｌ修正部１４０２、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部１４０４、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８について詳細に説明する。
＜ｌｅｖｅｌ修正部構成＞
図５は、ｌｅｖｅｌ修正部１４０２の内部構成を示す。
図５は、ｌｅｖｅｌ修正部１４０２の内部構成を示す。
ｌｅｖｅｌ修正部１４０２は、ｌｅｖｅｌ減算部１４２２および修正要否判定部１４２１を備える。
＜動作（ｌｅｖｅｌ修正）＞
図６を参照しつつ、ｌｅｖｅｌ修正フローについて説明する。
図６を参照しつつ、ｌｅｖｅｌ修正フローについて説明する。
（ステップＳ３０１）
修正要否判定部１４２１は、４ｘ４係数ブロック内の全係数の係数絶対値の総和を計算し、その最下位ｂｉｔを取得し、次のステップで使用するＳｉｇｎＴｍｐに設定する。ＳｉｇｎＴｍｐには係数絶対値の総和が偶数の場合には０、奇数の場合には１が設定されることになる。
修正要否判定部１４２１は、４ｘ４係数ブロック内の全係数の係数絶対値の総和を計算し、その最下位ｂｉｔを取得し、次のステップで使用するＳｉｇｎＴｍｐに設定する。ＳｉｇｎＴｍｐには係数絶対値の総和が偶数の場合には０、奇数の場合には１が設定されることになる。
（ステップＳ３０２）
修正要否判定部１４２１は、スキャン順で４ｘ４係数ブロック内の最終の０でない係数（非０係数）の符号情報（正の場合は０、負の場合は１となる情報）がＳｉｇｎＴｍｐと同じかどうかを判定し、同じ場合はｌｅｖｅｌ減算部１４２２にｌｅｖｅｌの修正をさせずに処理を終了し、異なる場合はｌｅｖｅｌ減算部１４２２にステップＳ３０３の処理を実行させる。
修正要否判定部１４２１は、スキャン順で４ｘ４係数ブロック内の最終の０でない係数（非０係数）の符号情報（正の場合は０、負の場合は１となる情報）がＳｉｇｎＴｍｐと同じかどうかを判定し、同じ場合はｌｅｖｅｌ減算部１４２２にｌｅｖｅｌの修正をさせずに処理を終了し、異なる場合はｌｅｖｅｌ減算部１４２２にステップＳ３０３の処理を実行させる。
（ステップＳ３０３）
ｌｅｖｅｌ減算部１４２２は、スキャン順で４ｘ４係数ブロック内の先頭の０でない係数（非０係数）の係数から１を減算する。これにより４ｘ４係数ブロック内の係数絶対値総和の偶数／奇数を反転させることができ、上述の最下位ｂｉｔをスキャン順で最後の非０係数の符号情報と一致させることができる。ｌｅｖｅｌ減算部１４２２は、修正した係数の絶対値は以降の係数の周辺参照用に係数絶対値メモリに格納する。
ｌｅｖｅｌ減算部１４２２は、スキャン順で４ｘ４係数ブロック内の先頭の０でない係数（非０係数）の係数から１を減算する。これにより４ｘ４係数ブロック内の係数絶対値総和の偶数／奇数を反転させることができ、上述の最下位ｂｉｔをスキャン順で最後の非０係数の符号情報と一致させることができる。ｌｅｖｅｌ減算部１４２２は、修正した係数の絶対値は以降の係数の周辺参照用に係数絶対値メモリに格納する。
＜ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部構成＞
図７は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部１４０４の内部構成を示す。ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部１４０４は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇ設定部１４４１、算術符号化部１４４２、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部１４４３、およびｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ１４４４を備える。
図７は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部１４０４の内部構成を示す。ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部１４０４は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇ設定部１４４１、算術符号化部１４４２、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部１４４３、およびｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ１４４４を備える。
なお、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇの符号化に関してはｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇとほぼ同様のため、説明を省略する。また、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３の符号化はコンテキストを用いないＢｙｐａｓｓ符号化によって行なわれるが、それ以外はほぼ他のパラメータと変わらないため説明を省略する。
＜動作（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化）＞
次に、図８を参照しつつ、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化フローについて説明する。
次に、図８を参照しつつ、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化フローについて説明する。
（ステップＳ４０１〜ステップＳ４０３）
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ設定部１４４１は、処理対象係数が０かどうか判断し、０の場合はｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇに０を、０でない場合はｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇに１を設定する。
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ設定部１４４１は、処理対象係数が０かどうか判断し、０の場合はｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇに０を、０でない場合はｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇに１を設定する。
（ステップＳ４０４〜ステップＳ４０５）
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部１４４３は、処理対象係数の周辺５係数の絶対値の平均を算出する。周辺５係数は図１２で示すように、処理対象係数の右２係数、下２係数、および右下係数である。周辺５係数は係数絶対値メモリ１４０３から取得される。次に、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部１４４３は、周辺５係数の絶対値の平均と５を比較し、小さい方の値をコンテキスト番号に設定する。
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部１４４３は、処理対象係数の周辺５係数の絶対値の平均を算出する。周辺５係数は図１２で示すように、処理対象係数の右２係数、下２係数、および右下係数である。周辺５係数は係数絶対値メモリ１４０３から取得される。次に、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部１４４３は、周辺５係数の絶対値の平均と５を比較し、小さい方の値をコンテキスト番号に設定する。
（ステップＳ４０６〜ステップＳ４０８）
算術符号化部１４４２は、コンテキスト番号に従ってｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ１４４４から使用するコンテキストをロードし、算術符号化を実施し、符号列を出力する。そして算術符号化で更新したコンテキストをｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ１４４４にストアする。
算術符号化部１４４２は、コンテキスト番号に従ってｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ１４４４から使用するコンテキストをロードし、算術符号化を実施し、符号列を出力する。そして算術符号化で更新したコンテキストをｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ１４４４にストアする。
＜ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部構成＞
図９は、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８の内部構成を示す。
図９は、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８の内部構成を示す。
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８は、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ設定部１４８１および算術符号化部１４８２を備える。
＜動作（ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化）＞
次に、図１０を参照しつつ、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化フローについて説明する。
次に、図１０を参照しつつ、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化フローについて説明する。
（ステップＳ５０１〜ステップＳ５０３）
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ設定部１４８１は、処理対象係数が０より大きいかどうか判断し、０より大きい場合（正数の場合）はｓｉｇｎ＿ｆｌａｇに０を、０より大きくない場合（負数の場合）でない場合はｓｉｇｎ＿ｆｌａｇに１を設定する。ちなみに、図４で示した係数符号化フローの通り、対象係数が０の場合はｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化は実施されないため、０より大きくない場合は係数値は負数ということになる。
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ設定部１４８１は、処理対象係数が０より大きいかどうか判断し、０より大きい場合（正数の場合）はｓｉｇｎ＿ｆｌａｇに０を、０より大きくない場合（負数の場合）でない場合はｓｉｇｎ＿ｆｌａｇに１を設定する。ちなみに、図４で示した係数符号化フローの通り、対象係数が０の場合はｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化は実施されないため、０より大きくない場合は係数値は負数ということになる。
（ステップＳ５０４）
算術符号化部１４８２は、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを算術符号化し、符号列を出力する。ここでの算術符号化では、算術符号化部１４８２はコンテキストを用いないＢｙｐａｓｓ符号化を行う。
算術符号化部１４８２は、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを算術符号化し、符号列を出力する。ここでの算術符号化では、算術符号化部１４８２はコンテキストを用いないＢｙｐａｓｓ符号化を行う。
以上、本発明の一態様に係る画像符号化方法について、本実施の形態を用いて説明したが、この画像符号化方法は以下のステップを含んでいるといえる。つまり、画像符号化方法は、符号化対象画像を符号化する画像符号化方法であって、符号化対象画像を複数の符号ブロックに分割するブロック分割ステップ（Ｓ１０１）と、予測画像を生成する予測ステップ（Ｓ１０２）と、前記符号ブロックと予測画像から差分画像を生成する差分ステップ（Ｓ１０３）と、前記差分画像を周波数変換することにより複数の係数を生成する変換ステップ（Ｓ１０４）と、前記複数の係数からなるセットを複数の係数サブセットに分割するサブセット分割ステップ（Ｓ２０１）と、係数サブセット内の係数ごとに、当該係数を複数のパラメータに置き換える置き換えステップ（Ｓ２０４，Ｓ２０６など、具体的にはＳ４０２，Ｓ４０３など）と、前記係数サブセットに含まれる係数である符号化対象係数の周辺にある係数に関する値を参照することにより、算術符号化で使用するコンテキストを選択する選択ステップ（Ｓ４０５）と、選択されたコンテキストに対応して決められるシンボル発生確率によって、前記符号化対象係数に対応するパラメータを算術符号化する符号化ステップ（Ｓ４０７など）とを含む。そして、前記符号化ステップでは、係数ごとに、当該係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連するパラメータである関連パラメータを算術符号化し（Ｓ２０４〜Ｓ２１０）、係数サブセットごとに、当該係数サブセット内にある複数の係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連しない複数のパラメータである複数の非関連パラメータをまとめて算術符号化する（Ｓ２１４）。
＜効果＞
以上、本実施の形態によれば、周辺の係数パラメータではなく、係数絶対値を参照してコンテキストを決定することによって、よりシンボル発生確率に偏りを持たせることが出来、符号化効率を向上させることができる。他係数から参照されるパラメータ、つまり係数絶対値に関するパラメータを係数毎に符号化することによってこれを実現した。より具体的に説明すると、符号列の復号のことを考慮すると、参照するデータは復号するデータよりも前に存在しなければならない。例えば、係数を復号する時に参照する周辺のパラメータは既に復号済みでなければならない。つまり、係数絶対値に関するパラメータを係数毎に符号化することにより、次に符号化する係数は直前の係数の係数絶対値を参照することが可能となる。
以上、本実施の形態によれば、周辺の係数パラメータではなく、係数絶対値を参照してコンテキストを決定することによって、よりシンボル発生確率に偏りを持たせることが出来、符号化効率を向上させることができる。他係数から参照されるパラメータ、つまり係数絶対値に関するパラメータを係数毎に符号化することによってこれを実現した。より具体的に説明すると、符号列の復号のことを考慮すると、参照するデータは復号するデータよりも前に存在しなければならない。例えば、係数を復号する時に参照する周辺のパラメータは既に復号済みでなければならない。つまり、係数絶対値に関するパラメータを係数毎に符号化することにより、次に符号化する係数は直前の係数の係数絶対値を参照することが可能となる。
また、他係数から参照されないパラメータについては係数サブブロック内の最後にまとめて符号化することによって処理を高速化できる。より具体的には、同じパラメータは連続して符号化した方が処理効率が良いことが一般的に知られている。例えば、同じパラメータであれば使用するコンテキストの種類も限られているのでキャッシュメモリやレジスタにあらかじめコンテキストをロードしておき、高速にアクセスすることが可能となる。また、同じパラメータであれば符号化ロジックも同じため、パイプライン処理も組みやすい。また、本実施の形態のようにコンテキストを使わないＢｙｐａｓｓ符号化のパラメータをまとめると、出力する符号列のｂｉｔ数も符号化前にわかり、コンテキストの更新も不要であるため、処理を高速化可能である。どのパラメータを最後にまとめるかは前記のどのパラメータを他の係数から参照可能にして符号化効率を向上させるかという点とトレードオフの関係にある。そこで、本発明者らは、Ｓｉｇｎパラメータ（ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ）に関しては他係数から参照可能にしても符号化効率は向上しないということを発見したため、本実施の形態ではＳｉｇｎパラメータのみを最後にまとめた。
また、１係数のＳｉｇｎパラメータを符号化不要とすることによって、画質劣化をほとんど発生させず発生符号量を抑えることができる。より具体的には、４ｘ４係数ブロック内において１つの係数のＳｉｇｎパラメータを符号化せず、符号化しなかったＳｉｇｎパラメータを４ｘ４係数ブロック内の係数絶対値の総和が偶数か奇数かによって表現することにより、発生符号量を抑制している。また、Ｓｉｇｎパラメータを最後にまとめることにより、最後のＳｉｇｎパラメータの位置（非０係数の位置）を明確にし、最後のＳｉｇｎパラメータを削除することを可能にしている。もし、Ｓｉｇｎパラメータも他のパラメータと同様に係数毎に符号化した場合、どの係数が最後の非０係数かがわからず、復号化時にＳｉｇｎパラメータが符号化されていない係数はどれなのかがわからない。
なお、本実施の形態によれば、スキャン最後の非０係数のｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを符号化していないが、必ず符号化しないというわけではなく、フラグや係数値の状況に応じて符号化する／しないを切り替えてもよい。
