CN100380979C - 可变长解码方法 - Google Patents

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Abstract

一种解码方法，用于对位流进行算术解码，该位流是以块为单位，对二维阵列系数按照从高频成分至低频成分的预定扫描顺序进行算术编码而获得的，所述系数通过对具有预定像素大小的块的图像数据进行频率变换而产生，该解码方法包括下述步骤：算术解码步骤，和系数排列步骤；其中，在上述算术解码步骤中，在上述多个概率表之间在一个方向上进行上述切换，并且在对切换至另一新的概率表之后立即要被解码的第一个系数之后的相继系数的绝对值进行的算术解码中，在上述另一新的概率表之前使用的每一概率表在切换至上述另一新的概率表之后不再被使用。

Description

可变长解码方法
技术领域
本发明涉及图像数据的编码和解码，特别涉及对图像数据的系数值进行算术编码和算术解码的方法。
背景技术
在动态图像编码处理中，一般利用动态图像所具有的空间方向和时间方向的冗余性进行信息量的压缩。在此，一般地，作为利用空间方向的冗余性的方法，使用向频率区域的变换，作为利用时间方向的冗余性的方法，使用画面间预测编码处理。
在H.263动态图像编码方法中，作为可变长编码方法，采用了使用算术编码的模式(例如，参照“ITU-T Recommendation H.263：“Video Coding for Low Bit Rate Communication”(1998)，AnnexE”。)。
在这样的可变长编码方法中，按具有4×4像素大小的块单位进行频率变换，进一步进行量化，生成系数值。然后，从高频成分向着低频成分(直流成分)扫描，制作值为“0”的连续的系数的个数R和接着它的系数值L的组合。然后，使用二进制化表，将这些的个数R、系数值L的绝对值、系数值L的正负符号变换成由“0”或“1”构成的二进制化数据(二进制化)之后，通过转换使用多个概率表，对该二进制化数据实施二进制算术编码。例如，在对于系数值L的绝对值的二进制化表中，使用图1这样的表。
图1是示出二进制化表的一例的表图。
例如，若使用图1示出的二进制化表，系数值L的绝对值“2”被二进制化，则其绝对值就成为二进制化数据“01”，若系数值L的绝对值“3”被二进制化，则其绝对值就成为二进制化数据“001”。
然后，在对系数值L的绝对值的二进制化数据实施算术编码时，根据之前的系数值L的绝对值，基于图2的迁移图转换概率表。
图2是示出现有例的概率表的转换方法的迁移图。
首先，使用概率表1对前头的系数值L的绝对值进行算术编码。然后，对于这以后的系数值L，根据紧前的系数值L转换概率表。即，在紧前的系数值L的绝对值是1的情况下，使用概率表2；在紧前的系数值L的绝对值是2的情况下，使用概率表3；在紧前的系数值L的绝对值是不小于3的情况下，使用概率表4。
该情况下，仅根据紧前的系数值L的绝对值来决定概率表。
此外，各概率表根据输入的二进制化数据是“0”还是“1”，更新概率表本身。该情况下顺序地进行变更，例如，若输入的二进制化数据是“0”，就增大“0”的概率，若输入的二进制化数据是“1”，就增大“1”的概率。这样，使概率表适应输入频率。
在上述现有方法中，根据紧前的系数值L的绝对值，替换概率表。一般地，频率变换后的系数的绝对值，具有从高频成分向着低频成分增加的倾向。因此，若使用上述现有方法，则在某一个系数的绝对值变得比紧前系数的绝对值小时，概率表的改变不适应系数的增加倾向，有导致编码效率降低的问题。
发明内容
因此，本发明鉴于以上这样的问题，其目的是提供一种可变长编码方法和可变长解码方法，实现图像编码中的编码效率的提高。
为了达到上述目的，本发明涉及的一种解码方法，用于对位流进行算术解码，该位流是以块为单位，对二维阵列系数按照从高频成分至低频成分的预定扫描顺序进行算术编码而获得的，所述系数通过对具有预定像素大小的块的图像数据进行频率变换而产生，该解码方法包括下述步骤：算术解码步骤，在用于算术解码的多个概率表之间进行切换的同时，根据从高频成分至低频成分的预定的扫描顺序，以块为单位，将上述位流算术解码以获得上述系数的绝对值；和系数排列步骤，以块为单位，将上述系数的上述绝对值排列，以形成二维阵列系数值；其中，在上述算术解码步骤中，在上述多个概率表之间在一个方向上进行上述切换，并且在对切换至另一新的概率表之后立即要被解码的第一个系数之后的相继系数的绝对值进行的算术解码中，在上述另一新的概率表之前使用的每一概率表在切换至上述另一新的概率表之后不再被使用。
优选地，在上述算术解码步骤中，在已解码的具有超过1的绝对值的系数的个数变成非零值之后，切换至上述另一新的概率表，并且在上述切换至上述另一新的概率表之后，不执行上述在多个概率表之间进行的切换。
优选地，在上述算术解码步骤中，在上述位流的算术解码中获得二进制数据，并且通过将上述二进制数据转换为多值数据获得上述系数的绝对值。
优选地，在上述算术解码步骤中，在对上述二进制数据进行算术解码时，独立地对上述二进制数据的一第一部分和一第二部分进行算术解码，并且在对上述二进制数据的上述第一部分的算术解码中所使用的概率表，与在对上述二进制数据的上述第二部分的算术解码中所使用的概率表不同。
