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WO2014038130A1 - 画像符号化／復号方法、装置、および画像符号化復号装置 - Google Patents

画像符号化／復号方法、装置、および画像符号化復号装置 Download PDF

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WO2014038130A1
WO2014038130A1 PCT/JP2013/004794 JP2013004794W WO2014038130A1 WO 2014038130 A1 WO2014038130 A1 WO 2014038130A1 JP 2013004794 W JP2013004794 W JP 2013004794W WO 2014038130 A1 WO2014038130 A1 WO 2014038130A1
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WO
WIPO (PCT)
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quantization
matrix
quantization matrices
parameter set
matrices
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/004794
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English (en)
French (fr)
Inventor
健吾 寺田
陽司 柴原
京子 谷川
寿郎 笹井
敏康 杉尾
徹 松延
Original Assignee
パナソニック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニック株式会社 filed Critical パナソニック株式会社
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Priority to RU2014152259A priority patent/RU2624103C2/ru
Priority to EP13835357.8A priority patent/EP2894853A4/en
Priority to AU2013311185A priority patent/AU2013311185B2/en
Priority to JP2013548679A priority patent/JP5503091B1/ja
Priority to KR1020157000148A priority patent/KR102121594B1/ko
Priority to MX2014015867A priority patent/MX340435B/es
Priority to CN201380036076.3A priority patent/CN104429073B/zh
Priority to BR112015000146A priority patent/BR112015000146A2/pt
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    • H04N19/463—Embedding additional information in the video signal during the compression process by compressing encoding parameters before transmission
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    • H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/12—Systems in which the television signal is transmitted via one channel or a plurality of parallel channels, the bandwidth of each channel being less than the bandwidth of the television signal

Definitions

  • the present invention relates to an image encoding method for encoding an image or an image decoding method for decoding an image.
  • Non-patent document 1 discloses a technique related to an image encoding method for encoding an image (including a moving image) or an image decoding method for decoding an image.
  • the present invention provides an image encoding method for efficiently encoding an image or an image decoding method for efficiently decoding an image.
  • An image encoding method is an image encoding method for encoding an image, and (i) coefficient information indicating a plurality of coefficients included in one or more blocks constituting the image; (Ii) a first flag indicating whether or not to quantize the one or more blocks using a plurality of quantization matrices having individual coefficients respectively corresponding to the plurality of coefficients; A second flag indicating whether or not a plurality of quantization matrices are included in a sequence parameter set; and (iv) a third flag indicating whether or not the plurality of quantization matrices are included in a picture parameter set.
  • a quantization step for quantizing the plurality of coefficients, wherein in the quantization step, the one or more blocks are the plurality of quantization matrices.
  • the first flag indicating that quantization is performed using the plurality of quantization matrices
  • the The second flag indicating that a plurality of quantization matrices are not included in the sequence parameter set
  • the third flag indicating that the plurality of quantization matrices are not included in the picture parameter set.
  • the image encoding method and image decoding method according to the present invention can efficiently encode or decode an image.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image encoding device according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing a flow of the entire encoding according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an internal configuration of the quantization matrix coding unit according to Embodiment 1.
  • FIG. 4A is a diagram showing an encoding flow of the SPS quantization matrix according to Embodiment 1.
  • FIG. 4B is a diagram showing a coding flow (continued) of the SPS quantization matrix according to Embodiment 1.
  • FIG. 5A is a diagram showing a coding flow of the PPS quantization matrix according to Embodiment 1.
  • FIG. 5B is a diagram showing an encoding flow (continued) of the PPS quantization matrix according to Embodiment 1.
  • FIG. 6A is a diagram showing an encoding flow of matrix data according to Embodiment 1.
  • FIG. 6B is a diagram showing an encoding flow (continued) of matrix data according to Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a diagram showing a characteristic operation flow according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of the image decoding apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing a flow of the entire decoding according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an internal configuration of the quantization matrix decoding unit according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a decoding flow of the SPS quantization matrix according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a decoding flow of the PPS quantization matrix according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a decoding flow of matrix data according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a characteristic operation flow according to the second embodiment.
  • FIG. 15 is an overall configuration diagram of a content supply system that realizes a content distribution service.
  • FIG. 16 is an overall configuration diagram of a digital broadcasting system.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of a television.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration example of an information reproducing / recording unit that reads and writes information from and on a recording medium that is an optical disk.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a structure example of a recording medium that is an optical disk.
  • FIG. 20A is a diagram illustrating an example of a mobile phone.
  • FIG. 20B is a block diagram illustrating a configuration example of a mobile phone.
  • FIG. 21 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • FIG. 22 is a diagram schematically showing how each stream is multiplexed in the multiplexed data.
  • FIG. 23 is a diagram showing in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • FIG. 20A is a diagram illustrating an example of a mobile phone.
  • FIG. 20B is a block diagram illustrating a configuration example of a mobile phone.
  • FIG. 21 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • FIG. 22 is
  • FIG. 24 is a diagram showing the structure of TS packets and source packets in multiplexed data.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a data structure of the PMT.
  • FIG. 26 is a diagram showing an internal configuration of multiplexed data information.
  • FIG. 27 shows the internal structure of the stream attribute information.
  • FIG. 28 is a diagram showing steps for identifying video data.
  • FIG. 29 is a block diagram illustrating a configuration example of an integrated circuit that realizes the moving picture coding method and the moving picture decoding method according to each embodiment.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating a configuration for switching the driving frequency.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating steps for identifying video data and switching between driving frequencies.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating an example of a lookup table in which video data standards are associated with drive frequencies.
  • FIG. 33A is a diagram illustrating an example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • FIG. 33B is a diagram illustrating another example of a configuration for sharing a module of a signal processing unit.
  • the encoding of the video signal includes a step of predicting an image, a step of obtaining a difference between the predicted image and an encoding target image, a step of converting the difference image into a frequency coefficient, a step of quantizing the frequency coefficient, and a quantization result And prediction information and the like are variable length encoded.
  • Quantization matrix may be used for quantization. Then, the high-frequency component coefficient whose deterioration is not visually noticeable is coarsely quantized, and conversely, the low-frequency component coefficient whose deterioration is visually noticeable is finely quantized, thereby improving the coding efficiency. Also, several types of quantization matrices are used corresponding to frequency conversion sizes such as 4 ⁇ 4 and 8 ⁇ 8, prediction modes such as intra prediction and inter prediction, and pixel components such as luminance and color difference. Quantization means digitizing a value sampled at a predetermined interval in association with a predetermined level. In this technical field, expressions such as rounding, rounding, and scaling are used. There is also.
  • a method using a quantization matrix there are a method using a quantization matrix set directly by an image encoding device and a method using a default quantization matrix (default matrix).
  • the image coding apparatus can set a quantization matrix corresponding to the feature of the image by directly setting the quantization matrix.
  • the image encoding device encodes the quantization matrix, there is a demerit that the amount of code increases accordingly.
  • the quantization matrix is SPS (Sequence Parameter Set: Sequence Parameter Set) or PPS (Picture Parameter Set: Picture Parameter Set).
  • SPS Sequence Parameter Set: Sequence Parameter Set
  • PPS Picture Parameter Set
  • SPS includes parameters used for sequences
  • PPS includes parameters used for pictures.
  • SPS and PPS are sometimes simply referred to as parameter sets.
  • a quantization matrix is set by MatrixPresentFlag and ListPresentFlag in each of SPS and PPS.
  • SPS MatrixPresentFlag is 0, the quantization matrix is not used, and the high-frequency component coefficients and the low-frequency component coefficients are similarly quantized.
  • the quantization matrix used in the target sequence is set using ListPresentFlag.
  • ListPresentFlag exists for each quantization matrix and indicates whether or not to use a default quantization matrix. If the default quantization matrix is not used, the used quantization matrix is encoded using a different syntax.
  • the Matrix Present Flag of the PPS is 0, information on the quantization matrix set in the SPS is used. In the case of 1, the quantization matrix used in the current picture is set using ListPresentFlag. Similarly to the SPS ListPresentFlag, the PPS ListPresentFlag also indicates whether or not to use the default quantization matrix.
  • At least one MatrixPresentFlag of SPS and PPS is set to 1. All ListPresentFlags corresponding to all quantization matrices are set to 0 and encoded. That is, even when the code amount of the quantization matrix is reduced by using the default quantization matrix, a certain amount of flag code is generated. Therefore, it is difficult to improve the encoding efficiency.
  • an image encoding method is an image encoding method for encoding an image, and (i) coefficient information indicating a plurality of coefficients included in one or more blocks constituting the image. And (ii) a first flag indicating whether or not to quantize the one or more blocks using a plurality of quantization matrices each having an individual coefficient corresponding to the plurality of coefficients, and (iii) ) A second flag indicating whether or not the plurality of quantization matrices are included in a sequence parameter set; and (iv) a third flag indicating whether or not the plurality of quantization matrices are included in a picture parameter set.
  • the encoding step includes (i) the first flag indicating that the quantization is performed using the plurality of quantization matrices, and (ii) the The second flag indicating that a plurality of quantization matrices are not included in the sequence parameter set; and (iii) the third flag indicating that the plurality of quantization matrices are not included in the picture parameter set.
  • the first flag indicating that no quantization is performed using the plurality of quantization matrices may be encoded.
  • the encoding step when the one or more blocks are quantized using the plurality of quantization matrices in the quantization step, (i) a quantum is generated using the plurality of quantization matrices. (Ii) the second flag indicating that the plurality of quantization matrices are included in the sequence parameter set, or the plurality of quantization matrices include the picture parameter set.
  • the second flag indicating that the plurality of quantization matrices are included in the sequence parameter set is encoded
  • the plurality of quantization matrices are encoded.
  • the plurality of quantization matrices included in the sequence parameter set are included in the picture.
  • the third flag indicates that included in the parameter set is encoded, the plurality of quantization matrices may be included in the picture parameter set.
  • the image encoding device and the image decoding device can use the same quantization matrix.
  • the plurality of quantization matrices included in the parameter set that is the sequence parameter set or the picture parameter set includes a first quantization matrix and a second quantization matrix
  • an identifier indicating the second quantization matrix is included in the parameter set as a copy matrix identifier indicating a matrix copied to the first quantization matrix.
  • the copy matrix identifier is An identifier indicating the belt matrix may be included in the parameter set.
  • the default matrix can be used adaptively. Also, the coding efficiency can be improved.
  • the image encoding method further includes a setting step of setting a plurality of sequence quantization matrices for a sequence including a picture and setting a plurality of picture quantization matrices for the picture,
  • the plurality of quantizations when the one or more blocks of the picture are quantized using the plurality of picture quantization matrices set for the picture as the plurality of quantization matrices, the plurality of quantizations
  • the plurality of quantizations When the first flag indicating that the matrix is quantized is encoded, and the plurality of default matrices are set for the sequence as the plurality of sequence quantization matrices, the plurality of quantization matrices are Not included in the sequence parameter set
  • the plurality of quantization matrices set for the sequence are set for the picture as the plurality of picture quantization matrices, the plurality of quantization matrices are encoded.
  • the third flag indicating that it is not included in the picture parameter set may be encoded.
  • the default matrix can be used as the sequence quantization matrix
  • the sequence quantization matrix can be used as the picture quantization matrix
  • a block that is not transformed is quantized using a flat matrix having a plurality of uniform coefficients, and a block that is transformed is transformed using a default matrix.
  • the first flag indicating that quantization is performed using the plurality of quantization matrices and (ii) the plurality of quantization matrices are not included in the sequence parameter set.
  • the third flag indicating that the plurality of quantization matrices are not included in the picture parameter set may be encoded.
  • An image decoding method is an image decoding method for decoding an image by decoding an encoded bitstream, and (i) configuring the image from the encoded bitstream 1 Coefficient information indicating a plurality of coefficients included in the above blocks, and (ii) the one or more blocks are dequantized using a plurality of quantization matrices each having individual coefficients corresponding to the plurality of coefficients, respectively. (Iii) a second flag indicating whether or not the plurality of quantization matrices are included in a sequence parameter set, and (iv) the plurality of quantization matrices are a picture parameter set.
  • the step (i) the first flag indicating that dequantization is performed using the plurality of quantization matrices, and (ii) indicating that the plurality of quantization matrices are not included in the sequence parameter set.
  • the second flag and (iii) the third flag indicating that the plurality of quantization matrices are not included in the picture parameter set are decoded, a plurality of default matrices are used as the plurality of quantization matrices. It is also possible to use an image decoding method in which the coefficient information is dequantized.
  • a plurality of flat matrices having a plurality of uniform coefficients May be used instead of the plurality of quantization matrices to inverse quantize the coefficient information.
  • the first flag indicating that the quantization is performed using the plurality of quantization matrices and the plurality of quantization matrices are included in the sequence parameter set.
  • the coefficient information is dequantized using the plurality of quantization matrices included in the sequence parameter set, and dequantized using the plurality of quantization matrices.
  • the third flag indicating that the plurality of quantization matrices are included in the picture parameter set is decoded, the plurality of quantization matrices included in the picture parameter set.
  • the coefficient information may be inversely quantized using.
  • the image encoding device and the image decoding device can use the same quantization matrix.
  • the parameter set that is the sequence parameter set or the picture parameter set includes the plurality of quantization matrices including a first quantization matrix and a second quantization matrix, and ,
  • the parameter set includes an identifier indicating the second quantization matrix as a copy matrix identifier indicating a matrix to be copied to the first quantization matrix, the first quantum to which the second quantization matrix is copied
  • the coefficient information is dequantized using the plurality of quantization matrices including a quantization matrix
  • the parameter set includes the plurality of quantization matrices including the first quantization matrix
  • the parameter set includes: The copy matrix If it contains an identifier indicating the default matrix as an identifier may be inverse quantizing the coefficient data by using a plurality of quantization matrix comprising the first quantization matrix the default matrix is copied.
  • the default matrix can be used adaptively. Also, the coding efficiency can be improved.
  • the image decoding method includes a setting step of setting a plurality of sequence quantization matrices for a sequence including a picture and setting a plurality of picture quantization matrices for the picture, and the inverse quantization
  • the step when the first flag indicating that dequantization is performed using the plurality of quantization matrices, the plurality of picture quantization matrices set for the picture are converted to the plurality of quantum matrices.
  • a quantization matrix may be set for the picture as the plurality of picture quantization matrices.
  • the default matrix can be used as the sequence quantization matrix
  • the sequence quantization matrix can be used as the picture quantization matrix
  • the first flag indicating that inverse quantization is performed using the plurality of quantization matrices and (ii) the plurality of quantization matrices are the sequence parameters.
  • the second flag indicating that it is not included in the set and (iii) the third flag indicating that the plurality of quantization matrices are not included in the picture parameter set are converted, conversion is performed.
  • the coefficient information of a non-block may be inversely quantized using a flat matrix having a plurality of uniform coefficients, and the coefficient information of a block to be transformed may be inversely quantized using a default matrix.
  • a non-transitory recording medium such as a system, an apparatus, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable CD-ROM.
  • the present invention may be realized by any combination of a method, an integrated circuit, a computer program, or a recording medium.
  • coding may be used to mean encoding.
  • FIG. 1 shows a configuration of an image encoding apparatus according to the present embodiment.
  • the image coding apparatus according to the present embodiment includes a quantization matrix setting unit 101, a quantization matrix coding unit 102, a block division unit 103, a subtraction unit 104, a conversion unit 105, a quantization unit 106, and coefficients.
  • the encoding unit 107, the addition unit 108, the inverse transformation unit 109, the inverse quantization unit 110, the prediction unit 111, and the frame memory 112 are provided.
  • the quantization matrix setting unit 101 sets an SPS quantization matrix (sequence quantization matrix) that is a quantization matrix used in a sequence to be processed (S101).
  • the SPS quantization matrix is set according to an external input, image characteristics, a conversion skip enable flag (Transform Skip Enable Flag), or the like.
  • the conversion skip enable flag is a flag that indicates whether or not to skip the process of converting the pixel data into the frequency coefficient. Coding efficiency may be improved by skipping the conversion process. When the conversion skip enable flag is 0, it indicates that the skip of the conversion process is prohibited, and when it is 1, it indicates that the conversion process is allowed to be skipped.
  • the quantization matrix encoding unit 102 encodes the SPS quantization matrix (S102). Details will be described later.
  • the subsequent processing (S103 to S115) for the picture is performed for all the pictures in the sequence. Therefore, the subsequent processing is repeated for the number of pictures in the sequence.
  • the quantization matrix setting unit 101 sets a PPS quantization matrix that is a quantization matrix used in the picture to be processed (S103).
  • the PPS quantization matrix is set according to external input, image characteristics, a conversion skippable flag, or the like.
  • the quantization matrix encoding unit 102 encodes the PPS quantization matrix (S104). Details will be described later.
  • the block division unit 103 divides the input image into blocks (Coding Units), and sequentially outputs the blocks to the subtraction unit 104 and the prediction unit 111 (S105).
  • the block has a variable size.
  • the block dividing unit 103 divides an image using image features.
  • the minimum size of the block is 8 horizontal pixels ⁇ 8 vertical pixels, and the maximum size is 64 horizontal pixels ⁇ 64 vertical pixels.
  • the subsequent processing (S106 to S114) for the block is performed for all the blocks in one picture. Accordingly, the subsequent processing is repeated for the number of blocks in the picture.
  • the prediction unit 111 generates a prediction block from the block and the decoded image stored in the frame memory 112 (S106).
  • the subtraction unit 104 generates a difference block from the input image and the prediction block (S107).
  • the conversion unit 105 converts the difference block into a frequency coefficient (S108).
  • a conversion skip enable flag is input.
  • the conversion unit 105 switches between performing / not performing the conversion process according to the feature (size, etc.) of the difference block.
  • the conversion unit 105 outputs the difference block as it is to the quantization unit 106.
  • the conversion unit 105 performs the conversion process, the conversion unit 105 performs the frequency conversion process and outputs the frequency coefficient to the quantization unit 106.
  • the conversion unit 105 performs frequency conversion processing regardless of the feature of the difference block, and outputs the frequency coefficient to the quantization unit 106.
  • the conversion size is a variable size of 4 ⁇ 4 or more, and may be smaller than the size of the block (Coding Unit).
  • the quantization unit 106 quantizes the output data from the conversion unit 105 (S109). At this time, the output data is quantized using the PPS quantization matrix set in step S103.
  • the output data from the conversion unit 105 may be the difference block itself or the frequency coefficient, depending on the conversion skip enable flag and the feature of the difference block.
  • the coefficient encoding unit 107 encodes the quantization result (S110). For encoding, variable length encoding such as arithmetic encoding is used.
  • the inverse quantization unit 110 inversely quantizes the quantization result and restores the frequency coefficient or the difference block (S111). At this time, the inverse quantization unit 110 inversely quantizes the quantization result using the PPS quantization matrix set in step S103. Inverse quantization refers to returning the quantized signal to the original, but more precisely, it is processing that returns the data that has become coarse accuracy by the quantization processing to fine accuracy using the quantization matrix. . Therefore, it may be expressed as scaling as in the quantization process.
  • the inverse conversion unit 109 converts the frequency coefficient into pixel data and restores the difference block (S112). At this time, information indicating whether or not the frequency conversion of the target block has been skipped is input from the conversion unit 105 to the inverse conversion unit 109. When the frequency conversion is skipped, the inverse frequency conversion is also skipped.
  • the adding unit 108 adds the restored difference block and the prediction block to generate a decoded block, and stores it in the frame memory 112 (S113).
  • the quantization matrix encoding unit 102 encodes the SPS quantization matrix and the PPS quantization matrix.
  • FIG. 3 shows an internal configuration of the quantization matrix encoding unit 102 shown in FIG.
  • the quantization matrix encoding unit 102 includes a QMatrixFlag setting unit 201, a QMatrixFlag encoding unit 202, an SPS_QMatrix_PresentFlag setting unit 203, an SPS_QMatrix_PresentFlag encoding unit 204, a PPS_QMatrix_PQMFr_PQ_MQ_Present_PQ
  • a data encoding unit 220 is provided.
  • the matrix data encoding unit 220 includes a CopyMatrixFlag setting unit 207, a CopyMatrixFlag encoding unit 208, a CopyMatrixID setting unit 209, a CopyMatrixID encoding unit 210, and a matrix coefficient encoding unit 211.
  • QMatrixFlag (quantization matrix flag) is a flag indicating whether or not to use a quantization matrix. More specifically, QMatrixFlag is a flag indicating whether or not to use a plurality of quantization matrices having individual coefficients for each frequency in the quantization process or the inverse quantization process. When QMatrixFlag is 1, it indicates that the quantization matrix is used, and when it is 0, it indicates that the quantization matrix is not used.
  • the SPS_QMatrix_PresentFlag setting unit 203 sets SPS_QMatrix_PresentFlag according to the conversion skippable flag and the SPS quantization matrix (S204 to S210).
  • SPS_QMatrix_PresentFlag (SPS quantization matrix existence flag) is a flag indicating whether or not to encode the SPS quantization matrix.
  • SPS_QMatrix_PresentFlag indicates whether or not a plurality of quantization matrices used for quantization processing or inverse quantization processing are included in the SPS.
  • SPS_QMatrix_PresentFlag is 1, it indicates that the SPS quantization matrix is encoded, and when it is 0, it indicates that the SPS quantization matrix is not encoded.
  • SPS quantization matrices corresponding to frequency conversion sizes (matrix sizes) such as 4 ⁇ 4 and 8 ⁇ 8, prediction modes such as intra prediction and inter prediction, and pixel components such as luminance and color difference.
  • prediction modes such as intra prediction and inter prediction
  • pixel components such as luminance and color difference.
  • default matrices similar to the SPS quantization matrix.
  • the default matrix is a predetermined quantization matrix and is basically not included in the SPS or the PPS.
  • SPS_QMatrix_PresentFlag is set to 0 (the quantization matrix is not included in SPS) (S206).
  • SPS_QMatrix_PresentFlag is set to 1 (SPS includes a quantization matrix) (S207).
  • SPS_QMatrix_PresentFlag is set to 0 (the SPS does not include a quantization matrix) (S209).
  • SPS_QMatrix_PresentFlag is set to 1 (the quantization matrix is included in SPS) (S210).
  • the QMatrixFlag encoding unit 202, the SPS_QMatrix_PresentFlag encoding unit 204, and the matrix data encoding unit 220 encode the matrix data of the QMatrixFlag, the SPS_QMatrix_PresentFlag, and the SPS quantization matrix, and output a code string (S211). S215).
  • the QMatrixFlag encoding unit 202 encodes the QMatrixFlag (S211).
  • the SPS_QMatrix_PresentFlag encoding unit 204 encodes QMatrix_PresentFlag (S213).
  • the matrix data encoding unit 220 encodes matrix data of the SPS quantization matrix (S215).
