JP2004135252A

JP2004135252A - Encoding processing method, encoding apparatus, and decoding apparatus

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Publication number: JP2004135252A
Application number: JP2002332905A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Sato; 佐藤　数史; Teruhiko Suzuki; 鈴木　輝彦; Yoichi Yagasaki; 矢ケ崎　陽一
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2004-04-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the processing load in encoding processing without lowering the encoding efficiency. <P>SOLUTION: Allocations of code numbers respectively allocated for each kind of MB types are adaptively switched in accordance with a quantization parameter value QP, so that thresholding is made possible without using a thresholding table and the processing load in encoding processing is reduced without lowering the encoding efficiency regardless of an increase/decrease in generation frequency of an eight-pixel MB type. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は符号化処理方法、符号化装置及び復号化装置に関し、例えば衛星放送やインターネット等のネットワークを介して画像圧縮情報を送受信する送受信システムに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、送受信システムは、符号化装置では、例えば動画像信号をディジタル化することにより得られる動画像データに対して、所定の画像符号化方式に準拠した符号化処理を施すことにより画像圧縮情報を生成し、これをネットワークを介して画像復号化装置に送信する。
【０００３】
一方、復号化装置では、符号化装置から送信された画像圧縮情報を受信し、その画像圧縮情報に対して、当該符号化装置と同一の画像符号化方式に準拠した復号化処理を施すことにより動画像データを復元するようになされている。
【０００４】
かかる画像符号化方式としては、ＩＳＯ／ＩＥＣの符号化専門家グループ（ＭＰＥＧ）により汎用画像の符号化を目的として標準化されたＭＰＥＧと呼ばれる画像符号化方式と、ＩＴＵ団体によりテレビ会議用画像の符号化を目的として標準化されたＨ．２６と呼ばれる画像符号化方式とが知られている。
【０００５】
また近年における携帯電話機等の携帯端末装置の普及により、一段と高い符号化効率を実現するための画像符号化方式の必要性が示唆されており、これに対応すべく現在では、ＭＰＥＧとＩＴＵ団体とによって、ＪＶＴ（Ｊｏｉｎｔ　Ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　Ｅｎｈａｎｃｅｄ−Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ）と呼ばれる画像符号化方式（以下、これをＪＶＴ符号化方式と呼ぶ）の標準化が進められている。
【０００６】
このＪＶＴ符号化方式においては、縦横１６×１６画素の画素ブロックであるマクロブロックについて、図１４に示すように、縦横１６×１６画素でなる１組の区割領域ＡＲ１、縦横８×１６画素に区割りされた２組の区割領域ＡＲ２及びＡＲ３、縦横１６×８画素に区割りされた２組の区割領域ＡＲ４及びＡＲ５、縦横８×８画素に区割りされた４組の区割領域ＡＲ６、ＡＲ７、ＡＲ８及びＡＲ９でなる４種類の区割パターンＴＰ１〜ＴＰ４のいずれかを指定することが可能である。
【０００７】
またマクロブロックについて４組の区割領域ＡＲ６、ＡＲ７、ＡＲ８及びＡＲ９でなる区割パターンを指定した際には、当該４組の区割領域ＡＲ６、ＡＲ７、ＡＲ８及びＡＲ９それぞれについて縦横８×８画素でなる１組の区割領域ＡＲ１０、縦横４×８画素に区割りされた２組の区割領域ＡＲ１１及びＡＲ１２、縦横８×４画素に区割りされた２組の区割領域ＡＲ１３及びＡＲ１４、縦横４×４画素に区割りされた４組の区割領域ＡＲ１５、ＡＲ１６、ＡＲ１７及びＡＲ１８でなる４種類のサブ区割パターンＴＰ５〜ＴＰ８のいずれかを指定するようになされている。
【０００８】
この場合、ＪＶＴ符号化方式においては、１つのマクロブロックについて、区割パターンＴＰ１〜ＴＰ３のいずれかを指定するか、あるいは８画素ＭＢタイプとサブ区割パターンＴＰ５〜ＴＰ８のいずれかとの組み合わせを指定することにより得られる区割領域ＡＲ１〜ＡＲ１８ごとに、それぞれ独立して動きベクトルを持つことができる。
【０００９】
これに伴ってＪＶＴ符号化方式においては、かかる区割領域ＡＲ１〜ＡＲ９と、当該区割領域ＡＲ１〜ＡＲ９に対する予測モードとの組み合わせを表すマクロブロックタイプ（以下、これをＭＢタイプと呼ぶ）の種類に応じて、それぞれ異なるバイナリ列を対応付けた２値化テーブルがピクチャタイプごとに詳細に規定されている。
【００１０】
また区割領域ＡＲ１０〜ＡＲ１８と、当該区割領域ＡＲ１０〜ＡＲ１８に対する予測モードとの組み合わせを表すサブマクロブロックタイプ（以下、これをサブＭＢタイプと呼ぶ）の種類に応じて、それぞれ異なるバイナリ列を対応付けた２値化テーブルもピクチャタイプごとに詳細に規定されている。
【００１１】
ここで、Ｐピクチャ、ＳＰピクチャ及びＢピクチャにおけるＭＢタイプの２値化テーブルを表１に示すと共に、サブＭＢタイプの２値化テーブルを表２に示す。
【００１２】
【表１】

【００１３】
【表２】

【００１４】
表１のＭＢタイプ項目（Ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｍｂ＿ｔｙｐｅ）及び表２のサブＭＢタイプ項目（Ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｓｕｂ＿ｍｂ＿ｔｙｐｅ）において、「０」、「１」……はコード番号を表し、当該コード番号に続くかっこ内は、予測モードの態様と区割領域ＡＲ１、ＡＲ２、……、又はＡＲ１８のサイズとを表している。
【００１５】
実際上、符号化装置では、ＪＶＴ符号化方式に規定される符号化処理手法として例えばＣＡＢＡＣ（Ｃｏｎｔｅｘｔ−ｂａｓｅｄ　Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｌｅｎｇｔｈ　Ｃｏｄｉｎｇ）と呼ばれる２値適応算術手法に従い、任意のマクロブロックについて動き予測補償処理が行われた結果得られるＭＢタイプ情報がＰピクチャ、ＳＰピクチャ及びＢピクチャである場合、まずは表１におけるＭＢタイプの２値化テーブルを参照し、当該ＭＢタイプに該当するコード番号に対応するバイナリ列に従って２値化する。
【００１６】
そして符号化装置は、表１においてＭＢタイプに該当するコード番号が「４」又は「２２」である場合、すなわち８画素ＭＢタイプであった場合には、さらに表２におけるサブＭＢタイプの２値化テーブルを参照し、当該サブＭＢタイプに該当するコード番号に対応するバイナリ列に従って２値化した後、出現確率を用いた算術符号化処理を行うことにより符号化データを生成するようになされている（例えば非特許文献１参照）。
【００１７】
【非特許文献１】
ＤＲＡＦＴ　ＩＳＯ／ＩＥＣ　１４４９６−１０：２００２（Ｅ）
【００１８】
ここで、かかる非特許文献１におけるＪＶＴ符号化方式の２値化に関する部分の日本語訳を記載する。
【００１９】
ＪＶＴ符号化方式に定められているＣＡＢＡＣの符号化方式について説明する。画像圧縮情報における任意のシンタスク要素に関して、まず、過去の履歴に応じて、シンボルに対する適切なモデルが選択される。隣接するシンボルの状態に応じたモデル化をコンテキストモデル化と呼ぶ。
【００２０】
次に、シンボルが２値化されていないものに関しては、２値化が行われる。２値化されたシンボルは、確率推計を用いた適応算術符号化が施される。符号化処理が行われた後、関連するモデルの更新が行われるため、それぞれのモデルは実際の画像圧縮情報の統計に応じた符号化処理を行うことが可能なのである。
【００２１】
以下では、ＪＶＴ符号化方式において規定されている２値化処理（ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）について述べる。
【００２２】
ｕｎａｒｙ　ｃｏｄｅによるｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎの最初の５ｓｙｍｂｏｌに対する表を表３に示す。
【００２３】
【表３】

【００２４】
Ｃｏｄｅ　ｓｙｍｂｏｌ　Ｃに対しては、Ｃ個‘１’の最後に‘０’を付けたｂｉｎａｒｙ列が対応する。ｂｉｎの最初のｂｉｔにはｂｉｎ　ｎｕｍｂｅｒ＝１が対応し、２番目のｂｉｔにはｂｉｎ　ｎｕｍｂｅｒ＝２、と、最後のｂｉｔに行くに従って対応するｂｉｎ　ｎｕｍｂｅｒは増えていく。
【００２５】
Ｔｒｕｎｃａｔｅｄ　ｕｎａｒｙ（ＴＵ）ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎは有限個のシンボル〔０，……，Ｃ_ｍａｘ〕に対して適用される。ＳｙｍｂｏｌＣ＜Ｃ_ｍａｘ；に対しては表３で規定されたｕｎａｒｙ　ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎを行い、シンボルＣ_ｍａｘにはＣ_ｍａｘ個の１を割り当てる。Ｂｉｎ　ｎｕｍｂｅｒの割り振り方はｕｎａｒｙ　ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎの場合と同じである。
【００２６】
Ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｅｄ　ｕｎａｒｙ／ｋ^ｔｈ−ｏｒｄｅｒ　Ｅｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ（ＵＥＧｋ）ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎは、Ｃ_ｍａｘ＝Ｕｃｏｆｆ（Ｕｃｏｆｆ．Ｃｕｔ　ｏｆｆ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ）としたｔｒｕｎｃａｔｅｄ　ｕｎａｒｙ　ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｃｏｄｅ（ｐｒｅｆｉｘ　ｃｏｄｅ）とｋ次のＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号（ｓｕｆｆｉｘ　ｃｏｄｅ）とが連接されたものが変換後のｂｉｎａｒｙ列となる。ＳｙｍｂｏｌＣがＣ＜Ｕｃｏｆｆの場合ｓｕｆｆｉｘ　ｃｏｄｅは無く、Ｃ≧Ｕｃｏｆｆの場合ｓｕｆｆｉｘ　ｃｏｄｅはＳｙｍｂｏｌＣ−Ｕｃｏｆｆに対するＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号となる。
【００２７】
ＳｙｍｂｏｌＳに対するｋ次のＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ　ｃｏｄｅは表４のように構成される：
【００２８】
【表４】

【００２９】
Ｂｉｎ　ｎｕｍｂｅｒは、ｕｎａｒｙ　ｃｏｄｅの第１ビット目をｂｉｎ＿ｎｕｍ＝１として、Ｅｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号のＬＳＢに向かって１ずつ増えていく。
【００３０】
有限個のシンボル〔０，……，Ｃ_ｍａｘ〕に対し、Ｌ−ｂｉｔ（Ｌ＝ｌｏｇ_２｜Ｃ_ｍａｘ｜＋１）のｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎを適用する。Ｂｉｎ　ｎｕｍｂｅｒはＬＳＢをｂｉｎ＿ｎｕｍ＝１とし、ＭＳＢに向かって増えていく。
【００３１】
次に、上記の方法により２値化が行われるｂｉｎに対するコンテキストモデルについて述べる。
【００３２】
一般的なｃｏｎｔｅｘｔ　ｖａｒｉａｂｌｅの設定方法を説明するためにＦｉｇｕｒｅ９−２を用いる。ブロックＣに対して隣接する左ブロックと上ブロックにおける同一シンタクス要素のｓｙｍｂｏｌまたはｂｉｎがＡ，Ｂとして図示されている。
【００３３】
コンテキストを決める式の第一番目は以下の通りとなる。
【００３４】
【数１】

