WO2012042810A1 - 画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置、画像復号装置および画像処理システム - Google Patents

画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置、画像復号装置および画像処理システム Download PDF

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WO2012042810A1
WO2012042810A1 PCT/JP2011/005370 JP2011005370W WO2012042810A1 WO 2012042810 A1 WO2012042810 A1 WO 2012042810A1 JP 2011005370 W JP2011005370 W JP 2011005370W WO 2012042810 A1 WO2012042810 A1 WO 2012042810A1
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WO
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accuracy
image
motion information
reliability
motion vector
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/005370
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English (en)
French (fr)
Inventor
寿郎 笹井
西　孝啓
陽司 柴原
敏康 杉尾
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/523—Motion estimation or motion compensation with sub-pixel accuracy

Definitions

  • the present invention relates to an image encoding method for encoding an image using motion information indicating the motion of the image.
  • Motion compensation is a technique for generating a predicted image from a reference image based on a motion vector indicating how much the encoding target block has moved in which direction.
  • Such an image encoding device generates a predicted image from pixel values in a reference image that are at a position indicated by a motion vector.
  • the moving image encoding device described in Patent Document 1 is an example of such an image encoding device.
  • a motion vector with decimal precision is used for motion compensation.
  • the decimal precision motion vector indicates the position with a precision finer than one pixel.
  • the pixel value at the decimal precision position is calculated using the filter coefficient from the pixel value at the integer precision position.
  • the image coding apparatus can generate a predicted image with higher accuracy by using a motion vector with decimal accuracy.
  • high-precision motion vectors do not necessarily improve coding efficiency.
  • a highly accurate motion vector may improve prediction accuracy and improve coding efficiency.
  • the coding efficiency may be lowered.
  • the accuracy of the conventional motion vector is fixed to a predetermined accuracy such as 1 ⁇ 4 accuracy. That is, the conventional image coding apparatus cannot change the accuracy of the motion vector for each picture or for each block.
  • an object of the present invention is to provide an image encoding method capable of switching the accuracy of motion information such as a motion vector more flexibly.
  • an image encoding method is an image encoding method for encoding the image using motion information indicating the motion of the image, and evaluates the reliability of the motion information.
  • An adjusting step for adjusting the accuracy applied to the motion information based on the evaluated reliability, and encoding the image using the motion information expressed by the adjusted accuracy. And encoding the motion information expressed with the adjusted precision.
  • the accuracy applied to the motion information is adjusted to the lowest accuracy among a plurality of predetermined accuracy. Also good.
  • one accuracy is determined from a plurality of predetermined accuracy based on the evaluated reliability and a plurality of predetermined threshold values, and the determined one accuracy is obtained.
  • the accuracy applied to the motion information may be adjusted.
  • the accuracy applied to the motion information may be adjusted lower as the evaluated reliability is lower.
  • the reliability is evaluated for each block included in the image
  • the adjustment step the accuracy applied to the motion information is determined for each block based on the evaluated reliability.
  • the image is encoded for each block using the motion information expressed with the adjusted accuracy, and the motion information expressed with the adjusted accuracy is converted for each block. May be encoded.
  • the reliability may be evaluated lower as the difference motion vector that is the difference between the motion vector and the predicted motion vector obtained by predicting the motion vector is larger.
  • the reliability of the motion information is evaluated based on the magnitude of the difference motion vector.
  • the reliability of the motion information is appropriately evaluated based on the magnitude of the difference motion vector indicating the difference between the motion vector and its predicted value.
  • the precision applied to the motion vector and the differential motion vector is adjusted as the precision applied to the motion information based on the evaluated reliability, and the adjustment is performed in the encoding step.
  • the image may be encoded using the motion vector expressed with the accuracy as the motion information, and the differential motion vector expressed with the adjusted accuracy may be encoded as the motion information.
  • the evaluation step evaluates whether or not the reliability is high based on a predetermined threshold value, and the adjustment step applies the motion information when the reliability is evaluated to be low.
  • the accuracy applied to the motion information is adjusted to one accuracy determined from a plurality of predetermined accuracy,
  • accuracy information indicating the adjusted accuracy may be encoded.
  • the image decoding method is an image decoding method for decoding the image by using motion information indicating the motion of the image, the evaluation step evaluating the reliability of the motion information, and the evaluation Based on the reliability, an adjustment step of adjusting the accuracy applied to the motion information, decoding the motion information expressed with the adjusted accuracy, and decoding the image using the decoded motion information
  • An image decoding method including a decoding step of decoding may be used.
  • the accuracy applied to the motion information is adjusted to the lowest accuracy among a plurality of predetermined accuracy. Also good.
  • one accuracy is determined from a plurality of predetermined accuracy based on the evaluated reliability and a plurality of predetermined threshold values, and the determined one accuracy is obtained.
  • the accuracy applied to the motion information may be adjusted.
  • the accuracy applied to the motion information may be adjusted lower as the evaluated reliability is lower.
  • the reliability is evaluated for each block included in the image, and in the adjustment step, the accuracy applied to the motion information is determined for each block based on the evaluated reliability.
  • the motion information expressed with the adjusted precision may be decoded for each block, and the image may be decoded for each block using the decoded motion information.
  • the reliability may be evaluated lower as the difference motion vector that is the difference between the motion vector and the predicted motion vector obtained by predicting the motion vector is larger.
  • the reliability of the motion information is evaluated based on the magnitude of the difference motion vector.
  • the reliability of the motion information is appropriately evaluated based on the magnitude of the difference motion vector indicating the difference between the motion vector and its predicted value.
  • the accuracy applied to the motion vector and the difference motion vector is adjusted as the accuracy applied to the motion information based on the evaluated reliability.
  • the decoding step the accuracy is adjusted.
  • the differential motion vector expressed with the accuracy is decoded as the motion information, the motion vector expressed with the adjusted accuracy is restored from the differential motion vector and the predicted motion vector, and the restored motion
  • the image may be decoded using a vector as the motion information.
  • An image encoding device is an image encoding device that encodes the image using motion information indicating the motion of the image, and an evaluation unit that evaluates the reliability of the motion information; Based on the evaluated reliability, an adjustment unit that adjusts the accuracy applied to the motion information, and the image encoded and adjusted using the motion information expressed by the adjusted accuracy.
  • An image encoding device including an encoding unit that encodes the motion information expressed with accuracy may be used.
  • the image encoding method according to the present invention is realized as an image encoding apparatus.
  • An image decoding device is an image decoding device that decodes the image using motion information indicating the motion of the image, and has been evaluated with an evaluation unit that evaluates the reliability of the motion information. Based on the reliability, an adjustment unit that adjusts the accuracy applied to the motion information; and decoding the motion information represented by the adjusted accuracy, and using the decoded motion information, An image decoding device including a decoding unit for decoding may be used.
  • the image decoding method according to the present invention is realized as an image decoding apparatus.
  • the image processing system is an image processing system that processes the image using motion information indicating the motion of the image, and has been evaluated with an evaluation unit that evaluates the reliability of the motion information. Based on the reliability, an adjustment unit that adjusts the accuracy applied to the motion information, and the image is encoded using the motion information expressed with the adjusted accuracy, and expressed with the adjusted accuracy
  • An image comprising: an encoding unit that encodes the motion information to be encoded; and a decoding unit that decodes the motion information expressed with the adjusted accuracy and decodes the image using the decoded motion information It may be a processing system.
  • the accuracy of motion information can be switched more flexibly. Therefore, encoding efficiency is improved.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the image coding apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating reliability evaluation according to the first embodiment.
  • FIG. 13A is a configuration diagram illustrating an image encoding device including characteristic components according to Embodiment 1.
  • FIG. 13B is a flowchart showing a characteristic operation of the image coding apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 14 is a configuration diagram illustrating the image decoding apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the image decoding apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 16A is a configuration diagram illustrating an image decoding device including characteristic components according to Embodiment 1.
  • FIG. 16B is a flowchart showing a characteristic operation of the image decoding apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 17 is a configuration diagram illustrating an image processing system including characteristic components according to the first embodiment.
  • FIG. 18A is a diagram illustrating a first code example according to Embodiment 2.
  • FIG. 18B is a diagram illustrating a second code example according to Embodiment 2.
  • FIG. 19 is a flowchart showing the operation of the image coding apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. 20 is a flowchart showing an operation of the image decoding apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 21A is a diagram illustrating a first code example according to Embodiment 3.
  • FIG. 21B is a diagram illustrating a second code example according to Embodiment 3.
  • FIG. 21A is a diagram illustrating a first code example according to Embodiment 3.
  • FIG. 21C is a diagram illustrating a third code example according to Embodiment 3.
  • FIG. 22 is an overall configuration diagram of a content supply system that implements a content distribution service.
  • FIG. 23 is an overall configuration diagram of a digital broadcasting system.
  • FIG. 24 is a block diagram illustrating a configuration example of a television.
  • FIG. 25 is a block diagram illustrating a configuration example of an information reproducing / recording unit that reads and writes information from and on a recording medium that is an optical disk.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating a structure example of a recording medium that is an optical disk.
  • FIG. 27A is a diagram illustrating an example of a mobile phone.
  • FIG. 27B is a block diagram illustrating a configuration example of a mobile phone.
  • FIG. 37 is a diagram showing a configuration for switching the drive frequency.
  • FIG. 38 is a diagram illustrating steps for identifying video data and switching between driving frequencies.
  • FIG. 39 is a diagram showing an example of a lookup table in which video data standards are associated with drive frequencies.
  • FIG. 40A is a diagram illustrating an example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • FIG. 40B is a diagram illustrating another example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • accuracy corresponds to the number of digits for expressing numerical values or information. Therefore, the term of precision may be replaced with terms such as the number of digits, significant digits, the number of significant digits, the number of digits after the decimal point, or the maximum number of bits.
  • JCT-VC Joint Collaborative Team on Video Coding
  • TMuC Test Model Under Consationation
  • TMuC basic technology includes a multi-layer block structure including a coding block (CU: Coding Unit), a prediction block (PU: Prediction Unit), a transform block (TU: Transform Unit), and the like. Further, as an influential technology, there is an adaptive motion vector resolution switching flag (AMVres: Adaptive Motion Vector Resolution, hereinafter also referred to as a motion vector accuracy flag).
  • AMVres Adaptive Motion Vector Resolution
  • a coding block is a data unit corresponding to a macroblock in the conventional encoding technology.
  • a prediction block is a basic data unit of prediction. However, depending on the prediction method, the prediction block may be divided.
  • a conversion block is a data unit of conversion. The size of the transform block is the same size as the prediction block or a size smaller by one layer than the prediction block.
  • FIG. 1 is a diagram showing a multi-layer block structure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the syntax of the sequence header.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the syntax of the picture header.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the syntax of the slice header.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the syntax of the transform block.
  • the adaptive motion vector resolution switching flag is a flag indicating whether to use 1/8 precision or 1/4 precision for the motion vector precision. In the conventional image encoding method, 1/4 precision has always been used.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the decoding process.
  • the adaptive motion vector resolution switching flag is always encoded for each prediction block.
  • Such encoding of the adaptive motion vector resolution switching flag for each block increases the amount of information to be encoded. Thereby, encoding efficiency falls.
  • the image coding apparatus according to Embodiment 1 uses a 1 ⁇ 4 precision motion vector when the reliability of the motion vectors of the peripheral blocks of the coding target block is low. In this case, the image coding apparatus according to Embodiment 1 does not code the adaptive motion vector resolution switching flag. Thereby, the image coding apparatus according to Embodiment 1 can suppress a decrease in coding efficiency.
  • FIG. 10 is a configuration diagram illustrating the image encoding device according to the first embodiment.
  • the image encoding device 100 shown in FIG. 10 includes a control unit 116 and an encoding unit 120.
  • the encoding unit 120 includes a subtracter 102, an orthogonal transform unit 103, a quantization unit 104, an entropy encoding unit 105, an inverse quantization unit 107, an inverse orthogonal transform unit 108, an adder 109, a switch 110, and an in-plane prediction unit 111.
  • a pixel block 101 composed of a plurality of pixel values is subtracted by a subtracter 102 and input to an orthogonal transform unit 103.
  • the orthogonal transform unit 103 transforms the subtracted pixel block 101 into a coefficient block composed of a plurality of frequency components.
  • the quantization unit 104 quantizes the coefficient block.
  • the motion detection unit 113 detects a motion vector using the pixel block 101.
  • the entropy encoding unit 105 generates an encoded stream 106 from the coefficient block and the motion vector.
  • the inverse quantization unit 107 inversely quantizes the quantized coefficient block.
  • the inverse orthogonal transform unit 108 transforms the coefficient block into a pixel block.
  • the pixel blocks are added by the adder 109 and input to the in-plane prediction unit 111 and the deblocking filter 114.
  • the deblocking filter 114 removes block distortion from the pixel block and stores the pixel block in the memory 115.
  • the in-plane prediction unit 111 performs in-plane prediction (intra prediction).
  • the motion compensation unit 112 performs inter prediction (inter prediction).
  • the switch 110 inputs a signal obtained by intra prediction or inter prediction to the subtractor 102. Thereby, the code amount is reduced.
  • control unit 116 controls the image encoding device 100.
  • control unit 116 controls the encoding parameter based on the information generation amount or the like.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the image coding apparatus 100 shown in FIG.
  • control unit 116 derives a predicted motion vector (S101).
  • the predicted motion vector is derived by, for example, Equation 1.
  • PMV_x Median (MVa_x, MVb_x, MVc_x)
  • PMV_y Median (MVa_y, MVb_y, MVc_y) ... (Formula 1)
  • (MVa_x, MVa_y), (MVb_x, MVb_y), and (MVc_x, MVc_y) indicate motion vectors of peripheral blocks. Further, (PMV_x, PMV_y) indicates a predicted motion vector.
  • control unit 116 evaluates the reliability of the motion vectors of the peripheral blocks (S102). Reliability is evaluated by, for example, Equation 2.
  • TH is a predetermined threshold value. That is, when the prediction motion vector of the encoding target block is larger than a predetermined threshold, it is evaluated that the reliability is low. On the contrary, when the prediction motion vector of the encoding target block is smaller than a predetermined threshold value, it is evaluated that the reliability is high.
  • the control unit 116 When it is evaluated that the reliability is low (No in S103), the control unit 116 reduces the accuracy of the predicted motion vector (S108).
  • the accuracy of the predicted motion vector is lowered by, for example, Equation 3.
  • control unit 116 derives a differential motion vector and encodes the derived differential motion vector (S109).
  • the difference motion vector is derived by, for example, Expression 4.
  • MVD_x MV_x-PMV_x
  • MVD_y MV_y-PMV_y ...
  • (MVD_x, MVD_y) indicates a differential motion vector.
  • (MV_x, MV_y) indicates the detected motion vector.
  • the accuracy of the motion vector is the same as that of the predicted motion vector.
  • the motion detector 113 may detect the motion vector with high accuracy. Then, when it is evaluated that the reliability is low, the control unit 116 may reduce the accuracy of the motion vector. In this case, the motion detection unit 113 can always execute processing with the same accuracy for motion vector detection. Therefore, the circuit scale is reduced.