  • SPS_QMatrix_PresentFlag is encoded only when QMatrixFlag is 1 (uses a quantization matrix).
  • Matrix data of the SPS quantization matrix is encoded only when QMatrixFlag is 1 (uses a quantization matrix) and SPS_QMatrix_PresentFlag is 1 (SPS includes a quantization matrix). Details of the encoding of the matrix data will be described later.
  • the code string output by encoding is included in the SPS.
  • the PPS_QMatrix_PresentFlag setting unit 205 sets PPS_QMatrix_PresentFlag according to the QMatrixFlag, the SPS_QMatrix_PresentFlag, the conversion skippable flag, and the PPS quantization matrix (S301 to S312).
  • PPS_QMatrix_PresentFlag PPS quantization matrix presence flag
  • PPS_QMatrix_PresentFlag indicates whether or not a plurality of quantization matrices used for the quantization process or the inverse quantization process are included in the PPS.
  • PPS_QMatrix_PresentFlag is 1, it indicates that the PPS quantization matrix is encoded, and when it is 0, it indicates that the PPS quantization matrix is not encoded.
  • SPS_QMatrix_PresentFlag 1 (the SPS includes a quantization matrix) (Yes in S302), it is determined whether the PPS quantization matrix is the same as the SPS quantization matrix (S310). Similar to the SPS quantization matrix, corresponding to frequency transform sizes (matrix size) such as 4x4 and 8x8, prediction modes such as intra prediction and inter prediction, and pixel components such as luminance and color difference, There are several types of PPS quantization matrices.
  • PPS_QMatrix_PresentFlag is set to 0 (PPS does not include a quantization matrix) (S312). If any one is different (No in S310), PPS_QMatrix_PresentFlag is set to 1 (PPS includes a quantization matrix) (S311).
  • SPS_QMatrix_PresentFlag 0 (No quantization matrix is included in SPS) (No in S302), it is determined whether the conversion skip enable flag is 1 (skip is permitted) (S303).
  • PPS_QMatrix_PresentFlag is set to 0 (PPS does not include a quantization matrix) (S305).
  • PPS_QMatrix_PresentFlag is set to 1 (PPS includes a quantization matrix) (S306).
  • PPS_QMatrix_PresentFlag is set to 0 (PPS does not include a quantization matrix) (S308). If the determination result is false (No in S307), PPS_QMatrix_PresentFlag is set to 1 (PPS includes a quantization matrix) (S309).
  • the PPS_QMatrix_PresentFlag encoding unit 206 and the matrix data encoding unit 220 encode the matrix data of the PPS_QMatrix_PresentFlag and the PPS quantization matrix, and output a code string (S313 to S315).
  • the PPS_QMatrix_PresentFlag encoding unit 206 encodes the PPS_QMatrix_PresentFlag (S313).
  • PPS_QMatrix_PresentFlag is 1 (PPS includes a quantization matrix) (Yes in S314)
  • the matrix data encoding unit 220 encodes matrix data of the PPS quantization matrix (S315).
  • the matrix data of the PPS quantization matrix is encoded only when PPS_QMatrix_PresentFlag is 1 (PPS includes a quantization matrix). Details of the encoding of the matrix data will be described later.
  • the code string output by encoding is included in the PPS.
  • Step S401 in FIG. 6A and step S415 in FIG. 6B are processes for assigning an ID to each quantization matrix.
  • the ID is initialized to 1, and in step S415, the ID is incremented by 1.
  • An ID is assigned to each quantization matrix.
  • the CopyMatrixFlag setting unit 207 sets the CopyMatrixFlag according to the target matrix and the conversion skippable flag. Further, the CopyMatrix ID setting unit 209 sets the CopyMatrix ID according to the target matrix and the conversion skippable flag (S402 to S410).
  • the target matrix is 4 ⁇ 4 and the conversion skip enable flag is 1 (skip is permitted) (Yes in S402)
  • all the coefficients of the target matrix are compared with 16 (S404).
  • the target matrix is not 4 ⁇ 4 or the conversion skip enable flag is 0 (skip is prohibited) (No in S402)
  • the target matrix is compared with the default matrix (S403).
  • CopyMatrixFlag is set to 1 (copy the matrix) (S409)
  • CopyMatrixID is set to 0 (ID of the default matrix) (S410). If they are different as a result of comparison (No in S404 or No in S403), the target matrix and the already encoded matrix (matrix having an ID smaller than the target matrix) are further compared (S405).
  • CopyMatrixFlag is set to 1 (copy the matrix) (S407). Then, CopyMatrix ID is set to the ID of the same existing matrix (S408). If the same matrix does not exist (No in S405), 0 (do not copy the matrix) is set in CopyMatrixFlag (S406).
  • the CopyMatrixFlag encoding unit 208, the CopyMatrixID encoding unit 210, and the matrix coefficient encoding unit 211 encode the CopyMatrixFlag, CopyMatrixID, and matrix coefficients (S411 to S414).
  • the CopyMatrixFlag encoding unit 208 encodes the CopyMatrixFlag (S411).
  • CopyMatrixFlag is 1 (copying a matrix)
  • the CopyMatrixID encoding unit 210 encodes CopyMatrixID (S414).
  • CopyMatrixFlag is 0 (no matrix is copied) (No in S412)
  • the matrix coefficient encoding unit 211 encodes the matrix coefficient (S413).
  • CopyMatrixID ID of the matrix to be copied
  • CopyMatrixFlag copying the matrix
  • Matrix coefficients are encoded only when CopyMatrixFlag is 0 (does not copy the matrix). Note that there are 16 matrix coefficients in the 4 ⁇ 4 matrix, and 64 matrix coefficients in the 8 ⁇ 8 matrix.
  • the image coding apparatus can use the default matrix with a small code amount, and can improve the coding efficiency.
  • QMatrixFlag is 1 (uses a quantization matrix)
  • SPS_QMatrix_PresentFlag is 0 (SPS does not include a quantization matrix)
  • PPS_QMatrix_PresentFlag is 0 (PPS) Does not include a quantization matrix).
  • the condition for not encoding the quantization matrix is adaptively switched.
  • the conversion skip enable flag is 1 (skip is allowed)
  • the conversion process is skipped, frequency conversion is not performed, so quantization is performed on the difference block instead of the frequency coefficient.
  • the image coding apparatus can quantize the block more naturally by using the same coefficient for the entire block without using the quantization matrix.
  • the quantization matrix setting unit 101 may set all the matrix coefficients to the same value. Therefore, the image encoding device can suppress encoding of the quantization matrix by switching the encoding condition based on the conversion skippable flag. The image decoding apparatus can also restore the matrix coefficient using the same rule using the conversion skippable flag. Therefore, the code amount is reduced.
  • SPS / PPS_QMatrix_PresentFlag and CopyMatrixFlag are switched according to the conversion skippable flag. However, switching may not be performed using the conversion skip enable flag.
  • SPS / PPS_QMatrix_PresentFlag and CopyMatrixFlag may be set only by the value of the SPS / PPS quantization matrix.
  • steps S205 to S207 and steps S208 to S210 are switched by the conversion skip enable flag.
  • SPS_QMatrix_PresentFlag may be set only in steps S205 to S207 regardless of the conversion skip enable flag.
  • PPS_QMatrix_PresentFlag is always encoded for each picture.
  • PPS_QMatrix_PresentFlag may not be encoded.
  • QMatrixFlag (a flag indicating whether or not to use the quantization matrix) is encoded within the encoding process of the SPS quantization matrix.
  • the QMatrixFlag may be encoded within the encoding process of the PPS quantization matrix.
  • SPS_QMatrix_PresentFlag is encoded regardless of the value of QMatrixFlag.
  • the quantization matrix is input from the outside.
  • the quantization matrix may be determined according to the characteristics of the input image.
  • the quantization matrix may be selected from a plurality of types.
  • a fixed quantization matrix may also be used.
  • the conversion skip enable flag is input from the outside.
  • the conversion skippable flag may be determined according to the characteristics of the input image.
  • the conversion skip enable flag may be a fixed value.
  • the matrix data encoding unit 220 implements a mechanism for copying a matrix that has already been encoded using CopyMatrixFlag and CopyMatrixID.
  • the present invention is not limited to this example, and the matrix coefficient encoding unit 211 may always encode the matrix data without copying the matrix.
  • the conversion process is skipped only when the conversion size is 4 ⁇ 4. In cases other than 4 ⁇ 4, the conversion process is performed without skipping.
  • the present invention is not limited to the above example, and in the case of 8 ⁇ 8 or less, the conversion process may be skipped, or the conversion process may be skipped in all sizes.
  • the conversion skip enable flag when the conversion skip enable flag is 1 (skip is permitted), it is determined whether or not all 4 ⁇ 4 quantization matrix coefficients are 16. However, it may be determined by using a numerical value other than 16 whether or not the quantization matrix coefficients are all the same numerical value.
  • the block size is determined to be 64x64 at the maximum and 8x8 at the minimum.
  • the block size may be larger or smaller.
  • the block may be a fixed size.
  • the conversion size is not limited to the above example.
  • FIG. 7 shows a characteristic operation of the image coding apparatus according to the above example.
  • the above examples can be summarized as follows:
  • the quantization matrix encoding unit 102 encodes the first flag, the second flag, and the third flag (S911).
  • the first flag indicates whether or not a plurality of quantization matrices having individual coefficients for each frequency are used (optionally) for the quantization process.
  • the second flag indicates whether or not a plurality of quantization matrices are included in the SPS.
  • the third flag indicates whether or not a plurality of quantization matrices are included in the PPS. Then, the quantization unit 106 performs a quantization process (S912).
  • the quantization matrix encoding unit 102 encodes a first flag indicating that the plurality of quantization matrices are used for the quantization process. .
  • the quantization matrix encoding unit 102 also includes a second flag indicating that a plurality of quantization matrices are not included in the SPS, and a third flag indicating that the plurality of quantization matrices are not included in the PPS. Are encoded.
  • encoding the first flag indicating that a plurality of quantization matrices are used for quantization processing more specifically indicates a value indicating that the plurality of quantization matrices are used for quantization processing. This means encoding as the value of the first flag. This relationship is the same for the encoding of other flags.
  • the image encoding apparatus may not include the components related to other processing. Alternatively, the image encoding apparatus may arbitrarily perform the following operation corresponding to the above example.
  • the image encoding apparatus encodes the first flag indicating that the quantization matrix is not used for the quantization process. Turn into.
  • the image encoding apparatus when using the quantization matrix for the quantization process, the image encoding apparatus encodes a first flag indicating that the quantization matrix is used for the quantization process. In this case, the image encoding apparatus encodes the second flag indicating that the quantization matrix is included in the SPS or the third flag indicating that the quantization matrix is included in the PPS.
  • the image encoding device when encoding the second flag indicating that the quantization matrix is included in the SPS, the image encoding device includes the quantization matrix in the SPS. Then, when encoding the third flag indicating that the quantization matrix is included in the PPS, the image encoding device includes the quantization matrix in the PPS.
  • the image coding apparatus uses an identifier indicating the second quantization matrix as a copy identifier indicating the matrix copied to the first quantization matrix. Include in parameter set.
  • the image coding apparatus includes an identifier indicating the default matrix as a copy identifier in the parameter set.
  • the image encoding apparatus sets a sequence quantization matrix for a sequence and sets a picture quantization matrix for a picture. Then, when using the picture quantization matrix for the quantization process on the picture, the image encoding apparatus encodes a first flag indicating that the quantization matrix is used for the quantization process.
  • the image encoding device When the default matrix is set as the sequence quantization matrix, the image encoding device encodes a second flag indicating that the quantization matrix is not included in the SPS. When the sequence quantization matrix is set as a picture quantization matrix, the image encoding device encodes a third flag indicating that the quantization matrix is not included in the PPS.
  • the image encoding device generates quantized data by performing a quantization process, and encodes the generated quantized data.
  • the image encoding device uses a flat matrix having a uniform coefficient for quantization processing for blocks that are not subjected to frequency conversion, and uses a default matrix for quantization processing for blocks that are subjected to frequency conversion. Use.
  • the image encoding device encodes the first flag indicating that the quantization matrix is used for the quantization process. Then, the image encoding device encodes a second flag indicating that the quantization matrix is not included in the SPS. Then, the image encoding device encodes a third flag indicating that the quantization matrix is not included in the PPS.
  • processing in the present embodiment may be realized by software. And this software may be distributed by download etc. Further, this software may be recorded on a recording medium such as a CD-ROM and distributed. Note that these can also be realized in other embodiments.
  • Embodiment 2 an image decoding apparatus corresponding to the image encoding apparatus shown in the first embodiment is shown.
  • the image decoding apparatus in the present embodiment performs an operation corresponding to the image encoding apparatus shown in the first embodiment.
  • the image decoding apparatus according to the present embodiment can decode the image encoded by the image encoding apparatus according to the first embodiment. Note that the description of the first embodiment may be omitted in this embodiment by using the same terms and the like as those in the first embodiment.
  • FIG. 8 shows the configuration of the image decoding apparatus according to the present embodiment.
  • the image decoding apparatus according to the present embodiment includes a coefficient decoding unit 301, a quantization matrix decoding unit 302, an inverse quantization unit 303, an inverse transform unit 304, an addition unit 305, and a frame memory 306.
  • the quantization matrix decoding unit 302 decodes an SPS quantization matrix that is a quantization matrix used in a processing target sequence (S501). Details will be described later. Since the subsequent processing (S502 to S508) for the picture is performed for all the pictures in the sequence, the processing is repeated for the number of pictures in the sequence.
  • the quantization matrix decoding unit 302 decodes a PPS quantization matrix that is a quantization matrix used in the processing target picture (S502). Details will be described later. Since the subsequent processing (S503 to S507) for the block is performed for all the blocks in one picture, the processing is repeated for the number of blocks in the picture.
  • the coefficient decoding unit 301 decodes the quantization result from the code string (S503).
  • the inverse quantization unit 303 inversely quantizes the quantization result and restores the frequency coefficient or the difference block (S504). At this time, inverse quantization is performed using the PPS quantization matrix decoded in step S502.
  • the inverse transform unit 304 transforms the frequency coefficient into pixel data and restores the difference block (S505). At this time, a flag indicating whether or not frequency conversion of the target block has been skipped is acquired from the code string. When frequency conversion is skipped, inverse frequency conversion is also skipped. Note that the skip of the conversion process is performed only when the conversion size is 4 ⁇ 4, and the conversion process is performed regardless of the flag when the conversion size is other than 4 ⁇ 4.
  • the adding unit 305 adds the decoded image (predicted image) stored in the frame memory 306 and the difference block to generate a decoded block, and newly stores the decoded block in the frame memory 306 (S506).
  • the size of the block (Coding Unit) is a variable size. For example, the minimum size is 8 horizontal pixels ⁇ 8 vertical pixels, and the maximum size is 64 horizontal pixels ⁇ 64 vertical pixels.
  • the quantization matrix decoding unit 302 decodes the SPS quantization matrix and the PPS quantization matrix.
  • FIG. 10 shows an internal configuration of the quantization matrix decoding unit 302.
  • the quantization matrix decoding unit 302 includes a QMatrixFlag decoding unit 401, an SPS_QMatrix_PresentFlag decoding unit 402, a PPS_QMatrix_PresentFlag decoding unit 403, a quantization matrix setting unit 404, and a matrix data decoding unit 420.
  • the matrix data decoding unit 420 includes a CopyMatrixFlag decoding unit 405, a CopyMatrixID decoding unit 406, and a matrix coefficient decoding unit 407.
  • the QMatrixFlag decoding unit 401 decodes the QMatrixFlag from the code string (S601). If QMatrixFlag is 0 (no quantization matrix is used) (No in S602), the quantization matrix setting unit 404 sets all the coefficients of the SPS quantization matrix to 16 (S603). When QMatrixFlag is 1 (uses a quantization matrix) (Yes in S602), the processes in subsequent steps S604 to S610 are performed.
  • the SPS_QMatrix_PresentFlag decoding unit 402 decodes the SPS_QMatrix_PresentFlag from the code string (S604).
  • SPS_QMatrix_PresentFlag is 1 (SPS includes a quantization matrix) (Yes in S605)
  • the matrix data decoding unit 420 decodes matrix data of the SPS quantization matrix (S606). Details of the decoding of the matrix data will be described later.
  • the quantization matrix setting unit 404 sets the SPS quantization matrix according to the conversion skippable flag in the code string (S607 to S607). S610).
  • the SPS quantization matrix is set as a default matrix (S610). That is, the default matrix coefficients are copied to the SPS quantization matrix.
  • the PPS_QMatrix_PresentFlag decoding unit 403 decodes PPS_QMatrix_PresentFlag from the code string (S701).
  • the quantization matrix setting unit 404 sets all the coefficients of the PPS quantization matrix to 16. (S703).
  • QMatrixFlag is 1 (uses a quantization matrix) (Yes in S702), the processes in subsequent steps S704 to S711 are performed.
  • PPS_QMatrix_PresentFlag 1 (PPS includes a quantization matrix) (Yes in S704)
  • the matrix data decoding unit 420 decodes matrix data of the PPS quantization matrix (S705). Details of the decoding of the matrix data will be described later.
  • PPS_QMatrix_PresentFlag 0 (the quantization matrix is not included in the PPS)
  • the processes in subsequent steps S706 to S711 are performed.
  • the quantization matrix setting unit 404 sets the PPS quantization matrix using the SPS quantization matrix (S707). That is, the coefficients of the SPS quantization matrix are copied to the PPS quantization matrix.
  • the quantization matrix setting unit 404 sets the PPS quantization matrix according to the conversion skippable flag in the code string (S708 to S708). S711).
  • the PPS quantization matrix is set as a default matrix (S711). That is, the coefficients of the default matrix are copied to the PPS quantization matrix.
  • the conversion skip enable flag is 1 (skip is permitted) (Yes in S708), all the coefficients of the 4 ⁇ 4 PPS quantization matrix are set to 16 (S709), and the PPS quantization matrix other than 4 ⁇ 4 is set in the default matrix. (S710).
  • Steps S801 and S811 are processes for assigning an ID to each quantization matrix.
  • the ID is initialized to 1, and in step S811, the ID is incremented by 1.
  • An ID is assigned to each quantization matrix.
  • the CopyMatrixFlag decoding unit 405 decodes the CopyMatrixFlag (S802).
  • CopyMatrixFlag is 0 (no matrix is copied) (No in S803)
  • the matrix coefficient decoding unit 407 decodes matrix coefficients (S804). In the case of a 4 ⁇ 4 matrix, there are 16 matrix coefficients, and in the case of an 8 ⁇ 8 matrix, there are 64 matrix coefficients.
  • the CopyMatrixID decoding unit 406 decodes the CopyMatrixID (S805). If CopyMatrixID is other than 0 (ID of a matrix that has already been decoded) (No in S806), the quantization matrix setting unit 404 copies the matrix coefficient indicated by CopyMatrixID into the target matrix (S810).
  • the quantization matrix setting unit 404 sets the matrix value according to the conversion skippable flag in the code string and the size of the target matrix (S807 to S809). ).
  • the conversion skip enable flag is 1 (skip is permitted) and the size of the target matrix is 4 ⁇ 4 (Yes in S807)
  • all the coefficients of the target matrix are set to 16 (S808).
  • the target matrix is set as a default matrix (S809). That is, the coefficients of the default matrix are copied to the target matrix.
  • the image decoding apparatus can use the default matrix with a small code amount, and can decode a code string with improved encoding efficiency.
  • QMatrixFlag is 1 (uses a quantization matrix)
  • SPS_QMatrix_PresentFlag is 0 (SPS does not include a quantization matrix)
  • PPS_QMatrix_PresentFlag is 0 (PPS does not include a quantization matrix)
  • all A default matrix is used in the quantization matrix.
  • the image decoding apparatus can use the default matrix in all quantization matrices according to the three flags.
  • the conversion skip enable flag is 1 (skip is allowed)
  • the conversion process is skipped, frequency conversion (inverse frequency conversion) is not performed, and thus quantization (inverse quantization) is performed on the difference block instead of the frequency coefficient.
  • quantization inverse quantization
  • the quantization matrix may not be used. Accordingly, when the conversion skip enable flag is 1 and the quantization matrix is not included in the SPS / PPS, the code amount is reduced and the image quality is improved by setting all the coefficients of the matrix to the same value instead of the default matrix. Is possible.
  • the set value for the quantization matrix is switched according to the conversion skip enable flag.
  • the set value may not be switched by the conversion skip enable flag.
  • QMatrixFlag is 1 (uses a quantization matrix) and SPS / PPS_QMatrix_PresentFlag is 0 (no quantization matrix is included in SPS / PPS)
  • a default matrix may be used regardless of the conversion skippable flag.
  • steps S709 to S710 and step S711 are switched by the conversion skip enable flag.
  • the PPS quantization matrix may be set using only step S711 without switching these.
  • PPS_QMatrix_PresentFlag is always decoded for each picture.
  • PPS_QMatrix_PresentFlag may not be decoded.
  • QMatrixFlag (a flag indicating whether or not to use a quantization matrix) is decoded within the decoding process of the SPS quantization matrix.
  • the QMatrixFlag may be decoded within the decoding process of the PPS quantization matrix.
  • SPS_QMatrix_PresentFlag is decoded regardless of the value of QMatrixFlag.
  • the matrix data decoding unit 420 implements a mechanism for copying a matrix that has already been decoded using CopyMatrixFlag and CopyMatrixID.
  • the present invention is not limited to this example, and the matrix coefficient decoding unit 407 may always decode the matrix data without copying the matrix.
  • the conversion process is skipped only when the conversion size is 4 ⁇ 4. In cases other than 4 ⁇ 4, the conversion process is performed without skipping.
  • the present invention is not limited to the above example, and in the case of 8 ⁇ 8 or less, the conversion process may be skipped, or the conversion process may be skipped in all sizes.
  • all the coefficients of the 4 ⁇ 4 quantization matrix are set to 16.
  • all the coefficients of the quantization matrix may be set to the same numerical value other than 16.
  • the block size is determined to be 64x64 at the maximum and 8x8 at the minimum.
  • the block size may be larger or smaller.
  • the block may be a fixed size.
  • the conversion size is not limited to the above example.
  • FIG. 14 shows a characteristic operation of the image decoding apparatus according to the above example.
  • the above examples can be summarized as follows.
  • the quantization matrix decoding unit 302 decodes the first flag, the second flag, and the third flag (S921).
  • the first flag indicates whether a plurality of quantization matrices having individual coefficients for each frequency are (selectively) used for the inverse quantization process.
  • the second flag indicates whether or not a plurality of quantization matrices are included in the SPS.
  • the third flag indicates whether or not a plurality of quantization matrices are included in the PPS.
  • the inverse quantization unit 303 performs an inverse quantization process (S922).