【００３５】
この他に、３つのテンプレートが以下のように定義される。
【００３６】
【数２】

【００３７】
表５において２つの隣接シンボルからのコンテキスト変数の求め方を示す。
【００３８】
【表５】

【００３９】
ｃｔｘ＿ｃｂｐ４は表７に示される６つのｂｌｏｃｋ　ｔｙｐｅ（Ｌｕｍａ−ＤＣ，Ｌｕｍａ−ＡＣ，Ｃｈｒｏｍａ−Ｕ−ＤＣ，Ｃｈｒｏｍａ−Ｖ−ＤＣ，Ｃｈｒｏｍａ−Ｕ−ＡＣ，Ｃｈｒｏｍａ−Ｖ−ＡＣ）によって決定される。
【００４０】
ｃｔｘ−ａｂｓ−ｍｖｄ−ｈ［１］及びｃｔｘ−ａｂｓ−ｍｖｄ−ｖ［１］の定義は以下の式により与えられる。
【００４１】
【数３】

【００４２】
ｃｏｍｐは水平成分（ｈ）又は垂直成分（ｖ）を意味する。隣接ブロックは異なるマクロブロック分割に属する可能性がある為、以下のような隣接ブロックを特定する為の方法が規定されている。最初に４ｘ４ｂｌｏｃｋの動きベクトルはｏｖｅｒｓａｍｐｌｅされている、つまり、対応するブロックがより粗く分割されていた場合、ｑｕａｄｔｒｅｅにおける親ブロックの動きベクトルを継承しているとみなす。逆に、ｂｌｏｃｋ　Ｃが隣接ｂｌｏｃｋより粗く分割されていた場合、隣接ｂｌｏｃｋの左上のｓｕｂ−ｂｌｏｃｋの動きベクトルを対応動きベクトルとする。これらの処理によっり隣接ｂｌｏｃｋにおける対応する値を求めた後、式（３）を用いてコンテキスト変数を得る。
【００４３】
（ｂ_１，……，ｂ_Ｎ）がｓｙｍｂｏｌＣのｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎに相当すると仮定した場合、Ｃのｋ番目のｂｉｎに対応するコンテキスト変数は以下のように規定される。
【００４４】
【数４】

【００４５】
ただし、１＜ｋ≦Ｎとする。表６において、この種のコンテキスト変数の与え方の一覧を示す。
【００４６】
【表６】

【００４７】
変換係数の条件付けの為には、さらに３つの異なるコンテキスト識別子が追加で用いられる。これらのコンテキスト識別子は表７で示されるｃｏｎｔｅｘｔ＿ｃａｔｅｇｏｒｙに依存して決まる。
【００４８】
【表７】