  • the motion detection unit 113 may detect the motion vector with the same accuracy as that of the predicted motion vector. In this case, the motion detection unit 113 can reduce the number of comparison operations for motion vector detection. Therefore, the execution time in software processing is reduced.
  • the control unit 116 determines the accuracy of the motion vector (S104).
  • the control unit 116 may determine the accuracy of the motion vector using, for example, a cost function that depends on the bit rate and coding distortion.
  • the cost function J shown in Formula 5 is used as a cost function for determining accuracy.
  • R represents the sum of the code amount of the motion vector accuracy flag and the code amount of the differential motion vector.
  • D represents the absolute difference value of the prediction residual.
  • ⁇ is a Lagrange multiplier calculated according to the quantization parameter QP for encoding the current block.
  • the control unit 116 determines the motion vector accuracy when the cost function J is lowest as the motion vector accuracy used for motion compensation. Thereby, the control part 116 selects the motion vector precision used for motion compensation.
  • the control unit 116 encodes the motion vector precision flag as 0 (S106).
  • the control unit 116 sets the motion vector precision flag as 1 (S107). In this case, as in the case of low reliability, the accuracy of the predicted motion vector is lowered (S108). Then, a differential motion vector is derived and encoded (S109).
  • the image coding apparatus 100 evaluates whether or not the motion vector around the coding target block has high reliability, and only when the reliability is evaluated to be high, The accuracy information indicating the accuracy of the motion vector is encoded. Thereby, the precision of a motion vector is switched more flexibly. If the reliability is low, the motion vector accuracy information is not encoded. Therefore, encoding efficiency is improved.
  • the control unit 116 evaluates that the reliability is low. However, the control unit 116 may evaluate that the reliability is low when the surrounding motion vectors vary.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram showing an example of reliability evaluation according to the first embodiment. As shown in the upper side of FIG. 12, when the direction and size of the motion vector around the encoding target block are uniform, the control unit 116 may evaluate that the reliability is high. As shown in the lower side of FIG. 12, when the direction and size of the motion vector around the encoding target block are not uniform, the control unit 116 may evaluate that the reliability is low.
  • control unit 116 acquires the mutual difference between the surrounding motion vectors for each of the X-axis direction and the Y-axis direction. Then, the control unit 116 determines whether or not the surrounding motion vectors vary by comparing them with a threshold value. Thereby, reliability is evaluated.
  • control unit 116 may evaluate that the reliability is low when the number of surrounding motion vectors for generating the predicted motion vector is small or when such surrounding motion vectors do not exist. For example, when the encoding target block is the left end of the picture, or when the encoding target block is the upper left of the picture, there are few or no encoded peripheral blocks. In such a case, the control unit 116 may evaluate that the reliability is low.
  • the surrounding motion vector is used for the reliability evaluation, but the surrounding differential motion vector may be used instead.
  • a large surrounding difference motion vector means that the surrounding motion vector is not predicted. Therefore, the reliability is evaluated by, for example, Equation 6.
  • (MVDa_x, MVDa_y), (MVDb_x, MVDb_y), (MVDc_x, MVDc_y) indicate the differential motion vectors of the peripheral blocks, and Max () indicates the maximum value among the values in ().
  • TH is a predetermined threshold value. That is, when the differential motion vector is larger than a predetermined threshold, it is evaluated that the reliability is low. On the contrary, if the difference motion vector is smaller than a predetermined threshold value, it is evaluated that the reliability is high.
  • the reliability may be evaluated not only by the size of the differential motion vector of the peripheral block but also by the size of the differential motion vector of the encoding target block.
  • accuracy information may not be encoded. Thereby, the same accuracy as that on the encoding side can be appropriately determined on the decoding side.
  • an image encoding device including characteristic components of the image encoding device 100 will be supplementarily shown.
  • FIG. 13A is a configuration diagram of an image encoding device including characteristic components according to Embodiment 1.
  • the image encoding device 150 illustrated in FIG. 13A encodes an image using motion information indicating the motion of the image.
  • the image encoding device 150 includes an evaluation unit 151, an adjustment unit 152, and an encoding unit 153.
  • Evaluation unit 151 evaluates the reliability of motion information.
  • the adjustment unit 152 adjusts the accuracy applied to the motion information based on the evaluated reliability.
  • the encoding unit 153 encodes the image using the motion information expressed with the adjusted accuracy. Also, the encoding unit 153 encodes motion information expressed with the adjusted accuracy.
  • the evaluation unit 151 and the adjustment unit 152 of the image encoding device 150 are included in the control unit 116 of the image encoding device 100.
  • the encoding unit 153 of the image encoding device 150 corresponds to the encoding unit 120 of the image encoding device 100.
  • FIG. 13B is a flowchart showing a characteristic operation of the image encoding device 150 shown in FIG. 13A.
  • the evaluation unit 151 evaluates the reliability of motion information (S151).
  • the adjustment unit 152 adjusts the accuracy applied to the motion information based on the evaluated reliability (S152).
  • the encoding unit 153 encodes the image using the motion information expressed with the adjusted accuracy. Also, the encoding unit 153 encodes the motion information expressed with the adjusted accuracy (S153).
  • the accuracy applied to the motion information is adaptively adjusted based on the reliability and switched more flexibly. Therefore, encoding efficiency is improved.
  • FIG. 14 is a configuration diagram of the image decoding apparatus according to the first embodiment.
  • the image decoding apparatus 200 shown in FIG. 14 includes a control unit 212 and a decoding unit 220.
  • the decoding unit 220 includes an entropy decoding unit 202, an inverse quantization unit 203, an inverse orthogonal transform unit 204, an adder 205, a switch 206, an in-plane prediction unit 207, a motion compensation unit 208, a deblocking filter 209, and a memory 210.
  • the encoded stream 201 is input to the entropy decoding unit 202.
  • the entropy decoding unit 202 performs variable length decoding after decoding various header information. Then, the entropy decoding unit 202 outputs encoding information such as a macroblock type, an in-plane prediction mode, motion vector information, and a quantization parameter, and outputs coefficient information corresponding to each pixel data.
  • the encoded information is input to the control unit 212 and converted into a necessary format according to each processing unit. Then, the control unit 212 controls the operation of the image decoding device 200.
  • the coefficient information is inversely quantized by the inverse quantization unit 203 and inversely orthogonal transformed by the inverse orthogonal transform unit 204.
  • the in-plane prediction unit 207 When the macroblock type is an intra macroblock, the in-plane prediction unit 207 generates a prediction image according to the in-plane prediction mode.
  • the motion compensation unit 208 calculates a motion vector from the motion vector information, and generates a predicted image using the motion vector.
  • the switch 206 inputs a signal obtained by any prediction to the adder 205.
  • the adder 205 generates a decoded image from the predicted image and the coefficient information obtained by inverse orthogonal transform, that is, the difference image. Further, the deblocking filter 209 removes block distortion from the decoded image and outputs the decoded image. Thereby, the pixel block 211 is output. The deblocking filter 209 stores the decoded image in the memory 210.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the image decoding apparatus 200 shown in FIG.
  • control unit 212 derives a predicted motion vector (S201). This is the same as the operation of the image encoding device 100.
  • control unit 212 evaluates the reliability of the motion vectors of the surrounding blocks (S202). This is the same as the operation of the image encoding device 100.
  • control unit 212 reduces the accuracy of the predicted motion vector (S208). This is the same as the operation of the image encoding device 100.
  • control unit 212 decodes the differential motion vector (S209).
  • control unit 212 restores the motion vector according to Equation 7 to double precision (S210).
  • MV_x (MVD_x + PMV_x) * 2
  • MV_y (MVD_y + PMV_y) * 2 ...
  • control unit 212 decodes the motion vector accuracy flag (S204).
  • the control unit 212 reduces the accuracy of the predicted motion vector (S208). .
  • the control unit 212 decodes the difference motion vector (S209).
  • the control unit 212 restores the motion vector to double precision (S210).
  • the control unit 212 decodes the differential motion vector (S206). Next, the control unit 212 restores the motion vector using Expression 8 (S207).
  • MV_x MVD_x + PMV_x
  • MV_y MVD_y + PMV_y ...
  • control unit 212 can determine the accuracy of the motion vector when the differential motion vector is acquired by decoding the surrounding differential motion vector. Therefore, the control unit 212 does not need to wait for restoration of surrounding motion vectors. Accordingly, the parallelism of the decoding process is improved and the circuit scale is reduced.
  • the image decoding apparatus 200 evaluates whether or not the motion vectors around the decoding target block are highly reliable, and only when the reliability is evaluated to be high, the image decoding device 200 determines the motion vector of the decoding target block. The accuracy information indicating the accuracy is decoded. Thereby, the image decoding apparatus 200 can decode the image encoded by the image encoding apparatus 100.
  • FIG. 16A is a configuration diagram of an image decoding apparatus including characteristic components according to Embodiment 1.
  • the image decoding device 250 illustrated in FIG. 16A decodes an image using motion information indicating the motion of the image.
  • the image decoding device 250 includes an evaluation unit 251, an adjustment unit 252, and a decoding unit 253.
  • Evaluation unit 251 evaluates the reliability of motion information.
  • the adjustment unit 252 adjusts the accuracy applied to the motion information based on the evaluated reliability.
  • the decoding unit 253 decodes the motion information expressed with the adjusted accuracy. In addition, the decoding unit 253 decodes an image using the decoded motion information.
  • the evaluation unit 251 and the adjustment unit 252 of the image decoding device 250 are included in the control unit 212 of the image decoding device 200.
  • the decoding unit 253 of the image decoding device 250 corresponds to the decoding unit 220 of the image decoding device 200.
  • FIG. 16B is a flowchart showing a characteristic operation of the image decoding apparatus 250 shown in FIG. 16A.
  • the evaluation unit 251 evaluates the reliability of motion information (S251).
  • the adjustment unit 252 adjusts the accuracy applied to the motion information based on the evaluated reliability (S252).
  • the decoding unit 253 decodes the motion information expressed with the adjusted accuracy.
  • the decoding unit 253 decodes an image using the decoded motion information (S253).
  • the accuracy applied to the motion information is adaptively adjusted based on the reliability and switched more flexibly. Therefore, motion information corresponding to high coding efficiency is appropriately decoded.
  • the image encoding device 100 and the image decoding device 200 may be integrated as an image processing system.
  • the image processing system may be configured to include the image encoding device 100 and the image decoding device 200.
  • a plurality of common components may be integrated into one.
  • FIG. 17 is a configuration diagram illustrating an image processing system including characteristic components according to the first embodiment.
  • the image processing system 500 illustrated in FIG. 17 processes an image using motion information indicating the motion of the image.
  • the image processing system 500 includes an evaluation unit 501, an adjustment unit 502, an encoding unit 503, and a decoding unit 504.
  • Evaluation unit 501 evaluates the reliability of motion information.
  • the adjustment unit 502 adjusts the accuracy applied to the motion information based on the evaluated reliability.
  • the encoding unit 503 encodes an image using the motion information expressed with the adjusted accuracy, and encodes the motion information expressed with the adjusted accuracy.
  • the decoding unit 504 decodes the motion information expressed with the adjusted accuracy, and decodes the image using the decoded motion information. The operation of these components is the same as the operation shown in FIG. 13B or the operation shown in FIG. 16B.
  • the image processing system 500 can execute both image encoding and decoding.
  • the image processing system 500 also uses adaptively adjusted accuracy. Therefore, the image processing system 500 can improve the encoding efficiency.
  • Embodiment 2 The image coding apparatus according to Embodiment 2 develops a motion vector accuracy flag and encodes accuracy information indicating accuracy selected from three or more accuracy as a motion vector accuracy flag.
  • the accuracy of the motion vector is selected from, for example, integer accuracy, 1/2 accuracy, 1/4 accuracy, and 1/8 accuracy.
  • the correspondence between the sign of the motion vector accuracy flag and the accuracy information is determined in advance. Alternatively, this correspondence is specified in the upper layer.
  • FIG. 18A is a diagram illustrating a correspondence relationship between codes and accuracy information according to Embodiment 2, and is a diagram illustrating a first code example.
  • FIG. 18A shows three pieces of accuracy information and corresponding codes.
  • FIG. 18B is a diagram illustrating a second code example according to Embodiment 2.
  • FIG. 18B shows four pieces of accuracy information and corresponding codes.
  • the image coding apparatus can indicate two or more pieces of accuracy information using not only 0 and 1 but also a code string of two or more bits.
  • FIG. 19 is a flowchart showing the operation of the image coding apparatus according to the second embodiment.
  • the image coding apparatus according to Embodiment 2 has the same components as those of the image coding apparatus according to Embodiment 1 shown in FIG. In the following, description will be made using the components shown in FIG. Here, the first code example shown in FIG. 18A is used.
  • control unit 116 derives a predicted motion vector (S301). This is the same as in the first embodiment.
  • control unit 116 determines the accuracy of the motion vector (S302). This is substantially the same as in the first embodiment, but the control unit 116 determines the optimum accuracy from the three accuracies using a cost function.
  • the control unit 116 encodes the motion vector accuracy flag as 0 (S304). Then, the control unit 116 reduces the accuracy of the predicted motion vector by a bit operation that performs a right shift of 2 bits (S305).
  • the control unit 116 encodes the motion vector accuracy flag as 10 (S306). Then, the control unit 116 reduces the accuracy of the predicted motion vector by a bit operation that performs a right shift for one bit (S307).
  • control unit 116 encodes the motion vector accuracy flag as 11 (S308).
  • control unit 116 derives a differential motion vector and encodes the differential motion vector (S309).
  • FIG. 20 is a flowchart showing the operation of the image decoding apparatus according to the second embodiment.
  • the image decoding apparatus according to Embodiment 2 has the same components as those of the image decoding apparatus according to Embodiment 1 shown in FIG. Hereinafter, description will be made using the components shown in FIG. Here, the first code example shown in FIG. 18A is used.
  • control unit 212 derives a predicted motion vector (S401). This is the same as in the first embodiment.
  • control unit 212 decodes the accuracy of the motion vector (S402).
  • the control unit 212 When the motion vector accuracy flag is 0 (0 in S403), the control unit 212 reduces the accuracy of the predicted motion vector by a bit operation that performs a right shift of 2 bits (S404). Then, the control unit 212 decodes the difference motion vector (S405). Then, the control unit 212 restores a motion vector from the difference motion vector and the predicted motion vector, and quadruples the restored motion vector, thereby quadrupling the accuracy of the motion vector (S406).
  • the control unit 212 reduces the accuracy of the predicted motion vector by a bit operation that performs a right shift for 1 bit (S407). Then, the control unit 212 decodes the difference motion vector (S408). Then, the control unit 212 restores a motion vector from the difference motion vector and the predicted motion vector, and doubles the restored motion vector, thereby doubling the accuracy of the motion vector (S409).
  • the control unit 212 decodes the differential motion vector (S410). Then, the control unit 212 restores a motion vector from the difference motion vector and the predicted motion vector (S411).
  • the image decoding device 200 can decode the image encoded by the image encoding device 100.
  • information indicating the correspondence between codes and motion vector accuracy for example, information indicating whether the code table of FIG. 18A or the code table of FIG. 18B is used is bitstream header information (sequence header, picture Header or slice header).