优选地，上述二进制数据的上述第一部分为上述二进制数据的第1位，并且上述数据的上述第二部分为上述二进制数据的第1位以外的位。
附图说明
图1是示出二进制化表的一例的图表。
图2是示出现有例的概率表的转换方法的迁移图。
图3是示出本发明的第一实施方式中的图像编码装置的结构框图。
图4是示出同上的可变长编码部的内部结构的框图。
图5是模式地示出从同上的量化部输出的系数块的模式图。
图6是模式地示出从同上的RL列生成部输出的RL列的模式图。
图7是示出同上的概率表的转换方法的迁移图。
图8是示出同上的概率表的内容的概率表内容显示图。
图9是示出同上的变形例涉及的算术编码部进行的概率表的转换方法的迁移图。
图10是用于说明同上的变形例涉及的算术编码部对于各系数值的绝对值使用两个概率表的情况的说明图。
图11是示出本发明的第二实施方式中的图像解码装置的结构框图。
图12是示出同上的可变长解码部的内部结构的框图。
图13是关于本发明的第三实施方式中的记录媒体的说明图。
图14是示出本发明的第四实施方式中的内容供给系统的整体结构的框图。
图15是同上的携带式电话的正视图。
图16是同上的携带式电话的框图。
图17是示出同上的数字广播用系统的整体结构的框图。
具体实施方式
(实施方式1)
以下，参照附图，对本发明的第一实施方式中的图像编码装置进行说明。
图3是示出本发明的第一实施方式中的图像编码装置100的结构框图。
该图像编码装置100提高编码效率，来对输入图像(图像数据)进行画面内编码处理，包括块变换部101、频率变换部102、量化部103、可变长编码部104。
块变换部101将输入图像分割成水平4×垂直4像素的大小的像素块，向频率变换部102输出。
频率变换部102对分割后的上述各像素块施行频率变换，生成频率系数。然后，频率变换部102向量化部103输出生成的频率系数。
量化部103对从频率变换部102输出的频率系数进行量化处理。在此，所述该量化处理是指相当于用规定的量化值对频率系数进行除法运算的处理。此外，量化值一般随每个像素块和每个频带而不同。
然后，量化部103向可变长编码部104输出量化后的频率系数。
可变长编码部104将已由量化部103量化的频率系数进行可变长编码。
图4是示出可变长编码部104的内部结构的框图。
如图4所示，可变长编码部104包括RL列生成部201、排列替换部202、二进制化部203、表存储部204、算术编码部205。
RL列生成部201按规定的扫描方法将从量化部103输出的量化后的频率系数(以下简称“系数”)进行一元化。然后，RL列生成部201对一元化后的系数，生成连续的系数值“0”的个数R和接着它的“0”以外的系数值L的组合(以下称作“RL值”)列(以下称作“RL列”)。用图5和图6说明该例子。
图5(a)示出由从量化部103输出的多个系数构成的系数块。在此，系数块内的左上的频率系数表示直流成分，越向右，水平方向的频率成分越高，越向下，垂直方向的频率成分越高。
图5(b)是用于说明对系数块内的多个系数进行一元化时的扫描方法的说明图。RL列生成部201如图5(b)的箭头所示，通过从低频区域向高频区域扫描系数块内，进行系数的一元化。
图6(a)示出从RL列生成部201输出的RL列。
在该图6(a)中，最初的数字表示系数的个数。一般地，由于越是高频区域，系数值越容易变为“0”，因此，通过从低频区域向高频区域扫描，能减小RL列的信息量(之中的个数R的信息量)。生成的RL列向排列替换部202输入。
排列替换部202在相反方向上重新排列输入的RL列。但是，系数的个数不在排列替换的对象之列。
图6(b)示出用排列替换部202排列替换后的RL列。通过这样地进行排列替换，虽然如上所述地减小了信息量，但结果，就成为从高频区域向低频区域扫描系数块内，进行了系数的一元化。然后，如上被排列替换后的RL列向二进制化部203输出。
二进制化部203对系数的个数和各RL值进行二进制化，即进行转换为由“0”和“1”构成的二进制化数据的变换。在此，所述个数R和系数值L各自分别进行二进制化。
图6(c)仅示出已在排列替换部202被排列替换后的RL列的系数值L。对于这些系数值，分别处理其绝对值和正负符号。此外，二进制化部203使用例如图1所示的已预先设定的二进制化表，对个数R和系数值L的绝对值进行二进制化。然后，二进制化部203向算术编码部205输出这些已进行了二进制化的二进制化数据。
算术编码部205在对以二进制化数据表示的个数R值和系数值L的绝对值进行二进制化算术编码，并对系数值L的正负符号也进行编码。在此，关于系数值L的绝对值的算术编码进行说明。算术编码部205在对以二进制化数据表示的系数值L的绝对值施行算术编码时，转换使用多个概率表。这些多个概率表存储在表存储部204中。
图7是示出概率表的转换方法的迁移图。
如该图7所示，算术编码部205使用四个概率表，对于前头的系数值L的绝对值，使用概率表1对其进行算术编码。然后，对于其以后的系数值L的绝对值，算术编码部205对应于在对紧前的系数值L的绝对值进行编码时使用的概率表的表号码和其绝对值，转换使用的概率表。在此，四个概率表是概率表1、概率表2、概率表3、概率表4，概率表1的表号码是“1”，概率表2的表号码是“2”，概率表3的表号码是“3”，概率表4的表号码是“4”。