  • the inverse quantization unit 303 indicates that (i) a first flag indicating that a plurality of quantization matrices are used for the inverse quantization process, and (ii) a plurality of quantization matrices are not included in the SPS.
  • the second flag shown and (iii) the third flag showing that the plurality of quantization matrices are not included in the PPS are decoded, the inverse quantization process is performed using the plurality of default matrices as the plurality of quantization matrices. I do.
  • decoding the first flag indicating that a plurality of quantization matrices are used for the inverse quantization process is more specifically a value indicating that the plurality of quantization matrices are used for the inverse quantization process. Is decoded as the value of the first flag. This relationship is the same for the decoding of other flags.
  • the image decoding apparatus does not have to include components related to other processes. Alternatively, the image decoding apparatus may arbitrarily perform the following operation corresponding to the above example.
  • the image decoding apparatus when the first flag indicating that the quantization matrix is not used for the inverse quantization process is decoded, the image decoding apparatus reverses using a flat matrix having a uniform coefficient instead of the quantization matrix. Quantization processing is performed.
  • the image decoding apparatus decodes a first flag indicating that the quantization matrix is used for the inverse quantization process and a second flag indicating that the quantization matrix is included in the SPS. In this case, the image decoding apparatus performs an inverse quantization process using the quantization matrix included in the SPS.
  • the image decoding apparatus decodes a first flag indicating that the quantization matrix is used for the inverse quantization process and a third flag indicating that the quantization matrix is included in the PPS. In this case, the image decoding apparatus performs an inverse quantization process using the quantization matrix included in the PPS.
  • the image decoding apparatus uses a plurality of quantization matrices including the first quantization matrix to which the second quantization matrix is copied. To perform inverse quantization.
  • the image decoding apparatus when the parameter set includes an identifier indicating a default matrix as a copy identifier, the image decoding apparatus performs an inverse quantization process using a plurality of quantization matrices including a first quantization matrix to which the default matrix is copied. Do.
  • the image decoding apparatus sets a sequence quantization matrix for a sequence and sets a picture quantization matrix for a picture. Then, when the image decoding apparatus decodes the first flag indicating that the quantization matrix is used for the inverse quantization process, the image decoding apparatus performs the inverse quantization process on the picture using the picture quantization matrix.
  • the image decoding apparatus sets the default matrix as the sequence quantization matrix.
  • the image decoding apparatus sets the sequence quantization matrix as the picture quantization matrix.
  • the image decoding apparatus decodes the quantized data and performs an inverse quantization process on the decoded quantized data.
  • the image decoding apparatus performs the following operation.
  • the image decoding apparatus performs an inverse quantization process using a flat matrix having a uniform coefficient on a block on which the inverse frequency transform is not performed. Then, the image decoding apparatus performs an inverse quantization process on the block on which the inverse frequency transform is performed using a default matrix.
  • each functional block may be realized by an MPU, a memory, or the like.
  • the processing by each functional block may be realized by software (program), and the software may be recorded on a recording medium such as a ROM.
  • Such software may be distributed by downloading or the like, or may be recorded on a recording medium such as a CD-ROM and distributed.
  • Each functional block may be realized by hardware (dedicated circuit).
  • each component may be configured by dedicated hardware or may be realized by executing a software program suitable for each component.
  • Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • the image encoding device and the image decoding device include a processing circuit (Processing Circuit) and a storage device (Storage) electrically connected to the processing circuit (accessible from the processing circuit).
  • the processing circuit includes at least one of dedicated hardware and a program execution unit, and executes processing using a storage device. Further, when the processing circuit includes a program execution unit, the storage device stores a software program executed by the program execution unit.
  • the software that realizes the image encoding device and the like of each of the above embodiments is the following program.
  • this program is an image encoding method for encoding an image on a computer, and (i) coefficient information indicating a plurality of coefficients included in one or more blocks constituting the image; A first flag indicating whether to quantize one or more blocks using a plurality of quantization matrices having individual coefficients for each frequency; and (iii) the plurality of quantization matrices include a sequence parameter set.
  • a quantization step for quantizing a coefficient wherein in the quantization step, the one or more blocks are a plurality of quantization matrices.
  • the first flag indicating that quantization is performed using the plurality of quantization matrices; and (ii) the plurality of quantizations.
  • An image encoding the second flag indicating that a matrix is not included in the sequence parameter set, and (iii) the third flag indicating that the plurality of quantization matrices are not included in the picture parameter set Encoding method is executed.
  • the program is an image decoding method for decoding an encoded bitstream and decoding an image to a computer, and is included in (i) one or more blocks constituting the image from the encoded bitstream.
  • a first flag indicating whether or not the one or more blocks are dequantized using a plurality of quantization matrices having individual coefficients for each frequency;
  • a second flag indicating whether or not the plurality of quantization matrices are included in a sequence parameter set;
  • a third flag indicating whether or not the plurality of quantization matrices are included in a picture parameter set.
  • the coefficient information is inverted using a plurality of default matrices as the plurality of quantization matrices. You may perform the image decoding method to quantize.
  • Each component may be a circuit. These circuits may constitute one circuit as a whole, or may be separate circuits. Each component may be realized by a general-purpose processor or a dedicated processor.
  • another processing unit may execute a process executed by a specific processing unit.
  • the order in which the processes are executed may be changed, or a plurality of processes may be executed in parallel.
  • the image encoding / decoding device may include an image encoding device and an image decoding device.
  • each embodiment may be realized by centralized processing using a single device (system), or may be realized by distributed processing using a plurality of devices.
  • the computer that executes the program may be singular or plural. That is, the computer that executes the program may perform centralized processing or distributed processing.
  • the storage medium may be any medium that can record a program, such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, an IC card, and a semiconductor memory.
  • the system has an image encoding / decoding device including an image encoding device using an image encoding method and an image decoding device using an image decoding method.
  • image encoding / decoding device including an image encoding device using an image encoding method and an image decoding device using an image decoding method.
  • Other configurations in the system can be appropriately changed according to circumstances.
  • FIG. 15 is a diagram showing an overall configuration of a content supply system ex100 that realizes a content distribution service.
  • a communication service providing area is divided into desired sizes, and base stations ex106, ex107, ex108, ex109, and ex110, which are fixed wireless stations, are installed in each cell.
  • the content supply system ex100 includes a computer ex111, a PDA (Personal Digital Assistant) ex112, a camera ex113, a mobile phone ex114, a game machine ex115 via the Internet ex101, the Internet service provider ex102, the telephone network ex104, and the base stations ex106 to ex110. Etc. are connected.
  • PDA Personal Digital Assistant
  • each device may be directly connected to the telephone network ex104 without going from the base station ex106, which is a fixed wireless station, to ex110.
  • the devices may be directly connected to each other via short-range wireless or the like.
  • the camera ex113 is a device that can shoot moving images such as a digital video camera
  • the camera ex116 is a device that can shoot still images and movies such as a digital camera.
  • the mobile phone ex114 is a GSM (registered trademark) (Global System for Mobile Communications) system, a CDMA (Code Division Multiple Access) system, a W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) system, or an LTE (Long Terminal Term Evolution). It is possible to use any of the above-mentioned systems, HSPA (High Speed Packet Access) mobile phone, PHS (Personal Handyphone System), or the like.
  • the camera ex113 and the like are connected to the streaming server ex103 through the base station ex109 and the telephone network ex104, thereby enabling live distribution and the like.
  • live distribution content that is shot by a user using the camera ex113 (for example, music live video) is encoded as described in each of the above embodiments (that is, in one aspect of the present invention).
  • the streaming server ex103 stream-distributes the content data transmitted to the requested client. Examples of the client include a computer ex111, a PDA ex112, a camera ex113, a mobile phone ex114, and a game machine ex115 that can decode the encoded data.
  • Each device that receives the distributed data decodes the received data and reproduces it (that is, functions as an image decoding device according to one embodiment of the present invention).
  • the captured data may be encoded by the camera ex113, the streaming server ex103 that performs data transmission processing, or may be shared with each other.
  • the decryption processing of the distributed data may be performed by the client, the streaming server ex103, or may be performed in common with each other.
  • still images and / or moving image data captured by the camera ex116 may be transmitted to the streaming server ex103 via the computer ex111.
  • the encoding process in this case may be performed by any of the camera ex116, the computer ex111, and the streaming server ex103, or may be performed in a shared manner.
  • these encoding / decoding processes are generally performed in the computer ex111 and the LSI ex500 included in each device.
  • the LSI ex500 may be configured as a single chip or a plurality of chips.
  • moving image encoding / decoding software is incorporated into some recording medium (CD-ROM, flexible disk, hard disk, etc.) that can be read by the computer ex111, etc., and encoding / decoding processing is performed using the software. May be.
  • moving image data acquired by the camera may be transmitted.
  • the moving image data at this time is data encoded by the LSI ex500 included in the mobile phone ex114.
  • the streaming server ex103 may be a plurality of servers or a plurality of computers, and may process, record, and distribute data in a distributed manner.
  • the encoded data can be received and reproduced by the client.
  • the information transmitted by the user can be received, decrypted and reproduced by the client in real time, and personal broadcasting can be realized even for a user who does not have special rights or facilities.
  • the digital broadcasting system ex200 also includes at least the moving image encoding device (image encoding device) or the moving image decoding according to each of the above embodiments. Any of the devices (image decoding devices) can be incorporated.
  • the broadcast station ex201 multiplexed data obtained by multiplexing music data and the like on video data is transmitted to a communication or satellite ex202 via radio waves.
  • This video data is data encoded by the moving image encoding method described in each of the above embodiments (that is, data encoded by the image encoding apparatus according to one aspect of the present invention).
  • the broadcasting satellite ex202 transmits a radio wave for broadcasting, and this radio wave is received by a home antenna ex204 capable of receiving satellite broadcasting.
  • the received multiplexed data is decoded and reproduced by an apparatus such as the television (receiver) ex300 or the set top box (STB) ex217 (that is, functions as an image decoding apparatus according to one embodiment of the present invention).
  • a reader / recorder ex218 that reads and decodes multiplexed data recorded on a recording medium ex215 such as a DVD or a BD, or encodes a video signal on the recording medium ex215 and, in some cases, multiplexes and writes it with a music signal. It is possible to mount the moving picture decoding apparatus or moving picture encoding apparatus described in the above embodiments. In this case, the reproduced video signal is displayed on the monitor ex219, and the video signal can be reproduced in another device or system using the recording medium ex215 on which the multiplexed data is recorded.
  • a moving picture decoding apparatus may be mounted in a set-top box ex217 connected to a cable ex203 for cable television or an antenna ex204 for satellite / terrestrial broadcasting and displayed on the monitor ex219 of the television.
  • the moving picture decoding apparatus may be incorporated in the television instead of the set top box.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a television (receiver) ex300 that uses the video decoding method and the video encoding method described in each of the above embodiments.
  • the television ex300 obtains or outputs multiplexed data in which audio data is multiplexed with video data via the antenna ex204 or the cable ex203 that receives the broadcast, and demodulates the received multiplexed data.
  • the modulation / demodulation unit ex302 that modulates multiplexed data to be transmitted to the outside, and the demodulated multiplexed data is separated into video data and audio data, or the video data and audio data encoded by the signal processing unit ex306 Is provided with a multiplexing / demultiplexing unit ex303.
  • the television ex300 also decodes the audio data and the video data, or encodes the information, the audio signal processing unit ex304, the video signal processing unit ex305 (the image encoding device or the image according to one embodiment of the present invention) A signal processing unit ex306 that functions as a decoding device), a speaker ex307 that outputs the decoded audio signal, and an output unit ex309 that includes a display unit ex308 such as a display that displays the decoded video signal. Furthermore, the television ex300 includes an interface unit ex317 including an operation input unit ex312 that receives an input of a user operation. Furthermore, the television ex300 includes a control unit ex310 that performs overall control of each unit, and a power supply circuit unit ex311 that supplies power to each unit.
  • the interface unit ex317 includes a bridge unit ex313 connected to an external device such as a reader / recorder ex218, a recording unit ex216 such as an SD card, and an external recording unit such as a hard disk.
  • a driver ex315 for connecting to a medium, a modem ex316 for connecting to a telephone network, and the like may be included.
  • the recording medium ex216 is capable of electrically recording information by using a nonvolatile / volatile semiconductor memory element to be stored.
  • Each part of the television ex300 is connected to each other via a synchronous bus.
  • the television ex300 receives a user operation from the remote controller ex220 or the like, and demultiplexes the multiplexed data demodulated by the modulation / demodulation unit ex302 by the multiplexing / demultiplexing unit ex303 based on the control of the control unit ex310 having a CPU or the like. Furthermore, in the television ex300, the separated audio data is decoded by the audio signal processing unit ex304, and the separated video data is decoded by the video signal processing unit ex305 using the decoding method described in each of the above embodiments.
  • the decoded audio signal and video signal are output from the output unit ex309 to the outside. At the time of output, these signals may be temporarily stored in the buffers ex318, ex319, etc. so that the audio signal and the video signal are reproduced in synchronization. Also, the television ex300 may read multiplexed data from recording media ex215 and ex216 such as a magnetic / optical disk and an SD card, not from broadcasting. Next, a configuration in which the television ex300 encodes an audio signal or a video signal and transmits the signal to the outside or to a recording medium will be described.
  • the television ex300 receives a user operation from the remote controller ex220 and the like, encodes an audio signal with the audio signal processing unit ex304, and converts the video signal with the video signal processing unit ex305 based on the control of the control unit ex310. Encoding is performed using the encoding method described in (1).
  • the encoded audio signal and video signal are multiplexed by the multiplexing / demultiplexing unit ex303 and output to the outside. When multiplexing, these signals may be temporarily stored in the buffers ex320, ex321, etc. so that the audio signal and the video signal are synchronized.
  • a plurality of buffers ex318, ex319, ex320, and ex321 may be provided as illustrated, or one or more buffers may be shared. Further, in addition to the illustrated example, data may be stored in the buffer as a buffer material that prevents system overflow and underflow, for example, between the modulation / demodulation unit ex302 and the multiplexing / demultiplexing unit ex303.
  • the television ex300 has a configuration for receiving AV input of a microphone and a camera, and performs encoding processing on the data acquired from them. Also good.
  • the television ex300 has been described as a configuration capable of the above-described encoding processing, multiplexing, and external output, but these processing cannot be performed, and only the above-described reception, decoding processing, and external output are possible. It may be a configuration.
  • the decoding process or the encoding process may be performed by either the television ex300 or the reader / recorder ex218,
  • the reader / recorder ex218 may share with each other.
  • FIG. 18 shows a configuration of the information reproducing / recording unit ex400 when data is read from or written to an optical disk.
  • the information reproducing / recording unit ex400 includes elements ex401, ex402, ex403, ex404, ex405, ex406, and ex407 described below.
  • the optical head ex401 irradiates a laser spot on the recording surface of the recording medium ex215 that is an optical disk to write information, and detects information reflected from the recording surface of the recording medium ex215 to read the information.
  • the modulation recording unit ex402 electrically drives a semiconductor laser built in the optical head ex401 and modulates the laser beam according to the recording data.
  • the reproduction demodulator ex403 amplifies the reproduction signal obtained by electrically detecting the reflected light from the recording surface by the photodetector built in the optical head ex401, separates and demodulates the signal component recorded on the recording medium ex215, and is necessary To play back information.
  • the buffer ex404 temporarily holds information to be recorded on the recording medium ex215 and information reproduced from the recording medium ex215.
  • the disk motor ex405 rotates the recording medium ex215.
  • the servo control unit ex406 moves the optical head ex401 to a predetermined information track while controlling the rotational drive of the disk motor ex405, and performs a laser spot tracking process.
  • the system control unit ex407 controls the entire information reproduction / recording unit ex400.
  • the system control unit ex407 uses various types of information held in the buffer ex404, and generates and adds new information as necessary.
  • the modulation recording unit ex402, the reproduction demodulation unit This is realized by recording / reproducing information through the optical head ex401 while operating the ex403 and the servo control unit ex406 in a coordinated manner.
  • the system control unit ex407 includes, for example, a microprocessor, and executes these processes by executing a read / write program.
  • the optical head ex401 has been described as irradiating a laser spot.
  • a configuration in which higher-density recording is performed using near-field light may be used.
  • FIG. 19 shows a schematic diagram of a recording medium ex215 that is an optical disk.
  • Guide grooves grooves
  • address information indicating the absolute position on the disc is recorded in advance on the information track ex230 by changing the shape of the groove.
  • This address information includes information for specifying the position of the recording block ex231 that is a unit for recording data, and the recording block is specified by reproducing the information track ex230 and reading the address information in a recording or reproducing apparatus.
  • the recording medium ex215 includes a data recording area ex233, an inner peripheral area ex232, and an outer peripheral area ex234.
  • the area used for recording user data is the data recording area ex233, and the inner circumference area ex232 and the outer circumference area ex234 arranged on the inner or outer circumference of the data recording area ex233 are used for specific purposes other than user data recording. Used.
  • the information reproducing / recording unit ex400 reads / writes encoded audio data, video data, or multiplexed data obtained by multiplexing these data with respect to the data recording area ex233 of the recording medium ex215.
  • an optical disk such as a single-layer DVD or BD has been described as an example.
  • an optical disc with a multi-dimensional recording / reproducing structure such as recording information using light of different wavelengths in the same place on the disc, or recording different layers of information from various angles. It may be.
  • the car ex210 having the antenna ex205 can receive data from the satellite ex202 and the like, and the moving image can be reproduced on a display device such as the car navigation ex211 that the car ex210 has.
  • the configuration of the car navigation ex211 may be, for example, a configuration in which a GPS receiving unit is added in the configuration illustrated in FIG.
  • FIG. 20A is a diagram showing the mobile phone ex114 using the video decoding method and the video encoding method described in the above embodiment.
  • the mobile phone ex114 includes an antenna ex350 for transmitting and receiving radio waves to and from the base station ex110, a camera unit ex365 capable of capturing video and still images, a video captured by the camera unit ex365, a video received by the antenna ex350, and the like Is provided with a display unit ex358 such as a liquid crystal display for displaying the decrypted data.
  • the mobile phone ex114 further includes a main body unit having an operation key unit ex366, an audio output unit ex357 such as a speaker for outputting audio, an audio input unit ex356 such as a microphone for inputting audio, a captured video,
  • an audio input unit ex356 such as a microphone for inputting audio
  • a captured video In the memory unit ex367 for storing encoded data or decoded data such as still images, recorded audio, received video, still images, mails, or the like, or an interface unit with a recording medium for storing data
  • a slot ex364 is provided.
  • the mobile phone ex114 has a power supply circuit part ex361, an operation input control part ex362, and a video signal processing part ex355 with respect to a main control part ex360 that comprehensively controls each part of the main body including the display part ex358 and the operation key part ex366.
  • a camera interface unit ex363, an LCD (Liquid Crystal Display) control unit ex359, a modulation / demodulation unit ex352, a multiplexing / demultiplexing unit ex353, an audio signal processing unit ex354, a slot unit ex364, and a memory unit ex367 are connected to each other via a bus ex370. ing.
  • the power supply circuit unit ex361 starts up the mobile phone ex114 in an operable state by supplying power from the battery pack to each unit.
  • the cellular phone ex114 converts the audio signal collected by the audio input unit ex356 in the voice call mode into a digital audio signal by the audio signal processing unit ex354 based on the control of the main control unit ex360 having a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Then, this is subjected to spectrum spread processing by the modulation / demodulation unit ex352, digital-analog conversion processing and frequency conversion processing are performed by the transmission / reception unit ex351, and then transmitted via the antenna ex350.
  • the mobile phone ex114 also amplifies the received data received via the antenna ex350 in the voice call mode, performs frequency conversion processing and analog-digital conversion processing, performs spectrum despreading processing by the modulation / demodulation unit ex352, and performs voice signal processing unit After being converted into an analog audio signal by ex354, this is output from the audio output unit ex357.
  • the text data of the e-mail input by operating the operation key unit ex366 of the main unit is sent to the main control unit ex360 via the operation input control unit ex362.
  • the main control unit ex360 performs spread spectrum processing on the text data in the modulation / demodulation unit ex352, performs digital analog conversion processing and frequency conversion processing in the transmission / reception unit ex351, and then transmits the text data to the base station ex110 via the antenna ex350.
  • almost the reverse process is performed on the received data and output to the display unit ex358.
  • the video signal processing unit ex355 compresses the video signal supplied from the camera unit ex365 by the moving image encoding method described in the above embodiments. Encode (that is, function as an image encoding device according to an aspect of the present invention), and send the encoded video data to the multiplexing / demultiplexing unit ex353.
  • the audio signal processing unit ex354 encodes the audio signal picked up by the audio input unit ex356 while the camera unit ex365 images a video, a still image, etc., and sends the encoded audio data to the multiplexing / separating unit ex353. To do.
  • the multiplexing / demultiplexing unit ex353 multiplexes the encoded video data supplied from the video signal processing unit ex355 and the encoded audio data supplied from the audio signal processing unit ex354 by a predetermined method, and is obtained as a result.
  • the multiplexed data is subjected to spread spectrum processing by the modulation / demodulation unit (modulation / demodulation circuit unit) ex352, digital-analog conversion processing and frequency conversion processing by the transmission / reception unit ex351, and then transmitted via the antenna ex350.
  • the multiplexing / separating unit ex353 separates the multiplexed data into a video data bit stream and an audio data bit stream, and performs video signal processing on the video data encoded via the synchronization bus ex370.
  • the encoded audio data is supplied to the audio signal processing unit ex354 while being supplied to the unit ex355.
  • the video signal processing unit ex355 decodes the video signal by decoding using the video decoding method corresponding to the video encoding method described in each of the above embodiments (that is, an image according to an aspect of the present invention).
  • video and still images included in the moving image file linked to the home page are displayed from the display unit ex358 via the LCD control unit ex359.
  • the audio signal processing unit ex354 decodes the audio signal, and the audio is output from the audio output unit ex357.
  • the terminal such as the mobile phone ex114 is referred to as a transmission terminal having only an encoder and a receiving terminal having only a decoder.
  • a transmission terminal having only an encoder
  • a receiving terminal having only a decoder.
  • multiplexed data in which music data or the like is multiplexed with video data is received and transmitted, but data in which character data or the like related to video is multiplexed in addition to audio data It may be video data itself instead of multiplexed data.
  • the moving picture encoding method or the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments can be used in any of the above-described devices / systems. The described effect can be obtained.
  • Embodiment 4 The moving picture coding method or apparatus shown in the above embodiments and the moving picture coding method or apparatus compliant with different standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, and VC-1 are appropriately switched as necessary. Thus, it is also possible to generate video data.
  • multiplexed data obtained by multiplexing audio data or the like with video data is configured to include identification information indicating which standard the video data conforms to.
  • identification information indicating which standard the video data conforms to.
  • FIG. 21 is a diagram showing a structure of multiplexed data.