  • the image coding apparatus 100 can switch the accuracy according to the feature of the image, and can improve the coding efficiency.
  • the image encoding device 100 may determine which accuracy is used according to the quantization parameter QP. For example, when the quantization parameter QP is small, the image encoding device 100 can encode the prediction residual with high accuracy. In this case, the image encoding device 100 can increase the encoding efficiency by increasing the accuracy of the motion vector.
  • Embodiment 3 The image coding apparatus according to Embodiment 3 limits the accuracy of the motion vector according to the reliability. When the accuracy of the motion vector is limited to one, the image encoding device according to Embodiment 3 does not encode the motion vector accuracy flag. As a result, stepwise precision switching is possible, and if the reliability is low, the motion vector precision flag is not encoded. Therefore, the encoding efficiency is further improved.
  • FIG. 21A, FIG. 21B, and FIG. 21C are diagrams showing examples of codes according to reliability.
  • FIG. 21A is a code example used when the reliability is low.
  • the motion vector accuracy flag is not encoded, and the accuracy of the motion vector is 1 ⁇ 2 accuracy.
  • FIG. 21B is a code example used when the reliability is medium.
  • the motion vector accuracy flag is encoded as 0 or 1
  • the accuracy of the motion vector is 1/2 accuracy or 1/4 accuracy.
  • FIG. 21C is a code example used when reliability is high.
  • the motion vector accuracy flag is encoded as in the first code example of the second embodiment.
  • the accuracy of the motion vector since the accuracy of the motion vector can be switched in stages, the coding efficiency is improved.
  • the accuracy information of the motion vector may be uniquely determined according to the reliability. In such a case, since the motion vector accuracy information is not encoded, the encoding efficiency is improved.
  • short codes may be assigned in order of statistically high frequency.
  • reliability is typically evaluated by comparison with a threshold value.
  • the threshold value for evaluating the reliability and the code corresponding to the reliability may be determined in advance or may be specifiable in an upper layer.
  • the image encoding device and the image decoding device according to the present invention have been described based on a plurality of embodiments.
  • the present invention is not limited to these embodiments. Forms obtained by subjecting these embodiments to modifications conceived by those skilled in the art, and other forms realized by arbitrarily combining components in these embodiments are also included in the present invention.
  • another processing unit may execute a process executed by a specific processing unit.
  • the order in which the processes are executed may be changed, or a plurality of processes may be executed in parallel.
  • the image encoding device 150 shown in FIG. 13A and the image decoding device 250 shown in FIG. 16A may include any of the components shown in the above-described plurality of embodiments. Alternatively, any of the operations described in the above embodiments may be executed.
  • the adjustment units 152 and 252 when the evaluated reliability is lower than a predetermined threshold value, the adjustment units 152 and 252 set the accuracy applied to the motion information to the lowest accuracy among a plurality of predetermined accuracy. You may adjust. Further, the adjustment units 152 and 252 determine one accuracy from a plurality of predetermined accuracy based on the evaluated reliability and a plurality of predetermined threshold values, and the determined accuracy is obtained. The accuracy applied to the motion information may be adjusted. In addition, the adjustment units 152 and 252 may adjust the accuracy applied to the motion information to be lower as the evaluated reliability is lower.
  • the evaluation units 151 and 251 may evaluate the reliability for each block included in the image.
  • the adjustment units 152 and 252 may adjust the accuracy applied to the motion information for each block based on the evaluated reliability.
  • the encoding unit 153 may encode the image for each block using the motion information expressed with the adjusted accuracy, and may encode the motion information expressed with the adjusted accuracy for each block.
  • the decoding unit 253 may decode the motion information expressed with the adjusted accuracy for each block, and decode the image for each block using the decoded motion information.
  • the evaluation units 151 and 251 may evaluate the reliability lower as the difference motion vector is larger.
  • the difference motion vector is a difference between the motion vector and a predicted motion vector obtained by predicting the motion vector.
  • the adjusting units 152 and 252 may adjust the accuracy of the motion vector and the difference motion vector based on the evaluated reliability.
  • the encoding unit 153 may encode an image using a motion vector expressed with adjusted accuracy, and may encode a differential motion vector expressed with adjusted accuracy.
  • the decoding unit 253 decodes the differential motion vector expressed with the adjusted accuracy, restores the motion vector expressed with the adjusted accuracy from the differential motion vector and the predicted motion vector, and uses the restored motion vector The image may be decoded.
  • the evaluation units 151 and 251 may evaluate whether or not the reliability is high based on a predetermined threshold value.
  • the adjustment units 152 and 252 adjust the accuracy applied to the motion information to a predetermined accuracy when the reliability is evaluated as low, and are applied to the motion information when the reliability is evaluated as high.
  • the accuracy may be adjusted to one accuracy determined from a plurality of predetermined accuracy.
  • the encoding unit 153 may encode the accuracy information indicating the adjusted accuracy only when it is evaluated that the reliability is high.
  • the decoding unit 253 may decode the accuracy information only when it is evaluated that the reliability is high. In this case, the adjustment unit 252 adjusts the accuracy applied to the motion information according to the decoded accuracy information.
  • the present invention can be realized not only as an image encoding device, an image decoding device, or an image processing system, but also as a method including steps of processing means constituting the image encoding device, image decoding device, or image processing system. For example, these steps are performed by a computer. And this invention is realizable as a program which makes a computer perform the step contained in those methods. Furthermore, the present invention can be realized as a computer-readable recording medium such as a CD-ROM in which the program is recorded.
  • the storage medium may be any medium that can record a program, such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, an IC card, and a semiconductor memory.
  • FIG. 22 is a diagram showing an overall configuration of a content supply system ex100 that realizes a content distribution service.
  • a communication service providing area is divided into desired sizes, and base stations ex106, ex107, ex108, ex109, and ex110, which are fixed wireless stations, are installed in each cell.
  • This content supply system ex100 includes a computer ex111, a PDA (Personal Digital Assistant) ex112, a camera ex113, a mobile phone ex114, a game machine ex115 via the Internet ex101, the Internet service provider ex102, the telephone network ex104, and the base stations ex106 to ex110. Etc. are connected.
  • PDA Personal Digital Assistant
  • each device may be directly connected to the telephone network ex104 without going from the base station ex106, which is a fixed wireless station, to ex110.
  • the devices may be directly connected to each other via short-range wireless or the like.
  • the camera ex113 is a device that can shoot moving images such as a digital video camera
  • the camera ex116 is a device that can shoot still images and movies such as a digital camera.
  • the mobile phone ex114 is a GSM (Global System for Mobile Communications) system, a CDMA (Code Division Multiple Access) system, a W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) system, an LTE (Long Terminal Evolution) system, an HSPA ( High-speed-Packet-Access) mobile phone or PHS (Personal-Handyphone System), etc.
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • W-CDMA Wideband-Code Division Multiple Access
  • LTE Long Terminal Evolution
  • HSPA High-speed-Packet-Access
  • PHS Personal-Handyphone System
  • the camera ex113 and the like are connected to the streaming server ex103 through the base station ex109 and the telephone network ex104, thereby enabling live distribution and the like.
  • live distribution the content (for example, music live video) captured by the user using the camera ex113 is encoded as described in the above embodiments, and transmitted to the streaming server ex103.
  • the streaming server ex103 stream-distributes the content data transmitted to the requested client. Examples of the client include a computer ex111, a PDA ex112, a camera ex113, a mobile phone ex114, and a game machine ex115 that can decode the encoded data. Each device that receives the distributed data decodes the received data and reproduces it.
  • the captured data may be encoded by the camera ex113, the streaming server ex103 that performs data transmission processing, or may be shared with each other.
  • the decryption processing of the distributed data may be performed by the client, the streaming server ex103, or may be performed in common with each other.
  • still images and / or moving image data captured by the camera ex116 may be transmitted to the streaming server ex103 via the computer ex111.
  • the encoding process in this case may be performed by any of the camera ex116, the computer ex111, and the streaming server ex103, or may be performed in a shared manner.
  • the streaming server ex103 may be a plurality of servers or a plurality of computers, and may process, record, and distribute data in a distributed manner.
  • the encoded data can be received and reproduced by the client.
  • the information transmitted by the user can be received, decrypted and reproduced by the client in real time, and personal broadcasting can be realized even for a user who does not have special rights or facilities.
  • At least one of the video encoding device or the video decoding device of each of the above embodiments is incorporated in the digital broadcasting system ex200. be able to.
  • the broadcast station ex201 multiplexed data obtained by multiplexing music data and the like on video data is transmitted to a communication or satellite ex202 via radio waves.
  • This video data is data encoded by the moving image encoding method described in the above embodiments.
  • the broadcasting satellite ex202 transmits a radio wave for broadcasting, and this radio wave is received by a home antenna ex204 capable of receiving satellite broadcasting.
  • the received multiplexed data is decoded and reproduced by a device such as the television (receiver) ex300 or the set top box (STB) ex217.
  • a reader / recorder ex218 that reads and decodes multiplexed data recorded on a recording medium ex215 such as a DVD or a BD, or encodes a video signal on the recording medium ex215 and, in some cases, multiplexes and writes it with a music signal. It is possible to mount the moving picture decoding apparatus or moving picture encoding apparatus described in the above embodiments. In this case, the reproduced video signal is displayed on the monitor ex219, and the video signal can be reproduced in another device or system using the recording medium ex215 on which the multiplexed data is recorded.
  • a moving picture decoding apparatus may be mounted in a set-top box ex217 connected to a cable ex203 for cable television or an antenna ex204 for satellite / terrestrial broadcasting and displayed on the monitor ex219 of the television.
  • the moving picture decoding apparatus may be incorporated in the television instead of the set top box.
  • the television ex300 decodes the audio data and the video data, or encodes each information, the audio signal processing unit ex304, the signal processing unit ex306 including the video signal processing unit ex305, and the decoded audio signal.
  • the television ex300 includes an interface unit ex317 including an operation input unit ex312 that receives an input of a user operation.
  • the television ex300 includes a control unit ex310 that performs overall control of each unit, and a power supply circuit unit ex311 that supplies power to each unit.
  • the interface unit ex317 includes a bridge unit ex313 connected to an external device such as a reader / recorder ex218, a recording unit ex216 such as an SD card, and an external recording unit such as a hard disk.
  • a driver ex315 for connecting to a medium, a modem ex316 for connecting to a telephone network, and the like may be included.
  • the recording medium ex216 is capable of electrically recording information by using a nonvolatile / volatile semiconductor memory element to be stored.
  • Each part of the television ex300 is connected to each other via a synchronous bus.
  • the television ex300 receives a user operation from the remote controller ex220 or the like, and demultiplexes the multiplexed data demodulated by the modulation / demodulation unit ex302 by the multiplexing / demultiplexing unit ex303 based on the control of the control unit ex310 having a CPU or the like. Furthermore, in the television ex300, the separated audio data is decoded by the audio signal processing unit ex304, and the separated video data is decoded by the video signal processing unit ex305 using the decoding method described in each of the above embodiments.
  • the decoded audio signal and video signal are output from the output unit ex309 to the outside. At the time of output, these signals may be temporarily stored in the buffers ex318, ex319, etc. so that the audio signal and the video signal are reproduced in synchronization. Also, the television ex300 may read multiplexed data from recording media ex215 and ex216 such as a magnetic / optical disk and an SD card, not from broadcasting. Next, a configuration in which the television ex300 encodes an audio signal or a video signal and transmits the signal to the outside or to a recording medium will be described.
  • the television ex300 receives a user operation from the remote controller ex220 and the like, encodes an audio signal with the audio signal processing unit ex304, and converts the video signal with the video signal processing unit ex305 based on the control of the control unit ex310. Encoding is performed using the encoding method described in (1).
  • the encoded audio signal and video signal are multiplexed by the multiplexing / demultiplexing unit ex303 and output to the outside. When multiplexing, these signals may be temporarily stored in the buffers ex320, ex321, etc. so that the audio signal and the video signal are synchronized.
  • a plurality of buffers ex318, ex319, ex320, and ex321 may be provided as illustrated, or one or more buffers may be shared. Further, in addition to the illustrated example, data may be stored in the buffer as a buffer material that prevents system overflow and underflow, for example, between the modulation / demodulation unit ex302 and the multiplexing / demultiplexing unit ex303.
  • the television ex300 has a configuration for receiving AV input of a microphone and a camera, and performs encoding processing on the data acquired from them. Also good.
  • the television ex300 has been described as a configuration capable of the above-described encoding processing, multiplexing, and external output, but these processing cannot be performed, and only the above-described reception, decoding processing, and external output are possible. It may be a configuration.
  • the decoding process or the encoding process may be performed by either the television ex300 or the reader / recorder ex218,
  • the reader / recorder ex218 may share with each other.
  • FIG. 25 shows a configuration of the information reproducing / recording unit ex400 when data is read from or written to an optical disk.
  • the information reproducing / recording unit ex400 includes elements ex401, ex402, ex403, ex404, ex405, ex406, and ex407 described below.
  • the optical head ex401 irradiates a laser spot on the recording surface of the recording medium ex215 that is an optical disk to write information, and detects reflected light from the recording surface of the recording medium ex215 to read the information.
  • the modulation recording unit ex402 electrically drives a semiconductor laser built in the optical head ex401 and modulates the laser beam according to the recording data.
  • the reproduction demodulator ex403 amplifies the reproduction signal obtained by electrically detecting the reflected light from the recording surface by the photodetector built in the optical head ex401, separates and demodulates the signal component recorded on the recording medium ex215, and is necessary To play back information.
  • the buffer ex404 temporarily holds information to be recorded on the recording medium ex215 and information reproduced from the recording medium ex215.
  • the disk motor ex405 rotates the recording medium ex215.
  • the servo controller ex406 moves the optical head ex401 to a predetermined information track while controlling the rotational drive of the disk motor ex405, and performs a laser spot tracking process.
  • the system control unit ex407 controls the entire information reproduction / recording unit ex400.
  • the system control unit ex407 uses various kinds of information held in the buffer ex404, and generates and adds new information as necessary, and the modulation recording unit ex402, the reproduction demodulation unit This is realized by recording / reproducing information through the optical head ex401 while operating the ex403 and the servo control unit ex406 in a coordinated manner.
  • the system control unit ex407 is composed of, for example, a microprocessor, and executes these processes by executing a read / write program.
  • the optical head ex401 has been described as irradiating a laser spot.
  • a configuration in which higher-density recording is performed using near-field light may be used.
  • FIG. 26 shows a schematic diagram of a recording medium ex215 that is an optical disk.
  • Guide grooves grooves
  • address information indicating the absolute position on the disc is recorded in advance on the information track ex230 by changing the shape of the groove.
  • This address information includes information for specifying the position of the recording block ex231 that is a unit for recording data, and the recording block is specified by reproducing the information track ex230 and reading the address information in a recording or reproducing apparatus.
  • the recording medium ex215 includes a data recording area ex233, an inner peripheral area ex232, and an outer peripheral area ex234.
  • the area used for recording user data is the data recording area ex233, and the inner circumference area ex232 and the outer circumference area ex234 arranged on the inner or outer circumference of the data recording area ex233 are used for specific purposes other than user data recording. Used.
