画像処理装置および方法
【課題】符号化効率を向上させることができるようにする。
【解決手段】オフセット算出部１５２は、上述したように、輝度信号や色差信号のアクティビティからchroma_qp_index_offset_extmbを算出する。拡張マクロブロック色差量子化部１２１は、輝度信号の量子化パラメータを、chroma_qp_index_offset_extmbで補正し、その補正後の量子化パラメータを用いて、輝度・色差判別部１５４により色差信号と判別され、ブロックサイズ判別部１５６により、拡張マクロブロックであると判定された直交変換係数を量子化する。本発明は、例えば、画像処理装置に適用することができる。
【解決手段】オフセット算出部１５２は、上述したように、輝度信号や色差信号のアクティビティからchroma_qp_index_offset_extmbを算出する。拡張マクロブロック色差量子化部１２１は、輝度信号の量子化パラメータを、chroma_qp_index_offset_extmbで補正し、その補正後の量子化パラメータを用いて、輝度・色差判別部１５４により色差信号と判別され、ブロックサイズ判別部１５６により、拡張マクロブロックであると判定された直交変換係数を量子化する。本発明は、例えば、画像処理装置に適用することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置および方法に関し、特に、色差信号の画質劣化を抑制させることができるようにした画像処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像情報をデジタルとして取り扱い、その際、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的とし、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償により圧縮するMPEG（Moving Picture Experts Group）などの方式に準拠した装置が、放送局などの情報配信、及び一般家庭における情報受信の双方において普及しつつある。
【０００３】
特に、MPEG2（ISO（International Organization for Standardization）/IEC（International Electrotechnical Commission） 13818-2）は、汎用画像符号化方式として定義されており、飛び越し走査画像及び順次走査画像の双方、並びに標準解像度画像及び高精細画像を網羅する標準で、プロフェッショナル用途及びコンシューマ用途の広範なアプリケーションに現在広く用いられている。MPEG2圧縮方式を用いることにより、例えば７２０×４８０画素を持つ標準解像度の飛び越し走査画像であれば４〜８Ｍｂｐｓ、１９２０×１０８８画素を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば１８〜２２Ｍｂｐｓの符号量（ビットレート）を割り当てることで、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能である。
【０００４】
MPEG2は主として放送用に適合する高画質符号化を対象としていたが、MPEG1より低い符号量（ビットレート）、つまりより高い圧縮率の符号化方式には対応していなかった。携帯端末の普及により、今後そのような符号化方式のニーズは高まると思われ、これに対応してMPEG4符号化方式の標準化が行われた。画像符号化方式に関しては、１９９８年１２月にISO/IEC 14496-2としてその規格が国際標準に承認された。
【０００５】
更に、近年、当初テレビ会議用の画像符号化を目的として、H.26L （ITU-T（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector） Q6/16 VCEG（Video Coding Expert Group））という標準の規格化が進んでいる。H.26LはMPEG2やMPEG4といった従来の符号化方式に比べ、その符号化、復号化により多くの演算量が要求されるものの、より高い符号化効率が実現されることが知られている。また、現在、MPEG4の活動の一環として、このH.26Lをベースに、H.26Lではサポートされない機能をも取り入れ、より高い符号化効率を実現する標準化がJoint Model of Enhanced-Compression Video Codingとして行われている。
【０００６】
標準化のスケジュールとしては、２００３年３月にはH.264及びMPEG-4 Part10 （Advanced Video Coding、以下AVCと記す）という名の元に国際標準となった。
【０００７】
ところで、従来のように、マクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition；４０００画素×２０００画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない。そこで、非特許文献１などにおいては、マクロブロックサイズを、６４×６４画素、３２画素×３２画素といった大きさにすることが提案されている。
【０００８】
すなわち、非特許文献１においては、階層構造を採用することにより、１６×１６画素ブロック以下に関しては、現在のAVCにおけるマクロブロックと互換性を保ちながら、そのスーパーセットとして、より大きなブロックが定義されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Peisong Chenn,Yan Ye,Marta Karczewicz,”Video Coding Using Extended Block Sizes”, COM16-C123-E, Qualcomm Inc,2009年1月,
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、色差信号の場合、動き情報は、輝度信号において求められたものがスケーリングされて用いられる。このため、動き情報が、色差信号に対して適切なものではない恐れがあった。特に、非特許文献１において提案されているようなブロックサイズが拡張されている場合、その領域の広さから、動き情報の誤差が生じやすい。また、色差信号の場合、動き情報の誤差は、画像において色のにじみ等となって現れるので、その誤差が目立ちやすい。さらに領域が広いことが、その色のにじみ等の現象が目立ちやすくなる要因となる。このように、色差信号の拡張マクロブロックにおける動き情報の誤差が視覚に与える影響は、大きくなる恐れがあった。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、色差信号の拡張された領域に対する量子化において、他の部分に対する量子化とは独立して量子化パラメータを制御することができるようにし、符号量の増大を抑制しながら、色差信号の画質劣化を抑制することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面は、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成する量子化パラメータ生成手段と、前記量子化パラメータ生成手段により生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを量子化する量子化手段とを備える画像処理装置である。
【００１３】
前記拡張領域用オフセット値は、前記色差信号の量子化処理に適用されるオフセット値である通常領域用オフセット値とは異なるパラメータであり、前記量子化パラメータ生成手段は、前記所定のサイズ以下の領域の前記色差信号に対する量子化処理に対しては、前記通常領域用のオフセット値を用いて前記関係を補正して前記量子化パラメータを生成することができる。
【００１４】
前記拡張領域用オフセット値を設定する設定手段をさらに備えることができる。
【００１５】
前記設定手段は、前記拡張領域用オフセット値を、前記通常領域用オフセット値以上に設定することができる。
【００１６】
前記設定手段は、色差信号のCb成分とCr成分のそれぞれに対して、前記拡張領域用オフセット値を設定し、前記量子化パラメータ生成手段は、前記設定手段により設定された、それぞれの前記拡張領域用オフセット値を用いて、前記Cb成分と前記Cr成分のそれぞれについて量子化パラメータを生成することができる。
【００１７】
前記設定手段は、前記画像内の、所定の領域毎の輝度信号と色差信号の画素値の分散値に応じて、前記拡張領域用オフセット値を設定することができる。
【００１８】
前記設定手段は、前記領域毎の輝度信号の画素値の分散値が、予め定められた所定の閾値以下である領域について、色差信号の画素値の分散値の画面全体の平均値に基づいて、前記拡張領域用オフセット値を設定することができる。
【００１９】
前記拡張領域用オフセット値を出力する出力手段をさらに備えることができる。
【００２０】
前記出力手段は、前記通常領域用オフセット値よりも大きな値の前記拡張領域用オフセット値の出力を禁止することができる。
【００２１】
前記拡張領域用オフセット値は、１６×１６画素より大きな領域の量子化処理に対して適用され、前記通常領域用オフセット値は、１６×１６画素以下の領域の量子化処理に対して適用されることができる。
【００２２】
前記量子化パラメータ生成手段により生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを逆量子化する逆量子化手段をさらに備えることができる。
【００２３】
本発明の一側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、量子化パラメータ生成手段が、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成し、量子化手段が、生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを量子化する画像処理方法である。
【００２４】
本発明の他の側面は、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成する量子化パラメータ生成手段と、前記量子化パラメータ生成手段により生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを逆量子化する逆量子化手段とを備える画像処理装置である。
【００２５】
本発明の他の側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、量子化パラメータ生成手段が、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成し、逆量子化手段が、生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを逆量子化する画像処理方法である。
【００２６】
本発明の一側面においては、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係が、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正され、補正された関係に基づいて、輝度信号対する量子化パラメータから、所定のサイズより大きな領域の色差信号に対する量子化パラメータが生成され、生成された量子化パラメータを用いて、領域のデータが量子化される。
【００２７】
本発明の他の側面においては、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係が、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正され、補正された関係に基づいて、輝度信号対する量子化パラメータから、所定のサイズより大きな領域の色差信号に対する量子化パラメータが生成され、生成された量子化パラメータを用いて、領域のデータが逆量子化される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、画像を処理することができる。特に、符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】AVC符号化方式において規定されている１／４画素精度の動き予測・補償処理を説明するための図である。
【図２】AVC符号化方式において定められている色差信号に対する動き予測・補償方式を説明するための図である。
【図３】マクロブロックの例を示す図である。
【図４】AVC符号化方式において規定されている動きベクトル情報の符号化処理を説明するための図である。
【図５】AVC符号化方式において規定されている、Multi-Reference Frameを説明するための図である。
【図６】AVC符号化方式において規定されている、Temporal Direct Modeを説明するための図である。
【図７】マクロブロックの他の例を説明する図である。
【図８】AVC符号化方式において定められている、輝度信号と色差信号の、量子化パラメータの関係を示した図である。
【図９】本発明を適用した画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図１０】図９の量子化部１０５の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１１】符号化処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１２】量子化処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１３】オフセット情報算出処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１４】本発明を適用した画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１４の逆量子化部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１６】復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１７】逆量子化処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１８】本発明を適用したパーソナルコンピュータの主な構成例を示すブロック図である。
【図１９】本発明を適用したテレビジョン受像機の主な構成例を示すブロック図である。
【図２０】本発明を適用した携帯電話機の主な構成例を示すブロック図である。
【図２１】本発明を適用したハードディスクレコーダの主な構成例を示すブロック図である。
【図２２】本発明を適用したカメラの主な構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行なう。
１．第１の実施の形態（画像符号化装置）
２．第２の実施の形態（画像復号装置）
３．第３の実施の形態（パーソナルコンピュータ）
４．第４の実施の形態（テレビジョン受像機）
５．第５の実施の形態（携帯電話機）
６．第６の実施の形態（ハードディスクレコーダ）
７．第７の実施の形態（カメラ）
【００３１】
＜１．第１の実施の形態＞
［動き予測・補償処理］
MPEG-2等の符号化方式においては、線形内挿処理により、１／２画素精度の動き予測・補償処理が行われるが、AVC符号化方式においては、これが、６タップのFIRフィルタを用いた１／４画素精度の動き予測・補償処理が行われており、これにより、符号化効率が向上している。
【００３２】
例えば、図２において、Ａは、フレームメモリに格納されている整数精度画素の位置、b,c,dは、１／２画素精度の位置、e1,e2,e3は１／４画素精度の位置を示している。
【００３３】
ここで、関数Clip1()を以下の式（１）ように定義する。
【００３４】
【数１】
・・・（１）
【００３５】
上述した式（１）において、入力画像が８ビット精度である場合、max_pixの値は255となる。
【００３６】
b及びdの位置における画素値は、６tapのFIRフィルタを用いて、以下の式（２）および式（３）のように生成される。
【００３７】
【数２】
・・・（２）
【数３】
・・・（３）
【００３８】
cの位置における画素値は、水平方向及び垂直方向に６tapのFIRフィルタを適用し、以下の式（４）乃至式（６）ように生成される。
【００３９】
【数４】
・・・（４）
若しくは、
【数５】
・・・（５）
【数６】
・・・（６）
【００４０】
なお、Clip処理は、水平方向及び垂直方向の積和処理の両方を行なった後、最後に１度のみ行われる。
【００４１】
e1乃至e3は、以下の式（７）乃至式（９）のように、線形内挿により生成される。
【００４２】
【数７】
・・・（７）
【数８】
・・・（８）
【数９】
・・・（９）
【００４３】
なお、AVC符号化方式における、色差信号に対する動き予測・補償処理は、図２に示されるように行われる。すなわち、輝度信号に対する１／４画素精度の動きベクトル情報は、色差信号に対するそれに変換されることで、１／８画素精度の動きベクトル情報を持つことになる。この、１／８精度の動き予測・補償処理は、線形内挿により実現される。すなわち、図２の例の場合、動きベクトルｖは、以下の式（１０）のように算出される。
【００４４】
【数１０】
・・・（１０）
【００４５】
［マクロブロック］
また、MPEG-2においては、動き予測・補償処理の単位は、フレーム動き補償モードの場合には１６×１６画素、フィールド動き補償モードの場合には第一フィールド、第二フィールドのそれぞれに対し、１６×８画素を単位として動き予測・補償処理が行なわれる。
【００４６】
これに対し、AVC符号化方式においては、図３に示されるように、１６×１６画素により構成される１つのマクロブロックを、１６×１６、１６×８、８×１６若しくは８×８のいずれかのパーティションに分割し、それぞれ独立した動きベクトル情報を持つことが可能である。更に、８×８パーティションに関しては、図３に示されるとおり、８×８、８×４、４×８、４×４のいずれかのサブパーティションに分割し、それぞれ独立した動きベクトル情報を持つことが可能である。
【００４７】
［メディアンオペレーション］
AVC符号化方式において、かかるような動き予測・補償処理が行われることにより、膨大な動きベクトル情報が生成され、これをこのまま符号化することは、符号化効率の低下を招く恐れがあった。
【００４８】
かかる問題を解決する手法として、AVC符号化方式においては、以下のような手法により、動きベクトルの符号化情報の低減が実現されている。
【００４９】
図４において、Ｅはこれから符号化されようとしている当該動き補償ブロック、Ａ乃至Ｄは、既に符号化済の、Ｅに隣接する動き補償ブロックを示している。
【００５０】
Ｘ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとして、Ｘに対する動きベクトル情報を、mvxで表すものとする。
【００５１】
まず、動き補償ブロックＡ，Ｂ，Ｃに関する動きベクトル情報を用い、Ｅに対する予測動きベクトル情報pmvEを、メディアンオペレーションにより、以下の式（１１）のように生成する。
【００５２】
【数１１】
・・・（１１）
【００５３】
動き補償ブロックＣに関する情報が、画枠の端である等の理由により "unavailable" である場合、動き補償ブロックＤに関する情報にて代用する。
【００５４】
画像圧縮情報に、Ｅに対する動きベクトル情報として符号化されるデータmvdEは、pmvEを用いて、以下の式（１２）のように生成される。
【００５５】
【数１２】
・・・（１２）
【００５６】
なお、実際の処理は、動きベクトル情報の水平方向、垂直方向のそれぞれの成分に対して、独立に処理が行なわれる。
【００５７】
［マルチ参照フレーム］
また、AVCにおいては、Multi-Reference Frameという、MPEG-2やH.263等、従来の画像情報符号化方式では規定されていなかった方式が規定されている。
【００５８】
図５を用いて、AVCにおいて規定されている、Mult-Reference Frameを説明する。すなわち、MPEG-2やH.263においては、Pピクチャの場合、フレームメモリに格納された参照フレーム１枚のみが参照されて、動き予測・補償処理が行われていたが、AVCにおいては、図に示したように、複数の参照フレームをメモリに格納し、ブロックごとに、異なるメモリを参照することが可能である。
【００５９】
ところで、Ｂピクチャにおける動きベクトル情報における情報量は膨大であるが、AVCにおいては、ダイレクトモード（Direct Mode）と呼ばれるモードが用意されている。
【００６０】
すなわち、ダイレクトモード（Direct Mode）においては、動きベクトル情報は、符号化データ中には格納されない。復号装置は、周辺もしくはco-locatedブロックの動きベクトル情報から、当該ブロックの動きベクトル情報を抽出する。
【００６１】
ダイレクトモード（Direct Mode）は、空間ダイレクトモード（Spatial Direct Mode）と、時間ダイレクトモード（Temporal Direct Mode）の２種類がある。これらのモードは、スライス毎に切り替えることが可能である。
【００６２】
空間ダイレクトモード（Spatial Direct Mode）においては、当該動き補償ブロックＥの動きベクトル情報mvE以下の式（１３）のように定義する。
【００６３】
mvE = pmvE ・・・（１３）
【００６４】
すなわち、Median予測により生成された動きベクトル情報を、当該ブロックに適用する。
【００６５】
次に、図６を参照して、時間ダイレクトモード（Temporal Direct Mode）を説明する。図６において、L0参照ピクチャにおける、当該ブロックと同じ空間上のアドレスにあるブロックをCo-Locatedブロックとし、Co-Located Blockにおける動きベクトル情報を、mvcolとする。また、当該ピクチャとL0参照ピクチャの時間軸上の距離をTDBとし、L0参照ピクチャとL1参照ピクチャの時間軸上の距離をTDDとする。
【００６６】
この時、当該ピクチャにおける、L0及びL1動きベクトル情報は、以下の式（１４）および式（１５）のように算出される。
【００６７】
【数１３】
・・・（１４）
【数１４】
・・・（１５）
【００６８】
尚、AVC符号化方式で符号化された符号化データにおいては、時間軸上の距離を表す情報TDが存在しないため、POC (Picture Order Count) を用いて上述の演算を行なうものとする。
【００６９】
また、AVC符号化方式で符号化された符号化データにおいては、ダイレクトモード（Direct Mode）は、１６×１６画素マクロブロック、もしくは８×８画素ブロック単位で定義することが可能である。
【００７０】
［予測モードの選択］
ところで、AVC符号化方式において、より高い符号化効率を達成するには、適切な予測モードの選択が重要である。
【００７１】
かかる選択方式の例として、JM (Joint Model) と呼ばれるH.264/MPEG-4 AVCの参照ソフトウェア (http://iphome.hhi.de/suehring/tml/index.htm において公開されている) に実装されている方法を挙げることが出来る。
【００７２】
JMにおいては、以下に述べる、High Complexity Modeと、Low Complexity Modeの２通りのモード判定方法を選択することが可能である。どちらも、それぞれの予測モードModeに関するコスト関数値を算出し、これを最小にする予測モードを当該ブロック乃至マクロブロックに対する最適モードとして選択する。
【００７３】
High Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（１６）のように算出される。
【００７４】
Cost(Mode ) = D ＋ λ＊R ・・・（１６）
【００７５】
ここで、Ωは、当該ブロック乃至マクロブロックを符号化するための候補モードの全体集合、Dは、当該予測モードModeで符号化した場合の、復号画像と入力画像の差分エネルギーである。λは、量子化パラメータの関数として与えられるLagrange未定乗数である。Rは、直交変換係数を含んだ、当該モードModeで符号化した場合の総符号量である。
【００７６】
つまり、High Complexity Modeでの符号化を行なうには、上記パラメータD及びRを算出するため、全ての候補モードModeにより、一度、仮エンコード処理を行なう必要があり、より高い演算量を要する。
【００７７】
Low Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（１７）のように算出される。
【００７８】
Cost(Mode ) = D ＋ QP2Quant(QP) ＊ HeaderBit ・・・（１７）
【００７９】
ここで、Dは、High Complexity Modeの場合と異なり、予測画像と入力画像の差分エネルギーとなる。QP2Quant(QP) は、量子化パラメータQPの関数として与えられ、HeaderBitは、直交変換係数を含まない、動きベクトルや、モードといった、ヘッダ情報（Header）に属する情報に関する符号量である。
【００８０】
すなわち、Low Complexity Modeにおいては、それぞれの候補モードModeに関して、予測処理を行なう必要があるが、復号化画像までは必要ないため、符号化処理まで行なう必要はない。このため、High Complexity Modeより低い演算量での実現が可能である。
【００８１】
［拡張マクロブロック］
ところで、マクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition）（4000画素×2000画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない。そこで、非特許文献１などにおいては、マクロブロックサイズを、図７に示されるように、６４×６４画素、３２画素×３２画素といった大きさにすること（拡張マクロブロック）が提案されている。
【００８２】
すなわち、非特許文献１においては、図７に示されるような、階層構造を採用することにより、１６×１６画素ブロック以下に関しては、現在のAVCにおけるマクロブロックと互換性を保ちながら、そのスーパーセットとして、より大きなブロックが定義されている。
【００８３】
以下において、このような、AVC符号化方式に規定されるブロックサイズ（１６×１６）より大きなマクロブロックを拡張マクロブロックと称する。また、AVC符号化方式に規定されるブロックサイズ（１６×１６）以下のマクロブロックを通常マクロブロックと称する。
【００８４】
動き予測・補償処理は、符号化処理単位であるマクロブロックや、そのマクロブロックを複数の領域に分割したサブマクロブロック毎に行われる。以下において、この動き予測・補償処理の単位を動き補償パーティションとも称する。
【００８５】
図７に示されるような、AVC符号化方式において規定されるブロックサイズ（１６×１６）より大きな拡張マクロブロックが採用される符号化方式の場合、動き補償パーティションも拡張される（１６×１６画素より大きくなる）可能性がある。
【００８６】
そして、図７に示される拡張マクロブロックを用いる符号化方式の場合も、色差信号に対する動き情報は、輝度信号において求められたものがスケーリングして用いられていた。そのため、動き情報が、色差信号に対して適切ではなくなる可能性があった。
【００８７】
一般的に、拡張マクロブロックに対して動き予測・補償処理を行う場合の動き補償パーティションのサイズは、通常マクロブロックの場合より大きくなる。したがって、動き情報のずれが生じやすく、適切な動き情報が得られなくなる可能性が高い。また、色差信号において動き情報が不適切になると、その誤差が色のにじみ等となって現れ、視覚的に大きな影響を及ぼす恐れがあった。特に、拡張マクロブロックの場合、その領域が広いので、色のにじみがさらによく目立つようになる恐れがあった。このように、色差信号の拡張マクロブロックに対する動き予測・補償処理による画質劣化は、より目につきやすくなる恐れがあった。
【００８８】
そこで、量子化処理の際にビットの割り当て量を増やし、画質劣化を抑制させることが考えられた。
【００８９】
ただし、例えば、AVC符号化方式においては、図８に示されるように、輝度信号に対する量子化パラメータQPYと、色差信号に対する量子化パラメータQPCの初期状態の関係は予め定められている。
【００９０】
この量子化パラメータの初期状態の関係に対して、ユーザが、ピクチャパラメータセットに含まれる、色差信号に対する量子化パラメータのオフセット値を指定するオフセットパラメータであるchroma_qp_index_offsetを用いて、図８の表に示される関係を右、若しくは左にシフトさせることで、ビット量の調整が行われていた。例えば、色差信号に対してビットを初期値より多く割り当てて、劣化を防いだり、若しくは、多少の劣化を許容し、色差信号に対するビットを削減したりすることが可能であった。
【００９１】
しかしながら、このオフセットパラメータでは、全ての色差信号のビットが一様に変化してしまうので、不要にビットの割り当て量が変化する恐れがあった。
【００９２】
例えば、上述したように、動き情報の誤差による視覚的影響は、色差信号の、拡張マクロブロックが採用された部分において強く現れる可能性が高い。したがって、その部分の画質劣化を抑制するためには、その部分についてのみビットの割り当てを増やせばよいが、chroma_qp_index_offsetを変動させると色差信号の全ての部分においてビット量が変化してしまう。つまり、視覚的影響が比較的少ない、小さなマクロブロックの部分もビット量が増大してしまう恐れがあり、不要に符号化効率を低減させてしまう恐れがあった。
【００９３】
そこで本発明においては、色差信号の拡張された動き補償パーティションに対する専用のオフセットパラメータを設けるようにする。
【００９４】
［画像符号化装置］
図１は、本発明を適用した画像処理装置としての画像符号化装置の一実施の形態の構成を表している。
【００９５】
図１に示される画像符号化装置１００は、例えば、H．264及びMPEG（Moving Picture Experts Group）４ Part１０（AVC（Advanced Video Coding））（以下H．264/AVCと称する）方式と同様に画像を符号化する符号化装置である。
【００９６】
ただし、画像符号化装置１００は、量子化処理において、動き情報の誤差による視覚に対する影響を抑制するように、適切な量子化を行う。
【００９７】
図１の例において、画像符号化装置１００は、A/D（Analog / Digital）変換部１０１、画面並べ替えバッファ１０２、演算部１０３、直交変換部１０４、量子化部１０５、可逆符号化部１０６、および蓄積バッファ１０７を有する。また、画像符号化装置１００は、逆量子化部１０８、逆直交変換部１０９、演算部１１０、デブロックフィルタ１１１、フレームメモリ１１２、選択部１１３、イントラ予測部１１４、動き予測・補償部１１５、選択部１１６、およびレート制御部１１７を有する。
【００９８】
画像符号化装置１００は、さらに、拡張マクロブロック色差量子化部１２１および拡張マクロブロック色差逆量子化部１２２を有する。
【００９９】
A/D変換部１０１は、入力された画像データをA/D変換し、画面並べ替えバッファ１０２に出力し、記憶させる。
【０１００】
画面並べ替えバッファ１０２は、記憶した表示の順番のフレームの画像を、GOP（Group of Picture）構造に応じて、符号化のためのフレームの順番に並べ替える。画面並べ替えバッファ１０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、演算部１０３に供給する。また、画面並べ替えバッファ１０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５にも供給する。
【０１０１】
演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算し、その差分情報を直交変換部１０４に出力する。
【０１０２】
例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、イントラ予測部１１４から供給される予測画像を減算する。また、例えば、インター符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算する。
【０１０３】
直交変換部１０４は、演算部１０３から供給される差分情報に対して、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換を施し、その変換係数を量子化部１０５に供給する。
【０１０４】
量子化部１０５は、直交変換部１０４が出力する変換係数を量子化する。量子化部１０５は、レート制御部１１７から供給される情報に基づいて量子化パラメータを設定し、量子化を行う。
【０１０５】
ただし、色差信号の拡張マクロブロックの量子化は、拡張マクロブロック色差量子化部１２１が行う。量子化部１０５は、オフセットに関する情報や、色差信号の拡張マクロブロックの直交変換係数を拡張マクロブロック色差量子化部１２１に供給し、量子化させ、量子化された直交変換係数を取得する。
【０１０６】
量子化部１０５は、自身で生成した、若しくは、拡張マクロブロック色差量子化部１２１に生成させた、量子化された変換係数を可逆符号化部１０６に供給する。
【０１０７】
可逆符号化部１０６は、その量子化された変換係数に対して、可変長符号化、算術符号化等の可逆符号化を施す。
【０１０８】
可逆符号化部１０６は、イントラ予測を示す情報などをイントラ予測部１１４から取得し、インター予測モードを示す情報や動きベクトル情報などを動き予測・補償部１１５から取得する。なお、イントラ予測（画面内予測）を示す情報は、以下、イントラ予測モード情報とも称する。また、インター予測（画面間予測）を示す情報モードを示す情報は、以下、インター予測モード情報とも称する。
【０１０９】
可逆符号化部１０６は、量子化された変換係数を符号化するとともに、フィルタ係数、イントラ予測モード情報、インター予測モード情報、および量子化パラメータなどの各種情報を、符号化データのヘッダ情報の一部とする（多重化する）。可逆符号化部１０６は、符号化して得られた符号化データを蓄積バッファ１０７に供給して蓄積させる。
【０１１０】
例えば、可逆符号化部１０６においては、可変長符号化または算術符号化等の可逆符号化処理が行われる。可変長符号化としては、H．264/AVC方式で定められているCAVLC（Context-Adaptive Variable Length Coding）などがあげられる。算術符号化としては、CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）などがあげられる。
【０１１１】
蓄積バッファ１０７は、可逆符号化部１０６から供給された符号化データを、一時的に保持し、所定のタイミングにおいて、H．264/AVC方式で符号化された符号化画像として、例えば、後段の図示せぬ記録装置や伝送路などに出力する。
【０１１２】