具体地说，在使用概率表1对紧前的系数值L的绝对值进行编码，且该绝对值是“1”的情况下，或者，在使用概率表2对紧前的系数值L的绝对值进行编码，且该绝对值是“1”的情况下，使用概率表2。在使用概率表1对紧前的系数值L的绝对值进行编码，且该绝对值是“2”的情况下，或者，使用概率表2对紧前的系数值L的绝对值进行编码，且该绝对值是“2”的情况下，或者，使用概率表3对紧前的系数值L的绝对值进行编码，且该绝对值是“不大于2”的情况下，使用概率表3。在紧前的系数值L的绝对值是“不小于3”的情况下，或者，使用概率表4对紧前的系数值L的绝对值进行编码了的情况下，使用概率表4。
这样的概率表的转换，是从表号码小的概率表向表号码大的概率表的方向进行，紧前的系数值L的绝对值即使不大于规定的阈值，也不进行向反方向的转换。这是与现有例的不同点。
图8是示出上述四个概率表1～4的内容的概率表内容显示图。
概率表1～4分别如图8所示，由产生“0”的概率和产生“1”的概率构成。
例如，概率表1由产生“0”的概率“0.1”和产生“1”的概率“0.9”构成，概率表2由产生“0”的概率“0.2”和产生“1”的概率“0.8”构成。
即，若系数值L的绝对值是“2”，该“2”后被二进制化就成为“01”，因此，算术编码部205在使用概率表1对其进行算术编码时，使用与上述“01”的“0”对应的概率“0.1”和与上述“01”的“1”对应的概率“0.9”，对该“01”进行算术编码。
在此，由于产生“0”的概率和产生“1”的概率的合计是1.0，因此，不需要保持两者的概率，而仅保持一方的概率就行。
以下，说明图6(c)中示出的系数值L的绝对值(已二进制化的)被编码的情况下概率表的转换例子。
算术编码部205对于最初的系数值L(-2)的绝对值，使用概率表1。在此，由于系数值L的绝对值是2，故算术编码部205将使用的概率表从概率表1转移到概率表3。这样，算术编码部205就使用概率表3对第2个系数值L(3)的绝对值进行算术编码。由于在此的系数值L的绝对值是“3”，故算术编码部205将使用的概率表从概率表3转移到概率表4。这样，算术编码部205就使用概率表4对第3个系数值(6)的绝对值进行算术编码。在此，由于使用的概率表已转移到概率表4，因此，算术编码部205对以后的系数值L的绝对值，全部使用概率表4进行算术编码。例如，第5个系数值L的绝对值等于“2”，但与现有例不同，算术编码部205在对第6个以后的系数值L的绝对值进行算术编码时，不使概率表转移，而使用概率表4。
此外，由于各概率表根据输入是“0”还是“1”随时进行更新，因此，更新成为适应输入的概率表。
如上所述，本发明涉及的图像编码装置100的可变长编码部104中的可变长编码方法，从低频区域向高频区域扫描系数块内的系数，进行一元化。然后，对于一元化后的系数，生成连续的系数值“0”的个数R和接着它的“0”以外的系数值L的组合即RL值的列(RL列)。然后，将RL值按照与扫描顺序相反的顺序变换成可变长符号。在变换成可变长符号时，个别地变换个数R、系数值L的绝对值、系数值L的正负符号。在进行这些变换时，首先进行二进制化，之后施行算术编码。在对系数值L的绝对值施行算术编码时，转换多个概率表。在转换概率表时，根据现在的概率表的表号码和系数值L的绝对值，决定对下面的系数值L的绝对值进行编码时的概率表。然后，使概率表的转移仅为一个方向，若系数值L的绝对值一旦超过规定值，则这以后就全部用相同的概率表进行算术编码。
一般地，由于越是低频区域系数值L的绝对值越大，因此，若按从高频区域向低频区域的顺序进行扫描，则系数值L的绝对值依次变大的情况较多。从而，若系数值L的绝对值一旦超过规定值，则这以后即使系数值L的绝对值变得比规定值小，也只有该系数值L的绝对值变小的可能性非常高，通过使用相同的概率表进行算术编码，概率表的更新就很容易适应输入，这样，各概率表的符号(二进制化数据的“0”或“1”)的产生概率中就容易产生偏倚(即，“0”或“1”的某一个的产生概率成为接近于1.0的值)。算术编码具有概率表内的概率值越产生偏倚，编码效率越高的特征。因此，通过使用本发明的可变长编码方法，可以实现编码效率的改善。
(变形例)
下面，对上述本实施方式中的图像编码装置的变形例进行说明。
首先，说明与概率表的转换有关的变形例。
该变形例涉及的图像编码装置的算术编码部，通过转换使用两个概率表1和4，来对系数值L的绝对值(已二进制化的)进行算术编码。
图9是示出变形例涉及的算术编码部进行的概率表的转换方法的迁移图。
如该图9所示，算术编码部使用两个概率表，对于前头的系数值L的绝对值，使用概率表1进行算术编码。然后，紧前的系数值L的绝对值若超过“1”，算术编码部就将概率表1转换成概率表4，对于这以后的全部的成为编码对象的系数值L的绝对值，使用概率表4进行算术编码。即，若在已算术编码的数据中没有系数值L的绝对值超过“1”的，则算术编码部就对成为编码对象的系数值L的绝对值使用概率表1进行算术编码；若在已算术编码的数据中有系数值L的绝对值超过“1”的，换言之，若系数值L的绝对值超过“1”的个数不是0个，则将使用的概率表由概率表1转换成概率表4，对于这以后的全部的成为编码对象的系数值L的绝对值，使用概率表4进行算术编码。