  • the multiplexed data is obtained by multiplexing one or more of a video stream, an audio stream, a presentation graphics stream (PG), and an interactive graphics stream.
  • the video stream indicates the main video and sub-video of the movie
  • the audio stream (IG) indicates the main audio portion of the movie and the sub-audio mixed with the main audio
  • the presentation graphics stream indicates the subtitles of the movie.
  • the main video indicates a normal video displayed on the screen
  • the sub-video is a video displayed on a small screen in the main video.
  • the interactive graphics stream indicates an interactive screen created by arranging GUI components on the screen.
  • the video stream is encoded by the moving image encoding method or apparatus shown in the above embodiments, or the moving image encoding method or apparatus conforming to the conventional standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, and VC-1. ing.
  • the audio stream is encoded by a method such as Dolby AC-3, Dolby Digital Plus, MLP, DTS, DTS-HD, or linear PCM.
  • Each stream included in the multiplexed data is identified by PID. For example, 0x1011 for video streams used for movie images, 0x1100 to 0x111F for audio streams, 0x1200 to 0x121F for presentation graphics, 0x1400 to 0x141F for interactive graphics streams, 0x1B00 to 0x1B1F are assigned to video streams used for sub-pictures, and 0x1A00 to 0x1A1F are assigned to audio streams used for sub-audio mixed with the main audio.
  • FIG. 22 is a diagram schematically showing how multiplexed data is multiplexed.
  • a video stream ex235 composed of a plurality of video frames and an audio stream ex238 composed of a plurality of audio frames are converted into PES packet sequences ex236 and ex239, respectively, and converted into TS packets ex237 and ex240.
  • the data of the presentation graphics stream ex241 and interactive graphics ex244 are converted into PES packet sequences ex242 and ex245, respectively, and further converted into TS packets ex243 and ex246.
  • the multiplexed data ex247 is configured by multiplexing these TS packets into one stream.
  • FIG. 23 shows in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • the first row in FIG. 23 shows a video frame sequence of the video stream.
  • the second level shows a PES packet sequence.
  • a plurality of Video Presentation Units in the video stream are divided into pictures, B pictures, and P pictures and stored in the payload of the PES packet.
  • Each PES packet has a PES header, and a PTS (Presentation Time-Stamp) that is a display time of a picture and a DTS (Decoding Time-Stamp) that is a decoding time of a picture are stored in the PES header.
  • PTS Presentation Time-Stamp
  • DTS Decoding Time-Stamp
  • FIG. 24 shows the format of TS packets that are finally written in the multiplexed data.
  • the TS packet is a 188-byte fixed-length packet composed of a 4-byte TS header having information such as a PID for identifying a stream and a 184-byte TS payload for storing data.
  • the PES packet is divided and stored in the TS payload.
  • a 4-byte TP_Extra_Header is added to a TS packet, forms a 192-byte source packet, and is written in multiplexed data.
  • TP_Extra_Header information such as ATS (Arrival_Time_Stamp) is described.
  • ATS indicates the transfer start time of the TS packet to the PID filter of the decoder.
  • Source packets are arranged in the multiplexed data as shown in the lower part of FIG. 24, and the number incremented from the head of the multiplexed data is called SPN (source packet number).
  • TS packets included in the multiplexed data include PAT (Program Association Table), PMT (Program Map Table), PCR (Program Clock Reference), and the like in addition to each stream such as video / audio / caption.
  • PAT indicates what the PID of the PMT used in the multiplexed data is, and the PID of the PAT itself is registered as 0.
  • the PMT has the PID of each stream such as video / audio / subtitles included in the multiplexed data and the attribute information of the stream corresponding to each PID, and has various descriptors related to the multiplexed data.
  • the descriptor includes copy control information for instructing permission / non-permission of copying of multiplexed data.
  • the PCR corresponds to the ATS in which the PCR packet is transferred to the decoder. Contains STC time information.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining the data structure of the PMT in detail.
  • a PMT header describing the length of data included in the PMT is arranged at the head of the PMT.
  • a plurality of descriptors related to multiplexed data are arranged.
  • the copy control information and the like are described as descriptors.
  • a plurality of pieces of stream information regarding each stream included in the multiplexed data are arranged.
  • the stream information includes a stream descriptor in which a stream type, a stream PID, and stream attribute information (frame rate, aspect ratio, etc.) are described to identify a compression codec of the stream.
  • the multiplexed data is recorded together with the multiplexed data information file.
  • the multiplexed data information file is management information of multiplexed data, has one-to-one correspondence with the multiplexed data, and includes multiplexed data information, stream attribute information, and an entry map.
  • the multiplexed data information includes a system rate, a reproduction start time, and a reproduction end time.
  • the system rate indicates a maximum transfer rate of multiplexed data to a PID filter of a system target decoder described later.
  • the ATS interval included in the multiplexed data is set to be equal to or less than the system rate.
  • the playback start time is the PTS of the first video frame of the multiplexed data
  • the playback end time is set by adding the playback interval for one frame to the PTS of the video frame at the end of the multiplexed data.
  • attribute information about each stream included in the multiplexed data is registered for each PID.
  • the attribute information has different information for each video stream, audio stream, presentation graphics stream, and interactive graphics stream.
  • the video stream attribute information includes the compression codec used to compress the video stream, the resolution of the individual picture data constituting the video stream, the aspect ratio, and the frame rate. It has information such as how much it is.
  • the audio stream attribute information includes the compression codec used to compress the audio stream, the number of channels included in the audio stream, the language supported, and the sampling frequency. With information. These pieces of information are used for initialization of the decoder before the player reproduces it.
  • the stream type included in the PMT is used.
  • video stream attribute information included in the multiplexed data information is used.
  • the video encoding shown in each of the above embodiments for the stream type or video stream attribute information included in the PMT.
  • FIG. 28 shows the steps of the moving picture decoding method according to the present embodiment.
  • step exS100 the stream type included in the PMT or the video stream attribute information included in the multiplexed data information is acquired from the multiplexed data.
  • step exS101 it is determined whether or not the stream type or the video stream attribute information indicates multiplexed data generated by the moving picture encoding method or apparatus described in the above embodiments. To do.
  • step exS102 the above embodiments are performed. Decoding is performed by the moving picture decoding method shown in the form.
  • the conventional information Decoding is performed by a moving image decoding method compliant with the standard.
  • FIG. 29 shows a configuration of an LSI ex500 that is made into one chip.
  • the LSI ex500 includes elements ex501, ex502, ex503, ex504, ex505, ex506, ex507, ex508, and ex509 described below, and each element is connected via a bus ex510.
  • the power supply circuit unit ex505 is activated to an operable state by supplying power to each unit when the power supply is on.
  • the LSI ex500 uses the AV I / O ex509 to perform the microphone ex117 and the camera ex113 based on the control of the control unit ex501 including the CPU ex502, the memory controller ex503, the stream controller ex504, the driving frequency control unit ex512, and the like.
  • the AV signal is input from the above.
  • the input AV signal is temporarily stored in an external memory ex511 such as SDRAM.
  • the accumulated data is divided into a plurality of times as appropriate according to the processing amount and the processing speed and sent to the signal processing unit ex507, and the signal processing unit ex507 encodes an audio signal and / or video. Signal encoding is performed.
  • the encoding process of the video signal is the encoding process described in the above embodiments.
  • the signal processing unit ex507 further performs processing such as multiplexing the encoded audio data and the encoded video data according to circumstances, and outputs the result from the stream I / Oex 506 to the outside.
  • the output multiplexed data is transmitted to the base station ex107 or written to the recording medium ex215. It should be noted that data should be temporarily stored in the buffer ex508 so as to be synchronized when multiplexing.
  • the memory ex511 is described as an external configuration of the LSI ex500.
  • a configuration included in the LSI ex500 may be used.
  • the number of buffers ex508 is not limited to one, and a plurality of buffers may be provided.
  • the LSI ex500 may be made into one chip or a plurality of chips.
  • control unit ex501 includes the CPU ex502, the memory controller ex503, the stream controller ex504, the drive frequency control unit ex512, and the like, but the configuration of the control unit ex501 is not limited to this configuration.
  • the signal processing unit ex507 may further include a CPU.
  • the CPU ex502 may be configured to include a signal processing unit ex507 or, for example, an audio signal processing unit that is a part of the signal processing unit ex507.
  • the control unit ex501 is configured to include a signal processing unit ex507 or a CPU ex502 having a part thereof.
  • LSI LSI
  • IC system LSI
  • super LSI ultra LSI depending on the degree of integration
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and implementation with a dedicated circuit or a general-purpose processor is also possible.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • Such a programmable logic device typically loads or reads a program constituting software or firmware from a memory or the like, so that the moving image encoding method or the moving image described in each of the above embodiments is used.
  • An image decoding method can be performed.
  • FIG. 30 shows a configuration ex800 in the present embodiment.
  • the drive frequency switching unit ex803 sets the drive frequency high when the video data is generated by the moving image encoding method or apparatus described in the above embodiments.
  • the decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method described in each of the above embodiments is instructed to decode the video data.
  • the video data is video data compliant with the conventional standard, compared to the case where the video data is generated by the moving picture encoding method or apparatus shown in the above embodiments, Set the drive frequency low. Then, it instructs the decoding processing unit ex802 compliant with the conventional standard to decode the video data.
  • the drive frequency switching unit ex803 includes the CPU ex502 and the drive frequency control unit ex512 of FIG.
  • the decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and the decoding processing unit ex802 that complies with the conventional standard correspond to the signal processing unit ex507 in FIG.
  • the CPU ex502 identifies which standard the video data conforms to. Then, based on the signal from the CPU ex502, the drive frequency control unit ex512 sets the drive frequency. Further, based on the signal from the CPU ex502, the signal processing unit ex507 decodes the video data.
  • the identification information described in the fourth embodiment may be used.
  • the identification information is not limited to that described in the fourth embodiment, and any information that can identify which standard the video data conforms to may be used. For example, it is possible to identify which standard the video data conforms to based on an external signal that identifies whether the video data is used for a television or a disk. In some cases, identification may be performed based on such an external signal.
  • the selection of the driving frequency in the CPU ex502 may be performed based on, for example, a lookup table in which video data standards and driving frequencies are associated with each other as shown in FIG. The look-up table is stored in the buffer ex508 or the internal memory of the LSI, and the CPU ex502 can select the drive frequency by referring to the look-up table.
  • FIG. 31 shows steps for executing the method of the present embodiment.
  • the signal processing unit ex507 acquires identification information from the multiplexed data.
  • the CPU ex502 identifies whether the video data is generated by the encoding method or apparatus described in each of the above embodiments based on the identification information.
  • the CPU ex502 sends a signal for setting the drive frequency high to the drive frequency control unit ex512. Then, the drive frequency control unit ex512 sets a high drive frequency.
  • step exS203 the CPU ex502 drives the signal for setting the drive frequency low. This is sent to the frequency control unit ex512. Then, in the drive frequency control unit ex512, the drive frequency is set to be lower than that in the case where the video data is generated by the encoding method or apparatus described in the above embodiments.
  • the power saving effect can be further enhanced by changing the voltage applied to the LSI ex500 or the device including the LSI ex500 in conjunction with the switching of the driving frequency. For example, when the drive frequency is set low, it is conceivable that the voltage applied to the LSI ex500 or the device including the LSI ex500 is set low as compared with the case where the drive frequency is set high.
  • the setting method of the driving frequency may be set to a high driving frequency when the processing amount at the time of decoding is large, and to a low driving frequency when the processing amount at the time of decoding is small. It is not limited to the method.
  • the amount of processing for decoding video data compliant with the MPEG4-AVC standard is larger than the amount of processing for decoding video data generated by the moving picture encoding method or apparatus described in the above embodiments. It is conceivable that the setting of the driving frequency is reversed to that in the case described above.
  • the method for setting the drive frequency is not limited to the configuration in which the drive frequency is lowered.
  • the voltage applied to the LSIex500 or the apparatus including the LSIex500 is set high.
  • the driving of the CPU ex502 is stopped.
  • the CPU ex502 is temporarily stopped because there is room in processing. Is also possible. Even when the identification information indicates that the video data is generated by the moving image encoding method or apparatus described in each of the above embodiments, if there is a margin for processing, the CPU ex502 is temporarily driven. It can also be stopped. In this case, it is conceivable to set the stop time shorter than in the case where the video data conforms to the conventional standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, and VC-1.
  • a plurality of video data that conforms to different standards may be input to the above-described devices and systems such as a television and a mobile phone.
  • the signal processing unit ex507 of the LSI ex500 needs to support a plurality of standards in order to be able to decode even when a plurality of video data complying with different standards is input.
  • the signal processing unit ex507 corresponding to each standard is used individually, there is a problem that the circuit scale of the LSI ex500 increases and the cost increases.
  • a decoding processing unit for executing the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and a decoding conforming to a standard such as MPEG-2, MPEG4-AVC, or VC-1
  • the processing unit is partly shared.
  • An example of this configuration is shown as ex900 in FIG. 33A.
  • the moving picture decoding method shown in each of the above embodiments and the moving picture decoding method compliant with the MPEG4-AVC standard are processed in processes such as entropy coding, inverse quantization, deblocking filter, and motion compensation. Some contents are common.