また、量子化部１０５において量子化された変換係数は、逆量子化部１０８にも供給される。逆量子化部１０８は、その量子化された変換係数を、量子化部１０５による量子化に対応する方法で逆量子化する。
【０１１３】
ただし、色差信号の拡張マクロブロックの逆量子化は、拡張マクロブロック色差逆量子化部１２２が行う。逆量子化部１０８は、オフセットに関する情報や、色差信号の拡張マクロブロックの直交変換係数を拡張マクロブロック色差逆量子化部１２２に供給し、逆量子化させ、直交変換係数を取得する。
【０１１４】
逆量子化部１０８は、自身で生成した、若しくは、拡張マクロブロック色差逆量子化部１２２に生成させた、変換係数を逆直交変換部１０９に供給する。
【０１１５】
逆直交変換部１０９は、供給された変換係数を、直交変換部１０４による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。逆直交変換された出力（復元された差分情報）は、演算部１１０に供給される。
【０１１６】
演算部１１０は、逆直交変換部１０９より供給された逆直交変換結果、すなわち、復元された差分情報に、選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を加算し、局部的に復号された画像（復号画像）を得る。
【０１１７】
例えば、差分情報が、イントラ符号化が行われる画像に対応する場合、演算部１１０は、その差分情報にイントラ予測部１１４から供給される予測画像を加算する。また、例えば、差分情報が、インター符号化が行われる画像に対応する場合、演算部１１０は、その差分情報に動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を加算する。
【０１１８】
その加算結果は、デブロックフィルタ１１１またはフレームメモリ１１２に供給される。
【０１１９】
デブロックフィルタ１１１は、適宜デブロックフィルタ処理を行なうことにより復号画像のブロック歪を除去するとともに、例えばウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いて適宜ループフィルタ処理を行なうことにより画質改善を行なう。デブロックフィルタ１１１は、各画素をクラス分類し、クラスごとに適切なフィルタ処理を施す。デブロックフィルタ１１１は、そのフィルタ処理結果をフレームメモリ１１２に供給する。
【０１２０】
フレームメモリ１１２は、所定のタイミングにおいて、蓄積されている参照画像を、選択部１１３を介してイントラ予測部１１４または動き予測・補償部１１５に出力する。
【０１２１】
例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、フレームメモリ１１２は、参照画像を、選択部１１３を介してイントラ予測部１１４に供給する。また、例えば、インター符号化が行われる場合、フレームメモリ１１２は、参照画像を、選択部１１３を介して動き予測・補償部１１５に供給する。
【０１２２】
選択部１１３は、フレームメモリ１１２から供給される参照画像がイントラ符号化を行なう画像である場合、その参照画像をイントラ予測部１１４に供給する。また、選択部１１３は、フレームメモリ１１２から供給される参照画像がインター符号化を行なう画像である場合、その参照画像を動き予測・補償部１１５に供給する。
【０１２３】
イントラ予測部１１４は、画面内の画素値を用いて予測画像を生成するイントラ予測（画面内予測）を行なう。イントラ予測部１１４は、複数のモード（イントラ予測モード）によりイントラ予測を行なう。
【０１２４】
イントラ予測部１１４は、全てのイントラ予測モードで予測画像を生成し、各予測画像を評価し、最適なモードを選択する。イントラ予測部１１４は、最適なイントラ予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、選択部１１６を介して演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【０１２５】
また、上述したように、イントラ予測部１１４は、採用したイントラ予測モードを示すイントラ予測モード情報等の情報を、適宜可逆符号化部１０６に供給する。
【０１２６】
動き予測・補償部１１５は、インター符号化が行われる画像について、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像と、選択部１１３を介してフレームメモリ１１２から供給される参照画像とを用いて、動き予測を行い、検出された動きベクトルに応じて動き補償処理を行い、予測画像（インター予測画像情報）を生成する。
【０１２７】
動き予測・補償部１１５は、候補となる全てのインター予測モードのインター予測処理を行い、予測画像を生成する。動き予測・補償部１１５は、生成された予測画像を、選択部１１６を介して演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【０１２８】
また、動き予測・補償部１１５は、採用されたインター予測モードを示すインター予測モード情報や、算出した動きベクトルを示す動きベクトル情報を可逆符号化部１０６に供給する。
【０１２９】
選択部１１６は、イントラ符号化を行なう画像の場合、イントラ予測部１１４の出力を演算部１０３や演算部１１０に供給し、インター符号化を行なう画像の場合、動き予測・補償部１１５の出力を演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【０１３０】
レート制御部１１７は、蓄積バッファ１０７に蓄積された圧縮画像に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
【０１３１】
［オフセットパラメータ］
AVC符号化方式等においては、上述したように、ユーザは、ピクチャパラメータセットに含まれるオフセットパラメータであるchroma_qp_index_offsetを用いて、色差信号に割り当てるビット量を調整していた。画像符号化装置１００は、さらに、新たなオフセットパラメータchroma_qp_index_offset_extmbを設ける。このchroma_qp_index_offset_extmbは、色差信号の拡張マクロブロックに対する量子化パラメータのオフセット値（所定のサイズ以上の領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値）を指定するオフセットパラメータである。このオフセットパラメータは、chroma_qp_index_offsetと同様、図８に示される関係を、その値に応じて、右や左にシフトさせることができる。つまり、このオフセットパラメータは、輝度信号の量子化パラメータの値に対して、色差信号の拡張マクロブロックの量子化パラメータを増減させるパラメータである。
【０１３２】
このchroma_qp_index_offset_extmbは、例えば、符号化データ（コードストリーム）中のＰピクチャやＢピクチャに対するピクチャパラメータセットの中に格納されて、画像復号装置に伝送される。
【０１３３】
すなわち、例えば、図３に示される１６×１６以下の動き補償パーティションの色差信号に対する量子化処理においては、AVC符号化方式等において定められているのと同様に、chroma_qp_index_offsetがオフセット値として適用されるが、例えば、図７に示されるような、１６×１６より大きな動き補償パーティションの色差信号に対する量子化処理においては、chroma_qp_index_offset_extmbがオフセット値として適用される。
【０１３４】
このように、色差信号の拡張マクロブロック（拡張された動き補償パーティション）の量子化処理に対してchroma_qp_index_offset_extmbを新たに設け、これを利用することにより、輝度信号の量子化パラメータと色差信号の量子化パラメータとの関係を、他と独立して補正することができるようにすることにより、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータをより自由に設定することができるようになり、結果として、拡張マクロブロックの色差信号対するビットの割り当ての自由度を向上させることができる。
【０１３５】
例えば、chroma_qp_index_offset_extmbの値を、chroma_qp_index_offsetより大きく設定する（chroma_qp_index_offset_extmb > chroma_qp_index_offset）ことにより、拡張された大きさの動き補償パーティションにおける色差信号に対して、より多くのビットを割り振り、その劣化を防ぐことが可能である。このとき、動き情報のずれによる視覚的な影響が比較的大きな拡張マクロブロック（拡張された動き補償パーティション）の部分のみ、ビットを多く割り当てることができるので、不要に符号化効率が低減してしまうのを抑制することができる。
【０１３６】
なお、実際には、色差信号に割り当てるビット量を低減させると、画質がさらに劣化するだけであるので、chroma_qp_index_offset_extmbの値をchroma_qp_index_offsetの値より小さくする（chroma_qp_index_offset_extmb < chroma_qp_index_offset）ことは禁止するようにしてもよい。例えば、蓄積バッファ１０７が、chroma_qp_index_offsetの値より小さい値のchroma_qp_index_offset_extmbの出力を禁止するようにしてもよい。また、例えば、可逆符号化部１０６が、chroma_qp_index_offsetの値より小さい値のchroma_qp_index_offset_extmbを符号化データ（ピクチャパラメータセット等）に付加することを禁止するようにしてもよい。
【０１３７】
また、この場合、chroma_qp_index_offset_extmbの値とchroma_qp_index_offsetの値とを同一にする（chroma_qp_index_offset_extmb = chroma_qp_index_offset）ことは、許容するようにしてもよいし、禁止するようにしてもよい。
【０１３８】
さらに、AVC符号化方式におけるHighProfileにおけるchroma_qp_index_offsetの場合と同様に、chroma_qp_index_offset_extmbの値が、色差信号Cbと色差信号Crとのそれぞれに対して、互いに独立に設定されるようにしても良い。
【０１３９】
chroma_qp_index_offset_extmbおよびchroma_qp_index_offsetの値は、例えば、以下のように決定されるものとする。
【０１４０】
すなわち、まず、第１のステップとして、画像符号化装置１００は、当該フレームに含まれる全てのマクロブロックに含まれる輝度信号および色差信号の、画素値の分散値（アクティビティ）を算出する。色差信号に関しては、Cb成分とCr成分とについて、互いに独立にアクティビティの算出が行われるようにしてもよい。
【０１４１】
第２のステップとして、画像符号化装置１００は、輝度信号に対するアクティビティMBActLumaの値が、予め定められた閾値Θより大きい（MBActLuma > Θ）マクロブロックと、そうでないマクロブロックとで、クラス分類を行う。
【０１４２】
第２のクラスは、よりアクティビティが低く、拡張マクロブロックとして符号化されると想定されるマクロブロックである。
【０１４３】
第３のステップとして、画像符号化装置１００は、第１のクラス、および、第２のクラスに関して、色差信号アクティビティの平均値AvgActChroma_1とAvgActChroma_2を算出する。画像符号化装置１００は、このAvgActChroma_2の値に応じて、予め用意されたテーブルに従い、chroma_qp_index_offset_extmbを決定する。また、画像符号化装置１００が、AvgActChroma_1の値に応じて、chroma_qp_index_offsetの値を決定するようにしても良い。また、画像符号化装置１００は、Cb成分とCr成分とのそれぞれに対して互いに独自にchroma_qp_index_offset_extmbの決定を行う時には、上記処理を、Cb成分とCr成分とで別々に行うようにしてもよい。
【０１４４】
［量子化部］
図１０は、図９の量子化部１０５の詳細な構成例を示すブロック図である。
【０１４５】
図１０に示されるように、量子化部１０５は、直交変換係数バッファ１５１、オフセット算出部１５２、量子化パラメータバッファ１５３、輝度・色差判別部１５４、輝度量子化部１５５、ブロックサイズ判別部１５６、色差量子化部１５７、および量子化直交変換係数バッファ１５８を有する。
【０１４６】
輝度信号、色差信号、及び、拡張された大きさのブロックに関する色差信号に対する量子化パラメータが、レート制御部１１７から、量子化パラメータバッファ１５３に供給され、保持される。
【０１４７】
また、直交変換部１０４から出力された直交変換係数は、直交変換係数バッファ１５１に供給される。直交変換係数は、直交変換係数バッファ１５１からオフセット算出部１５２に供給される。オフセット算出部１５２は、上述したように、輝度信号や色差信号のアクティビティからchroma_qp_index_offset_extmbやchroma_qp_index_offset_extmbを算出する。オフセット算出部１５２は、その値を量子化パラメータバッファ１５３に供給し、保持させる。
【０１４８】
量子化パラメータバッファ１５３に保持される量子パラメータは、輝度量子化部１５５、色差量子化部１５７、および拡張マクロブロック色差量子化部１２１に供給される。また、このとき、色差量子化部１５７へはオフセットパラメータchroma_qp_index_offsetの値も供給される。さらに、拡張マクロブロック色差量子化部１２１には、オフセットパラメータchroma_qp_index_offset_extmbの値も供給される。
【０１４９】
また、直交変換部１０４から出力された直交変換係数は、直交変換係数バッファ１５１を介して、輝度・色差判別部１５４にも供給される。輝度・色差判別部１５４は、直交変換係数が、輝度信号に関するものなのか、色差信号に関するものなのかを識別して分類する。輝度信号の直交変換係数であると判定された場合、輝度・色差判別部１５４は、その輝度信号の直交変換係数を輝度量子化部１５５に供給する。
【０１５０】
輝度量子化部１５５は、量子化パラメータから供給された量子化パラメータを用いて、輝度信号直交変換係数を量子化し、得られた、量子化された輝度信号の直交変換係数を、量子化直交変換係数バッファ１５８に供給し、保持させる。
【０１５１】
また、輝度・色差判別部１５４は、供給された直交変換係数が、輝度信号に関するものでない（色差信号の直交変換係数である）と判別した場合、輝度・色差判別部１５４は、その色差信号の直交変換係数をブロックサイズ判別部１５６に供給する。
【０１５２】
ブロックサイズ判別部１５６は、供給された色差信号の直交変換係数のブロックサイズを判別する。通常マクロブロックであると判定された場合、ブロックサイズ判別部１５６は、その通常マクロブロック色差信号直交変換係数を、色差量子化部１５７に供給する。
【０１５３】
色差量子化部１５７は、供給された量子化パラメータを、同じく供給されたオフセットパラメータchroma_qp_index_offsetで補正し、その補正後の量子化パラメータを用いて、通常マクロブロック色差信号直交変換係数を量子化する。色差量子化部１５７は、その量子化された通常マクロブロック色差信号直交変換係数を、量子化直交変換係数バッファ１５８に供給し、保持させる。
【０１５４】
さらに、ブロックサイズ判別部１５６は、供給された色差信号直交変換係数が、拡張マクロブロックのものであると判定された場合、その拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を、拡張マクロブロック色差量子化部１２１に供給する。
【０１５５】
拡張マクロブロック色差量子化部１２１は、供給された量子化パラメータを、同じく供給されたオフセットパラメータchroma_qp_index_offset_extmbで補正し、その補正後の量子化パラメータを用いて、拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を量子化する。拡張マクロブロック色差量子化部１２１は、その量子化された拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を、量子化直交変換係数バッファ１５８に供給し、保持させる。
【０１５６】
量子化直交変換係数バッファ１５８は、保持している量子化された直交変換係数を、所定のタイミングで可逆符号化部１０６や逆量子化部１０８に供給する。また、量子化パラメータバッファ１５３は、保持している量子化パラメータやオフセット情報を所定のタイミングで可逆符号化部１０６や逆量子化部１０８に供給する。
【０１５７】
なお、逆量子化部１０８は、画像復号装置の逆量子化部と同様の構成を有し、同様の処理を行う。したがって、逆量子化部１０８の説明は、画像復号装置において説明する。
【０１５８】
［符号化処理の流れ］
次に、以上のような画像符号化装置１００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１１のフローチャートを参照して、符号化処理の流れの例を説明する。
【０１５９】
ステップＳ１０１において、A/D変換部１０１は入力された画像をA/D変換する。ステップＳ１０２において、画面並べ替えバッファ１０２は、A/D変換された画像を記憶し、各ピクチャの表示する順番から符号化する順番への並べ替えを行う。
【０１６０】
ステップＳ１０３において、演算部１０３は、ステップＳ１０２の処理により並び替えられた画像と、予測画像との差分を演算する。予測画像は、インター予測する場合は動き予測・補償部１１５から、イントラ予測する場合はイントラ予測部１１４から、選択部１１６を介して演算部１０３に供給される。
【０１６１】
差分データは元の画像データに較べてデータ量が低減される。したがって、画像をそのまま符号化する場合に較べて、データ量を圧縮することができる。
【０１６２】
ステップＳ１０４において、直交変換部１０４は、ステップＳ１０３の処理により生成された差分情報を直交変換する。具体的には、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換が行われ、変換係数が出力される。
【０１６３】
ステップＳ１０５において、量子化部１０５は、ステップＳ１０４の処理により得られた直交変換係数を量子化する。
【０１６４】
ステップＳ１０５の処理により量子化された差分情報は、次のようにして局部的に復号される。すなわち、ステップＳ１０６において、逆量子化部１０８は、ステップＳ１０５の処理により生成された量子化された直交変換係数（量子化係数とも称する）を量子化部１０５の特性に対応する特性で逆量子化する。ステップＳ１０７において、逆直交変換部１０９は、ステップＳ１０６の処理により得られた直交変換係数を、直交変換部１０４の特性に対応する特性で逆直交変換する。
【０１６５】
ステップＳ１０８において、演算部１１０は、予測画像を局部的に復号された差分情報に加算し、局部的に復号された画像（演算部１０３への入力に対応する画像）を生成する。ステップＳ１０９においてデブロックフィルタ１１１は、ステップＳ１０８の処理により生成された画像をフィルタリングする。これによりブロック歪みが除去される。
【０１６６】
ステップＳ１１０において、フレームメモリ１１２は、ステップＳ１０９の処理によりブロック歪みが除去された画像を記憶する。なお、フレームメモリ１１２にはデブロックフィルタ１１１によりフィルタ処理されていない画像も演算部１１０から供給され、記憶される。
【０１６７】
ステップＳ１１１において、イントラ予測部１１４は、イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。ステップＳ１１２において、動き予測・補償部１１５は、インター予測モードでの動き予測や動き補償を行うインター動き予測処理を行う。
【０１６８】
ステップＳ１１３において、選択部１１６は、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５から出力された各コスト関数値に基づいて、最適予測モードを決定する。つまり、選択部１１６は、イントラ予測部１１４により生成された予測画像と、動き予測・補償部１１５により生成された予測画像のいずれか一方を選択する。
【０１６９】
また、このいずれの予測画像が選択されたかを示す選択情報は、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５のうち、予測画像が選択された方に供給される。最適イントラ予測モードの予測画像が選択された場合、イントラ予測部１１４は、最適イントラ予測モードを示す情報（すなわち、イントラ予測モード情報）を、可逆符号化部１０６に供給する。
【０１７０】
最適インター予測モードの予測画像が選択された場合、動き予測・補償部１１５は、最適インター予測モードを示す情報と、必要に応じて、最適インター予測モードに応じた情報を可逆符号化部１０６に出力する。最適インター予測モードに応じた情報としては、動きベクトル情報やフラグ情報、参照フレーム情報などがあげられる。
【０１７１】
ステップＳ１１４において、可逆符号化部１０６は、ステップＳ１０５の処理により量子化された変換係数を符号化する。すなわち、差分画像（インターの場合、２次差分画像）に対して、可変長符号化や算術符号化等の可逆符号化が行われる。
【０１７２】
なお、可逆符号化部１０６は、ステップＳ１０５の量子化処理において用いられた量子化パラメータやオフセット情報等を符号化し、符号化データに付加する。また、可逆符号化部１０６は、イントラ予測部１１４から供給されるイントラ予測モード情報、または、動き予測・補償部１１５から供給される最適インター予測モードに応じた情報なども符号化し、符号化データに付加する。
【０１７３】
ステップＳ１１５において蓄積バッファ１０７は、可逆符号化部１０６から出力される符号化データを蓄積する。蓄積バッファ１０７に蓄積された符号化データは、適宜読み出され、伝送路を介して復号側に伝送される。
【０１７４】
ステップＳ１１６においてレート制御部１１７は、ステップＳ１１５の処理により蓄積バッファ１０７に蓄積された圧縮画像に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
【０１７５】
ステップＳ１１６の処理が終了すると、符号化処理が終了される。
【０１７６】
［量子化処理の流れ］
次に、図１２のフローチャートを参照して、図１１のステップＳ１０５において実行される量子化処理の流れの例を説明する。
【０１７７】
量子化処理が開始されると、オフセット算出部１５２は、ステップＳ１３１において、直交変換部１０４において生成された直交変換係数を用いて、オフセット情報であるchroma_qp_index_offset_extmbやchroma_qp_index_offset_extmbの値を算出する。
【０１７８】
ステップＳ１３２において、量子化パラメータバッファ１５３は、レート制御部１１７から量子化パラメータを取得する。ステップＳ１３３において、輝度量子化部１５５は、輝度・色差判別部１５４において輝度信号であると判別された輝度信号直交変換係数を、ステップＳ１３２の処理において取得された量子化パラメータを用いて量子化する。
【０１７９】
ステップＳ１３４において、ブロックサイズ判別部１５６は、処理対象マクロブロックが拡張マクロブロックであるか否かを判定し、拡張マクロブロックであると判定された場合、ステップＳ１３５に処理を進める。
【０１８０】
ステップＳ１３５において、拡張マクロブロック色差量子化部１２１は、ステップＳ１３１において算出されたchroma_qp_index_offset_extmbを用いて、ステップＳ１３２において取得された量子化パラメータの値を補正する。より具体的には、予め定められている輝度信号の量子化パラメータと色差信号の量子化パラメータとの関係を、chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正し、その補正された関係に基づいて、輝度信号の量子化パラメータから、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータを生成する。
【０１８１】
ステップＳ１３６において、拡張マクロブロック色差量子化部１２１は、ステップＳ１３５の処理により得られた補正後の量子化パラメータを用いて、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化処理を行う。ステップＳ１３６の処理が終了すると、量子化部１０５は、量子化処理を終了し、処理を図１１のステップＳ１０６に戻し、ステップＳ１０７以降の処理を実行させる。
【０１８２】
また、図１２のステップＳ１３４において、通常マクロブロックであると判定された場合、ブロックサイズ判別部１５６は、ステップＳ１３７に処理を進める。
【０１８３】
ステップＳ１３７において、色差量子化部１５７は、ステップＳ１３１の処理により算出されたchroma_qp_index_offsetを用いて、ステップＳ１３２において取得された量子化パラメータの値を補正する。より具体的には、予め定められている輝度信号の量子化パラメータと色差信号の量子化パラメータとの関係を、chroma_qp_index_offsetを用いて補正し、その補正された関係に基づいて、輝度信号の量子化パラメータから、通常マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータを生成する。
【０１８４】
ステップＳ１３８において、色差量子化部１５７は、ステップＳ１３７の処理により得られた補正後の量子化パラメータを用いて、通常マクロブロックの色差信号に対する量子化処理を行う。ステップＳ１３８の処理が終了すると、量子化部１０５は、量子化処理を終了し、処理を図１１のステップＳ１０６に戻し、ステップＳ１０７以降の処理を実行させる。
【０１８５】
［オフセット情報算出処理］
次に、図１３のフローチャートを参照して、図１２のステップＳ１３１において実行されるオフセット情報算出処理の流れの例を説明する。
【０１８６】
オフセット情報算出処理が開始されると、オフセット算出部１５２は、ステップＳ１５１において、各マクロブロックに対する輝度信号および色差信号に関するアクティビティ（画素の分散値）を算出する。
【０１８７】
ステップＳ１５２において、オフセット算出部１５２は、ステップＳ１５１において算出された輝度信号のアクティビティの値によって、マクロブロックをクラス分類する。
【０１８８】
ステップＳ１５３において、オフセット算出部１５２は、そのクラス毎に色差信号のアクティビティの平均値を算出する。
【０１８９】
ステップＳ１５４において、ステップＳ１５３の処理により算出された、クラス毎の色差信号のアクティビティの平均値に基づいて、オフセット情報chroma_qp_index_offsetや、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを算出する。
【０１９０】
オフセット情報が算出されると、オフセット算出部１５２は、オフセット情報算出処理を終了し、処理を図１２のステップステップＳ１３１に戻し、それ以降の処理を実行させる。
【０１９１】
以上のように各処理を行うことにより、画像符号化装置１００は、色差信号の拡張マクロブロックに対して多くビットを割り当てることができるので、上述したように、不要な符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０１９２】
なお、図１１において実行される逆量子化処理は、後述する画像復号装置における逆量子化処理と同様であるので、その説明を省略する。
【０１９３】
＜２．第２の実施の形態＞
［画像復号装置］
図１４は、本発明を適用した画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。図１４に示される画像復号装置２００は、画像符号化装置１００に対応する復号装置である。
【０１９４】
画像符号化装置１００より符号化された符号化データは、所定の伝送路を介して、この画像符号化装置１００に対応する画像復号装置２００に伝送され、復号されるものとする。
【０１９５】
図１４に示されるように、画像復号装置２００は、蓄積バッファ２０１、可逆復号部２０２、逆量子化部２０３、逆直交変換部２０４、演算部２０５、デブロックフィルタ２０６、画面並べ替えバッファ２０７、およびD/A変換部２０８を有する。また、画像復号装置２００は、フレームメモリ２０９、選択部２１０、イントラ予測部２１１、動き予測・補償部２１２、および選択部２１３を有する。
【０１９６】
さらに、画像復号装置２００は、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１を有する。
【０１９７】
蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化データを蓄積する。この符号化データは、画像符号化装置１００により符号化されたものである。可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１から所定のタイミングで読み出された符号化データを、図１の可逆符号化部１０６の符号化方式に対応する方式で復号する。
【０１９８】
可逆復号部２０２は、符号化データを復号して得られた係数データを逆量子化部２０３に供給する。
【０１９９】
逆量子化部２０３は、可逆復号部２０２により復号されて得られた係数データ（量子化係数）を、図１の量子化部１０５の量子化方式に対応する方式で逆量子化する。このとき、逆量子化部２０３は、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１を用いて、色差信号の拡張マクロブロックに対する量子化を行う。
【０２００】
逆量子化部２０３は、逆量子化された係数データ、つまり、直交変換係数を、逆直交変換部２０４に供給する。逆直交変換部２０４は、図１の直交変換部１０４の直交変換方式に対応する方式で、その直交変換係数を逆直交変換し、画像符号化装置１００において直交変換される前の残差データに対応する復号残差データを得る。
【０２０１】
逆直交変換されて得られた復号残差データは、演算部２０５に供給される。また、演算部２０５には、選択部２１３を介して、イントラ予測部２１１若しくは動き予測・補償部２１２から予測画像が供給される。
【０２０２】
演算部２０５は、その復号残差データと予測画像とを加算し、画像符号化装置１００の演算部１０３により予測画像が減算される前の画像データに対応する復号画像データを得る。演算部２０５は、その復号画像データをデブロックフィルタ２０６に供給する。
【０２０３】
デブロックフィルタ２０６は、供給された復号画像のブロック歪を除去した後、画面並べ替えバッファ２０７に供給する。
【０２０４】
画面並べ替えバッファ２０７は、画像の並べ替えを行う。すなわち、図１の画面並べ替えバッファ１０２により符号化の順番のために並べ替えられたフレームの順番が、元の表示の順番に並べ替えられる。D/A変換部２０８は、画面並べ替えバッファ２０７から供給された画像をD/A変換し、図示せぬディスプレイに出力し、表示させる。
【０２０５】
デブロックフィルタ２０６の出力は、さらに、フレームメモリ２０９に供給される。
【０２０６】
フレームメモリ２０９、選択部２１０、イントラ予測部２１１、動き予測・補償部２１２、および選択部２１３は、画像符号化装置１００のフレームメモリ１１２、選択部１１３、イントラ予測部１１４、動き予測・補償部１１５、および選択部１１６にそれぞれ対応する。
【０２０７】
選択部２１０は、インター処理される画像と参照される画像をフレームメモリ２０９から読み出し、動き予測・補償部２１２に供給する。また、選択部２１０は、イントラ予測に用いられる画像をフレームメモリ２０９から読み出し、イントラ予測部２１１に供給する。
【０２０８】
イントラ予測部２１１には、ヘッダ情報を復号して得られたイントラ予測モードを示す情報等が可逆復号部２０２から適宜供給される。イントラ予測部２１１は、この情報に基づいて、フレームメモリ２０９から取得した参照画像から予測画像を生成し、生成した予測画像を選択部２１３に供給する。
【０２０９】
動き予測・補償部２１２は、ヘッダ情報を復号して得られた情報（予測モード情報、動きベクトル情報、参照フレーム情報、フラグ、および各種パラメータ等）を可逆復号部２０２から取得する。
【０２１０】
動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給されるそれらの情報に基づいて、フレームメモリ２０９から取得した参照画像から予測画像を生成し、生成した予測画像を選択部２１３に供給する。
【０２１１】
選択部２１３は、動き予測・補償部２１２またはイントラ予測部２１１により生成された予測画像を選択し、演算部２０５に供給する。
【０２１２】
拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１は、逆量子化部２０３と連携し、色差信号の拡張マクロブロックに対する逆量子化を行う。
【０２１３】
画像復号装置２００の場合、量子化パラメータやオフセット情報は、画像符号化装置１００より供給される（可逆復号部２０２がコードストリームより抽出する）。
【０２１４】
［逆量子化部］
図１５は、逆量子化部２０３の詳細な構成例を示すブロック図である。図１５に示されるように、逆量子化部２０３は、量子化パラメータバッファ２５１、輝度・色差判別部２５２、輝度逆量子化部２５３、ブロックサイズ判別部２５４、色差逆量子化部２５５、および、直交変換係数バッファ２５６を有する。
【０２１５】
まず、可逆復号部２０２から量子化パラメータやオフセット情報等が供給され、量子化パラメータバッファ２５１は、それらを保持する。また、可逆復号部２０２から供給される量子化された直交変換係数は、輝度・色差判別部２５２供給される。
【０２１６】
輝度・色差判別部２５２は、量子化された直交変換係数が、輝度信号であるか色差信号であるかを判別する。輝度信号である場合、輝度・色差判別部２５２は、量子化された輝度信号直交変換係数を輝度逆量子化部２５３に供給する。このとき、量子化パラメータバッファ２５１は、量子化パラメータを輝度逆量子化部２５３に供給する。
【０２１７】
輝度逆量子化部２５３は、その量子化パラメータを用いて、輝度・色差判別部２５２から供給された、量子化された輝度信号直交変換係数を逆量子化する。輝度逆量子化部２５３は、逆量子化して得られた輝度信号直交変換係数を直交変換係数バッファ２５６に供給し、保持させる。
【０２１８】
また、色差信号であると判定した場合、輝度・色差判別部２５２は、量子化された色差信号直交変換係数をブロックサイズ判別部２５４に供給する。ブロックサイズ判別部２５４は、処理対象のマクロブロックのサイズを判別する。
【０２１９】
拡張マクロブロックであると判別した場合、ブロックサイズ判別部２５４は、量子化された拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１に供給する。このとき、量子化パラメータバッファ２５１は、量子化パラメータと、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１に供給する。