以下，说明系数值L按从高频区域到低频区域的顺序是“-1、1、-2、3、4、4、1”的情况下概率表的转换例子。算术编码部对最初的系数值L(-1)的绝对值使用概率表1。由于在此系数值L的绝对值是“1”，没超过阈值“1”，故算术编码部不将使用的概率表转移，而仍使用概率表1。这样，算术编码部使用概率表1对第2个系数值L(1)的绝对值进行算术编码。由于在此的系数值L的绝对值是“1”，故与上述同样地，算术编码部不将使用的概率表转移，而仍使用概率表1进行算术编码。这样，算术编码部使用概率表1对第3个系数值L(-2)的绝对值进行算术编码。由于在此的绝对值是“2”，超过了阈值“1”，故算术编码部将使用的概率表从概率表1转移到概率表4，使用概率表4对第4个系数值L(3)进行算术编码。对于第5个以后的系数值L的绝对值也一样，由于在已算术编码的数据中已经有了系数值L的绝对值超过阈值“1”的，故算术编码部使用概率表4，对第5个以后的系数值L的绝对值进行编码。
在此，从图1可知，系数值L的绝对值是“1”时，二进制化数据仅为“1”。因而，若设定阈值为“1”，则使用于不超过该阈值的情况中的概率表1，符号(二进制化数据)“1”的发生概率增高而得到适应。这样，在概率表1的发生概率中发生偏倚，当然可以实现编码效率的提高。
下面，就对于各系数值L的绝对值(已二进制化的)使用多个概率表的情况进行说明。
图10是用于说明对各系数值L的绝对值使用两个概率表的情况的说明图。
例如，如该图10所示，在各系数值L的绝对值的二进制化数据中，算术编码部通过对其第1位转换使用概率表1～4，进行算术编码；对于第2位以后的各位，通过转换使用与上述概率表1～4不同的四个概率表1’～4’，进行算术编码。在此，概率表1’对应概率表1，概率表2’对应概率表2，概率表3’对应概率表3，概率表4’对应概率表4。即，与用图7说明了的实施例相同，根据直到紧前已编码的系数的绝对值的最大值，来改变使用的概率表，但同时改变这时使用于第1位的编码的概率表和使用于第2位以后的概率表。
假设使用与图7说明的实施例相同的阈值和与该阈值对应的概率表的号码。该情况下，与用相同的概率表对全部的位进行编码的情况相比，概率表1、2的内容更高地设定容易发生“1”的概率(用于适应输入)，概率表3、4的内容更高地设定容易发生“0”的概率。此外，同样地，对概率表1’～4’也一样，对概率表1’～3’较高地设定“1”发生的概率(用于适应输入)，概率表4’的内容更高地设定容易发生“0”的概率。在算术编码中，概率表保持的符号(二进制化数据的“0”或“1”)的发生概率的偏倚越大(即，“0”或“1”的某一个的发生概率越接近于1.0)，编码效率越高。因而，这样，当然可以实现编码效率的改善。此外，该情况下，在分割二进制化数据时，不仅可以按第1位和第2位以后进行分割，也可以按其他位进行分割，也可以根据位的位置分割为3个以上。此外，也可以是每个分割后的位位置不准备数目相同的概率表，例如，在第1位中准备多个概率表，第2位以后使用一个概率表(即，对哪个系数都使用相同的概率表)这样的方式。此外，如上述实施方式所述地，在每个分割后的位位置中准备了数目相同的概率表的情况下，也可以不是按相同基准同时转换，而是按不同的基准(阈值)(即，按不同的定时)将其转换。
以上，已使用本实施方式和变形例对本发明涉及的图像编码装置进行了说明，但本发明不仅限定于此。
例如，在本实施方式和变形例中，对利用画面内编码来编码图像的情况进行了说明，但这也可以是对动态图像使用动态补偿等进行画面间编码的情况，也能得到同样的效果。
此外，在本实施方式和变形例中，关于将输入图像分割成水平4×垂直4像素的像素块的情况进行了说明，但其像素块的大小也可以是其他大小。
此外，在本实施方式和变形例中，作为系数块内的扫描方法，已使用图5(b)进行了说明，但这是从低频区域向高频区域的扫描，也可以是其他的扫描顺序。
此外，在本实施方式和变形例中，关于RL列生成部201用规定的扫描方法将已量化的频率系数一元化，对于一元化后的系数，生成连续的系数值“0”的个数R和接着它的“0”以外的系数值L的组合的列(RL列)的情况进行了说明，但也可以个别地生成个数R的列和系数值L的列。例如，生成系数值L的列时，若从高频区域向低频区域扫描，并通过选择系数值0以外的系数来进行生成，就能省略排列替换部202。
此外，在本实施方式中，已说明了使用四个概率表，且概率表基于图7示出的迁移图进行转移的情况；在变形例中，已说明了使用两个概率表，且概率表基于图9示出的迁移图进行转移的情况，但概率表的数量和图7、图9中转移时的对于系数值L的绝对值的阈值也可以是其他值。
此外，在本实施方式和变形例中，作为二进制化表的例子，使用图1进行了说明，但这也可以是其他的表。
此外，在本实施方式和变形例中，对算术编码部进行二进制算术编码的情况进行了说明，但也可以进行多值算术编码。该情况下，可以省略二进制化部203。
(实施方式2)
以下，参照附图，对本发明的第二实施方式中的图像解码装置进行说明。
图11是示出本发明的第二实施方式中的图像解码装置600的结构的框图。