【００４９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかるＪＶＴ符号化方式を適用した符号化装置においては、数多くのコード番号を有する２値化テーブルを常時参照しながらＭＢタイプを２値化しているのみならず、当該ＭＢタイプが８画素ＭＢタイプの領域サイズ（縦横８×８画素）であった場合には、表１におけるＭＢタイプの２値化テーブルを参照して２値化した後に、再び表２におけるサブＭＢタイプの２値化テーブルを参照して２値化していることにより、符号化処理における処理負荷が増大してしまうという問題があった。
【００５０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、符号化効率を低下させるこなく符号化処理の処理負荷を低減し得る符号化処理方法、符号化装置及び復号化装置を提案しようとするものである。
【００５１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、画素ブロックについて所定の区割パターンが指定されることにより得られる区割領域と、当該区割領域に対する予測モードとの組み合わせを表すマクロブロックタイプに対して２値算術符号化処理を施す符号化処理方法であって、マクロブロックタイプの種類ごとにそれぞれ割り当てられたコード番号に２値コードを適用し、コード番号の割り当てを量子化パラメータ値に応じて切り換えるようにする。
【００５２】
従って、２値化テーブルを用いることなく２値コードによって２値化することができると共に、量子化パラメータ値の変動によってマクロブロックタイプの発生頻度が増加した場合であっても、マクロブロックタイプの種類ごとにそれぞれ割り当てられたコード番号を量子化パラメータ値に応じて切り換えるので、当該増加したマクロブロックタイプへ割り当てられるコード番号に、データ長の長い２値コードが対応してしまうことを回避することができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００５４】
（１）送受信システムの構成
図１において、１は全体として送受信システムを示し、送信対象の画像符号化装置２と、受信対象の画像復号化装置３とがインターネット等のネットワーク４を介して接続されることにより構築される。
【００５５】
画像符号化装置２は、ＪＶＴ符号化方式の規定に従って符号化処理を実行し、画像復号化装置３は、当該画像符号化装置２と同様のＪＶＴ符号化方式の規定に従って復号化処理を実行し得るようになされている。
【００５６】
（２）本発明を適用した画像符号化装置の構成
（２−１）画像符号化装置の全体構成
図２に示すように、画像符号化装置２は、外部から供給される動画像信号Ｓ１をＡ／Ｄ変換部５を介して動画像データＤ１を生成し、これを画像並替バッファ６に一旦記憶する。
【００５７】
そして画像符号化装置２は、画像並替バッファ６において動画像データＤ１をフレーム画像単位で圧縮符号化順に並び替え、当該並び替えたフレーム画像をフレームデータＤ２として後段の各回路部に順次送出する。
【００５８】
この場合、画像符号化装置２は、送出対象のフレームデータＤ２がＩピクチャである場合には加算器７だけに送出すると共に、当該フレームデータＤ２がＩピクチャ以外の画像タイプである場合には加算器７及び動き予測補償部８に送出するようになされている。
【００５９】
動き予測補償部８は、画像並替バッファ６から与えられるフレームデータＤ２を縦横１６×１６画素の画素ブロックでなるマクロブロックに分割した後、これらマクロブロックについて、図１４において上述したようにＪＶＴ符号化方式に規定される区割パターンＴＰ１〜ＴＰ３、及び８画素ＭＢタイプとサブ区割パターンＴＰ５〜ＴＰ８との組み合わせのうち例えば区割パターンＴＰ２を指定する。
【００６０】
次いで動き予測補償部８は、かかる指定によって得られる区割領域ＡＲ２及びＡＲ３について、当該領域ＡＲ２及びＡＲ３に対して時間的に過去及び又は未来の参照用ピクチャとのブロックマッチング法により当該領域ＡＲ２及びＡＲ３ごとにそれぞれ動きベクトルＤ３ａを検出する。
【００６１】
そして動き予測補償部８は、動きベクトルＤ３ａに基づいて予測モードを決定し、当該決定した予測モードを実行することにより、フレームメモリ１４に記憶されている参照用ピクチャを動きベクトルＤ３ａに応じて動き補償し、その結果得られる予測データＤ４を加算器７及び１３に送出する。
【００６２】
このとき動き予測補償部８は、動きベクトルＤ３ａを可逆符号化処理部１７に送出すると共に、マクロブロックについて指定した例えば区割パターンＴＰ２と、当該区割パターンＴＰ２に対して実行した予測モードの種類とに基づいてＭＢタイプ情報Ｄ３ｂを生成して可逆符号化処理部１７に送出するようになされている。
【００６３】
このように動き予測補償部８は、従来の符号化方式には規定されていないブロックサイズ（区割パターンＴＰ２、ＴＰ３及びＴＰ５〜ＴＰ８）に基づく動き予測補償を実行し得るようになされている。
【００６４】
加算器７は、動き予測補償部８から予測データＤ４が与えられる場合には、画像並替バッファ６より与えられるフレームデータＤ２（Ｉピクチャ以外の画像タイプ）から当該予測データＤ４を減算することにより、予測残差である差分データＤ５として直交変換部９に送出する。
【００６５】
これに対して加算器７は、予測データＤ４が与えられない場合には、画像並替バッファ６より与えられるフレームデータＤ２（Ｉピクチャ）をそのまま差分データＤ５として直交変換部９に送出する。
【００６６】
直交変換部９は、差分データＤ５に対して離散コサイン変換等の直交変換処理を施すことにより直交変換係数データＤ６を生成し、これを量子化部１０に送出する。
【００６７】
量子化部１０は、直交変換係数データＤ６に対して量子化処理を施すことにより量子化データＤ７を生成し、これを逆量子化部１１及び可逆符号化処理部１７にそれぞれ送出する。
【００６８】
この場合、量子化部１０においては、量子化パラメータ値を決定づけるための量子化制御データＤ８がレート制御部１６によるフィードバック制御に従って与えられており、当該量子化制御データＤ８の量子化パラメータ値に応じて量子化データＤ７を生成し得るようになされている。
【００６９】
逆量子化部１１は、量子化部１０から与えられる量子化データＤ７に対して逆量子化処理を施すことにより、直行変換係数データＤ６に相当する直交変換係数データＤ９を復元し、これを逆直交変換部１２に送出する。
【００７０】
逆直交変換部１２は、逆量子化部１１から与えられる直交変換係数データＤ９に対して逆直交変換処理を施すことにより、差分データＤ５に相当する差分データＤ１０を復元し、これを加算器１３に送出する。
【００７１】
加算器１３は、動き予測補償部８から予測データＤ４が与えられる場合には、逆直行変換部１１より与えられる差分データＤ１０に当該予測データＤ４を加算することにより、フレームデータＤ２に相当するフレームデータＤ１１を復元し、これをデブロックフィルタ１４に送出する。
【００７２】
これに対して加算器１３は、動き予測補償部８から予測データＤ４が与えられない場合には、逆直行変換部１１より与えられる差分データＤ１０をそのままフレームデータＤ１１としてデブロックフィルタ１４に送出する。
【００７３】
デブロックフィルタ１４は、加算器１３から与えられるフレームデータＤ１１のうち互いに隣接するマクロブロック間に歪みが生じている場合には、当該歪み部分をフィルタリングすることにより滑らかにした後、必要に応じて参照用ピクチャとしてフレームメモリ１５に記憶する。
【００７４】
これに対してデブロックフィルタ１４は、フレームデータＤ１１のうち互いに隣接するマクロブロック間に歪みが生じていない場合には、当該フレームデータＤ１１を必要に応じて参照用ピクチャとしてフレームメモリ１５に記憶する。
【００７５】
一方、可逆符号化処理部１７は、量子化部１０から与えられる量子化データＤ７、動き予測補償部８から与えられる動きベクトルＤ３ａ及びＭＢタイプ情報Ｄ３ｂに対してそれぞれ２値適応算術符号化処理を施すことにより量子化符号化データＤ１３、動きベクトル符号化データＤ１４及びＭＢタイプ符号化データＤ１５をそれぞれ生成する。
【００７６】
そして可逆符号化処理部１７は、量子化符号化データＤ１３、動きベクトル符号化データＤ１４及びＭＢタイプ符号化データＤ１５を蓄積バッファ１８に蓄積した後、これらを画像圧縮情報Ｄ１６として送信部（図示せず）及びインターネット４（図１）を順次介して画像復号化装置３に送信するようになされている。
【００７７】
かかる構成に加えて、セマンティクス制御部１９は、量子化部１０から与えられる量子化制御データＤ８に示される所定の量子化パラメータ値（後述する）に応じて、可逆符号化処理部１７において用いられるユナリコード（Ｕｎａｒｙ　Ｃｏｄｅ）の割り当てを切換制御するためのコード切換データＤ１７を生成し、これを可逆符号化処理部１７に送出し得るようになされている。
【００７８】
（２−２）可逆符号化処理部の構成
次に、可逆符号化処理部１７の具体的な回路構成について説明する。但し、可逆符号化処理部１７は、量子化データＤ７、動きベクトルＤ３ａ及びＭＢタイプ情報Ｄ３ｂ（図２）に対してそれぞれ別々の処理系列で２値適応算術符号化処理を実行するが、ここでは本発明に係るＭＢタイプ情報Ｄ３ｂに対する処理系列の回路構成について説明する。
【００７９】
図３に示すように、可逆符号化処理部１７は、コンテキストモデル部２０と、２値化部２１と、適応２値算術符号化器２２とによって構成される。
【００８０】
コンテキストモデル部２０は、既に符号化された過去のＭＢタイプ情報に基づいて、動き予測補償部８から与えられる符号化対象のＭＢタイプ情報Ｄ３ｂに対する符号化モードを選択し、当該選択した符号化モードに応じてそれぞれ異なる処理系列に振り分ける。但し、ここでは説明の便宜上、同系列で行うものとして当該ＭＢタイプ情報Ｄ３ｂを２値化部２１に送出する。
【００８１】
２値化部２１は、コンテキストモデル部２０から与えられるＭＢタイプ情報Ｄ３ｂについて、表１及び表２に示した２値化テーブルに代えて、表３に示したユナリコードを適用して２値化する。
【００８２】
このユナリコードにおいては、上述したように、ｎ番目のユナリコードシンボルに対して、ｎ個の‘１，の最後に‘０，を付加してなる単純な規則性を有するバイナリ列が生成される。
【００８３】
実際上、２値化部２１は、コンテキストモデル部２０から供給されるＭＢタイプ情報Ｄ３ｂがＰピクチャである場合、図４（Ａ）に示すように、当該ＭＢタイプの種類に対応させて予め割り当てられているコード番号に、ユナリコードを対応付けた状態（以下、これをＰタイプ第１割当状態と呼ぶ）で、ＰピクチャにおけるＭＢタイプの種類を２値化するようになされている。
【００８４】
従って２値化部２１は、表１に示したＰピクチャにおけるＭＢタイプの２値化テーブルを参照することなくＭＢタイプの種類に応じて２値化することができ、これによりＰピクチャにおけるＭＢタイプの２値化テーブルを参照しない分だけ処理負荷を低減し得るようになされている。
【００８５】
因みに、図４（Ａ）中に示される「Ｉｎｔｒａ」については、イントラ符号化を表しており、区割パターンＴＰ１〜ＴＰ４のいずれもが該当し得る。
【００８６】
ここで、ＪＶＴ符号化方式に規定されているＰピクチャのテスト画像に対してＪＶＴ符号化方式の規定に則って符号化した際に、量子化パラメータ値に応じたＭＢタイプの発生頻度を図５に示す。
【００８７】
図５に示されているように、量子化パラメータ値ＱＰの減少に応じて、コード番号「４」（図４（Ａ））に割り当てられている縦横８×８画素でなるＭＢタイプ（以下、これを８画素ＭＢタイプと呼ぶ）の発生頻度が極端に増加しているのが分かる。これは、量子化パラメータ値ＱＰが小さいほど転送レートが高くなるので発生符号量を多く割り当てることができることによるものである。
【００８８】
従って、２値化部２１は、量子化パラメータ値ＱＰが小さいとき（即ち８画素ＭＢタイプの発生頻度が高いとき）にＰタイプ第１割当状態（図４（Ａ））で２値化し続けると、コード番号「４」に最もデータ長の長いユナリコードが対応していることにより、表１における２値化テーブルを用いて２値化した際に得られるバイナリ列のデータ長よりも長くなってしまうことになり、後段の２値適応算術符号化器２２で算術符号化処理を実行する際の符号化効率が低下してしまう。
【００８９】
ここで、量子化パラメータ値ＱＰと、８画素ＭＢタイプと、ユナリコードのデータ長との関係をまとめてみると、量子化パラメータ値ＱＰ（図５）が大きければ８画素ＭＢタイプの発生頻度が低くなり、当該発生頻度が低ければ８画素ＭＢタイプに対するユナリコードのデータ長が長くても符号化効率の低下しない関係にある。
【００９０】
これに対して量子化パラメータ値ＱＰ（図５）が小さければ８画素ＭＢタイプの発生頻度が高くなり、当該発生頻度が高ければ８画素ＭＢタイプに対するユナリコードのデータ長が長いと符号化効率の低下してしまう関係にある。
【００９１】
すなわち、８画素ＭＢタイプの発生頻度と、当該８画素ＭＢタイプに対するユナリコードのデータ長とにおける増減に所定の相関関係が成立しており、従って図５中において、８画素ＭＢタイプに対する発生頻度のほぼ中間にあたる量子化パラメータ値「３２」を指標とすれば、コード番号「４」に対してユナリコードにより生成されるデータ長が符号化効率の低下に起因するか否かの指標とし得る。
【００９２】
また、量子化パラメータ値の変動に応じて、ＭＢタイプの種類ごとの発生頻度がそれぞれ変化しているので、切換後におけるＭＢタイプの種類ごとの発生頻度に応じた全体としてのユナリコードのデータ長に比して、切換前におけるＭＢタイプの種類ごとの発生頻度に応じた全体としてのユナリコードのデータ長のほうが短くなる場合もある。
【００９３】
かかる関係の平均的な値となる量子化パラメータ値Ｑとして「３２」を指標とする。
【００９４】
また、量子化パラメータ値ＱＰ（図５）が小さいとき、量子化パラメータ値ＱＰの変動に応じて発生頻度の増減が大きい縦横１６×８画素でなるＭＢタイプの発生頻度については、低くなっているのが分かる。つまり、８画素ＭＢタイプの発生頻度が高くなれば、縦横１６×８画素でなるＭＢタイプの発生頻度が低くなっており、この増減の相関関係の中間となる量子化パラメータ値ＱＰとして「３２」を指標とする。
【００９５】
そこで、２値化部２１は、量子化パラメータ値ＱＰとして「３２」未満の場合には、８画素ＭＢタイプに割り当てられていたコード番号「４」（図４（Ａ））の割り当てを、図４（Ｂ）に示すように「１」に切り換え、これに伴ってコード番号「１」及び「２」の割り当てをそれぞれ「２」及び「４」（図５（Ｂ））に切り換えた状態（以下、これをＰピクチャ第２割当状態と呼ぶ）とし、当該コード番号「４」に対するユナリコードのデータ長を変更する。
【００９６】
従って２値化部２１は、量子化パラメータ値ＱＰが「３２」未満であっても、８画素ＭＢタイプに割り当てられたコード番号「４」に対応するユナリコードのデータ長が極端に長くなることを回避することができ、その結果、当該８画素ＭＢタイプにを符号化する際における符号化効率の低下を防止し得るようになされている。
【００９７】
このように２値化部２１は、量子化パラメータＱＰが「３２」以上の場合にはＰピクチャ第１割当状態に従ってＭＢタイプ情報Ｄ３ｂを２値化し、これに対して「３２」未満の場合にはＰピクチャ第２割当状態に従ってＭＢタイプ情報Ｄ３ｂを２値化することにより、ＭＢタイプＴＰ４の発生頻度に係わらず、２値化処理自体の処理負荷を低減し、かつ符号化効率の低下を防止し得るようになされている。
【００９８】
一方、２値化部２１は、コンテキストモデル部２０から供給されるＭＢタイプ情報Ｄ３ｂがＢピクチャである場合、Ｐピクチャと同様に、図６に示すように、当該ＭＢタイプの種類に対応させて予め割り当てられているコード番号に、ユナリコードを割り当てた状態（以下、これをＢタイプ第１割当状態と呼ぶ）で、ＰピクチャにおけるＭＢタイプの種類を２値化する。
【００９９】
従って２値化部２１は、表１に示したＢピクチャのＭＢタイプに対する２値化テーブルを参照しない分だけ処理負荷を低減し得るようになされている。
【０１００】
この場合、２値化部２１は、Ｐピクチャよりもはるかにコード数が多いＢピクチャのＭＢタイプの２値化テーブルを参照しない分だけ、Ｐピクチャよりも一段と処理負荷を低減し得るようになされている。
【０１０１】
ここで、図７に示すように、Ｐピクチャと同様に、量子化パラメータ値ＱＰの減少に応じて、コード番号「２２」（図６）に割り当てられている８画素ＭＢタイプの発生頻度が極端に増加しているのが分かる。
【０１０２】
従って２値化部２１は、Ｐピクチャと同様に、量子化パラメータ値ＱＰが「３２」未満の場合には、８画素ＭＢタイプに割り当てられていたコード番号「２２」（図６）の割り当てを、図８に示すようにコード番号「４」へ切り換え、これに伴ってＭＢタイプＴＰ２及びＴＰ３に対応するユナリコードシンボルの割り当てを１つずつ繰り下げた状態（以下、これをＢタイプ第２割当状態と呼ぶ）とし、当該コード番号「２２」に対応するユナリコードのデータ長を変更するようになされている。
【０１０３】
そして２値化部２１は、かかる割当状態（以下、これをＢタイプ第２割当状態と呼ぶ）で２値化処理を実行することにより、ＢピクチャにおけるＭＢタイプの種類に応じたバイナリ列を生成する。
【０１０４】
この場合、２値化部２１は、Ｂタイプ第１割当状態（図６）における８画素ＭＢタイプに対するユナリコードのデータ長と、Ｂタイプ第１割当状態（図８）における８画素ＭＢタイプに対するユナリコードのデータ長との差分が大きいので、当該Ｂタイプ第１割当状態からＢタイプ第２割当状態へ切り換えることにより、８画素ＭＢタイプに対するユナリコードのデータ長を極端に短くすることができ、その結果、当該ユナリコードを符号化する際の符号化効率の低下をＰピクチャに比して一段と防止し得るようになされている。
【０１０５】
また、２値化部２１は、コンテキストモデル部２０から供給されるＭＢタイプ情報Ｄ３ｂがＰピクチャ又はＢピクチャにおけるサブＭＢタイプＴＰ５〜ＴＰ８を示している場合には、当該サブＭＢタイプの種類に対応させて予め割り当てられているコード番号（表２）に、ユナリコードを割り当てることによりサブＭＢタイプの種類を２値化する。
【０１０６】
従って２値化部２１は、表２におけるサブＭＢタイプの２値化テーブルを参照することなく、サブＭＢタイプＴＰ５〜ＴＰ８を２値化することができ、これにより当該２値化テーブルを参照しない分だけ処理負荷を低減し得るようになされている。
【０１０７】
ここで、Ｐピクチャ及びＢピクチャにおける量子化パラメータ値ＱＰに応じたサブＭＢタイプの発生頻度について図９及び図１０に示すように、ＭＢタイプ（図５及び図７）とは異なり、量子化パラメータ値に変動があっても、コード番号「３」（図１０）及び「１２」（図１０）に相当する縦横４×４画素でなるサブＭＢタイプの発生頻度の増減差が小さいのが分かる。
【０１０８】
従って２値化部２１は、サブＭＢタイプについては、量子化パラメータ値ＱＰに応じてサブＭＢタイプの種類にそれぞれ予め割り当てられているコード番号をあえて切り換えなくても、縦横４×４画素でなるサブＭＢタイプに対するユナリコードのデータ長が極端に長くはならないので、符号化効率の低下を招くことなく符号化し得るようになされている。
【０１０９】
このようにして２値化部２１は、コンテックスモデル部２０から供給されるＭＢタイプ情報Ｄ３ｂに対してユナリコードに基づく２値化処理を施すことにより２値化データＤ２１生成し、これを２値適応算術符号化器２２に送出する。
【０１１０】
実際上、２値化部２１は、セマンティクス制御部１９（図２）から供給されるコード切換データＤ１７に基づいて、量子化パラメータ値ＱＰ「３２」を境界としてコード番号の割り当てを切り換えるようになされている。
【０１１１】
２値適応算術符号化器２２は、２値化部２１から供給された２値化データＤ２１に対して、例えばアルスメディックコーディングと呼ばれる２値適応算術符号化処理を施すことによりＭＢタイプ符号化データＤ２２を生成し、これを蓄積バッファ１８（図２）に送出する。
【０１１２】
因みに、可逆符号化処理部１７においては、Ｐピクチャ及びＢピクチャにおけるＭＢタイプとサブＭＢタイプとをそれぞれ別々の処理系列でコンテキストモデル化処理、２値化処理及び２値適応算術符号化処理を行っているので、同一のユナリコードを共用しても誤認等がおこらないようになされている。
【０１１３】
（２−３）符号化処理手順
次に、可逆符号化処理部１７における符号化処理手順について図１１に示すフローチャートを用いて説明するが、ここでは本発明に係るＰピクチャ及びＢピクチャのＭＢタイプのうち、Ｐピクチャ及びＢピクチャのＭＢタイプについて説明する。すなわち可逆符号化処理部１７は、ルーチンＲＴ１の開始ステップから続くステップＳＰ１へ移る。
【０１１４】
ステップＳＰ１において可逆符号化処理部１７は、符号化対象のＰピクチャにおけるＭＢタイプ情報Ｄ３ｂを受け付けたか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、当該ＭＢタイプ情報Ｄ３ｂを待ち受ける。
【０１１５】
これに対して肯定結果が得られると、このことはＰピクチャにおけるＭＢタイプ情報Ｄ３ｂを受け付けたこと、即ちＰピクチャにおけるＭＢタイプ情報Ｄ３ｂを、対応する処理系列に入力したことを表しており、このとき可逆符号化処理部１７は、次のステップＳＰ２へ移る。
【０１１６】
ステップＳＰ２において可逆符号化処理部１７は、ＰピクチャにおけるＭＢタイプ情報Ｄ３ｂに対してコンテキストモデル化処理を施すことにより符号化モードを選択し、次のステップＳＰ３へ移る。
【０１１７】
ステップＳＰ３において可逆符号化処理部１７は、セマンティクス制御回路１９（図２）から与えられるコード切換データＤ１７を受け取ったか否かを判断する。
【０１１８】
ここで否定結果が得られると、このことはレート制御部１６から供給される量子化制御データＤ８（図２）の量子化パラメータ値ＱＰ（図５）が「３２」以上の状態から「３２」未満の状態へ移行していない、あるいは「３２」未満の状態から「３２」以上の状態へ移行していないことを表しており、このとき可逆符号化処理部１７は、次のステップＳＰ５へ移る。
【０１１９】
これに対して肯定結果が得られると、このことはレート制御部１６から供給される量子化制御データＤ８（図２）の量子化パラメータ値ＱＰ（図５）が「３２」以上の状態から「３２」未満の状態へ移行した、あるいは「３２」未満の状態から「３２」以上の状態へ移行したことを表しており、このとき可逆符号化処理部１７は、次のステップＳＰ４へ移る。
【０１２０】
ステップＳＰ４において可逆符号化処理部１７は、ＭＢタイプの各種類に対するコード番号の割り当て状態がＰピクチャ第１割当状態（図４（Ａ））であった場合には、当該割り当てをＰピクチャ第２割当状態（図４（Ｂ））に切り換え、これに対してＰピクチャ第２割当状態（図４（Ｂ））であった場合には、当該割り当てをＰピクチャ第１割当状態（図４（Ｂ））に切り換え、次のステップＳＰ５へ移る。