【０２２０】
拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１は、その量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbで補正し、補正後の量子化パラメータを用いて、ブロックサイズ判別部２５４から供給された、量子化された拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を逆量子化する。拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１は、逆量子化して得られた拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を直交変換係数バッファ２５６に供給し、保持させる。
【０２２１】
また、通常マクロブロックであると判別した場合、ブロックサイズ判別部２５４は、量子化された通常マクロブロック色差信号直交変換係数を、色差逆量子化部２５５に供給する。このとき、量子化パラメータバッファ２５１は、量子化パラメータと、オフセット情報chroma_qp_index_offsetを、色差逆量子化部２５５に供給する。
【０２２２】
色差逆量子化部２５５は、その量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offsetで補正し、補正後の量子化パラメータを用いて、ブロックサイズ判別部２５４から供給された、量子化された通常マクロブロック色差信号直交変換係数を逆量子化する。色差逆量子化部２５５は、逆量子化して得られた通常マクロブロック色差信号直交変換係数を直交変換係数バッファ２５６に供給し、保持させる。
【０２２３】
直交変換係数バッファ２５６は、以上のように保持された直交変換係数を逆直交変換部２０４に供給する。
【０２２４】
以上のように、逆量子化部２０３は、画像符号化装置１００の量子化処理に対応して、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて逆量子化を行うことができるので、動き情報の誤差による視覚的な影響が大きくなりやすい色差信号の拡張マクロブロックに対して多くビットを割り当てることができる。したがって、画像復号装置２００は、不要な符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０２２５】
なお、図９の逆量子化部１０８も基本的にこの逆量子化部２０３と同様に構成され、同様の処理を行う。ただし、逆量子化部１０８は、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１の代わりに、拡張マクロブロック色差逆量子化部１２２に、色差信号の拡張マクロブロックについての逆量子化を実行させる。また、量子化パラメータや量子化された直交変換係数などは、可逆復号部２０２からではなく量子化部１０５から供給される。さらに、逆量子化して得られた直交変換係数は、逆直交変換部２０４に供給する代わりに、逆直交変換部１０９に供給される。
【０２２６】
［復号処理の流れ］
次に、以上のような画像復号装置２００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１６のフローチャートを参照して、復号処理の流れの例を説明する。
【０２２７】
復号処理が開始されると、ステップＳ２０１において、蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化データを蓄積する。ステップＳ２０２において、可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１から供給される符号化データを復号する。すなわち、図１の可逆符号化部１０６により符号化されたＩピクチャ、Ｐピクチャ、並びにＢピクチャが復号される。
【０２２８】
このとき、動きベクトル情報、参照フレーム情報、予測モード情報（イントラ予測モード、またはインター予測モード）、並びに、各種フラグ、量子化パラメータ、オフセット情報等も復号される。
【０２２９】
予測モード情報がイントラ予測モード情報である場合、予測モード情報は、イントラ予測部２１１に供給される。予測モード情報がインター予測モード情報である場合、予測モード情報と対応する動きベクトル情報は、動き予測・補償部２１２に供給される。
【０２３０】
ステップＳ２０３において、逆量子化部２０３は、可逆復号部２０２により復号されて得られた、量子化された直交変換係数を、図１の量子化部１０５による量子化処理に対応する方法で逆量子化する。例えば、逆量子化部２０３は、色差信号の拡張マクロブロックに対する逆量子化において、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１を用いて、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbで量子化パラメータを補正させ、逆量子化を行わせる。
【０２３１】
ステップＳ２０４において逆直交変換部２０４は逆量子化部２０３により逆量子化されて得られた直交変換係数を、図１の直交変換部１０４による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。これにより図１の直交変換部１０４の入力（演算部１０３の出力）に対応する差分情報が復号されたことになる。
【０２３２】
ステップＳ２０５において、演算部２０５は、ステップＳ２０４の処理により得られた差分情報に、予測画像を加算する。これにより元の画像データが復号される。
【０２３３】
ステップＳ２０６において、デブロックフィルタ２０６は、ステップＳ２０５の処理により得られた復号画像を適宜フィルタリングする。これにより適宜復号画像からブロック歪みが除去される。
【０２３４】
ステップＳ２０７において、フレームメモリ２０９は、フィルタリングされた復号画像を記憶する。
【０２３５】
ステップＳ２０８において、イントラ予測部２１１、または動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給される予測モード情報に対応して、それぞれ画像の予測処理を行う。
【０２３６】
すなわち、可逆復号部２０２からイントラ予測モード情報が供給された場合、イントラ予測部２１１は、イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。また、可逆復号部２０２からインター予測モード情報が供給された場合、動き予測・補償部２１２は、インター予測モードの動き予測処理を行う。
【０２３７】
ステップＳ２０９において、選択部２１３は予測画像を選択する。すなわち、選択部２１３には、イントラ予測部２１１により生成された予測画像、若しくは、動き予測・補償部２１２により生成された予測画像が供給される。選択部２１３は、その予測画像が供給された側を選択し、その予測画像を演算部２０５に供給する。この予測画像は、ステップＳ２０５の処理により差分情報に加算される。
【０２３８】
ステップＳ２１０において、画面並べ替えバッファ２０７は、復号画像データのフレームの並べ替えを行う。すなわち、復号画像データの、画像符号化装置１００の画面並べ替えバッファ１０２（図１）により符号化のために並べ替えられたフレームの順序が、元の表示の順序に並べ替えられる。
【０２３９】
ステップＳ２１１において、D/A変換部２０８は、画面並べ替えバッファ２０７においてフレームが並べ替えられた復号画像データをD/A変換する。この復号画像データが図示せぬディスプレイに出力され、その画像が表示される。
【０２４０】
［逆量子化処理の流れ］
次に、図１７のフローチャートを参照して、図１６のステップＳ２０３において実行される逆量子化処理の詳細な流れの例を説明する。
【０２４１】
逆量子化処理が開始されると、可逆復号部２０２は、ステップＳ２３１において、オフセット情報（chroma_qp_index_offsetやchroma_qp_index_offset_extmb）を復号し、ステップＳ２３２において、輝度信号に関する量子化パラメータを復号する。
【０２４２】
ステップＳ２３２において、輝度逆量子化部２５３は、量子化された輝度信号の直交変換係数に対する逆量子化処理を行う。ステップＳ２３４において、ブロックサイズ判定部２５４は、処理対象である当該マクロブロックが拡張マクロブロックであるか否かを判定する。拡張マクロブロックであると判定された場合、ブロックサイズ判定部２５４は、処理をステップＳ２３５に進める。
【０２４３】
ステップＳ２３５において、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１は、ステップＳ２３２の処理により復号された、輝度信号に関する量子化パラメータを、ステップＳ２３１の処理により復号されたオフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbで補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータを算出する。より具体的には、予め定められている輝度信号の量子化パラメータと色差信号の量子化パラメータとの関係を、chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正し、その補正された関係に基づいて、輝度信号の量子化パラメータから、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータを生成する。
【０２４４】
ステップＳ２３６において、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１は、ステップＳ２３５の処理により算出された量子化パラメータを用いて、量子化された拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を逆量子化し、拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を生成する。
【０２４５】
また、ステップＳ２３４において、当該ブロックが通常マクロブロックであると判定された場合、ブロックサイズ判定部２５４は、処理をステップＳ２３７に進める。
【０２４６】
ステップＳ２３７において、色差逆量子化部２５５は、ステップＳ２３２の処理により復号された輝度信号に関する量子化パラメータを、ステップＳ２３１の処理により復号されたオフセット情報chroma_qp_index_offsetで補正することにより、通常マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータを算出する。より具体的には、予め定められている輝度信号の量子化パラメータと色差信号の量子化パラメータとの関係を、chroma_qp_index_offsetを用いて補正し、その補正された関係に基づいて、輝度信号の量子化パラメータから、通常マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータを生成する。
【０２４７】
ステップＳ２３８において、色差逆量子化部２５５は、ステップＳ２３７の処理により算出された量子化パラメータを用いて、量子化された通常マクロブロック色差信号直交変換係数を逆量子化し、通常マクロブロック色差信号直交変換係数を生成する。
【０２４８】
ステップＳ２３３、ステップＳ２３６、およびステップＳ２３８において算出された直交変換係数は、直交変換係数バッファ２５６を介して、逆直交変換部２０４に供給される。
【０２４９】
ステップＳ２３６若しくはステップＳ２３８の処理が終了すると、逆量子化部２０３は、逆量子化処理を終了し、処理を図１６のステップＳ２０３に戻し、ステップＳ２０４以降の処理を実行させる。
【０２５０】
以上のように、各種処理を行うことにより、画像復号装置２００は、画像符号化装置１００の量子化処理に対応して、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて逆量子化を行うことができるので、動き情報の誤差による視覚的な影響が大きくなりやすい色差信号の拡張マクロブロックに対して多くビットを割り当てることができる。したがって、画像復号装置２００は、不要な符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０２５１】
なお、図１１の符号化処理のステップＳ１０６において実行される逆量子化処理も、この図１７のフローチャートを参照して説明した画像復号装置２００による逆量子化処理と同様に行われる。
【０２５２】
また、以上においては、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbが、拡張マクロブロックを対象とするように説明したが、オフセット情報chroma_qp_index_offsetを適用するか、若しくは、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを適用するかの境界となるサイズは任意である。
【０２５３】
例えば、８×８以下のマクロブロックの色差信号に対しては、オフセット情報chroma_qp_index_offsetを用いて輝度信号の量子化パラメータを補正するようにし、８×８より大きなマクロブロックに対しては、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて輝度信号の量子化パラメータを補正するようにしてもよい。
【０２５４】
また、例えば、６４×６４以下のマクロブロックの色差信号に対しては、オフセット情報chroma_qp_index_offsetを適用するようにし、６４×６４より大きなマクロブロックに対しては、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを適用するようにしてもよい。
【０２５５】
以上においては、AVCに準ずる方式による符号化を行う画像符号化装置、並びに、AVCに準ずる方式による復号を行う画像復号装置を例にして説明してきたが、本発明の適用範囲はこれに限らず、図７に示されるような、階層構造によるブロックに基づく符号化処理を行うあらゆる画像符号化装置並びに画像復号装置に適用することが可能である。
【０２５６】
また、以上に説明した量子化パラメータやオフセット情報は、例えば、符号化データの任意の位置に付加されるようにしてもよいし、符号化データとは別に復号側に伝送されるようにしてもよい。例えば、可逆符号化部１０６が、これらの情報を、ビットストリームにシンタックスとして記述するようにしてもよい。また、可逆符号化部１０６が、これらの情報を、補助情報として所定の領域に格納して伝送するようにしてもよい。例えば、これらの情報が、SEI（Suplemental Enhancement Information）等のパラメータセット（例えばシーケンスやピクチャのヘッダ等）に格納されるようにしてもよい。
【０２５７】
また、可逆符号化部１０６が、これらの情報を、符号化データとは別に（別のファイルとして）、画像符号化装置１００から画像復号装置２００に伝送させるようにしてもよい。その場合、これらの情報と符号化データとの対応関係を明確にする（復号側で把握することができるようにする）必要があるが、その方法は任意である。例えば、別途、対応関係を示すテーブル情報を作成してもよいし、対応先のデータを示すリンク情報を互いのデータに埋め込むなどしてもよい。
【０２５８】
＜３．第３の実施の形態＞
［パーソナルコンピュータ］
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。この場合、例えば、図１８に示されるようなパーソナルコンピュータとして構成されるようにしてもよい。
【０２５９】
図１８において、パーソナルコンピュータ５００のCPU（Central Processing Unit）５０１は、ROM（Read Only Memory）５０２に記憶されているプログラム、または記憶部５１３からRAM（Random Access Memory）５０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM５０３にはまた、CPU５０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０２６０】
CPU５０１、ROM５０２、およびRAM５０３は、バス５０４を介して相互に接続されている。このバス５０４にはまた、入出力インタフェース５１０も接続されている。
【０２６１】
入出力インタフェース５１０には、キーボード、マウスなどよりなる入力部５１１、CRT（Cathode Ray Tube）やLCD（Liquid Crystal Display）などよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部５１２、ハードディスクなどより構成される記憶部５１３、モデムなどより構成される通信部５１４が接続されている。通信部５１４は、インターネットを含むネットワークを介しての通信処理を行なう。
【０２６２】
入出力インタフェース５１０にはまた、必要に応じてドライブ５１５が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア５２１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部５１３にインストールされる。
【０２６３】
上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０２６４】
この記録媒体は、例えば、図１８に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM（Compact Disc - Read Only Memory）,DVD（Digital Versatile Disc）を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini Disc）を含む）、若しくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア５２１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM５０２や、記憶部５１３に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０２６５】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０２６６】
また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０２６７】
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
【０２６８】
また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２６９】
例えば、上述した画像符号化装置や画像復号装置は、任意の電子機器に適用することができる。以下にその例について説明する。
【０２７０】
＜４．第４の実施の形態＞
［テレビジョン受像機］
図１９は、本発明を適用した画像復号装置２００を用いるテレビジョン受像機の主な構成例を示すブロック図である。
【０２７１】
図１９に示されるテレビジョン受像機１０００は、地上波チューナ１０１３、ビデオデコーダ１０１５、映像信号処理回路１０１８、グラフィック生成回路１０１９、パネル駆動回路１０２０、および表示パネル１０２１を有する。
【０２７２】
地上波チューナ１０１３は、地上アナログ放送の放送波信号を、アンテナを介して受信し、復調し、映像信号を取得し、それをビデオデコーダ１０１５に供給する。ビデオデコーダ１０１５は、地上波チューナ１０１３から供給された映像信号に対してデコード処理を施し、得られたデジタルのコンポーネント信号を映像信号処理回路１０１８に供給する。
【０２７３】
映像信号処理回路１０１８は、ビデオデコーダ１０１５から供給された映像データに対してノイズ除去などの所定の処理を施し、得られた映像データをグラフィック生成回路１０１９に供給する。
【０２７４】
グラフィック生成回路１０１９は、表示パネル１０２１に表示させる番組の映像データや、ネットワークを介して供給されるアプリケーションに基づく処理による画像データなどを生成し、生成した映像データや画像データをパネル駆動回路１０２０に供給する。また、グラフィック生成回路１０１９は、項目の選択などにユーザにより利用される画面を表示するための映像データ（グラフィック）を生成し、それを番組の映像データに重畳したりすることによって得られた映像データをパネル駆動回路１０２０に供給するといった処理も適宜行なう。
【０２７５】
パネル駆動回路１０２０は、グラフィック生成回路１０１９から供給されたデータに基づいて表示パネル１０２１を駆動し、番組の映像や上述した各種の画面を表示パネル１０２１に表示させる。
【０２７６】
表示パネル１０２１はLCD（Liquid Crystal Display）などよりなり、パネル駆動回路１０２０による制御に従って番組の映像などを表示させる。
【０２７７】
また、テレビジョン受像機１０００は、音声A/D（Analog/Digital)変換回路１０１４、音声信号処理回路１０２２、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３、音声増幅回路１０２４、およびスピーカ１０２５も有する。
【０２７８】
地上波チューナ１０１３は、受信した放送波信号を復調することにより、映像信号だけでなく音声信号も取得する。地上波チューナ１０１３は、取得した音声信号を音声A/D変換回路１０１４に供給する。
【０２７９】
音声A/D変換回路１０１４は、地上波チューナ１０１３から供給された音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声信号を音声信号処理回路１０２２に供給する。
【０２８０】
音声信号処理回路１０２２は、音声A/D変換回路１０１４から供給された音声データに対してノイズ除去などの所定の処理を施し、得られた音声データをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
【０２８１】
エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、音声信号処理回路１０２２から供給された音声データを音声増幅回路１０２４に供給する。
【０２８２】
音声増幅回路１０２４は、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３から供給された音声データに対してD/A変換処理、増幅処理を施し、所定の音量に調整した後、音声をスピーカ１０２５から出力させる。
【０２８３】
さらに、テレビジョン受像機１０００は、デジタルチューナ１０１６およびMPEGデコーダ１０１７も有する。
【０２８４】
デジタルチューナ１０１６は、デジタル放送（地上デジタル放送、BS（Broadcasting Satellite）／CS（Communications Satellite）デジタル放送）の放送波信号を、アンテナを介して受信し、復調し、MPEG-TS（Moving Picture Experts Group-Transport Stream）を取得し、それをMPEGデコーダ１０１７に供給する。
【０２８５】
MPEGデコーダ１０１７は、デジタルチューナ１０１６から供給されたMPEG-TSに施されているスクランブルを解除し、再生対象（視聴対象）になっている番組のデータを含むストリームを抽出する。MPEGデコーダ１０１７は、抽出したストリームを構成する音声パケットをデコードし、得られた音声データを音声信号処理回路１０２２に供給するとともに、ストリームを構成する映像パケットをデコードし、得られた映像データを映像信号処理回路１０１８に供給する。また、MPEGデコーダ１０１７は、MPEG-TSから抽出したEPG（Electronic Program Guide)データを図示せぬ経路を介してCPU１０３２に供給する。
【０２８６】
テレビジョン受像機１０００は、このように映像パケットをデコードするMPEGデコーダ１０１７として、上述した画像復号装置２００を用いる。なお、放送局等より送信されるMPEG-TSは、画像符号化装置１００によって符号化されている。
【０２８７】
MPEGデコーダ１０１７は、画像復号装置２００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する逆量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて逆量子化を行う。したがって、MPEGデコーダ１０１７は、画像符号化装置１００が量子化した直交変換係数を適切に逆量子化することができる。これにより、MPEGデコーダ１０１７は、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０２８８】
MPEGデコーダ１０１７から供給された映像データは、ビデオデコーダ１０１５から供給された映像データの場合と同様に、映像信号処理回路１０１８において所定の処理が施され、グラフィック生成回路１０１９において、生成された映像データ等が適宜重畳され、パネル駆動回路１０２０を介して表示パネル１０２１に供給され、その画像が表示される。
【０２８９】
MPEGデコーダ１０１７から供給された音声データは、音声A/D変換回路１０１４から供給された音声データの場合と同様に、音声信号処理回路１０２２において所定の処理が施され、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３を介して音声増幅回路１０２４に供給され、D/A変換処理や増幅処理が施される。その結果、所定の音量に調整された音声がスピーカ１０２５から出力される。
【０２９０】
また、テレビジョン受像機１０００は、マイクロホン１０２６、およびA/D変換回路１０２７も有する。
【０２９１】
A/D変換回路１０２７は、音声会話用のものとしてテレビジョン受像機１０００に設けられるマイクロホン１０２６により取り込まれたユーザの音声の信号を受信し、受信した音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声データをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
【０２９２】
エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、テレビジョン受像機１０００のユーザ（ユーザＡ）の音声のデータがA/D変換回路１０２７から供給されている場合、ユーザＡの音声データを対象としてエコーキャンセルを行ない、他の音声データと合成するなどして得られた音声のデータを、音声増幅回路１０２４を介してスピーカ１０２５より出力させる。
【０２９３】
さらに、テレビジョン受像機１０００は、音声コーデック１０２８、内部バス１０２９、SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory)１０３０、フラッシュメモリ１０３１、CPU１０３２、USB（Universal Serial Bus) I/F１０３３、およびネットワークI/F１０３４も有する。
【０２９４】
A/D変換回路１０２７は、音声会話用のものとしてテレビジョン受像機１０００に設けられるマイクロホン１０２６により取り込まれたユーザの音声の信号を受信し、受信した音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声データを音声コーデック１０２８に供給する。
【０２９５】
音声コーデック１０２８は、A/D変換回路１０２７から供給された音声データを、ネットワーク経由で送信するための所定のフォーマットのデータに変換し、内部バス１０２９を介してネットワークI/F１０３４に供給する。
【０２９６】
ネットワークI/F１０３４は、ネットワーク端子１０３５に装着されたケーブルを介してネットワークに接続される。ネットワークI/F１０３４は、例えば、そのネットワークに接続される他の装置に対して、音声コーデック１０２８から供給された音声データを送信する。また、ネットワークI/F１０３４は、例えば、ネットワークを介して接続される他の装置から送信される音声データを、ネットワーク端子１０３５を介して受信し、それを、内部バス１０２９を介して音声コーデック１０２８に供給する。
【０２９７】
音声コーデック１０２８は、ネットワークI/F１０３４から供給された音声データを所定のフォーマットのデータに変換し、それをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
【０２９８】
エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、音声コーデック１０２８から供給される音声データを対象としてエコーキャンセルを行ない、他の音声データと合成するなどして得られた音声のデータを、音声増幅回路１０２４を介してスピーカ１０２５より出力させる。
【０２９９】
SDRAM１０３０は、CPU１０３２が処理を行なう上で必要な各種のデータを記憶する。
【０３００】
フラッシュメモリ１０３１は、CPU１０３２により実行されるプログラムを記憶する。フラッシュメモリ１０３１に記憶されているプログラムは、テレビジョン受像機１０００の起動時などの所定のタイミングでCPU１０３２により読み出される。フラッシュメモリ１０３１には、デジタル放送を介して取得されたEPGデータ、ネットワークを介して所定のサーバから取得されたデータなども記憶される。
【０３０１】
例えば、フラッシュメモリ１０３１には、CPU１０３２の制御によりネットワークを介して所定のサーバから取得されたコンテンツデータを含むMPEG-TSが記憶される。フラッシュメモリ１０３１は、例えばCPU１０３２の制御により、そのMPEG-TSを、内部バス１０２９を介してMPEGデコーダ１０１７に供給する。
【０３０２】
MPEGデコーダ１０１７は、デジタルチューナ１０１６から供給されたMPEG-TSの場合と同様に、そのMPEG-TSを処理する。このようにテレビジョン受像機１０００は、映像や音声等よりなるコンテンツデータを、ネットワークを介して受信し、MPEGデコーダ１０１７を用いてデコードし、その映像を表示させたり、音声を出力させたりすることができる。
【０３０３】
また、テレビジョン受像機１０００は、リモートコントローラ１０５１から送信される赤外線信号を受光する受光部１０３７も有する。
【０３０４】
受光部１０３７は、リモートコントローラ１０５１からの赤外線を受光し、復調して得られたユーザ操作の内容を表す制御コードをCPU１０３２に出力する。
【０３０５】
CPU１０３２は、フラッシュメモリ１０３１に記憶されているプログラムを実行し、受光部１０３７から供給される制御コードなどに応じてテレビジョン受像機１０００の全体の動作を制御する。CPU１０３２とテレビジョン受像機１０００の各部は、図示せぬ経路を介して接続されている。
【０３０６】
USB I/F１０３３は、USB端子１０３６に装着されたUSBケーブルを介して接続される、テレビジョン受像機１０００の外部の機器との間でデータの送受信を行なう。ネットワークI/F１０３４は、ネットワーク端子１０３５に装着されたケーブルを介してネットワークに接続し、ネットワークに接続される各種の装置と音声データ以外のデータの送受信も行なう。
【０３０７】
テレビジョン受像機１０００は、MPEGデコーダ１０１７として画像復号装置２００を用いることにより、アンテナを介して受信する放送波信号や、ネットワークを介して取得するコンテンツデータの符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３０８】
＜５．第５の実施の形態＞
［携帯電話機］
図２０は、本発明を適用した画像符号化装置１００および画像復号装置２００を用いる携帯電話機の主な構成例を示すブロック図である。
【０３０９】
図２０に示される携帯電話機１１００は、各部を統括的に制御するようになされた主制御部１１５０、電源回路部１１５１、操作入力制御部１１５２、画像エンコーダ１１５３、カメラI/F部１１５４、LCD制御部１１５５、画像デコーダ１１５６、多重分離部１１５７、記録再生部１１６２、変復調回路部１１５８、および音声コーデック１１５９を有する。これらは、バス１１６０を介して互いに接続されている。
【０３１０】
また、携帯電話機１１００は、操作キー１１１９、CCD（Charge Coupled Devices）カメラ１１１６、液晶ディスプレイ１１１８、記憶部１１２３、送受信回路部１１６３、アンテナ１１１４、マイクロホン（マイク）１１２１、およびスピーカ１１１７を有する。
【０３１１】
電源回路部１１５１は、ユーザの操作により終話およ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機１１００を動作可能な状態に起動する。
【０３１２】
携帯電話機１１００は、CPU、ROMおよびRAM等でなる主制御部１１５０の制御に基づいて、音声通話モードやデータ通信モード等の各種モードで、音声信号の送受信、電子メールや画像データの送受信、画像撮影、またはデータ記録等の各種動作を行なう。
【０３１３】
例えば、音声通話モードにおいて、携帯電話機１１００は、マイクロホン（マイク）１１２１で集音した音声信号を、音声コーデック１１５９によってデジタル音声データに変換し、これを変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（音声信号）は、公衆電話回線網を介して通話相手の携帯電話機に供給される。
【０３１４】
また、例えば、音声通話モードにおいて、携帯電話機１１００は、アンテナ１１１４で受信した受信信号を送受信回路部１１６３で増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理し、変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理し、音声コーデック１１５９によってアナログ音声信号に変換する。携帯電話機１１００は、その変換して得られたアナログ音声信号をスピーカ１１１７から出力する。
【０３１５】
更に、例えば、データ通信モードにおいて電子メールを送信する場合、携帯電話機１１００は、操作キー１１１９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を、操作入力制御部１１５２において受け付ける。携帯電話機１１００は、そのテキストデータを主制御部１１５０において処理し、LCD制御部１１５５を介して、画像として液晶ディスプレイ１１１８に表示させる。
【０３１６】
また、携帯電話機１１００は、主制御部１１５０において、操作入力制御部１１５２が受け付けたテキストデータやユーザ指示等に基づいて電子メールデータを生成する。携帯電話機１１００は、その電子メールデータを、変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（電子メール）は、ネットワークおよびメールサーバ等を介して、所定のあて先に供給される。