また、周辺の５係数を参照しているが、参照する数に制限はなく、５係数より多くてもよいし、少なくてもよい。また、対象係数から離れている位置を参照してもよい。また、周辺５係数の平均を用いているが、平均ではなく、中間値を用いてもよい。また、平均と５を比較して小さい方の値をコンテキスト番号に設定しているが、平均と比較される値は５よりも大きくても小さくても構わず、平均値そのものをコンテキスト番号に設定してもよい。
また、４ｘ４係数ブロック内の係数絶対値を用いてＳｉｇｎＴｍｐを算出しているが、係数絶対値でなく、「係数絶対値−１」や「係数絶対値−２」等、係数絶対値を修正した数値を用いてもよい。
また、４ｘ４係数ブロック内のスキャン順で最後の非０係数のＳｉｇｎパラメータを符号化していないが、最後の非０係数でなくてもよく、先頭の非０係数や、中間の非０係数のＳｉｇｎパラメータを対象にしてもよい。
また、４ｘ４係数ブロック内のスキャン順で最後の非０係数のＳｉｇｎパラメータがＳｉｇｎＴｍｐと異なる場合は先頭の非０係数の係数値から１減算しているが、４ｘ４係数ブロック内の係数絶対値総和が偶数または奇数になればそれでよく、別の方法をとってもよい。例えば、他の係数値に対して１減算もしくは１加算する方法をとってもよいし、他の係数値に対して２加算（減算）して別の係数値に対して１減算（加算）してもよい。
また、係数をｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇの５つのパラメータを用いて符号化しているが、それに限らず、例えばｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ１、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇの３つのパラメータで符号化してもよい。
また、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３とｓｉｇｎ＿ｆｌａｇをＢｙｐａｓｓ符号化しているが、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇやｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ等もＢｙｐａｓｓ符号化してもよい。
また、参照する係数については、処理対象の符号ブロックの外部の係数を参照しないようにしてもよいし、空間的だけでなく、時間的な周辺係数を参照してもよい。例えば、１ピクチャ前の対象係数と同じ位置の係数を参照してもよい。
また、符号ブロックは最大３２ｘ３２、最小４ｘ４としたが、それ以上でもそれ以下でもよい。また、符号ブロックは固定サイズでもよい。
また、符号ブロックを４ｘ４係数ブロックに分割しているが、４ｘ４でなくてもよく、８ｘ８でもよいし、２ｘ２でもよいし、４ｘ８の長方形でもよい。また、ブロック毎でなくとも例えばスキャン順で１６係数毎に分割してもよい。
更に、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現してもよい。そして、このソフトウェアをダウンロード等により配布してもよい。また、このソフトウェアをＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録して流布してもよい。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。
（実施の形態２）
＜全体構成及び動作（全体）＞
第２の実施の形態における動画像符号化装置の全体構成及び全体の動作は実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
＜全体構成及び動作（全体）＞
第２の実施の形態における動画像符号化装置の全体構成及び全体の動作は実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
＜係数符号化部構成＞
図１３は、本実施の形態における係数符号化部の内部構成を示す。
図１３は、本実施の形態における係数符号化部の内部構成を示す。
この係数符号化部１４００ａは、４ｘ４係数ブロック分割部１４０１、ｌｅｖｅｌ修正部１４０２、係数３クリップ値メモリ１４０９、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部１４０１、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ符号化部１４０５、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ符号化部１４０６、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３符号化部１４０７、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８を備える。つまり、本実施の形態における係数符号化部１４００ａは、実施の形態１の係数絶対値メモリ１４０３の代わりに係数３クリップ値メモリ１４０９を備え、それ以外は実施の形態１と同じ構成要素を備える。
＜動作（係数符号化）＞
次に、図１４を参照しつつ、係数符号化フローについて説明する。ステップＳ６０３、ステップＳ６１０〜ステップＳ６１２以外は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。つまり、本実施の形態におけるステップＳ６０１、Ｓ６０２、Ｓ６０４〜Ｓ６０８、Ｓ６０９およびＳ６１３〜Ｓ６１７は、実施の形態１におけるステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０４〜Ｓ２０８、Ｓ２１１、およびＳ２１２〜Ｓ２１６と同一である。
次に、図１４を参照しつつ、係数符号化フローについて説明する。ステップＳ６０３、ステップＳ６１０〜ステップＳ６１２以外は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。つまり、本実施の形態におけるステップＳ６０１、Ｓ６０２、Ｓ６０４〜Ｓ６０８、Ｓ６０９およびＳ６１３〜Ｓ６１７は、実施の形態１におけるステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０４〜Ｓ２０８、Ｓ２１１、およびＳ２１２〜Ｓ２１６と同一である。
（ステップＳ６０３）
ｌｅｖｅｌ修正部１４０２は係数絶対値と３を比較し、小さい方の値（３クリップ値）を以降の係数の周辺参照用に係数３クリップ値メモリ１４０９に格納する。
ｌｅｖｅｌ修正部１４０２は係数絶対値と３を比較し、小さい方の値（３クリップ値）を以降の係数の周辺参照用に係数３クリップ値メモリ１４０９に格納する。
（ステップＳ６１０〜ステップＳ６１２）
ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３符号化部１４０７は、係数絶対値が２より大きい係数に対し、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３の設定及び符号化を実施する。これを４ｘ４係数ブロック内の全係数が完了するまで繰り返す。ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３の符号化はコンテキストを用いないＢｙｐａｓｓ符号化によって行なわれる。
ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３符号化部１４０７は、係数絶対値が２より大きい係数に対し、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３の設定及び符号化を実施する。これを４ｘ４係数ブロック内の全係数が完了するまで繰り返す。ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３の符号化はコンテキストを用いないＢｙｐａｓｓ符号化によって行なわれる。
符号列の例を図１７に示す。係数値を３でクリップした値に関するパラメータ（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ）は係数毎に符号化されるが、それ以外のｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３とｓｉｇｎ＿ｆｌａｇは４ｘ４係数ブロック内でひとかたまりで符号化される。なお、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ以外のパラメータは他のパラメータの値によって存在しない場合もあるが、図１７は説明簡略化のために全てのパラメータが存在する場合を示している。
以降、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部１４０４について詳細に説明する。なお、ｌｅｖｅｌ修正部１４０２およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部１４０８等その他の部分については実施の形態１と同様である。
＜ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部構成＞
図１５は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部１４０４の内部構成を示す。
図１５は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部１４０４の内部構成を示す。
このｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部１４０４は、実施の形態１と同様に、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇ設定部１４４１、算術符号化部１４４２、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部１４４３、およびｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ１４４４を備える。ここで、本実施の形態におけるｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部１４４３は、実施の形態１の係数絶対値メモリ１４０３の代わりに係数３クリップ値メモリ１４０９を使用する。
＜動作（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化）＞
次に、図１６を参照しつつ、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化フローについて説明する。ステップＳ７０４以外は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。つまり、ステップＳ７０１〜Ｓ７０３およびＳ７０５〜Ｓ７０８は、実施の形態１におけるステップＳ４０１〜Ｓ４０３およびＳ４０５〜Ｓ４０８と同一である。
次に、図１６を参照しつつ、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化フローについて説明する。ステップＳ７０４以外は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。つまり、ステップＳ７０１〜Ｓ７０３およびＳ７０５〜Ｓ７０８は、実施の形態１におけるステップＳ４０１〜Ｓ４０３およびＳ４０５〜Ｓ４０８と同一である。
（ステップＳ７０４）
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部１４４３は、処理対象係数の周辺５係数の３クリップ値の平均を算出する。周辺５係数の位置は実施の形態１と同じである。周辺５係数の３クリップ値は係数３クリップ値メモリ１４０９から取得される。
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部１４４３は、処理対象係数の周辺５係数の３クリップ値の平均を算出する。周辺５係数の位置は実施の形態１と同じである。周辺５係数の３クリップ値は係数３クリップ値メモリ１４０９から取得される。
＜効果＞
以上、本実施の形態によれば、周辺の係数パラメータではなく、係数絶対値を３でクリップした値を参照してコンテキストを決定することによって、よりシンボル発生確率に偏りを持たせることが出来、符号化効率を向上させることができる。他係数から参照されるパラメータ、つまり係数絶対値を３でクリップした値に関するパラメータを係数毎に符号化することによってこれを実現した。
以上、本実施の形態によれば、周辺の係数パラメータではなく、係数絶対値を３でクリップした値を参照してコンテキストを決定することによって、よりシンボル発生確率に偏りを持たせることが出来、符号化効率を向上させることができる。他係数から参照されるパラメータ、つまり係数絶対値を３でクリップした値に関するパラメータを係数毎に符号化することによってこれを実現した。
また、参照に係数値ではなく、係数絶対値を３でクリップした値を用いることにより、参照メモリの容量を削減できる。現在のＨＥＶＣ規格では係数値は１６ｂｉｔデータであり、係数値を参照することにすると１係数あたり１６ｂｉｔ必要である。しかし、参照に係数絶対値を３でクリップした値を用いることにより１係数あたり２ｂｉｔでよくなり、参照メモリの容量を約８８％削減可能である。
また、他係数から参照されないパラメータについては係数サブブロック内の最後にまとめて符号化することによって処理を高速化できる。より具体的には、同じパラメータは連続して符号化した方が処理効率が良いことが一般的に知られている。例えば、同じパラメータであれば使用するコンテキストの種類も限られているのでキャッシュメモリやレジスタにあらかじめコンテキストをロードしておき、高速にアクセスすることが可能となる。また、同じパラメータであれば符号化ロジックも同じため、パイプライン処理も組みやすい。
また、本実施の形態のようにコンテキストを使わないＢｙｐａｓｓ符号化のパラメータをまとめると、出力する符号列のｂｉｔ数も符号化前にわかり、コンテキストの更新も不要であるため、処理を高速化可能である。どのパラメータを最後にまとめるかは前記のどのパラメータを他の係数から参照可能にして符号化効率を向上させるかという点とトレードオフの関係にある。そこで、本発明者らは、Ｓｉｇｎパラメータ（ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ）に関しては他係数から参照可能にしても符号化効率は向上しないということを発見したため、そのパラメータを最後にまとめた。また、本発明者らは、以下の事象１〜３を考慮することによって、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３も最後にまとめた。つまり、第１の事象は、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３の符号化はＢｙｐａｓｓ符号化であるために、そのパラメータをまとめると処理高速化の効果が大きくなるという事象である。また、第２の事象は、そのパラメータを参照可能にすると参照メモリの容量が大きくなってしまう事象である。また、第３の事象は、本発明者らによって発見された事象であって、そのパラメータを参照可能にしてもそれほど符号化効率は向上しないという事象である。
また、１係数のＳｉｇｎパラメータを符号化不要とすることによって、画質劣化をほとんど発生させず発生符号量を抑えることができる。より具体的には、４ｘ４係数ブロック内において１つの係数のＳｉｇｎパラメータを符号化せず、符号化しなかったＳｉｇｎパラメータを４ｘ４係数ブロック内の係数絶対値の総和が偶数か奇数かによって表現することにより、発生符号量を抑制している。また、Ｓｉｇｎパラメータを最後にまとめることにより、最後のＳｉｇｎパラメータの位置（非０係数の位置）を明確にし、最後のＳｉｇｎパラメータを削除することを可能にしている。もし、Ｓｉｇｎパラメータも他のパラメータと同様に係数毎に符号化した場合、どの係数が最後の非０係数かがわからず、復号化時にＳｉｇｎパラメータが符号化されていない係数はどれなのかがわからない。
なお、本実施の形態によれば、係数絶対値を３でクリップした値を他係数から参照しているが、係数絶対値が４以上であることを示すｇｒｅａｔｅｒ３＿ｆｌａｇを新たに設け、４でクリップした値を他係数から参照可能にしてもよい。
また、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇもｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３と同様に４ｘ４係数ブロック内でまとめ、他係数からは２でクリップした値を参照可能にしてもよい。
また、スキャン最後の非０係数のｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを符号化していないが、必ず符号化しないというわけではなく、フラグや係数値の状況に応じて符号化する／しないを切り替えてもよい。