【０１２１】
ステップＳＰ５において可逆符号化処理部１７は、今現在ＭＢタイプの種類ごとに割り当てられている割当状態で２値化処理を実行することにより、ＰピクチャにおけるＭＢタイプの種類に応じたユナリコードを２値化データＤ２１として生成し、次のステップＳＰ６へ移る。
【０１２２】
ステップＳＰ６において可逆符号化処理部１７は、ステップＳＰ５で生成した２値化データＤ２１に対して２値適応算術符号化処理を実行することによりＭＢタイプ符号化データＤ２２を生成し、これを蓄積バッファ１８に送出した後、ステップＳＰ１に戻る。
【０１２３】
このように可逆符号化処理部１７は、コード切換データＤ１７に応じてＭＢタイプに対するコード番号の割り当てを適応的に切り換えることにより、符号化処理の処理負荷を低減し、かつ、符号化効率の低下を防止し得るようになされている。
【０１２４】
（３）本発明を適用した画像復号化装置の構成
（３−１）画像復号化装置の全体構成
図１２に示すように、画像復号化装置３は、インターネット（図１）及び受信部（図示せず）を順次介して受信した画像圧縮情報Ｄ１６（図２）を蓄積バッファ３７に蓄積し、当該蓄積した画像圧縮情報Ｄ１６を参照することにより量子化制御データＤ８を認識し、これをセマンティクス制御部３２に送出する。
【０１２５】
セマンティクス制御部３２は、蓄積バッファ３１から与えられる量子化制御データＤ８の量子化パラメータ値に応じてコード切換データＤ２４を生成し、これを復号側可逆符号化処理部３３に送出し得るようになされている。
【０１２６】
復号側可逆符号化処理部３３は、蓄積バッファ３１に蓄積された画像圧縮情報Ｄ１６を量子化符号化データＤ１３、動きベクトル符号化データＤ１４及びＭＢタイプ符号化データＤ１５としてそれぞれ読み出す。
【０１２７】
次いで復号側可逆符号化処理部３３は、量子化符号化データＤ１３、動きベクトル符号化データＤ１４及びＭＢタイプ符号化データＤ１５に対して２値適応算術符号化処理を施すことにより、量子化データＤ７、動きベクトルＤ３ａ及びＭＢタイプ情報Ｄ３ｂ（図２）に相当する量子化データＤ２５、動きベクトル情報Ｄ２６及びＭＢタイプ情報Ｄ２７をそれぞれ復元する。
【０１２８】
そして復号側可逆符号化処理部３３、量子化データＤ２５を逆量子化部３４に送出すると共に、動きベクトル情報Ｄ２６及びＭＢタイプ情報Ｄ２７を動き予測補償部３７に送出する。
【０１２９】
逆量子化部３４は、復号側可逆符号化処理部３３から与えられる量子化データＤ２５に対して逆量子化処理を施すことにより、直交変換係数データＤ６（図２）に相当する直交変換係数データＤ２８を復元し、これを逆直交変換部３５に送出する。
【０１３０】
逆直交変換部３５は、逆量子化部３４から与えられる直交変換係数データＤ２８に対して逆直交変換処理を施すことにより、差分データＤ５（図２）に相当する差分データＤ２９を復元し、これを加算器３６に送出する。
【０１３１】
一方、動き予測補償部３７は、復号側可逆符号化処理部３３から与えられる動きベクトル情報Ｄ２６及びＭＢタイプ情報Ｄ２７に基づいて予測モードを実行することにより、フレームメモリ３８に記憶されている参照用ピクチャを動きベクトルに応じて動き補償し、その結果得られる予測データＤ３０を加算器３６に送出する。
【０１３２】
加算器３６は、動き予測補償部３７から予測データＤ３０が与えられる場合には、逆直行変換部３５より与えられる差分データＤ２９に当該予測データＤ３０を加算することにより、フレームデータＤ２（図２）に相当するフレームデータＤ３１を復元し、これをデブロックフィルタ３９に送出する。
【０１３３】
これに対して加算器３６は、動き予測補償部３７から予測データＤ３０が与えられない場合には、逆直行変換部３５より与えられる差分データＤ２９をそのままフレームデータＤ３１としてデブロックフィルタ３９に送出する。
【０１３４】
デブロックフィルタ３９は、加算器３６から与えられるフレームデータＤ３１のうち互いに隣接するマクロブロック間に歪みが生じている場合には、当該歪み部分をフィルタリングすることにより滑らかにし、その結果得られる補正フレームデータＤ３２を生成し、これを画像並替バッファ４０に一旦記憶すると共に、当該補正フレームデータＤ３２を参照用ピクチャとして必要に応じてフレームメモリ３８に記憶する。
【０１３５】
これに対してデブロックフィルタ３９は、フレームデータＤ３１のうち互いに隣接するマクロブロック間に歪みが生じていない場合には、当該フレームデータＤ３１を補正フレームデータＤ３２として画像並替バッファ４０に一旦記憶すると共に、当該フレームデータＤ３１を必要に応じて参照用ピクチャとしてフレームメモリ３８に記憶する。
【０１３６】
画像復号化装置３は、画像並替バッファ４０に順次記憶された補正フレームデータＤ３２を送出順に並び替えた後、動画像データＤ３３としてＤ／Ａ変換部４１に送出し、当該Ｄ／Ａ変換部４１を介して得られる動画像信号Ｓ２を外部に送出するようになされている。
【０１３７】
（３−２）復号側可逆符号化処理部の構成
次に、図１３に示す復号側可逆復号化処理部３３の回路構成について説明するが、上述した可逆符号化処理部１７と同様の処理を行っていることにより、ここでは簡単に説明する。
【０１３８】
但し、復号側可逆復号化処理部３３は、量子化符号化データＤ１３、動きベクトル符号化データＤ１４及びＭＢタイプ符号化データＤ１５（図１２）に対してそれぞれ別々の処理系列で２値適応算術符号化処理を実行するが、ここでは本発明に係るＭＢタイプ情報Ｄ３ｂに対する処理系列の回路構成について説明する。
【０１３９】
復号側可逆符号化処理部３３は、ＭＢタイプ符号化データＤ１５に対して２値適応算術符号化処理を実行することにより、２値化データＤ２１（図３）に相当する２値化データＤ３５を生成し、これを２値化部５１に送出する。
【０１４０】
２値化部５１は、復号側可逆符号化処理部３３から与えられる２値化データＤ２１に対してユナリコードに基づく逆２値化処理を施すことにより、ＭＢタイプ情報Ｄ３ｂ（図３）に相当するＭＢタイプ情報Ｄ３６を生成し、これをコンテキストモデル部５２を介してＭＢタイプ情報Ｄ２７として動き予測補償部３７に送出するようになされている。
【０１４１】
ここで、２値化部５１は、セマンティクス制御回路１９から与えられるコード切換データＤ５１を受け取ると、量子化パラメータ値ＱＰに応じてＭＢタイプに対するユナリコードのコード番号の割り当てを適応的に切り換えることにより、当該２値化処理自体の負荷処理を低減し、かつ符号化効率の低下を防止し得るようになされている。
【０１４２】
以上の構成において、画像符号化装置２は、動き予測補償部８から与えられるＭＢタイプ情報Ｄ３ｂを２値化する際に、当該ＭＢタイプ情報Ｄ３ｂに示されるＭＢタイプと、当該ＭＢタイプＴＰ１〜ＴＰ４をさらに細分するサブＭＢタイプとの各タイプに分けて２値化する。
【０１４３】
この場合、画像符号化装置２は、ＭＢタイプ及びサブＭＢタイプに定められているコード番号に、ＪＶＴ符号化方式において本来ＭＢタイプ情報Ｄ３ｂ以外に用いられているユナリコードを割り当てることにより２値化するようにした。
【０１４４】
これにより画像符号化装置２は、ＪＶＴ符号化方式で規定されている表１及び表２に示した２値化テーブルを参照しない分だけ処理負荷を低減することができ、また、特にＭＢタイプについては表２における２値化テーブルを用いて２値化する場合に比して極端にデータ列の短い状態で２値化することができるので、当該サブＭＢタイプを符号化する際の符号化効率を向上し得るようになされている。
【０１４５】
さらに、画像符号化装置２は、ＭＢタイプについて２値化する際には、量子化パラメータ値ＱＰとして「３２」指標として、８画素ＭＢタイプに割り当てるコード番号を、第１割当状態（図４（Ａ）又は図６）から第２割当状態（図４（Ｂ）又は図８）あるいは第２割当状態から第１割当状態へ適応的に切り換えることにより、当該コード番号に対するユナリコードのデータ長を変更し、当該８画素ＭＢタイプの発生頻度の増減にかかわらず、符号化効率を低下させるこなく符号化処理の処理負荷を低減することができる。
【０１４６】
以上の構成によれば、ＭＢタイプの種類ごとにそれぞれ割り当てられたコード番号の割り当てを、量子化パラメータ値ＱＰに応じて適応的に切り換えるようにしたことにより、２値化テーブルを用いることなく２値化することができると共に、８画素ＭＢタイプの発生頻度の増減にかかわらず、符号化効率を低下させるこなく符号化処理の処理負荷を低減することができる。
【０１４７】
なお上述の実施の形態においては、画像としての動画像信号を圧縮符号化することにより得られる画像圧縮情報を送受信する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、静止画像信号を圧縮符号化することにより得られる画像圧縮情報を送受信するようにしても良い。
【０１４８】
また上述の実施の形態においては、所定の区割パターンとして４種類の区割パターンＴＰ１〜ＴＰ４に従ってマクロブロックを区割りする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばマクロブロックを縦横１６×４画素に区割りされた４組の領域等、この他種々の領域に区割りされた区割パターンに従ってマクロブロックを区割りするようにしても良い。
【０１４９】
さらに上述の実施の形態においては、２値コードとしてのユナリコードを用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、単純な生成則であればこの他種々の２値コードを用いるようにしても良い。
【０１５０】
さらに上述の実施の形態においては、符号化装置としての可逆符号化処理部１７及びが図３について上述したハードウェア構成によって符号化処理を実行する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該ハードウェア構成に代えて、図１１について上述した符号化処理手順を実行する符号化処理プログラムによって符号化処理を実行するようにしても良い。
【０１５１】
この場合、可逆符号化処理部１７は、内部ＲＯＭ（図示せず）等に格納した符号化処理プログラムを内部ＲＡＭ（図示せず）に展開することにより符号化処理手順を実行するようにしても良く、また当該符号化処理プログラムが格納されたプログラム媒体をインストールすることにより符号化処理手順を実行するようにしても良い。
【０１５２】
かかるプログラム媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等のパッケージメディアのみならず、半導体メモリや磁気ディスク等で実現しても良い。またこれらプログラム媒体にプログラムを格納する手段としては、ローカルエリアネットワークやインターネット、ディジタル衛星放送等の有線又は無線通信媒体を利用してもよく、ルータやモデム等の各種インターフェイスを介して格納するようにしても良い。
【０１５３】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、画素ブロックについて所定の区割パターンが指定されることにより得られる区割領域と、当該区割領域に対する予測モードとの組み合わせを表すマクロブロックタイプに対して２値算術符号化処理を施す符号化処理方法であって、マクロブロックタイプの種類ごとにそれぞれ割り当てられたコード番号に２値コードを適用し、コード番号の割り当てを量子化パラメータ値に応じて切り換えるようにした。
【０１５４】
従って、２値化テーブルを用いることなく２値コードによって２値化することができると共に、量子化パラメータ値の変動によってマクロブロックタイプの発生頻度が増加した場合であっても、マクロブロックタイプの種類ごとにそれぞれ割り当てられたコード番号を量子化パラメータ値に応じて切り換えるので、当該増加したマクロブロックタイプへ割り当てられるコード番号に、データ長の長い２値コードが対応してしまうことを回避することができ、かくして、符号化効率を低下させることなく符号化処理の処理負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像送受信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図３】可逆符号化処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】ＰピクチャのＭＢタイプに対するユナリコードの割当状態を示す略線図である。
【図５】Ｐピクチャにおける量子化パラメータに応じたＭＢタイプの発生頻度を示す略線図である。
【図６】ＢピクチャのＭＢタイプに対するユナリコードの割当状態（１）を示す略線図である。
【図７】Ｂピクチャにおける量子化パラメータに応じたＭＢタイプの発生頻度を示す略線図である。
【図８】ＢピクチャのＭＢタイプに対するユナリコードの割当状態（２）を示す略線図である。
【図９】Ｐピクチャにおける量子化パラメータに応じたサブＭＢタイプの発生頻度を示す略線図である。
【図１０】Ｂピクチャにおける量子化パラメータに応じたサブＭＢタイプの発生頻度を示す略線図である。
【図１１】符号化処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】復号側符号化処理部の構成を示すブロック図である。
【図１４】区割タイプを示す略線図である。
【符号の説明】
２……画像符号化装置、３……画像復号化装置、８、３７……動き予測補償部、１７、３３……可逆符号化処理部、１９、３２……セマンティクス制御部、２０、５２……コンテキストモデル部、２１、５１……２値化部、２２、５０……適応２値算術符号化部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an encoding method, an encoding device, and a decoding device, and is suitably applied to, for example, a transmission / reception system that transmits and receives image compression information via a network such as satellite broadcasting or the Internet.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a transmission / reception system, an encoding device converts image compression information by performing an encoding process based on a predetermined image encoding method on moving image data obtained by digitizing a moving image signal, for example. It is generated and transmitted to the image decoding device via the network.
[0003]
On the other hand, the decoding device receives the image compression information transmitted from the encoding device, and performs a decoding process on the image compression information in accordance with the same image encoding method as that of the encoding device. The moving image data is restored.
[0004]
Such an image coding system includes an image coding system called MPEG standardized by the ISO / IEC Coding Experts Group (MPEG) for the purpose of general-purpose image coding, and a video conferencing image coding system by the ITU group. H. standardized for the purpose of An image coding method called H.26 is known.
[0005]
In recent years, with the spread of portable terminal devices such as portable telephones, the necessity of an image encoding method for realizing higher encoding efficiency has been suggested. Accordingly, standardization of an image coding method called JVT (Joint Model of Enhanced-Compression Video Coding) (hereinafter, referred to as JVT coding method) is being promoted.
[0006]
In this JVT coding method, as shown in FIG. 14, a macroblock, which is a pixel block of 16 × 16 pixels vertically and horizontally, is divided into a set of divided areas AR1 composed of 16 × 16 pixels vertically and horizontally and 8 × 16 pixels vertically and horizontally. Two sets of divided areas AR2 and AR3, two sets of divided areas AR4 and AR5 divided into 16 × 8 pixels vertically and horizontally, and four sets of divided areas AR6 and AR7 divided into 8 × 8 pixels vertically and horizontally. , AR8 and AR9, it is possible to designate any of the four types of division patterns TP1 to TP4.
[0007]
When a division pattern consisting of four sets of division areas AR6, AR7, AR8, and AR9 is specified for a macroblock, each of the four sets of division areas AR6, AR7, AR8, and AR9 has 8 × 8 pixels. , A set of divided areas AR10, two sets of divided areas AR11 and AR12 divided into 4 × 8 pixels, and a set of divided areas AR13 and AR14 divided into 8 × 4 pixels. One of four types of sub-partitioning patterns TP5 to TP8 consisting of four sets of partitioning areas AR15, AR16, AR17 and AR18 divided into × 4 pixels is designated.
[0008]
In this case, in the JVT encoding method, one of the division patterns TP1 to TP3 is specified for one macroblock, or a combination of the 8-pixel MB type and one of the sub-division patterns TP5 to TP8 is specified. By doing so, each divided area AR1 to AR18 can have a motion vector independently.
[0009]
Accordingly, in the JVT encoding method, the type of a macroblock type (hereinafter, referred to as an MB type) representing a combination of the divided areas AR1 to AR9 and the prediction modes for the divided areas AR1 to AR9. , A binary table in which different binary strings are associated with each other is defined in detail for each picture type.
[0010]
In addition, different binary strings are respectively set according to the types of sub-macroblock types (hereinafter, referred to as sub-MB types) that represent combinations of the partition areas AR10 to AR18 and the prediction modes for the partition areas AR10 to AR18. The associated binarization table is also defined in detail for each picture type.
[0011]
Here, Table 1 shows the binarization table of the MB type in the P picture, SP picture, and B picture, and Table 2 shows the binarization table of the sub MB type.
[0012]
[Table 1]