  • the decoding processing unit ex902 corresponding to the MPEG4-AVC standard is shared, and for other processing contents specific to one aspect of the present invention that do not correspond to the MPEG4-AVC standard, a dedicated decoding processing unit A configuration using ex901 is conceivable.
  • a dedicated decoding processing unit ex901 is used for entropy decoding and inverse quantization, and other deblocking / It is conceivable to share the decoding processing unit for any of the filter, motion compensation and inverse frequency conversion, or for all the processes.
  • the decoding processing unit for executing the moving picture decoding method described in each of the above embodiments is shared, and the processing content specific to the MPEG4-AVC standard As for, a configuration using a dedicated decoding processing unit may be used.
  • ex1000 in FIG. 33B shows another example in which processing is partially shared.
  • a dedicated decoding processing unit ex1001 corresponding to the processing content specific to one aspect of the present invention
  • a dedicated decoding processing unit ex1002 corresponding to the processing content specific to another conventional standard
  • a common decoding processing unit ex1003 corresponding to the processing contents common to the moving image decoding method according to the above and other conventional moving image decoding methods.
  • the dedicated decoding processing units ex1001 and ex1002 are not necessarily specialized in one aspect of the present invention or processing content specific to other conventional standards, and can execute other general-purpose processing. Also good.
  • the configuration of the present embodiment can be implemented by LSI ex500.
  • the processing content common to the moving picture decoding method according to one aspect of the present invention and the moving picture decoding method of the conventional standard reduces the circuit scale of the LSI by sharing the decoding processing unit, In addition, the cost can be reduced.
  • the present invention can be used in, for example, a television receiver, a digital video recorder, a car navigation system, a mobile phone, a digital camera, a digital video camera, or the like.

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Abstract

　画像符号化方法は、係数情報と、複数の量子化マトリックスを用いて１以上のブロックを量子化するか否かを示す第１フラグと、複数の量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットに含まれるか否かを示す第２フラグと、複数の量子化マトリックスがピクチャパラメータセットに含まれるか否かを示す第３フラグとを符号化する符号化ステップ（Ｓ９１１）と、複数の係数を量子化する量子化ステップ（Ｓ９１２）とを含み、１以上のブロックが複数のデフォルトマトリックスを用いて量子化される場合、符号化ステップでは、複数の量子化マトリックスを用いて量子化されることを示す第１フラグと、複数の量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットに含まれないことを示す第２フラグと、複数の量子化マトリックスがピクチャパラメータセットに含まれないことを示す第３フラグとを符号化する。

Description

[規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称]　画像符号化／復号方法、装置、および画像符号化復号装置
　本発明は、画像を符号化する画像符号化方法、または、画像を復号する画像復号方法に関する。
　画像（動画像を含む）を符号化する画像符号化方法、または、画像を復号する画像復号方法に関する技術として、非特許文献１に記載の技術がある。
ＩＳＯ／ＩＥＣ　１４４９６－１０「ＭＰＥＧ－４　Ｐａｒｔ１０　Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ」
　しかしながら、画像符号化方法または画像復号方法において、非効率的な処理が用いられる場合がある。
　そこで、本発明は、画像を効率的に符号化する画像符号化方法、または、画像を効率的に復号する画像復号方法を提供する。
　本発明の一態様に係る画像符号化方法は、画像を符号化する画像符号化方法であって、（ｉ）前記画像を構成する１以上のブロックに含まれる複数の係数を示す係数情報と、（ｉｉ）前記１以上のブロックに対して、前記複数の係数にそれぞれ対応する個別の係数を有する複数の量子化マトリックスを用いて量子化するか否かを示す第１フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットに含まれるか否かを示す第２フラグと、（ｉｖ）前記複数の量子化マトリックスがピクチャパラメータセットに含まれるか否かを示す第３フラグとを符号化する符号化ステップと、前記複数の係数を量子化する量子化ステップとを含み、前記量子化ステップにおいて、前記１以上のブロックが前記複数の量子化マトリックスとして複数のデフォルトマトリックスを用いて量子化される場合、前記符号化ステップでは、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとを符号化する。
　なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム、または、コンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　本発明に係る画像符号化方法および画像復号方法は、画像を効率的に符号化または復号することができる。
図１は、実施の形態１に係る画像符号化装置の構成を示す図である。 図２は、実施の形態１に係る符号化全体のフローを示す図である。 図３は、実施の形態１に係る量子化マトリックス符号化部の内部構成を示す図である。 図４Ａは、実施の形態１に係るＳＰＳ量子化マトリックスの符号化フローを示す図である。 図４Ｂは、実施の形態１に係るＳＰＳ量子化マトリックスの符号化フロー（続き）を示す図である。 図５Ａは、実施の形態１に係るＰＰＳ量子化マトリックスの符号化フローを示す図である。 図５Ｂは、実施の形態１に係るＰＰＳ量子化マトリックスの符号化フロー（続き）を示す図である。 図６Ａは、実施の形態１に係るマトリックスデータの符号化フローを示す図である。 図６Ｂは、実施の形態１に係るマトリックスデータの符号化フロー（続き）を示す図である。 図７は、実施の形態１に係る特徴的な動作フローを示す図である。 図８は、実施の形態２に係る画像復号装置の構成を示す図である。 図９は、実施の形態２に係る復号全体のフローを示す図である。 図１０は、実施の形態２に係る量子化マトリックス復号部の内部構成を示す図である。 図１１は、実施の形態２に係るＳＰＳ量子化マトリックスの復号フローを示す図である。 図１２は、実施の形態２に係るＰＰＳ量子化マトリックスの復号フローを示す図である。 図１３は、実施の形態２に係るマトリックスデータの復号フローを示す図である。 図１４は、実施の形態２に係る特徴的な動作フローを示す図である。 図１５は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。 図１６は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図１７は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図１８は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生／記録部の構成例を示すブロック図である。 図１９は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。 図２０Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図２０Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図２１は、多重化データの構成を示す図である。 図２２は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。 図２３は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。 図２４は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。 図２５は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図２６は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図２７は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図２８は、映像データを識別するステップを示す図である。 図２９は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号化方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。 図３０は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図３１は、映像データを識別し、駆動周波数を切り替えるステップを示す図である。 図３２は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。 図３３Ａは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図である。 図３３Ｂは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。
　（本発明の基礎となった知見）
　本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、画像を符号化する画像符号化装置、または、画像を復号する画像復号装置に関して、課題を見出した。以下に具体的に説明する。
　近年、デジタル映像機器の技術進歩が著しく、ビデオカメラまたはテレビチューナから入力された映像信号（時系列順に並んだ複数のピクチャ）を圧縮符号化しＤＶＤまたはハードディスク等の記録メディアに記録する機会が増えている。
　映像信号の符号化は、画像を予測するステップ、予測画像と符号化対象画像との差分を求めるステップ、差分画像を周波数係数に変換するステップ、周波数係数を量子化するステップ、および、量子化結果および予測情報等を可変長符号化するステップで構成される。
　量子化には、量子化マトリックスが使用される場合がある。そして、視覚的に劣化が目立たない高域成分の係数が粗く量子化され、逆に視覚的に劣化が目立つ低域成分の係数が細かく量子化されることによって符号化効率が向上する。また、４ｘ４および８ｘ８などの周波数変換サイズと、画面内予測および画面間予測などの予測モードと、輝度および色差などの画素成分とに対応して数種類の量子化マトリックスが使われる。なお、量子化とは、予め定められた間隔でサンプリングした値を予め定められたレベルに対応づけてデジタル化することをいい、この技術分野では、丸め、ラウンディング、スケーリングといった表現が用いられる場合もある。
　量子化マトリックスを使用する方法として、画像符号化装置によって直接設定された量子化マトリックスを使用する方法と、デフォルトの量子化マトリックス（デフォルトマトリックス）を使用する方法とがある。画像符号化装置は、量子化マトリックスを直接設定することにより、画像の特徴に応じた量子化マトリックスを設定することができる。しかし、この場合、画像符号化装置は、量子化マトリックスを符号化するため、その分の符号量が増加するというデメリットがある。
　一方、量子化マトリックスを使用せず、高域成分の係数も低域成分の係数も同じように量子化する方法もある。なお、この方法は、係数が全て同じ値である量子化マトリックス（フラットなマトリックス）を用いる方法に等しい。
　Ｈ．２６４／ＡＶＣまたはＭＰＥＧ－４　ＡＶＣと呼ばれる動画像符号化規格（非特許文献１参照）では、量子化マトリックスは、ＳＰＳ（シーケンスパラメータセット：Ｓｅｑｕｅｎｃｅ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｓｅｔ）またはＰＰＳ（ピクチャパラメータセット：Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｓｅｔ）で指定される。ＳＰＳは、シーケンスに対して用いられるパラメータを含み、ＰＰＳは、ピクチャに対して用いられるパラメータを含む。ＳＰＳとＰＰＳとは、単にパラメータセットと呼ばれる場合がある。
　ＳＰＳおよびＰＰＳのそれぞれにおけるＭａｔｒｉｘＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇとＬｉｓｔＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇとによって量子化マトリックスが設定される。ＳＰＳのＭａｔｒｉｘＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０の場合、量子化マトリックスは使われず、高域成分の係数も低域成分の係数も同じように量子化される。逆に、１の場合、ＬｉｓｔＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇを用いて対象シーケンスで使う量子化マトリックスが設定される。
　周波数変換サイズ、予測モードおよび画素成分に応じて複数の量子化マトリックスが存在する。ＬｉｓｔＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇは、量子化マトリックス毎に存在し、それぞれ、デフォルトの量子化マトリックスを使うか否かを示す。デフォルトの量子化マトリックスが使われない場合、使用される量子化マトリックスが別のシンタックス（ｓｙｎｔａｘ）を用いて符号化される。
　また、ＰＰＳのＭａｔｒｉｘＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０の場合、ＳＰＳで設定された量子化マトリックスの情報が用いられる。１の場合、対象ピクチャで使われる量子化マトリックスが、ＬｉｓｔＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇを用いて設定される。ＰＰＳのＬｉｓｔＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇも、ＳＰＳのＬｉｓｔＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇと同様に、それぞれ、デフォルトの量子化マトリックスを使うか否かを示す。
　ここで、例えば、全てデフォルトの量子化マトリックスが用いられる場合、ＳＰＳおよびＰＰＳのうち少なくとも一方のＭａｔｒｉｘＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１に設定される。そして、全ての量子化マトリックスに対応する全てのＬｉｓｔＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが、０に設定され、符号化される。すなわち、デフォルトの量子化マトリックスを使うことによって量子化マトリックスの符号量が削減される場合でも、ある程度のフラグの符号量が生じる。したがって、符号化効率の向上が難しい。
　そこで、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、画像を符号化する画像符号化方法であって、（ｉ）前記画像を構成する１以上のブロックに含まれる複数の係数を示す係数情報と、（ｉｉ）前記１以上のブロックに対して、前記複数の係数にそれぞれ対応する個別の係数を有する複数の量子化マトリックスを用いて量子化するか否かを示す第１フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットに含まれるか否かを示す第２フラグと、（ｉｖ）前記複数の量子化マトリックスがピクチャパラメータセットに含まれるか否かを示す第３フラグとを符号化する符号化ステップと、前記複数の係数を量子化する量子化ステップとを含み、前記量子化ステップにおいて、前記１以上のブロックが前記複数の量子化マトリックスとして複数のデフォルトマトリックスを用いて量子化される場合、前記符号化ステップでは、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとを符号化する。
　これにより、複数のデフォルトマトリックスを用いるか否かが３つのフラグで制御される。したがって、符号化効率の向上が可能である。また、量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットにもピクチャパラメータセットにも含まれないことが、デフォルトマトリックスの使用を示す。したがって、エラー耐性が向上する。
　例えば、前記量子化ステップにおいて、一様な複数の係数を有する複数のフラットなマトリックスを前記複数の量子化マトリックスの代わりに用いて前記１以上のブロックが量子化される場合、前記符号化ステップでは、前記複数の量子化マトリックスを用いて量子化されないことを示す前記第１フラグを符号化してもよい。
　これにより、一様な複数の係数を有するフラットなマトリックスを量子化処理に用いることが可能である。
　また、例えば、前記符号化ステップでは、前記量子化ステップにおいて、前記複数の量子化マトリックスを用いて前記１以上のブロックが量子化される場合、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれることを示す前記第２フラグ、または、前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれることを示す前記第３フラグとを符号化し、前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれることを示す前記第２フラグが符号化される場合、前記複数の量子化マトリックスを前記シーケンスパラメータセットに含め、前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれることを示す前記第３フラグが符号化される場合、前記複数の量子化マトリックスを前記ピクチャパラメータセットに含めてもよい。
　これにより、デフォルトマトリックスが用いられない場合でも、画像符号化装置および画像復号装置が、同じ量子化マトリックスを用いることができる。
　また、例えば、前記符号化ステップでは、前記シーケンスパラメータセットまたは前記ピクチャパラメータセットであるパラメータセットに含められる前記複数の量子化マトリックスが第１量子化マトリックスと第２量子化マトリックスとを含み、かつ、前記第１量子化マトリックスが前記第２量子化マトリックスに等しい場合、前記第１量子化マトリックスにコピーされるマトリックスを示すコピーマトリックス識別子として、前記第２量子化マトリックスを示す識別子を前記パラメータセットに含め、前記パラメータセットに含められる前記複数の量子化マトリックスが前記第１量子化マトリックスを含み、かつ、前記第１量子化マトリックスがデフォルトマトリックスに等しい場合、前記コピーマトリックス識別子として、前記デフォルトマトリックスを示す識別子を前記パラメータセットに含めてもよい。
　これにより、パラメータセットに含まれる複数の量子化マトリックスが用いられる場合において、デフォルトマトリックスを適応的に用いることが可能である。また、符号化効率の向上が可能である。
　また、例えば、前記画像符号化方法は、さらに、ピクチャを含むシーケンスに対して複数のシーケンス量子化マトリックスを設定し、前記ピクチャに対して複数のピクチャ量子化マトリックスを設定する設定ステップを含み、前記符号化ステップでは、前記ピクチャに対して設定された前記複数のピクチャ量子化マトリックスを前記複数の量子化マトリックスとして用いて前記ピクチャの前記１以上のブロックが量子化される場合、前記複数の量子化マトリックスを用いて量子化されることを示す前記第１フラグを符号化し、前記複数のデフォルトマトリックスが前記複数のシーケンス量子化マトリックスとして前記シーケンスに対して設定された場合、前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグを符号化し、前記シーケンスに対して設定された前記複数のシーケンス量子化マトリックスが前記複数のピクチャ量子化マトリックスとして前記ピクチャに対して設定された場合、前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグを符号化してもよい。
　これにより、デフォルトマトリックスをシーケンス量子化マトリックスに流用することが可能であり、シーケンス量子化マトリックスをピクチャ量子化マトリックスに流用することが可能である。
　また、例えば、前記符号化ステップでは、変換が行われないブロックが、一様な複数の係数を有するフラットなマトリックスを用いて量子化され、かつ、変換が行われるブロックが、デフォルトマトリックスを用いて量子化される場合、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとを符号化してもよい。
　これにより、複数のデフォルトマトリックスが用いられる場合でも、変換が行われないブロックに対して、デフォルトマトリックスに代えて、フラットなマトリックスが用いられる。したがって、適切に量子化処理が行われる。
　また、本発明の一態様に係る画像復号方法は、符号化ビットストリームを復号して、画像を復号する画像復号方法であって、前記符号化ビットストリームから、（ｉ）前記画像を構成する１以上のブロックに含まれる複数の係数を示す係数情報と、（ｉｉ）前記１以上のブロックが、前記複数の係数にそれぞれ対応する個別の係数を有する複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されるか否かを示す第１フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットに含まれるか否かを示す第２フラグと、（ｉｖ）前記複数の量子化マトリックスがピクチャパラメータセットに含まれるか否かを示す第３フラグとを復号する復号ステップと、前記係数情報を逆量子化する逆量子化ステップとを含み、前記逆量子化ステップでは、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとが復号された場合、前記複数の量子化マトリックスとして複数のデフォルトマトリックスを用いて前記係数情報を逆量子化する画像復号方法でもよい。
　これにより、複数のデフォルトマトリックスを用いるか否かが３つのフラグで制御される。したがって、符号化効率の向上が可能である。また、量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットにもピクチャパラメータセットにも含まれないことが、デフォルトマトリックスの使用を示す。したがって、エラー耐性が向上する。
　また、例えば、前記逆量子化ステップでは、前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されないことを示す前記第１フラグが復号された場合、一様な複数の係数を有する複数のフラットなマトリックスを前記複数の量子化マトリックスの代わりに用いて前記係数情報を逆量子化してもよい。
　これにより、一様な複数の係数を有するフラットなマトリックスを逆量子化処理に用いることが可能である。
　また、例えば、前記逆量子化ステップでは、前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されることを示す前記第１フラグと、前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれることを示す前記第２フラグとが復号された場合、前記シーケンスパラメータセットに含まれる前記複数の量子化マトリックスを用いて前記係数情報を逆量子化し、前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されることを示す前記第１フラグと、前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれることを示す前記第３フラグとが復号された場合、前記ピクチャパラメータセットに含まれる前記複数の量子化マトリックスを用いて前記係数情報を逆量子化してもよい。
　これにより、デフォルトマトリックスが用いられない場合でも、画像符号化装置および画像復号装置が、同じ量子化マトリックスを用いることができる。
　また、例えば、前記逆量子化ステップでは、前記シーケンスパラメータセットまたは前記ピクチャパラメータセットであるパラメータセットが、第１量子化マトリックスと第２量子化マトリックスとを含む前記複数の量子化マトリックスを含み、かつ、前記パラメータセットが、前記第１量子化マトリックスにコピーされるマトリックスを示すコピーマトリックス識別子として前記第２量子化マトリックスを示す識別子を含む場合、前記第２量子化マトリックスがコピーされる前記第１量子化マトリックスを含む前記複数の量子化マトリックスを用いて前記係数情報を逆量子化し、前記パラメータセットが、前記第１量子化マトリックスを含む前記複数の量子化マトリックスを含み、かつ、前記パラメータセットが、前記コピーマトリックス識別子としてデフォルトマトリックスを示す識別子を含む場合、前記デフォルトマトリックスがコピーされる前記第１量子化マトリックスを含む前記複数の量子化マトリックスを用いて前記係数情報を逆量子化してもよい。
　これにより、パラメータセットに含まれる複数の量子化マトリックスが用いられる場合において、デフォルトマトリックスを適応的に用いることが可能である。また、符号化効率の向上が可能である。
　また、例えば、前記画像復号方法では、ピクチャを含むシーケンスに対して複数のシーケンス量子化マトリックスを設定し、前記ピクチャに対して複数のピクチャ量子化マトリックスを設定する設定ステップを含み、前記逆量子化ステップでは、前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されることを示す前記第１フラグが復号された場合、前記ピクチャに対して設定された前記複数のピクチャ量子化マトリックスを前記複数の量子化マトリックスとして用いて、前記ピクチャの前記係数情報を逆量子化し、前記設定ステップでは、前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグが復号された場合、前記複数のデフォルトマトリックスを前記複数のシーケンス量子化マトリックスとして前記シーケンスに対して設定し、前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグが復号された場合、前記シーケンスに対して設定された前記複数のシーケンス量子化マトリックスを前記複数のピクチャ量子化マトリックスとして前記ピクチャに対して設定してもよい。
　これにより、デフォルトマトリックスをシーケンス量子化マトリックスに流用することが可能であり、シーケンス量子化マトリックスをピクチャ量子化マトリックスに流用することが可能である。
　また、例えば、前記逆量子化ステップでは、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとが復号された場合、変換が行われないブロックの前記係数情報を、一様な複数の係数を有するフラットなマトリックスを用いて逆量子化し、変換が行われるブロックの前記係数情報を、デフォルトマトリックスを用いて逆量子化してもよい。
　これにより、複数のデフォルトマトリックスが用いられる場合でも、変換が行われないブロックに対して、デフォルトマトリックスに代えて、フラットなマトリックスが用いられる。したがって、適切に逆量子化処理が行われる。
　さらに、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム、または、コンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　また、下記ではｃｏｄｉｎｇはｅｎｃｏｄｉｎｇの意味で使用する場合もある。
　（実施の形態１）
　＜全体構成＞
　図１は、本実施の形態における画像符号化装置の構成を示す。本実施の形態における画像符号化装置は、図１の通り、量子化マトリックス設定部１０１、量子化マトリックス符号化部１０２、ブロック分割部１０３、減算部１０４、変換部１０５、量子化部１０６、係数符号化部１０７、加算部１０８、逆変換部１０９、逆量子化部１１０、予測部１１１、および、フレームメモリ１１２を備える。
　＜動作（全体）＞
　次に、図２を参照しつつ、符号化全体のフローについて説明する。まず、量子化マトリックス設定部１０１は、処理対象のシーケンスで使用される量子化マトリックスであるＳＰＳ量子化マトリックス（シーケンス量子化マトリックス）を設定する（Ｓ１０１）。
　ＳＰＳ量子化マトリックスは、外部からの入力、画像の特徴、または、変換スキップ可能フラグ（ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｋｉｐＥｎａｂｌｅＦｌａｇ）等に応じて設定される。変換スキップ可能フラグは、画素データを周波数係数に変換する処理をスキップすることを許可するか否かを示すフラグである。変換処理がスキップされることによって符号化効率が向上する場合がある。変換スキップ可能フラグは、０の場合、変換処理のスキップを禁止することを示し、１の場合、変換処理のスキップを許可することを示す。
　次に、量子化マトリックス符号化部１０２は、ＳＰＳ量子化マトリックスを符号化する（Ｓ１０２）。詳細は後述する。なお、ピクチャに対する以降の処理（Ｓ１０３～Ｓ１１５）は、シーケンス内の全ピクチャに対して実施される。したがって、シーケンス内のピクチャ数分、以降の処理が繰り返される。
　次に、量子化マトリックス設定部１０１は、処理対象のピクチャで使用される量子化マトリックスであるＰＰＳ量子化マトリックスを設定する（Ｓ１０３）。ＰＰＳ量子化マトリックスは、外部からの入力、画像の特徴、または、変換スキップ可能フラグ等に応じて設定される。次に、量子化マトリックス符号化部１０２は、ＰＰＳ量子化マトリックスを符号化する（Ｓ１０４）。詳細は後述する。
　次に、ブロック分割部１０３は、入力画像をブロック（Ｃｏｄｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）に分割し、ブロックを順次、減算部１０４と予測部１１１とに出力する（Ｓ１０５）。ブロックは可変サイズを有する。ブロック分割部１０３は、画像の特徴を用いて画像を分割する。ブロックの最小サイズは横８画素×縦８画素であり、最大サイズは横６４画素×縦６４画素である。
　なお、ブロックに対する以降の処理（Ｓ１０６～Ｓ１１４）は１枚のピクチャ内の全ブロックに対し実施される。したがって、ピクチャ内のブロックの個数分、以降の処理が繰り返される。
　次に、予測部１１１は、ブロックと、フレームメモリ１１２に格納されている復号画像とから、予測ブロックを生成する（Ｓ１０６）。減算部１０４は、入力画像と予測ブロックとから差分ブロックを生成する（Ｓ１０７）。
　次に、変換部１０５は、差分ブロックを周波数係数に変換する（Ｓ１０８）。この時、変換スキップ可能フラグが入力される。変換スキップ可能フラグが１（スキップを許可）の場合、変換部１０５は、差分ブロックの特徴（サイズ等）に応じて変換処理を実施する／しないを切り替える。そして、変換部１０５は、変換処理を実施しない場合、差分ブロックをそのまま量子化部１０６へ出力する。変換部１０５は、変換処理を実施する場合、周波数変換処理を行い、周波数係数を量子化部１０６へ出力する。
　一方、変換スキップ可能フラグが０（スキップを禁止）の場合、変換部１０５は、差分ブロックの特徴によらず、周波数変換処理を行い、周波数係数を量子化部１０６へ出力する。
　なお、変換処理のスキップは、変換サイズが４ｘ４の場合にのみ実施される。そして、４ｘ４以外の場合、変換スキップ可能フラグによらず、変換処理が行われる。変換サイズは、４ｘ４以上の可変サイズであり、ブロック（Ｃｏｄｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）のサイズよりも小さくてもよい。
　次に、量子化部１０６は、変換部１０５からの出力データを量子化する（Ｓ１０９）。この時、ステップＳ１０３で設定されたＰＰＳ量子化マトリックスを用いて出力データが量子化される。変換部１０５からの出力データは、変換スキップ可能フラグと、差分ブロックの特徴とに応じて、差分ブロックそのものである場合と、周波数係数である場合とがある。次に、係数符号化部１０７は、量子化結果を符号化する（Ｓ１１０）。符号化には、算術符号化等の可変長符号化が用いられる。
　次に、逆量子化部１１０は、量子化結果を逆量子化し、周波数係数または差分ブロックを復元する（Ｓ１１１）。この時、逆量子化部１１０は、ステップＳ１０３で設定されたＰＰＳ量子化マトリックスを用いて量子化結果を逆量子化する。逆量子化とは、量子化された信号を元に戻すことを示すが、より正確には、量子化処理により粗い精度になったデータを、量子化マトリックスを用いて細かい精度に戻す処理となる。そのため、量子化処理と同様にスケーリングと表現される場合がある。
　次に、逆変換部１０９は、周波数係数を画素データに変換し、差分ブロックを復元する（Ｓ１１２）。この時、変換部１０５から、対象ブロックの周波数変換がスキップされたか否かの情報が逆変換部１０９へ入力される。そして、周波数変換がスキップされた場合、逆周波数変換もスキップされる。
　なお、この技術分野では、一般に、乗算処理を減らすため、逆量子化と逆変換の処理は同時に行われる。
　次に、加算部１０８は、復元された差分ブロックと、予測ブロックとを加算して復号ブロックを生成し、フレームメモリ１１２に格納する（Ｓ１１３）。以降、量子化マトリックス符号化部１０２について詳細を説明する。量子化マトリックス符号化部１０２は、ＳＰＳ量子化マトリックスとＰＰＳ量子化マトリックスとを符号化する。
　＜量子化マトリックス符号化部の構成＞
　図３は、図１に示された量子化マトリックス符号化部１０２の内部構成を示す。量子化マトリックス符号化部１０２は、図３の通り、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ設定部２０１、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ符号化部２０２、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ設定部２０３、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ符号化部２０４、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ設定部２０５、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ符号化部２０６、および、マトリックスデータ符号化部２２０を備える。
　マトリックスデータ符号化部２２０は、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇ設定部２０７、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇ符号化部２０８、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤ設定部２０９、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤ符号化部２１０、および、マトリックス係数符号化部２１１を備える。
　＜動作（ＳＰＳ量子化マトリックスの符号化）＞