また、周辺の５係数を参照しているが、参照する数に制限はなく、５係数より多くてもよいし、少なくてもよい。また、対象係数から離れている位置を参照してもよい。また、周辺５係数の平均を用いているが、平均ではなく、中間値を用いてもよい。また、平均と５を比較して小さい方の値をコンテキスト番号に設定しているが、平均と比較される値は５よりも大きくても小さくても構わず、平均値そのものをコンテキスト番号に設定してもよい。
また、４ｘ４係数ブロック内の係数絶対値を用いてＳｉｇｎＴｍｐを算出しているが、係数絶対値でなく、「係数絶対値−１」や「係数絶対値−２」等、係数絶対値を修正した数値を用いてもよい。
また、４ｘ４係数ブロック内のスキャン順で最後の非０係数のＳｉｇｎパラメータを符号化していないが、最後の非０係数でなくてもよく、先頭の非０係数や、中間の非０係数のＳｉｇｎパラメータを対象にしてもよい。
また、４ｘ４係数ブロック内のスキャン順で最後の非０係数のＳｉｇｎパラメータがＳｉｇｎＴｍｐと異なる場合は先頭の非０係数の係数値から１減算しているが、４ｘ４係数ブロック内の係数絶対値総和が偶数または奇数になればそれでよく、別の方法をとってもよい。例えば、他の係数値に対して１減算もしくは１加算する方法をとってもよいし、他の係数値に対して２加算（減算）して別の係数値に対して１減算（加算）してもよい。
また、係数をｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇの５つのパラメータを用いて符号化しているが、それに限らず、例えばｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ１、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇの３つのパラメータで符号化してもよい。
また、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３とｓｉｇｎ＿ｆｌａｇをＢｙｐａｓｓ符号化しているが、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇやｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ等もＢｙｐａｓｓ符号化してもよい。
また、参照する係数については、処理対象の符号ブロックの外部の係数を参照しないようにしてもよいし、空間的だけでなく、時間的な周辺係数を参照してもよい。例えば、１ピクチャ前の対象係数と同じ位置の係数を参照してもよい。
また、符号ブロックは最大３２ｘ３２、最小４ｘ４としたが、それ以上でもそれ以下でもよい。また、符号ブロックは固定サイズでもよい。
また、符号ブロックを４ｘ４係数ブロックに分割しているが、４ｘ４でなくてもよく、８ｘ８でもよいし、２ｘ２でもよいし、４ｘ８の長方形でもよい。また、ブロック毎でなくとも例えばスキャン順で１６係数毎に分割してもよい。
（実施の形態３）
＜全体構成＞
図１８は、第３の実施の形態における動画像復号化装置の構成を示す。
＜全体構成＞
図１８は、第３の実施の形態における動画像復号化装置の構成を示す。
動画像復号化装置２０００は、係数復号化部２１００、逆変換部２２００、加算部２３００、復号ブロック結合部２４００およびフレームメモリ２５００を備える。
＜動作（全体）＞
次に、図１９を参照しつつ、復号化全体フローについて説明する。
次に、図１９を参照しつつ、復号化全体フローについて説明する。
（ステップＳ８０１）
係数復号化部２１００は、符号列から周波数係数を復号し、周波数係数を逆変換部２２００へ出力する。
係数復号化部２１００は、符号列から周波数係数を復号し、周波数係数を逆変換部２２００へ出力する。
（ステップＳ８０２）
逆変換部２２００は、周波数係数を画素データに変換し、差分ブロックを生成する。
逆変換部２２００は、周波数係数を画素データに変換し、差分ブロックを生成する。
（ステップＳ８０３）
加算部２３００は、フレームメモリ２５００に格納してある復号画像と差分ブロックを加算して復号ブロックを生成する。
加算部２３００は、フレームメモリ２５００に格納してある復号画像と差分ブロックを加算して復号ブロックを生成する。
（ステップＳ８０４）
動画像復号化装置２０００は、復号化対象画像内の全復号ブロックの復号化が完了するまでステップＳ８０１〜ステップＳ８０３を繰り返す。
動画像復号化装置２０００は、復号化対象画像内の全復号ブロックの復号化が完了するまでステップＳ８０１〜ステップＳ８０３を繰り返す。
（ステップＳ８０５）
復号ブロック結合部２４００は、全復号ブロックを結合することによって復号画像を生成すると共にフレームメモリ２５００にその復号画像を格納する。
復号ブロック結合部２４００は、全復号ブロックを結合することによって復号画像を生成すると共にフレームメモリ２５００にその復号画像を格納する。
＜係数復号化部構成＞
図２０は、係数復号化部２１００の内部構成を示す。本実施の形態では実施の形態１と同様に係数を、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇに分けて表現する。
図２０は、係数復号化部２１００の内部構成を示す。本実施の形態では実施の形態１と同様に係数を、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇに分けて表現する。
係数復号化部２１００は、係数絶対値メモリ２１１０、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部２１２０、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ復号化部２１３０、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ復号化部２１４０、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３復号化部２１５０、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ復号化部２１６０、復元部２１７０および４ｘ４係数ブロック結合部２１８０を備える。
＜動作（係数復号化）＞
次に、図２１を参照しつつ、係数復号化フローについて説明する。
次に、図２１を参照しつつ、係数復号化フローについて説明する。
（ステップＳ９０１）
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部２１２０は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇを復号化する。詳細は後述する。
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部２１２０は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇを復号化する。詳細は後述する。
（ステップＳ９０２）
ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ復号化部２１３０は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇが１かどうかを判定し、１の場合はステップＳ９０３を行なう。０の場合は、対象係数絶対値の復号化が完了となり、ステップＳ９０８が行なわれる。
ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ復号化部２１３０は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇが１かどうかを判定し、１の場合はステップＳ９０３を行なう。０の場合は、対象係数絶対値の復号化が完了となり、ステップＳ９０８が行なわれる。
（ステップＳ９０３）
ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ復号化部２１３０は、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇを復号化する。
ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ復号化部２１３０は、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇを復号化する。
（ステップＳ９０４）
ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ復号化部２１４０は、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇが１かどうかを判定し、１の場合はステップＳ９０５を行なう。０の場合は、対象係数絶対値の復号化が完了となり、ステップＳ９０８が行なわれる。
ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ復号化部２１４０は、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇが１かどうかを判定し、１の場合はステップＳ９０５を行なう。０の場合は、対象係数絶対値の復号化が完了となり、ステップＳ９０８が行なわれる。
（ステップＳ９０５）
ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ復号化部２１４０は、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇを復号化する。
ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ復号化部２１４０は、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇを復号化する。
（ステップＳ９０６）
ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３復号化部２１５０は、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇが１かどうかを判定し、１の場合はステップＳ９０７を行なう。０の場合は、対象係数絶対値の復号化が完了となり、ステップＳ９０８が行なわれる。
ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３復号化部２１５０は、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇが１かどうかを判定し、１の場合はステップＳ９０７を行なう。０の場合は、対象係数絶対値の復号化が完了となり、ステップＳ９０８が行なわれる。
（ステップＳ９０７）
ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３復号化部２１５０は、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３を復号化する。なお、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３はコンテキストを用いないＢｙｐａｓｓ復号化を用いて復号化される。
ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３復号化部２１５０は、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３を復号化する。なお、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３はコンテキストを用いないＢｙｐａｓｓ復号化を用いて復号化される。
（ステップＳ９０８）
復元部２１７０は、復号化されたｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ等を用いて係数絶対値を復元し、以降の係数の周辺参照用に係数絶対値メモリ２１１０に格納する。
復元部２１７０は、復号化されたｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ等を用いて係数絶対値を復元し、以降の係数の周辺参照用に係数絶対値メモリ２１１０に格納する。
（ステップＳ９０９）
係数復号化部２１００は、４ｘ４係数ブロック内の全係数の処理が完了するまでステップＳ９０１〜ステップＳ９０８を繰り返す。
係数復号化部２１００は、４ｘ４係数ブロック内の全係数の処理が完了するまでステップＳ９０１〜ステップＳ９０８を繰り返す。
（ステップＳ９１０）
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ復号化部２１６０は、対象係数のｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇが１かどうかを判定し、１の場合はステップＳ９１１を行なう。０の場合は、対象係数は０であり、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを持っていないので、復号化は完了となり、ステップＳ９１５が行なわれる。
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ復号化部２１６０は、対象係数のｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇが１かどうかを判定し、１の場合はステップＳ９１１を行なう。０の場合は、対象係数は０であり、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを持っていないので、復号化は完了となり、ステップＳ９１５が行なわれる。
（ステップＳ９１１）
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ復号化部２１６０は、対象係数がスキャン順で４ｘ４係数ブロック内の最終の０でない係数（非０係数）かどうかを判定し、最終非０係数の場合はステップＳ９１２を行ない、そうでない場合はステップＳ９１３を行なう。
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ復号化部２１６０は、対象係数がスキャン順で４ｘ４係数ブロック内の最終の０でない係数（非０係数）かどうかを判定し、最終非０係数の場合はステップＳ９１２を行ない、そうでない場合はステップＳ９１３を行なう。
（ステップＳ９１２）
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部２１６０は、４ｘ４係数ブロック内の全係数の係数絶対値の総和を計算し、総和が偶数ならｓｉｇｎ＿ｆｌａｇに０を、奇数ならｓｉｇｎ＿ｆｌａｇに１を設定する。
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部２１６０は、４ｘ４係数ブロック内の全係数の係数絶対値の総和を計算し、総和が偶数ならｓｉｇｎ＿ｆｌａｇに０を、奇数ならｓｉｇｎ＿ｆｌａｇに１を設定する。
（ステップＳ９１３）
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ復号化部２１６０は、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを復号化する。なお、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇはコンテキストを用いないＢｙｐａｓｓ復号化を用いて復号化される。
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ復号化部２１６０は、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを復号化する。なお、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇはコンテキストを用いないＢｙｐａｓｓ復号化を用いて復号化される。
（ステップＳ９１４）
復元部２１７０は、復号したｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇやｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ等を用いて係数値を復元する。
復元部２１７０は、復号したｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇやｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ等を用いて係数値を復元する。
（ステップＳ９１５）
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ復号化部２１６０および復元部２１７０は、４ｘ４係数ブロック内の全係数の処理が完了するまでステップＳ９１０〜ステップＳ９１４を繰り返す。
ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ復号化部２１６０および復元部２１７０は、４ｘ４係数ブロック内の全係数の処理が完了するまでステップＳ９１０〜ステップＳ９１４を繰り返す。
（ステップＳ９１６）
係数復号化部２１００は、復号ブロック内の全４ｘ４係数ブロックの復号化が完了するまでステップＳ９０１〜ステップＳ９１５を繰り返す。
係数復号化部２１００は、復号ブロック内の全４ｘ４係数ブロックの復号化が完了するまでステップＳ９０１〜ステップＳ９１５を繰り返す。
（ステップＳ９１７）