【０３１７】
また、例えば、データ通信モードにおいて電子メールを受信する場合、携帯電話機１１００は、基地局から送信された信号を、アンテナ１１１４を介して送受信回路部１１６３で受信し、増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理する。携帯電話機１１００は、その受信信号を変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理して元の電子メールデータを復元する。携帯電話機１１００は、復元された電子メールデータを、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示する。
【０３１８】
なお、携帯電話機１１００は、受信した電子メールデータを、記録再生部１１６２を介して、記憶部１１２３に記録する（記憶させる）ことも可能である。
【０３１９】
この記憶部１１２３は、書き換え可能な任意の記憶媒体である。記憶部１１２３は、例えば、RAMや内蔵型フラッシュメモリ等の半導体メモリであってもよいし、ハードディスクであってもよいし、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、USBメモリ、またはメモリカード等のリムーバブルメディアであってもよい。もちろん、これら以外のものであってもよい。
【０３２０】
さらに、例えば、データ通信モードにおいて画像データを送信する場合、携帯電話機１１００は、撮像によりCCDカメラ１１１６で画像データを生成する。CCDカメラ１１１６は、レンズや絞り等の光学デバイスと光電変換素子としてのCCDを有し、被写体を撮像し、受光した光の強度を電気信号に変換し、被写体の画像の画像データを生成する。CCDカメラ１１１６は、その画像データを、カメラI/F部１１５４を介して、画像エンコーダ１１５３で符号化し、符号化画像データに変換する。
【０３２１】
携帯電話機１１００は、このような処理を行なう画像エンコーダ１１５３として、上述した画像符号化装置１００を用いる。画像エンコーダ１１５３は、画像符号化装置１００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて量子化を行う。つまり、画像エンコーダ１１５３は、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータの設定の自由度を向上させることができる。これにより、画像エンコーダ１１５３は、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０３２２】
なお、携帯電話機１１００は、このとき同時に、CCDカメラ１１１６で撮像中にマイクロホン（マイク）１１２１で集音した音声を、音声コーデック１１５９においてアナログデジタル変換し、さらに符号化する。
【０３２３】
携帯電話機１１００は、多重分離部１１５７において、画像エンコーダ１１５３から供給された符号化画像データと、音声コーデック１１５９から供給されたデジタル音声データとを、所定の方式で多重化する。携帯電話機１１００は、その結果得られる多重化データを、変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（画像データ）は、ネットワーク等を介して、通信相手に供給される。
【０３２４】
なお、画像データを送信しない場合、携帯電話機１１００は、CCDカメラ１１１６で生成した画像データを、画像エンコーダ１１５３を介さずに、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示させることもできる。
【０３２５】
また、例えば、データ通信モードにおいて、簡易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、携帯電話機１１００は、基地局から送信された信号を、アンテナ１１１４を介して送受信回路部１１６３で受信し、増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理する。携帯電話機１１００は、その受信信号を変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理して元の多重化データを復元する。携帯電話機１１００は、多重分離部１１５７において、その多重化データを分離して、符号化画像データと音声データとに分ける。
【０３２６】
携帯電話機１１００は、画像デコーダ１１５６において符号化画像データをデコードすることにより、再生動画像データを生成し、これを、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示させる。これにより、例えば、簡易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動画データが液晶ディスプレイ１１１８に表示される。
【０３２７】
携帯電話機１１００は、このような処理を行なう画像デコーダ１１５６として、上述した画像復号装置２００を用いる。つまり、画像デコーダ１１５６は、画像復号装置２００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する逆量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて逆量子化を行う。したがって、画像デコーダ１１５６は、画像符号化装置１００が量子化した直交変換係数を適切に逆量子化することができる。これにより、画像デコーダ１１５６は、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０３２８】
このとき、携帯電話機１１００は、同時に、音声コーデック１１５９において、デジタルの音声データをアナログ音声信号に変換し、これをスピーカ１１１７より出力させる。これにより、例えば、簡易ホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる音声データが再生される。
【０３２９】
なお、電子メールの場合と同様に、携帯電話機１１００は、受信した簡易ホームページ等にリンクされたデータを、記録再生部１１６２を介して、記憶部１１２３に記録する（記憶させる）ことも可能である。
【０３３０】
また、携帯電話機１１００は、主制御部１１５０において、撮像されてCCDカメラ１１１６で得られた２次元コードを解析し、２次元コードに記録された情報を取得することができる。
【０３３１】
さらに、携帯電話機１１００は、赤外線通信部１１８１で赤外線により外部の機器と通信することができる。
【０３３２】
携帯電話機１１００は、画像エンコーダ１１５３として画像符号化装置１００を用いることにより、例えばCCDカメラ１１１６において生成された画像データを符号化して伝送する際に、その符号化データの符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３３３】
また、携帯電話機１１００は、画像デコーダ１１５６として画像復号装置２００を用いることにより、例えば、簡易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（符号化データ）の符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３３４】
なお、以上において、携帯電話機１１００が、CCDカメラ１１１６を用いるように説明したが、このCCDカメラ１１１６の代わりに、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いたイメージセンサ（CMOSイメージセンサ）を用いるようにしてもよい。この場合も、携帯電話機１１００は、CCDカメラ１１１６を用いる場合と同様に、被写体を撮像し、被写体の画像の画像データを生成することができる。
【０３３５】
また、以上においては携帯電話機１１００として説明したが、例えば、PDA（Personal Digital Assistants）、スマートフォン、UMPC（Ultra Mobile Personal Computer）、ネットブック、ノート型パーソナルコンピュータ等、この携帯電話機１１００と同様の撮像機能や通信機能を有する装置であれば、どのような装置であっても携帯電話機１１００の場合と同様に、本発明を適用した画像符号化装置および画像復号装置を適用することができる。
【０３３６】
＜６．第６の実施の形態＞
［ハードディスクレコーダ］
図２１は、本発明を適用した画像符号化装置および画像復号装置を用いるハードディスクレコーダの主な構成例を示すブロック図である。
【０３３７】
図２１に示されるハードディスクレコーダ（HDDレコーダ）１２００は、チューナにより受信された、衛星や地上のアンテナ等より送信される放送波信号（テレビジョン信号）に含まれる放送番組のオーディオデータとビデオデータを、内蔵するハードディスクに保存し、その保存したデータをユーザの指示に応じたタイミングでユーザに提供する装置である。
【０３３８】
ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、放送波信号よりオーディオデータとビデオデータを抽出し、それらを適宜復号し、内蔵するハードディスクに記憶させることができる。また、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、ネットワークを介して他の装置からオーディオデータやビデオデータを取得し、それらを適宜復号し、内蔵するハードディスクに記憶させることもできる。
【０３３９】
さらに、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、内蔵するハードディスクに記録されているオーディオデータやビデオデータを復号してモニタ１２６０に供給し、モニタ１２６０の画面にその画像を表示させ、モニタ１２６０のスピーカよりその音声を出力させることができる。また、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、チューナを介して取得された放送波信号より抽出されたオーディオデータとビデオデータ、または、ネットワークを介して他の装置から取得したオーディオデータやビデオデータを復号してモニタ１２６０に供給し、モニタ１２６０の画面にその画像を表示させ、モニタ１２６０のスピーカよりその音声を出力させることもできる。
【０３４０】
もちろん、この他の動作も可能である。
【０３４１】
図２１に示されるように、ハードディスクレコーダ１２００は、受信部１２２１、復調部１２２２、デマルチプレクサ１２２３、オーディオデコーダ１２２４、ビデオデコーダ１２２５、およびレコーダ制御部１２２６を有する。ハードディスクレコーダ１２００は、さらに、EPGデータメモリ１２２７、プログラムメモリ１２２８、ワークメモリ１２２９、ディスプレイコンバータ１２３０、OSD（On Screen Display）制御部１２３１、ディスプレイ制御部１２３２、記録再生部１２３３、D/Aコンバータ１２３４、および通信部１２３５を有する。
【０３４２】
また、ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオエンコーダ１２４１を有する。記録再生部１２３３は、エンコーダ１２５１およびデコーダ１２５２を有する。
【０３４３】
受信部１２２１は、リモートコントローラ（図示せず）からの赤外線信号を受信し、電気信号に変換してレコーダ制御部１２２６に出力する。レコーダ制御部１２２６は、例えば、マイクロプロセッサなどにより構成され、プログラムメモリ１２２８に記憶されているプログラムに従って、各種の処理を実行する。レコーダ制御部１２２６は、このとき、ワークメモリ１２２９を必要に応じて使用する。
【０３４４】
通信部１２３５は、ネットワークに接続され、ネットワークを介して他の装置との通信処理を行なう。例えば、通信部１２３５は、レコーダ制御部１２２６により制御され、チューナ（図示せず）と通信し、主にチューナに対して選局制御信号を出力する。
【０３４５】
復調部１２２２は、チューナより供給された信号を、復調し、デマルチプレクサ１２２３に出力する。デマルチプレクサ１２２３は、復調部１２２２より供給されたデータを、オーディオデータ、ビデオデータ、およびEPGデータに分離し、それぞれ、オーディオデコーダ１２２４、ビデオデコーダ１２２５、またはレコーダ制御部１２２６に出力する。
【０３４６】
オーディオデコーダ１２２４は、入力されたオーディオデータをデコードし、記録再生部１２３３に出力する。ビデオデコーダ１２２５は、入力されたビデオデータをデコードし、ディスプレイコンバータ１２３０に出力する。レコーダ制御部１２２６は、入力されたEPGデータをEPGデータメモリ１２２７に供給し、記憶させる。
【０３４７】
ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５またはレコーダ制御部１２２６より供給されたビデオデータを、ビデオエンコーダ１２４１により、例えばNTSC（National Television Standards Committee）方式のビデオデータにエンコードし、記録再生部１２３３に出力する。また、ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５またはレコーダ制御部１２２６より供給されるビデオデータの画面のサイズを、モニタ１２６０のサイズに対応するサイズに変換し、ビデオエンコーダ１２４１によってNTSC方式のビデオデータに変換し、アナログ信号に変換し、ディスプレイ制御部１２３２に出力する。
【０３４８】
ディスプレイ制御部１２３２は、レコーダ制御部１２２６の制御のもと、OSD（On Screen Display）制御部１２３１が出力したOSD信号を、ディスプレイコンバータ１２３０より入力されたビデオ信号に重畳し、モニタ１２６０のディスプレイに出力し、表示させる。
【０３４９】
モニタ１２６０にはまた、オーディオデコーダ１２２４が出力したオーディオデータが、D/Aコンバータ１２３４によりアナログ信号に変換されて供給されている。モニタ１２６０は、このオーディオ信号を内蔵するスピーカから出力する。
【０３５０】
記録再生部１２３３は、ビデオデータやオーディオデータ等を記録する記憶媒体としてハードディスクを有する。
【０３５１】
記録再生部１２３３は、例えば、オーディオデコーダ１２２４より供給されるオーディオデータを、エンコーダ１２５１によりエンコードする。また、記録再生部１２３３は、ディスプレイコンバータ１２３０のビデオエンコーダ１２４１より供給されるビデオデータを、エンコーダ１２５１によりエンコードする。記録再生部１２３３は、そのオーディオデータの符号化データとビデオデータの符号化データとをマルチプレクサにより合成する。記録再生部１２３３は、その合成データをチャネルコーディングして増幅し、そのデータを、記録ヘッドを介してハードディスクに書き込む。
【０３５２】
記録再生部１２３３は、再生ヘッドを介してハードディスクに記録されているデータを再生し、増幅し、デマルチプレクサによりオーディオデータとビデオデータに分離する。記録再生部１２３３は、デコーダ１２５２によりオーディオデータおよびビデオデータをデコードする。記録再生部１２３３は、復号したオーディオデータをD/A変換し、モニタ１２６０のスピーカに出力する。また、記録再生部１２３３は、復号したビデオデータをD/A変換し、モニタ１２６０のディスプレイに出力する。
【０３５３】
レコーダ制御部１２２６は、受信部１２２１を介して受信されるリモートコントローラからの赤外線信号により示されるユーザ指示に基づいて、EPGデータメモリ１２２７から最新のEPGデータを読み出し、それをOSD制御部１２３１に供給する。OSD制御部１２３１は、入力されたEPGデータに対応する画像データを発生し、ディスプレイ制御部１２３２に出力する。ディスプレイ制御部１２３２は、OSD制御部１２３１より入力されたビデオデータをモニタ１２６０のディスプレイに出力し、表示させる。これにより、モニタ１２６０のディスプレイには、EPG（電子番組ガイド）が表示される。
【０３５４】
また、ハードディスクレコーダ１２００は、インターネット等のネットワークを介して他の装置から供給されるビデオデータ、オーディオデータ、またはEPGデータ等の各種データを取得することができる。
【０３５５】
通信部１２３５は、レコーダ制御部１２２６に制御され、ネットワークを介して他の装置から送信されるビデオデータ、オーディオデータ、およびEPGデータ等の符号化データを取得し、それをレコーダ制御部１２２６に供給する。レコーダ制御部１２２６は、例えば、取得したビデオデータやオーディオデータの符号化データを記録再生部１２３３に供給し、ハードディスクに記憶させる。このとき、レコーダ制御部１２２６および記録再生部１２３３が、必要に応じて再エンコード等の処理を行なうようにしてもよい。
【０３５６】
また、レコーダ制御部１２２６は、取得したビデオデータやオーディオデータの符号化データを復号し、得られるビデオデータをディスプレイコンバータ１２３０に供給する。ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５から供給されるビデオデータと同様に、レコーダ制御部１２２６から供給されるビデオデータを処理し、ディスプレイ制御部１２３２を介してモニタ１２６０に供給し、その画像を表示させる。
【０３５７】
また、この画像表示に合わせて、レコーダ制御部１２２６が、復号したオーディオデータを、D/Aコンバータ１２３４を介してモニタ１２６０に供給し、その音声をスピーカから出力させるようにしてもよい。
【０３５８】
さらに、レコーダ制御部１２２６は、取得したEPGデータの符号化データを復号し、復号したEPGデータをEPGデータメモリ１２２７に供給する。
【０３５９】
以上のようなハードディスクレコーダ１２００は、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダとして画像復号装置２００を用いる。つまり、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、画像復号装置２００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する逆量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて逆量子化を行う。したがって、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、画像符号化装置１００が量子化した直交変換係数を適切に逆量子化することができる。これにより、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０３６０】
したがって、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、チューナや通信部１２３５が受信するビデオデータ（符号化データ）や、記録再生部１２３３が再生するビデオデータ（符号化データ）の符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３６１】
また、ハードディスクレコーダ１２００は、エンコーダ１２５１として画像符号化装置１００を用いる。したがって、エンコーダ１２５１は、画像符号化装置１００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて量子化を行う。つまり、エンコーダ１２５１は、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータの設定の自由度を向上させることができる。これにより、エンコーダ１２５１は、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０３６２】
したがって、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、ハードディスクに記録する符号化データの符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３６３】
なお、以上においては、ビデオデータやオーディオデータをハードディスクに記録するハードディスクレコーダ１２００について説明したが、もちろん、記録媒体はどのようなものであってもよい。例えばフラッシュメモリ、光ディスク、またはビデオテープ等、ハードディスク以外の記録媒体を適用するレコーダであっても、上述したハードディスクレコーダ１２００の場合と同様に、本発明を適用した画像符号化装置１００および画像復号装置２００を適用することができる。
【０３６４】
＜７．第７の実施の形態＞
［カメラ］
図２２は、本発明を適用した画像符号化装置および画像復号装置を用いるカメラの主な構成例を示すブロック図である。
【０３６５】
図２２に示されるカメラ１３００は、被写体を撮像し、被写体の画像をLCD１３１６に表示させたり、それを画像データとして、記録メディア１３３３に記録したりする。
【０３６６】
レンズブロック１３１１は、光（すなわち、被写体の映像）を、CCD/CMOS１３１２に入射させる。CCD/CMOS１３１２は、CCDまたはCMOSを用いたイメージセンサであり、受光した光の強度を電気信号に変換し、カメラ信号処理部１３１３に供給する。
【０３６７】
カメラ信号処理部１３１３は、CCD/CMOS１３１２から供給された電気信号を、Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂの色差信号に変換し、画像信号処理部１３１４に供給する。画像信号処理部１３１４は、コントローラ１３２１の制御の下、カメラ信号処理部１３１３から供給された画像信号に対して所定の画像処理を施したり、その画像信号をエンコーダ１３４１で符号化したりする。画像信号処理部１３１４は、画像信号を符号化して生成した符号化データを、デコーダ１３１５に供給する。さらに、画像信号処理部１３１４は、オンスクリーンディスプレイ（OSD）１３２０において生成された表示用データを取得し、それをデコーダ１３１５に供給する。
【０３６８】
以上の処理において、カメラ信号処理部１３１３は、バス１３１７を介して接続されるDRAM（Dynamic Random Access Memory）１３１８を適宜利用し、必要に応じて画像データや、その画像データが符号化された符号化データ等をそのDRAM１３１８に保持させる。
【０３６９】
デコーダ１３１５は、画像信号処理部１３１４から供給された符号化データを復号し、得られた画像データ（復号画像データ）をLCD１３１６に供給する。また、デコーダ１３１５は、画像信号処理部１３１４から供給された表示用データをLCD１３１６に供給する。LCD１３１６は、デコーダ１３１５から供給された復号画像データの画像と表示用データの画像を適宜合成し、その合成画像を表示する。
【０３７０】
オンスクリーンディスプレイ１３２０は、コントローラ１３２１の制御の下、記号、文字、または図形からなるメニュー画面やアイコンなどの表示用データを、バス１３１７を介して画像信号処理部１３１４に出力する。
【０３７１】
コントローラ１３２１は、ユーザが操作部１３２２を用いて指令した内容を示す信号に基づいて、各種処理を実行するとともに、バス１３１７を介して、画像信号処理部１３１４、DRAM１３１８、外部インタフェース１３１９、オンスクリーンディスプレイ１３２０、およびメディアドライブ１３２３等を制御する。FLASH ROM１３２４には、コントローラ１３２１が各種処理を実行する上で必要なプログラムやデータ等が格納される。
【０３７２】
例えば、コントローラ１３２１は、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５に代わって、DRAM１３１８に記憶されている画像データを符号化したり、DRAM１３１８に記憶されている符号化データを復号したりすることができる。このとき、コントローラ１３２１は、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５の符号化・復号方式と同様の方式によって符号化・復号処理を行なうようにしてもよいし、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５が対応していない方式により符号化・復号処理を行なうようにしてもよい。
【０３７３】
また、例えば、操作部１３２２から画像印刷の開始が指示された場合、コントローラ１３２１は、DRAM１３１８から画像データを読み出し、それを、バス１３１７を介して外部インタフェース１３１９に接続されるプリンタ１３３４に供給して印刷させる。
【０３７４】
さらに、例えば、操作部１３２２から画像記録が指示された場合、コントローラ１３２１は、DRAM１３１８から符号化データを読み出し、それを、バス１３１７を介してメディアドライブ１３２３に装着される記録メディア１３３３に供給して記憶させる。
【０３７５】
記録メディア１３３３は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、または半導体メモリ等の、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアである。記録メディア１３３３は、もちろん、リムーバブルメディアとしての種類も任意であり、テープデバイスであってもよいし、ディスクであってもよいし、メモリカードであってもよい。もちろん、非接触ICカード等であっても良い。
【０３７６】
また、メディアドライブ１３２３と記録メディア１３３３を一体化し、例えば、内蔵型ハードディスクドライブやSSD（Solid State Drive）等のように、非可搬性の記憶媒体により構成されるようにしてもよい。
【０３７７】
外部インタフェース１３１９は、例えば、USB入出力端子などで構成され、画像の印刷を行なう場合に、プリンタ１３３４と接続される。また、外部インタフェース１３１９には、必要に応じてドライブ１３３１が接続され、磁気ディスク、光ディスク、あるいは光磁気ディスクなどのリムーバブルメディア１３３２が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて、FLASH ROM１３２４にインストールされる。
【０３７８】
さらに、外部インタフェース１３１９は、LANやインターネット等の所定のネットワークに接続されるネットワークインタフェースを有する。コントローラ１３２１は、例えば、操作部１３２２からの指示に従って、DRAM１３１８から符号化データを読み出し、それを外部インタフェース１３１９から、ネットワークを介して接続される他の装置に供給させることができる。また、コントローラ１３２１は、ネットワークを介して他の装置から供給される符号化データや画像データを、外部インタフェース１３１９を介して取得し、それをDRAM１３１８に保持させたり、画像信号処理部１３１４に供給したりすることができる。
【０３７９】
以上のようなカメラ１３００は、デコーダ１３１５として画像復号装置２００を用いる。つまり、デコーダ１３１５は、画像復号装置２００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する逆量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて逆量子化を行う。したがって、デコーダ１３１５は、画像符号化装置１００が量子化した直交変換係数を適切に逆量子化することができる。これにより、デコーダ１３１５は、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０３８０】
したがって、カメラ１３００は、例えば、CCD/CMOS１３１２において生成される画像データや、DRAM１３１８または記録メディア１３３３から読み出すビデオデータの符号化データや、ネットワークを介して取得するビデオデータの符号化データの符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３８１】
また、カメラ１３００は、エンコーダ１３４１として画像符号化装置１００を用いる。エンコーダ１３４１は、画像符号化装置１００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて量子化を行う。つまり、エンコーダ１３４１は、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータの設定の自由度を向上させることができる。これにより、エンコーダ１３４１は、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０３８２】
したがって、カメラ１３００は、例えば、DRAM１３１８や記録メディア１３３３に記録する符号化データや、他の装置に提供する符号化データの符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３８３】
なお、コントローラ１３２１が行なう復号処理に画像復号装置２００の復号方法を適用するようにしてもよい。同様に、コントローラ１３２１が行なう符号化処理に画像符号化装置１００の符号化方法を適用するようにしてもよい。
【０３８４】
また、カメラ１３００が撮像する画像データは動画像であってもよいし、静止画像であってもよい。
【０３８５】
もちろん、本発明を適用した画像符号化装置および画像復号装置は、上述した装置以外の装置やシステムにも適用可能である。
【０３８６】
本発明は、例えば、ＭＰＥＧ、Ｈ.２６ｘ等の様に、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償によって圧縮された画像情報（ビットストリーム）を、衛星放送、ケーブルＴＶ、インターネット、携帯電話などのネットワークメディアを介して受信する際に、若しくは光、磁気ディスク、フラッシュメモリのような記憶メディア上で処理する際に用いられる画像符号化装置や画像復号装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０３８７】
１００ 画像符号化装置， １０５ 量子化部， １０８ 逆量子化部， １２１ 拡張マクロブロック色差量子化部， １２１ 拡張マクロブロック色差逆量子化部， １５１ 直交変換係数バッファ， １５２ オフセット算出部， １５３ 量子化パラメータバッファ， １５４ 輝度・色差判別部， １５５ 輝度量子化部， １５６ ブロックサイズ判別部， １５７ 色差量子化部， １５８ 量子化直交変換係数バッファ， ２００ 画像復号装置， ２０３ 逆量子化部， ２２１ 拡張マクロブロック色差逆量子化部， ２５１ 量子化パラメータバッファ， ２５２ 輝度・色差判別部， ２５３ 輝度逆量子化部， ２５４ ブロックサイズ判別部， ２５５ 色差逆量子化部， ２５６ 直交変換係数バッファ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置および方法に関し、特に、色差信号の画質劣化を抑制させることができるようにした画像処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像情報をデジタルとして取り扱い、その際、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的とし、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償により圧縮するMPEG（Moving Picture Experts Group）などの方式に準拠した装置が、放送局などの情報配信、及び一般家庭における情報受信の双方において普及しつつある。
【０００３】
特に、MPEG2（ISO（International Organization for Standardization）/IEC（International Electrotechnical Commission） 13818-2）は、汎用画像符号化方式として定義されており、飛び越し走査画像及び順次走査画像の双方、並びに標準解像度画像及び高精細画像を網羅する標準で、プロフェッショナル用途及びコンシューマ用途の広範なアプリケーションに現在広く用いられている。MPEG2圧縮方式を用いることにより、例えば７２０×４８０画素を持つ標準解像度の飛び越し走査画像であれば４〜８Ｍｂｐｓ、１９２０×１０８８画素を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば１８〜２２Ｍｂｐｓの符号量（ビットレート）を割り当てることで、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能である。
【０００４】
MPEG2は主として放送用に適合する高画質符号化を対象としていたが、MPEG1より低い符号量（ビットレート）、つまりより高い圧縮率の符号化方式には対応していなかった。携帯端末の普及により、今後そのような符号化方式のニーズは高まると思われ、これに対応してMPEG4符号化方式の標準化が行われた。画像符号化方式に関しては、１９９８年１２月にISO/IEC 14496-2としてその規格が国際標準に承認された。
【０００５】
更に、近年、当初テレビ会議用の画像符号化を目的として、H.26L （ITU-T（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector） Q6/16 VCEG（Video Coding Expert Group））という標準の規格化が進んでいる。H.26LはMPEG2やMPEG4といった従来の符号化方式に比べ、その符号化、復号化により多くの演算量が要求されるものの、より高い符号化効率が実現されることが知られている。また、現在、MPEG4の活動の一環として、このH.26Lをベースに、H.26Lではサポートされない機能をも取り入れ、より高い符号化効率を実現する標準化がJoint Model of Enhanced-Compression Video Codingとして行われている。
【０００６】
標準化のスケジュールとしては、２００３年３月にはH.264及びMPEG-4 Part10 （Advanced Video Coding、以下AVCと記す）という名の元に国際標準となった。
【０００７】
ところで、従来のように、マクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition；４０００画素×２０００画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない。そこで、非特許文献１などにおいては、マクロブロックサイズを、６４×６４画素、３２画素×３２画素といった大きさにすることが提案されている。
【０００８】
すなわち、非特許文献１においては、階層構造を採用することにより、１６×１６画素ブロック以下に関しては、現在のAVCにおけるマクロブロックと互換性を保ちながら、そのスーパーセットとして、より大きなブロックが定義されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Peisong Chenn,Yan Ye,Marta Karczewicz,”Video Coding Using Extended Block Sizes”, COM16-C123-E, Qualcomm Inc,2009年1月,