该图像解码装置600，对图像数据已被画面内编码处理的代码列进行画面内解码处理的代码列，作为进行画面内解码处理各部分包括：可变长解码部601、逆量化部602、逆频率变换部603、帧存储器604。在此，输入的上述代码列是由例如实施方式1的图像编码装置100的可变长编码方法生成的，首先，可变长解码部601取得它。
可变长解码部601一取得代码列，就通过对该代码列进行可变长解码，生成由如图5(a)所示的多个系数构成的系数块。
逆量化部602从可变长解码部601一取得上述系数块，就对该系数块进行逆量化处理。在此，所述逆量化处理是指对系数块的各系数乘以规定的量化值。在此，量化值一般根据各个系数块和每个频带而不同，从代码列中得到。然后，逆量化部602将逆量化后的系数块向逆频率变换部603输出。
逆频率变换部603对逆量化后的系数块施行逆频率变换，将系数块变换成像素块。然后，逆频率变换部603将变换后的像素块向帧存储器604输出。
帧存储器604依次存储已解码的像素块，一存储一个画面部分的像素块，就将这些像素块作为输出图像进行输出。
在此，对上述的可变长解码部601详细地进行说明。
图12是示出可变长解码部601的内部结构的框图。
如该图12所示的可变长解码部601包括算术解码部701、多值化部702、表存储部703、排列替换部704、系数生成部705。
表存储部703保存着例如图8所示的四个概率表1～4。
算术解码部701一取得代码列，首先对该代码列进行算术解码。在此，就对于包含在代码列中的已编码的系数值L的绝对值(已二进制化的)的二进制算术解码进行说明。
算术解码部701在对已编码的系数值L的绝对值进行算术解码时，从多值化部702取得已经解码并多值化的紧前的系数值L的绝对值，如图7所示，根据该系数值L的绝对值，转换使用表存储部703中保存着的概率表1～4，将已编码的各系数值L的绝对值进行二进制算术解码，输出与这些对应的二进制化数据。
多值化部702对于从算术编码部701输出的二进制化数据，通过使用例如图1中示出的二进制化表，进行多值化，成为系数值L的绝对值。然后，多值化部702向算术解码部701和排列替换部704输出系数值L的绝对值。
关于这样的算术解码部701和多值化部702的详细工作进行说明。
首先，算术解码部701使用概率表1，将已编码的前头的系数值L的绝对值进行算术解码。然后，算术解码部701对多值化部702输出算术解码后得到的二进制化数据。多值化部702通过使用二进制化表，进行从二进制化数据向系数值L的绝对值的变换，对算术解码部701和排列替换部704输出该绝对值。
接着，算术解码部701对于这以后的已编码的系数值L的绝对值，根据在将紧前的已编码的系数值L的绝对值进行二进制算术解码时使用的概率表的表号码、和已从多值化部702取得的紧前的系数值L的绝对值，转换所使用的概率表。如图7所示，在使用概率表1对紧前的已编码的系数值L的绝对值进行算术解码、且从多值化部702取得的紧前的系数值L的绝对值为“1”的情况下，或者，在使用概率表2对紧前的已编码的系数值L的绝对值进行算术解码、且从多值化部702取得的紧前的系数值L的绝对值为“1”的情况下，使用概率表2。在使用概率表1对紧前的已编码的系数值L的绝对值进行算术解码、且从多值化部702取得的紧前的系数值L的绝对值为“2”的情况下，或者，在使用概率表2对紧前的已编码的系数值L的绝对值进行算术解码、且从多值化部702取得的紧前的系数值L的绝对值为“2”的情况下，或者，在使用概率表3对紧前的已编码的系数值L的绝对值进行算术解码、且从多值化部702取得的紧前的系数值L的绝对值为“不大于2”的情况下，使用概率表3。在从多值化部702取得的紧前的系数值L的绝对值在“不小于3”的情况下，或者，正在使用概率表4对紧前的已编码的系数值L的绝对值的进行算术解码情况下，使用概率表4。象这样的概率表1～4的转换，是从表号码小的概率表向表号码大的概率表的方向进行，即使从多值化部702取得的紧前的系数值L的绝对值不大于规定的阈值，也不进行向反方向的转换。这是与现有例的不同点。
以下说明解码成图6(c)中示出的系数值L的绝对值的情况下概率表的转换例子。
算术解码部701对于最初的已编码的系数值L(-2)的绝对值，使用概率表1进行算术解码成二进制化数据“01”。在此，算术解码部701由于从多值化部702取得对该二进制化数据“01”多值化后的“2”，故将所使用的概率表从概率表1转移到概率表3。这样，算术解码部701使用概率表3，将第2个已编码的系数值L(3)的绝对值。进行算术解码成二进制化数据“001”。在此，算术解码部701由于从多值化部702取得对该二进制化数据“001”多值化的“3”，故将所使用的概率表从概率表3转移到概率表4。这样，算术解码部701使用概率表4，对第3个已编码的系数值L(6)的绝对值进行算术解码成二进制化数据“000001”。由于在此使用的概率表已转移到概率表4，故算术解码部701对以后的已编码的系数值L的绝对值，全部使用概率表4进行算术解码。例如，第5个已编码的系数值L的绝对值被解码并多值化后的结果为“2”，但与现有例不同，算术解码部701在对第6个以后的已被编码的系数值L的绝对值进行算术解码时，不使概率表转移，而使用概率表4。