４ｘ４係数ブロック結合部２１００は、復号ブロック内の全４ｘ４係数ブロックを結合し、復号ブロックの全係数を出力する。
４ｘ４係数ブロック結合部２１００は、復号ブロック内の全４ｘ４係数ブロックを結合し、復号ブロックの全係数を出力する。
以降、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部２１２０について詳細に説明する。
＜ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部構成＞
図２２は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部２１２０の内部構成を示す。なお、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ、およびｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇの復号化に関してはｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇとほぼ同様のため、説明を省略する。また、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇの復号化はコンテキストを用いないＢｙｐａｓｓ復号化で復号化されるが、それ以外はほぼ他のパラメータと変わらないため説明を省略する。
図２２は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部２１２０の内部構成を示す。なお、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ、およびｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇの復号化に関してはｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇとほぼ同様のため、説明を省略する。また、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇの復号化はコンテキストを用いないＢｙｐａｓｓ復号化で復号化されるが、それ以外はほぼ他のパラメータと変わらないため説明を省略する。
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部２１２０は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部２１２２、算術復号化部２１２１、およびｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ２１２３を備える。
＜動作（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化）＞
図２３を参照しつつ、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化フローについて説明する。
図２３を参照しつつ、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化フローについて説明する。
（ステップＳ１００１〜ステップＳ１００２）
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部２１２２は、処理対象係数の周辺５係数の絶対値の平均を算出する。周辺５係数の位置は実施の形態１と同じである。周辺５係数は係数絶対値メモリ２１１０から取得される。次に、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部２１２２は、周辺５係数の絶対値の平均と５を比較し、小さい方の値をコンテキスト番号に設定する。
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部２１２２は、処理対象係数の周辺５係数の絶対値の平均を算出する。周辺５係数の位置は実施の形態１と同じである。周辺５係数は係数絶対値メモリ２１１０から取得される。次に、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部２１２２は、周辺５係数の絶対値の平均と５を比較し、小さい方の値をコンテキスト番号に設定する。
（ステップＳ１００３〜ステップＳ１００５）
算術復号化部２１２１は、コンテキスト番号に従ってｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ２１２３から使用するコンテキストをロードし、算術復号化を実施し、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇを出力する。そして算術復号化部２１２１は、算術復号化で更新したコンテキストをｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ２１２３にストアする。
算術復号化部２１２１は、コンテキスト番号に従ってｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ２１２３から使用するコンテキストをロードし、算術復号化を実施し、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇを出力する。そして算術復号化部２１２１は、算術復号化で更新したコンテキストをｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ２１２３にストアする。
以上、本発明の一態様に係る画像復号化方法について、本実施の形態を用いて説明したが、この画像復号化方法は以下のステップを含んでいるといえる。この画像復号化方法は、画像を符号化することによって生成された符号列を復号化する画像復号化方法であって、前記符号列は複数の係数サブセットを含み、前記複数の係数サブセットのそれぞれは、複数の周波数係数のそれぞれを係数として含み、それぞれの係数は複数のパラメータに置き換えて符号化されており、前記画像復号化方法は、係数サブセットに含まれる係数である復号化対象係数の周辺にある係数に関する値を参照することにより、算術復号化で使用するコンテキストを選択する選択ステップ（Ｓ１００１）と、選択されたコンテキストに対応して決められるシンボル発生確率によって、前記復号化対象係数に対応するパラメータを算術復号化する復号化ステップ（Ｓ１００４）と、算術復号化された前記パラメータを用いて、前記復号化対象係数を係数値として復元する復元ステップ（Ｓ９１４）と、復元された複数の係数をそれぞれ含む複数の係数サブセットを結合することによって、復号ブロックを生成する結合ステップ（Ｓ９１７）と、前記復号ブロックを逆周波数変換することにより差分画像を生成する逆変換ステップ（Ｓ８０２）と、予測画像を生成する予測ステップ（Ｓ８０３）と、前記差分画像と前記予測画像から復号画像を生成する復号画像生成ステップ（Ｓ８０３）とを含む。また、前記復号化ステップでは、係数ごとに、当該係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連するパラメータである関連パラメータを算術復号化し（Ｓ９０１〜Ｓ９０７）、係数サブセットごとに、当該係数サブセット内にある複数の係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連しない複数のパラメータである複数の非関連パラメータをまとめて算術復号化する（Ｓ９１３）。
＜効果＞
以上、本実施の形態によれば、周辺の係数パラメータではなく、係数絶対値を参照してコンテキストを決定することによって、よりシンボル発生確率に偏りを持たせることが出来、それによって符号化効率を向上させた符号列を復号することができる。他係数から参照されるパラメータ、つまり係数絶対値に関するパラメータを係数毎に復号化することによってこれを実現した。より具体的に説明すると、参照するデータは復号するデータよりも前に存在しなければならない。例えば、係数を復号する時に参照する周辺のパラメータは既に復号済みでなければならない。つまり、係数絶対値に関するパラメータを係数毎に復号化することにより、次に復号化する係数は直前の係数の係数絶対値を参照することが可能となる。
以上、本実施の形態によれば、周辺の係数パラメータではなく、係数絶対値を参照してコンテキストを決定することによって、よりシンボル発生確率に偏りを持たせることが出来、それによって符号化効率を向上させた符号列を復号することができる。他係数から参照されるパラメータ、つまり係数絶対値に関するパラメータを係数毎に復号化することによってこれを実現した。より具体的に説明すると、参照するデータは復号するデータよりも前に存在しなければならない。例えば、係数を復号する時に参照する周辺のパラメータは既に復号済みでなければならない。つまり、係数絶対値に関するパラメータを係数毎に復号化することにより、次に復号化する係数は直前の係数の係数絶対値を参照することが可能となる。
また、他係数から参照されないパラメータについては係数サブブロック内の最後にまとめて復号化することによって処理を高速化できる。より具体的には、同じパラメータは連続して復号化した方が処理効率が良いことが一般的に知られている。例えば、同じパラメータであれば使用するコンテキストの種類も限られているのでキャッシュメモリやレジスタにあらかじめコンテキストをロードしておき、高速にアクセスすることが可能となる。また、同じパラメータであれば復号化ロジックも同じため、パイプライン処理も組みやすい。また、本実施の形態のようにコンテキストを使わないＢｙｐａｓｓ復号化のパラメータをまとめると、入力する符号列のｂｉｔ数も復号化前にわかり、コンテキストの更新も不要であるため、処理を高速化可能である。どのパラメータを最後にまとめるかは前記のどのパラメータを他の係数から参照可能にして符号化効率を向上させるかという点とトレードオフの関係にある。そこで、本発明者らは、Ｓｉｇｎパラメータ（ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ）に関しては他係数から参照可能にしても符号化効率は向上しないということを発見したため、本実施の形態ではＳｉｇｎパラメータのみを最後にまとめた。
また、１係数のＳｉｇｎパラメータを復号化不要とすることによって、画質劣化をほとんど発生させず符号列の符号量を抑えることができる。より具体的には、４ｘ４係数ブロック内において１つの係数のＳｉｇｎパラメータを復号化せず、復号化しなかったＳｉｇｎパラメータを４ｘ４係数ブロック内の係数絶対値の総和が偶数か奇数かによって決定することにより、発生符号量を抑制している。また、Ｓｉｇｎパラメータを最後にまとめることにより、最後のＳｉｇｎパラメータの位置（非０係数の位置）を明確にし、最後のＳｉｇｎパラメータを削除することを可能にしている。もし、Ｓｉｇｎパラメータも他のパラメータと同様に係数毎に復号化した場合、どの係数が最後の非０係数かがわからず、Ｓｉｇｎパラメータが符号化されていない係数はどれなのかがわからない。
なお、本実施の形態によれば、スキャン最後の非０係数のｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを復号化していないが、必ず復号化しないというわけではなく、フラグや係数値の状況に応じて復号化する／しないを切り替えてもよい。
また、周辺の５係数を参照しているが、参照する数に制限はなく、５係数より多くてもよいし、少なくてもよい。また、対象係数から離れている位置を参照してもよい。また、周辺５係数の平均を用いているが、平均ではなく、中間値を用いてもよい。また、平均と５を比較して小さい方の値をコンテキスト番号に設定しているが、平均と比較される値は５よりも大きくても小さくても構わず、平均値そのものをコンテキスト番号に設定してもよい。
また、４ｘ４係数ブロック内の係数絶対値の総和を用いて１係数のｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを決定しているが、係数絶対値でなく、「係数絶対値−１」や「係数絶対値−２」等、係数絶対値を修正した数値を用いてもよい。
また、４ｘ４係数ブロック内のスキャン順で最後の非０係数のＳｉｇｎパラメータを復号化していないが、最後の非０係数でなくてもよく、先頭の非０係数や、中間の非０係数のＳｉｇｎパラメータを対象にしてもよい。
また、係数をｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇの５つのパラメータを用いて表現しているが、それに限らず、例えばｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ１、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇの３つのパラメータで表現してもよい。
また、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３とｓｉｇｎ＿ｆｌａｇをＢｙｐａｓｓ復号化しているが、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇやｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ等もＢｙｐａｓｓ復号化してもよい。
また、参照する係数については、処理対象の復号ブロックの外部の係数を参照しないようにしてもよいし、空間的だけでなく、時間的な周辺係数を参照してもよい。例えば、１ピクチャ前の対象係数と同じ位置の係数を参照してもよい。
また、復号ブロックは最大３２ｘ３２、最小４ｘ４としたが、それ以上でもそれ以下でもよい。また、復号ブロックは固定サイズでもよい。
また、復号ブロックを４ｘ４係数ブロックに分割しているが、４ｘ４でなくてもよく、８ｘ８でもよいし、２ｘ２でもよいし、４ｘ８の長方形でもよい。また、ブロック毎でなくとも例えばスキャン順で１６係数毎に分割してもよい。
（実施の形態４）
＜全体構成及び動作（全体）＞
第４の実施の形態における動画像復号化装置の全体構成及び全体の動作は実施の形態３と同じであるため説明を省略する。
＜全体構成及び動作（全体）＞
第４の実施の形態における動画像復号化装置の全体構成及び全体の動作は実施の形態３と同じであるため説明を省略する。
＜係数符号化部構成＞
図２４は、本実施の形態における係数復号化部の内部構成を示す。
図２４は、本実施の形態における係数復号化部の内部構成を示す。
この係数復号化部２１００ａは、係数３クリップ値メモリ２１１１、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部２１２０、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ復号化部２１３０、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ復号化部２１４０、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３復号化部２１５０、ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ復号化部２１６０、復元部２１７０および４ｘ４係数ブロック結合部２１８０を備える。つまり、本実施の形態における係数復号化部２１００ａは、実施の形態３の係数絶対値メモリ２１１０の代わりに係数３クリップ値メモリ２１１１を備え、それ以外は実施の形態３と同じ構成要素を備える。
＜動作（係数符号化）＞
次に、図２５を参照しつつ、係数復号化フローについて説明する。ステップＳ１１０６、ステップＳ１１０８〜ステップＳ１１１０以外は実施の形態３と同様であるため、説明を省略する。つまり、本実施の形態におけるステップＳ１１０１〜Ｓ１１０５、Ｓ１１０７、およびＳ１１１１〜Ｓ１１１８は、実施の形態３におけるステップＳ９０１〜Ｓ９０５、Ｓ９０９、およびＳ９１０〜Ｓ９１７と同一である。
次に、図２５を参照しつつ、係数復号化フローについて説明する。ステップＳ１１０６、ステップＳ１１０８〜ステップＳ１１１０以外は実施の形態３と同様であるため、説明を省略する。つまり、本実施の形態におけるステップＳ１１０１〜Ｓ１１０５、Ｓ１１０７、およびＳ１１１１〜Ｓ１１１８は、実施の形態３におけるステップＳ９０１〜Ｓ９０５、Ｓ９０９、およびＳ９１０〜Ｓ９１７と同一である。
（ステップＳ１１０６）
復元部２１７０は、復号したｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ、およびｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇを用いて係数絶対値を３でクリップした値を取得する。パラメータ値と３でクリップした値との関係を図２８に示す。なお、係数絶対値を３でクリップした値を３クリップ値という。そして、復元部２１７０は、３クリップ値を以降の係数の周辺参照用に係数３クリップ値メモリ２１１１に格納する。
復元部２１７０は、復号したｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ、およびｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇを用いて係数絶対値を３でクリップした値を取得する。パラメータ値と３でクリップした値との関係を図２８に示す。なお、係数絶対値を３でクリップした値を３クリップ値という。そして、復元部２１７０は、３クリップ値を以降の係数の周辺参照用に係数３クリップ値メモリ２１１１に格納する。