[0013]
[Table 2]

[0014]
In the MB type item (Value of mb_type) in Table 1 and the sub MB type item (Value of sub_mb_type) in Table 2, “0”, “1”,... Represent code numbers, and the parentheses following the code numbers are in parentheses. It shows the mode of the prediction mode and the size of the divided areas AR1, AR2,... Or AR18.
[0015]
In practice, the encoding apparatus performs motion prediction compensation processing for an arbitrary macroblock according to a binary adaptive arithmetic technique called, for example, CABAC (Context-based Variable Length Coding) as an encoding technique defined in the JVT encoding scheme. When the MB type information obtained as a result of the execution is a P picture, an SP picture, and a B picture, first, refer to the binarization table of the MB type in Table 1 to determine the binary sequence corresponding to the code number corresponding to the MB type. Is binarized according to
[0016]
If the code number corresponding to the MB type in Table 1 is “4” or “22”, that is, if the code number is an 8-pixel MB type, the encoding apparatus further converts the binary value of the sub MB type in Table 2. After referring to the conversion table and binarizing according to the binary string corresponding to the code number corresponding to the sub-MB type, encoded data is generated by performing an arithmetic coding process using an appearance probability. (For example, see Non-Patent Document 1).
[0017]
[Non-patent document 1]
DRAFT ISO / IEC 14496-10: 2002 (E)
[0018]
Here, a Japanese translation of a part related to the binarization of the JVT encoding method in Non-Patent Document 1 is described.
[0019]
A CABAC coding method defined in the JVT coding method will be described. Regarding any thin task element in the image compression information, first, an appropriate model for the symbol is selected according to the past history. Modeling according to the state of adjacent symbols is called context modeling.
[0020]
Next, if the symbol is not binarized, binarization is performed. The binarized symbols are subjected to adaptive arithmetic coding using probability estimation. After the encoding process is performed, the related models are updated, so that each model can perform the encoding process according to the statistics of the actual image compression information.
[0021]
Hereinafter, a binarization process (binarization) defined in the JVT encoding method will be described.
[0022]
Table 3 shows the table for the first 5 symbols of binarization by unary code.
[0023]
[Table 3]

[0024]
For Code symbol C, a binary sequence obtained by adding '0' to the end of C '1's corresponds to the code symbol C. The bin number = 1 corresponds to the first bit of the bin, the bin number = 2 to the second bit, and the corresponding bin number increases toward the last bit.
[0025]
Truncated unary (TU) binarization is a finite number of symbols [0, ..., C _max ]. SymbolC <C _max ; Is subjected to unary binarization defined in Table 3 to obtain a symbol C _max Has C _max Assign one. The assignment method of Bin number is the same as in the case of unary binarization.
[0026]
Concatenate unary / k ^th -Order Exp-Golomb (UEGk) binarization is C _max A converted binary sequence in which a truncated unary binary code (prefix code) with Ucoff (Ucoff. Cut off parameter) and a k-th Exp-Golomb code (suffix code) are connected. When SymbolC is C <Ucoff, there is no suffix code, and when C ≧ Ucoff, the suffix code is an Exp-Golomb code for SymbolC-Ucoff.
[0027]
The Exp-Golomb code of order k for SymbolS is constructed as shown in Table 4:
[0028]
[Table 4]