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、色差信号の場合、動き情報は、輝度信号において求められたものがスケーリングされて用いられる。このため、動き情報が、色差信号に対して適切なものではない恐れがあった。特に、非特許文献１において提案されているようなブロックサイズが拡張されている場合、その領域の広さから、動き情報の誤差が生じやすい。また、色差信号の場合、動き情報の誤差は、画像において色のにじみ等となって現れるので、その誤差が目立ちやすい。さらに領域が広いことが、その色のにじみ等の現象が目立ちやすくなる要因となる。このように、色差信号の拡張マクロブロックにおける動き情報の誤差が視覚に与える影響は、大きくなる恐れがあった。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、色差信号の拡張された領域に対する量子化において、他の部分に対する量子化とは独立して量子化パラメータを制御することができるようにし、符号量の増大を抑制しながら、色差信号の画質劣化を抑制することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面は、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成する量子化パラメータ生成手段と、前記量子化パラメータ生成手段により生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを量子化する量子化手段とを備える画像処理装置である。
【００１３】
前記拡張領域用オフセット値は、前記色差信号の量子化処理に適用されるオフセット値である通常領域用オフセット値とは異なるパラメータであり、前記量子化パラメータ生成手段は、前記所定のサイズ以下の領域の前記色差信号に対する量子化処理に対しては、前記通常領域用のオフセット値を用いて前記関係を補正して前記量子化パラメータを生成することができる。
【００１４】
前記拡張領域用オフセット値を設定する設定手段をさらに備えることができる。
【００１５】
前記設定手段は、前記拡張領域用オフセット値を、前記通常領域用オフセット値以上に設定することができる。
【００１６】
前記設定手段は、色差信号のCb成分とCr成分のそれぞれに対して、前記拡張領域用オフセット値を設定し、前記量子化パラメータ生成手段は、前記設定手段により設定された、それぞれの前記拡張領域用オフセット値を用いて、前記Cb成分と前記Cr成分のそれぞれについて量子化パラメータを生成することができる。
【００１７】
前記設定手段は、前記画像内の、所定の領域毎の輝度信号と色差信号の画素値の分散値に応じて、前記拡張領域用オフセット値を設定することができる。
【００１８】
前記設定手段は、前記領域毎の輝度信号の画素値の分散値が、予め定められた所定の閾値以下である領域について、色差信号の画素値の分散値の画面全体の平均値に基づいて、前記拡張領域用オフセット値を設定することができる。
【００１９】
前記拡張領域用オフセット値を出力する出力手段をさらに備えることができる。
【００２０】
前記出力手段は、前記通常領域用オフセット値よりも大きな値の前記拡張領域用オフセット値の出力を禁止することができる。
【００２１】
前記拡張領域用オフセット値は、１６×１６画素より大きな領域の量子化処理に対して適用され、前記通常領域用オフセット値は、１６×１６画素以下の領域の量子化処理に対して適用されることができる。
【００２２】
前記量子化パラメータ生成手段により生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを逆量子化する逆量子化手段をさらに備えることができる。
【００２３】
本発明の一側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、量子化パラメータ生成手段が、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成し、量子化手段が、生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを量子化する画像処理方法である。
【００２４】
本発明の他の側面は、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成する量子化パラメータ生成手段と、前記量子化パラメータ生成手段により生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを逆量子化する逆量子化手段とを備える画像処理装置である。
【００２５】
本発明の他の側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、量子化パラメータ生成手段が、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成し、逆量子化手段が、生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを逆量子化する画像処理方法である。
【００２６】
本発明の一側面においては、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係が、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正され、補正された関係に基づいて、輝度信号対する量子化パラメータから、所定のサイズより大きな領域の色差信号に対する量子化パラメータが生成され、生成された量子化パラメータを用いて、領域のデータが量子化される。
【００２７】
本発明の他の側面においては、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係が、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正され、補正された関係に基づいて、輝度信号対する量子化パラメータから、所定のサイズより大きな領域の色差信号に対する量子化パラメータが生成され、生成された量子化パラメータを用いて、領域のデータが逆量子化される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、画像を処理することができる。特に、符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】AVC符号化方式において規定されている１／４画素精度の動き予測・補償処理を説明するための図である。
【図２】AVC符号化方式において定められている色差信号に対する動き予測・補償方式を説明するための図である。
【図３】マクロブロックの例を示す図である。
【図４】AVC符号化方式において規定されている動きベクトル情報の符号化処理を説明するための図である。
【図５】AVC符号化方式において規定されている、Multi-Reference Frameを説明するための図である。
【図６】AVC符号化方式において規定されている、Temporal Direct Modeを説明するための図である。
【図７】マクロブロックの他の例を説明する図である。
【図８】AVC符号化方式において定められている、輝度信号と色差信号の、量子化パラメータの関係を示した図である。
【図９】本発明を適用した画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図１０】図９の量子化部１０５の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１１】符号化処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１２】量子化処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１３】オフセット情報算出処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１４】本発明を適用した画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１４の逆量子化部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１６】復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１７】逆量子化処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１８】本発明を適用したパーソナルコンピュータの主な構成例を示すブロック図である。
【図１９】本発明を適用したテレビジョン受像機の主な構成例を示すブロック図である。
【図２０】本発明を適用した携帯電話機の主な構成例を示すブロック図である。
【図２１】本発明を適用したハードディスクレコーダの主な構成例を示すブロック図である。
【図２２】本発明を適用したカメラの主な構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行なう。
１．第１の実施の形態（画像符号化装置）
２．第２の実施の形態（画像復号装置）
３．第３の実施の形態（パーソナルコンピュータ）
４．第４の実施の形態（テレビジョン受像機）
５．第５の実施の形態（携帯電話機）
６．第６の実施の形態（ハードディスクレコーダ）
７．第７の実施の形態（カメラ）
【００３１】
＜１．第１の実施の形態＞
［動き予測・補償処理］
MPEG-2等の符号化方式においては、線形内挿処理により、１／２画素精度の動き予測・補償処理が行われるが、AVC符号化方式においては、これが、６タップのFIRフィルタを用いた１／４画素精度の動き予測・補償処理が行われており、これにより、符号化効率が向上している。
【００３２】
例えば、図２において、Ａは、フレームメモリに格納されている整数精度画素の位置、b,c,dは、１／２画素精度の位置、e1,e2,e3は１／４画素精度の位置を示している。
【００３３】
ここで、関数Clip1()を以下の式（１）ように定義する。
【００３４】
【数１】
・・・（１）
【００３５】
上述した式（１）において、入力画像が８ビット精度である場合、max_pixの値は255となる。
【００３６】
b及びdの位置における画素値は、６tapのFIRフィルタを用いて、以下の式（２）および式（３）のように生成される。
【００３７】
【数２】
・・・（２）
【数３】
・・・（３）
【００３８】
cの位置における画素値は、水平方向及び垂直方向に６tapのFIRフィルタを適用し、以下の式（４）乃至式（６）ように生成される。
【００３９】
【数４】
・・・（４）
若しくは、
【数５】
・・・（５）
【数６】
・・・（６）
【００４０】
なお、Clip処理は、水平方向及び垂直方向の積和処理の両方を行なった後、最後に１度のみ行われる。
【００４１】
e1乃至e3は、以下の式（７）乃至式（９）のように、線形内挿により生成される。
【００４２】
【数７】
・・・（７）
【数８】
・・・（８）
【数９】
・・・（９）
【００４３】
なお、AVC符号化方式における、色差信号に対する動き予測・補償処理は、図２に示されるように行われる。すなわち、輝度信号に対する１／４画素精度の動きベクトル情報は、色差信号に対するそれに変換されることで、１／８画素精度の動きベクトル情報を持つことになる。この、１／８精度の動き予測・補償処理は、線形内挿により実現される。すなわち、図２の例の場合、動きベクトルｖは、以下の式（１０）のように算出される。
【００４４】
【数１０】
・・・（１０）
【００４５】
［マクロブロック］
また、MPEG-2においては、動き予測・補償処理の単位は、フレーム動き補償モードの場合には１６×１６画素、フィールド動き補償モードの場合には第一フィールド、第二フィールドのそれぞれに対し、１６×８画素を単位として動き予測・補償処理が行なわれる。
【００４６】
これに対し、AVC符号化方式においては、図３に示されるように、１６×１６画素により構成される１つのマクロブロックを、１６×１６、１６×８、８×１６若しくは８×８のいずれかのパーティションに分割し、それぞれ独立した動きベクトル情報を持つことが可能である。更に、８×８パーティションに関しては、図３に示されるとおり、８×８、８×４、４×８、４×４のいずれかのサブパーティションに分割し、それぞれ独立した動きベクトル情報を持つことが可能である。
【００４７】
［メディアンオペレーション］
AVC符号化方式において、かかるような動き予測・補償処理が行われることにより、膨大な動きベクトル情報が生成され、これをこのまま符号化することは、符号化効率の低下を招く恐れがあった。
【００４８】
かかる問題を解決する手法として、AVC符号化方式においては、以下のような手法により、動きベクトルの符号化情報の低減が実現されている。
【００４９】
図４において、Ｅはこれから符号化されようとしている当該動き補償ブロック、Ａ乃至Ｄは、既に符号化済の、Ｅに隣接する動き補償ブロックを示している。
【００５０】
Ｘ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとして、Ｘに対する動きベクトル情報を、mvxで表すものとする。
【００５１】
まず、動き補償ブロックＡ，Ｂ，Ｃに関する動きベクトル情報を用い、Ｅに対する予測動きベクトル情報pmvEを、メディアンオペレーションにより、以下の式（１１）のように生成する。
【００５２】
【数１１】
・・・（１１）
【００５３】
動き補償ブロックＣに関する情報が、画枠の端である等の理由により "unavailable" である場合、動き補償ブロックＤに関する情報にて代用する。
【００５４】
画像圧縮情報に、Ｅに対する動きベクトル情報として符号化されるデータmvdEは、pmvEを用いて、以下の式（１２）のように生成される。
【００５５】
【数１２】
・・・（１２）
【００５６】
なお、実際の処理は、動きベクトル情報の水平方向、垂直方向のそれぞれの成分に対して、独立に処理が行なわれる。
【００５７】
［マルチ参照フレーム］
また、AVCにおいては、Multi-Reference Frameという、MPEG-2やH.263等、従来の画像情報符号化方式では規定されていなかった方式が規定されている。
【００５８】
図５を用いて、AVCにおいて規定されている、Mult-Reference Frameを説明する。すなわち、MPEG-2やH.263においては、Pピクチャの場合、フレームメモリに格納された参照フレーム１枚のみが参照されて、動き予測・補償処理が行われていたが、AVCにおいては、図に示したように、複数の参照フレームをメモリに格納し、ブロックごとに、異なるメモリを参照することが可能である。
【００５９】
ところで、Ｂピクチャにおける動きベクトル情報における情報量は膨大であるが、AVCにおいては、ダイレクトモード（Direct Mode）と呼ばれるモードが用意されている。
【００６０】
すなわち、ダイレクトモード（Direct Mode）においては、動きベクトル情報は、符号化データ中には格納されない。復号装置は、周辺もしくはco-locatedブロックの動きベクトル情報から、当該ブロックの動きベクトル情報を抽出する。
【００６１】
ダイレクトモード（Direct Mode）は、空間ダイレクトモード（Spatial Direct Mode）と、時間ダイレクトモード（Temporal Direct Mode）の２種類がある。これらのモードは、スライス毎に切り替えることが可能である。
【００６２】
空間ダイレクトモード（Spatial Direct Mode）においては、当該動き補償ブロックＥの動きベクトル情報mvE以下の式（１３）のように定義する。
【００６３】
mvE = pmvE ・・・（１３）
【００６４】
すなわち、Median予測により生成された動きベクトル情報を、当該ブロックに適用する。
【００６５】
次に、図６を参照して、時間ダイレクトモード（Temporal Direct Mode）を説明する。図６において、L0参照ピクチャにおける、当該ブロックと同じ空間上のアドレスにあるブロックをCo-Locatedブロックとし、Co-Located Blockにおける動きベクトル情報を、mvcolとする。また、当該ピクチャとL0参照ピクチャの時間軸上の距離をTDBとし、L0参照ピクチャとL1参照ピクチャの時間軸上の距離をTDDとする。
【００６６】
この時、当該ピクチャにおける、L0及びL1動きベクトル情報は、以下の式（１４）および式（１５）のように算出される。
【００６７】
【数１３】
・・・（１４）
【数１４】
・・・（１５）
【００６８】
尚、AVC符号化方式で符号化された符号化データにおいては、時間軸上の距離を表す情報TDが存在しないため、POC (Picture Order Count) を用いて上述の演算を行なうものとする。
【００６９】
また、AVC符号化方式で符号化された符号化データにおいては、ダイレクトモード（Direct Mode）は、１６×１６画素マクロブロック、もしくは８×８画素ブロック単位で定義することが可能である。
【００７０】
［予測モードの選択］
ところで、AVC符号化方式において、より高い符号化効率を達成するには、適切な予測モードの選択が重要である。
【００７１】
かかる選択方式の例として、JM (Joint Model) と呼ばれるH.264/MPEG-4 AVCの参照ソフトウェア (http://iphome.hhi.de/suehring/tml/index.htm において公開されている) に実装されている方法を挙げることが出来る。
【００７２】
JMにおいては、以下に述べる、High Complexity Modeと、Low Complexity Modeの２通りのモード判定方法を選択することが可能である。どちらも、それぞれの予測モードModeに関するコスト関数値を算出し、これを最小にする予測モードを当該ブロック乃至マクロブロックに対する最適モードとして選択する。
【００７３】
High Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（１６）のように算出される。
【００７４】
Cost(Mode ) = D ＋ λ＊R ・・・（１６）
【００７５】
ここで、Ωは、当該ブロック乃至マクロブロックを符号化するための候補モードの全体集合、Dは、当該予測モードModeで符号化した場合の、復号画像と入力画像の差分エネルギーである。λは、量子化パラメータの関数として与えられるLagrange未定乗数である。Rは、直交変換係数を含んだ、当該モードModeで符号化した場合の総符号量である。
【００７６】
つまり、High Complexity Modeでの符号化を行なうには、上記パラメータD及びRを算出するため、全ての候補モードModeにより、一度、仮エンコード処理を行なう必要があり、より高い演算量を要する。
【００７７】
Low Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（１７）のように算出される。
【００７８】
Cost(Mode ) = D ＋ QP2Quant(QP) ＊ HeaderBit ・・・（１７）
【００７９】
ここで、Dは、High Complexity Modeの場合と異なり、予測画像と入力画像の差分エネルギーとなる。QP2Quant(QP) は、量子化パラメータQPの関数として与えられ、HeaderBitは、直交変換係数を含まない、動きベクトルや、モードといった、ヘッダ情報（Header）に属する情報に関する符号量である。
【００８０】
すなわち、Low Complexity Modeにおいては、それぞれの候補モードModeに関して、予測処理を行なう必要があるが、復号化画像までは必要ないため、符号化処理まで行なう必要はない。このため、High Complexity Modeより低い演算量での実現が可能である。
【００８１】
［拡張マクロブロック］
ところで、マクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition）（4000画素×2000画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない。そこで、非特許文献１などにおいては、マクロブロックサイズを、図７に示されるように、６４×６４画素、３２画素×３２画素といった大きさにすること（拡張マクロブロック）が提案されている。
【００８２】
すなわち、非特許文献１においては、図７に示されるような、階層構造を採用することにより、１６×１６画素ブロック以下に関しては、現在のAVCにおけるマクロブロックと互換性を保ちながら、そのスーパーセットとして、より大きなブロックが定義されている。
【００８３】
以下において、このような、AVC符号化方式に規定されるブロックサイズ（１６×１６）より大きなマクロブロックを拡張マクロブロックと称する。また、AVC符号化方式に規定されるブロックサイズ（１６×１６）以下のマクロブロックを通常マクロブロックと称する。
【００８４】
動き予測・補償処理は、符号化処理単位であるマクロブロックや、そのマクロブロックを複数の領域に分割したサブマクロブロック毎に行われる。以下において、この動き予測・補償処理の単位を動き補償パーティションとも称する。
【００８５】
図７に示されるような、AVC符号化方式において規定されるブロックサイズ（１６×１６）より大きな拡張マクロブロックが採用される符号化方式の場合、動き補償パーティションも拡張される（１６×１６画素より大きくなる）可能性がある。
【００８６】
そして、図７に示される拡張マクロブロックを用いる符号化方式の場合も、色差信号に対する動き情報は、輝度信号において求められたものがスケーリングして用いられていた。そのため、動き情報が、色差信号に対して適切ではなくなる可能性があった。
【００８７】
一般的に、拡張マクロブロックに対して動き予測・補償処理を行う場合の動き補償パーティションのサイズは、通常マクロブロックの場合より大きくなる。したがって、動き情報のずれが生じやすく、適切な動き情報が得られなくなる可能性が高い。また、色差信号において動き情報が不適切になると、その誤差が色のにじみ等となって現れ、視覚的に大きな影響を及ぼす恐れがあった。特に、拡張マクロブロックの場合、その領域が広いので、色のにじみがさらによく目立つようになる恐れがあった。このように、色差信号の拡張マクロブロックに対する動き予測・補償処理による画質劣化は、より目につきやすくなる恐れがあった。
【００８８】
そこで、量子化処理の際にビットの割り当て量を増やし、画質劣化を抑制させることが考えられた。
【００８９】
ただし、例えば、AVC符号化方式においては、図８に示されるように、輝度信号に対する量子化パラメータQPYと、色差信号に対する量子化パラメータQPCの初期状態の関係は予め定められている。
【００９０】
この量子化パラメータの初期状態の関係に対して、ユーザが、ピクチャパラメータセットに含まれる、色差信号に対する量子化パラメータのオフセット値を指定するオフセットパラメータであるchroma_qp_index_offsetを用いて、図８の表に示される関係を右、若しくは左にシフトさせることで、ビット量の調整が行われていた。例えば、色差信号に対してビットを初期値より多く割り当てて、劣化を防いだり、若しくは、多少の劣化を許容し、色差信号に対するビットを削減したりすることが可能であった。
【００９１】
しかしながら、このオフセットパラメータでは、全ての色差信号のビットが一様に変化してしまうので、不要にビットの割り当て量が変化する恐れがあった。
【００９２】
例えば、上述したように、動き情報の誤差による視覚的影響は、色差信号の、拡張マクロブロックが採用された部分において強く現れる可能性が高い。したがって、その部分の画質劣化を抑制するためには、その部分についてのみビットの割り当てを増やせばよいが、chroma_qp_index_offsetを変動させると色差信号の全ての部分においてビット量が変化してしまう。つまり、視覚的影響が比較的少ない、小さなマクロブロックの部分もビット量が増大してしまう恐れがあり、不要に符号化効率を低減させてしまう恐れがあった。
【００９３】
そこで本発明においては、色差信号の拡張された動き補償パーティションに対する専用のオフセットパラメータを設けるようにする。
【００９４】
［画像符号化装置］
図１は、本発明を適用した画像処理装置としての画像符号化装置の一実施の形態の構成を表している。
【００９５】
図１に示される画像符号化装置１００は、例えば、H．264及びMPEG（Moving Picture Experts Group）４ Part１０（AVC（Advanced Video Coding））（以下H．264/AVCと称する）方式と同様に画像を符号化する符号化装置である。
【００９６】
ただし、画像符号化装置１００は、量子化処理において、動き情報の誤差による視覚に対する影響を抑制するように、適切な量子化を行う。
【００９７】
図１の例において、画像符号化装置１００は、A/D（Analog / Digital）変換部１０１、画面並べ替えバッファ１０２、演算部１０３、直交変換部１０４、量子化部１０５、可逆符号化部１０６、および蓄積バッファ１０７を有する。また、画像符号化装置１００は、逆量子化部１０８、逆直交変換部１０９、演算部１１０、デブロックフィルタ１１１、フレームメモリ１１２、選択部１１３、イントラ予測部１１４、動き予測・補償部１１５、選択部１１６、およびレート制御部１１７を有する。
【００９８】
画像符号化装置１００は、さらに、拡張マクロブロック色差量子化部１２１および拡張マクロブロック色差逆量子化部１２２を有する。
【００９９】
A/D変換部１０１は、入力された画像データをA/D変換し、画面並べ替えバッファ１０２に出力し、記憶させる。
【０１００】
画面並べ替えバッファ１０２は、記憶した表示の順番のフレームの画像を、GOP（Group of Picture）構造に応じて、符号化のためのフレームの順番に並べ替える。画面並べ替えバッファ１０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、演算部１０３に供給する。また、画面並べ替えバッファ１０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５にも供給する。
【０１０１】
演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算し、その差分情報を直交変換部１０４に出力する。
【０１０２】
例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、イントラ予測部１１４から供給される予測画像を減算する。また、例えば、インター符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算する。
【０１０３】
直交変換部１０４は、演算部１０３から供給される差分情報に対して、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換を施し、その変換係数を量子化部１０５に供給する。
【０１０４】
量子化部１０５は、直交変換部１０４が出力する変換係数を量子化する。量子化部１０５は、レート制御部１１７から供給される情報に基づいて量子化パラメータを設定し、量子化を行う。
【０１０５】
ただし、色差信号の拡張マクロブロックの量子化は、拡張マクロブロック色差量子化部１２１が行う。量子化部１０５は、オフセットに関する情報や、色差信号の拡張マクロブロックの直交変換係数を拡張マクロブロック色差量子化部１２１に供給し、量子化させ、量子化された直交変換係数を取得する。
【０１０６】
量子化部１０５は、自身で生成した、若しくは、拡張マクロブロック色差量子化部１２１に生成させた、量子化された変換係数を可逆符号化部１０６に供給する。
【０１０７】
可逆符号化部１０６は、その量子化された変換係数に対して、可変長符号化、算術符号化等の可逆符号化を施す。
【０１０８】
可逆符号化部１０６は、イントラ予測を示す情報などをイントラ予測部１１４から取得し、インター予測モードを示す情報や動きベクトル情報などを動き予測・補償部１１５から取得する。なお、イントラ予測（画面内予測）を示す情報は、以下、イントラ予測モード情報とも称する。また、インター予測（画面間予測）を示す情報モードを示す情報は、以下、インター予測モード情報とも称する。
【０１０９】
可逆符号化部１０６は、量子化された変換係数を符号化するとともに、フィルタ係数、イントラ予測モード情報、インター予測モード情報、および量子化パラメータなどの各種情報を、符号化データのヘッダ情報の一部とする（多重化する）。可逆符号化部１０６は、符号化して得られた符号化データを蓄積バッファ１０７に供給して蓄積させる。
【０１１０】
例えば、可逆符号化部１０６においては、可変長符号化または算術符号化等の可逆符号化処理が行われる。可変長符号化としては、H．264/AVC方式で定められているCAVLC（Context-Adaptive Variable Length Coding）などがあげられる。算術符号化としては、CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）などがあげられる。
【０１１１】
蓄積バッファ１０７は、可逆符号化部１０６から供給された符号化データを、一時的に保持し、所定のタイミングにおいて、H．264/AVC方式で符号化された符号化画像として、例えば、後段の図示せぬ記録装置や伝送路などに出力する。
【０１１２】
また、量子化部１０５において量子化された変換係数は、逆量子化部１０８にも供給される。逆量子化部１０８は、その量子化された変換係数を、量子化部１０５による量子化に対応する方法で逆量子化する。
【０１１３】
ただし、色差信号の拡張マクロブロックの逆量子化は、拡張マクロブロック色差逆量子化部１２２が行う。逆量子化部１０８は、オフセットに関する情報や、色差信号の拡張マクロブロックの直交変換係数を拡張マクロブロック色差逆量子化部１２２に供給し、逆量子化させ、直交変換係数を取得する。
【０１１４】
逆量子化部１０８は、自身で生成した、若しくは、拡張マクロブロック色差逆量子化部１２２に生成させた、変換係数を逆直交変換部１０９に供給する。
【０１１５】
逆直交変換部１０９は、供給された変換係数を、直交変換部１０４による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。逆直交変換された出力（復元された差分情報）は、演算部１１０に供給される。
【０１１６】
演算部１１０は、逆直交変換部１０９より供給された逆直交変換結果、すなわち、復元された差分情報に、選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を加算し、局部的に復号された画像（復号画像）を得る。
【０１１７】
例えば、差分情報が、イントラ符号化が行われる画像に対応する場合、演算部１１０は、その差分情報にイントラ予測部１１４から供給される予測画像を加算する。また、例えば、差分情報が、インター符号化が行われる画像に対応する場合、演算部１１０は、その差分情報に動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を加算する。
【０１１８】
その加算結果は、デブロックフィルタ１１１またはフレームメモリ１１２に供給される。
【０１１９】
デブロックフィルタ１１１は、適宜デブロックフィルタ処理を行なうことにより復号画像のブロック歪を除去するとともに、例えばウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いて適宜ループフィルタ処理を行なうことにより画質改善を行なう。デブロックフィルタ１１１は、各画素をクラス分類し、クラスごとに適切なフィルタ処理を施す。デブロックフィルタ１１１は、そのフィルタ処理結果をフレームメモリ１１２に供給する。
【０１２０】
フレームメモリ１１２は、所定のタイミングにおいて、蓄積されている参照画像を、選択部１１３を介してイントラ予測部１１４または動き予測・補償部１１５に出力する。
【０１２１】
例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、フレームメモリ１１２は、参照画像を、選択部１１３を介してイントラ予測部１１４に供給する。また、例えば、インター符号化が行われる場合、フレームメモリ１１２は、参照画像を、選択部１１３を介して動き予測・補償部１１５に供給する。
【０１２２】
選択部１１３は、フレームメモリ１１２から供給される参照画像がイントラ符号化を行なう画像である場合、その参照画像をイントラ予測部１１４に供給する。また、選択部１１３は、フレームメモリ１１２から供給される参照画像がインター符号化を行なう画像である場合、その参照画像を動き予測・補償部１１５に供給する。
【０１２３】
イントラ予測部１１４は、画面内の画素値を用いて予測画像を生成するイントラ予測（画面内予測）を行なう。イントラ予測部１１４は、複数のモード（イントラ予測モード）によりイントラ予測を行なう。
【０１２４】
イントラ予測部１１４は、全てのイントラ予測モードで予測画像を生成し、各予測画像を評価し、最適なモードを選択する。イントラ予測部１１４は、最適なイントラ予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、選択部１１６を介して演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【０１２５】
また、上述したように、イントラ予測部１１４は、採用したイントラ予測モードを示すイントラ予測モード情報等の情報を、適宜可逆符号化部１０６に供給する。
【０１２６】
動き予測・補償部１１５は、インター符号化が行われる画像について、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像と、選択部１１３を介してフレームメモリ１１２から供給される参照画像とを用いて、動き予測を行い、検出された動きベクトルに応じて動き補償処理を行い、予測画像（インター予測画像情報）を生成する。
【０１２７】
動き予測・補償部１１５は、候補となる全てのインター予測モードのインター予測処理を行い、予測画像を生成する。動き予測・補償部１１５は、生成された予測画像を、選択部１１６を介して演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【０１２８】
また、動き予測・補償部１１５は、採用されたインター予測モードを示すインター予測モード情報や、算出した動きベクトルを示す動きベクトル情報を可逆符号化部１０６に供給する。
【０１２９】
選択部１１６は、イントラ符号化を行なう画像の場合、イントラ予測部１１４の出力を演算部１０３や演算部１１０に供給し、インター符号化を行なう画像の場合、動き予測・補償部１１５の出力を演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【０１３０】
レート制御部１１７は、蓄積バッファ１０７に蓄積された圧縮画像に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
【０１３１】
［オフセットパラメータ］