（ステップＳ１１０８〜ステップＳ１１１０）
ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３復号化部２１５０は、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇが１の係数に対し、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３の復号化を実施する。これを４ｘ４係数ブロック内の全係数が完了するまで繰り返す。ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３の復号化はコンテキストを用いないＢｙｐａｓｓ復号化によって行なわれる。
ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３復号化部２１５０は、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇが１の係数に対し、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３の復号化を実施する。これを４ｘ４係数ブロック内の全係数が完了するまで繰り返す。ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３の復号化はコンテキストを用いないＢｙｐａｓｓ復号化によって行なわれる。
以降、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部２１２０について詳細に説明する。
＜ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部構成＞
図２６は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部２１２０の内部構成を示す。
図２６は、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｉｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部２１２０の内部構成を示す。
このｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部２１２０は、実施の形態３と同様に、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部２１２２、算術復号化部２１２１、およびｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ２１２３を備える。ここで、本実施の形態におけるｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部２１２２は、実施の形態３の係数絶対値メモリ２１１０の代わりに係数３クリップ値メモリ２１１１を使用する。
＜動作（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化）＞
次に、図２７を参照しつつ、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化フローについて説明する。ステップＳ１２０１以外は実施の形態３と同様であるため、説明を省略する。つまり、ステップＳ１２０２〜Ｓ１２０５は、実施の形態３におけるステップＳ１００２〜Ｓ１００５と同一である。
次に、図２７を参照しつつ、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化フローについて説明する。ステップＳ１２０１以外は実施の形態３と同様であるため、説明を省略する。つまり、ステップＳ１２０２〜Ｓ１２０５は、実施の形態３におけるステップＳ１００２〜Ｓ１００５と同一である。
（ステップＳ１２０１）
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部２１２２は、処理対象係数の周辺５係数の３クリップ値の平均を算出する。周辺５係数の位置は実施の形態３と同じである。周辺５係数の３クリップ値は係数３クリップ値メモリ２１１１から取得される。
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部２１２２は、処理対象係数の周辺５係数の３クリップ値の平均を算出する。周辺５係数の位置は実施の形態３と同じである。周辺５係数の３クリップ値は係数３クリップ値メモリ２１１１から取得される。
＜効果＞
以上、本実施の形態によれば、周辺の係数パラメータではなく、係数絶対値を３でクリップした値を参照してコンテキストを決定することによって、よりシンボル発生確率に偏りを持たせることが出来、それによって符号化効率を向上させた符号列を復号することができる。他係数から参照されるパラメータ、つまり係数絶対値を３でクリップした値に関するパラメータを係数毎に符号化することによってこれを実現した。
以上、本実施の形態によれば、周辺の係数パラメータではなく、係数絶対値を３でクリップした値を参照してコンテキストを決定することによって、よりシンボル発生確率に偏りを持たせることが出来、それによって符号化効率を向上させた符号列を復号することができる。他係数から参照されるパラメータ、つまり係数絶対値を３でクリップした値に関するパラメータを係数毎に符号化することによってこれを実現した。
また、参照に係数値ではなく、係数絶対値を３でクリップした値を用いることにより、参照メモリの容量を削減できる。現在のＨＥＶＣ規格では係数値は１６ｂｉｔデータであり、係数値を参照することにすると１係数あたり１６ｂｉｔ必要である。しかし、参照に係数絶対値を３でクリップした値を用いることにより１係数あたり２ｂｉｔでよくなり、参照メモリの容量を約８８％削減可能である。
また、他係数から参照されないパラメータについては係数サブブロック内の最後にまとめて復号化することによって処理を高速化できる。より具体的には、同じパラメータは連続して復号化した方が処理効率が良いことが一般的に知られている。例えば、同じパラメータであれば使用するコンテキストの種類も限られているのでキャッシュメモリやレジスタにあらかじめコンテキストをロードしておき、高速にアクセスすることが可能となる。また、同じパラメータであれば復号化ロジックも同じため、パイプライン処理も組みやすい。
また、本実施の形態のようにコンテキストを使わないＢｙｐａｓｓ復号化のパラメータをまとめると、入力する符号列のｂｉｔ数も復号化前にわかり、コンテキストの更新も不要であるため、処理を高速化可能である。どのパラメータを最後にまとめるかは前記のどのパラメータを他の係数から参照可能にして符号化効率を向上させるかという点とトレードオフの関係にある。そこで、本発明者らは、Ｓｉｇｎパラメータ（ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ）に関しては他係数から参照可能にしても符号化効率は向上しないということを発見したため、そのパラメータを最後にまとめた。また、本発明者らは、以下の事象１〜３の事象を考慮することによって、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３も最後にまとめた。つまり、第１の事象は、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３の符号化はＢｙｐａｓｓ符号化であるために、そのパラメータをまとめると処理高速化の効果が大きくなるとう事象である。また、第２の事象は、そのパラメータを参照可能にすると参照メモリの容量が大きくなってしまうという事象である。また、第３の事象は、本発明者らによって発見された事象であって、そのパラメータを参照可能にしてもそれほど符号化効率は向上しないという事象である。
また、１係数のＳｉｇｎパラメータを復号化不要とすることによって、画質劣化をほとんど発生させず符号列の符号量を抑えることができる。より具体的には、４ｘ４係数ブロック内において１つの係数のＳｉｇｎパラメータを復号化せず、復号化しなかったＳｉｇｎパラメータを４ｘ４係数ブロック内の係数絶対値の総和が偶数か奇数かによって決定することにより、発生符号量を抑制している。また、Ｓｉｇｎパラメータを最後にまとめることにより、最後のＳｉｇｎパラメータの位置（非０係数の位置）を明確にし、最後のＳｉｇｎパラメータを削除することを可能にしている。もし、Ｓｉｇｎパラメータも他のパラメータと同様に係数毎に復号化した場合、どの係数が最後の非０係数かがわからず、Ｓｉｇｎパラメータが符号化されていない係数はどれなのかがわからない。
なお、本実施の形態によれば、係数絶対値を３でクリップした値を他係数から参照しているが、係数絶対値が４以上であることを示すｇｒｅａｔｅｒ３＿ｆｌａｇを新たに設け、４でクリップした値を他係数から参照可能にしてもよい。
また、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇもｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３と同様に４ｘ４係数ブロック内でまとめ、他係数からは２でクリップした値を参照可能にしてもよい。
また、スキャン最後の非０係数のｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを復号化していないが、必ず復号化しないというわけではなく、フラグや係数値の状況に応じて復号化する／しないを切り替えてもよい。
また、周辺の５係数を参照しているが、参照する数に制限はなく、５係数より多くてもよいし、少なくてもよい。また、対象係数から離れている位置を参照してもよい。また、周辺５係数の平均を用いているが、平均ではなく、中間値を用いてもよい。また、平均と５を比較して小さい方の値をコンテキスト番号に設定しているが、平均と比較される値は５よりも大きくても小さくても構わず、平均値そのものをコンテキスト番号に設定してもよい。
また、４ｘ４係数ブロック内の係数絶対値の総和を用いて１係数のｓｉｇｎ＿ｆｌａｇを決定しているが、係数絶対値でなく、「係数絶対値−１」や「係数絶対値−２」等、係数絶対値を修正した数値を用いてもよい。
また、４ｘ４係数ブロック内のスキャン順で最後の非０係数のＳｉｇｎパラメータを復号化していないが、最後の非０係数でなくてもよく、先頭の非０係数や、中間の非０係数のＳｉｇｎパラメータを対象にしてもよい。
また、係数をｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ、ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇの５つのパラメータを用いて表現しているが、それに限らず、例えばｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ１、およびｓｉｇｎ＿ｆｌａｇの３つのパラメータで表現してもよい。
また、ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３とｓｉｇｎ＿ｆｌａｇをＢｙｐａｓｓ復号化しているが、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇやｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ等もＢｙｐａｓｓ復号化してもよい。
また、参照する係数については、処理対象の復号ブロックの外部の係数を参照しないようにしてもよいし、空間的だけでなく、時間的な周辺係数を参照してもよい。例えば、１ピクチャ前の対象係数と同じ位置の係数を参照してもよい。
また、復号ブロックは最大３２ｘ３２、最小４ｘ４としたが、それ以上でもそれ以下でもよい。また、復号ブロックは固定サイズでもよい。
また、復号ブロックを４ｘ４係数ブロックに分割しているが、４ｘ４でなくてもよく、８ｘ８でもよいし、２ｘ２でもよいし、４ｘ８の長方形でもよい。また、ブロックでなくとも例えばスキャン順で１６係数毎に分割してもよい。
以上の各実施の形態において、機能ブロックの各々は、通常、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）やメモリ等によって実現可能である。また、機能ブロックの各々による処理は、通常、ソフトウェア（プログラム）によって実現することができ、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。そして、このようなソフトウェアをダウンロード等により配布してもよいし、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録して配布してもよい。なお、各機能ブロックをハードウェア（専用回路）によって実現することも、当然、可能である。
また、各実施の形態において説明した処理は、単一の装置（システム）を用いて集中処理することによって実現してもよく、あるいは、複数の装置を用いて分散処理することによって実現してもよい。また、上記プログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の画像符号化方法などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
すなわち、このプログラムは、コンピュータに以下の画像符号化方法を実行させる。この画像符号化方法は、符号化対象画像を符号化する画像符号化方法であって、符号化対象画像を複数の符号ブロックに分割するブロック分割ステップと、予測画像を生成する予測ステップと、前記符号ブロックと予測画像から差分画像を生成する差分ステップと、前記差分画像を周波数変換することにより複数の係数を生成する変換ステップと、前記複数の係数からなるセットを複数の係数サブセットに分割するサブセット分割ステップと、係数サブセット内の係数ごとに、当該係数を複数のパラメータに置き換える置き換えステップと、前記係数サブセットに含まれる係数である符号化対象係数の周辺にある係数に関する値を参照することにより、算術符号化で使用するコンテキストを選択する選択ステップと、選択されたコンテキストに対応して決められるシンボル発生確率によって、前記符号化対象係数に対応するパラメータを算術符号化する符号化ステップとを含み、前記符号化ステップでは、係数ごとに、当該係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連するパラメータである関連パラメータを算術符号化し、係数サブセットごとに、当該係数サブセット内にある複数の係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連しない複数のパラメータである複数の非関連パラメータをまとめて算術符号化する。また、このプログラムは、コンピュータに以下の画像復号化方法を実行させる。この画像復号化方法は、画像を符号化することによって生成された符号列を復号化する画像復号化方法であって、前記符号列は複数の係数サブセットを含み、前記複数の係数サブセットのそれぞれは、複数の周波数係数のそれぞれを係数として含み、それぞれの係数は複数のパラメータに置き換えて符号化されており、前記画像復号化方法は、係数サブセットに含まれる係数である復号化対象係数の周辺にある係数に関する値を参照することにより、算術復号化で使用するコンテキストを選択する選択ステップと、選択されたコンテキストに対応して決められるシンボル発生確率によって、前記復号化対象係数に対応するパラメータを算術復号化する復号化ステップと、算術復号化された前記パラメータを用いて、前記復号化対象係数を係数値として復元する復元ステップと、復元された複数の係数をそれぞれ含む複数の係数サブセットを結合することによって、復号ブロックを生成する結合ステップと、前記復号ブロックを逆周波数変換することにより差分画像を生成する逆変換ステップと、予測画像を生成する予測ステップと、前記差分画像と前記予測画像から復号画像を生成する復号画像生成ステップとを含み、前記復号化ステップでは、係数ごとに、当該係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連するパラメータである関連パラメータを算術復号化し、係数サブセットごとに、当該係数サブセット内にある複数の係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連しない複数のパラメータである複数の非関連パラメータをまとめて算術復号化する。
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。つまり、以上のように、複数の態様に係る画像符号化方法および画像復号化方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
（実施の形態５）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）または動画像復号化方法（画像復号方法）の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）または動画像復号化方法（画像復号方法）の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）や動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、及び画像復号方法を用いた画像復号装置からなる画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。