根据以上这样的动作，一生成一个系数块部分的系数值L的绝对值和个数R及系数值L的正负符号，就将这些作为RL列，向排列替换部704输入。
排列替换部704向反方向重新排列输入的RL列。但是，系数的个数不在排列替换的对象之列。排列替换之后的状态就成为图6的(a)。然后，排列替换部704将这样地排列替换后的RL列z，向系数生成部705输出。
系数生成部705将输入的RL列变换成系数块。这时，系数生成部705根据规定的扫描顺序，通过生成仅用个数R表示的仅个数值“0”的系数，并接着反复生成用系数值L表示的值的系数，由此，进行从RL列向系数块的变换。在此，系数生成部705如图5(b)所示，从低频区域向高频区域弯弯曲曲地进行扫描，将图6(a)中示出的RL列变换成图5(a)中示出的系数块。然后，系数生成部705将这样生成的系数块向逆量化部602输出。
如上所述地，本发明涉及的图像解码装置600的可变长解码部601中的可变长解码方法，在进行输入代码列中的系数值L的绝对值的算术解码的情况下，转换多个概率表。在转换概率表时，根据现在的概率表的表号码和由解码得到的系数值L的绝对值，决定对下面的系数值L的绝对值进行解码时的概率表。这时的概率表的转移仅为一个方向，若由解码得到的系数值L的绝对值有一次超过规定值，则这以后全部用相同的概率表进行算术解码。
象这样地，通过使用本发明的可变长解码方法，就可以正确地对已使用本发明的可变长编码方法编码后的代码列进行解码。
(变形例)
下面，就上述本实施方式中的图像解码装置的算术解码部的变形例进行说明。
首先说明与概率表的转换有关的变形例。
本变形例涉及的图像解码装置的算术解码部，通过转换使用两个概率表1和4，将已编码的系数值L的绝对值(已二进制化的)进行二进制算术解码。
这样的算术解码部如图9所示，使用两个概率表，对于前头已编码的系数值L的绝对值，使用概率表1进行算术解码。然后，若紧前的系数值L的绝对值超过“1”，算术解码部就将概率表1转换为概率表4，对这以后的全部的成为解码对象的系数值L的绝对值，使用概率表4进行算术解码。即，在已解码和多值化的数据中没有系数值L的绝对值超过“1”的，算术解码部就使用概率表1，对成为解码对象的已编码的系数值L的绝对值进行算术解码，若已算术解码和多值化的数据中有系数值L的绝对值超过“1”的，换言之，若系数值L的绝对值超过“1”的不是0个，就将使用的概率表从概率表1转换为概率表4，对这以后的全部的成为解码对象的系数值L的绝对值，使用概率表4进行算术解码。
在此，以下说明系数值L按从高频区域向低频区域的顺序为“-1、1、-2、3、4、4、1”的情况中的概率表的转换例。算术解码部使用概率表1，将最初的已编码的系数值L的绝对值算术解码成二进制化数据“1”。在此，算术解码部从多值化部702取得已对该二进制化数据“1”多值化的“1”，由于系数值L的绝对值判别为是“1”，没有超过阈值“1”，故不转移使用的概率表，而仍使用概率表1。这样，算术解码部就使用概率表1，将第2个已编码的系数值L的绝对值算术解码成二进制化数据“1”。在此，算术解码部与上述相同，根据来自多值化部702的取得结果，由于系数值L的绝对值判别为是“1”，没有超过阈值“1”，故不转移使用的概率表，而仍使用概率表1。这样，算术解码部就使用概率表1，将第3个已编码的系数值L的绝对值算术解码成二进制化数据“01”。在此，算术解码部从多值化部702取得已对该二进制化数据“01”编码后的“2”，由于系数值L的绝对值判别为是“2”，超过了阈值“1”，故将使用的概率表从概率表1转移到概率表4，使用概率表4，将第4个已编码的系数值L的绝对值算术解码成二进制化数据“001”。对于第5个以后的已编码的系数值L的绝对值，由于在已算术解码和多值化的系数值L的绝对值中已经有了超过阈值“1”的，故算术解码部对第5个以后的已编码的系数值L的绝对值，全部使用概率表4进行算术解码。
下面，关于对每个要素使用不同概率表的情况进行说明，这时，代码列中包含的已编码的系数值L的绝对值的二进制化数据由多个要素构成，将该已编码的系数值L的绝对值的二进制化数据进行二进制算术解码。
例如，在已编码的系数值L的绝对值的二进制化数据由两个要素构成的情况下，如图10所示，算术解码部通过转换使用四个概率表1～4，将已编码的上述二进制化数据的一个要素，进行算术解码成与二进制化数据的第1位对应的数值。然后，算术解码部通过将与上述概率表1～4不同的四个概率表1’～4’转换并使用，将上述二进制化数据的其他要素算术解码为与上述二进制化数据的第2位以后的各位对应的数值。
在此，概率表1’对应概率表1，概率表2’对应概率表2，概率表3’对应概率表3，概率表4’对应概率表4。即，与使用图7说明的实施例相同，根据直到紧前面编码了的系数的绝对值的最大值，来改变使用的概率表，但这时，同时改变用于第1位的编码的概率表和用于第2位以后的概率表。
假设使用与图7中说明的实施例相同的阈值和与该阈值对应的概率表的号码。该情况下，与用相同的概率表对全部的位进行编码的情况相比，概率表1、2的内容更高地设定容易发生“1”的概率(为适应输入)，概率表3、4的内容更高地设定容易发生“0”的概率。此外，同样地，对概率表1’～4’也一样，对概率表1’～3’较高地设定“1”发生的概率(用于适应输入)，概率表4’的内容更高地设定容易发生“0”的概率。