[0029]
Bin number sets the first bit of unary code as bin_num = 1, and increases by one toward the LSB of the Exp-Golomb code.
[0030]
A finite number of symbols [0, ..., C _max ], L-bit (L = log ₂ ｜ C _max | +1) binarization is applied. Bin number sets the LSB to bin_num = 1 and increases toward the MSB.
[0031]
Next, a context model for bins binarized by the above method will be described.
[0032]
FIG. 9-2 is used to explain a general method of setting the context variable. Symbols or bins of the same syntax element in the left block and the upper block adjacent to the block C are shown as A and B.
[0033]
The first expression that determines the context is:
[0034]
(Equation 1)

[0035]
In addition, three templates are defined as follows.
[0036]
(Equation 2)

[0037]
Table 5 shows how to determine a context variable from two adjacent symbols.
[0038]
[Table 5]

[0039]
ctx_cbp4 is determined by six block types (Luma-DC, Luma-AC, Chroma-U-DC, Chroma-V-DC, Chroma-U-AC, Chroma-V-AC) shown in Table 7.
[0040]
The definitions of ctx-abs-mvd-h [1] and ctx-abs-mvd-v [1] are given by the following equations.
[0041]
[Equation 3]

[0042]
comp means the horizontal component (h) or the vertical component (v). Since an adjacent block may belong to a different macroblock division, the following method for specifying an adjacent block is defined. Initially, a motion vector of 4 × 4 block is oversampled, that is, if the corresponding block is roughly divided, it is considered that the motion vector of the parent block in quadtree is inherited. Conversely, if the block C is divided more coarsely than the adjacent block, the sub-block motion vector at the upper left of the adjacent block is set as the corresponding motion vector. After obtaining the corresponding value in the adjacent block by these processes, the context variable is obtained using Expression (3).
[0043]
(B ₁ , ……, b _N ) Is equivalent to symbolC binarization, the context variable corresponding to the k-th bin of C is defined as follows.
[0044]
(Equation 4)

[0045]
However, it is assumed that 1 <k ≦ N. Table 6 shows a list of how to provide this kind of context variable.
[0046]
[Table 6]

[0047]
Three additional different context identifiers are additionally used for conditioning the transform coefficients. These context identifiers depend on the context_category shown in Table 7.
[0048]
[Table 7]

[0049]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the encoding apparatus to which the JVT encoding method is applied, not only the MB type is binarized while always referring to the binarization table having a large number of code numbers, but the MB type is an 8-pixel MB. In the case of the type area size (vertical and horizontal 8 × 8 pixels), the binarization is performed with reference to the binarization table of the MB type in Table 1, and then the binarization table of the sub MB type in Table 2 again. , There is a problem that the processing load in the encoding process increases.
[0050]
The present invention has been made in view of the above points, and intends to propose an encoding method, an encoding device, and a decoding device that can reduce the processing load of the encoding process without lowering the encoding efficiency. Things.
[0051]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the present invention, a macroblock type representing a combination of a divided area obtained by designating a predetermined divided pattern for a pixel block and a prediction mode for the divided area. A coding method for performing a binary arithmetic coding process, wherein a binary code is applied to a code number assigned to each type of macroblock type, and assignment of the code numbers is switched according to a quantization parameter value. To do.
[0052]
Therefore, the binarization can be performed by the binary code without using the binarization table, and even if the occurrence frequency of the macroblock type increases due to the fluctuation of the quantization parameter value, the type of the macroblock type can be increased. Since the code numbers respectively assigned to the macroblock types are switched according to the quantization parameter value, it is possible to avoid that a binary code having a long data length corresponds to the code number assigned to the increased macroblock type. it can.
[0053]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0054]
(1) Configuration of transmission / reception system
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transmission / reception system as a whole, which is constructed by connecting a transmission target image encoding device 2 and a reception target image decoding device 3 via a network 4 such as the Internet.
[0055]
The image encoding device 2 performs an encoding process according to the JVT encoding method, and the image decoding device 3 performs a decoding process according to the same JVT encoding method as the image encoding device 2. Have been made to get.
[0056]
(2) Configuration of image coding apparatus to which the present invention is applied
(2-1) Overall configuration of image coding apparatus
As shown in FIG. 2, the image encoding device 2 generates moving image data D1 from an externally supplied moving image signal S1 via an A / D converter 5 and temporarily stores the moving image data D1 in an image rearranging buffer 6. Remember.
[0057]
Then, the image encoding device 2 rearranges the moving image data D1 in the image encoding buffer 6 in the order of compression encoding in units of frame images, and sequentially transmits the rearranged frame images as frame data D2 to each subsequent circuit unit. .
[0058]
In this case, the image encoding device 2 transmits the frame data D2 to be transmitted only to the adder 7 when the frame data D2 to be transmitted is an I picture, and adds the frame data D2 when the frame data D2 is an image type other than the I picture. It is sent to the motion detector 7 and the motion prediction compensation unit 8.
[0059]
The motion prediction compensator 8 divides the frame data D2 given from the image rearrangement buffer 6 into macroblocks composed of 16 × 16 pixel blocks in the vertical and horizontal directions, and then, as described above with reference to FIG. For example, the division pattern TP2 is specified among the division patterns TP1 to TP3 specified in the conversion scheme and the combination of the 8-pixel MB type and the sub-division patterns TP5 to TP8.
[0060]
Next, the motion prediction / compensation unit 8 uses the block matching method of temporally past and / or future reference pictures for the divided areas AR2 and AR3 obtained by the designation, for the divided areas AR2 and AR3. A motion vector D3a is detected for each AR3.
[0061]
Then, the motion prediction compensation unit 8 determines a prediction mode based on the motion vector D3a, and executes the determined prediction mode, thereby moving the reference picture stored in the frame memory 14 according to the motion vector D3a. It compensates and sends the resulting prediction data D4 to