　次に、図４Ａおよび図４Ｂを参照しつつ、ＳＰＳ量子化マトリックスの符号化フローについて説明する。まず、量子化マトリックスが使われる場合（Ｓ２０１でＹｅｓ）、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ設定部２０１は、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇを１に設定する（Ｓ２０３）。量子化マトリックスが使われない場合（Ｓ２０１でＮｏ）、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ設定部２０１は、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇを０に設定する（Ｓ２０２）。
　ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ（量子化マトリックスフラグ）は、量子化マトリックスを使うか否かを示すフラグである。より具体的には、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇは、量子化処理または逆量子化処理に、周波数毎に個別の係数を有する複数の量子化マトリックスを使うか否かを示すフラグである。ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇは、１の場合、量子化マトリックスを使うことを示し、０の場合、量子化マトリックスを使わないことを示す。
　次に、量子化マトリックスが使われる場合（Ｓ２０１でＹｅｓ）、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ設定部２０３は、変換スキップ可能フラグとＳＰＳ量子化マトリックスとに応じて、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇを設定する（Ｓ２０４～Ｓ２１０）。
　ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ（ＳＰＳ量子化マトリックス存在フラグ）は、ＳＰＳ量子化マトリックスを符号化するか否かを示すフラグである。言い換えれば、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇは、量子化処理または逆量子化処理に用いられる複数の量子化マトリックスがＳＰＳに含まれるか否かを示す。ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇは、１の場合、ＳＰＳ量子化マトリックスを符号化することを示し、０の場合、ＳＰＳ量子化マトリックスを符号化しないことを示す。
　図４Ａの符号化フローにおいて、変換スキップ可能フラグが０（スキップを禁止）の場合（Ｓ２０４でＮｏ）、ＳＰＳ量子化マトリックスがデフォルトマトリックスと全て同じであるか否かが判定される（Ｓ２０５）。
　なお、４ｘ４および８ｘ８などの周波数変換サイズ（マトリックスサイズ）と、画面内予測および画面間予測などの予測モードと、輝度および色差などの画素成分とに対応して、数種類のＳＰＳ量子化マトリックスがある。また、ＳＰＳ量子化マトリックスと同様に、数種類のデフォルトマトリックスがある。デフォルトマトリックスは、予め定められた量子化マトリックスであり、基本的に、ＳＰＳにもＰＰＳにも含まれない。
　ＳＰＳ量子化マトリックスがデフォルトマトリックスと全て同じである場合（Ｓ２０５でＹｅｓ）、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＳＰＳに量子化マトリックスを含まない）に設定される（Ｓ２０６）。ひとつでも異なる場合（Ｓ２０５でＮｏ）、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１（ＳＰＳに量子化マトリックスを含む）に設定される（Ｓ２０７）。
　また、変換スキップ可能フラグが１（スキップを許可）の場合、４ｘ４のＳＰＳ量子化マトリックスの全係数が１６であり、かつ、４ｘ４以外のＳＰＳ量子化マトリックスは全てデフォルトマトリックスと同じであるか否かが判定される（Ｓ２０８）。
　上記の判定結果が真の場合（Ｓ２０８でＹｅｓ）、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＳＰＳに量子化マトリックスを含まない）に設定される（Ｓ２０９）。判定結果が偽の場合（Ｓ２０８でＮｏ）、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１（ＳＰＳに量子化マトリックスを含む）に設定される（Ｓ２１０）。
　次に、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ符号化部２０２、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ符号化部２０４、および、マトリックスデータ符号化部２２０は、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ、および、ＳＰＳ量子化マトリックスのマトリックスデータを符号化し、符号列を出力する（Ｓ２１１～Ｓ２１５）。
　より詳細には、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ符号化部２０２は、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇを符号化する（Ｓ２１１）。そして、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１の場合（Ｓ２１２でＹｅｓ）、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ符号化部２０４は、ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇを符号化する（Ｓ２１３）。さらに、ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１の場合（Ｓ２１４でＹｅｓ）、マトリックスデータ符号化部２２０は、ＳＰＳ量子化マトリックスのマトリックスデータを符号化する（Ｓ２１５）。
　すなわち、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇは、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１（量子化マトリックスを使う）の場合にのみ、符号化される。ＳＰＳ量子化マトリックスのマトリックスデータは、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１（量子化マトリックスを使う）、かつ、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１（ＳＰＳに量子化マトリックスを含む）の場合にのみ、符号化される。マトリックスデータの符号化についての詳細は後述する。符号化によって出力された上記の符号列は、ＳＰＳに含められる。
　＜動作（ＰＰＳ量子化マトリックスの符号化）＞
　次に、図５Ａおよび図５Ｂを参照しつつ、ＰＰＳ量子化マトリックスの符号化フローについて説明する。まず、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ設定部２０５は、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ、変換スキップ可能フラグ、および、ＰＰＳ量子化マトリックスに応じて、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇを設定する（Ｓ３０１～Ｓ３１２）。
　ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ（ＰＰＳ量子化マトリックス存在フラグ）は、ＰＰＳ量子化マトリックスを符号化するか否かを示すフラグである。言い換えれば、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇは、量子化処理または逆量子化処理に用いられる複数の量子化マトリックスがＰＰＳに含まれるか否かを示す。ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇは、１の場合、ＰＰＳ量子化マトリックスを符号化することを示し、０の場合、ＰＰＳ量子化マトリックスを符号化しないことを示す。
　図５Ａおよび図５Ｂの符号化フローにおいて、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが０（量子化マトリックスを使わない）の場合（Ｓ３０１でＮｏ）、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０に設定される（Ｓ３１２）。ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１（量子化マトリックスを使う）の場合（Ｓ３０１でＹｅｓ）、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇに応じて処理が分岐する（Ｓ３０２）。
　ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１（ＳＰＳに量子化マトリックスを含む）の場合（Ｓ３０２でＹｅｓ）、ＰＰＳ量子化マトリックスがＳＰＳ量子化マトリックスと全て同じであるか否かが判定される（Ｓ３１０）。なお、ＳＰＳ量子化マトリックスと同様に、４ｘ４および８ｘ８などの周波数変換サイズ（マトリックスサイズ）と、画面内予測および画面間予測などの予測モードと、輝度および色差などの画素成分とに対応して、数種類のＰＰＳ量子化マトリックスがある。
　全て同じ場合（Ｓ３１０でＹｅｓ）、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＰＰＳに量子化マトリックスを含まない）に設定される（Ｓ３１２）。いずれか１つでも異なる場合（Ｓ３１０でＮｏ）、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１（ＰＰＳに量子化マトリックスを含む）に設定される（Ｓ３１１）。
　また、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＳＰＳに量子化マトリックスを含まない）の場合（Ｓ３０２でＮｏ）、変換スキップ可能フラグが１（スキップを許可）であるか否かが判定される（Ｓ３０３）。
　変換スキップ可能フラグが０（スキップを禁止）の場合（Ｓ３０３でＮｏ）、ＰＰＳ量子化マトリックスがデフォルトマトリックスと全て同じであるか否かが判定される（Ｓ３０４）。全て同じ場合（Ｓ３０４でＹｅｓ）、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＰＰＳに量子化マトリックスを含まない）に設定される（Ｓ３０５）。ひとつでも異なる場合（Ｓ３０４でＮｏ）、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１（ＰＰＳに量子化マトリックスを含む）に設定される（Ｓ３０６）。
　また、変換スキップ可能フラグが１（スキップを許可）の場合（Ｓ３０３でＹｅｓ）、４ｘ４のＰＰＳ量子化マトリックスの全係数が１６であり、かつ、４ｘ４以外のＰＰＳ量子化マトリックスがデフォルトマトリックスと全て同じであるか否かが判定される（Ｓ３０７）。
　判定結果が真の場合（Ｓ３０７でＹｅｓ）、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＰＰＳに量子化マトリックスを含まない）に設定される（Ｓ３０８）。判定結果が偽の場合（Ｓ３０７でＮｏ）、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１（ＰＰＳに量子化マトリックスを含む）に設定される（Ｓ３０９）。
　次に、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ符号化部２０６、および、マトリックスデータ符号化部２２０は、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ、および、ＰＰＳ量子化マトリックスのマトリックスデータを符号化し、符号列を出力する（Ｓ３１３～Ｓ３１５）。
　より詳細には、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ符号化部２０６は、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇを符号化する（Ｓ３１３）。ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１（ＰＰＳに量子化マトリックスを含む）の場合（Ｓ３１４でＹｅｓ）、マトリックスデータ符号化部２２０は、ＰＰＳ量子化マトリックスのマトリックスデータを符号化する（Ｓ３１５）。
　すなわち、ＰＰＳ量子化マトリックスのマトリックスデータは、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１（ＰＰＳに量子化マトリックスを含む）の場合にのみ、符号化される。マトリックスデータの符号化についての詳細は後述する。符号化によって出力された上記の符号列は、ＰＰＳに含められる。
　＜動作（マトリックスデータの符号化）＞
　次に、図６Ａおよび図６Ｂを参照しつつ、マトリックスデータの符号化フローについて説明する。なお、マトリックスデータに対する処理（Ｓ４０２～Ｓ４１６）は、全ての量子化マトリックスに対して実施されるため、量子化マトリックスの個数分、これらの処理が繰り返される。
　前述した通り、４ｘ４および８ｘ８などの周波数変換サイズ（マトリックスサイズ）と、画面内予測および画面間予測などの予測モードと、輝度および色差などの画素成分とに対応して数種類の量子化マトリックスがある。図６ＡのステップＳ４０１および図６ＢのステップＳ４１５は各量子化マトリックスにＩＤを割り当てるための処理である。ステップＳ４０１でＩＤが１に初期化され、ステップＳ４１５でＩＤが１ずつインクリメントされる。そして、各量子化マトリックスにＩＤが割り当てられる。
　マトリックスデータの符号化では、まず、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇ設定部２０７が、対象マトリックスと変換スキップ可能フラグとに応じて、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇを設定する。また、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤ設定部２０９が、対象マトリックスと変換スキップ可能フラグとに応じて、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤを設定する（Ｓ４０２～Ｓ４１０）。
　より詳細には、対象マトリックスが４ｘ４であり、かつ、変換スキップ可能フラグが１（スキップを許可）である場合（Ｓ４０２でＹｅｓ）、対象マトリックスの全係数と１６とが比較される（Ｓ４０４）。対象マトリックスが４ｘ４でない、または、変換スキップ可能フラグが０（スキップを禁止）である場合（Ｓ４０２でＮｏ）、対象マトリックスとデフォルトマトリックスとが比較される（Ｓ４０３）。
　比較の結果、同じ場合（Ｓ４０４でＹｅｓまたはＳ４０３でＹｅｓ）、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１（マトリックスをコピーする）に設定され（Ｓ４０９）、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤが０（デフォルトマトリックスのＩＤ）に設定される（Ｓ４１０）。比較の結果、異なる場合（Ｓ４０４でＮｏまたはＳ４０３でＮｏ）、対象マトリックスと既に符号化済みのマトリックス（対象マトリックスよりもＩＤが小さいマトリックス）とがさらに比較される（Ｓ４０５）。
　同じマトリックスが存在する場合（Ｓ４０５でＹｅｓ）、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１（マトリックスをコピーする）に設定される（Ｓ４０７）。そして、存在する同じマトリックスのＩＤにＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤが設定される（Ｓ４０８）。同じマトリックスが存在しない場合（Ｓ４０５でＮｏ）、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇに０（マトリックスをコピーしない）が設定される（Ｓ４０６）。
　次に、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇ符号化部２０８、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤ符号化部２１０、および、マトリックス係数符号化部２１１は、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇ、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤ、および、マトリックス係数を符号化する（Ｓ４１１～Ｓ４１４）。
　より詳細には、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇ符号化部２０８は、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇを符号化する（Ｓ４１１）。ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１（マトリックスをコピーする）の場合（Ｓ４１２でＹｅｓ）、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤ符号化部２１０は、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤを符号化する（Ｓ４１４）。ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇが０（マトリックスをコピーしない）の場合（Ｓ４１２でＮｏ）、マトリックス係数符号化部２１１はマトリックス係数を符号化する（Ｓ４１３）。
　すなわち、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤ（コピーされるマトリックスのＩＤ）は、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１（マトリックスをコピーする）の場合にのみ、符号化される。マトリックス係数は、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇが０（マトリックスをコピーしない）の場合にのみ、符号化される。なお、４ｘ４のマトリックスでは１６個のマトリックス係数が存在し、８ｘ８のマトリックスでは６４個のマトリックス係数が存在する。
　＜効果＞
　以上、本実施の形態における画像符号化装置は、少ない符号量でデフォルトマトリックスを使うことができ、符号化効率を向上させることができる。
　より具体的には、全ての量子化マトリックスでデフォルトマトリックスが使われる場合、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１（量子化マトリックスを使用する）、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＳＰＳに量子化マトリックスを含まない）、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＰＰＳに量子化マトリックスを含まない）に設定される。これにより、全ての量子化マトリックスでデフォルトマトリックスを使うことが３つのフラグで表現される。
　また、変換スキップ可能フラグに応じてＳＰＳ／ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ、および、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇの設定を変更することによって、量子化マトリックスを符号化しない条件が適応的に切り替えられる。
　変換スキップ可能フラグが１（スキップを許可）の場合、量子化マトリックスを使わない方が高画質になる可能性が高い。例えば、変換処理がスキップされた場合、周波数変換が行われないため、周波数係数ではなく差分ブロックに対して量子化が行われる。この場合、画像符号化装置は、量子化マトリックスを用いず、ブロック全体で同じ係数を用いることにより、ブロックをより自然に量子化できる。
　したがって、変換処理のスキップが許可される場合、量子化マトリックス設定部１０１は、マトリックス係数を全て同じ値に設定してもよい。したがって、画像符号化装置は、変換スキップ可能フラグに基づいて符号化条件を切り替えることによって量子化マトリックスの符号化を抑制できる。そして、画像復号装置も、変換スキップ可能フラグを用いて同じルールでマトリックス係数を復元することができる。したがって、符号量が削減される。
　なお、上記の例では、変換スキップ可能フラグに応じてＳＰＳ／ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ、および、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇの設定が切り替えられる。しかし、変換スキップ可能フラグを用いて切り替えが行われなくてもよい。ＳＰＳ／ＰＰＳの量子化マトリックスの値のみでＳＰＳ／ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ、および、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇが設定されてもよい。
　例えば、ＳＰＳ量子化マトリックスの符号化フロー（図４Ａおよび図４Ｂ）において、変換スキップ可能フラグによって、ステップＳ２０５～Ｓ２０７と、ステップＳ２０８～Ｓ２１０とが切り替えられる。しかし、変換スキップ可能フラグによらず、ステップＳ２０５～Ｓ２０７のみで、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが設定されてもよい。
　また、上記の例では、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが、ピクチャ毎に常に符号化される。しかし、量子化マトリックスが使われない場合（ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが０の場合）、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが符号化されなくてもよい。
　また、上記の例では、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ（量子化マトリックスを使うか否かのフラグ）は、ＳＰＳ量子化マトリックスの符号化処理内で符号化される。しかし、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇは、ＰＰＳ量子化マトリックスの符号化処理内で符号化されてもよい。この場合、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇは、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇの値によらず、符号化される。
　また、上記の例では、量子化マトリックスは、外部から入力される。しかし、入力画像の特徴に応じて量子化マトリックスが決定されてもよい。また、量子化マトリックスは、複数種類の中から選択されてもよい。また、固定の量子化マトリックスが用いられてもよい。
　また、上記の例では、変換スキップ可能フラグは、外部から入力される。しかし、入力画像の特徴に応じて、変換スキップ可能フラグが決定されてもよい。また、変換スキップ可能フラグは、固定値でもよい。
　また、上記の例では、マトリックスデータ符号化部２２０において、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇおよびＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤを用いて既に符号化済みのマトリックスをコピーする仕組みが実現される。しかし、この例に限らず、マトリックスがコピーされることなく、常にマトリックス係数符号化部２１１がマトリックスデータを符号化してもよい。
　また、上記の例では、変換処理のスキップは、変換サイズが４ｘ４の場合のみにおいて実施される。そして、４ｘ４以外の場合では、スキップが行われることなく、変換処理が行われる。しかし、上記の例に限らず、８ｘ８以下の場合に、変換処理のスキップが実施されてもよいし、変換処理のスキップが全てのサイズで実施されてもよい。
　この場合、ＳＰＳ／ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ、および、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇの設定において、４ｘ４の量子化マトリックス係数が１６と比較されるだけでなく、８ｘ８およびその他の量子化マトリックス係数も１６と比較される。
　また、上記の例では、変換スキップ可能フラグが１（スキップを許可）の場合、４ｘ４の量子化マトリックス係数が全て１６であるか否かが判定される。しかし、１６以外の数値を用いて量子化マトリックス係数が全て同じ数値であるか否かが判定されてもよい。
　また、上記の例では、ブロックのサイズは、最大６４ｘ６４、および、最小８ｘ８と定められている。しかし、ブロックのサイズは、それ以上でもそれ以下でもよい。また、ブロックは固定サイズでもよい。また、変換サイズも上記の例に限られない。
　図７は、上記の例に係る画像符号化装置の特徴的な動作を示す。上記の例は、以下のように、まとめられる。
　量子化マトリックス符号化部１０２は、第１フラグ、第２フラグおよび第３フラグを符号化する（Ｓ９１１）。第１フラグは、周波数毎に個別の係数を有する複数の量子化マトリックスが（選択的に）量子化処理に用いられるか否かを示す。第２フラグは、複数の量子化マトリックスがＳＰＳに含まれるか否かを示す。第３フラグは、複数の量子化マトリックスがＰＰＳに含まれるか否かを示す。そして、量子化部１０６は、量子化処理を行う（Ｓ９１２）。
　複数の量子化マトリックスとして複数のデフォルトマトリックスが量子化処理に用いられる場合、量子化マトリックス符号化部１０２は、複数の量子化マトリックスが量子化処理に用いられることを示す第１フラグを符号化する。また、この場合、量子化マトリックス符号化部１０２は、複数の量子化マトリックスがＳＰＳに含まれないことを示す第２フラグと、複数の量子化マトリックスがＰＰＳに含まれないことを示す第３フラグとを符号化する。
　これにより、複数のデフォルトマトリックスを用いるか否かが３つのフラグで制御される。したがって、符号化効率の向上が可能である。また、量子化マトリックスがＳＰＳにもＰＰＳにも含まれないことが、デフォルトマトリックスの使用を示す。したがって、エラー耐性が向上する。
　なお、複数の量子化マトリックスが量子化処理に用いられることを示す第１フラグを符号化することは、より具体的には、複数の量子化マトリックスが量子化処理に用いられることを示す値を第１フラグの値として符号化することを意味する。この関係は、その他のフラグの符号化についても、同様である。
　また、その他の処理は、他の装置によって実行されてもよい。画像符号化装置は、その他の処理に係る構成要素を備えていなくてもよい。あるいは、画像符号化装置は、上記の例に対応する以下の動作を任意に行ってもよい。
　例えば、画像符号化装置は、一様な係数を有するフラットなマトリックスを量子化マトリックスの代わりに量子化処理に用いる場合、量子化マトリックスが量子化処理に用いられないことを示す第１フラグを符号化する。
　また、例えば、画像符号化装置は、量子化マトリックスを量子化処理に用いる場合、量子化マトリックスが量子化処理に用いられることを示す第１フラグを符号化する。そして、この場合、画像符号化装置は、量子化マトリックスがＳＰＳに含まれることを示す第２フラグ、または、量子化マトリックスがＰＰＳに含まれることを示す第３フラグを符号化する。
　そして、画像符号化装置は、量子化マトリックスがＳＰＳに含まれることを示す第２フラグを符号化する場合、量子化マトリックスをＳＰＳに含める。そして、画像符号化装置は、量子化マトリックスがＰＰＳに含まれることを示す第３フラグを符号化する場合、量子化マトリックスをＰＰＳに含める。
　また、例えば、第１量子化マトリックスが第２量子化マトリックスに等しい場合、画像符号化装置は、第１量子化マトリックスにコピーされるマトリックスを示すコピー識別子として、第２量子化マトリックスを示す識別子をパラメータセットに含める。そして、第１量子化マトリックスがデフォルトマトリックスに等しい場合、画像符号化装置は、コピー識別子として、デフォルトマトリックスを示す識別子をパラメータセットに含める。
　また、例えば、画像符号化装置は、シーケンスに対してシーケンス量子化マトリックスを設定し、ピクチャに対してピクチャ量子化マトリックスを設定する。そして、画像符号化装置は、ピクチャ量子化マトリックスをピクチャに対する量子化処理に用いる場合、量子化マトリックスが量子化処理に用いられることを示す第１フラグを符号化する。
　そして、デフォルトマトリックスがシーケンス量子化マトリックスとして設定された場合、画像符号化装置は、量子化マトリックスがＳＰＳに含まれないことを示す第２フラグを符号化する。そして、シーケンス量子化マトリックスがピクチャ量子化マトリックスとして設定された場合、画像符号化装置は、量子化マトリックスがＰＰＳに含まれないことを示す第３フラグを符号化する。
　また、例えば、画像符号化装置は、量子化処理を行うことによって量子化データを生成し、生成された量子化データを符号化する。
　また、例えば、画像符号化装置は、周波数変換が行われないブロックに対する量子化処理に、一様な係数を有するフラットなマトリックスを用い、周波数変換が行われるブロックに対する量子化処理に、デフォルトマトリックスを用いる。
　この場合、画像符号化装置は、量子化マトリックスが量子化処理に用いられることを示す第１フラグを符号化する。そして、画像符号化装置は、量子化マトリックスがＳＰＳに含まれないことを示す第２フラグを符号化する。そして、画像符号化装置は、量子化マトリックスがＰＰＳに含まれないことを示す第３フラグを符号化する。
　以上の動作が任意に組み合わされてもよい。また、本実施の形態における上記の例に基づいて、種々の変形が加えられてもよい。
　さらに、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現されてもよい。そして、このソフトウェアがダウンロード等により配布されてもよい。また、このソフトウェアがＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体に記録されて流布されてもよい。なお、これらは、他の実施の形態においても実現可能である。
　（実施の形態２）
　本実施の形態では、実施の形態１に示された画像符号化装置に対応する画像復号装置が示される。本実施の形態における画像復号装置は、実施の形態１に示された画像符号化装置に対応する動作を行う。これにより、本実施の形態の画像復号装置は、実施の形態１の画像符号化装置によって符号化された画像を復号することができる。なお、実施の形態１と同じ用語等を用いることにより、実施の形態１に示された説明が本実施の形態では省略される場合がある。
　＜全体構成＞
　図８は、本実施の形態における画像復号装置の構成を示す。本実施の形態における画像復号装置は、図８の通り、係数復号部３０１、量子化マトリックス復号部３０２、逆量子化部３０３、逆変換部３０４、加算部３０５、および、フレームメモリ３０６を備える。
　＜動作（全体）＞
　次に、図９を参照しつつ、復号全体のフローについて説明する。まず、量子化マトリックス復号部３０２は、処理対象のシーケンスで使用される量子化マトリックスであるＳＰＳ量子化マトリックスを復号する（Ｓ５０１）。詳細は後述する。なお、ピクチャに対する以降の処理（Ｓ５０２～Ｓ５０８）は、シーケンス内の全ピクチャに対して実施されるため、シーケンス内のピクチャ数分、処理が繰り返される。
　次に、量子化マトリックス復号部３０２は、処理対象のピクチャで使用される量子化マトリックスであるＰＰＳ量子化マトリックスを復号する（Ｓ５０２）。詳細は後述する。なお、ブロックに対する以降の処理（Ｓ５０３～Ｓ５０７）は１枚のピクチャ内の全ブロックに対し実施されるため、ピクチャ内のブロックの個数分、処理が繰り返される。
　次に、係数復号部３０１は、符号列から量子化結果を復号する（Ｓ５０３）。逆量子化部３０３は、量子化結果を逆量子化し、周波数係数または差分ブロックを復元する（Ｓ５０４）。この時、ステップＳ５０２で復号されたＰＰＳ量子化マトリックスを用いて逆量子化が行われる。
　次に、逆変換部３０４は、周波数係数を画素データに変換し、差分ブロックを復元する（Ｓ５０５）。この時、符号列から対象ブロックの周波数変換をスキップしたか否かのフラグが取得される。そして、周波数変換がスキップされる場合、逆周波数変換もスキップされる。なお、変換処理のスキップは変換サイズが４ｘ４の場合にのみ実施され、４ｘ４以外の場合、フラグによらず変換処理が行われる。
　次に、加算部３０５は、フレームメモリ３０６に格納されている復号画像（予測画像）と差分ブロックとを加算して復号ブロックを生成し、復号ブロックを新たにフレームメモリ３０６に格納する（Ｓ５０６）。ブロック（Ｃｏｄｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）のサイズは可変サイズである。例えば、最小サイズは横８画素×縦８画素であり、最大サイズは横６４画素×縦６４画素である。
　以降、量子化マトリックス復号部３０２について詳細を説明する。量子化マトリックス復号部３０２はＳＰＳ量子化マトリックスとＰＰＳ量子化マトリックスとを復号する。
　＜量子化マトリックス復号部の構成＞
　図１０は、量子化マトリックス復号部３０２の内部構成を示す。量子化マトリックス復号部３０２は、図１０の通り、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ復号部４０１、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ復号部４０２、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ復号部４０３、量子化マトリックス設定部４０４、および、マトリックスデータ復号部４２０を備える。
　マトリックスデータ復号部４２０は、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇ復号部４０５、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤ復号部４０６、および、マトリックス係数復号部４０７を備える。
　＜動作（ＳＰＳ量子化マトリックスの復号）＞
　次に、図１１を参照しつつ、ＳＰＳ量子化マトリックスの復号フローについて説明する。
　まず、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ復号部４０１は、符号列からＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇを復号する（Ｓ６０１）。そして、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが０（量子化マトリックスを使用しない）の場合（Ｓ６０２でＮｏ）、量子化マトリックス設定部４０４は、ＳＰＳ量子化マトリックスの全係数を１６に設定する（Ｓ６０３）。ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１（量子化マトリックスを使用する）の場合（Ｓ６０２でＹｅｓ）、以降のステップＳ６０４～Ｓ６１０の処理が行われる。
　具体的には、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ復号部４０２は、符号列からＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇを復号する（Ｓ６０４）。ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１（ＳＰＳに量子化マトリックスを含む）の場合（Ｓ６０５でＹｅｓ）、マトリックスデータ復号部４２０は、ＳＰＳ量子化マトリックスのマトリックスデータを復号する（Ｓ６０６）。マトリックスデータの復号についての詳細は後述する。
　ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＳＰＳに量子化マトリックスを含まない）の場合（Ｓ６０５でＮｏ）、量子化マトリックス設定部４０４は、符号列内の変換スキップ可能フラグに応じてＳＰＳ量子化マトリックスを設定する（Ｓ６０７～Ｓ６１０）。
　より詳細には、変換スキップ可能フラグが０（スキップを禁止）の場合（Ｓ６０７でＮｏ）、ＳＰＳ量子化マトリックスがデフォルトマトリックスで設定される（Ｓ６１０）。つまり、デフォルトマトリックスの係数がＳＰＳ量子化マトリックスにコピーされる。
　変換スキップ可能フラグが１（スキップを許可）の場合（Ｓ６０７でＹｅｓ）、４ｘ４のＳＰＳ量子化マトリックスの全係数が１６に設定され（Ｓ６０８）、４ｘ４以外のＳＰＳ量子化マトリックスがデフォルトマトリックスで設定される（Ｓ６０９）。
　＜動作（ＰＰＳ量子化マトリックスの復号）＞
　次に、図１２を参照しつつ、ＰＰＳ量子化マトリックスの復号フローについて説明する。まず、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ復号部４０３は、符号列からＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇを復号する（Ｓ７０１）。
　次に、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ復号部４０１で復号されたＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが０（量子化マトリックスを使用しない）の場合（Ｓ７０２でＮｏ）、量子化マトリックス設定部４０４は、ＰＰＳ量子化マトリックスの全係数を１６に設定する（Ｓ７０３）。ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１（量子化マトリックスを使用する）の場合（Ｓ７０２でＹｅｓ）、以降のステップＳ７０４～Ｓ７１１の処理が行われる。