  • the information reproducing / recording unit ex400 reads / writes encoded audio data, video data, or multiplexed data obtained by multiplexing these data with respect to the data recording area ex233 of the recording medium ex215.
  • the car ex210 having the antenna ex205 can receive data from the satellite ex202 and the like, and the moving image can be reproduced on a display device such as the car navigation ex211 that the car ex210 has.
  • the configuration of the car navigation ex211 may include a configuration in which a GPS receiving unit is added to the configuration illustrated in FIG. 24, and the same may be applied to the computer ex111, the mobile phone ex114, and the like.
  • FIG. 27A is a diagram showing the mobile phone ex114 using the moving picture decoding method and the moving picture encoding method described in the above embodiment.
  • the mobile phone ex114 includes an antenna ex350 for transmitting and receiving radio waves to and from the base station ex110, a camera unit ex365 capable of capturing video and still images, a video captured by the camera unit ex365, a video received by the antenna ex350, and the like Is provided with a display unit ex358 such as a liquid crystal display for displaying the decrypted data.
  • the mobile phone ex114 further includes a main body unit having an operation key unit ex366, an audio output unit ex357 such as a speaker for outputting audio, an audio input unit ex356 such as a microphone for inputting audio, a captured video,
  • an audio input unit ex356 such as a microphone for inputting audio
  • a captured video In the memory unit ex367 for storing encoded data or decoded data such as still images, recorded audio, received video, still images, mails, or the like, or an interface unit with a recording medium for storing data
  • a slot ex364 is provided.
  • the mobile phone ex114 has a power supply circuit part ex361, an operation input control part ex362, and a video signal processing part ex355 with respect to a main control part ex360 that comprehensively controls each part of the main body including the display part ex358 and the operation key part ex366.
  • a camera interface unit ex363, an LCD (Liquid Crystal Display) control unit ex359, a modulation / demodulation unit ex352, a multiplexing / demultiplexing unit ex353, an audio signal processing unit ex354, a slot unit ex364, and a memory unit ex367 are connected to each other via a bus ex370. ing.
  • the power supply circuit unit ex361 starts up the mobile phone ex114 in an operable state by supplying power from the battery pack to each unit.
  • the cellular phone ex114 converts the audio signal collected by the audio input unit ex356 in the voice call mode into a digital audio signal by the audio signal processing unit ex354 based on the control of the main control unit ex360 having a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Then, this is subjected to spectrum spread processing by the modulation / demodulation unit ex352, digital-analog conversion processing and frequency conversion processing are performed by the transmission / reception unit ex351, and then transmitted via the antenna ex350.
  • the mobile phone ex114 also amplifies the received data received via the antenna ex350 in the voice call mode, performs frequency conversion processing and analog-digital conversion processing, performs spectrum despreading processing by the modulation / demodulation unit ex352, and performs voice signal processing unit After being converted into an analog audio signal by ex354, this is output from the audio output unit ex357.
  • the text data of the e-mail input by operating the operation key unit ex366 of the main unit is sent to the main control unit ex360 via the operation input control unit ex362.
  • the main control unit ex360 performs spread spectrum processing on the text data in the modulation / demodulation unit ex352, performs digital analog conversion processing and frequency conversion processing in the transmission / reception unit ex351, and then transmits the text data to the base station ex110 via the antenna ex350.
  • almost the reverse process is performed on the received data and output to the display unit ex358.
  • the video signal processing unit ex355 compresses the video signal supplied from the camera unit ex365 by the moving image encoding method described in the above embodiments.
  • the encoded video data is sent to the multiplexing / separating unit ex353.
  • the audio signal processing unit ex354 encodes the audio signal picked up by the audio input unit ex356 while the camera unit ex365 images a video, a still image, etc., and sends the encoded audio data to the multiplexing / separating unit ex353. To do.
  • the multiplexing / demultiplexing unit ex353 multiplexes the encoded video data supplied from the video signal processing unit ex355 and the encoded audio data supplied from the audio signal processing unit ex354 by a predetermined method, and is obtained as a result.
  • the multiplexed data is subjected to spread spectrum processing by the modulation / demodulation circuit unit ex352, subjected to digital analog conversion processing and frequency conversion processing by the transmission / reception unit ex351, and then transmitted via the antenna ex350.
  • the multiplexing / separating unit ex353 separates the multiplexed data into a video data bit stream and an audio data bit stream, and performs video signal processing on the video data encoded via the synchronization bus ex370.
  • the encoded audio data is supplied to the audio signal processing unit ex354 while being supplied to the unit ex355.
  • the video signal processing unit ex355 decodes the video signal by decoding using the video decoding method corresponding to the video encoding method described in each of the above embodiments, and the display unit ex358 via the LCD control unit ex359. From, for example, video and still images included in a moving image file linked to a home page are displayed.
  • the audio signal processing unit ex354 decodes the audio signal, and the audio is output from the audio output unit ex357.
  • the terminal such as the mobile phone ex114 is referred to as a transmission terminal having only an encoder and a receiving terminal having only a decoder.
  • a transmission terminal having only an encoder
  • a receiving terminal having only a decoder.
  • multiplexed data in which music data is multiplexed with video data is received and transmitted.
  • character data related to video is multiplexed. It may be converted data, or may be video data itself instead of multiplexed data.
  • the moving picture encoding method or the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments can be used in any of the above-described devices / systems. The described effect can be obtained.
  • FIG. 28 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • multiplexed data is obtained by multiplexing one or more of a video stream, an audio stream, a presentation graphics stream (PG), and an interactive graphics stream.
  • the video stream indicates the main video and sub-video of the movie
  • the audio stream (IG) indicates the main audio portion of the movie and the sub-audio mixed with the main audio
  • the presentation graphics stream indicates the subtitles of the movie.
  • the main video indicates a normal video displayed on the screen
  • the sub-video is a video displayed on a small screen in the main video.
  • the interactive graphics stream indicates an interactive screen created by arranging GUI components on the screen.
  • the video stream is encoded by the moving image encoding method or apparatus shown in the above embodiments, or the moving image encoding method or apparatus conforming to the conventional standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, and VC-1. ing.
  • the audio stream is encoded by a method such as Dolby AC-3, Dolby Digital Plus, MLP, DTS, DTS-HD, or linear PCM.
  • Each stream included in the multiplexed data is identified by PID. For example, 0x1011 for video streams used for movie images, 0x1100 to 0x111F for audio streams, 0x1200 to 0x121F for presentation graphics, 0x1400 to 0x141F for interactive graphics streams, 0x1B00 to 0x1B1F are assigned to video streams used for sub-pictures, and 0x1A00 to 0x1A1F are assigned to audio streams used for sub-audio mixed with the main audio.
  • FIG. 29 is a diagram schematically showing how multiplexed data is multiplexed.
  • a video stream ex235 composed of a plurality of video frames and an audio stream ex238 composed of a plurality of audio frames are converted into PES packet sequences ex236 and ex239, respectively, and converted into TS packets ex237 and ex240.
  • the data of the presentation graphics stream ex241 and interactive graphics ex244 are converted into PES packet sequences ex242 and ex245, respectively, and further converted into TS packets ex243 and ex246.
  • the multiplexed data ex247 is configured by multiplexing these TS packets into one stream.
  • FIG. 30 shows in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • the first row in FIG. 30 shows a video frame sequence of the video stream.
  • the second level shows a PES packet sequence.
  • a plurality of video presentation units in the video stream are divided into pictures, B pictures, and P pictures, and are stored in the payload of the PES packet.
  • Each PES packet has a PES header, and a PTS (Presentation Time-Stamp) that is a display time of a picture and a DTS (Decoding Time-Stamp) that is a decoding time of a picture are stored in the PES header.
  • PTS Presentation Time-Stamp
  • DTS Decoding Time-Stamp
  • FIG. 31 shows the format of the TS packet that is finally written in the multiplexed data.
  • the TS packet is a 188-byte fixed-length packet composed of a 4-byte TS header having information such as a PID for identifying a stream and a 184-byte TS payload for storing data.
  • the PES packet is divided and stored in the TS payload.
  • a 4-byte TP_Extra_Header is added to a TS packet, forms a 192-byte source packet, and is written in multiplexed data.
  • TP_Extra_Header information such as ATS (Arrival_Time_Stamp) is described.
  • ATS indicates the transfer start time of the TS packet to the PID filter of the decoder.
  • Source packets are arranged in the multiplexed data as shown in the lower part of FIG. 31, and the number incremented from the head of the multiplexed data is called SPN (source packet number).
  • TS packets included in the multiplexed data include PAT (Program Association Table), PMT (Program Map Table), PCR (Program Clock Reference), and the like in addition to each stream such as video / audio / caption.
  • PAT indicates what the PID of the PMT used in the multiplexed data is, and the PID of the PAT itself is registered as 0.
  • the PMT has the PID of each stream such as video / audio / subtitles included in the multiplexed data and the attribute information of the stream corresponding to each PID, and has various descriptors related to the multiplexed data.
  • the descriptor includes copy control information for instructing permission / non-permission of copying of multiplexed data.
  • the PCR corresponds to the ATS in which the PCR packet is transferred to the decoder. Contains STC time information.
  • FIG. 32 is a diagram for explaining the data structure of the PMT in detail.
  • a PMT header describing the length of data included in the PMT is arranged at the head of the PMT.
  • a plurality of descriptors related to multiplexed data are arranged.
  • the copy control information and the like are described as descriptors.
  • a plurality of pieces of stream information regarding each stream included in the multiplexed data are arranged.
  • the stream information includes a stream descriptor in which a stream type, a stream PID, and stream attribute information (frame rate, aspect ratio, etc.) are described to identify a compression codec of the stream.
  • the multiplexed data is recorded together with the multiplexed data information file.
  • the multiplexed data information file is management information of multiplexed data, has a one-to-one correspondence with the multiplexed data, and includes multiplexed data information, stream attribute information, and an entry map.
  • the multiplexed data information includes a system rate, a reproduction start time, and a reproduction end time.
  • the system rate indicates a maximum transfer rate of multiplexed data to a PID filter of a system target decoder described later.
  • the ATS interval included in the multiplexed data is set to be equal to or less than the system rate.
  • the playback start time is the PTS of the first video frame of the multiplexed data
  • the playback end time is set by adding the playback interval for one frame to the PTS of the video frame at the end of the multiplexed data.
  • attribute information about each stream included in the multiplexed data is registered for each PID.
  • the attribute information has different information for each video stream, audio stream, presentation graphics stream, and interactive graphics stream.
  • the video stream attribute information includes the compression codec used to compress the video stream, the resolution of the individual picture data constituting the video stream, the aspect ratio, and the frame rate. It has information such as how much it is.
  • the audio stream attribute information includes the compression codec used to compress the audio stream, the number of channels included in the audio stream, the language supported, and the sampling frequency. With information. These pieces of information are used for initialization of the decoder before the player reproduces it.
  • the stream type included in the PMT is used.
  • video stream attribute information included in the multiplexed data information is used.
  • the video encoding shown in each of the above embodiments for the stream type or video stream attribute information included in the PMT.
  • FIG. 35 shows the steps of the moving picture decoding method according to the present embodiment.
  • step exS100 the stream type included in the PMT or the video stream attribute information included in the multiplexed data information is acquired from the multiplexed data.
  • step exS101 it is determined whether or not the stream type or the video stream attribute information indicates multiplexed data generated by the moving picture encoding method or apparatus described in the above embodiments. To do.
  • step exS102 the above embodiments are performed. Decoding is performed by the moving picture decoding method shown in the form.
  • the conventional information Decoding is performed by a moving image decoding method compliant with the standard.
  • FIG. 36 shows the configuration of an LSI ex500 that is made into one chip.
  • the LSI ex500 includes elements ex501, ex502, ex503, ex504, ex505, ex506, ex507, ex508, and ex509 described below, and each element is connected via a bus ex510.
  • the power supply circuit unit ex505 is activated to an operable state by supplying power to each unit when the power supply is on.
  • the LSI ex500 when performing the encoding process, performs the microphone ex117 and the camera ex113 by the AV I / O ex509 based on the control of the control unit ex501 including the CPU ex502, the memory controller ex503, the stream controller ex504, the drive frequency control unit ex512, and the like.
  • the AV signal is input from the above.
  • the input AV signal is temporarily stored in an external memory ex511 such as SDRAM.
  • the accumulated data is divided into a plurality of times as appropriate according to the processing amount and the processing speed and sent to the signal processing unit ex507, and the signal processing unit ex507 encodes an audio signal and / or video. Signal encoding is performed.
  • the encoding process of the video signal is the encoding process described in the above embodiments.
  • the signal processing unit ex507 further performs processing such as multiplexing the encoded audio data and the encoded video data according to circumstances, and outputs the result from the stream I / Oex 506 to the outside.
  • the output multiplexed data is transmitted to the base station ex107 or written to the recording medium ex215. It should be noted that data should be temporarily stored in the buffer ex508 so as to be synchronized when multiplexing.
  • the memory ex511 is described as an external configuration of the LSI ex500.
  • a configuration included in the LSI ex500 may be used.
  • the number of buffers ex508 is not limited to one, and a plurality of buffers may be provided.
  • the LSI ex500 may be made into one chip or a plurality of chips.
  • control unit ex510 includes the CPU ex502, the memory controller ex503, the stream controller ex504, the drive frequency control unit ex512, and the like, but the configuration of the control unit ex510 is not limited to this configuration.
  • the signal processing unit ex507 may further include a CPU.
  • the CPU ex502 may be configured to include a signal processing unit ex507 or, for example, an audio signal processing unit that is a part of the signal processing unit ex507.
  • the control unit ex501 is configured to include a signal processing unit ex507 or a CPU ex502 having a part thereof.
  • LSI LSI
  • IC system LSI
  • super LSI ultra LSI depending on the degree of integration
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and implementation with a dedicated circuit or a general-purpose processor is also possible.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
  • FIG. 37 shows a configuration ex800 in the present embodiment.
  • the drive frequency switching unit ex803 sets the drive frequency high when the video data is generated by the moving image encoding method or apparatus described in the above embodiments.
  • the decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method described in each of the above embodiments is instructed to decode the video data.
  • the video data is video data compliant with the conventional standard, compared to the case where the video data is generated by the moving picture encoding method or apparatus shown in the above embodiments, Set the drive frequency low. Then, it instructs the decoding processing unit ex802 compliant with the conventional standard to decode the video data.
  • the drive frequency switching unit ex803 includes the CPU ex502 and the drive frequency control unit ex512 in FIG.
  • the decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and the decoding processing unit ex802 that complies with the conventional standard correspond to the signal processing unit ex507 in FIG.
  • the CPU ex502 identifies which standard the video data conforms to. Then, based on the signal from the CPU ex502, the drive frequency control unit ex512 sets the drive frequency. Further, based on the signal from the CPU ex502, the signal processing unit ex507 decodes the video data.
  • the identification information described in the fifth embodiment may be used.
  • the identification information is not limited to that described in the fifth embodiment, and any information that can identify which standard the video data conforms to may be used. For example, it is possible to identify which standard the video data conforms to based on an external signal that identifies whether the video data is used for a television or a disk. In some cases, identification may be performed based on such an external signal.