adders

7 and 13.
[0062]
At this time, the motion prediction compensation unit 8 sends the motion vector D3a to the lossless encoding processing unit 17, and also specifies, for example, a division pattern TP2 specified for the macroblock and the type of prediction mode executed for the division pattern TP2. The MB type information D3b is generated based on the above and transmitted to the lossless encoding processing unit 17.
[0063]
As described above, the motion prediction compensation unit 8 can execute the motion prediction compensation based on the block size (the division patterns TP2, TP3, and TP5 to TP8) which is not defined in the conventional encoding method.
[0064]
When the prediction data D4 is supplied from the motion prediction compensation unit 8, the adder 7 subtracts the prediction data D4 from the frame data D2 (image type other than the I picture) supplied from the image rearrangement buffer 6. Is transmitted to the orthogonal transform unit 9 as difference data D5 that is a prediction residual.
[0065]
On the other hand, when the prediction data D4 is not provided, the adder 7 sends the frame data D2 (I picture) provided from the image rearrangement buffer 6 to the orthogonal transformation unit 9 as the difference data D5 as it is.
[0066]
The orthogonal transform unit 9 generates orthogonal transform coefficient data D6 by performing orthogonal transform processing such as discrete cosine transform on the difference data D5, and sends this to the quantizing unit 10.
[0067]
The quantization unit 10 generates quantization data D7 by performing a quantization process on the orthogonal transform coefficient data D6, and sends the generated data to the inverse quantization unit 11 and the lossless encoding processing unit 17, respectively.
[0068]
In this case, in the quantization unit 10, the quantization control data D8 for determining the quantization parameter value is given according to the feedback control by the rate control unit 16, and according to the quantization parameter value of the quantization control data D8. To generate the quantized data D7.
[0069]
The inverse quantization unit 11 restores the orthogonal transform coefficient data D9 corresponding to the orthogonal transform coefficient data D6 by performing an inverse quantization process on the quantized data D7 provided from the quantization unit 10, and inversely transforms the orthogonal transform coefficient data D9. It is sent to the orthogonal transform unit 12.
[0070]
The inverse orthogonal transform unit 12 restores the difference data D10 corresponding to the difference data D5 by performing an inverse orthogonal transform process on the orthogonal transform coefficient data D9 supplied from the inverse quantization unit 11, and outputs the restored data to the adder 13 To send to.
[0071]
When the prediction data D4 is provided from the motion prediction compensation unit 8, the adder 13 adds the prediction data D4 to the difference data D10 provided from the inverse orthogonal transform unit 11, thereby obtaining a frame corresponding to the frame data D2. The data D11 is restored and sent to the deblocking filter 14.
[0072]
On the other hand, when the prediction data D4 is not supplied from the motion prediction compensation unit 8, the adder 13 sends the difference data D10 supplied from the inverse orthogonal transform unit 11 as it is to the deblocking filter 14 as frame data D11. .
[0073]
If there is distortion between adjacent macroblocks in the frame data D11 given from the adder 13, the deblocking filter 14 smoothes the distortion portion by filtering, and then, if necessary, It is stored in the frame memory 15 as a reference picture.
[0074]
On the other hand, if no distortion occurs between adjacent macroblocks in the frame data D11, the deblocking filter 14 stores the frame data D11 in the frame memory 15 as a reference picture as necessary. .
[0075]
On the other hand, the lossless encoding processing unit 17 performs binary adaptive arithmetic encoding processing on the quantized data D7 given from the quantization unit 10, the motion vector D3a given from the motion prediction compensation unit 8, and the MB type information D3b. By performing this, the quantized coded data D13, the motion vector coded data D14, and the MB type coded data D15 are respectively generated.
[0076]
Then, the lossless encoding processing unit 17 accumulates the quantized encoded data D13, the motion vector encoded data D14, and the MB type encoded data D15 in the accumulation buffer 18, and then transmits them as image compression information D16 (shown in FIG. ) And via the Internet 4 (FIG. 1) to the image decoding device 3 sequentially.
[0077]
In addition to such a configuration, the semantics control unit 19 is used in the lossless encoding processing unit 17 according to a predetermined quantization parameter value (described later) indicated in the quantization control data D8 given from the quantization unit 10. Code switching data D17 for switching control of the assignment of the Unary Code (Unary Code) is generated, and can be transmitted to the lossless encoding processing unit 17.
[0078]
(2-2) Configuration of lossless encoding processing unit
Next, a specific circuit configuration of the lossless encoding processing unit 17 will be described. However, the lossless encoding processing unit 17 executes the binary adaptive arithmetic encoding process on the quantized data D7, the motion vector D3a, and the MB type information D3b (FIG. 2) in separate processing sequences. A circuit configuration of a processing sequence for the MB type information D3b according to the present invention will be described.
[0079]
As shown in FIG. 3, the lossless encoding processing unit 17 includes a context model unit 20, a binarization unit 21, and an adaptive binary arithmetic encoder 22.
[0080]
The context model unit 20 selects an encoding mode for the encoding target MB type information D3b given from the motion prediction compensation unit 8 based on the past encoded MB type information, and selects the selected encoding mode. Are allocated to different processing sequences. However, here, for convenience of description, the MB type information D3b is transmitted to the binarization unit 21 assuming that the MB type information is performed in the same stream.
[0081]
The binarization unit 21 binarizes the MB type information D3b given from the context model unit 20 by applying the unary codes shown in Table 3 instead of the binarization tables shown in Tables 1 and 2. .
[0082]
In this unary code, as described above, a binary sequence having a simple regularity is generated by adding '0' to the end of n '1, for the nth unary code symbol.
[0083]
In practice, when the MB type information D3b supplied from the context model unit 20 is a P-picture, the binarization unit 21 assigns in advance the MB type information D3b corresponding to the type of the MB type as shown in FIG. The type of the MB type in the P picture is binarized in a state where the unary code is associated with the assigned code number (hereinafter, this is referred to as a P type first allocation state).
[0084]
Therefore, the binarization unit 21 can perform binarization according to the type of the MB type without referring to the binarization table of the MB type in the P picture shown in Table 1, whereby the MB type in the P picture The processing load can be reduced by an amount that does not refer to the binarization table.
[0085]
By the way, “Intra” shown in FIG. 4A indicates intra coding, and any of the division patterns TP1 to TP4 may be applicable.
[0086]
Here, when a P-picture test image specified in the JVT encoding method is encoded in accordance with the JVT encoding method, the MB type occurrence frequency according to the quantization parameter value is shown in FIG. Shown in
[0087]
As shown in FIG. 5, according to the decrease in the quantization parameter value QP, an MB type (hereinafter, referred to as “8 × 8” pixels) assigned to a code number “4” (FIG. 4A). It can be seen that the frequency of occurrence of this is called an 8-pixel MB type is extremely increased. This is because the smaller the quantization parameter value QP, the higher the transfer rate, so that a larger amount of generated codes can be allocated.
[0088]
Therefore, when the quantization parameter value QP is small (that is, when the occurrence frequency of the 8-pixel MB type is high), the binarization unit 21 continues to binarize in the P type first allocation state (FIG. 4A). Since the unary code having the longest data length corresponds to the code number “4”, the data length becomes longer than the data length of the binary string obtained when binarization is performed using the binarization table in Table 1. As a result, the coding efficiency at the time of executing the arithmetic coding process in the binary adaptive arithmetic coder 22 at the subsequent stage is reduced.
[0089]
Here, the relationship between the quantization parameter value QP, the 8-pixel MB type, and the data length of the Unary code is summarized. If the quantization parameter value QP (FIG. 5) is large, the frequency of occurrence of the 8-pixel MB type is low. That is, if the occurrence frequency is low, the encoding efficiency does not decrease even if the data length of the unary code for the 8-pixel MB type is long.
[0090]
On the other hand, if the quantization parameter value QP (FIG. 5) is small, the frequency of occurrence of the 8-pixel MB type increases, and if the frequency of occurrence is high, the encoding efficiency decreases if the data length of the unary code for the 8-pixel MB type is long. There is a relationship that will do.
[0091]
That is, a predetermined correlation is established between the occurrence frequency of the 8-pixel MB type and the increase / decrease in the data length of the unary code for the 8-pixel MB type. Therefore, in FIG. If an intermediate quantization parameter value “32” is used as an index, it can be used as an index as to whether or not the data length generated by the unary code with respect to the code number “4” is due to a decrease in coding efficiency.
[0092]
In addition, since the occurrence frequency for each type of MB type changes in accordance with the variation of the quantization parameter value, the data length of the unary code as a whole corresponding to the occurrence frequency for each type of MB type after switching is changed. In comparison, the data length of the unary code as a whole depending on the frequency of occurrence for each type of MB type before switching may be shorter.
[0093]
“32” is used as an index as a quantization parameter value Q that is an average value of the relationship.
[0094]
In addition, when the quantization parameter value QP (FIG. 5) is small, the occurrence frequency of the MB type composed of 16 × 8 pixels in the vertical and horizontal directions whose occurrence frequency increases and decreases according to the variation of the quantization parameter value QP is low. I understand. That is, when the frequency of occurrence of the 8-pixel MB type increases, the frequency of occurrence of the MB type consisting of 16 × 8 pixels in the vertical and horizontal directions decreases, and “32” is used as the quantization parameter value QP which is in the middle of the increase / decrease correlation. Is an index.
[0095]
Therefore, when the quantization parameter value QP is less than “32”, the binarization unit 21 assigns the code number “4” (FIG. 4A) assigned to the 8-pixel MB type to the figure. 4 (B), the code numbers “1” and “2” are assigned to “2” and “4” (FIG. 5 (B)), respectively. Hereinafter, this is referred to as a P picture second allocation state), and the data length of the unary code corresponding to the code number “4” is changed.
[0096]
Therefore, the binarization unit 21 determines that the data length of the unary code corresponding to the code number “4” assigned to the 8-pixel MB type becomes extremely long even if the quantization parameter value QP is less than “32”. As a result, it is possible to prevent a decrease in encoding efficiency when encoding the 8-pixel MB type.
[0097]
As described above, the binarization unit 21 binarizes the MB type information D3b according to the P-picture first allocation state when the quantization parameter QP is equal to or greater than “32”, while Reduces the processing load of the binarization process itself and prevents a decrease in coding efficiency by binarizing the MB type information D3b according to the P picture second allocation state, regardless of the frequency of occurrence of the MB type TP4 It has been made to be able to.
[0098]
On the other hand, when the MB type information D3b supplied from the context model unit 20 is a B picture, the binarization unit 21 associates the MB type information with the type of the MB type as shown in FIG. The type of the MB type in the P picture is binarized in a state where the unary code is allocated to the code number allocated in advance (hereinafter, this is referred to as a B type first allocation state).
[0099]
Therefore, the binarization unit 21 can reduce the processing load by not referring to the binarization table for the MB type of the B picture shown in Table 1.
[0100]
In this case, the binarizing unit 21 can further reduce the processing load more than the P picture by not referring to the MB type binarization table of the B picture having a much larger number of codes than the P picture. ing.
[0101]
Here, as shown in FIG. 7, as in the case of the P picture, the occurrence frequency of the 8-pixel MB type assigned to the code number “22” (FIG. 6) extremely increases in accordance with the decrease in the quantization parameter value QP. You can see that it has increased.
[0102]
Therefore, when the quantization parameter value QP is less than “32”, the binarizing unit 21 assigns the code number “22” (FIG. 6) assigned to the 8-pixel MB type similarly to the P picture. As shown in FIG. 8, the code number is switched to "4", and the assignment of the Unary code symbols corresponding to the MB types TP2 and TP3 is moved down one by one (hereinafter, this is referred to as the B type second assignment state). The data length of the unary code corresponding to the code number “22” is changed.
[0103]
Then, the binarization unit 21 generates a binary string according to the type of the MB type in the B picture by executing the binarization processing in the allocation state (hereinafter, referred to as a B type second allocation state). I do.
[0104]
In this case, the binarization unit 21 determines the data length of the unary code for the 8-pixel MB type in the B-type first allocation state (FIG. 6) and the data length of the unary code for the 8-pixel MB type in the B-type first allocation state (FIG. 8). Since the difference from the data length is large, by switching from the B-type first allocation state to the B-type second allocation state, the data length of the unary code for the 8-pixel MB type can be extremely reduced. A reduction in the coding efficiency when encoding the Unary code can be further prevented as compared with the P picture.
[0105]
When the MB type information D3b supplied from the context model unit 20 indicates the sub MB types TP5 to TP8 in the P picture or the B picture, the binarization unit 21 corresponds to the type of the sub MB type. Then, the type of the sub MB type is binarized by assigning the unary code to the code number (Table 2) assigned in advance.
[0106]
Accordingly, the binarization unit 21 can binarize the sub MB types TP5 to TP8 without referring to the binarization table of the sub MB type in Table 2, and thereby does not refer to the binarization table. The processing load can be reduced by the amount.
[0107]
Here, the occurrence frequency of the sub MB type according to the quantization parameter value QP in the P picture and the B picture is different from the MB type (FIGS. 5 and 7) as shown in FIGS. It can be seen that even if the value fluctuates, the difference in the increase / decrease in the occurrence frequency of the sub-MB type consisting of 4 × 4 pixels vertically and horizontally corresponding to the code numbers “3” (FIG. 10) and “12” (FIG. 10) is small.
[0108]
Therefore, the binarizing unit 21 has 4 × 4 pixels in the vertical and horizontal directions without substituting the code numbers pre-assigned to the types of the sub-MB types according to the quantization parameter value QP. Since the data length of the unary code for the sub MB type does not become extremely long, encoding can be performed without lowering the encoding efficiency.
[0109]
In this way, the binarization unit 21 performs binarization processing based on the unary code on the MB type information D3b supplied from the context model unit 20, thereby generating binarized data D21, It is sent to the adaptive arithmetic encoder 22.
[0110]
In practice, the binarizing section 21 switches the code number assignment on the basis of the quantization parameter value QP “32” based on the code switching data D17 supplied from the semantics control section 19 (FIG. 2). ing.
[0111]
The binary adaptive arithmetic coder 22 performs, for example, a binary adaptive arithmetic coding process called "alsmedic coding" on the binary data D21 supplied from the binarizing unit 21, thereby obtaining MB-type coded data. D22 is generated and sent to the accumulation buffer 18 (FIG. 2).
[0112]
Incidentally, the lossless encoding processing unit 17 performs context modeling, binarization, and binary adaptive arithmetic encoding of the MB type and the sub MB type in the P picture and the B picture in separate processing sequences. Therefore, even if the same unary code is shared, an erroneous recognition or the like does not occur.
[0113]
(2-3) Encoding processing procedure
Next, the coding procedure in the lossless coding processing unit 17 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 11. Here, among the MB types of the P picture and the B picture according to the present invention, the P picture and the B picture The MB type will be described. That is, the lossless encoding processing unit 17 proceeds from the start step of the routine RT1 to the subsequent step SP1.
[0114]
In step SP1, the lossless encoding processing unit 17 determines whether the MB type information D3b in the P picture to be encoded has been received. Here, if a negative result is obtained, it waits for the MB type information D3b.
[0115]
On the other hand, if a positive result is obtained, this means that the MB type information D3b in the P picture has been received, that is, the MB type information D3b in the P picture has been input to the corresponding processing sequence. At this time, the lossless encoding processing unit 17 proceeds to the next step SP2.
[0116]
In step SP2, the lossless encoding processing unit 17 selects an encoding mode by performing a context modeling process on the MB type information D3b in the P picture, and proceeds to the next step SP3.
[0117]
In step SP3, the lossless encoding processing unit 17 determines whether or not the code switching data D17 given from the semantics control circuit 19 (FIG. 2) has been received.
[0118]
Here, if a negative result is obtained, this means that the quantization parameter value QP (FIG. 5) of the quantization control data D8 (FIG. 2) supplied from the rate control unit 16 is changed from “32” or more to “32”. This indicates that the state has not transitioned to the state of less than “32” or that the state of less than “32” has not transitioned to the state of “32” or more. At this time, the lossless encoding processing unit 17 proceeds to the next step SP5. .
[0119]
On the other hand, if an affirmative result is obtained, this means that the quantization parameter value QP (FIG. 5) of the quantization control data D8 (FIG. 2) supplied from the rate control unit 16 is changed from “32” or more to “32”. This indicates that the state has shifted to a state of less than "32" or a state of less than "32" to a state of "32" or more. At this time, the lossless encoding processing unit 17 proceeds to the next step SP4.
[0120]
In step SP4, the lossless encoding processing unit 17 determines that the allocation of the code number to each type of the MB type is the P-picture first allocation state (FIG. 4A), The state is switched to the allocation state (FIG. 4 (B)), and if the state is the P-picture second allocation state (FIG. 4 (B)), the allocation is changed to the P-picture first allocation state (FIG. 4 (B)). )) And proceeds to the next step SP5.
[0121]
In step SP5, the lossless encoding processing unit 17 executes the binarization process in the assignment state currently assigned for each type of MB type, thereby converting the unary code corresponding to the type of MB type in the P picture into a binary code. It is generated as coded data D21, and proceeds to the next step SP6.
[0122]
In step SP6, the lossless encoding processing unit 17 generates MB-type encoded data D22 by executing a binary adaptive arithmetic encoding process on the binary data D21 generated in step SP5, and stores this in an accumulation buffer. After sending to step 18, the process returns to step SP1.
[0123]
As described above, the lossless encoding processing unit 17 adaptively switches the assignment of the code number to the MB type according to the code switching data D17, thereby reducing the processing load of the encoding process and decreasing the encoding efficiency. Is to be prevented.
[0124]
(3) Configuration of image decoding apparatus to which the present invention is applied
(3-1) Overall configuration of image decoding apparatus
As shown in FIG. 12, the image decoding device 3 stores the image compression information D16 (FIG. 2) received via the Internet (FIG. 1) and the receiving unit (not shown) sequentially in the storage buffer 37, and The quantization control data D8 is recognized by referring to the stored image compression information D16, and is transmitted to the semantics control unit 32.
[0125]
The semantics control unit 32 generates code switching data D24 according to the quantization parameter value of the quantization control data D8 given from the accumulation buffer 31, and can send this to the decoding-side lossless encoding processing unit 33. ing.
[0126]
The decoding-side lossless encoding unit 33 reads out the image compression information D16 accumulated in the accumulation buffer 31 as quantized encoded data D13, motion vector encoded data D14, and MB type encoded data D15.
[0127]
Next, the decoding-side lossless encoding processing unit 33 performs a binary adaptive arithmetic encoding process on the quantized encoded data D13, the motion vector encoded data D14, and the MB type encoded data D15, thereby obtaining the quantized data D7. , The quantized data D25, the motion vector information D26, and the MB type information D27 corresponding to the motion vector D3a and the MB type information D3b (FIG. 2), respectively.
[0128]
Then, the decoding-side lossless encoding processing section 33 sends the quantized data D25 to the inverse quantization section 34, and sends the motion vector information D26 and the MB type information D27 to the motion prediction compensation section 37.
[0129]
The inverse quantization unit 34 performs an inverse quantization process on the quantized data D25 given from the decoding-side lossless encoding processing unit 33, thereby obtaining orthogonal transform coefficient data corresponding to the orthogonal transform coefficient data D6 (FIG. 2). D28 is restored and sent to the inverse orthogonal transform unit 35.
[0130]
The inverse orthogonal transform unit 35 restores the difference data D29 corresponding to the difference data D5 (FIG. 2) by performing the inverse orthogonal transform process on the orthogonal transform coefficient data D28 given from the inverse quantization unit 34. To the adder 36.
[0131]
On the other hand, the motion prediction compensation unit 37 executes the prediction mode based on the motion vector information D26 and the MB type information D27 given from the decoding-side lossless encoding processing unit 33, thereby obtaining the reference data stored in the frame memory 38. The picture is motion compensated according to the motion vector, and the resulting prediction data D30 is sent to the adder.
[0132]
When the prediction data D30 is provided from the motion prediction compensation unit 37, the adder 36 adds the prediction data D30 to the difference data D29 provided from the inverse orthogonal transform unit 35, thereby obtaining the frame data D2 (FIG. 2). Is restored and transmitted to the deblocking filter 39.
[0133]
On the other hand, when the prediction data D30 is not provided from the motion prediction / compensation unit 37, the adder 36 sends the difference data D29 provided from the inverse orthogonal transform unit 35 to the deblocking filter 39 as frame data D31 as it is. .
[0134]
If distortion occurs between adjacent macroblocks in the frame data D31 provided from the adder 36, the deblocking filter 39 smoothes the distortion by filtering the distortion portion, and obtains a correction frame obtained as a result. The data D32 is generated and temporarily stored in the image rearrangement buffer 40, and the corrected frame data D32 is stored in the frame memory 38 as a reference picture as necessary.
[0135]
On the other hand, when no distortion occurs between adjacent macroblocks in the frame data D31, the deblocking filter 39 temporarily stores the frame data D31 in the image rearrangement buffer 40 as corrected frame data D32. At the same time, the frame data D31 is stored in the frame memory 38 as a reference picture as necessary.
[0136]
The image decoding device 3 rearranges the correction frame data D32 sequentially stored in the image rearrangement buffer 40 in the transmission order, and then transmits the corrected frame data D32 to the D / A conversion unit 41 as moving image data D33. A moving image signal S2 obtained via the terminal 41 is sent to the outside.
[0137]
(3-2) Configuration of decoding-side lossless encoding processing unit
Next, the circuit configuration of the decoding-side reversible decoding processing unit 33 shown in FIG. 13 will be described. However, since the same processing as that of the above-described reversible coding processing unit 17 is performed, a brief description will be given here.
[0138]
However, the decoding-side lossless decoding unit 33 performs binary adaptive arithmetic coding on the quantized coded data D13, the motion vector coded data D14, and the MB type coded data D15 (FIG. 12) in separate processing sequences. The following describes the circuit configuration of the processing sequence for the MB type information D3b according to the present invention.
[0139]
The decoding-side lossless encoding processing unit 33 executes the binary adaptive arithmetic encoding process on the MB type encoded data D15 to convert the binary data D21 (FIG. 3) into the binary data D35. It is generated and sent to the binarization unit 51.
[0140]
The binarization unit 51 performs inverse binarization processing based on the Unary code on the binarized data D21 provided from the decoding-side lossless encoding processing unit 33, and thus corresponds to MB type information D3b (FIG. 3). The MB type information D36 is generated and sent to the motion prediction compensation unit 37 as the MB type information D27 via the context model unit 52.
[0141]
Here, upon receiving the code switching data D51 given from the semantics control circuit 19, the binarization unit 51 adaptively switches the assignment of the code number of the unary code to the MB type according to the quantization parameter value QP. The load processing of the binarization processing itself is reduced, and a decrease in encoding efficiency can be prevented.
[0142]
In the above configuration, when the image encoding device 2 binarizes the MB type information D3b given from the motion prediction compensator 8, the MB type indicated in the MB type information D3b and the MB types TP1 to TP4 Is further binarized into sub-MB types, which are further subdivided.
[0143]
In this case, the image encoding device 2 binarizes the code numbers defined for the MB type and the sub-MB type by assigning a Unary code that is originally used for other than the MB type information D3b in the JVT encoding method. I did it.
[0144]
Accordingly, the image encoding device 2 can reduce the processing load by not referring to the binarization tables shown in Tables 1 and 2 defined in the JVT encoding method. Can be binarized in a state where the data string is extremely short as compared with the case where binarization is performed using the binarization table in Table 2, so that the encoding efficiency when encoding the sub-MB type is considered. Has been made to be able to improve.
[0145]
Further, when binarizing the MB type, the image encoding device 2 assigns a code number to be assigned to the 8-pixel MB type as a “32” index as the quantization parameter value QP to the first allocation state (FIG. A) or FIG. 6), the data length of the unary code for the code number is changed by adaptively switching from the second allocation state (FIG. 4 (B) or FIG. 8) or the second allocation state to the first allocation state. Regardless of whether the frequency of occurrence of the 8-pixel MB type increases or decreases, the processing load of the encoding process can be reduced without lowering the encoding efficiency.
[0146]
According to the above configuration, the allocation of the code numbers respectively allocated to the types of the MB types is adaptively switched according to the quantization parameter value QP. It is possible to reduce the processing load of the encoding process without lowering the encoding efficiency irrespective of whether the frequency of occurrence of the 8-pixel MB type increases or decreases.
[0147]
In the above-described embodiment, the case where image compression information obtained by compression-encoding a moving image signal as an image has been described. However, the present invention is not limited to this. The image compression information obtained by the conversion may be transmitted and received.
[0148]
Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which macroblocks are divided according to four types of division patterns TP1 to TP4 as predetermined division patterns. However, the present invention is not limited to this. Macroblocks may be divided according to a division pattern divided into various other regions such as four sets of regions divided into × 4 pixels.
[0149]
Further, in the above-described embodiment, the case where the unary code is used as the binary code has been described. However, the present invention is not limited to this, and other various binary codes may be used if a simple generation rule is used. Is also good.
[0150]
Further, in the above-described embodiment, a case has been described where the lossless encoding processing unit 17 as the encoding device and the hardware configuration described above with reference to FIG. 3 execute the encoding process, but the present invention is not limited to this. Instead of the hardware configuration, the encoding processing may be executed by an encoding processing program that executes the encoding processing procedure described above with reference to FIG.
[0151]
In this case, the lossless encoding processing unit 17 may execute the encoding processing procedure by expanding the encoding processing program stored in the internal ROM (not shown) or the like in the internal RAM (not shown). Alternatively, the encoding processing procedure may be executed by installing a program medium storing the encoding processing program.
[0152]
Such a program medium may be realized not only by a package medium such as a CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory) or a DVD (Digital Versatile Disc), but also by a semiconductor memory or a magnetic disk. As a means for storing the program in these program media, a wired or wireless communication medium such as a local area network, the Internet, or digital satellite broadcasting may be used, and the program may be stored via various interfaces such as a router or a modem. May be.
[0153]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a macroblock type that represents a combination of a divided area obtained by designating a predetermined divided pattern for a pixel block and a prediction mode for the divided area has two types. A coding method for performing a value arithmetic coding process, wherein a binary code is applied to a code number assigned to each type of macroblock type, and the assignment of the code numbers is switched according to a quantization parameter value. I made it.
[0154]
Therefore, the binarization can be performed by the binary code without using the binarization table, and even if the occurrence frequency of the macroblock type increases due to the fluctuation of the quantization parameter value, the type of the macroblock type can be increased. Since the code number assigned to each macro is switched according to the quantization parameter value, it is possible to avoid that a binary code having a long data length corresponds to the code number assigned to the increased macroblock type. Thus, the processing load of the encoding process can be reduced without lowering the encoding efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image transmission / reception system.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image encoding device.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a lossless encoding processing unit.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an allocation state of a unary code for an MB type of a P picture.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an occurrence frequency of an MB type according to a quantization parameter in a P picture.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a state (1) of assigning a unary code to an MB type of a B picture.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a frequency of occurrence of an MB type according to a quantization parameter in a B picture.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a state (2) of assigning a unary code to an MB type of a B picture.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a frequency of occurrence of a sub MB type according to a quantization parameter in a P picture.
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a frequency of occurrence of a sub-MB type according to a quantization parameter in a B picture.
FIG. 11 is a flowchart showing an encoding processing procedure.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of an image decoding device.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding-side encoding processing unit.
FIG. 14 is a schematic diagram showing division types.
[Explanation of symbols]
2 ... image encoding device, 3 ... image decoding device, 8, 37 ... motion prediction compensation unit, 17, 33 ... lossless encoding processing unit, 19, 32 ... semantics control unit, 20, 52 ... ... Context model part, 21, 51 ... Binarization part, 22, 50 ... Adaptive binary arithmetic coding part.