図２９は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex１０６、ex１０７、ex１０８、ex１０９、ex１１０が設置されている。
このコンテンツ供給システムex１００は、インターネットex１０１にインターネットサービスプロバイダex１０２および電話網ex１０４、および基地局ex１０６からex１１０を介して、コンピュータex１１１、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）ex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５などの各機器が接続される。
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図２９のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。
カメラex１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラex１１６はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ex１１４は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile Communications）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式、若しくはＬＴＥ（Long Term Evolution）方式、ＨＳＰＡ(High Speed Packet Access)の携帯電話機、またはＰＨＳ（Personal Handyphone System）等であり、いずれでも構わない。
コンテンツ供給システムex１００では、カメラex１１３等が基地局ex１０９、電話網ex１０４を通じてストリーミングサーバex１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラex１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する）、ストリーミングサーバex１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバex１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータex１１１、ＰＤＡex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号化処理して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。
なお、撮影したデータの符号化処理はカメラex１１３で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号化処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラex１１３に限らず、カメラex１１６で撮影した静止画像および／または動画像データを、コンピュータex１１１を介してストリーミングサーバex１０３に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラex１１６、コンピュータex１１１、ストリーミングサーバex１０３のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。
また、これら符号化・復号化処理は、一般的にコンピュータex１１１や各機器が有するＬＳＩex５００において処理する。ＬＳＩex５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化・復号化用のソフトウェアをコンピュータex１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化・復号化処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ex１１４がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ex１１４が有するＬＳＩex５００で符号化処理されたデータである。
また、ストリーミングサーバex１０３は複数のサーバや複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。
以上のようにして、コンテンツ供給システムex１００では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムex１００では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号化し、再生することができ、特別な権利や設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図３０に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置によって符号化されたデータである）。これを受けた放送衛星ex２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ex３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex２１７等の装置が復号化して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。
また、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録メディアex２１５に記録した多重化データを読み取り復号化する、または記録メディアex２１５に映像信号を符号化し、さらに場合によっては音楽信号と多重化して書き込むリーダ／レコーダex２１８にも上記各実施の形態で示した動画像復号化装置または動画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタex２１９に表示され、多重化データが記録された記録メディアex２１５により他の装置やシステムにおいて映像信号を再生することができる。また、ケーブルテレビ用のケーブルex２０３または衛星／地上波放送のアンテナex２０４に接続されたセットトップボックスex２１７内に動画像復号化装置を実装し、これをテレビのモニタex２１９で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に動画像復号化装置を組み込んでもよい。
図３１は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。
また、テレビex３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号化する、またはそれぞれの情報を符号化する音声信号処理部ex３０４、映像信号処理部ex３０５（本発明の一態様に係る画像符号化装置または画像復号装置として機能する）を有する信号処理部ex３０６と、復号化した音声信号を出力するスピーカex３０７、復号化した映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ex３０８を有する出力部ex３０９とを有する。さらに、テレビex３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ex３１２等を有するインタフェース部ex３１７を有する。さらに、テレビex３００は、各部を統括的に制御する制御部ex３１０、各部に電力を供給する電源回路部ex３１１を有する。インタフェース部ex３１７は、操作入力部ex３１２以外に、リーダ／レコーダex２１８等の外部機器と接続されるブリッジex３１３、ＳＤカード等の記録メディアex２１６を装着可能とするためのスロット部ex３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバex３１５、電話網と接続するモデムex３１６等を有していてもよい。なお記録メディアex２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビex３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。
まず、テレビex３００がアンテナex２０４等により外部から取得した多重化データを復号化し、再生する構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、ＣＰＵ等を有する制御部ex３１０の制御に基づいて、変調／復調部ex３０２で復調した多重化データを多重／分離部ex３０３で分離する。さらにテレビex３００は、分離した音声データを音声信号処理部ex３０４で復号化し、分離した映像データを映像信号処理部ex３０５で上記各実施の形態で説明した復号化方法を用いて復号化する。復号化した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ex３０９から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファex３１８、ex３１９等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビex３００は、放送等からではなく、磁気／光ディスク、ＳＤカード等の記録メディアex２１５、ex２１６から多重化データを読み出してもよい。次に、テレビex３００が音声信号や映像信号を符号化し、外部に送信または記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、制御部ex３１０の制御に基づいて、音声信号処理部ex３０４で音声信号を符号化し、映像信号処理部ex３０５で映像信号を上記各実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重／分離部ex３０３で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファex３２０、ex３２１等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファex３１８、ex３１９、ex３２０、ex３２１は図示しているように複数備えていてもよいし、１つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調／復調部ex３０２や多重／分離部ex３０３の間等でもシステムのオーバフロー、アンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。
また、テレビex３００は、放送等や記録メディア等から音声データ、映像データを取得する以外に、マイクやカメラのＡＶ入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビex３００は上記の符号化処理、多重化、および外部出力ができる構成として説明したが、これらの処理を行うことはできず、上記受信、復号化処理、外部出力のみが可能な構成であってもよい。
また、リーダ／レコーダex２１８で記録メディアから多重化データを読み出す、または書き込む場合には、上記復号化処理または符号化処理はテレビex３００、リーダ／レコーダex２１８のいずれで行ってもよいし、テレビex３００とリーダ／レコーダex２１８が互いに分担して行ってもよい。
一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図３２に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報および記録メディアex２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex４０５は記録メディアex２１５を回転させる。サーボ制御部ex４０６は、ディスクモータex４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドex４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex４０７は、情報再生／記録部ex４００全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex４０７が、バッファex４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex４０２、再生復調部ex４０３、サーボ制御部ex４０６を協調動作させながら、光ヘッドex４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex４０７は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。
以上では、光ヘッドex４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。
図３３に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。
以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりなど、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。
また、デジタル放送用システムex２００において、アンテナex２０５を有する車ex２１０で衛星ex２０２等からデータを受信し、車ex２１０が有するカーナビゲーションex２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex２１１の構成は例えば図３１に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。
図３４Ａは、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いた携帯電話ex１１４を示す図である。携帯電話ex１１４は、基地局ex１１０との間で電波を送受信するためのアンテナex３５０、映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ex３６５、カメラ部ex３６５で撮像した映像、アンテナex３５０で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ex３５８を備える。携帯電話ex１１４は、さらに、操作キー部ex３６６を有する本体部、音声を出力するためのスピーカ等である音声出力部ex３５７、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ex３５６、撮影した映像、静止画、録音した音声、または受信した映像、静止画、メール等の符号化されたデータもしくは復号化されたデータを保存するメモリ部ex３６７、又は同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ex３６４を備える。
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図３４Ｂを用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。
電源回路部ex３６１は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話ex１１４を動作可能な状態に起動する。
携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。また携帯電話ex１１４は、音声通話モード時にアンテナex３５０を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ex３５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex３５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex３５７から出力する。
さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ex３６６等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex３６２を介して主制御部ex３６０に送出される。主制御部ex３６０は、テキストデータを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して基地局ex１１０へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ex３５８に出力される。
データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex３５５は、カメラ部ex３６５から供給された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する）、符号化された映像データを多重／分離部ex３５３に送出する。また、音声信号処理部ex３５４は、映像、静止画等をカメラ部ex３６５で撮像中に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ex３５３に送出する。