此外，该情况下，在分割二进制化数据时，不仅可以按第1位和第2位以后进行分割，也可以按其他位进行分割，也可以根据位位置分割为不少于3个。此外，也可以不对每个分割后的位位置准备数目相同的概率表，例如，对第1位准备多个概率表，对第2位以后使用一个概率表(即，对哪个系数都使用相同的概率表)。此外，如上述实施方式，对每个分割后的位位置准备了数目相同的概率表的情况下，也可以按其不同的基准(阈值)将其转换。
以上，关于本发明涉及的图像解码装置，使用本实施方式和变形例进行了说明，但本发明不限定于此。
例如，在本实施方式和变形例中，对解码由画面内编码生成的代码列的情况进行了说明，但这也可以是将对动态图像的输入使用动态补偿等进行画面间编码后生成的代码列进行解码的情况，可得到同样的效果。
此外，在本实施方式和变形例中，关于将图像数据分割为水平4×垂直4像素的像素块后进行编码的代码列进行了说明，但其像素块的大小也可以是其他大小。
此外，在本实施方式中，对使用四个概率表，概率表基于图7中示出的迁移图进行转移的情况进行了说明，在变形例中，对使用两个概率表，概率表基于图9中示出的迁移图进行转移的情况进行了说明，但概率表的数量和图7、图9中的转移时的对系数值L的绝对值的阈值，也可以是其他的值。
此外，在本实施方式和变形例中，作为像素块内的扫描方法，使用图5(b)进行了说明，但这与编码时使用的扫描方法相同，也可以是其他的扫描顺序。
此外，在本实施方式和变形例中，作为二进制化表的例子，使用图1进行了说明，但若这与编码时使用的二进制化表相同，泽也可以是其他的表。
此外，在本实施方式和变形例中，对算术解码部701进行二进制算术解码的情况进行了说明，但也可以进行多值算术解码。该情况下，可以省略多值化部702。
(实施方式3)
另外，通过将用于实现上述各实施方式中示出的可变长编码方法或可变长解码方法的程序记录在软盘等存储媒体中，能在独立的计算机系统中简单地实施上述实施方式中示出的处理。
图13是关于存储程序的说明图，该程序用于由计算机系统实现实施方式1和实施方式2的图像编码装置100和图像解码装置600执行的可变长编码方法和可变长解码方法。
图13中的(b)示出从软盘FD的正面看的外观、剖面结构和磁盘主体FD1，图13中的(a)示出记录媒体主体即磁盘主体FD1的物理格式的例子。
磁盘主体FD1内装在壳F内，在磁盘主体FD1的表面，从外周向内周以同心圆状形成多个磁道Tr，各磁道在角度方向上被分割为16个扇区Se。因此，在存储了上述程序的软盘FD中，在上述磁盘主体FD1上被分割的区域中，记录着作为上述程序的可变长编码方法和可变长解码方法。
此外，图13中的(c)示出用于在软盘FD上进行上述程序的记录再现的结构。
在软盘FD上记录上述程序的情况下，计算机系统Cs，通过软盘驱动器FDD，写入作为上述程序的可变长编码方法或可变长解码方法。此外，利用软盘FD内的程序将上述可变长编码方法或可变长解码方法构筑到计算机系统Cs中时，利用软盘驱动器FDD从软盘FD读出程序，传送到计算机系统Cs中。
再有，在上述说明中，使用软盘FD作为记录媒体进行了说明，但使用光盘也能同样地进行。此外，记录媒体不限于此，IC卡、盒式ROM等，只要是能记录程序的都能同样地实施。
(实施方式4)
另外，在此，对上述实施方式中示出的可变长编码方法和可变长解码方法的应用例和使用它的系统进行说明。
图14是示出实现内容传输服务的内容供给系统ex100的整体结构框图。将通信服务的提供区域分割成期望的大小，在各单元内分别设置着固定无线电台即基站ex107～ex110。
该内容供给系统ex100例如通过因特网服务提供商ex102和电话网ex104及基站ex107～ex110，与因特网ex101连接计算机ex11 1、PDA(personal digital assistant即，个人数字助理)ex112、摄影机ex113、携带式电话ex114、带摄影机的携带式电话ex115等各设备。
但是，内容供给系统ex100不限定于图14所示的组合，也可以组合任一个进行连接。此外，也可以不通过固定无线电台即基站ex107～ex110，而在电话网ex104上直接连接各设备。
摄影机ex113是数字式录像机等能摄影动态画面的设备。此外，携带式电话是PDC(Personal Digital Communications即，个人数字化通信)方式、CDMA(Code Division Multiple Access即，码分多路访问)方式、W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access即，宽带码分多路访问)方式、或GSM(Global System for MobileCommunications即，全球移动通信系统)方式的携带式电话机，或者PHS(Personal Handyphone System即，个人手持电话系统)等，哪种都可以。