AVC符号化方式等においては、上述したように、ユーザは、ピクチャパラメータセットに含まれるオフセットパラメータであるchroma_qp_index_offsetを用いて、色差信号に割り当てるビット量を調整していた。画像符号化装置１００は、さらに、新たなオフセットパラメータchroma_qp_index_offset_extmbを設ける。このchroma_qp_index_offset_extmbは、色差信号の拡張マクロブロックに対する量子化パラメータのオフセット値（所定のサイズ以上の領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値）を指定するオフセットパラメータである。このオフセットパラメータは、chroma_qp_index_offsetと同様、図８に示される関係を、その値に応じて、右や左にシフトさせることができる。つまり、このオフセットパラメータは、輝度信号の量子化パラメータの値に対して、色差信号の拡張マクロブロックの量子化パラメータを増減させるパラメータである。
【０１３２】
このchroma_qp_index_offset_extmbは、例えば、符号化データ（コードストリーム）中のＰピクチャやＢピクチャに対するピクチャパラメータセットの中に格納されて、画像復号装置に伝送される。
【０１３３】
すなわち、例えば、図３に示される１６×１６以下の動き補償パーティションの色差信号に対する量子化処理においては、AVC符号化方式等において定められているのと同様に、chroma_qp_index_offsetがオフセット値として適用されるが、例えば、図７に示されるような、１６×１６より大きな動き補償パーティションの色差信号に対する量子化処理においては、chroma_qp_index_offset_extmbがオフセット値として適用される。
【０１３４】
このように、色差信号の拡張マクロブロック（拡張された動き補償パーティション）の量子化処理に対してchroma_qp_index_offset_extmbを新たに設け、これを利用することにより、輝度信号の量子化パラメータと色差信号の量子化パラメータとの関係を、他と独立して補正することができるようにすることにより、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータをより自由に設定することができるようになり、結果として、拡張マクロブロックの色差信号対するビットの割り当ての自由度を向上させることができる。
【０１３５】
例えば、chroma_qp_index_offset_extmbの値を、chroma_qp_index_offsetより大きく設定する（chroma_qp_index_offset_extmb > chroma_qp_index_offset）ことにより、拡張された大きさの動き補償パーティションにおける色差信号に対して、より多くのビットを割り振り、その劣化を防ぐことが可能である。このとき、動き情報のずれによる視覚的な影響が比較的大きな拡張マクロブロック（拡張された動き補償パーティション）の部分のみ、ビットを多く割り当てることができるので、不要に符号化効率が低減してしまうのを抑制することができる。
【０１３６】
なお、実際には、色差信号に割り当てるビット量を低減させると、画質がさらに劣化するだけであるので、chroma_qp_index_offset_extmbの値をchroma_qp_index_offsetの値より小さくする（chroma_qp_index_offset_extmb < chroma_qp_index_offset）ことは禁止するようにしてもよい。例えば、蓄積バッファ１０７が、chroma_qp_index_offsetの値より小さい値のchroma_qp_index_offset_extmbの出力を禁止するようにしてもよい。また、例えば、可逆符号化部１０６が、chroma_qp_index_offsetの値より小さい値のchroma_qp_index_offset_extmbを符号化データ（ピクチャパラメータセット等）に付加することを禁止するようにしてもよい。
【０１３７】
また、この場合、chroma_qp_index_offset_extmbの値とchroma_qp_index_offsetの値とを同一にする（chroma_qp_index_offset_extmb = chroma_qp_index_offset）ことは、許容するようにしてもよいし、禁止するようにしてもよい。
【０１３８】
さらに、AVC符号化方式におけるHighProfileにおけるchroma_qp_index_offsetの場合と同様に、chroma_qp_index_offset_extmbの値が、色差信号Cbと色差信号Crとのそれぞれに対して、互いに独立に設定されるようにしても良い。
【０１３９】
chroma_qp_index_offset_extmbおよびchroma_qp_index_offsetの値は、例えば、以下のように決定されるものとする。
【０１４０】
すなわち、まず、第１のステップとして、画像符号化装置１００は、当該フレームに含まれる全てのマクロブロックに含まれる輝度信号および色差信号の、画素値の分散値（アクティビティ）を算出する。色差信号に関しては、Cb成分とCr成分とについて、互いに独立にアクティビティの算出が行われるようにしてもよい。
【０１４１】
第２のステップとして、画像符号化装置１００は、輝度信号に対するアクティビティMBActLumaの値が、予め定められた閾値Θより大きい（MBActLuma > Θ）マクロブロックと、そうでないマクロブロックとで、クラス分類を行う。
【０１４２】
第２のクラスは、よりアクティビティが低く、拡張マクロブロックとして符号化されると想定されるマクロブロックである。
【０１４３】
第３のステップとして、画像符号化装置１００は、第１のクラス、および、第２のクラスに関して、色差信号アクティビティの平均値AvgActChroma_1とAvgActChroma_2を算出する。画像符号化装置１００は、このAvgActChroma_2の値に応じて、予め用意されたテーブルに従い、chroma_qp_index_offset_extmbを決定する。また、画像符号化装置１００が、AvgActChroma_1の値に応じて、chroma_qp_index_offsetの値を決定するようにしても良い。また、画像符号化装置１００は、Cb成分とCr成分とのそれぞれに対して互いに独自にchroma_qp_index_offset_extmbの決定を行う時には、上記処理を、Cb成分とCr成分とで別々に行うようにしてもよい。
【０１４４】
［量子化部］
図１０は、図９の量子化部１０５の詳細な構成例を示すブロック図である。
【０１４５】
図１０に示されるように、量子化部１０５は、直交変換係数バッファ１５１、オフセット算出部１５２、量子化パラメータバッファ１５３、輝度・色差判別部１５４、輝度量子化部１５５、ブロックサイズ判別部１５６、色差量子化部１５７、および量子化直交変換係数バッファ１５８を有する。
【０１４６】
輝度信号、色差信号、及び、拡張された大きさのブロックに関する色差信号に対する量子化パラメータが、レート制御部１１７から、量子化パラメータバッファ１５３に供給され、保持される。
【０１４７】
また、直交変換部１０４から出力された直交変換係数は、直交変換係数バッファ１５１に供給される。直交変換係数は、直交変換係数バッファ１５１からオフセット算出部１５２に供給される。オフセット算出部１５２は、上述したように、輝度信号や色差信号のアクティビティからchroma_qp_index_offset_extmbやchroma_qp_index_offset_extmbを算出する。オフセット算出部１５２は、その値を量子化パラメータバッファ１５３に供給し、保持させる。
【０１４８】
量子化パラメータバッファ１５３に保持される量子パラメータは、輝度量子化部１５５、色差量子化部１５７、および拡張マクロブロック色差量子化部１２１に供給される。また、このとき、色差量子化部１５７へはオフセットパラメータchroma_qp_index_offsetの値も供給される。さらに、拡張マクロブロック色差量子化部１２１には、オフセットパラメータchroma_qp_index_offset_extmbの値も供給される。
【０１４９】
また、直交変換部１０４から出力された直交変換係数は、直交変換係数バッファ１５１を介して、輝度・色差判別部１５４にも供給される。輝度・色差判別部１５４は、直交変換係数が、輝度信号に関するものなのか、色差信号に関するものなのかを識別して分類する。輝度信号の直交変換係数であると判定された場合、輝度・色差判別部１５４は、その輝度信号の直交変換係数を輝度量子化部１５５に供給する。
【０１５０】
輝度量子化部１５５は、量子化パラメータから供給された量子化パラメータを用いて、輝度信号直交変換係数を量子化し、得られた、量子化された輝度信号の直交変換係数を、量子化直交変換係数バッファ１５８に供給し、保持させる。
【０１５１】
また、輝度・色差判別部１５４は、供給された直交変換係数が、輝度信号に関するものでない（色差信号の直交変換係数である）と判別した場合、輝度・色差判別部１５４は、その色差信号の直交変換係数をブロックサイズ判別部１５６に供給する。
【０１５２】
ブロックサイズ判別部１５６は、供給された色差信号の直交変換係数のブロックサイズを判別する。通常マクロブロックであると判定された場合、ブロックサイズ判別部１５６は、その通常マクロブロック色差信号直交変換係数を、色差量子化部１５７に供給する。
【０１５３】
色差量子化部１５７は、供給された量子化パラメータを、同じく供給されたオフセットパラメータchroma_qp_index_offsetで補正し、その補正後の量子化パラメータを用いて、通常マクロブロック色差信号直交変換係数を量子化する。色差量子化部１５７は、その量子化された通常マクロブロック色差信号直交変換係数を、量子化直交変換係数バッファ１５８に供給し、保持させる。
【０１５４】
さらに、ブロックサイズ判別部１５６は、供給された色差信号直交変換係数が、拡張マクロブロックのものであると判定された場合、その拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を、拡張マクロブロック色差量子化部１２１に供給する。
【０１５５】
拡張マクロブロック色差量子化部１２１は、供給された量子化パラメータを、同じく供給されたオフセットパラメータchroma_qp_index_offset_extmbで補正し、その補正後の量子化パラメータを用いて、拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を量子化する。拡張マクロブロック色差量子化部１２１は、その量子化された拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を、量子化直交変換係数バッファ１５８に供給し、保持させる。
【０１５６】
量子化直交変換係数バッファ１５８は、保持している量子化された直交変換係数を、所定のタイミングで可逆符号化部１０６や逆量子化部１０８に供給する。また、量子化パラメータバッファ１５３は、保持している量子化パラメータやオフセット情報を所定のタイミングで可逆符号化部１０６や逆量子化部１０８に供給する。
【０１５７】
なお、逆量子化部１０８は、画像復号装置の逆量子化部と同様の構成を有し、同様の処理を行う。したがって、逆量子化部１０８の説明は、画像復号装置において説明する。
【０１５８】
［符号化処理の流れ］
次に、以上のような画像符号化装置１００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１１のフローチャートを参照して、符号化処理の流れの例を説明する。
【０１５９】
ステップＳ１０１において、A/D変換部１０１は入力された画像をA/D変換する。ステップＳ１０２において、画面並べ替えバッファ１０２は、A/D変換された画像を記憶し、各ピクチャの表示する順番から符号化する順番への並べ替えを行う。
【０１６０】
ステップＳ１０３において、演算部１０３は、ステップＳ１０２の処理により並び替えられた画像と、予測画像との差分を演算する。予測画像は、インター予測する場合は動き予測・補償部１１５から、イントラ予測する場合はイントラ予測部１１４から、選択部１１６を介して演算部１０３に供給される。
【０１６１】
差分データは元の画像データに較べてデータ量が低減される。したがって、画像をそのまま符号化する場合に較べて、データ量を圧縮することができる。
【０１６２】
ステップＳ１０４において、直交変換部１０４は、ステップＳ１０３の処理により生成された差分情報を直交変換する。具体的には、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換が行われ、変換係数が出力される。
【０１６３】
ステップＳ１０５において、量子化部１０５は、ステップＳ１０４の処理により得られた直交変換係数を量子化する。
【０１６４】
ステップＳ１０５の処理により量子化された差分情報は、次のようにして局部的に復号される。すなわち、ステップＳ１０６において、逆量子化部１０８は、ステップＳ１０５の処理により生成された量子化された直交変換係数（量子化係数とも称する）を量子化部１０５の特性に対応する特性で逆量子化する。ステップＳ１０７において、逆直交変換部１０９は、ステップＳ１０６の処理により得られた直交変換係数を、直交変換部１０４の特性に対応する特性で逆直交変換する。
【０１６５】
ステップＳ１０８において、演算部１１０は、予測画像を局部的に復号された差分情報に加算し、局部的に復号された画像（演算部１０３への入力に対応する画像）を生成する。ステップＳ１０９においてデブロックフィルタ１１１は、ステップＳ１０８の処理により生成された画像をフィルタリングする。これによりブロック歪みが除去される。
【０１６６】
ステップＳ１１０において、フレームメモリ１１２は、ステップＳ１０９の処理によりブロック歪みが除去された画像を記憶する。なお、フレームメモリ１１２にはデブロックフィルタ１１１によりフィルタ処理されていない画像も演算部１１０から供給され、記憶される。
【０１６７】
ステップＳ１１１において、イントラ予測部１１４は、イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。ステップＳ１１２において、動き予測・補償部１１５は、インター予測モードでの動き予測や動き補償を行うインター動き予測処理を行う。
【０１６８】
ステップＳ１１３において、選択部１１６は、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５から出力された各コスト関数値に基づいて、最適予測モードを決定する。つまり、選択部１１６は、イントラ予測部１１４により生成された予測画像と、動き予測・補償部１１５により生成された予測画像のいずれか一方を選択する。
【０１６９】
また、このいずれの予測画像が選択されたかを示す選択情報は、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５のうち、予測画像が選択された方に供給される。最適イントラ予測モードの予測画像が選択された場合、イントラ予測部１１４は、最適イントラ予測モードを示す情報（すなわち、イントラ予測モード情報）を、可逆符号化部１０６に供給する。
【０１７０】
最適インター予測モードの予測画像が選択された場合、動き予測・補償部１１５は、最適インター予測モードを示す情報と、必要に応じて、最適インター予測モードに応じた情報を可逆符号化部１０６に出力する。最適インター予測モードに応じた情報としては、動きベクトル情報やフラグ情報、参照フレーム情報などがあげられる。
【０１７１】
ステップＳ１１４において、可逆符号化部１０６は、ステップＳ１０５の処理により量子化された変換係数を符号化する。すなわち、差分画像（インターの場合、２次差分画像）に対して、可変長符号化や算術符号化等の可逆符号化が行われる。
【０１７２】
なお、可逆符号化部１０６は、ステップＳ１０５の量子化処理において用いられた量子化パラメータやオフセット情報等を符号化し、符号化データに付加する。また、可逆符号化部１０６は、イントラ予測部１１４から供給されるイントラ予測モード情報、または、動き予測・補償部１１５から供給される最適インター予測モードに応じた情報なども符号化し、符号化データに付加する。
【０１７３】
ステップＳ１１５において蓄積バッファ１０７は、可逆符号化部１０６から出力される符号化データを蓄積する。蓄積バッファ１０７に蓄積された符号化データは、適宜読み出され、伝送路を介して復号側に伝送される。
【０１７４】
ステップＳ１１６においてレート制御部１１７は、ステップＳ１１５の処理により蓄積バッファ１０７に蓄積された圧縮画像に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
【０１７５】
ステップＳ１１６の処理が終了すると、符号化処理が終了される。
【０１７６】
［量子化処理の流れ］
次に、図１２のフローチャートを参照して、図１１のステップＳ１０５において実行される量子化処理の流れの例を説明する。
【０１７７】
量子化処理が開始されると、オフセット算出部１５２は、ステップＳ１３１において、直交変換部１０４において生成された直交変換係数を用いて、オフセット情報であるchroma_qp_index_offset_extmbやchroma_qp_index_offset_extmbの値を算出する。
【０１７８】
ステップＳ１３２において、量子化パラメータバッファ１５３は、レート制御部１１７から量子化パラメータを取得する。ステップＳ１３３において、輝度量子化部１５５は、輝度・色差判別部１５４において輝度信号であると判別された輝度信号直交変換係数を、ステップＳ１３２の処理において取得された量子化パラメータを用いて量子化する。
【０１７９】
ステップＳ１３４において、ブロックサイズ判別部１５６は、処理対象マクロブロックが拡張マクロブロックであるか否かを判定し、拡張マクロブロックであると判定された場合、ステップＳ１３５に処理を進める。
【０１８０】
ステップＳ１３５において、拡張マクロブロック色差量子化部１２１は、ステップＳ１３１において算出されたchroma_qp_index_offset_extmbを用いて、ステップＳ１３２において取得された量子化パラメータの値を補正する。より具体的には、予め定められている輝度信号の量子化パラメータと色差信号の量子化パラメータとの関係を、chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正し、その補正された関係に基づいて、輝度信号の量子化パラメータから、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータを生成する。
【０１８１】
ステップＳ１３６において、拡張マクロブロック色差量子化部１２１は、ステップＳ１３５の処理により得られた補正後の量子化パラメータを用いて、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化処理を行う。ステップＳ１３６の処理が終了すると、量子化部１０５は、量子化処理を終了し、処理を図１１のステップＳ１０６に戻し、ステップＳ１０７以降の処理を実行させる。
【０１８２】
また、図１２のステップＳ１３４において、通常マクロブロックであると判定された場合、ブロックサイズ判別部１５６は、ステップＳ１３７に処理を進める。
【０１８３】
ステップＳ１３７において、色差量子化部１５７は、ステップＳ１３１の処理により算出されたchroma_qp_index_offsetを用いて、ステップＳ１３２において取得された量子化パラメータの値を補正する。より具体的には、予め定められている輝度信号の量子化パラメータと色差信号の量子化パラメータとの関係を、chroma_qp_index_offsetを用いて補正し、その補正された関係に基づいて、輝度信号の量子化パラメータから、通常マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータを生成する。
【０１８４】
ステップＳ１３８において、色差量子化部１５７は、ステップＳ１３７の処理により得られた補正後の量子化パラメータを用いて、通常マクロブロックの色差信号に対する量子化処理を行う。ステップＳ１３８の処理が終了すると、量子化部１０５は、量子化処理を終了し、処理を図１１のステップＳ１０６に戻し、ステップＳ１０７以降の処理を実行させる。
【０１８５】
［オフセット情報算出処理］
次に、図１３のフローチャートを参照して、図１２のステップＳ１３１において実行されるオフセット情報算出処理の流れの例を説明する。
【０１８６】
オフセット情報算出処理が開始されると、オフセット算出部１５２は、ステップＳ１５１において、各マクロブロックに対する輝度信号および色差信号に関するアクティビティ（画素の分散値）を算出する。
【０１８７】
ステップＳ１５２において、オフセット算出部１５２は、ステップＳ１５１において算出された輝度信号のアクティビティの値によって、マクロブロックをクラス分類する。
【０１８８】
ステップＳ１５３において、オフセット算出部１５２は、そのクラス毎に色差信号のアクティビティの平均値を算出する。
【０１８９】
ステップＳ１５４において、ステップＳ１５３の処理により算出された、クラス毎の色差信号のアクティビティの平均値に基づいて、オフセット情報chroma_qp_index_offsetや、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを算出する。
【０１９０】
オフセット情報が算出されると、オフセット算出部１５２は、オフセット情報算出処理を終了し、処理を図１２のステップステップＳ１３１に戻し、それ以降の処理を実行させる。
【０１９１】
以上のように各処理を行うことにより、画像符号化装置１００は、色差信号の拡張マクロブロックに対して多くビットを割り当てることができるので、上述したように、不要な符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０１９２】
なお、図１１において実行される逆量子化処理は、後述する画像復号装置における逆量子化処理と同様であるので、その説明を省略する。
【０１９３】
＜２．第２の実施の形態＞
［画像復号装置］
図１４は、本発明を適用した画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。図１４に示される画像復号装置２００は、画像符号化装置１００に対応する復号装置である。
【０１９４】
画像符号化装置１００より符号化された符号化データは、所定の伝送路を介して、この画像符号化装置１００に対応する画像復号装置２００に伝送され、復号されるものとする。
【０１９５】
図１４に示されるように、画像復号装置２００は、蓄積バッファ２０１、可逆復号部２０２、逆量子化部２０３、逆直交変換部２０４、演算部２０５、デブロックフィルタ２０６、画面並べ替えバッファ２０７、およびD/A変換部２０８を有する。また、画像復号装置２００は、フレームメモリ２０９、選択部２１０、イントラ予測部２１１、動き予測・補償部２１２、および選択部２１３を有する。
【０１９６】
さらに、画像復号装置２００は、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１を有する。
【０１９７】
蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化データを蓄積する。この符号化データは、画像符号化装置１００により符号化されたものである。可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１から所定のタイミングで読み出された符号化データを、図１の可逆符号化部１０６の符号化方式に対応する方式で復号する。
【０１９８】
可逆復号部２０２は、符号化データを復号して得られた係数データを逆量子化部２０３に供給する。
【０１９９】
逆量子化部２０３は、可逆復号部２０２により復号されて得られた係数データ（量子化係数）を、図１の量子化部１０５の量子化方式に対応する方式で逆量子化する。このとき、逆量子化部２０３は、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１を用いて、色差信号の拡張マクロブロックに対する量子化を行う。
【０２００】
逆量子化部２０３は、逆量子化された係数データ、つまり、直交変換係数を、逆直交変換部２０４に供給する。逆直交変換部２０４は、図１の直交変換部１０４の直交変換方式に対応する方式で、その直交変換係数を逆直交変換し、画像符号化装置１００において直交変換される前の残差データに対応する復号残差データを得る。
【０２０１】
逆直交変換されて得られた復号残差データは、演算部２０５に供給される。また、演算部２０５には、選択部２１３を介して、イントラ予測部２１１若しくは動き予測・補償部２１２から予測画像が供給される。
【０２０２】
演算部２０５は、その復号残差データと予測画像とを加算し、画像符号化装置１００の演算部１０３により予測画像が減算される前の画像データに対応する復号画像データを得る。演算部２０５は、その復号画像データをデブロックフィルタ２０６に供給する。
【０２０３】
デブロックフィルタ２０６は、供給された復号画像のブロック歪を除去した後、画面並べ替えバッファ２０７に供給する。
【０２０４】
画面並べ替えバッファ２０７は、画像の並べ替えを行う。すなわち、図１の画面並べ替えバッファ１０２により符号化の順番のために並べ替えられたフレームの順番が、元の表示の順番に並べ替えられる。D/A変換部２０８は、画面並べ替えバッファ２０７から供給された画像をD/A変換し、図示せぬディスプレイに出力し、表示させる。
【０２０５】
デブロックフィルタ２０６の出力は、さらに、フレームメモリ２０９に供給される。
【０２０６】
フレームメモリ２０９、選択部２１０、イントラ予測部２１１、動き予測・補償部２１２、および選択部２１３は、画像符号化装置１００のフレームメモリ１１２、選択部１１３、イントラ予測部１１４、動き予測・補償部１１５、および選択部１１６にそれぞれ対応する。
【０２０７】
選択部２１０は、インター処理される画像と参照される画像をフレームメモリ２０９から読み出し、動き予測・補償部２１２に供給する。また、選択部２１０は、イントラ予測に用いられる画像をフレームメモリ２０９から読み出し、イントラ予測部２１１に供給する。
【０２０８】
イントラ予測部２１１には、ヘッダ情報を復号して得られたイントラ予測モードを示す情報等が可逆復号部２０２から適宜供給される。イントラ予測部２１１は、この情報に基づいて、フレームメモリ２０９から取得した参照画像から予測画像を生成し、生成した予測画像を選択部２１３に供給する。
【０２０９】
動き予測・補償部２１２は、ヘッダ情報を復号して得られた情報（予測モード情報、動きベクトル情報、参照フレーム情報、フラグ、および各種パラメータ等）を可逆復号部２０２から取得する。
【０２１０】
動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給されるそれらの情報に基づいて、フレームメモリ２０９から取得した参照画像から予測画像を生成し、生成した予測画像を選択部２１３に供給する。
【０２１１】
選択部２１３は、動き予測・補償部２１２またはイントラ予測部２１１により生成された予測画像を選択し、演算部２０５に供給する。
【０２１２】
拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１は、逆量子化部２０３と連携し、色差信号の拡張マクロブロックに対する逆量子化を行う。
【０２１３】
画像復号装置２００の場合、量子化パラメータやオフセット情報は、画像符号化装置１００より供給される（可逆復号部２０２がコードストリームより抽出する）。
【０２１４】
［逆量子化部］
図１５は、逆量子化部２０３の詳細な構成例を示すブロック図である。図１５に示されるように、逆量子化部２０３は、量子化パラメータバッファ２５１、輝度・色差判別部２５２、輝度逆量子化部２５３、ブロックサイズ判別部２５４、色差逆量子化部２５５、および、直交変換係数バッファ２５６を有する。
【０２１５】
まず、可逆復号部２０２から量子化パラメータやオフセット情報等が供給され、量子化パラメータバッファ２５１は、それらを保持する。また、可逆復号部２０２から供給される量子化された直交変換係数は、輝度・色差判別部２５２供給される。
【０２１６】
輝度・色差判別部２５２は、量子化された直交変換係数が、輝度信号であるか色差信号であるかを判別する。輝度信号である場合、輝度・色差判別部２５２は、量子化された輝度信号直交変換係数を輝度逆量子化部２５３に供給する。このとき、量子化パラメータバッファ２５１は、量子化パラメータを輝度逆量子化部２５３に供給する。
【０２１７】
輝度逆量子化部２５３は、その量子化パラメータを用いて、輝度・色差判別部２５２から供給された、量子化された輝度信号直交変換係数を逆量子化する。輝度逆量子化部２５３は、逆量子化して得られた輝度信号直交変換係数を直交変換係数バッファ２５６に供給し、保持させる。
【０２１８】
また、色差信号であると判定した場合、輝度・色差判別部２５２は、量子化された色差信号直交変換係数をブロックサイズ判別部２５４に供給する。ブロックサイズ判別部２５４は、処理対象のマクロブロックのサイズを判別する。
【０２１９】
拡張マクロブロックであると判別した場合、ブロックサイズ判別部２５４は、量子化された拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１に供給する。このとき、量子化パラメータバッファ２５１は、量子化パラメータと、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１に供給する。
【０２２０】
拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１は、その量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbで補正し、補正後の量子化パラメータを用いて、ブロックサイズ判別部２５４から供給された、量子化された拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を逆量子化する。拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１は、逆量子化して得られた拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を直交変換係数バッファ２５６に供給し、保持させる。
【０２２１】
また、通常マクロブロックであると判別した場合、ブロックサイズ判別部２５４は、量子化された通常マクロブロック色差信号直交変換係数を、色差逆量子化部２５５に供給する。このとき、量子化パラメータバッファ２５１は、量子化パラメータと、オフセット情報chroma_qp_index_offsetを、色差逆量子化部２５５に供給する。
【０２２２】
色差逆量子化部２５５は、その量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offsetで補正し、補正後の量子化パラメータを用いて、ブロックサイズ判別部２５４から供給された、量子化された通常マクロブロック色差信号直交変換係数を逆量子化する。色差逆量子化部２５５は、逆量子化して得られた通常マクロブロック色差信号直交変換係数を直交変換係数バッファ２５６に供給し、保持させる。
【０２２３】
直交変換係数バッファ２５６は、以上のように保持された直交変換係数を逆直交変換部２０４に供給する。
【０２２４】
以上のように、逆量子化部２０３は、画像符号化装置１００の量子化処理に対応して、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて逆量子化を行うことができるので、動き情報の誤差による視覚的な影響が大きくなりやすい色差信号の拡張マクロブロックに対して多くビットを割り当てることができる。したがって、画像復号装置２００は、不要な符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０２２５】
なお、図９の逆量子化部１０８も基本的にこの逆量子化部２０３と同様に構成され、同様の処理を行う。ただし、逆量子化部１０８は、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１の代わりに、拡張マクロブロック色差逆量子化部１２２に、色差信号の拡張マクロブロックについての逆量子化を実行させる。また、量子化パラメータや量子化された直交変換係数などは、可逆復号部２０２からではなく量子化部１０５から供給される。さらに、逆量子化して得られた直交変換係数は、逆直交変換部２０４に供給する代わりに、逆直交変換部１０９に供給される。
【０２２６】
［復号処理の流れ］
次に、以上のような画像復号装置２００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１６のフローチャートを参照して、復号処理の流れの例を説明する。
【０２２７】
復号処理が開始されると、ステップＳ２０１において、蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化データを蓄積する。ステップＳ２０２において、可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１から供給される符号化データを復号する。すなわち、図１の可逆符号化部１０６により符号化されたＩピクチャ、Ｐピクチャ、並びにＢピクチャが復号される。
【０２２８】
このとき、動きベクトル情報、参照フレーム情報、予測モード情報（イントラ予測モード、またはインター予測モード）、並びに、各種フラグ、量子化パラメータ、オフセット情報等も復号される。
【０２２９】
予測モード情報がイントラ予測モード情報である場合、予測モード情報は、イントラ予測部２１１に供給される。予測モード情報がインター予測モード情報である場合、予測モード情報と対応する動きベクトル情報は、動き予測・補償部２１２に供給される。
【０２３０】
ステップＳ２０３において、逆量子化部２０３は、可逆復号部２０２により復号されて得られた、量子化された直交変換係数を、図１の量子化部１０５による量子化処理に対応する方法で逆量子化する。例えば、逆量子化部２０３は、色差信号の拡張マクロブロックに対する逆量子化において、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１を用いて、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbで量子化パラメータを補正させ、逆量子化を行わせる。
【０２３１】
ステップＳ２０４において逆直交変換部２０４は逆量子化部２０３により逆量子化されて得られた直交変換係数を、図１の直交変換部１０４による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。これにより図１の直交変換部１０４の入力（演算部１０３の出力）に対応する差分情報が復号されたことになる。
【０２３２】
ステップＳ２０５において、演算部２０５は、ステップＳ２０４の処理により得られた差分情報に、予測画像を加算する。これにより元の画像データが復号される。