多重／分離部ex３５３は、映像信号処理部ex３５５から供給された符号化された映像データと音声信号処理部ex３５４から供給された符号化された音声データを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変調／復調部（変調／復調回路部）ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。
データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、または映像およびもしくは音声が添付された電子メールを受信する場合、アンテナex３５０を介して受信された多重化データを復号化するために、多重／分離部ex３５３は、多重化データを分離することにより映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスex３７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ex３５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ex３５４に供給する。映像信号処理部ex３５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって復号化することにより映像信号を復号し（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）、ＬＣＤ制御部ex３５９を介して表示部ex３５８から、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる映像、静止画が表示される。また音声信号処理部ex３５４は、音声信号を復号し、音声出力部ex３５７から音声が出力される。
また、上記携帯電話ex１１４等の端末は、テレビex３００と同様に、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムex２００において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されたデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。
このように、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法あるいは動画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記各実施の形態で説明した効果を得ることができる。
また、本発明はかかる上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
（実施の形態６）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。
この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。
図３５は、多重化データの構成を示す図である。図３５に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ−３、Ｄｏｌｂｙ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ−ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。
多重化データに含まれる各ストリームはＰＩＤによって識別される。例えば、映画の映像に利用するビデオストリームには０ｘ１０１１が、オーディオストリームには０ｘ１１００から０ｘ１１１Ｆまでが、プレゼンテーショングラフィックスには０ｘ１２００から０ｘ１２１Ｆまでが、インタラクティブグラフィックスストリームには０ｘ１４００から０ｘ１４１Ｆまでが、映画の副映像に利用するビデオストリームには０ｘ１Ｂ００から０ｘ１Ｂ１Ｆまで、主音声とミキシングする副音声に利用するオーディオストリームには０ｘ１Ａ００から０ｘ１Ａ１Ｆが、それぞれ割り当てられている。
図３６は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６およびex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７およびex２４０に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex２４１およびインタラクティブグラフィックスex２４４のデータをそれぞれＰＥＳパケット列ex２４２およびex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３およびex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。
図３７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３７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３７の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，ｙｙ３，ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）が格納される。
図３８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３８下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。
また、多重化データに含まれるＴＳパケットには、映像・音声・字幕などの各ストリーム以外にもＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）、ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｍａｐ Ｔａｂｌｅ）、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）などがある。ＰＡＴは多重化データ中に利用されるＰＭＴのＰＩＤが何であるかを示し、ＰＡＴ自身のＰＩＤは０で登録される。ＰＭＴは、多重化データ中に含まれる映像・音声・字幕などの各ストリームのＰＩＤと各ＰＩＤに対応するストリームの属性情報を持ち、また多重化データに関する各種ディスクリプタを持つ。ディスクリプタには多重化データのコピーを許可・不許可を指示するコピーコントロール情報などがある。ＰＣＲは、ＡＴＳの時間軸であるＡＴＣ（Ａｒｒｉｖａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）とＰＴＳ・ＤＴＳの時間軸であるＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）の同期を取るために、そのＰＣＲパケットがデコーダに転送されるＡＴＳに対応するＳＴＣ時間の情報を持つ。
図３９はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さなどを記したＰＭＴヘッダが配置される。その後ろには、多重化データに関するディスクリプタが複数配置される。上記コピーコントロール情報などが、ディスクリプタとして記載される。ディスクリプタの後には、多重化データに含まれる各ストリームに関するストリーム情報が複数配置される。ストリーム情報は、ストリームの圧縮コーデックなどを識別するためストリームタイプ、ストリームのＰＩＤ、ストリームの属性情報（フレームレート、アスペクト比など）が記載されたストリームディスクリプタから構成される。ストリームディスクリプタは多重化データに存在するストリームの数だけ存在する。
記録媒体などに記録する場合には、上記多重化データは、多重化データ情報ファイルと共に記録される。
多重化データ情報ファイルは、図４０に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。
多重化データ情報は図４０に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのＰＩＤフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるＡＴＳの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのＰＴＳであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのＰＴＳに１フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。
ストリーム属性情報は図４１に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。オーディオストリーム属性情報は、そのオーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。
本実施の形態においては、上記多重化データのうち、ＰＭＴに含まれるストリームタイプを利用する。また、記録媒体に多重化データが記録されている場合には、多重化データ情報に含まれる、ビデオストリーム属性情報を利用する。具体的には、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置において、ＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に対し、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示す固有の情報を設定するステップまたは手段を設ける。この構成により、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成した映像データと、他の規格に準拠する映像データとを識別することが可能になる。
また、本実施の形態における動画像復号化方法のステップを図４２に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexＳ１０３において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。
このように、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に新たな固有値を設定することにより、復号する際に、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法または装置で復号可能であるかを判断することができる。従って、異なる規格に準拠する多重化データが入力された場合であっても、適切な復号化方法または装置を選択することができるため、エラーを生じることなく復号することが可能となる。また、本実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、または、動画像復号方法または装置を、上述したいずれの機器・システムに用いることも可能である。
（実施の形態７）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図４３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。
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４３に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ex５０７に送られ、信号処理部ex５０７において音声信号の符号化および／または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏex５０６から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex１０７に向けて送信されたり、または記録メディアex２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex５０８にデータを蓄積するとよい。
なお、上記では、メモリex５１１がＬＳＩex５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩex５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファex５０８も１つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩex５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。
また、上記では、制御部ex５０１が、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有するとしているが、制御部ex５０１の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ex５０７がさらにＣＰＵを備える構成であってもよい。信号処理部ex５０７の内部にもＣＰＵを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、ＣＰＵex５０２が信号処理部ex５０７、または信号処理部ex５０７の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ex５０１は、信号処理部ex５０７、またはその一部を有するＣＰＵex５０２を備える構成となる。
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。このようなプログラマブル・ロジック・デバイスは、典型的には、ソフトウェア又はファームウェアを構成するプログラムを、ロードする又はメモリ等から読み込むことで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法、又は動画像復号化方法を実行することができる。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
（実施の形態８）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図４４は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図４３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４３の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態６で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態６で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図４６のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。
図４５は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexＳ２０３において、駆動周波数を低く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。
さらに、駆動周波数の切替えに連動して、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を変更することにより、省電力効果をより高めることが可能である。例えば、駆動周波数を低く設定する場合には、これに伴い、駆動周波数を高く設定している場合に比べ、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することが考えられる。
また、駆動周波数の設定方法は、復号する際の処理量が大きい場合に、駆動周波数を高く設定し、復号する際の処理量が小さい場合に、駆動周波数を低く設定すればよく、上述した設定方法に限らない。例えば、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する映像データを復号する処理量の方が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置により生成された映像データを復号する処理量よりも大きい場合には、駆動周波数の設定を上述した場合の逆にすることが考えられる。
さらに、駆動周波数の設定方法は、駆動周波数を低くする構成に限らない。例えば、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＣＰＵex５０２の駆動を停止させることなく、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。
このように、映像データが準拠する規格に応じて、駆動周波数を切替えることにより、省電力化を図ることが可能になる。また、電池を用いてＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置を駆動している場合には、省電力化に伴い、電池の寿命を長くすることが可能である。
（実施の形態９）
テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図４７Ａ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。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
また、処理を一部共有化する他の例を図４７Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明の一態様に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の一態様に係る動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明の一態様、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。
このように、本発明の一態様に係る動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。
本発明の一態様に係る画像符号化装置および画像復号化装置は、例えば、テレビジョン受像機、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、または、デジタルビデオカメラ等に利用可能である。
１０００ 動画像符号化装置
１１００ 係数ブロック分割部
１２００ 減算部
１３００ 変換部
１４００，１４００ａ 係数符号化部
１４０１ ４ｘ４係数ブロック分割部
１４０２ ｌｅｖｅｌ修正部
１４０３ 係数絶対値メモリ
１４０４ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部
１４０５ ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ符号化部
１４０６ ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ符号化部
１４０７ ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３符号化部
１４０８ ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部
１４０９ 係数３クリップ値メモリ
１４２１ 修正要否判定部
１４２２ ｌｅｖｅｌ減算部
１４４１ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ設定部
１４４２ 算術符号化部
１４４３ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部
１４４４ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ
１４８１ ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ設定部
１４８２ 算術符号化部
１５００ 逆変換部
１６００ 加算部
１７００ フレームメモリ
１８００ 予測部
２０００ 動画像復号化装置
２１００，２１００ａ 係数復号化部
２１１０ 係数絶対値メモリ
２１１１ 係数３クリップ値メモリ
２１２０ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部
２１２１ 算術復号化部
２１２２ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部
２１２３ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ
２１３０ ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ復号化部
２１４０ ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ復号化部
２１５０ ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３復号化部
２１６０ ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ復号化部
２１７０ 復元部
２１８０ ４ｘ４係数ブロック結合部
２２００ 逆変換部
２３００ 加算部
２４００ 復号ブロック結合部
２５００ フレームメモリ
１１００ 係数ブロック分割部
１２００ 減算部
１３００ 変換部
１４００，１４００ａ 係数符号化部
１４０１ ４ｘ４係数ブロック分割部
１４０２ ｌｅｖｅｌ修正部
１４０３ 係数絶対値メモリ
１４０４ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ符号化部
１４０５ ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ符号化部
１４０６ ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ符号化部
１４０７ ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３符号化部
１４０８ ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ符号化部
１４０９ 係数３クリップ値メモリ
１４２１ 修正要否判定部
１４２２ ｌｅｖｅｌ減算部
１４４１ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ設定部
１４４２ 算術符号化部
１４４３ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部
１４４４ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ
１４８１ ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ設定部
１４８２ 算術符号化部
１５００ 逆変換部
１６００ 加算部
１７００ フレームメモリ
１８００ 予測部
２０００ 動画像復号化装置
２１００，２１００ａ 係数復号化部
２１１０ 係数絶対値メモリ
２１１１ 係数３クリップ値メモリ
２１２０ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇ復号化部
２１２１ 算術復号化部
２１２２ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキスト選択部
２１２３ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｆｌａｇコンテキストメモリ
２１３０ ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ復号化部
２１４０ ｇｒｅａｔｅｒ２＿ｆｌａｇ復号化部
２１５０ ｌｅｖｅｌ＿ｍｉｎｕｓ３復号化部
２１６０ ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ復号化部
２１７０ 復元部
２１８０ ４ｘ４係数ブロック結合部
２２００ 逆変換部
２３００ 加算部
２４００ 復号ブロック結合部
２５００ フレームメモリ
Claims (10)
- 符号化対象画像を符号化する画像符号化方法であって、
符号化対象画像を複数の符号ブロックに分割するブロック分割ステップと、
予測画像を生成する予測ステップと、
前記符号ブロックと予測画像から差分画像を生成する差分ステップと、
前記差分画像を周波数変換することにより複数の係数を生成する変換ステップと、
前記複数の係数からなるセットを複数の係数サブセットに分割するサブセット分割ステップと、
係数サブセット内の係数ごとに、当該係数を複数のパラメータに置き換える置き換えステップと、
前記係数サブセットに含まれる係数である符号化対象係数の周辺にある係数に関する値を参照することにより、算術符号化で使用するコンテキストを選択する選択ステップと、
選択されたコンテキストに対応して決められるシンボル発生確率によって、前記符号化対象係数に対応するパラメータを算術符号化する符号化ステップとを含み、
前記符号化ステップでは、
係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連するパラメータである関連パラメータすべてを、係数ごとに算術符号化し、
係数サブセット内にある複数の係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連しない複数のパラメータである複数の非関連パラメータを、前記係数サブセットごとにまとめて算術符号化し、
前記符号化ステップでは、
さらに、前記係数サブセット内の所定の係数が正か負かに応じて、前記係数サブセット内の全ての係数の係数絶対値の総和が偶数または奇数になるように、前記係数サブセット内の係数の値を変更し、
前記所定の係数が正であるか負であるかを示す非関連パラメータを除く前記複数の非関連パラメータをまとめて算術符号化する
画像符号化方法。 - 前記選択ステップでは、
前記符号化対象係数の周辺にある係数の絶対値を参照することによって前記コンテキストを選択し、
前記符号化ステップでは、
係数の絶対値に関連する前記関連パラメータを算術符号化し、複数の係数のそれぞれが正か負かを示す前記複数の非関連パラメータをまとめて算術符号化する
請求項１に記載の画像符号化方法。 - 前記符号化ステップでは、
選択されたコンテキストを用いた算術符号化によって前記関連パラメータを符号化し、コンテキストを用いない算術符号化であるＢｙｐａｓｓ符号化によって前記複数の非関連パラメータをまとめて符号化し、
前記選択ステップでは、
前記符号化対象係数の周辺にある係数に対応する複数のパラメータのうち、前記Ｂｙｐａｓｓ符号化される全ての非関連パラメータを除く少なくとも１つのパラメータによって特定される値を参照してコンテキストを選択する
請求項１に記載の画像符号化方法。 - 前記符号化ステップでは、
前記符号化対象係数に対応する複数のパラメータのうち、前記符号化対象係数が正か負かを示す第１のパラメータと、前記符号化対象係数の絶対値に関して３種類以上の値を示すことが可能な第２のパラメータとをそれぞれ非関連パラメータとしてＢｙｐａｓｓ符号化し、
前記複数のパラメータのうち、前記符号化対象係数の絶対値に関して２種類の値のみを示すことが可能なパラメータを関連パラメータとして、選択されたコンテキストを用いて算術符号化する
請求項３に記載の画像符号化方法。 - 画像を符号化することによって生成された符号列を復号化する画像復号化方法であって、
前記符号列は複数の係数サブセットを含み、前記複数の係数サブセットのそれぞれは、複数の周波数係数のそれぞれを係数として含み、それぞれの係数は複数のパラメータに置き換えて符号化されており、
前記画像復号化方法は、
係数サブセットに含まれる係数である復号化対象係数の周辺にある係数に関する値を参照することにより、算術復号化で使用するコンテキストを選択する選択ステップと、
選択されたコンテキストに対応して決められるシンボル発生確率によって、前記復号化対象係数に対応するパラメータを算術復号化する復号化ステップと、
算術復号化された前記パラメータを用いて、前記復号化対象係数を係数値として復元する復元ステップと、
復元された複数の係数をそれぞれ含む複数の係数サブセットを結合することによって、復号ブロックを生成する結合ステップと、
前記復号ブロックを逆周波数変換することにより差分画像を生成する逆変換ステップと、
予測画像を生成する予測ステップと、
前記差分画像と前記予測画像から復号画像を生成する復号画像生成ステップとを含み、
前記復号化ステップでは、
係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連するパラメータである関連パラメータすべてを、係数ごとに算術復号化し、
係数サブセット内にある複数の係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連しない複数のパラメータである複数の非関連パラメータを、前記係数サブセットごとにまとめて算術復号化すし、
前記復号化ステップでは、
さらに、前記係数サブセット内の所定の係数が正であるか負であるかを示すパラメータの値を、前記係数サブセット内の全ての係数の係数絶対値の総和が偶数であるか奇数であるかによって決定する
画像復号化方法。 - 前記選択ステップでは、
前記復号化対象係数の周辺にある係数の絶対値を参照することによって前記コンテキストを選択し、
前記復号化ステップでは、
係数の絶対値に関連する前記関連パラメータを算術復号化し、複数の係数のそれぞれが正か負かを示す前記複数の非関連パラメータをまとめて算術復号化する
請求項５に記載の画像復号化方法。 - 前記復号化ステップでは、
選択されたコンテキストを用いた算術復号化によって前記関連パラメータを復号化し、コンテキストを用いない算術復号化であるＢｙｐａｓｓ復号化によって前記複数の非関連パラメータをまとめて復号化し、
前記選択ステップでは、
前記復号化対象係数の周辺にある係数に対応する複数のパラメータのうち、前記Ｂｙｐａｓｓ復号化される全ての非関連パラメータを除く少なくとも１つのパラメータによって特定される値を参照してコンテキストを選択する
請求項５に記載の画像復号化方法。 - 前記復号化ステップでは、
前記復号化対象係数に対応する複数のパラメータのうち、
前記復号化対象係数が正か負かを示すパラメータと、前記復号化対象係数の絶対値に関して３種類以上の値を示すことが可能なパラメータとをそれぞれ非関連パラメータとしてＢｙｐａｓｓ復号化し、
前記複数のパラメータのうち、前記復号化対象係数の絶対値に関して２種類の値のみを示すことが可能なパラメータを関連パラメータとして、選択されたコンテキストを用いて算術復号化する
請求項７に記載の画像復号化方法。 - 符号化対象画像を符号化する画像符号化装置であって、
符号化対象画像を複数の符号ブロックに分割するブロック分割部と、
予測画像を生成する予測部と、
前記符号ブロックと予測画像から差分画像を生成する減算部と、
前記差分画像を周波数変換することにより複数の係数を生成する変換部と、
前記複数の係数からなるセットを複数の係数サブセットに分割するサブセット分割部と、
係数サブセット内の係数ごとに、当該係数を複数のパラメータに置き換える置き換え部と、
前記係数サブセットに含まれる係数である符号化対象係数の周辺にある係数に関する値を参照することにより、算術符号化で使用するコンテキストを選択する選択部と、
選択されたコンテキストに対応して決められるシンボル発生確率によって、前記符号化対象係数に対応するパラメータを算術符号化する符号化部とを備え、
前記符号化部は、
係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連するパラメータである関連パラメータすべてを、前記係数ごとに算術符号化し、
係数サブセット内にある複数の係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連しない複数のパラメータである複数の非関連パラメータを、前記係数サブセットごとにまとめて算術符号化し、
さらに、前記係数サブセット内の所定の係数が正か負かに応じて、前記係数サブセット内の全ての係数の係数絶対値の総和が偶数または奇数になるように、前記係数サブセット内の係数の値を変更し、
前記所定の係数が正であるか負であるかを示す非関連パラメータを除く前記複数の非関連パラメータをまとめて算術符号化する
画像符号化装置。 - 画像を符号化することによって生成された符号列を復号化する画像復号化装置であって、
前記符号列は複数の係数サブセットを含み、前記複数の係数サブセットのそれぞれは、複数の周波数係数のそれぞれを係数として含み、それぞれの係数は複数のパラメータに置き換えて符号化されており、
前記画像復号化装置は、
係数サブセットに含まれる係数である復号化対象係数の周辺にある係数に関する値を参照することにより、算術復号化で使用するコンテキストを選択する選択部と、
選択されたコンテキストに対応して決められるシンボル発生確率によって、前記復号化対象係数に対応するパラメータを算術復号化する復号化部と、
算術復号化された前記パラメータを用いて、前記復号化対象係数を係数値として復元する復元部と、
復元された複数の係数をそれぞれ含む複数の係数サブセットを結合することによって、復号ブロックを生成する結合部と、
前記復号ブロックを逆周波数変換することにより差分画像を生成する逆変換部と、
予測画像を生成する予測部と、
前記差分画像と前記予測画像から復号画像を生成する復号画像生成部とを備え、
前記復号化部は、
係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連するパラメータである関連パラメータすべてを、前記係数ごとに算術復号化し、
係数サブセット内にある複数の係数に対応する複数のパラメータのうち、前記コンテキストの選択のために参照される値に関連しない複数のパラメータである複数の非関連パラメータを、前記係数サブセットごとにまとめて算術復号化し、
さらに、前記係数サブセット内の所定の係数が正であるか負であるかを示すパラメータの値を、前記係数サブセット内の全ての係数の係数絶対値の総和が偶数であるか奇数であるかによって決定する
画像復号化装置。
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