  • the selection of the driving frequency in the CPU ex502 may be performed based on, for example, a lookup table in which video data standards and driving frequencies are associated with each other as shown in FIG. The look-up table is stored in the buffer ex508 or the internal memory of the LSI, and the CPU ex502 can select the drive frequency by referring to the look-up table.
  • FIG. 38 shows steps for executing the method of the present embodiment.
  • the signal processing unit ex507 acquires identification information from the multiplexed data.
  • the CPU ex502 identifies whether the video data is generated by the encoding method or apparatus described in each of the above embodiments based on the identification information.
  • the CPU ex502 sends a signal for setting the drive frequency high to the drive frequency control unit ex512. Then, the drive frequency control unit ex512 sets a high drive frequency.
  • step exS203 the CPU ex502 drives the signal for setting the drive frequency low. This is sent to the frequency control unit ex512. Then, in the drive frequency control unit ex512, the drive frequency is set to be lower than that in the case where the video data is generated by the encoding method or apparatus described in the above embodiments.
  • the power saving effect can be further enhanced by changing the voltage applied to the LSI ex500 or the device including the LSI ex500 in conjunction with the switching of the driving frequency. For example, when the drive frequency is set low, it is conceivable that the voltage applied to the LSI ex500 or the device including the LSI ex500 is set low as compared with the case where the drive frequency is set high.
  • the setting method of the driving frequency may be set to a high driving frequency when the processing amount at the time of decoding is large, and to a low driving frequency when the processing amount at the time of decoding is small. It is not limited to the method.
  • the amount of processing for decoding video data compliant with the MPEG4-AVC standard is larger than the amount of processing for decoding video data generated by the moving picture encoding method or apparatus described in the above embodiments. It is conceivable that the setting of the driving frequency is reversed to that in the case described above.
  • the method for setting the drive frequency is not limited to the configuration in which the drive frequency is lowered.
  • the voltage applied to the LSIex500 or the apparatus including the LSIex500 is set high.
  • the driving of the CPU ex502 is stopped.
  • the CPU ex502 is temporarily stopped because there is room in processing. Is also possible. Even when the identification information indicates that the video data is generated by the moving image encoding method or apparatus described in each of the above embodiments, if there is a margin for processing, the CPU ex502 is temporarily driven. It can also be stopped. In this case, it is conceivable to set the stop time shorter than in the case where the video data conforms to the conventional standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, and VC-1.
  • a plurality of video data that conforms to different standards may be input to the above-described devices and systems such as a television and a mobile phone.
  • the signal processing unit ex507 of the LSI ex500 needs to support a plurality of standards in order to be able to decode even when a plurality of video data complying with different standards is input.
  • the signal processing unit ex507 corresponding to each standard is used individually, there is a problem that the circuit scale of the LSI ex500 increases and the cost increases.
  • a decoding processing unit for executing the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and a decoding conforming to a standard such as MPEG-2, MPEG4-AVC, or VC-1
  • the processing unit is partly shared.
  • An example of this configuration is shown as ex900 in FIG. 40A.
  • the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and the moving picture decoding method compliant with the MPEG4-AVC standard are processed in processes such as entropy coding, inverse quantization, deblocking filter, and motion compensation. Some contents are common.
  • the decoding processing unit for executing the moving picture decoding method described in each of the above embodiments is shared, and the processing content specific to the MPEG4-AVC standard As for, a configuration using a dedicated decoding processing unit may be used.
  • ex1000 in FIG. 40B shows another example in which processing is partially shared.
  • a dedicated decoding processing unit ex1001 corresponding to processing content unique to the present invention
  • a dedicated decoding processing unit ex1002 corresponding to processing content specific to other conventional standards
  • a moving picture decoding method of the present invention A common decoding processing unit ex1003 corresponding to processing contents common to other conventional video decoding methods is used.
  • the dedicated decoding processing units ex1001 and ex1002 are not necessarily specialized in the processing content specific to the present invention or other conventional standards, and may be capable of executing other general-purpose processing.
  • the configuration of the present embodiment can be implemented by LSI ex500.
  • the circuit scale of the LSI is reduced, and the cost is reduced. It is possible to reduce.
  • the image encoding method and the image decoding method according to the present invention can be used for, for example, a television, a digital video recorder, a car navigation, a mobile phone, a digital camera, or a digital video camera.

Landscapes

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Abstract

　動きベクトル等の動き情報に適用される精度をより柔軟に切換えることができる画像符号化方法を提供する。画像符号化方法は、画像の動きを示す動き情報を用いて、画像を符号化する画像符号化方法であって、動き情報の信頼性を評価する評価ステップ（Ｓ１５１）と、評価された信頼性に基づいて、動き情報に適用される精度を調整する調整ステップ（Ｓ１５２）と、調整された精度で表現される動き情報を用いて画像を符号化し、調整された精度で表現される動き情報を符号化する符号化ステップ（Ｓ１５３）とを含む。

Description

画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置、画像復号装置および画像処理システム
　本発明は、画像の動きを示す動き情報を用いて、画像を符号化する画像符号化方法に関する。
　従来、動き補償を用いて、画像を符号化する画像符号化装置がある。動き補償とは、符号化対象ブロックがどの方向にどの程度動いたかを示す動きベクトルに基づいて、参照画像から予測画像を生成する技術である。このような画像符号化装置は、参照画像内の画素値であって、動きベクトルによって指し示される位置の画素値から、予測画像を生成する。特許文献１に記載の動画像符号化装置は、このような画像符号化装置の例である。
　通常、動き補償には、小数精度の動きベクトルが用いられる。小数精度の動きベクトルは、１画素よりも細かい精度で、位置を指し示す。小数精度の位置の画素値は、整数精度の位置の画素値から、フィルタ係数を用いて算出される。画像符号化装置は、小数精度の動きベクトルを用いることによって、より高精度の予測画像を生成することができる。
国際公開第２００８／０６９０７３号
　しかしながら、高精度の動きベクトルは、必ずしも、符号化効率を向上させない。勿論、高精度の動きベクトルは、予測の精度を向上させ、符号化効率を向上させる場合がある。一方、高精度の動きベクトルは、情報量が大きいため、逆に、符号化効率を低下させる場合がある。
　従来の動きベクトルの精度は、例えば１／４精度等の予め定められた精度に固定されていた。つまり、従来の画像符号化装置は、ピクチャ毎に、あるいは、ブロック毎に、動きベクトルの精度を変更することができなかった。
　そこで、本発明は、動きベクトル等の動き情報についての精度をより柔軟に切換えることができる画像符号化方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明に係る画像符号化方法は、画像の動きを示す動き情報を用いて、前記画像を符号化する画像符号化方法であって、前記動き情報の信頼性を評価する評価ステップと、評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を調整する調整ステップと、調整された前記精度で表現される前記動き情報を用いて前記画像を符号化し、調整された前記精度で表現される前記動き情報を符号化する符号化ステップとを含む。
　これにより、動き情報の精度が、信頼性に基づいて、適応的に調整され、より柔軟に切換えられる。したがって、符号化効率が向上する。
　また、前記調整ステップでは、評価された前記信頼性が予め定められた閾値よりも低い場合、予め定められた複数の精度のうち最も低い精度に、前記動き情報に適用される精度を調整してもよい。
　これにより、動き情報の信頼性が低い場合、動き情報に低い精度が用いられる。信頼性の低い動き情報に高い精度が用いられても、符号化効率の向上が望めない。このような場合、動き情報に低い精度を用いることにより、動き情報の符号量が低減される。したがって、符号化効率が向上する。
　また、前記調整ステップでは、評価された前記信頼性、および、予め定められた複数の閾値に基づいて、予め定められた複数の精度から１つの精度を決定し、決定された前記１つの精度に、前記動き情報に適用される精度を調整してもよい。
　これにより、動き情報の精度が、段階的に切換えられる。したがって、動き情報の精度が、より柔軟に切換えられる。
　また、前記調整ステップでは、評価された前記信頼性がより低い程、前記動き情報に適用される精度をより低く調整してもよい。
　これにより、動き情報の信頼性がより低い場合、より低い精度が動き情報に用いられる。したがって、符号化効率が向上する。
　また、前記評価ステップでは、前記信頼性を前記画像に含まれるブロック毎に評価し、前記調整ステップでは、評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を前記ブロック毎に調整し、前記符号化ステップでは、調整された前記精度で表現される前記動き情報を用いて前記画像を前記ブロック毎に符号化し、調整された前記精度で表現される前記動き情報を前記ブロック毎に符号化してもよい。
　これにより、ブロック毎に動き情報の精度を切換えることが可能になる。したがって、動き情報の精度が、より柔軟に切換えられる。したがって、符号化効率が向上する。
　また、前記評価ステップでは、動きベクトルと、前記動きベクトルを予測することにより得られる予測動きベクトルとの差である差分動きベクトルがより大きい程、前記信頼性をより低く評価してもよい。
　これにより、差分動きベクトルの大きさに基づいて、動き情報の信頼性が評価される。動きベクトルと、その予測値との差が大きい場合、画像の符号化に用いられる動き情報の信頼性は低いと想定される。したがって、動き情報の信頼性は、動きベクトルと、その予測値との差を示す差分動きベクトルの大きさに基づいて、適切に評価される。
　また、前記調整ステップでは、評価された前記信頼性に基づいて、前記動きベクトルおよび前記差分動きベクトルに適用される精度を前記動き情報に適用される精度として調整し、前記符号化ステップでは、調整された前記精度で表現される前記動きベクトルを前記動き情報として用いて前記画像を符号化し、調整された前記精度で表現される前記差分動きベクトルを前記動き情報として符号化してもよい。
　これにより、差分動きベクトルの大きさに基づいて、差分動きベクトルの精度が調整される。そして、調整された精度で差分動きベクトルが符号化される。したがって、差分動きベクトルが適切な精度で用いられる。
　また、前記評価ステップでは、予め定められた閾値に基づいて、前記信頼性が高いか否かを評価し、前記調整ステップでは、前記信頼性が低いと評価された場合、前記動き情報に適用される精度を予め定められた精度に調整し、前記信頼性が高いと評価された場合、前記動き情報に適用される精度を予め定められた複数の精度から決定される１つの精度に調整し、前記符号化ステップでは、前記信頼性が高いと評価された場合、調整された前記精度を示す精度情報を符号化してもよい。
　これにより、コスト計算等で調整された精度を示す精度情報が、符号化側と復号側との間で共有される。したがって、動き情報の精度が、より柔軟に切換えられる。
　また、本発明に係る画像復号方法は、画像の動きを示す動き情報を用いて、前記画像を復号する画像復号方法であって、前記動き情報の信頼性を評価する評価ステップと、評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を調整する調整ステップと、調整された前記精度で表現される前記動き情報を復号し、復号された前記動き情報を用いて前記画像を復号する復号ステップとを含む画像復号方法でもよい。
　これにより、動き情報の精度が、信頼性に基づいて、適応的に調整され、より柔軟に切換えられる。したがって、高い符号化効率に対応する動き情報が適切に復号される。