Claims

An encoding process for performing a binary arithmetic encoding process on a macroblock type representing a combination of a segmented region obtained by designating a predetermined segmentation pattern for a pixel block and a prediction mode for the segmented region The method,
A binary code applying step of applying a binary code to a code number assigned to each type of the macroblock type;
A switching step of switching the assignment of the code numbers according to a quantization parameter value.

The quantization parameter value is almost equal to the increase / decrease correlation between the frequency of occurrence of the smallest minimum division area and the data length of the binary code with respect to the code number assigned to the macroblock type related to the minimum division area. 2. The encoding processing method according to claim 1, wherein the value is an intermediate value.

The encoding method according to claim 2, wherein the quantization parameter value is "32".

A coding apparatus that performs a binary arithmetic coding process on a macroblock type that represents a combination of a divided area obtained by designating a predetermined divided pattern for a pixel block and a prediction mode for the divided area. And
A binary code application unit for applying a binary code to a code number assigned to each of the macroblock types,
A coding device, comprising: switching means for switching the assignment of the code numbers according to a quantization parameter value.

A decoding device that performs a binary arithmetic coding process on a macroblock type that represents a combination of a divided area obtained by designating a predetermined divided pattern for a pixel block and a prediction mode for the divided area. And
Conversion means for converting the macroblock type into a macroblock type assigned to the macroblock type code number based on a predetermined binary code;
Switching means for switching the code number assignment according to a quantization parameter value.