　具体的には、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１（ＰＰＳに量子化マトリックスを含む）の場合（Ｓ７０４でＹｅｓ）、マトリックスデータ復号部４２０はＰＰＳ量子化マトリックスのマトリックスデータを復号する（Ｓ７０５）。マトリックスデータの復号についての詳細は後述する。ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＰＰＳに量子化マトリックスを含まない）の場合、以降のステップＳ７０６～Ｓ７１１の処理が行われる。
　具体的には、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが１（ＳＰＳに量子化マトリックスを含む）の場合（Ｓ７０６でＹｅｓ）、量子化マトリックス設定部４０４は、ＰＰＳ量子化マトリックスをＳＰＳ量子化マトリックスで設定する（Ｓ７０７）。つまり、ＳＰＳ量子化マトリックスの係数がＰＰＳ量子化マトリックスにコピーされる。
　ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＳＰＳに量子化マトリックスを含まない）の場合（Ｓ７０６でＮｏ）、量子化マトリックス設定部４０４は、符号列内の変換スキップ可能フラグに応じてＰＰＳ量子化マトリックスを設定する（Ｓ７０８～Ｓ７１１）。
　より詳細には、変換スキップ可能フラグが０（スキップを禁止）の場合（Ｓ７０８でＮｏ）、ＰＰＳ量子化マトリックスがデフォルトマトリックスで設定される（Ｓ７１１）。つまり、デフォルトマトリックスの係数がＰＰＳ量子化マトリックスにコピーされる。変換スキップ可能フラグが１（スキップを許可）の場合（Ｓ７０８でＹｅｓ）、４ｘ４のＰＰＳ量子化マトリックスの全係数が１６に設定され（Ｓ７０９）、４ｘ４以外のＰＰＳ量子化マトリックスがデフォルトマトリックスで設定される（Ｓ７１０）。
　＜動作（マトリックスデータの復号）＞
　次に、図１３を参照しつつ、マトリックスデータの復号フローについて説明する。なお、マトリックスデータに対する処理（Ｓ８０２～Ｓ８１２）は、全ての量子化マトリックスに対して実施される。したがって、量子化マトリックスの個数分、処理が繰り返される。前述した通り、４ｘ４および８ｘ８などの周波数変換サイズ（マトリックスサイズ）と、画面内予測および画面間予測などの予測モードと、輝度および色差などの画素成分に対応して数種類の量子化マトリックスがある。
　ステップＳ８０１およびＳ８１１は、各量子化マトリックスにＩＤを割り当てるための処理である。ステップＳ８０１でＩＤが１に初期化され、ステップＳ８１１でＩＤが１ずつインクリメントされる。そして、各量子化マトリックスにＩＤが割り当てられる。
　マトリックスデータの復号において、まず、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇ復号部４０５は、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇを復号する（Ｓ８０２）。ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇが０（マトリックスをコピーしない）の場合（Ｓ８０３でＮｏ）、マトリックス係数復号部４０７はマトリックス係数の復号を行う（Ｓ８０４）。なお、４ｘ４のマトリックスの場合、１６個のマトリックス係数が存在し、８ｘ８のマトリックスの場合、６４個のマトリックス係数が存在する。
　ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１（マトリックスをコピーする）の場合（Ｓ８０３でＹｅｓ）、以降のステップＳ８０５～Ｓ８１０の処理が行われる。
　具体的には、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤ復号部４０６は、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤを復号する（Ｓ８０５）。ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤが０以外（既に復号済みのマトリックスのＩＤ）の場合（Ｓ８０６でＮｏ）、量子化マトリックス設定部４０４はＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤが示すマトリックスの係数を対象マトリックスにコピーする（Ｓ８１０）。
　ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤが０（デフォルトマトリックスのＩＤ）の場合（Ｓ８０６でＹｅｓ）、量子化マトリックス設定部４０４は符号列内の変換スキップ可能フラグと対象マトリックスのサイズに応じてマトリックスの値を設定する（Ｓ８０７～Ｓ８０９）。
　より詳細には、変換スキップ可能フラグが１（スキップを許可）であり、かつ、対象マトリックスのサイズが４ｘ４である場合（Ｓ８０７でＹｅｓ）、対象マトリックスの全係数が１６に設定される（Ｓ８０８）。変換スキップ可能フラグが０（スキップを禁止）である、あるいは、対象マトリックスのサイズが４ｘ４以外である場合（Ｓ８０７でＮｏ）、対象マトリックスがデフォルトマトリックスで設定される（Ｓ８０９）。つまり、デフォルトマトリックスの係数が対象マトリックスにコピーされる。
　＜効果＞
　以上、本実施の形態における画像復号装置は、少ない符号量でデフォルトマトリックスを使うことができ、符号化効率が高められた符号列を復号することができる。
　より具体的には、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１（量子化マトリックスを使用する）、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＳＰＳに量子化マトリックスを含まない）、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＰＰＳに量子化マトリックスを含まない）の場合、全ての量子化マトリックスでデフォルトマトリックスが使われる。画像復号装置は、３つのフラグに従って、全ての量子化マトリックスでデフォルトマトリックスを用いることができる。
　また、変換スキップ可能フラグに応じて、デフォルトマトリックスではなく、全係数が同じ値に設定される。これにより、高画質化が実現される。
　変換スキップ可能フラグが１（スキップを許可）の場合、量子化マトリックスを使わない方が高画質になる可能性が高い。例えば、変換処理がスキップされた場合、周波数変換（逆周波数変換）が行われないため、周波数係数ではなく差分ブロックに対して量子化（逆量子化）が行われる。この場合、量子化マトリックスを用いず、ブロック全体を同じ係数で量子化（逆量子化）した方が、ブロックがより自然に量子化（逆量子化）される。
　そのため、変換スキップ可能フラグが１（スキップを許可）の場合、量子化マトリックスが使われないことがある。したがって、変換スキップ可能フラグが１であり、ＳＰＳ／ＰＰＳに量子化マトリックスが含まれない場合、デフォルトマトリックスではなく、マトリックスの全係数を同じ値に設定することにより、符号量の削減と画質の向上とが可能である。
　なお、上記の例では、変換スキップ可能フラグに応じて量子化マトリックスへの設定値が切り替えられる。しかし、設定値は、変換スキップ可能フラグによって切り替えられなくてもよい。ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが１（量子化マトリックスを使用する）、かつ、ＳＰＳ／ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが０（ＳＰＳ／ＰＰＳに量子化マトリックスを含まない）の場合、変換スキップ可能フラグによらず、デフォルトマトリックスが使われてもよい。
　例えば、ＳＰＳ量子化マトリックスの復号フロー（図１２）において、変換スキップ可能フラグによってステップＳ７０９～Ｓ７１０と、ステップＳ７１１とが切り替えられる。しかし、これらが切り替えられずに、ステップＳ７１１のみを用いてＰＰＳ量子化マトリックスが設定されてもよい。
　また、上記の例では、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが、ピクチャ毎に常に復号される。しかし、量子化マトリックスが使われない場合（ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇが０の場合）、ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇが復号されなくてもよい。
　また、上記の例では、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ（量子化マトリックスを使うか否かのフラグ）は、ＳＰＳ量子化マトリックスの復号処理内で復号される。しかし、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇは、ＰＰＳ量子化マトリックスの復号処理内で復号されてもよい。この場合、ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇは、ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇの値によらず、復号される。
　また、上記の例では、マトリックスデータ復号部４２０において、ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇおよびＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤを用いて既に復号済みのマトリックスをコピーする仕組みが実現される。しかし、この例に限らず、マトリックスがコピーされることなく、常にマトリックス係数復号部４０７がマトリックスデータを復号してもよい。
　また、上記の例では、変換処理のスキップは、変換サイズが４ｘ４の場合にのみ、実施される。そして、４ｘ４以外の場合では、スキップが行われることなく、変換処理が行われる。しかし、上記の例に限らず、８ｘ８以下の場合に、変換処理のスキップが実施されてもよいし、変換処理のスキップが全てのサイズで実施されてもよい。
　この場合、量子化マトリックスの設定において４ｘ４の量子化マトリックス係数のみが１６に設定されるだけでなく、８ｘ８およびその他の量子化マトリックスも同じ条件で１６に設定される。
　また、上記の例では、変換スキップ可能フラグが１の場合、４ｘ４の量子化マトリックスの全係数が１６に設定される。しかし、量子化マトリックスの全係数が、１６以外の同じ数値に設定されてもよい。
　また、上記の例では、ブロックのサイズは、最大６４ｘ６４、および、最小８ｘ８と定められている。しかし、ブロックのサイズは、それ以上でもそれ以下でもよい。また、ブロックは固定サイズでもよい。また、変換サイズも上記の例に限られない。
　図１４は、上記の例に係る画像復号装置の特徴的な動作を示す。上記の例は、以下のように、まとめられる。
　量子化マトリックス復号部３０２は、第１フラグ、第２フラグおよび第３フラグを復号する（Ｓ９２１）。第１フラグは、周波数毎に個別の係数を有する複数の量子化マトリックスが（選択的に）逆量子化処理に用いられるか否かを示す。第２フラグは、複数の量子化マトリックスがＳＰＳに含まれるか否かを示す。第３フラグは、複数の量子化マトリックスがＰＰＳに含まれるか否かを示す。
　そして、逆量子化部３０３は、逆量子化処理を行う（Ｓ９２２）。ここで、逆量子化部３０３は、（ｉ）複数の量子化マトリックスが逆量子化処理に用いられることを示す第１フラグと、（ｉｉ）複数の量子化マトリックスがＳＰＳに含まれないことを示す第２フラグと、（ｉｉｉ）複数の量子化マトリックスがＰＰＳに含まれないことを示す第３フラグとが復号された場合、複数の量子化マトリックスとして複数のデフォルトマトリックスを用いて逆量子化処理を行う。
　これにより、複数のデフォルトマトリックスを用いるか否かが３つのフラグで制御される。したがって、符号化効率の向上が可能である。また、量子化マトリックスがＳＰＳにもＰＰＳにも含まれないことが、デフォルトマトリックスの使用を示す。したがって、エラー耐性が向上する。
　なお、複数の量子化マトリックスが逆量子化処理に用いられることを示す第１フラグを復号することは、より具体的には、複数の量子化マトリックスが逆量子化処理に用いられることを示す値を第１フラグの値として復号することを意味する。この関係は、その他のフラグの復号についても、同様である。
　また、その他の処理は、他の装置によって実行されてもよい。画像復号装置は、その他の処理に係る構成要素を備えていなくてもよい。あるいは、画像復号装置は、上記の例に対応する以下の動作を任意に行ってもよい。
　例えば、画像復号装置は、量子化マトリックスが逆量子化処理に用いられないことを示す第１フラグが復号された場合、一様な係数を有するフラットなマトリックスを量子化マトリックスの代わりに用いて逆量子化処理を行う。
　また、例えば、画像復号装置は、量子化マトリックスが逆量子化処理に用いられることを示す第１フラグと、量子化マトリックスがＳＰＳに含まれることを示す第２フラグとを復号する。そして、この場合、画像復号装置は、ＳＰＳに含まれる量子化マトリックスを用いて逆量子化処理を行う。
　また、例えば、画像復号装置は、量子化マトリックスが逆量子化処理に用いられることを示す第１フラグと、量子化マトリックスがＰＰＳに含まれることを示す第３フラグとを復号する。そして、この場合、画像復号装置は、ＰＰＳに含まれる量子化マトリックスを用いて逆量子化処理を行う。
　また、例えば、パラメータセットがコピー識別子として第２量子化マトリックスを示す識別子を含む場合、画像復号装置は、第２量子化マトリックスがコピーされる第１量子化マトリックスを含む複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化処理を行う。
　また、例えば、パラメータセットがコピー識別子としてデフォルトマトリックスを示す識別子を含む場合、画像復号装置は、デフォルトマトリックスがコピーされる第１量子化マトリックスを含む複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化処理を行う。
　また、例えば、画像復号装置は、シーケンスに対してシーケンス量子化マトリックスを設定し、ピクチャに対してピクチャ量子化マトリックスを設定する。そして、画像復号装置は、量子化マトリックスが逆量子化処理に用いられることを示す第１フラグを復号した場合、ピクチャ量子化マトリックスを用いてピクチャに対して逆量子化処理を行う。
　そして、シーケンス量子化マトリックスの設定では、量子化マトリックスがＳＰＳに含まれないことを示す第２フラグが復号された場合、画像復号装置は、デフォルトマトリックスをシーケンス量子化マトリックスとして設定する。また、ピクチャ量子化マトリックスの設定では、量子化マトリックスがＰＰＳに含まれないことを示す第３フラグが復号された場合、画像復号装置は、シーケンス量子化マトリックスをピクチャ量子化マトリックスとして設定する。
　また、例えば、画像復号装置は、量子化データを復号し、復号された量子化データに対して逆量子化処理を行う。
　また、例えば、（ｉ）量子化マトリックスが逆量子化処理に用いられることを示す第１フラグと、（ｉｉ）量子化マトリックスがＳＰＳに含まれないことを示す第２フラグと、（ｉｉｉ）量子化マトリックスがＰＰＳに含まれないことを示す第３フラグとが復号された場合、画像復号装置は、次の動作を行う。
　すなわち、画像復号装置は、逆周波数変換が行われないブロックに対して、一様な係数を有するフラットなマトリックスを用いて逆量子化処理を行う。そして、画像復号装置は、逆周波数変換が行われるブロックに対して、デフォルトマトリックスを用いて逆量子化処理を行う。
　以上の動作が任意に組み合わされてもよい。また、本実施の形態における上記の例に基づいて、種々の変形が加えられてもよい。
　以上の各実施の形態において、機能ブロックの各々は、ＭＰＵおよびメモリ等によって実現されてもよい。また、機能ブロックの各々による処理は、ソフトウェア（プログラム）によって実現されてもよく、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されていてもよい。そして、このようなソフトウェアは、ダウンロード等によって配布されてもよいし、ＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体に記録されて配布されてもよい。なお、各機能ブロックは、ハードウェア（専用回路）によって実現されてもよい。
　つまり、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
　言い換えると、画像符号化装置および画像復号装置は、処理回路（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）と、当該処理回路に電気的に接続された（当該処理回路からアクセス可能な）記憶装置（Ｓｔｏｒａｇｅ）とを備える。処理回路は、専用のハードウェアおよびプログラム実行部の少なくとも一方を含み、記憶装置を用いて処理を実行する。また、記憶装置は、処理回路がプロラム実行部を含む場合には、当該プログラム実行部により実行されるソフトウェアプログラムを記憶する。
　ここで、上記各実施の形態の画像符号化装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
　すなわち、このプログラムは、コンピュータに、画像を符号化する画像符号化方法であって、（ｉ）前記画像を構成する１以上のブロックに含まれる複数の係数を示す係数情報と、（ｉｉ）前記１以上のブロックに対して、周波数毎に個別の係数を有する複数の量子化マトリックスを用いて量子化するか否かを示す第１フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットに含まれるか否かを示す第２フラグと、（ｉｖ）前記複数の量子化マトリックスがピクチャパラメータセットに含まれるか否かを示す第３フラグとを符号化する符号化ステップと、前記複数の係数を量子化する量子化ステップとを含み、前記量子化ステップにおいて、前記１以上のブロックが前記複数の量子化マトリックスとして複数のデフォルトマトリックスを用いて量子化される場合、前記符号化ステップでは、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとを符号化する画像符号化方法を実行させる。
　また、このプログラムは、コンピュータに、符号化ビットストリームを復号して、画像を復号する画像復号方法であって、前記符号化ビットストリームから、（ｉ）前記画像を構成する１以上のブロックに含まれる複数の係数を示す係数情報と、（ｉｉ）前記１以上のブロックが、周波数毎に個別の係数を有する複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されるか否かを示す第１フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットに含まれるか否かを示す第２フラグと、（ｉｖ）前記複数の量子化マトリックスがピクチャパラメータセットに含まれるか否かを示す第３フラグとを復号する復号ステップと、前記係数情報を逆量子化する逆量子化ステップとを含み、前記逆量子化ステップでは、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとが復号された場合、前記複数の量子化マトリックスとして複数のデフォルトマトリックスを用いて前記係数情報を逆量子化する画像復号方法を実行させてもよい。
　また、各構成要素は、回路であってもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路であってもよい。また、各構成要素は、汎用的なプロセッサで実現されてもよいし、専用のプロセッサで実現されてもよい。
　また、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。また、画像符号化復号装置が、画像符号化装置および画像復号装置を備えていてもよい。
　また、各実施の形態において説明された処理は、単一の装置（システム）を用いる集中処理で実現されてもよく、あるいは、複数の装置を用いる分散処理で実現されてもよい。また、上記プログラムを実行するコンピュータは、単数であっても、複数であってもよい。すなわち、上記プログラムを実行するコンピュータは、集中処理を行ってもよいし、分散処理を行ってもよい。
　以上、一つまたは複数の態様に係る画像符号化装置などについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　（実施の形態３）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）または動画像復号化方法（画像復号方法）の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
　さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）や動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、及び画像復号方法を用いた画像復号装置からなる画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。
　図１５は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex１０６、ex１０７、ex１０８、ex１０９、ex１１０が設置されている。
　このコンテンツ供給システムex１００は、インターネットex１０１にインターネットサービスプロバイダex１０２および電話網ex１０４、および基地局ex１０６からex１１０を介して、コンピュータex１１１、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）ex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５などの各機器が接続される。
　しかし、コンテンツ供給システムex１００は図１５のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。
　カメラex１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラex１１６はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ex１１４は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile Communications）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、Ｗ－ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式、若しくはＬＴＥ（Long Term Evolution）方式、ＨＳＰＡ(High Speed Packet Access)の携帯電話機、またはＰＨＳ（Personal Handyphone System）等であり、いずれでも構わない。
　コンテンツ供給システムex１００では、カメラex１１３等が基地局ex１０９、電話網ex１０４を通じてストリーミングサーバex１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラex１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する）、ストリーミングサーバex１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバex１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータex１１１、ＰＤＡex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号化処理して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。
　なお、撮影したデータの符号化処理はカメラex１１３で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号化処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラex１１３に限らず、カメラex１１６で撮影した静止画像および／または動画像データを、コンピュータex１１１を介してストリーミングサーバex１０３に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラex１１６、コンピュータex１１１、ストリーミングサーバex１０３のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。
　また、これら符号化・復号化処理は、一般的にコンピュータex１１１や各機器が有するＬＳＩex５００において処理する。ＬＳＩex５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化・復号化用のソフトウェアをコンピュータex１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化・復号化処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ex１１４がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ex１１４が有するＬＳＩex５００で符号化処理されたデータである。
　また、ストリーミングサーバex１０３は複数のサーバや複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。
　以上のようにして、コンテンツ供給システムex１００では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムex１００では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号化し、再生することができ、特別な権利や設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。
　なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図１６に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置によって符号化されたデータである）。これを受けた放送衛星ex２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ex３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex２１７等の装置が復号化して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。
　また、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録メディアex２１５に記録した多重化データを読み取り復号化する、または記録メディアex２１５に映像信号を符号化し、さらに場合によっては音楽信号と多重化して書き込むリーダ／レコーダex２１８にも上記各実施の形態で示した動画像復号化装置または動画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタex２１９に表示され、多重化データが記録された記録メディアex２１５により他の装置やシステムにおいて映像信号を再生することができる。また、ケーブルテレビ用のケーブルex２０３または衛星／地上波放送のアンテナex２０４に接続されたセットトップボックスex２１７内に動画像復号化装置を実装し、これをテレビのモニタex２１９で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に動画像復号化装置を組み込んでもよい。
　図１７は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。
　また、テレビex３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号化する、またはそれぞれの情報を符号化する音声信号処理部ex３０４、映像信号処理部ex３０５（本発明の一態様に係る画像符号化装置または画像復号装置として機能する）を有する信号処理部ex３０６と、復号化した音声信号を出力するスピーカex３０７、復号化した映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ex３０８を有する出力部ex３０９とを有する。さらに、テレビex３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ex３１２等を有するインタフェース部ex３１７を有する。さらに、テレビex３００は、各部を統括的に制御する制御部ex３１０、各部に電力を供給する電源回路部ex３１１を有する。インタフェース部ex３１７は、操作入力部ex３１２以外に、リーダ／レコーダex２１８等の外部機器と接続されるブリッジex３１３、ＳＤカード等の記録メディアex２１６を装着可能とするためのスロット部ex３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバex３１５、電話網と接続するモデムex３１６等を有していてもよい。なお記録メディアex２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビex３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。
　まず、テレビex３００がアンテナex２０４等により外部から取得した多重化データを復号化し、再生する構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、ＣＰＵ等を有する制御部ex３１０の制御に基づいて、変調／復調部ex３０２で復調した多重化データを多重／分離部ex３０３で分離する。さらにテレビex３００は、分離した音声データを音声信号処理部ex３０４で復号化し、分離した映像データを映像信号処理部ex３０５で上記各実施の形態で説明した復号化方法を用いて復号化する。復号化した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ex３０９から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファex３１８、ex３１９等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビex３００は、放送等からではなく、磁気／光ディスク、ＳＤカード等の記録メディアex２１５、ex２１６から多重化データを読み出してもよい。次に、テレビex３００が音声信号や映像信号を符号化し、外部に送信または記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、制御部ex３１０の制御に基づいて、音声信号処理部ex３０４で音声信号を符号化し、映像信号処理部ex３０５で映像信号を上記各実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重／分離部ex３０３で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファex３２０、ex３２１等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファex３１８、ex３１９、ex３２０、ex３２１は図示しているように複数備えていてもよいし、１つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調／復調部ex３０２や多重／分離部ex３０３の間等でもシステムのオーバフロー、アンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。
　また、テレビex３００は、放送等や記録メディア等から音声データ、映像データを取得する以外に、マイクやカメラのＡＶ入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビex３００は上記の符号化処理、多重化、および外部出力ができる構成として説明したが、これらの処理を行うことはできず、上記受信、復号化処理、外部出力のみが可能な構成であってもよい。
　また、リーダ／レコーダex２１８で記録メディアから多重化データを読み出す、または書き込む場合には、上記復号化処理または符号化処理はテレビex３００、リーダ／レコーダex２１８のいずれで行ってもよいし、テレビex３００とリーダ／レコーダex２１８が互いに分担して行ってもよい。
　一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図１８に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報および記録メディアex２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex４０５は記録メディアex２１５を回転させる。サーボ制御部ex４０６は、ディスクモータex４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドex４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex４０７は、情報再生／記録部ex４００全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex４０７が、バッファex４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex４０２、再生復調部ex４０３、サーボ制御部ex４０６を協調動作させながら、光ヘッドex４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex４０７は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。
　以上では、光ヘッドex４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。
　図１９に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。
　以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりなど、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。
　また、デジタル放送用システムex２００において、アンテナex２０５を有する車ex２１０で衛星ex２０２等からデータを受信し、車ex２１０が有するカーナビゲーションex２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex２１１の構成は例えば図１７に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。
　図２０Ａは、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いた携帯電話ex１１４を示す図である。携帯電話ex１１４は、基地局ex１１０との間で電波を送受信するためのアンテナex３５０、映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ex３６５、カメラ部ex３６５で撮像した映像、アンテナex３５０で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ex３５８を備える。携帯電話ex１１４は、さらに、操作キー部ex３６６を有する本体部、音声を出力するためのスピーカ等である音声出力部ex３５７、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ex３５６、撮影した映像、静止画、録音した音声、または受信した映像、静止画、メール等の符号化されたデータもしくは復号化されたデータを保存するメモリ部ex３６７、又は同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ex３６４を備える。
　さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図２０Ｂを用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。
　電源回路部ex３６１は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話ex１１４を動作可能な状態に起動する。
　携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。また携帯電話ex１１４は、音声通話モード時にアンテナex３５０を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ex３５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex３５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex３５７から出力する。
　さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ex３６６等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex３６２を介して主制御部ex３６０に送出される。主制御部ex３６０は、テキストデータを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して基地局ex１１０へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ex３５８に出力される。
　データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex３５５は、カメラ部ex３６５から供給された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する）、符号化された映像データを多重／分離部ex３５３に送出する。また、音声信号処理部ex３５４は、映像、静止画等をカメラ部ex３６５で撮像中に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ex３５３に送出する。