　また、前記調整ステップでは、評価された前記信頼性が予め定められた閾値よりも低い場合、予め定められた複数の精度のうち最も低い精度に、前記動き情報に適用される精度を調整してもよい。
　これにより、信頼性が低い場合、低い精度の動き情報が復号される。したがって、高い符号化効率に対応する動き情報が適切に復号される。
　また、前記調整ステップでは、評価された前記信頼性、および、予め定められた複数の閾値に基づいて、予め定められた複数の精度から１つの精度を決定し、決定された前記１つの精度に、前記動き情報に適用される精度を調整してもよい。
　これにより、動き情報の精度が、段階的に切換えられる。したがって、動き情報の精度が、より柔軟に切換えられる。
　また、前記調整ステップでは、評価された前記信頼性がより低い程、前記動き情報に適用される精度をより低く調整してもよい。
　これにより、信頼性がより低い場合、より低い精度の動き情報が復号される。したがって、高い符号化効率に対応する動き情報が適切に復号される。
　また、前記評価ステップでは、前記信頼性を前記画像に含まれるブロック毎に評価し、前記調整ステップでは、評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を前記ブロック毎に調整し、前記復号ステップでは、調整された前記精度で表現される前記動き情報を前記ブロック毎に復号し、復号された前記動き情報を用いて前記画像を前記ブロック毎に復号してもよい。
　これにより、ブロック毎に動き情報の精度を切換えることが可能になる。したがって、動き情報の精度が、より柔軟に切換えられる。したがって、高い符号化効率に対応する動き情報が適切に復号される。
　また、前記評価ステップでは、動きベクトルと、前記動きベクトルを予測することにより得られる予測動きベクトルとの差である差分動きベクトルがより大きい程、前記信頼性をより低く評価してもよい。
　これにより、差分動きベクトルの大きさに基づいて、動き情報の信頼性が評価される。動きベクトルと、その予測値との差が大きい場合、画像の符号化に用いられる動き情報の信頼性は低いと想定される。したがって、動き情報の信頼性は、動きベクトルと、その予測値との差を示す差分動きベクトルの大きさに基づいて、適切に評価される。
　また、前記調整ステップでは、評価された前記信頼性に基づいて、前記動きベクトルおよび前記差分動きベクトルに適用される精度を前記動き情報に適用される精度として調整し、前記復号ステップでは、調整された前記精度で表現される前記差分動きベクトルを前記動き情報として復号し、調整された前記精度で表現される前記動きベクトルを前記差分動きベクトルおよび前記予測動きベクトルから復元し、復元された前記動きベクトルを前記動き情報として用いて前記画像を復号してもよい。
　これにより、差分動きベクトルの大きさに基づいて、差分動きベクトルの精度が調整される。そして、調整された精度で差分動きベクトルが復号される。したがって、差分動きベクトルが適切な精度で用いられる。
　また、前記評価ステップでは、予め定められた閾値に基づいて、前記信頼性が高いか否かを評価し、前記復号ステップでは、前記信頼性が高いと評価された場合、前記動き情報に適用される精度を示す精度情報を復号し、前記調整ステップでは、前記信頼性が低いと評価された場合、前記動き情報に適用される精度を予め定められた精度に調整し、前記信頼性が高いと評価された場合、復号された前記精度情報に従って、前記動き情報に適用される精度を予め定められた複数の精度から決定される１つの精度に調整してもよい。
　これにより、コスト計算等で調整された精度を示す精度情報が、符号化側と復号側との間で共有される。したがって、動き情報の精度が、より柔軟に切換えられる。
　また、本発明に係る画像符号化装置は、画像の動きを示す動き情報を用いて、前記画像を符号化する画像符号化装置であって、前記動き情報の信頼性を評価する評価部と、評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を調整する調整部と、調整された前記精度で表現される前記動き情報を用いて前記画像を符号化し、調整された前記精度で表現される前記動き情報を符号化する符号化部とを備える画像符号化装置でもよい。
　これにより、本発明に係る画像符号化方法が、画像符号化装置として実現される。
　また、本発明に係る画像復号装置は、画像の動きを示す動き情報を用いて、前記画像を復号する画像復号装置であって、前記動き情報の信頼性を評価する評価部と、評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を調整する調整部と、調整された前記精度で表現される前記動き情報を復号し、復号された前記動き情報を用いて前記画像を復号する復号部とを備える画像復号装置でもよい。
　これにより、本発明に係る画像復号方法が、画像復号装置として実現される。
　また、本発明に係る画像処理システムは、画像の動きを示す動き情報を用いて、前記画像を処理する画像処理システムであって、前記動き情報の信頼性を評価する評価部と、評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を調整する調整部と、調整された前記精度で表現される前記動き情報を用いて前記画像を符号化し、調整された前記精度で表現される前記動き情報を符号化する符号化部と、調整された前記精度で表現される前記動き情報を復号し、復号された前記動き情報を用いて前記画像を復号する復号部とを備える画像処理システムでもよい。
　これにより、画像処理システムは、画像の符号化および復号の両方を実行することができる。また、画像処理システムは、適応的に調整される精度で表現される動き情報を用いる。したがって、画像処理システムは、符号化効率を向上させることができる。
　本発明により、動き情報の精度がより柔軟に切換えられる。したがって、符号化効率が向上する。
図１は、多階層ブロック構造を示す図である。 図２は、シーケンスヘッダのシンタックスを示す図である。 図３は、ピクチャヘッダのシンタックスを示す図である。 図４は、スライスヘッダのシンタックスを示す図である。 図５は、コーディングブロックのシンタックスを示す図である。 図６は、予測ブロックのシンタックスを示す図である。 図７は、予測ブロックのシンタックスを示す図である。 図８は、変換ブロックのシンタックスを示す図である。 図９は、復号処理の一例を示す図である。 図１０は、実施の形態１に係る画像符号化装置を示す構成図である。 図１１は、実施の形態１に係る画像符号化装置の動作を示すフローチャートである。 図１２は、実施の形態１に係る信頼性評価を示す概念図である。 図１３Ａは、実施の形態１に係る特徴的な構成要素を備える画像符号化装置を示す構成図である。 図１３Ｂは、実施の形態１に係る画像符号化装置の特徴的な動作を示すフローチャートである。 図１４は、実施の形態１に係る画像復号装置を示す構成図である。 図１５は、実施の形態１に係る画像復号装置の動作を示すフローチャートである。 図１６Ａは、実施の形態１に係る特徴的な構成要素を備える画像復号装置を示す構成図である。 図１６Ｂは、実施の形態１に係る画像復号装置の特徴的な動作を示すフローチャートである。 図１７は、実施の形態１に係る特徴的な構成要素を備える画像処理システムを示す構成図である。 図１８Ａは、実施の形態２に係る第１の符号例を示す図である。 図１８Ｂは、実施の形態２に係る第２の符号例を示す図である。 図１９は、実施の形態２に係る画像符号化装置の動作を示すフローチャートである。 図２０は、実施の形態２に係る画像復号装置の動作を示すフローチャートである。 図２１Ａは、実施の形態３に係る第１の符号例を示す図である。 図２１Ｂは、実施の形態３に係る第２の符号例を示す図である。 図２１Ｃは、実施の形態３に係る第３の符号例を示す図である。 図２２は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。 図２３は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図２４は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図２５は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生／記録部の構成例を示すブロック図である。 図２６は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。 図２７Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図２７Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図２８は、多重化データの構成を示す図である。 図２９は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。 図３０は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。 図３１は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。 図３２は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図３３は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図３４は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図３５は、映像データを識別するステップを示す図である。 図３６は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号化方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。 図３７は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図３８は、映像データを識別し、駆動周波数を切り替えるステップを示す図である。 図３９は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。 図４０Ａは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図である。 図４０Ｂは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示す。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および接続形態、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。本発明は、請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の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、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
　また、以下の記載において、精度は、数値または情報等を表現するための桁数に対応する。したがって、精度の用語は、桁数、有効数字、有効桁数、小数点以下の桁数、または、最大ビット数等の用語に置き換えられてもよい。
　（実施の形態１）
　まず、ＪＣＴ－ＶＣ（Ｊｏｉｎｔ　Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ　Ｔｅａｍ　ｏｎ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ）の下で、検討されている画像符号化規格について、説明する。ＪＣＴ－ＶＣとは、ＩＴＵ－Ｔ（国際電気通信連合電気通信標準化部門：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｏｎ－Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｔａｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ　Ｓｅｃｔｏｒ）とＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ　Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｅｘｐｅｒｔｓ　Ｇｒｏｕｐ）との共同チームのことである。
　ＪＣＴ－ＶＣにおいて、各社から提案されたツールのうち、画像符号化規格に採用される可能性が高い技術が集められた技術群は、ＴＭｕＣ（Ｔｅｓｔ　Ｍｏｄｅｌ　Ｕｎｄｅｒ　Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ）と呼ばれる。そのような技術群のドキュメントおよびソフトウェアは、ＴＭｕＣとして、整備されつつある。
　ＴＭｕＣの基本技術に、コーディングブロック（ＣＵ：Ｃｏｄｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、予測ブロック（ＰＵ：Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　Ｕｎｉｔ）、および、変換ブロック（ＴＵ：Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　Ｕｎｉｔ）等を含む多階層ブロック構造がある。また、有力な技術に、適応動きベクトル解像度切換フラグ（ＡＭＶｒｅｓ：Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｍｏｔｉｏｎ　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ。以下、動きベクトル精度フラグともいう。）がある。
　コーディングブロックは、これまでの符号化技術におけるマクロブロックに相当するデータ単位である。予測ブロックは、予測の基本データ単位である。ただし、予測方式によっては、予測ブロックが分割される場合もある。変換ブロックは、変換のデータ単位である。変換ブロックのサイズは、予測ブロックと同じサイズ、または、予測ブロックより一階層小さいサイズである。
　図１は、多階層ブロック構造を示す図である。図２は、シーケンスヘッダのシンタックスを示す図である。図３は、ピクチャヘッダのシンタックスを示す図である。図４は、スライスヘッダのシンタックスを示す図である。図５は、コーディングブロックのシンタックスを示す図である。図６および図７は、予測ブロックのシンタックスを示す図である。図８は、変換ブロックのシンタックスを示す図である。
　適応動きベクトル解像度切換フラグは、動きベクトルの精度について、１／８精度および１／４精度のどちらを用いるかを示すフラグである。なお、従来の画像符号化方法では、常に１／４精度が用いられていた。
　１／８精度が必要でないブロックの場合、１／４精度への切換によって、冗長な情報が削減される。これにより、予測動きベクトル（ＰＭＶ）と、実際の動きベクトル（ＭＶ）との差分値（ＭＶＤ）の情報量が、低減する。一方、１／８精度により、予測の精度が向上し、差分値（ＭＶＤ）の情報量が低減する場合もある。したがって、動きベクトルの精度の適応的な切換によって、符号化効率が向上する。なお、図９は、復号処理の一例を示す図である。
　しかしながら、図７に示されているように、適応動きベクトル解像度切換フラグは、予測ブロック毎に常に符号化される。このようなブロック毎での適応動きベクトル解像度切換フラグの符号化は、符号化される情報量を増加させる。これにより、符号化効率が低下する。
　そこで、実施の形態１に係る画像符号化装置は、符号化対象ブロックの周辺ブロックの動きベクトルの信頼性が低い場合、１／４精度の動きベクトルを用いる。そして、この場合、実施の形態１に係る画像符号化装置は、適応動きベクトル解像度切換フラグを符号化しない。これにより、実施の形態１に係る画像符号化装置は、符号化効率の低下を抑制することができる。
　図１０は、実施の形態１に係る画像符号化装置を示す構成図である。図１０に示された画像符号化装置１００は、制御部１１６および符号化部１２０を備える。符号化部１２０は、減算器１０２、直交変換部１０３、量子化部１０４、エントロピー符号化部１０５、逆量子化部１０７、逆直交変換部１０８、加算器１０９、スイッチ１１０、面内予測部１１１、動き補償部１１２、動き検出部１１３、デブロッキングフィルタ１１４およびメモリ１１５を含む。
　図１０に示すように、複数の画素値で構成される画素ブロック１０１は、減算器１０２により減算され、直交変換部１０３に入力される。直交変換部１０３は、減算された画素ブロック１０１を複数の周波数成分で構成される係数ブロックに変換する。量子化部１０４は、係数ブロックを量子化する。一方、動き検出部１１３は、画素ブロック１０１を用いて動きベクトルを検出する。エントロピー符号化部１０５は、係数ブロックおよび動きベクトルから符号化ストリーム１０６を生成する。
　また、逆量子化部１０７は、量子化された係数ブロックを逆量子化する。そして、逆直交変換部１０８は、係数ブロックを画素ブロックに変換する。そして、画素ブロックは、加算器１０９により加算され、面内予測部１１１およびデブロッキングフィルタ１１４に入力される。デブロッキングフィルタ１１４は、画素ブロックからブロック歪みを除去し、画素ブロックをメモリ１１５に格納する。
　面内予測部１１１は、面内予測（イントラ予測）を行う。動き補償部１１２は、面間予測（インター予測）を行う。スイッチ１１０は、面内予測または面間予測により得られた信号を減算器１０２に入力する。これにより、符号量が低減される。
　また、制御部１１６は、画像符号化装置１００を制御する。例えば、制御部１１６は、情報発生量等に基づいて、符号化パラメータを制御する。
　図１１は、図１０に示された画像符号化装置１００の動作を示すフローチャートである。
　まず、制御部１１６は、予測動きベクトルを導出する（Ｓ１０１）。予測動きベクトルは、例えば、式１によって、導出される。
PMV_x  = Median (MVa_x, MVb_x, MVc_x)
PMV_y  = Median (MVa_y, MVb_y, MVc_y)
・・・　（式１）
　ここで、（ＭＶａ＿ｘ、ＭＶａ＿ｙ）、（ＭＶｂ＿ｘ、ＭＶｂ＿ｙ）、（ＭＶｃ＿ｘ、ＭＶｃ＿ｙ）は、周辺ブロックの動きベクトルを示す。また、（ＰＭＶ＿ｘ、ＰＭＶ＿ｙ）は、予測動きベクトルを示す。
　次に、制御部１１６は、周辺ブロックの動きベクトルの信頼性を評価する（Ｓ１０２）。信頼性は、例えば、式２によって、評価される。
If( |PMV_x|+|PMV_y| > TH )
  low reliability
Else
  high reliability
・・・　（式２）
　ここで、ＴＨは、予め定められた閾値である。すなわち、符号化対象ブロックの予測動きベクトルが予め定められた閾値よりも大きい場合、信頼性は低いと評価される。逆に、符号化対象ブロックの予測動きベクトルが予め定められた閾値よりも小さい場合、信頼性は高いと評価される。
　信頼性が低いと評価された場合（Ｓ１０３でＮｏ）、制御部１１６は、予測動きベクトルの精度を下げる（Ｓ１０８）。予測動きベクトルの精度は、例えば、式３によって、下げられる。
PMV_x  = PMV_x >> 1
PMV_y  = PMV_y >> 1
・・・　（式３）
　次に、制御部１１６は、差分動きベクトルを導出し、導出された差分動きベクトルを符号化する（Ｓ１０９）。差分動きベクトルは、例えば、式４によって、導出される。
MVD_x  = MV_x - PMV_x
MVD_y  = MV_y - PMV_y
・・・　（式４）
　ここで、（ＭＶＤ＿ｘ、ＭＶＤ＿ｙ）は、差分動きベクトルを示す。また、（ＭＶ＿ｘ、ＭＶ＿ｙ）は、検出された動きベクトルを示す。本実施の形態では、動きベクトルの精度は、予測動きベクトルと同じ精度である。
　動き検出部１１３は、動きベクトルを高精度で検出してもよい。そして、信頼性が低いと評価された場合に、制御部１１６は、動きベクトルの精度を下げてもよい。この場合、動き検出部１１３は、動きベクトル検出に、常に同じ精度で処理を実行することができる。したがって、回路規模が縮小される。
　あるいは、動き検出部１１３は、予測動きベクトルの精度と同じ精度で、動きベクトルを検出してもよい。この場合、動き検出部１１３は、動きベクトル検出のための比較演算回数を減らすことができる。したがって、ソフトウェア処理における実行時間が削減される。
　一方、信頼性が高いと評価された場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）、制御部１１６は、動きベクトルの精度を決定する（Ｓ１０４）。制御部１１６は、例えば、ビットレートと符号化歪みとに依存するコスト関数を用いて、動きベクトルの精度を決定してもよい。例えば、精度を決定するためのコスト関数として、式５で示されるコスト関数Ｊが用いられる。