【０２３３】
ステップＳ２０６において、デブロックフィルタ２０６は、ステップＳ２０５の処理により得られた復号画像を適宜フィルタリングする。これにより適宜復号画像からブロック歪みが除去される。
【０２３４】
ステップＳ２０７において、フレームメモリ２０９は、フィルタリングされた復号画像を記憶する。
【０２３５】
ステップＳ２０８において、イントラ予測部２１１、または動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給される予測モード情報に対応して、それぞれ画像の予測処理を行う。
【０２３６】
すなわち、可逆復号部２０２からイントラ予測モード情報が供給された場合、イントラ予測部２１１は、イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。また、可逆復号部２０２からインター予測モード情報が供給された場合、動き予測・補償部２１２は、インター予測モードの動き予測処理を行う。
【０２３７】
ステップＳ２０９において、選択部２１３は予測画像を選択する。すなわち、選択部２１３には、イントラ予測部２１１により生成された予測画像、若しくは、動き予測・補償部２１２により生成された予測画像が供給される。選択部２１３は、その予測画像が供給された側を選択し、その予測画像を演算部２０５に供給する。この予測画像は、ステップＳ２０５の処理により差分情報に加算される。
【０２３８】
ステップＳ２１０において、画面並べ替えバッファ２０７は、復号画像データのフレームの並べ替えを行う。すなわち、復号画像データの、画像符号化装置１００の画面並べ替えバッファ１０２（図１）により符号化のために並べ替えられたフレームの順序が、元の表示の順序に並べ替えられる。
【０２３９】
ステップＳ２１１において、D/A変換部２０８は、画面並べ替えバッファ２０７においてフレームが並べ替えられた復号画像データをD/A変換する。この復号画像データが図示せぬディスプレイに出力され、その画像が表示される。
【０２４０】
［逆量子化処理の流れ］
次に、図１７のフローチャートを参照して、図１６のステップＳ２０３において実行される逆量子化処理の詳細な流れの例を説明する。
【０２４１】
逆量子化処理が開始されると、可逆復号部２０２は、ステップＳ２３１において、オフセット情報（chroma_qp_index_offsetやchroma_qp_index_offset_extmb）を復号し、ステップＳ２３２において、輝度信号に関する量子化パラメータを復号する。
【０２４２】
ステップＳ２３２において、輝度逆量子化部２５３は、量子化された輝度信号の直交変換係数に対する逆量子化処理を行う。ステップＳ２３４において、ブロックサイズ判定部２５４は、処理対象である当該マクロブロックが拡張マクロブロックであるか否かを判定する。拡張マクロブロックであると判定された場合、ブロックサイズ判定部２５４は、処理をステップＳ２３５に進める。
【０２４３】
ステップＳ２３５において、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１は、ステップＳ２３２の処理により復号された、輝度信号に関する量子化パラメータを、ステップＳ２３１の処理により復号されたオフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbで補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータを算出する。より具体的には、予め定められている輝度信号の量子化パラメータと色差信号の量子化パラメータとの関係を、chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正し、その補正された関係に基づいて、輝度信号の量子化パラメータから、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータを生成する。
【０２４４】
ステップＳ２３６において、拡張マクロブロック色差逆量子化部２２１は、ステップＳ２３５の処理により算出された量子化パラメータを用いて、量子化された拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を逆量子化し、拡張マクロブロック色差信号直交変換係数を生成する。
【０２４５】
また、ステップＳ２３４において、当該ブロックが通常マクロブロックであると判定された場合、ブロックサイズ判定部２５４は、処理をステップＳ２３７に進める。
【０２４６】
ステップＳ２３７において、色差逆量子化部２５５は、ステップＳ２３２の処理により復号された輝度信号に関する量子化パラメータを、ステップＳ２３１の処理により復号されたオフセット情報chroma_qp_index_offsetで補正することにより、通常マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータを算出する。より具体的には、予め定められている輝度信号の量子化パラメータと色差信号の量子化パラメータとの関係を、chroma_qp_index_offsetを用いて補正し、その補正された関係に基づいて、輝度信号の量子化パラメータから、通常マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータを生成する。
【０２４７】
ステップＳ２３８において、色差逆量子化部２５５は、ステップＳ２３７の処理により算出された量子化パラメータを用いて、量子化された通常マクロブロック色差信号直交変換係数を逆量子化し、通常マクロブロック色差信号直交変換係数を生成する。
【０２４８】
ステップＳ２３３、ステップＳ２３６、およびステップＳ２３８において算出された直交変換係数は、直交変換係数バッファ２５６を介して、逆直交変換部２０４に供給される。
【０２４９】
ステップＳ２３６若しくはステップＳ２３８の処理が終了すると、逆量子化部２０３は、逆量子化処理を終了し、処理を図１６のステップＳ２０３に戻し、ステップＳ２０４以降の処理を実行させる。
【０２５０】
以上のように、各種処理を行うことにより、画像復号装置２００は、画像符号化装置１００の量子化処理に対応して、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて逆量子化を行うことができるので、動き情報の誤差による視覚的な影響が大きくなりやすい色差信号の拡張マクロブロックに対して多くビットを割り当てることができる。したがって、画像復号装置２００は、不要な符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０２５１】
なお、図１１の符号化処理のステップＳ１０６において実行される逆量子化処理も、この図１７のフローチャートを参照して説明した画像復号装置２００による逆量子化処理と同様に行われる。
【０２５２】
また、以上においては、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbが、拡張マクロブロックを対象とするように説明したが、オフセット情報chroma_qp_index_offsetを適用するか、若しくは、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを適用するかの境界となるサイズは任意である。
【０２５３】
例えば、８×８以下のマクロブロックの色差信号に対しては、オフセット情報chroma_qp_index_offsetを用いて輝度信号の量子化パラメータを補正するようにし、８×８より大きなマクロブロックに対しては、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて輝度信号の量子化パラメータを補正するようにしてもよい。
【０２５４】
また、例えば、６４×６４以下のマクロブロックの色差信号に対しては、オフセット情報chroma_qp_index_offsetを適用するようにし、６４×６４より大きなマクロブロックに対しては、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを適用するようにしてもよい。
【０２５５】
以上においては、AVCに準ずる方式による符号化を行う画像符号化装置、並びに、AVCに準ずる方式による復号を行う画像復号装置を例にして説明してきたが、本発明の適用範囲はこれに限らず、図７に示されるような、階層構造によるブロックに基づく符号化処理を行うあらゆる画像符号化装置並びに画像復号装置に適用することが可能である。
【０２５６】
また、以上に説明した量子化パラメータやオフセット情報は、例えば、符号化データの任意の位置に付加されるようにしてもよいし、符号化データとは別に復号側に伝送されるようにしてもよい。例えば、可逆符号化部１０６が、これらの情報を、ビットストリームにシンタックスとして記述するようにしてもよい。また、可逆符号化部１０６が、これらの情報を、補助情報として所定の領域に格納して伝送するようにしてもよい。例えば、これらの情報が、SEI（Suplemental Enhancement Information）等のパラメータセット（例えばシーケンスやピクチャのヘッダ等）に格納されるようにしてもよい。
【０２５７】
また、可逆符号化部１０６が、これらの情報を、符号化データとは別に（別のファイルとして）、画像符号化装置１００から画像復号装置２００に伝送させるようにしてもよい。その場合、これらの情報と符号化データとの対応関係を明確にする（復号側で把握することができるようにする）必要があるが、その方法は任意である。例えば、別途、対応関係を示すテーブル情報を作成してもよいし、対応先のデータを示すリンク情報を互いのデータに埋め込むなどしてもよい。
【０２５８】
＜３．第３の実施の形態＞
［パーソナルコンピュータ］
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。この場合、例えば、図１８に示されるようなパーソナルコンピュータとして構成されるようにしてもよい。
【０２５９】
図１８において、パーソナルコンピュータ５００のCPU（Central Processing Unit）５０１は、ROM（Read Only Memory）５０２に記憶されているプログラム、または記憶部５１３からRAM（Random Access Memory）５０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM５０３にはまた、CPU５０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０２６０】
CPU５０１、ROM５０２、およびRAM５０３は、バス５０４を介して相互に接続されている。このバス５０４にはまた、入出力インタフェース５１０も接続されている。
【０２６１】
入出力インタフェース５１０には、キーボード、マウスなどよりなる入力部５１１、CRT（Cathode Ray Tube）やLCD（Liquid Crystal Display）などよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部５１２、ハードディスクなどより構成される記憶部５１３、モデムなどより構成される通信部５１４が接続されている。通信部５１４は、インターネットを含むネットワークを介しての通信処理を行なう。
【０２６２】
入出力インタフェース５１０にはまた、必要に応じてドライブ５１５が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア５２１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部５１３にインストールされる。
【０２６３】
上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０２６４】
この記録媒体は、例えば、図１８に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM（Compact Disc - Read Only Memory）,DVD（Digital Versatile Disc）を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini Disc）を含む）、若しくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア５２１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM５０２や、記憶部５１３に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０２６５】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０２６６】
また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０２６７】
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
【０２６８】
また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２６９】
例えば、上述した画像符号化装置や画像復号装置は、任意の電子機器に適用することができる。以下にその例について説明する。
【０２７０】
＜４．第４の実施の形態＞
［テレビジョン受像機］
図１９は、本発明を適用した画像復号装置２００を用いるテレビジョン受像機の主な構成例を示すブロック図である。
【０２７１】
図１９に示されるテレビジョン受像機１０００は、地上波チューナ１０１３、ビデオデコーダ１０１５、映像信号処理回路１０１８、グラフィック生成回路１０１９、パネル駆動回路１０２０、および表示パネル１０２１を有する。
【０２７２】
地上波チューナ１０１３は、地上アナログ放送の放送波信号を、アンテナを介して受信し、復調し、映像信号を取得し、それをビデオデコーダ１０１５に供給する。ビデオデコーダ１０１５は、地上波チューナ１０１３から供給された映像信号に対してデコード処理を施し、得られたデジタルのコンポーネント信号を映像信号処理回路１０１８に供給する。
【０２７３】
映像信号処理回路１０１８は、ビデオデコーダ１０１５から供給された映像データに対してノイズ除去などの所定の処理を施し、得られた映像データをグラフィック生成回路１０１９に供給する。
【０２７４】
グラフィック生成回路１０１９は、表示パネル１０２１に表示させる番組の映像データや、ネットワークを介して供給されるアプリケーションに基づく処理による画像データなどを生成し、生成した映像データや画像データをパネル駆動回路１０２０に供給する。また、グラフィック生成回路１０１９は、項目の選択などにユーザにより利用される画面を表示するための映像データ（グラフィック）を生成し、それを番組の映像データに重畳したりすることによって得られた映像データをパネル駆動回路１０２０に供給するといった処理も適宜行なう。
【０２７５】
パネル駆動回路１０２０は、グラフィック生成回路１０１９から供給されたデータに基づいて表示パネル１０２１を駆動し、番組の映像や上述した各種の画面を表示パネル１０２１に表示させる。
【０２７６】
表示パネル１０２１はLCD（Liquid Crystal Display）などよりなり、パネル駆動回路１０２０による制御に従って番組の映像などを表示させる。
【０２７７】
また、テレビジョン受像機１０００は、音声A/D（Analog/Digital)変換回路１０１４、音声信号処理回路１０２２、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３、音声増幅回路１０２４、およびスピーカ１０２５も有する。
【０２７８】
地上波チューナ１０１３は、受信した放送波信号を復調することにより、映像信号だけでなく音声信号も取得する。地上波チューナ１０１３は、取得した音声信号を音声A/D変換回路１０１４に供給する。
【０２７９】
音声A/D変換回路１０１４は、地上波チューナ１０１３から供給された音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声信号を音声信号処理回路１０２２に供給する。
【０２８０】
音声信号処理回路１０２２は、音声A/D変換回路１０１４から供給された音声データに対してノイズ除去などの所定の処理を施し、得られた音声データをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
【０２８１】
エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、音声信号処理回路１０２２から供給された音声データを音声増幅回路１０２４に供給する。
【０２８２】
音声増幅回路１０２４は、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３から供給された音声データに対してD/A変換処理、増幅処理を施し、所定の音量に調整した後、音声をスピーカ１０２５から出力させる。
【０２８３】
さらに、テレビジョン受像機１０００は、デジタルチューナ１０１６およびMPEGデコーダ１０１７も有する。
【０２８４】
デジタルチューナ１０１６は、デジタル放送（地上デジタル放送、BS（Broadcasting Satellite）／CS（Communications Satellite）デジタル放送）の放送波信号を、アンテナを介して受信し、復調し、MPEG-TS（Moving Picture Experts Group-Transport Stream）を取得し、それをMPEGデコーダ１０１７に供給する。
【０２８５】
MPEGデコーダ１０１７は、デジタルチューナ１０１６から供給されたMPEG-TSに施されているスクランブルを解除し、再生対象（視聴対象）になっている番組のデータを含むストリームを抽出する。MPEGデコーダ１０１７は、抽出したストリームを構成する音声パケットをデコードし、得られた音声データを音声信号処理回路１０２２に供給するとともに、ストリームを構成する映像パケットをデコードし、得られた映像データを映像信号処理回路１０１８に供給する。また、MPEGデコーダ１０１７は、MPEG-TSから抽出したEPG（Electronic Program Guide)データを図示せぬ経路を介してCPU１０３２に供給する。
【０２８６】
テレビジョン受像機１０００は、このように映像パケットをデコードするMPEGデコーダ１０１７として、上述した画像復号装置２００を用いる。なお、放送局等より送信されるMPEG-TSは、画像符号化装置１００によって符号化されている。
【０２８７】
MPEGデコーダ１０１７は、画像復号装置２００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する逆量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて逆量子化を行う。したがって、MPEGデコーダ１０１７は、画像符号化装置１００が量子化した直交変換係数を適切に逆量子化することができる。これにより、MPEGデコーダ１０１７は、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０２８８】
MPEGデコーダ１０１７から供給された映像データは、ビデオデコーダ１０１５から供給された映像データの場合と同様に、映像信号処理回路１０１８において所定の処理が施され、グラフィック生成回路１０１９において、生成された映像データ等が適宜重畳され、パネル駆動回路１０２０を介して表示パネル１０２１に供給され、その画像が表示される。
【０２８９】
MPEGデコーダ１０１７から供給された音声データは、音声A/D変換回路１０１４から供給された音声データの場合と同様に、音声信号処理回路１０２２において所定の処理が施され、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３を介して音声増幅回路１０２４に供給され、D/A変換処理や増幅処理が施される。その結果、所定の音量に調整された音声がスピーカ１０２５から出力される。
【０２９０】
また、テレビジョン受像機１０００は、マイクロホン１０２６、およびA/D変換回路１０２７も有する。
【０２９１】
A/D変換回路１０２７は、音声会話用のものとしてテレビジョン受像機１０００に設けられるマイクロホン１０２６により取り込まれたユーザの音声の信号を受信し、受信した音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声データをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
【０２９２】
エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、テレビジョン受像機１０００のユーザ（ユーザＡ）の音声のデータがA/D変換回路１０２７から供給されている場合、ユーザＡの音声データを対象としてエコーキャンセルを行ない、他の音声データと合成するなどして得られた音声のデータを、音声増幅回路１０２４を介してスピーカ１０２５より出力させる。
【０２９３】
さらに、テレビジョン受像機１０００は、音声コーデック１０２８、内部バス１０２９、SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory)１０３０、フラッシュメモリ１０３１、CPU１０３２、USB（Universal Serial Bus) I/F１０３３、およびネットワークI/F１０３４も有する。
【０２９４】
A/D変換回路１０２７は、音声会話用のものとしてテレビジョン受像機１０００に設けられるマイクロホン１０２６により取り込まれたユーザの音声の信号を受信し、受信した音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声データを音声コーデック１０２８に供給する。
【０２９５】
音声コーデック１０２８は、A/D変換回路１０２７から供給された音声データを、ネットワーク経由で送信するための所定のフォーマットのデータに変換し、内部バス１０２９を介してネットワークI/F１０３４に供給する。
【０２９６】
ネットワークI/F１０３４は、ネットワーク端子１０３５に装着されたケーブルを介してネットワークに接続される。ネットワークI/F１０３４は、例えば、そのネットワークに接続される他の装置に対して、音声コーデック１０２８から供給された音声データを送信する。また、ネットワークI/F１０３４は、例えば、ネットワークを介して接続される他の装置から送信される音声データを、ネットワーク端子１０３５を介して受信し、それを、内部バス１０２９を介して音声コーデック１０２８に供給する。
【０２９７】
音声コーデック１０２８は、ネットワークI/F１０３４から供給された音声データを所定のフォーマットのデータに変換し、それをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
【０２９８】
エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、音声コーデック１０２８から供給される音声データを対象としてエコーキャンセルを行ない、他の音声データと合成するなどして得られた音声のデータを、音声増幅回路１０２４を介してスピーカ１０２５より出力させる。
【０２９９】
SDRAM１０３０は、CPU１０３２が処理を行なう上で必要な各種のデータを記憶する。
【０３００】
フラッシュメモリ１０３１は、CPU１０３２により実行されるプログラムを記憶する。フラッシュメモリ１０３１に記憶されているプログラムは、テレビジョン受像機１０００の起動時などの所定のタイミングでCPU１０３２により読み出される。フラッシュメモリ１０３１には、デジタル放送を介して取得されたEPGデータ、ネットワークを介して所定のサーバから取得されたデータなども記憶される。
【０３０１】
例えば、フラッシュメモリ１０３１には、CPU１０３２の制御によりネットワークを介して所定のサーバから取得されたコンテンツデータを含むMPEG-TSが記憶される。フラッシュメモリ１０３１は、例えばCPU１０３２の制御により、そのMPEG-TSを、内部バス１０２９を介してMPEGデコーダ１０１７に供給する。
【０３０２】
MPEGデコーダ１０１７は、デジタルチューナ１０１６から供給されたMPEG-TSの場合と同様に、そのMPEG-TSを処理する。このようにテレビジョン受像機１０００は、映像や音声等よりなるコンテンツデータを、ネットワークを介して受信し、MPEGデコーダ１０１７を用いてデコードし、その映像を表示させたり、音声を出力させたりすることができる。
【０３０３】
また、テレビジョン受像機１０００は、リモートコントローラ１０５１から送信される赤外線信号を受光する受光部１０３７も有する。
【０３０４】
受光部１０３７は、リモートコントローラ１０５１からの赤外線を受光し、復調して得られたユーザ操作の内容を表す制御コードをCPU１０３２に出力する。
【０３０５】
CPU１０３２は、フラッシュメモリ１０３１に記憶されているプログラムを実行し、受光部１０３７から供給される制御コードなどに応じてテレビジョン受像機１０００の全体の動作を制御する。CPU１０３２とテレビジョン受像機１０００の各部は、図示せぬ経路を介して接続されている。
【０３０６】
USB I/F１０３３は、USB端子１０３６に装着されたUSBケーブルを介して接続される、テレビジョン受像機１０００の外部の機器との間でデータの送受信を行なう。ネットワークI/F１０３４は、ネットワーク端子１０３５に装着されたケーブルを介してネットワークに接続し、ネットワークに接続される各種の装置と音声データ以外のデータの送受信も行なう。
【０３０７】
テレビジョン受像機１０００は、MPEGデコーダ１０１７として画像復号装置２００を用いることにより、アンテナを介して受信する放送波信号や、ネットワークを介して取得するコンテンツデータの符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３０８】
＜５．第５の実施の形態＞
［携帯電話機］
図２０は、本発明を適用した画像符号化装置１００および画像復号装置２００を用いる携帯電話機の主な構成例を示すブロック図である。
【０３０９】
図２０に示される携帯電話機１１００は、各部を統括的に制御するようになされた主制御部１１５０、電源回路部１１５１、操作入力制御部１１５２、画像エンコーダ１１５３、カメラI/F部１１５４、LCD制御部１１５５、画像デコーダ１１５６、多重分離部１１５７、記録再生部１１６２、変復調回路部１１５８、および音声コーデック１１５９を有する。これらは、バス１１６０を介して互いに接続されている。
【０３１０】
また、携帯電話機１１００は、操作キー１１１９、CCD（Charge Coupled Devices）カメラ１１１６、液晶ディスプレイ１１１８、記憶部１１２３、送受信回路部１１６３、アンテナ１１１４、マイクロホン（マイク）１１２１、およびスピーカ１１１７を有する。
【０３１１】
電源回路部１１５１は、ユーザの操作により終話およ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機１１００を動作可能な状態に起動する。
【０３１２】
携帯電話機１１００は、CPU、ROMおよびRAM等でなる主制御部１１５０の制御に基づいて、音声通話モードやデータ通信モード等の各種モードで、音声信号の送受信、電子メールや画像データの送受信、画像撮影、またはデータ記録等の各種動作を行なう。
【０３１３】
例えば、音声通話モードにおいて、携帯電話機１１００は、マイクロホン（マイク）１１２１で集音した音声信号を、音声コーデック１１５９によってデジタル音声データに変換し、これを変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（音声信号）は、公衆電話回線網を介して通話相手の携帯電話機に供給される。
【０３１４】
また、例えば、音声通話モードにおいて、携帯電話機１１００は、アンテナ１１１４で受信した受信信号を送受信回路部１１６３で増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理し、変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理し、音声コーデック１１５９によってアナログ音声信号に変換する。携帯電話機１１００は、その変換して得られたアナログ音声信号をスピーカ１１１７から出力する。
【０３１５】
更に、例えば、データ通信モードにおいて電子メールを送信する場合、携帯電話機１１００は、操作キー１１１９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を、操作入力制御部１１５２において受け付ける。携帯電話機１１００は、そのテキストデータを主制御部１１５０において処理し、LCD制御部１１５５を介して、画像として液晶ディスプレイ１１１８に表示させる。
【０３１６】
また、携帯電話機１１００は、主制御部１１５０において、操作入力制御部１１５２が受け付けたテキストデータやユーザ指示等に基づいて電子メールデータを生成する。携帯電話機１１００は、その電子メールデータを、変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（電子メール）は、ネットワークおよびメールサーバ等を介して、所定のあて先に供給される。
【０３１７】
また、例えば、データ通信モードにおいて電子メールを受信する場合、携帯電話機１１００は、基地局から送信された信号を、アンテナ１１１４を介して送受信回路部１１６３で受信し、増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理する。携帯電話機１１００は、その受信信号を変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理して元の電子メールデータを復元する。携帯電話機１１００は、復元された電子メールデータを、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示する。
【０３１８】
なお、携帯電話機１１００は、受信した電子メールデータを、記録再生部１１６２を介して、記憶部１１２３に記録する（記憶させる）ことも可能である。
【０３１９】
この記憶部１１２３は、書き換え可能な任意の記憶媒体である。記憶部１１２３は、例えば、RAMや内蔵型フラッシュメモリ等の半導体メモリであってもよいし、ハードディスクであってもよいし、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、USBメモリ、またはメモリカード等のリムーバブルメディアであってもよい。もちろん、これら以外のものであってもよい。
【０３２０】
さらに、例えば、データ通信モードにおいて画像データを送信する場合、携帯電話機１１００は、撮像によりCCDカメラ１１１６で画像データを生成する。CCDカメラ１１１６は、レンズや絞り等の光学デバイスと光電変換素子としてのCCDを有し、被写体を撮像し、受光した光の強度を電気信号に変換し、被写体の画像の画像データを生成する。CCDカメラ１１１６は、その画像データを、カメラI/F部１１５４を介して、画像エンコーダ１１５３で符号化し、符号化画像データに変換する。
【０３２１】
携帯電話機１１００は、このような処理を行なう画像エンコーダ１１５３として、上述した画像符号化装置１００を用いる。画像エンコーダ１１５３は、画像符号化装置１００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて量子化を行う。つまり、画像エンコーダ１１５３は、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータの設定の自由度を向上させることができる。これにより、画像エンコーダ１１５３は、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０３２２】
なお、携帯電話機１１００は、このとき同時に、CCDカメラ１１１６で撮像中にマイクロホン（マイク）１１２１で集音した音声を、音声コーデック１１５９においてアナログデジタル変換し、さらに符号化する。
【０３２３】
携帯電話機１１００は、多重分離部１１５７において、画像エンコーダ１１５３から供給された符号化画像データと、音声コーデック１１５９から供給されたデジタル音声データとを、所定の方式で多重化する。携帯電話機１１００は、その結果得られる多重化データを、変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（画像データ）は、ネットワーク等を介して、通信相手に供給される。
【０３２４】
なお、画像データを送信しない場合、携帯電話機１１００は、CCDカメラ１１１６で生成した画像データを、画像エンコーダ１１５３を介さずに、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示させることもできる。
【０３２５】
また、例えば、データ通信モードにおいて、簡易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、携帯電話機１１００は、基地局から送信された信号を、アンテナ１１１４を介して送受信回路部１１６３で受信し、増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理する。携帯電話機１１００は、その受信信号を変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理して元の多重化データを復元する。携帯電話機１１００は、多重分離部１１５７において、その多重化データを分離して、符号化画像データと音声データとに分ける。
【０３２６】
携帯電話機１１００は、画像デコーダ１１５６において符号化画像データをデコードすることにより、再生動画像データを生成し、これを、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示させる。これにより、例えば、簡易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動画データが液晶ディスプレイ１１１８に表示される。
【０３２７】
携帯電話機１１００は、このような処理を行なう画像デコーダ１１５６として、上述した画像復号装置２００を用いる。つまり、画像デコーダ１１５６は、画像復号装置２００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する逆量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて逆量子化を行う。したがって、画像デコーダ１１５６は、画像符号化装置１００が量子化した直交変換係数を適切に逆量子化することができる。これにより、画像デコーダ１１５６は、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０３２８】
このとき、携帯電話機１１００は、同時に、音声コーデック１１５９において、デジタルの音声データをアナログ音声信号に変換し、これをスピーカ１１１７より出力させる。これにより、例えば、簡易ホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる音声データが再生される。