　多重／分離部ex３５３は、映像信号処理部ex３５５から供給された符号化された映像データと音声信号処理部ex３５４から供給された符号化された音声データを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変調／復調部（変調／復調回路部）ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。
　データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、または映像およびもしくは音声が添付された電子メールを受信する場合、アンテナex３５０を介して受信された多重化データを復号化するために、多重／分離部ex３５３は、多重化データを分離することにより映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスex３７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ex３５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ex３５４に供給する。映像信号処理部ex３５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって復号化することにより映像信号を復号し（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）、ＬＣＤ制御部ex３５９を介して表示部ex３５８から、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる映像、静止画が表示される。また音声信号処理部ex３５４は、音声信号を復号し、音声出力部ex３５７から音声が出力される。
　また、上記携帯電話ex１１４等の端末は、テレビex３００と同様に、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムex２００において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されたデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。
　このように、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法あるいは動画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記各実施の形態で説明した効果を得ることができる。
　また、本発明はかかる上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
　（実施の形態４）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
　ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。
　この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、ＭＰＥＧ－２トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。
　図２１は、多重化データの構成を示す図である。図２１に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ－３、Ｄｏｌｂｙ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ－ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。
　多重化データに含まれる各ストリームはＰＩＤによって識別される。例えば、映画の映像に利用するビデオストリームには０ｘ１０１１が、オーディオストリームには０ｘ１１００から０ｘ１１１Ｆまでが、プレゼンテーショングラフィックスには０ｘ１２００から０ｘ１２１Ｆまでが、インタラクティブグラフィックスストリームには０ｘ１４００から０ｘ１４１Ｆまでが、映画の副映像に利用するビデオストリームには０ｘ１Ｂ００から０ｘ１Ｂ１Ｆまで、主音声とミキシングする副音声に利用するオーディオストリームには０ｘ１Ａ００から０ｘ１Ａ１Ｆが、それぞれ割り当てられている。
　図２２は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６およびex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７およびex２４０に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex２４１およびインタラクティブグラフィックスex２４４のデータをそれぞれＰＥＳパケット列ex２４２およびex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３およびex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。
　図２３は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図２３における第１段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第２段目は、ＰＥＳパケット列を示す。図２３の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，ｙｙ３，ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ　Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｔｉｍｅ－Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ　Ｔｉｍｅ－Ｓｔａｍｐ）が格納される。
　図２４は、多重化データに最終的に書き込まれるＴＳパケットの形式を示している。ＴＳパケットは、ストリームを識別するＰＩＤなどの情報を持つ４ＢｙｔｅのＴＳヘッダとデータを格納する１８４ＢｙｔｅのＴＳペイロードから構成される１８８Ｂｙｔｅ固定長のパケットであり、上記ＰＥＳパケットは分割されＴＳペイロードに格納される。ＢＤ－ＲＯＭの場合、ＴＳパケットには、４ＢｙｔｅのＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿Ｈｅａｄｅｒが付与され、１９２Ｂｙｔｅのソースパケットを構成し、多重化データに書き込まれる。ＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿ＨｅａｄｅｒにはＡＴＳ（Ａｒｒｉｖａｌ＿Ｔｉｍｅ＿Ｓｔａｍｐ）などの情報が記載される。ＡＴＳは当該ＴＳパケットのデコーダのＰＩＤフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図２４下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。
　また、多重化データに含まれるＴＳパケットには、映像・音声・字幕などの各ストリーム以外にもＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　Ｔａｂｌｅ）、ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｍａｐ　Ｔａｂｌｅ）、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｃｌｏｃｋ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）などがある。ＰＡＴは多重化データ中に利用されるＰＭＴのＰＩＤが何であるかを示し、ＰＡＴ自身のＰＩＤは０で登録される。ＰＭＴは、多重化データ中に含まれる映像・音声・字幕などの各ストリームのＰＩＤと各ＰＩＤに対応するストリームの属性情報を持ち、また多重化データに関する各種ディスクリプタを持つ。ディスクリプタには多重化データのコピーを許可・不許可を指示するコピーコントロール情報などがある。ＰＣＲは、ＡＴＳの時間軸であるＡＴＣ（Ａｒｒｉｖａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｃｌｏｃｋ）とＰＴＳ・ＤＴＳの時間軸であるＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｉｍｅ　Ｃｌｏｃｋ）の同期を取るために、そのＰＣＲパケットがデコーダに転送されるＡＴＳに対応するＳＴＣ時間の情報を持つ。
　図２５はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さなどを記したＰＭＴヘッダが配置される。その後ろには、多重化データに関するディスクリプタが複数配置される。上記コピーコントロール情報などが、ディスクリプタとして記載される。ディスクリプタの後には、多重化データに含まれる各ストリームに関するストリーム情報が複数配置される。ストリーム情報は、ストリームの圧縮コーデックなどを識別するためストリームタイプ、ストリームのＰＩＤ、ストリームの属性情報（フレームレート、アスペクト比など）が記載されたストリームディスクリプタから構成される。ストリームディスクリプタは多重化データに存在するストリームの数だけ存在する。
　記録媒体などに記録する場合には、上記多重化データは、多重化データ情報ファイルと共に記録される。
　多重化データ情報ファイルは、図２６に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。
　多重化データ情報は図２６に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのＰＩＤフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるＡＴＳの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのＰＴＳであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのＰＴＳに１フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。
　ストリーム属性情報は図２７に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。オーディオストリーム属性情報は、そのオーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。
　本実施の形態においては、上記多重化データのうち、ＰＭＴに含まれるストリームタイプを利用する。また、記録媒体に多重化データが記録されている場合には、多重化データ情報に含まれる、ビデオストリーム属性情報を利用する。具体的には、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置において、ＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に対し、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示す固有の情報を設定するステップまたは手段を設ける。この構成により、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成した映像データと、他の規格に準拠する映像データとを識別することが可能になる。
　また、本実施の形態における動画像復号化方法のステップを図２８に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexＳ１０３において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。
　このように、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に新たな固有値を設定することにより、復号する際に、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法または装置で復号可能であるかを判断することができる。従って、異なる規格に準拠する多重化データが入力された場合であっても、適切な復号化方法または装置を選択することができるため、エラーを生じることなく復号することが可能となる。また、本実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、または、動画像復号方法または装置を、上述したいずれの機器・システムに用いることも可能である。
　（実施の形態５）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図２９に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
　例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ　Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ex５０７に送られ、信号処理部ex５０７において音声信号の符号化および／または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏex５０６から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex１０７に向けて送信されたり、または記録メディアex２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex５０８にデータを蓄積するとよい。
　なお、上記では、メモリex５１１がＬＳＩex５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩex５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファex５０８も１つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩex５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。
　また、上記では、制御部ex５０１が、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有するとしているが、制御部ex５０１の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ex５０７がさらにＣＰＵを備える構成であってもよい。信号処理部ex５０７の内部にもＣＰＵを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、ＣＰＵex５０２が信号処理部ex５０７、または信号処理部ex５０７の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ex５０１は、信号処理部ex５０７、またはその一部を有するＣＰＵex５０２を備える構成となる。
　なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。このようなプログラマブル・ロジック・デバイスは、典型的には、ソフトウェア又はファームウェアを構成するプログラムを、ロードする又はメモリ等から読み込むことで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法、又は動画像復号化方法を実行することができる。
　さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
　（実施の形態６）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
　この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図３０は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。
　より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図２９のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図２９の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態４で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態４で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図３２のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。
　図３１は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexＳ２０３において、駆動周波数を低く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。
　さらに、駆動周波数の切替えに連動して、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を変更することにより、省電力効果をより高めることが可能である。例えば、駆動周波数を低く設定する場合には、これに伴い、駆動周波数を高く設定している場合に比べ、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することが考えられる。
　また、駆動周波数の設定方法は、復号する際の処理量が大きい場合に、駆動周波数を高く設定し、復号する際の処理量が小さい場合に、駆動周波数を低く設定すればよく、上述した設定方法に限らない。例えば、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に準拠する映像データを復号する処理量の方が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置により生成された映像データを復号する処理量よりも大きい場合には、駆動周波数の設定を上述した場合の逆にすることが考えられる。
　さらに、駆動周波数の設定方法は、駆動周波数を低くする構成に限らない。例えば、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＣＰＵex５０２の駆動を停止させることなく、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。
　このように、映像データが準拠する規格に応じて、駆動周波数を切替えることにより、省電力化を図ることが可能になる。また、電池を用いてＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置を駆動している場合には、省電力化に伴い、電池の寿命を長くすることが可能である。
　（実施の形態７）
　テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
　この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図３３Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に対応しない、本発明の一態様に特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明の一態様は、エントロピー復号および逆量子化に特徴を有していることから、例えば、エントロピー復号および逆量子化については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のデブロッキング・フィルタ、動き補償および逆周波数変換のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
　また、処理を一部共有化する他の例を図３３Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明の一態様に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の一態様に係る動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明の一態様、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。
　このように、本発明の一態様に係る動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。
　本発明は、例えば、テレビジョン受像機、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、または、デジタルビデオカメラ等に利用可能である。
　　１０１、４０４　量子化マトリックス設定部
　　１０２　量子化マトリックス符号化部
　　１０３　ブロック分割部
　　１０４　減算部
　　１０５　変換部
　　１０６　量子化部
　　１０７　係数符号化部
　　１０８、３０５　加算部
　　１０９、３０４　逆変換部
　　１１０、３０３　逆量子化部
　　１１１　予測部
　　１１２、３０６　フレームメモリ
　　２０１　ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ設定部
　　２０２　ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ符号化部
　　２０３　ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ設定部
　　２０４　ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ符号化部
　　２０５　ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ設定部
　　２０６　ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ符号化部
　　２０７　ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇ設定部
　　２０８　ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇ符号化部
　　２０９　ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤ設定部
　　２１０　ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤ符号化部
　　２１１　マトリックス係数符号化部
　　２２０　マトリックスデータ符号化部
　　３０１　係数復号部
　　３０２　量子化マトリックス復号部
　　４０１　ＱＭａｔｒｉｘＦｌａｇ復号部
　　４０２　ＳＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ復号部
　　４０３　ＰＰＳ＿ＱＭａｔｒｉｘ＿ＰｒｅｓｅｎｔＦｌａｇ復号部
　　４０５　ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＦｌａｇ復号部
　　４０６　ＣｏｐｙＭａｔｒｉｘＩＤ復号部
　　４０７　マトリックス係数復号部
　　４２０　マトリックスデータ復号部

Claims (15)

  1. 　画像を符号化する画像符号化方法であって、
    　（ｉ）前記画像を構成する１以上のブロックに含まれる複数の係数を示す係数情報と、（ｉｉ）前記１以上のブロックに対して、前記複数の係数にそれぞれ対応する個別の係数を有する複数の量子化マトリックスを用いて量子化するか否かを示す第１フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットに含まれるか否かを示す第２フラグと、（ｉｖ）前記複数の量子化マトリックスがピクチャパラメータセットに含まれるか否かを示す第３フラグとを符号化する符号化ステップと、
    　前記複数の係数を量子化する量子化ステップとを含み、
    　前記量子化ステップにおいて、前記１以上のブロックが前記複数の量子化マトリックスとして複数のデフォルトマトリックスを用いて量子化される場合、前記符号化ステップでは、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとを符号化する
    　画像符号化方法。
  2. 　前記量子化ステップにおいて、一様な複数の係数を有する複数のフラットなマトリックスを前記複数の量子化マトリックスの代わりに用いて前記１以上のブロックが量子化される場合、前記符号化ステップでは、前記複数の量子化マトリックスを用いて量子化されないことを示す前記第１フラグを符号化する
    　請求項１に記載の画像符号化方法。
  3. 　前記符号化ステップでは、
    　前記量子化ステップにおいて、前記複数の量子化マトリックスを用いて前記１以上のブロックが量子化される場合、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれることを示す前記第２フラグ、または、前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれることを示す前記第３フラグとを符号化し、
    　前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれることを示す前記第２フラグが符号化される場合、前記複数の量子化マトリックスを前記シーケンスパラメータセットに含め、
    　前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれることを示す前記第３フラグが符号化される場合、前記複数の量子化マトリックスを前記ピクチャパラメータセットに含める
    　請求項１または２に記載の画像符号化方法。
  4. 　前記符号化ステップでは、
    　前記シーケンスパラメータセットまたは前記ピクチャパラメータセットであるパラメータセットに含められる前記複数の量子化マトリックスが第１量子化マトリックスと第２量子化マトリックスとを含み、かつ、前記第１量子化マトリックスが前記第２量子化マトリックスに等しい場合、前記第１量子化マトリックスにコピーされるマトリックスを示すコピーマトリックス識別子として、前記第２量子化マトリックスを示す識別子を前記パラメータセットに含め、
    　前記パラメータセットに含められる前記複数の量子化マトリックスが前記第１量子化マトリックスを含み、かつ、前記第１量子化マトリックスがデフォルトマトリックスに等しい場合、前記コピーマトリックス識別子として、前記デフォルトマトリックスを示す識別子を前記パラメータセットに含める
    　請求項３に記載の画像符号化方法。
  5. 　前記画像符号化方法は、さらに、ピクチャを含むシーケンスに対して複数のシーケンス量子化マトリックスを設定し、前記ピクチャに対して複数のピクチャ量子化マトリックスを設定する設定ステップを含み、
    　前記符号化ステップでは、
    　前記ピクチャに対して設定された前記複数のピクチャ量子化マトリックスを前記複数の量子化マトリックスとして用いて前記ピクチャの前記１以上のブロックが量子化される場合、前記複数の量子化マトリックスを用いて量子化されることを示す前記第１フラグを符号化し、
    　前記複数のデフォルトマトリックスが前記複数のシーケンス量子化マトリックスとして前記シーケンスに対して設定された場合、前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグを符号化し、
    　前記シーケンスに対して設定された前記複数のシーケンス量子化マトリックスが前記複数のピクチャ量子化マトリックスとして前記ピクチャに対して設定された場合、前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグを符号化する
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
  6. 　前記符号化ステップでは、
    　変換が行われないブロックが、一様な複数の係数を有するフラットなマトリックスを用いて量子化され、かつ、変換が行われるブロックが、デフォルトマトリックスを用いて量子化される場合、
    　（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとを符号化する
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
  7. 　符号化ビットストリームを復号して、画像を復号する画像復号方法であって、
    　前記符号化ビットストリームから、（ｉ）前記画像を構成する１以上のブロックに含まれる複数の係数を示す係数情報と、（ｉｉ）前記１以上のブロックが、前記複数の係数にそれぞれ対応する個別の係数を有する複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されるか否かを示す第１フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットに含まれるか否かを示す第２フラグと、（ｉｖ）前記複数の量子化マトリックスがピクチャパラメータセットに含まれるか否かを示す第３フラグとを復号する復号ステップと、
    　前記係数情報を逆量子化する逆量子化ステップとを含み、
    　前記逆量子化ステップでは、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとが復号された場合、前記複数の量子化マトリックスとして複数のデフォルトマトリックスを用いて前記係数情報を逆量子化する
    　画像復号方法。
  8. 　前記逆量子化ステップでは、前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されないことを示す前記第１フラグが復号された場合、一様な複数の係数を有する複数のフラットなマトリックスを前記複数の量子化マトリックスの代わりに用いて前記係数情報を逆量子化する
    　請求項７に記載の画像復号方法。
  9. 　前記逆量子化ステップでは、
    　前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されることを示す前記第１フラグと、前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれることを示す前記第２フラグとが復号された場合、前記シーケンスパラメータセットに含まれる前記複数の量子化マトリックスを用いて前記係数情報を逆量子化し、
    　前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されることを示す前記第１フラグと、前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれることを示す前記第３フラグとが復号された場合、前記ピクチャパラメータセットに含まれる前記複数の量子化マトリックスを用いて前記係数情報を逆量子化する
    　請求項７または８に記載の画像復号方法。
  10. 　前記逆量子化ステップでは、
    　前記シーケンスパラメータセットまたは前記ピクチャパラメータセットであるパラメータセットが、第１量子化マトリックスと第２量子化マトリックスとを含む前記複数の量子化マトリックスを含み、かつ、前記パラメータセットが、前記第１量子化マトリックスにコピーされるマトリックスを示すコピーマトリックス識別子として前記第２量子化マトリックスを示す識別子を含む場合、前記第２量子化マトリックスがコピーされる前記第１量子化マトリックスを含む前記複数の量子化マトリックスを用いて前記係数情報を逆量子化し、
    　前記パラメータセットが、前記第１量子化マトリックスを含む前記複数の量子化マトリックスを含み、かつ、前記パラメータセットが、前記コピーマトリックス識別子としてデフォルトマトリックスを示す識別子を含む場合、前記デフォルトマトリックスがコピーされる前記第１量子化マトリックスを含む前記複数の量子化マトリックスを用いて前記係数情報を逆量子化する
    　請求項９に記載の画像復号方法。
  11. 　前記画像復号方法では、ピクチャを含むシーケンスに対して複数のシーケンス量子化マトリックスを設定し、前記ピクチャに対して複数のピクチャ量子化マトリックスを設定する設定ステップを含み、
    　前記逆量子化ステップでは、前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されることを示す前記第１フラグが復号された場合、前記ピクチャに対して設定された前記複数のピクチャ量子化マトリックスを前記複数の量子化マトリックスとして用いて、前記ピクチャの前記係数情報を逆量子化し、
    　前記設定ステップでは、
    　前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグが復号された場合、前記複数のデフォルトマトリックスを前記複数のシーケンス量子化マトリックスとして前記シーケンスに対して設定し、
    　前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグが復号された場合、前記シーケンスに対して設定された前記複数のシーケンス量子化マトリックスを前記複数のピクチャ量子化マトリックスとして前記ピクチャに対して設定する
    　請求項７～１０のいずれか１項に記載の画像復号方法。
  12. 　前記逆量子化ステップでは、
    　（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとが復号された場合、
    　変換が行われないブロックの前記係数情報を、一様な複数の係数を有するフラットなマトリックスを用いて逆量子化し、変換が行われるブロックの前記係数情報を、デフォルトマトリックスを用いて逆量子化する
    　請求項７～１１のいずれか１項に記載の画像復号方法。
  13. 　画像を符号化する画像符号化装置であって、
    　処理回路と、
    　前記処理回路からアクセス可能な記憶装置とを備え、
    　前記処理回路は、前記記憶装置を用いて、
    　（ｉ）前記画像を構成する１以上のブロックに含まれる複数の係数を示す係数情報と、（ｉｉ）前記１以上のブロックに対して、前記複数の係数にそれぞれ対応する個別の係数を有する複数の量子化マトリックスを用いて量子化するか否かを示す第１フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットに含まれるか否かを示す第２フラグと、（ｉｖ）前記複数の量子化マトリックスがピクチャパラメータセットに含まれるか否かを示す第３フラグとを符号化する符号化ステップと、
    　前記複数の係数を量子化する量子化ステップとを実行し、
    　前記量子化ステップにおいて、前記１以上のブロックが前記複数の量子化マトリックスとして複数のデフォルトマトリックスを用いて量子化される場合、前記符号化ステップでは、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとを符号化する
    　画像符号化装置。
  14. 　符号化ビットストリームを復号して、画像を復号する画像復号装置であって、
    　処理回路と、
    　前記処理回路からアクセス可能な記憶装置とを備え、
    　前記処理回路は、前記記憶装置を用いて、
    　前記符号化ビットストリームから、（ｉ）前記画像を構成する１以上のブロックに含まれる複数の係数を示す係数情報と、（ｉｉ）前記１以上のブロックが、前記複数の係数にそれぞれ対応する個別の係数を有する複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されるか否かを示す第１フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットに含まれるか否かを示す第２フラグと、（ｉｖ）前記複数の量子化マトリックスがピクチャパラメータセットに含まれるか否かを示す第３フラグとを復号する復号ステップと、
    　前記係数情報を逆量子化する逆量子化ステップとを実行し、
    　前記逆量子化ステップでは、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとが復号された場合、前記複数の量子化マトリックスとして複数のデフォルトマトリックスを用いて前記係数情報を逆量子化する
    　画像復号装置。
  15. 　画像符号化復号装置であって、
    　請求項１３に記載の画像符号化装置と、
    　符号化ビットストリームを復号して、画像を復号する画像復号装置とを備え、
    　前記画像復号装置は、
    　処理回路と、
    　前記処理回路からアクセス可能な記憶装置とを備え、
    　前記処理回路は、前記記憶装置を用いて、
    　前記符号化ビットストリームから、（ｉ）前記画像を構成する１以上のブロックに含まれる複数の係数を示す係数情報と、（ｉｉ）前記１以上のブロックが、前記複数の係数にそれぞれ対応する個別の係数を有する複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されるか否かを示す第１フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスがシーケンスパラメータセットに含まれるか否かを示す第２フラグと、（ｉｖ）前記複数の量子化マトリックスがピクチャパラメータセットに含まれるか否かを示す第３フラグとを復号する復号ステップと、
    　前記係数情報を逆量子化する逆量子化ステップとを実行し、
    　前記逆量子化ステップでは、（ｉ）前記複数の量子化マトリックスを用いて逆量子化されることを示す前記第１フラグと、（ｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記シーケンスパラメータセットに含まれないことを示す前記第２フラグと、（ｉｉｉ）前記複数の量子化マトリックスが前記ピクチャパラメータセットに含まれないことを示す前記第３フラグとが復号された場合、前記複数の量子化マトリックスとして複数のデフォルトマトリックスを用いて前記係数情報を逆量子化する
    　画像符号化復号装置。
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