　Ｊ＝Ｄ＋λ・Ｒ　・・・　（式５）
　ここで、Ｒは、動きベクトル精度フラグの符号量と差分動きベクトルの符号量との合計を示す。また、Ｄは、予測残差の差分絶対値を示す。また、λは、符号化対象ブロックを符号化するための量子化パラメータＱＰに応じて算出されるラグランジュ乗数である。制御部１１６は、コスト関数Ｊが最も低くなる場合の動きベクトル精度を、動き補償に用いる動きベクトル精度として決定する。これにより、制御部１１６は、動き補償に用いる動きベクトル精度を選択する。
　ここで、制御部１１６は、動きベクトルの精度として、１／８精度を用いることを決定した場合（Ｓ１０５でＹｅｓ）、動きベクトル精度フラグを０として、符号化する（Ｓ１０６）。一方、制御部１１６は、動きベクトルの精度として、１／４精度を用いることを決定した場合（Ｓ１０５でＮｏ）、動きベクトル精度フラグを１として、符号化する（Ｓ１０７）。この場合、信頼性が低い場合と同様に、予測動きベクトルの精度が下げられる（Ｓ１０８）。そして、差分動きベクトルが導出され、符号化される（Ｓ１０９）。
　以上のように、画像符号化装置１００は、符号化対象ブロックの周辺の動きベクトルの信頼性が高いか否かを評価し、信頼性が高いと評価された場合にのみ、符号化対象ブロックの動きベクトルの精度を示す精度情報を符号化する。これにより、動きベクトルの精度が、より柔軟に切換えられる。また、信頼性が低い場合、動きベクトルの精度情報が符号化されない。したがって、符号化効率が向上する。
　また、符号化対象ブロックの周辺の動きベクトルの信頼性が低い場合、高精度の予測画像を生成することは、困難である場合が多い。このような場合に、高精度の動きベクトルを用いることは、非効率である。したがって、このような場合に、画像符号化装置１００が低精度の動きベクトルを用いても、符号化効率は低下しない。
　なお、上述において、予測動きベクトルが大きい場合、すなわち、周囲の動きベクトルが大きい場合、制御部１１６は、信頼性を低いと評価している。しかし、制御部１１６は、周囲の動きベクトルがばらついている場合に、信頼性を低いと評価してもよい。
　図１２は、実施の形態１に係る信頼性評価の例を示す概念図である。図１２の上側に示されているように、符号化対象ブロックの周囲の動きベクトルの方向および大きさが一様である場合、制御部１１６は、信頼性が高いと評価してもよい。図１２の下側に示されているように、符号化対象ブロックの周囲の動きベクトルの方向および大きさが一様でない場合、制御部１１６は、信頼性が低いと評価してもよい。
　例えば、制御部１１６は、周囲の動きベクトルの相互の差分を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれについて取得する。そして、制御部１１６は、それらと閾値との比較によって、周囲の動きベクトルがばらついているか否かを判定する。これにより、信頼性が評価される。
　また、制御部１１６は、予測動きベクトルを生成するための周囲の動きベクトルの数が少ない場合、または、このような周囲の動きベクトルが存在しない場合、信頼性が低いと評価してもよい。例えば、符号化対象ブロックがピクチャの左端である場合、あるいは、符号化対象ブロックがピクチャの左上である場合、符号化された周辺ブロックが少ない、あるいは、存在しない。このような場合、制御部１１６は、信頼性が低いと評価してもよい。
　なお、上述において、信頼性の評価に、周囲の動きベクトルを用いたが、代わりに、周囲の差分動きベクトルを用いてもよい。
　周囲の差分動きベクトルが大きいことは、周囲の動きベクトルの予測が外れることを意味する。そのため、信頼性は、例えば式６によって、評価される。
If( MAX( |MVDa_x|,|MVDa_y|,|MVDb_x|,|MVDb_y|,|MVDc_x|,|MVDc_y| ) > TH )
  low reliability
Else
  high reliability
・・・　（式６）
　ここで、（ＭＶＤａ＿ｘ、ＭＶＤａ＿ｙ）、（ＭＶＤｂ＿ｘ、ＭＶＤｂ＿ｙ）、（ＭＶＤｃ＿ｘ、ＭＶＤｃ＿ｙ）は、周辺ブロックの差分動きベクトルを示し、Ｍａｘ（　）は、（　）の値の中での最大値を示す。
　ＴＨは、予め定められた閾値である。すなわち、差分動きベクトルが予め定められた閾値よりも大きい場合、信頼性は低いと評価される。逆に、差分動きベクトルが予め定められた閾値よりも小さい場合、信頼性は高いと評価される。
　勿論、周辺ブロックの差分動きベクトルの大きさに限らず、符号化対象ブロックの差分動きベクトルの大きさにより、信頼性が評価されてもよい。要するに、信頼性に基づいて、精度が一意に決定される場合、精度の情報が符号化されなくてもよい。これにより、復号側でも符号化側と同様の精度を適切に決定できる。以下に、上記の画像符号化装置１００の特徴的な構成要素を備える画像符号化装置を補足的に示す。
　図１３Ａは、実施の形態１に係る特徴的な構成要素を備える画像符号化装置の構成図である。図１３Ａに示された画像符号化装置１５０は、画像の動きを示す動き情報を用いて、画像を符号化する。そして、画像符号化装置１５０は、評価部１５１、調整部１５２および符号化部１５３を備える。
　評価部１５１は、動き情報の信頼性を評価する。調整部１５２は、評価された信頼性に基づいて、動き情報に適用される精度を調整する。符号化部１５３は、調整された精度で表現される動き情報を用いて画像を符号化する。また、符号化部１５３は、調整された精度で表現される動き情報を符号化する。
　例えば、画像符号化装置１５０の評価部１５１および調整部１５２は、画像符号化装置１００の制御部１１６に含まれる。また、例えば、画像符号化装置１５０の符号化部１５３は、画像符号化装置１００の符号化部１２０に対応する。
　図１３Ｂは、図１３Ａに示された画像符号化装置１５０の特徴的な動作を示すフローチャートである。
　まず、評価部１５１は、動き情報の信頼性を評価する（Ｓ１５１）。次に、調整部１５２は、評価された信頼性に基づいて、動き情報に適用される精度を調整する（Ｓ１５２）。そして、符号化部１５３は、調整された精度で表現される動き情報を用いて画像を符号化する。また、符号化部１５３は、調整された精度で表現される動き情報を符号化する（Ｓ１５３）。
　上記の構成および動作によって、動き情報に適用される精度が、信頼性に基づいて、適応的に調整され、より柔軟に切換えられる。したがって、符号化効率が向上する。
　図１４は、実施の形態１に係る画像復号装置の構成図である。図１４に示された画像復号装置２００は、制御部２１２および復号部２２０を備える。復号部２２０は、エントロピー復号部２０２、逆量子化部２０３、逆直交変換部２０４、加算器２０５、スイッチ２０６、面内予測部２０７、動き補償部２０８、デブロッキングフィルタ２０９およびメモリ２１０を含む。
　図１４に示すように、符号化ストリーム２０１は、エントロピー復号部２０２に入力される。エントロピー復号部２０２は、各種ヘッダ情報を復号後、可変長復号を行う。そして、エントロピー復号部２０２は、マクロブロック種別、面内予測モード、動きベクトル情報および量子化パラメータなどの符号化情報を出力し、また、各画素データに対応する係数情報を出力する。符号化情報は、制御部２１２に入力され、各処理部に応じて、必要な形式に変換される。そして、制御部２１２は、画像復号装置２００の動作を制御する。
　係数情報は、逆量子化部２０３で逆量子化され、逆直交変換部２０４で逆直交変換される。マクロブロック種別がイントラマクロブロックの場合、面内予測部２０７が、面内予測モードに応じた予測画像の生成を行う。マクロブロック種別がインターマクロブロックの場合、動き補償部２０８が、動きベクトル情報から動きベクトルを算出し、その動きベクトルを用いて予測画像を生成する。スイッチ２０６は、いずれかの予測により得られた信号を加算器２０５に入力する。
　加算器２０５は、予測画像と、逆直交変換された係数情報すなわち差分画像とから復号画像を生成する。さらに、デブロッキングフィルタ２０９は、復号画像からブロック歪みを除去し、復号画像を出力する。これにより、画素ブロック２１１が出力される。そして、デブロッキングフィルタ２０９は、復号画像をメモリ２１０に格納する。
　図１５は、図１４に示された画像復号装置２００の動作を示すフローチャートである。
　まず、制御部２１２は、予測動きベクトルを導出する（Ｓ２０１）。これは、画像符号化装置１００の動作と同様である。
　次に、制御部２１２は、周辺ブロックの動きベクトルの信頼性を評価する（Ｓ２０２）。これは、画像符号化装置１００の動作と同様である。
　ここで、信頼性が低いと評価された場合（Ｓ２０３でＮｏ）、制御部２１２は、予測動きベクトルの精度を下げる（Ｓ２０８）。これは、画像符号化装置１００の動作と同様である。
　次に、制御部２１２は、差分動きベクトルを復号する（Ｓ２０９）。
　次に、制御部２１２は、式７によって、動きベクトルを復元し、倍の精度にする（Ｓ２１０）。
MV_x  = (MVD_x + PMV_x) * 2
MV_y  = (MVD_y + PMV_y) * 2
・・・　（式７）
　一方、信頼性が高いと評価された場合（Ｓ２０３でＹｅｓ）、制御部２１２は、動きベクトル精度フラグを復号する（Ｓ２０４）。
　ここで、動きベクトル精度フラグが０でない場合（Ｓ２０５でＮｏ）、信頼性が低いと評価された場合（Ｓ２０３でＮｏ）と同様に、制御部２１２は、予測動きベクトルの精度を下げる（Ｓ２０８）。次に、制御部２１２は、差分動きベクトルを復号する（Ｓ２０９）。次に、制御部２１２は、動きベクトルを復元し、倍の精度にする（Ｓ２１０）。
　一方、動きベクトル精度フラグが０である場合（Ｓ２０５でＹｅｓ）、制御部２１２は、差分動きベクトルを復号する（Ｓ２０６）。次に、制御部２１２は、式８によって、動きベクトルを復元する（Ｓ２０７）。
MV_x  = MVD_x + PMV_x
MV_y  = MVD_y + PMV_y
・・・　（式８）
　なお、制御部２１２は、信頼性の評価に周囲の差分動きベクトルを用いる場合、周囲の差分動きベクトルの復号により差分動きベクトルを取得した時点で、動きベクトルの精度を決めることができる。したがって、制御部２１２は、周囲の動きベクトルの復元を待つ必要がない。したがって、復号処理の並列度が向上し、回路規模が縮小される。
　以上のように、画像復号装置２００は、復号対象ブロックの周辺の動きベクトルの信頼性が高いか否かを評価し、信頼性が高いと評価された場合にのみ、復号対象ブロックの動きベクトルの精度を示す精度情報を復号する。これにより、画像復号装置２００は、画像符号化装置１００により符号化された画像を復号できる。
　以下に、上記の画像復号装置２００の特徴的な構成要素を備える画像復号装置を補足的に示す。
　図１６Ａは、実施の形態１に係る特徴的な構成要素を備える画像復号装置の構成図である。図１６Ａに示された画像復号装置２５０は、画像の動きを示す動き情報を用いて、画像を復号する。そして、画像復号装置２５０は、評価部２５１、調整部２５２および復号部２５３を備える。
　評価部２５１は、動き情報の信頼性を評価する。調整部２５２は、評価された信頼性に基づいて、動き情報に適用される精度を調整する。復号部２５３は、調整された精度で表現される動き情報を復号する。また、復号部２５３は、復号された動き情報を用いて画像を復号する。
　例えば、画像復号装置２５０の評価部２５１および調整部２５２は、画像復号装置２００の制御部２１２に含まれる。また、例えば、画像復号装置２５０の復号部２５３は、画像復号装置２００の復号部２２０に対応する。
　図１６Ｂは、図１６Ａに示された画像復号装置２５０の特徴的な動作を示すフローチャートである。
　まず、評価部２５１は、動き情報の信頼性を評価する（Ｓ２５１）。次に、調整部２５２は、評価された信頼性に基づいて、動き情報に適用される精度を調整する（Ｓ２５２）。そして、復号部２５３は、調整された精度で表現される動き情報を復号する。また、復号部２５３は、復号された動き情報を用いて画像を復号する（Ｓ２５３）。
　上記の構成および動作によって、動き情報に適用される精度が、信頼性に基づいて、適応的に調整され、より柔軟に切換えられる。したがって、高い符号化効率に対応する動き情報が適切に復号される。
　画像符号化装置１００および画像復号装置２００は、画像処理システムとして、統合されてもよい。画像処理システムは、画像符号化装置１００および画像復号装置２００を含むように、構成されてもよい。あるいは、画像符号化装置１００および画像復号装置２００において、共通の複数の構成要素が、１つに統合されてもよい。
　図１７は、実施の形態１に係る特徴的な構成要素を備える画像処理システムを示す構成図である。図１７に示された画像処理システム５００は、画像の動きを示す動き情報を用いて、画像を処理する。また、画像処理システム５００は、評価部５０１、調整部５０２、符号化部５０３および復号部５０４を備える。
　評価部５０１は、動き情報の信頼性を評価する。調整部５０２は、評価された信頼性に基づいて、動き情報に適用される精度を調整する。符号化部５０３は、調整された精度で表現される動き情報を用いて画像を符号化し、調整された精度で表現される動き情報を符号化する。復号部５０４は、調整された精度で表現される動き情報を復号し、復号された動き情報を用いて画像を復号する。これらの構成要素の動作は、図１３Ｂに示された動作、または、図１６Ｂに示された動作と同様である。
　上記の構成および動作によって、画像処理システム５００は、画像の符号化および復号の両方を実行することができる。また、画像処理システム５００は、適応的に調整される精度を用いる。したがって、画像処理システム５００は、符号化効率を向上させることができる。
　（実施の形態２）
　実施の形態２に係る画像符号化装置は、動きベクトル精度フラグを発展させて、３以上の精度から選択された精度を示す精度情報を動きベクトル精度フラグとして符号化する。動きベクトルの精度は、例えば、整数精度、１／２精度、１／４精度および１／８精度から選択される。動きベクトル精度フラグの符号と精度情報との対応関係は、予め定められている。あるいは、この対応関係は、上位層で指定される。
　図１８Ａは、実施の形態２に係る符号と精度情報との対応関係を示す図であって、第１の符号例を示す図である。図１８Ａには、３つの精度情報とそれに対応するコードが示されている。図１８Ｂは、実施の形態２に係る第２の符号例を示す図である。図１８Ｂには、４つの精度情報とそれに対応するコードが示されている。
　実施の形態２に係る画像符号化装置は、このように、０と１のみではなく、２ビット以上のコード列により、２以上の精度情報を示すことができる。
　図１９は、実施の形態２に係る画像符号化装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態２に係る画像符号化装置は、図１０に示された実施の形態１に係る画像符号化装置と同様の構成要素を有する。以下、図１０に示された構成要素を用いて説明する。また、ここでは、図１８Ａに示された第１の符号例が用いられる。
　まず、制御部１１６は、予測動きベクトルを導出する（Ｓ３０１）。これは、実施の形態１と同様である。次に、制御部１１６は、動きベクトルの精度を決定する（Ｓ３０２）。これは、実施の形態１とほぼ同様であるが、制御部１１６は、３つの精度から、コスト関数により、最適な精度を決定する。
　動きベクトルの精度が１／２である場合（Ｓ３０３で１／２）、制御部１１６は、動きベクトル精度フラグを０として符号化する（Ｓ３０４）。そして、制御部１１６は、２ビット分の右シフトを行うビット演算により、予測動きベクトルの精度を下げる（Ｓ３０５）。
　動きベクトルの精度が１／４である場合（Ｓ３０３で１／４）、制御部１１６は、動きベクトル精度フラグを１０として符号化する（Ｓ３０６）。そして、制御部１１６は、１ビット分の右シフトを行うビット演算により、予測動きベクトルの精度を下げる（Ｓ３０７）。
　動きベクトルの精度が１／８である場合（Ｓ３０３で１／８）、制御部１１６は、動きベクトル精度フラグを１１として符号化する（Ｓ３０８）。
　そして、制御部１１６は、差分動きベクトルを導出し、差分動きベクトルを符号化する（Ｓ３０９）。
　これにより、動きベクトルの精度が、より柔軟に切換えられる。また、動きベクトルの精度を段階的に切換えることが可能であるため、符号化効率が向上する。
　図２０は、実施の形態２に係る画像復号装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態２に係る画像復号装置は、図１４に示された実施の形態１に係る画像復号装置と同様の構成要素を有する。以下、図１４に示された構成要素を用いて説明する。また、ここでは、図１８Ａに示された第１の符号例が用いられる。
　まず、制御部２１２は、予測動きベクトルを導出する（Ｓ４０１）。これは、実施の形態１と同様である。次に、制御部２１２は、動きベクトルの精度を復号する（Ｓ４０２）。
　動きベクトル精度フラグが０である場合（Ｓ４０３で０）、制御部２１２は、２ビット分の右シフトを行うビット演算により、予測動きベクトルの精度を下げる（Ｓ４０４）。そして、制御部２１２は、差分動きベクトルを復号する（Ｓ４０５）。そして、制御部２１２は、差分動きベクトルと予測動きベクトルとから動きベクトルを復元し、復元された動きベクトルを４倍することにより、動きベクトルの精度を４倍にする（Ｓ４０６）。
　動きベクトル精度フラグが１０である場合（Ｓ４０３で１０）、制御部２１２は、１ビット分の右シフトを行うビット演算により、予測動きベクトルの精度を下げる（Ｓ４０７）。そして、制御部２１２は、差分動きベクトルを復号する（Ｓ４０８）。そして、制御部２１２は、差分動きベクトルと予測動きベクトルとから動きベクトルを復元し、復元された動きベクトルを２倍することにより、動きベクトルの精度を２倍にする（Ｓ４０９）。
　動きベクトル精度フラグが１１である場合（Ｓ４０３で１１）、制御部２１２は、差分動きベクトルを復号する（Ｓ４１０）。そして、制御部２１２は、差分動きベクトルと予測動きベクトルとから動きベクトルを復元する（Ｓ４１１）。
　これにより、動きベクトルの精度が、より柔軟に切換えられる。そして、画像復号装置２００は、画像符号化装置１００により符号化された画像を復号できる。
　なお、コードと動きベクトルの精度との対応関係を表す情報、例えば、図１８Ａのコード表を用いるか、図１８Ｂのコード表を用いるかを表す情報は、ビットストリームのヘッダ情報（シーケンスヘッダ、ピクチャヘッダ、または、スライスヘッダ）に、符号化されてもよい。
　これにより、画像符号化装置１００は、画像の特徴に応じて、精度を切換えることができ、符号化効率を向上させることができる。
　また、画像符号化装置１００は、どの精度を用いるかについて、量子化パラメータＱＰに応じて決めてもよい。例えば、量子化パラメータＱＰが小さい場合、画像符号化装置１００は、高精度で予測残差を符号化することができる。この場合、画像符号化装置１００は、動きベクトルの精度を高くすることで、符号化効率を高くすることができる。
　（実施の形態３）
　実施の形態３に係る画像符号化装置は、信頼性に応じて、動きベクトルの精度を限定する。そして、動きベクトルの精度が１個に限定された場合、実施の形態３に係る画像符号化装置は、動きベクトル精度フラグを符号化しない。これにより、段階的な精度の切換が可能になり、また、信頼性が低い場合、動きベクトル精度フラグが符号化されない。したがって、符号化効率がより向上する。
　図２１Ａ、図２１Ｂおよび図２１Ｃは、信頼性に応じた符号例を示す図である。
　図２１Ａは、信頼性が低い場合に用いられる符号例である。この場合、動きベクトル精度フラグは符号化されず、動きベクトルの精度は、１／２精度が用いられる。
　図２１Ｂは、信頼性が中程度の場合に用いられる符号例である。この場合、動きベクトル精度フラグは、０または１として符号化され、動きベクトルの精度は、１／２精度または１／４精度が用いられる。
　図２１Ｃは、信頼性が高い場合に用いられる符号例である。この場合、動きベクトル精度フラグは、実施の形態２の第１の符号例と同様に、符号化される。
　これにより、動きベクトルの精度が、より柔軟に切換えられる。また、動きベクトルの精度を段階的に切換えることが可能であるため、符号化効率が向上する。また、信頼性に応じて、動きベクトルの精度情報が一意に決定される場合がある。このような場合、動きベクトルの精度情報が符号化されないため、符号化効率が向上する。
　なお、上述では、精度が粗い場合に短い符号が用いられる（もしくは符号を送らない）という例が示されているが、符号化方法は、これに限られない。例えば、統計的に頻度が高い順番に、短い符号が割り当てられてもよい。