【０３２９】
なお、電子メールの場合と同様に、携帯電話機１１００は、受信した簡易ホームページ等にリンクされたデータを、記録再生部１１６２を介して、記憶部１１２３に記録する（記憶させる）ことも可能である。
【０３３０】
また、携帯電話機１１００は、主制御部１１５０において、撮像されてCCDカメラ１１１６で得られた２次元コードを解析し、２次元コードに記録された情報を取得することができる。
【０３３１】
さらに、携帯電話機１１００は、赤外線通信部１１８１で赤外線により外部の機器と通信することができる。
【０３３２】
携帯電話機１１００は、画像エンコーダ１１５３として画像符号化装置１００を用いることにより、例えばCCDカメラ１１１６において生成された画像データを符号化して伝送する際に、その符号化データの符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３３３】
また、携帯電話機１１００は、画像デコーダ１１５６として画像復号装置２００を用いることにより、例えば、簡易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（符号化データ）の符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３３４】
なお、以上において、携帯電話機１１００が、CCDカメラ１１１６を用いるように説明したが、このCCDカメラ１１１６の代わりに、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いたイメージセンサ（CMOSイメージセンサ）を用いるようにしてもよい。この場合も、携帯電話機１１００は、CCDカメラ１１１６を用いる場合と同様に、被写体を撮像し、被写体の画像の画像データを生成することができる。
【０３３５】
また、以上においては携帯電話機１１００として説明したが、例えば、PDA（Personal Digital Assistants）、スマートフォン、UMPC（Ultra Mobile Personal Computer）、ネットブック、ノート型パーソナルコンピュータ等、この携帯電話機１１００と同様の撮像機能や通信機能を有する装置であれば、どのような装置であっても携帯電話機１１００の場合と同様に、本発明を適用した画像符号化装置および画像復号装置を適用することができる。
【０３３６】
＜６．第６の実施の形態＞
［ハードディスクレコーダ］
図２１は、本発明を適用した画像符号化装置および画像復号装置を用いるハードディスクレコーダの主な構成例を示すブロック図である。
【０３３７】
図２１に示されるハードディスクレコーダ（HDDレコーダ）１２００は、チューナにより受信された、衛星や地上のアンテナ等より送信される放送波信号（テレビジョン信号）に含まれる放送番組のオーディオデータとビデオデータを、内蔵するハードディスクに保存し、その保存したデータをユーザの指示に応じたタイミングでユーザに提供する装置である。
【０３３８】
ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、放送波信号よりオーディオデータとビデオデータを抽出し、それらを適宜復号し、内蔵するハードディスクに記憶させることができる。また、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、ネットワークを介して他の装置からオーディオデータやビデオデータを取得し、それらを適宜復号し、内蔵するハードディスクに記憶させることもできる。
【０３３９】
さらに、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、内蔵するハードディスクに記録されているオーディオデータやビデオデータを復号してモニタ１２６０に供給し、モニタ１２６０の画面にその画像を表示させ、モニタ１２６０のスピーカよりその音声を出力させることができる。また、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、チューナを介して取得された放送波信号より抽出されたオーディオデータとビデオデータ、または、ネットワークを介して他の装置から取得したオーディオデータやビデオデータを復号してモニタ１２６０に供給し、モニタ１２６０の画面にその画像を表示させ、モニタ１２６０のスピーカよりその音声を出力させることもできる。
【０３４０】
もちろん、この他の動作も可能である。
【０３４１】
図２１に示されるように、ハードディスクレコーダ１２００は、受信部１２２１、復調部１２２２、デマルチプレクサ１２２３、オーディオデコーダ１２２４、ビデオデコーダ１２２５、およびレコーダ制御部１２２６を有する。ハードディスクレコーダ１２００は、さらに、EPGデータメモリ１２２７、プログラムメモリ１２２８、ワークメモリ１２２９、ディスプレイコンバータ１２３０、OSD（On Screen Display）制御部１２３１、ディスプレイ制御部１２３２、記録再生部１２３３、D/Aコンバータ１２３４、および通信部１２３５を有する。
【０３４２】
また、ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオエンコーダ１２４１を有する。記録再生部１２３３は、エンコーダ１２５１およびデコーダ１２５２を有する。
【０３４３】
受信部１２２１は、リモートコントローラ（図示せず）からの赤外線信号を受信し、電気信号に変換してレコーダ制御部１２２６に出力する。レコーダ制御部１２２６は、例えば、マイクロプロセッサなどにより構成され、プログラムメモリ１２２８に記憶されているプログラムに従って、各種の処理を実行する。レコーダ制御部１２２６は、このとき、ワークメモリ１２２９を必要に応じて使用する。
【０３４４】
通信部１２３５は、ネットワークに接続され、ネットワークを介して他の装置との通信処理を行なう。例えば、通信部１２３５は、レコーダ制御部１２２６により制御され、チューナ（図示せず）と通信し、主にチューナに対して選局制御信号を出力する。
【０３４５】
復調部１２２２は、チューナより供給された信号を、復調し、デマルチプレクサ１２２３に出力する。デマルチプレクサ１２２３は、復調部１２２２より供給されたデータを、オーディオデータ、ビデオデータ、およびEPGデータに分離し、それぞれ、オーディオデコーダ１２２４、ビデオデコーダ１２２５、またはレコーダ制御部１２２６に出力する。
【０３４６】
オーディオデコーダ１２２４は、入力されたオーディオデータをデコードし、記録再生部１２３３に出力する。ビデオデコーダ１２２５は、入力されたビデオデータをデコードし、ディスプレイコンバータ１２３０に出力する。レコーダ制御部１２２６は、入力されたEPGデータをEPGデータメモリ１２２７に供給し、記憶させる。
【０３４７】
ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５またはレコーダ制御部１２２６より供給されたビデオデータを、ビデオエンコーダ１２４１により、例えばNTSC（National Television Standards Committee）方式のビデオデータにエンコードし、記録再生部１２３３に出力する。また、ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５またはレコーダ制御部１２２６より供給されるビデオデータの画面のサイズを、モニタ１２６０のサイズに対応するサイズに変換し、ビデオエンコーダ１２４１によってNTSC方式のビデオデータに変換し、アナログ信号に変換し、ディスプレイ制御部１２３２に出力する。
【０３４８】
ディスプレイ制御部１２３２は、レコーダ制御部１２２６の制御のもと、OSD（On Screen Display）制御部１２３１が出力したOSD信号を、ディスプレイコンバータ１２３０より入力されたビデオ信号に重畳し、モニタ１２６０のディスプレイに出力し、表示させる。
【０３４９】
モニタ１２６０にはまた、オーディオデコーダ１２２４が出力したオーディオデータが、D/Aコンバータ１２３４によりアナログ信号に変換されて供給されている。モニタ１２６０は、このオーディオ信号を内蔵するスピーカから出力する。
【０３５０】
記録再生部１２３３は、ビデオデータやオーディオデータ等を記録する記憶媒体としてハードディスクを有する。
【０３５１】
記録再生部１２３３は、例えば、オーディオデコーダ１２２４より供給されるオーディオデータを、エンコーダ１２５１によりエンコードする。また、記録再生部１２３３は、ディスプレイコンバータ１２３０のビデオエンコーダ１２４１より供給されるビデオデータを、エンコーダ１２５１によりエンコードする。記録再生部１２３３は、そのオーディオデータの符号化データとビデオデータの符号化データとをマルチプレクサにより合成する。記録再生部１２３３は、その合成データをチャネルコーディングして増幅し、そのデータを、記録ヘッドを介してハードディスクに書き込む。
【０３５２】
記録再生部１２３３は、再生ヘッドを介してハードディスクに記録されているデータを再生し、増幅し、デマルチプレクサによりオーディオデータとビデオデータに分離する。記録再生部１２３３は、デコーダ１２５２によりオーディオデータおよびビデオデータをデコードする。記録再生部１２３３は、復号したオーディオデータをD/A変換し、モニタ１２６０のスピーカに出力する。また、記録再生部１２３３は、復号したビデオデータをD/A変換し、モニタ１２６０のディスプレイに出力する。
【０３５３】
レコーダ制御部１２２６は、受信部１２２１を介して受信されるリモートコントローラからの赤外線信号により示されるユーザ指示に基づいて、EPGデータメモリ１２２７から最新のEPGデータを読み出し、それをOSD制御部１２３１に供給する。OSD制御部１２３１は、入力されたEPGデータに対応する画像データを発生し、ディスプレイ制御部１２３２に出力する。ディスプレイ制御部１２３２は、OSD制御部１２３１より入力されたビデオデータをモニタ１２６０のディスプレイに出力し、表示させる。これにより、モニタ１２６０のディスプレイには、EPG（電子番組ガイド）が表示される。
【０３５４】
また、ハードディスクレコーダ１２００は、インターネット等のネットワークを介して他の装置から供給されるビデオデータ、オーディオデータ、またはEPGデータ等の各種データを取得することができる。
【０３５５】
通信部１２３５は、レコーダ制御部１２２６に制御され、ネットワークを介して他の装置から送信されるビデオデータ、オーディオデータ、およびEPGデータ等の符号化データを取得し、それをレコーダ制御部１２２６に供給する。レコーダ制御部１２２６は、例えば、取得したビデオデータやオーディオデータの符号化データを記録再生部１２３３に供給し、ハードディスクに記憶させる。このとき、レコーダ制御部１２２６および記録再生部１２３３が、必要に応じて再エンコード等の処理を行なうようにしてもよい。
【０３５６】
また、レコーダ制御部１２２６は、取得したビデオデータやオーディオデータの符号化データを復号し、得られるビデオデータをディスプレイコンバータ１２３０に供給する。ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５から供給されるビデオデータと同様に、レコーダ制御部１２２６から供給されるビデオデータを処理し、ディスプレイ制御部１２３２を介してモニタ１２６０に供給し、その画像を表示させる。
【０３５７】
また、この画像表示に合わせて、レコーダ制御部１２２６が、復号したオーディオデータを、D/Aコンバータ１２３４を介してモニタ１２６０に供給し、その音声をスピーカから出力させるようにしてもよい。
【０３５８】
さらに、レコーダ制御部１２２６は、取得したEPGデータの符号化データを復号し、復号したEPGデータをEPGデータメモリ１２２７に供給する。
【０３５９】
以上のようなハードディスクレコーダ１２００は、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダとして画像復号装置２００を用いる。つまり、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、画像復号装置２００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する逆量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて逆量子化を行う。したがって、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、画像符号化装置１００が量子化した直交変換係数を適切に逆量子化することができる。これにより、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０３６０】
したがって、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、チューナや通信部１２３５が受信するビデオデータ（符号化データ）や、記録再生部１２３３が再生するビデオデータ（符号化データ）の符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３６１】
また、ハードディスクレコーダ１２００は、エンコーダ１２５１として画像符号化装置１００を用いる。したがって、エンコーダ１２５１は、画像符号化装置１００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて量子化を行う。つまり、エンコーダ１２５１は、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータの設定の自由度を向上させることができる。これにより、エンコーダ１２５１は、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０３６２】
したがって、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、ハードディスクに記録する符号化データの符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３６３】
なお、以上においては、ビデオデータやオーディオデータをハードディスクに記録するハードディスクレコーダ１２００について説明したが、もちろん、記録媒体はどのようなものであってもよい。例えばフラッシュメモリ、光ディスク、またはビデオテープ等、ハードディスク以外の記録媒体を適用するレコーダであっても、上述したハードディスクレコーダ１２００の場合と同様に、本発明を適用した画像符号化装置１００および画像復号装置２００を適用することができる。
【０３６４】
＜７．第７の実施の形態＞
［カメラ］
図２２は、本発明を適用した画像符号化装置および画像復号装置を用いるカメラの主な構成例を示すブロック図である。
【０３６５】
図２２に示されるカメラ１３００は、被写体を撮像し、被写体の画像をLCD１３１６に表示させたり、それを画像データとして、記録メディア１３３３に記録したりする。
【０３６６】
レンズブロック１３１１は、光（すなわち、被写体の映像）を、CCD/CMOS１３１２に入射させる。CCD/CMOS１３１２は、CCDまたはCMOSを用いたイメージセンサであり、受光した光の強度を電気信号に変換し、カメラ信号処理部１３１３に供給する。
【０３６７】
カメラ信号処理部１３１３は、CCD/CMOS１３１２から供給された電気信号を、Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂの色差信号に変換し、画像信号処理部１３１４に供給する。画像信号処理部１３１４は、コントローラ１３２１の制御の下、カメラ信号処理部１３１３から供給された画像信号に対して所定の画像処理を施したり、その画像信号をエンコーダ１３４１で符号化したりする。画像信号処理部１３１４は、画像信号を符号化して生成した符号化データを、デコーダ１３１５に供給する。さらに、画像信号処理部１３１４は、オンスクリーンディスプレイ（OSD）１３２０において生成された表示用データを取得し、それをデコーダ１３１５に供給する。
【０３６８】
以上の処理において、カメラ信号処理部１３１３は、バス１３１７を介して接続されるDRAM（Dynamic Random Access Memory）１３１８を適宜利用し、必要に応じて画像データや、その画像データが符号化された符号化データ等をそのDRAM１３１８に保持させる。
【０３６９】
デコーダ１３１５は、画像信号処理部１３１４から供給された符号化データを復号し、得られた画像データ（復号画像データ）をLCD１３１６に供給する。また、デコーダ１３１５は、画像信号処理部１３１４から供給された表示用データをLCD１３１６に供給する。LCD１３１６は、デコーダ１３１５から供給された復号画像データの画像と表示用データの画像を適宜合成し、その合成画像を表示する。
【０３７０】
オンスクリーンディスプレイ１３２０は、コントローラ１３２１の制御の下、記号、文字、または図形からなるメニュー画面やアイコンなどの表示用データを、バス１３１７を介して画像信号処理部１３１４に出力する。
【０３７１】
コントローラ１３２１は、ユーザが操作部１３２２を用いて指令した内容を示す信号に基づいて、各種処理を実行するとともに、バス１３１７を介して、画像信号処理部１３１４、DRAM１３１８、外部インタフェース１３１９、オンスクリーンディスプレイ１３２０、およびメディアドライブ１３２３等を制御する。FLASH ROM１３２４には、コントローラ１３２１が各種処理を実行する上で必要なプログラムやデータ等が格納される。
【０３７２】
例えば、コントローラ１３２１は、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５に代わって、DRAM１３１８に記憶されている画像データを符号化したり、DRAM１３１８に記憶されている符号化データを復号したりすることができる。このとき、コントローラ１３２１は、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５の符号化・復号方式と同様の方式によって符号化・復号処理を行なうようにしてもよいし、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５が対応していない方式により符号化・復号処理を行なうようにしてもよい。
【０３７３】
また、例えば、操作部１３２２から画像印刷の開始が指示された場合、コントローラ１３２１は、DRAM１３１８から画像データを読み出し、それを、バス１３１７を介して外部インタフェース１３１９に接続されるプリンタ１３３４に供給して印刷させる。
【０３７４】
さらに、例えば、操作部１３２２から画像記録が指示された場合、コントローラ１３２１は、DRAM１３１８から符号化データを読み出し、それを、バス１３１７を介してメディアドライブ１３２３に装着される記録メディア１３３３に供給して記憶させる。
【０３７５】
記録メディア１３３３は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、または半導体メモリ等の、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアである。記録メディア１３３３は、もちろん、リムーバブルメディアとしての種類も任意であり、テープデバイスであってもよいし、ディスクであってもよいし、メモリカードであってもよい。もちろん、非接触ICカード等であっても良い。
【０３７６】
また、メディアドライブ１３２３と記録メディア１３３３を一体化し、例えば、内蔵型ハードディスクドライブやSSD（Solid State Drive）等のように、非可搬性の記憶媒体により構成されるようにしてもよい。
【０３７７】
外部インタフェース１３１９は、例えば、USB入出力端子などで構成され、画像の印刷を行なう場合に、プリンタ１３３４と接続される。また、外部インタフェース１３１９には、必要に応じてドライブ１３３１が接続され、磁気ディスク、光ディスク、あるいは光磁気ディスクなどのリムーバブルメディア１３３２が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて、FLASH ROM１３２４にインストールされる。
【０３７８】
さらに、外部インタフェース１３１９は、LANやインターネット等の所定のネットワークに接続されるネットワークインタフェースを有する。コントローラ１３２１は、例えば、操作部１３２２からの指示に従って、DRAM１３１８から符号化データを読み出し、それを外部インタフェース１３１９から、ネットワークを介して接続される他の装置に供給させることができる。また、コントローラ１３２１は、ネットワークを介して他の装置から供給される符号化データや画像データを、外部インタフェース１３１９を介して取得し、それをDRAM１３１８に保持させたり、画像信号処理部１３１４に供給したりすることができる。
【０３７９】
以上のようなカメラ１３００は、デコーダ１３１５として画像復号装置２００を用いる。つまり、デコーダ１３１５は、画像復号装置２００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する逆量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて逆量子化を行う。したがって、デコーダ１３１５は、画像符号化装置１００が量子化した直交変換係数を適切に逆量子化することができる。これにより、デコーダ１３１５は、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０３８０】
したがって、カメラ１３００は、例えば、CCD/CMOS１３１２において生成される画像データや、DRAM１３１８または記録メディア１３３３から読み出すビデオデータの符号化データや、ネットワークを介して取得するビデオデータの符号化データの符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３８１】
また、カメラ１３００は、エンコーダ１３４１として画像符号化装置１００を用いる。エンコーダ１３４１は、画像符号化装置１００の場合と同様に、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化処理において、輝度信号に対する量子化パラメータを、オフセット情報chroma_qp_index_offset_extmbを用いて補正することにより、拡張マクロブロックの色差信号に適した量子化パラメータを生成し、それを用いて量子化を行う。つまり、エンコーダ１３４１は、拡張マクロブロックの色差信号に対する量子化パラメータの設定の自由度を向上させることができる。これにより、エンコーダ１３４１は、符号化効率の低減を抑制しながら、動き予測・補償処理において動き情報のずれにより色差信号に発生する、色のにじみ等の画質劣化を抑制することができる。
【０３８２】
したがって、カメラ１３００は、例えば、DRAM１３１８や記録メディア１３３３に記録する符号化データや、他の装置に提供する符号化データの符号化効率の低減を抑制しながら、画質劣化を抑制することができる。
【０３８３】
なお、コントローラ１３２１が行なう復号処理に画像復号装置２００の復号方法を適用するようにしてもよい。同様に、コントローラ１３２１が行なう符号化処理に画像符号化装置１００の符号化方法を適用するようにしてもよい。
【０３８４】
また、カメラ１３００が撮像する画像データは動画像であってもよいし、静止画像であってもよい。
【０３８５】
もちろん、本発明を適用した画像符号化装置および画像復号装置は、上述した装置以外の装置やシステムにも適用可能である。
【０３８６】
本発明は、例えば、ＭＰＥＧ、Ｈ.２６ｘ等の様に、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償によって圧縮された画像情報（ビットストリーム）を、衛星放送、ケーブルＴＶ、インターネット、携帯電話などのネットワークメディアを介して受信する際に、若しくは光、磁気ディスク、フラッシュメモリのような記憶メディア上で処理する際に用いられる画像符号化装置や画像復号装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０３８７】
１００ 画像符号化装置， １０５ 量子化部， １０８ 逆量子化部， １２１ 拡張マクロブロック色差量子化部， １２１ 拡張マクロブロック色差逆量子化部， １５１ 直交変換係数バッファ， １５２ オフセット算出部， １５３ 量子化パラメータバッファ， １５４ 輝度・色差判別部， １５５ 輝度量子化部， １５６ ブロックサイズ判別部， １５７ 色差量子化部， １５８ 量子化直交変換係数バッファ， ２００ 画像復号装置， ２０３ 逆量子化部， ２２１ 拡張マクロブロック色差逆量子化部， ２５１ 量子化パラメータバッファ， ２５２ 輝度・色差判別部， ２５３ 輝度逆量子化部， ２５４ ブロックサイズ判別部， ２５５ 色差逆量子化部， ２５６ 直交変換係数バッファ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成する量子化パラメータ生成手段と、
前記量子化パラメータ生成手段により生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを量子化する量子化手段と
を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記拡張領域用オフセット値は、前記色差信号の量子化処理に適用されるオフセット値である通常領域用オフセット値とは異なるパラメータであり、
前記量子化パラメータ生成手段は、前記所定のサイズ以下の領域の前記色差信号に対する量子化処理に対しては、前記通常領域用のオフセット値を用いて前記関係を補正して前記量子化パラメータを生成する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記拡張領域用オフセット値を設定する設定手段をさらに備える
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記拡張領域用オフセット値を、前記通常領域用オフセット値以上に設定する
請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記設定手段は、色差信号のCb成分とCr成分のそれぞれに対して、前記拡張領域用オフセット値を設定し、
前記量子化パラメータ生成手段は、前記設定手段により設定された、それぞれの前記拡張領域用オフセット値を用いて、前記Cb成分と前記Cr成分のそれぞれについて量子化パラメータを生成する
請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記設定手段は、前記画像内の、所定の領域毎の輝度信号と色差信号の画素値の分散値に応じて、前記拡張領域用オフセット値を設定する
請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記設定手段は、前記領域毎の輝度信号の画素値の分散値が、予め定められた所定の閾値以下である領域について、色差信号の画素値の分散値の画面全体の平均値に基づいて、前記拡張領域用オフセット値を設定する
請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記拡張領域用オフセット値を出力する出力手段をさらに備える
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記出力手段は、前記通常領域用オフセット値よりも大きな値の前記拡張領域用オフセット値の出力を禁止する
請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記拡張領域用オフセット値は、１６×１６画素より大きな領域の量子化処理に対して適用され、前記通常領域用オフセット値は、１６×１６画素以下の領域の量子化処理に対して適用される
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記量子化パラメータ生成手段により生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを逆量子化する逆量子化手段をさらに備える
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
画像処理装置の画像処理方法であって、
量子化パラメータ生成手段が、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成し、
量子化手段が、生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを量子化する
画像処理方法。
【請求項１３】
予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成する量子化パラメータ生成手段と、
前記量子化パラメータ生成手段により生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを逆量子化する逆量子化手段と
を備える画像処理装置。
【請求項１４】
画像処理装置の画像処理方法であって、
量子化パラメータ生成手段が、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成し、
逆量子化手段が、生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを逆量子化する
画像処理方法。
【請求項１】
予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成する量子化パラメータ生成手段と、
前記量子化パラメータ生成手段により生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを量子化する量子化手段と
を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記拡張領域用オフセット値は、前記色差信号の量子化処理に適用されるオフセット値である通常領域用オフセット値とは異なるパラメータであり、
前記量子化パラメータ生成手段は、前記所定のサイズ以下の領域の前記色差信号に対する量子化処理に対しては、前記通常領域用のオフセット値を用いて前記関係を補正して前記量子化パラメータを生成する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記拡張領域用オフセット値を設定する設定手段をさらに備える
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記拡張領域用オフセット値を、前記通常領域用オフセット値以上に設定する
請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記設定手段は、色差信号のCb成分とCr成分のそれぞれに対して、前記拡張領域用オフセット値を設定し、
前記量子化パラメータ生成手段は、前記設定手段により設定された、それぞれの前記拡張領域用オフセット値を用いて、前記Cb成分と前記Cr成分のそれぞれについて量子化パラメータを生成する
請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記設定手段は、前記画像内の、所定の領域毎の輝度信号と色差信号の画素値の分散値に応じて、前記拡張領域用オフセット値を設定する
請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記設定手段は、前記領域毎の輝度信号の画素値の分散値が、予め定められた所定の閾値以下である領域について、色差信号の画素値の分散値の画面全体の平均値に基づいて、前記拡張領域用オフセット値を設定する
請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記拡張領域用オフセット値を出力する出力手段をさらに備える
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記出力手段は、前記通常領域用オフセット値よりも大きな値の前記拡張領域用オフセット値の出力を禁止する
請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記拡張領域用オフセット値は、１６×１６画素より大きな領域の量子化処理に対して適用され、前記通常領域用オフセット値は、１６×１６画素以下の領域の量子化処理に対して適用される
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記量子化パラメータ生成手段により生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを逆量子化する逆量子化手段をさらに備える
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
画像処理装置の画像処理方法であって、
量子化パラメータ生成手段が、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成し、
量子化手段が、生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを量子化する
画像処理方法。
【請求項１３】
予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成する量子化パラメータ生成手段と、
前記量子化パラメータ生成手段により生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを逆量子化する逆量子化手段と
を備える画像処理装置。
【請求項１４】
画像処理装置の画像処理方法であって、
量子化パラメータ生成手段が、予め定められた、輝度信号に対する量子化パラメータと色差信号に対する量子化パラメータとの関係を、画像データの画像内の所定のサイズより大きな領域の量子化処理にのみ適用されるオフセット値である拡張領域用オフセット値を用いて補正し、補正された関係に基づいて、前記輝度信号対する量子化パラメータから、前記所定のサイズより大きな領域の前記色差信号に対する量子化パラメータを生成し、
逆量子化手段が、生成された前記量子化パラメータを用いて、前記領域のデータを逆量子化する
画像処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−２５９３６２（Ｐ２０１１−２５９３６２Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３４０３７（Ｐ２０１０−１３４０３７）
【出願日】平成２２年６月１１日（２０１０．６．１１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１１日（２０１０．６．１１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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