　なお、信頼性は、典型的には、閾値との比較によって評価される。信頼性を評価するための閾値、および、信頼性に対応する符号は、予め定められていてもよいし、上位層で指定可能であってもよい。
　以上、本発明に係る画像符号化装置および画像復号装置について、複数の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。これらの実施の形態に対して当業者が思いつく変形を施して得られる形態、および、これらの実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて実現される別の形態も本発明に含まれる。
　例えば、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。
　また、例えば、図１３Ａに示された画像符号化装置１５０、および、図１６Ａに示された画像復号装置２５０が、上記の複数の実施の形態で示されたいずれかの構成要素を備えてもよいし、上記の複数の実施の形態で示されたいずれかの動作を実行してもよい。
　具体的には、評価された信頼性が予め定められた閾値よりも低い場合、調整部１５２、２５２は、予め定められた複数の精度のうち最も低い精度に、動き情報に適用される精度を調整してもよい。また、調整部１５２、２５２は、評価された信頼性、および、予め定められた複数の閾値に基づいて、予め定められた複数の精度から１つの精度を決定し、決定された１つの精度に、動き情報に適用される精度を調整してもよい。また、調整部１５２、２５２は、評価された信頼性がより低い程、動き情報に適用される精度をより低く調整してもよい。
　また、評価部１５１、２５１は、画像に含まれるブロック毎に信頼性を評価してもよい。調整部１５２、２５２は、評価された信頼性に基づいて、動き情報に適用される精度をブロック毎に調整してもよい。符号化部１５３は、調整された精度で表現される動き情報を用いて画像をブロック毎に符号化し、調整された精度で表現される動き情報をブロック毎に符号化してもよい。同様に、復号部２５３は、調整された精度で表現される動き情報をブロック毎に復号し、復号された動き情報を用いて画像をブロック毎に復号してもよい。
　また、評価部１５１、２５１は、差分動きベクトルがより大きい程、信頼性をより低く評価してもよい。差分動きベクトルは、動きベクトルと、動きベクトルを予測することにより得られる予測動きベクトルとの差である。
　また、調整部１５２、２５２は、評価された信頼性に基づいて、動きベクトルおよび差分動きベクトルの精度を調整してもよい。符号化部１５３は、調整された精度で表現される動きベクトルを用いて画像を符号化し、調整された精度で表現される差分動きベクトルを符号化してもよい。復号部２５３は、調整された精度で表現される差分動きベクトルを復号し、調整された精度で表現される動きベクトルを差分動きベクトルおよび予測動きベクトルから復元し、復元された動きベクトルを用いて画像を復号してもよい。
　また、評価部１５１、２５１は、予め定められた閾値に基づいて、信頼性が高いか否かを評価してもよい。調整部１５２、２５２は、信頼性が低いと評価された場合、動き情報に適用される精度を予め定められた精度に調整し、信頼性が高いと評価された場合、動き情報に適用される精度を予め定められた複数の精度から決定される１つの精度に調整してもよい。符号化部１５３は、信頼性が高いと評価された場合にのみ、調整された精度を示す精度情報を符号化してもよい。
　復号部２５３は、信頼性が高いと評価された場合にのみ、精度情報を復号してもよい。この場合、調整部２５２は、復号された精度情報に従って、動き情報に適用される精度を調整する。
　また、本発明は、画像符号化装置、画像復号装置または画像処理システムとして実現できるだけでなく、画像符号化装置、画像復号装置または画像処理システムを構成する処理手段をステップとする方法として実現できる。例えば、それらのステップは、コンピュータによって実行される。そして、本発明は、それらの方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現できる。さらに、本発明は、そのプログラムを記録したＣＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。
　（実施の形態４）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または動画像復号化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や動画像復号化方法の応用例とそれを用いたシステムを説明する。
　図２２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２２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（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、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。
　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２３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または動画像復号化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。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。
　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２４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２５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２６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２４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２７Ａ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２７Ｂ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、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、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５）
　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２８は、多重化データの構成を示す図である。図２８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２９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３０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３０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３０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３１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３１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３２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３３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３３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３４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３５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６）
　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３６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ex５１０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ex５１０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。
　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７）
　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３７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３６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３６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５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５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３９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３８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８）
　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４０Ａ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、本発明特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明は、動き補償に特徴を有していることから、例えば、動き補償については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のエントロピー符号化、逆周波数変換、逆量子化、デブロッキング・フィルタのいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
　また、処理を一部共有化する他の例を図４０Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明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、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。
　本発明に係る画像符号化方法および画像復号方法は、例えば、テレビ、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。
　　１００、１５０　画像符号化装置
　　１０１、２１１　画素ブロック
　　１０２　減算器
　　１０３　直交変換部
　　１０４　量子化部
　　１０５　エントロピー符号化部
　　１０６、２０１　符号化ストリーム
　　１０７、２０３　逆量子化部
　　１０８、２０４　逆直交変換部
　　１０９、２０５　加算器
　　１１０、２０６　スイッチ
　　１１１、２０７　面内予測部
　　１１２、２０８　動き補償部
　　１１３　動き検出部
　　１１４、２０９　デブロッキングフィルタ
　　１１５、２１０　メモリ
　　１１６、２１２　制御部
　　１２０、１５３、５０３　符号化部
　　１５１、２５１、５０１　評価部
　　１５２、２５２、５０２　調整部
　　２００、２５０　画像復号装置
　　２０２　エントロピー復号部
　　２２０、２５３、５０４　復号部
　　５００　画像処理システム

Claims (19)

  1. 　画像の動きを示す動き情報を用いて、前記画像を符号化する画像符号化方法であって、
    　前記動き情報の信頼性を評価する評価ステップと、
    　評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を調整する調整ステップと、
    　調整された前記精度で表現される前記動き情報を用いて前記画像を符号化し、調整された前記精度で表現される前記動き情報を符号化する符号化ステップとを含む
    　画像符号化方法。
  2. 　前記調整ステップでは、評価された前記信頼性が予め定められた閾値よりも低い場合、予め定められた複数の精度のうち最も低い精度に、前記動き情報に適用される精度を調整する
    　請求項１に記載の画像符号化方法。
  3. 　前記調整ステップでは、評価された前記信頼性、および、予め定められた複数の閾値に基づいて、予め定められた複数の精度から１つの精度を決定し、決定された前記１つの精度に、前記動き情報に適用される精度を調整する
    　請求項１または２に記載の画像符号化方法。
  4. 　前記調整ステップでは、評価された前記信頼性がより低い程、前記動き情報に適用される精度をより低く調整する
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
  5. 　前記評価ステップでは、前記信頼性を前記画像に含まれるブロック毎に評価し、
    　前記調整ステップでは、評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を前記ブロック毎に調整し、
    　前記符号化ステップでは、調整された前記精度で表現される前記動き情報を用いて前記画像を前記ブロック毎に符号化し、調整された前記精度で表現される前記動き情報を前記ブロック毎に符号化する
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
  6. 　前記評価ステップでは、動きベクトルと、前記動きベクトルを予測することにより得られる予測動きベクトルとの差である差分動きベクトルがより大きい程、前記信頼性をより低く評価する
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
  7. 　前記調整ステップでは、評価された前記信頼性に基づいて、前記動きベクトルおよび前記差分動きベクトルに適用される精度を前記動き情報に適用される精度として調整し、
    　前記符号化ステップでは、調整された前記精度で表現される前記動きベクトルを前記動き情報として用いて前記画像を符号化し、調整された前記精度で表現される前記差分動きベクトルを前記動き情報として符号化する
    　請求項６に記載の画像符号化方法。
  8. 　前記評価ステップでは、予め定められた閾値に基づいて、前記信頼性が高いか否かを評価し、
    　前記調整ステップでは、前記信頼性が低いと評価された場合、前記動き情報に適用される精度を予め定められた精度に調整し、前記信頼性が高いと評価された場合、前記動き情報に適用される精度を予め定められた複数の精度から決定される１つの精度に調整し、
    　前記符号化ステップでは、前記信頼性が高いと評価された場合、調整された前記精度を示す精度情報を符号化する
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
  9. 　画像の動きを示す動き情報を用いて、前記画像を復号する画像復号方法であって、
    　前記動き情報の信頼性を評価する評価ステップと、
    　評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を調整する調整ステップと、
    　調整された前記精度で表現される前記動き情報を復号し、復号された前記動き情報を用いて前記画像を復号する復号ステップとを含む
    　画像復号方法。
  10. 　前記調整ステップでは、評価された前記信頼性が予め定められた閾値よりも低い場合、予め定められた複数の精度のうち最も低い精度に、前記動き情報に適用される精度を調整する
    　請求項９に記載の画像復号方法。
  11. 　前記調整ステップでは、評価された前記信頼性、および、予め定められた複数の閾値に基づいて、予め定められた複数の精度から１つの精度を決定し、決定された前記１つの精度に、前記動き情報に適用される精度を調整する
    　請求項９または１０に記載の画像復号方法。
  12. 　前記調整ステップでは、評価された前記信頼性がより低い程、前記動き情報に適用される精度をより低く調整する
    　請求項９～１１のいずれか１項に記載の画像復号方法。
  13. 　前記評価ステップでは、前記信頼性を前記画像に含まれるブロック毎に評価し、
    　前記調整ステップでは、評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を前記ブロック毎に調整し、
    　前記復号ステップでは、調整された前記精度で表現される前記動き情報を前記ブロック毎に復号し、復号された前記動き情報を用いて前記画像を前記ブロック毎に復号する
    　請求項９～１２のいずれか１項に記載の画像復号方法。
  14. 　前記評価ステップでは、動きベクトルと、前記動きベクトルを予測することにより得られる予測動きベクトルとの差である差分動きベクトルがより大きい程、前記信頼性をより低く評価する
    　請求項９～１３のいずれか１項に記載の画像復号方法。
  15. 　前記調整ステップでは、評価された前記信頼性に基づいて、前記動きベクトルおよび前記差分動きベクトルに適用される精度を前記動き情報に適用される精度として調整し、
    　前記復号ステップでは、調整された前記精度で表現される前記差分動きベクトルを前記動き情報として復号し、調整された前記精度で表現される前記動きベクトルを前記差分動きベクトルおよび前記予測動きベクトルから復元し、復元された前記動きベクトルを前記動き情報として用いて前記画像を復号する
    　請求項１４に記載の画像復号方法。
  16. 　前記評価ステップでは、予め定められた閾値に基づいて、前記信頼性が高いか否かを評価し、
    　前記復号ステップでは、前記信頼性が高いと評価された場合、前記動き情報に適用される精度を示す精度情報を復号し、
    　前記調整ステップでは、前記信頼性が低いと評価された場合、前記動き情報に適用される精度を予め定められた精度に調整し、前記信頼性が高いと評価された場合、復号された前記精度情報に従って、前記動き情報に適用される精度を予め定められた複数の精度から決定される１つの精度に調整する
    　請求項９～１５のいずれか１項に記載の画像復号方法。
  17. 　画像の動きを示す動き情報を用いて、前記画像を符号化する画像符号化装置であって、
    　前記動き情報の信頼性を評価する評価部と、
    　評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を調整する調整部と、
    　調整された前記精度で表現される前記動き情報を用いて前記画像を符号化し、調整された前記精度で表現される前記動き情報を符号化する符号化部とを備える
    　画像符号化装置。
  18. 　画像の動きを示す動き情報を用いて、前記画像を復号する画像復号装置であって、
    　前記動き情報の信頼性を評価する評価部と、
    　評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を調整する調整部と、
    　調整された前記精度で表現される前記動き情報を復号し、復号された前記動き情報を用いて前記画像を復号する復号部とを備える
    　画像復号装置。
  19. 　画像の動きを示す動き情報を用いて、前記画像を処理する画像処理システムであって、
    　前記動き情報の信頼性を評価する評価部と、
    　評価された前記信頼性に基づいて、前記動き情報に適用される精度を調整する調整部と、
    　調整された前記精度で表現される前記動き情報を用いて前記画像を符号化し、調整された前記精度で表現される前記動き情報を符号化する符号化部と、
    　調整された前記精度で表現される前記動き情報を復号し、復号された前記動き情報を用いて前記画像を復号する復号部とを備える
    　画像処理システム。
     
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