此外，流服务器ex103从摄影机ex113通过基站ex109和电话网ex104进行连接，能使用摄影机ex113根据用户发送的已编码处理的数据进行的实况传输等。拍摄到的数据的编码处理可以用摄影机ex113进行，也可以用进行数据的发送处理的服务器等进行。此外，也可以通过计算机ex111向流服务器ex103发送用摄影机ex116拍摄到的动态数据。摄影机ex116是数字式摄影机等可摄影静止画面和动态画面的设备。该情况下，动态数据的编码即可以用摄影机ex116进行，也可以用计算机ex111进行。此外，编码处理在计算机ex111或摄影机ex116所具有的LSIex117中进行处理。再有，也可以将图像编码和解码用的软件装在能用计算机ex111等可读取的记录媒体的任一种存储媒体(CD-ROM、软盘、硬盘等)中。另外，也可以用带摄影机的携带式电话ex115发送动态数据。这时的动态数据是用携带式电话ex115所具有的LSI进行编码处理后的数据。
在该内容供给系统ex100中，一方面，与上述实施方式同样地编码处理用户用摄影机ex113和摄影机ex116等摄影的内容(例如，摄影了音乐实况的影像等)，并向流服务器ex103发送，另一方面，流服务器ex103对有请求的客户机流传输上述内容数据。作为客户机，有能进行解码上述已编码处理的数据的计算机ex111、PDAex112、摄影机ex113、携带式电话ex114等。通过这样做，内容供给系统ex100能在客户机中接收已编码的数据并进行再现，另外，能在客户机中实时地接收、解码、再现，因此，该系统也能实现个人广播。
在构成该系统的各设备的编码和解码中，也可以使用在上述各实施方式中示出的图像编码装置或图像解码装置。
作为一例，对携带式电话进行说明。
图15是示出使用了已在上述实施方式中说明的可变长编码方法和可变长解码方法的携带式电话ex115的图。携带式电话ex115具有下述部分：用于与基站ex110之间收发电波的天线ex201；CCD摄影机等能拍摄影像和静止画面的摄影机部ex203；显示用摄影机部ex203拍摄到的影像和已对用天线ex201接收到的影像等进行了解码的数据的液晶显示器等显示部ex202；由操作键ex204群构成的主体部；用于进行声音输出的扬声器等声音输出部ex208；用于进行声音输入的话筒等声音输入部ex205；记录媒体ex207，用于保存拍摄到的动态、或静止画面数据、接收到的邮件数据、动态数据、或静止画面数据等已编码的数据或已解码的数据；用于能在携带式电话ex115中装入记录媒体ex207的卡槽ex206。记录媒体ex207是SD卡等一种在塑料容器内装入能电气地改写和擦除的不易失存储器即EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory即，电可擦可编程只读存储器)的闪存元件的装置。
另外，用图16对携带式电话ex115进行说明。携带式电话ex115对于主控制部ex311，通过同步总线ex313，相互连接着电源电路部ex310、操作输入控制部ex304、图像编码部ex312、摄影机接口部ex303、LCD(Liquid Crystal Display即，液晶显示器)控制部ex302、图像解码部ex309、多重分离部ex308、记录再现部ex307、调制解调电路部ex306和声音处理部ex305。主控制部ex311对包括显示部ex202和操作键ex204的主体部的各部分进行总括地控制。
电源电路部ex310若由用户操作成终止通话和电源键开通的状态，就从电源对各部分供给电力，从而启动带摄影机的数字式携带式电话ex115为可工作的状态。
携带式电话ex115基于由CPU、ROM和RAM等构成的主控制部ex311的控制，在声音通话模式时，由声音处理部ex305将由声音输入部ex205收集到的声音信号变换成数字式声音数据，将其用调制解调电路部ex306进行频谱扩散处理，在由收发电路部ex301实施了数字模拟转换处理和频率变换处理之后，通过天线ex201发送。此外，携带式电话机ex115在声音通话模式时，放大由天线ex201接收到的接收数据，实施频率变换处理和模拟/数字转换处理，由调制解调电路部ex306进行频谱逆扩散处理，并由声音处理部ex305转换成模拟声音数据之后，将其通过声音输出部ex208输出。
另外，在数据通信模式时发送电子邮件的情况下，由主体部的操作键ex204的操作输入的电子邮件的文本数据，通过操作输入控制部ex304送出到主控制部ex311中。主控制部ex311用调制解调部ex306频谱扩散处理文本数据，在由收发电路部ex301实施了数字模拟转换处理和频率变换处理之后，通过天线ex201，向基站ex110发送。
在数据通信模式时发送图像数据的情况下，通过摄影机接口部ex303，向图像编码部ex312供给用摄影机部ex203摄像到的图像数据。此外，在不发送图像数据的情况下，也可以通过摄影机接口部ex303和LCD控制部ex302，在显示部ex202上直接显示用摄影机部ex203拍摄到的图像数据。
图像编码部ex312具有已在本申请中说明了的图像编码装置，通过利用在上述实施方式中示出的图像编码装置中使用的编码方法，对从摄影机部ex203供给的图像数据进行压缩编码，转换成编码图像数据，并将其向多重分离部ex308送出。此外，与此同时，携带式电话机ex115将由摄影机部ex203在摄像中由声音输入部ex205收集到的声音，作为数字声音数据，通过声音处理部ex305，向多重分离部ex308送出。
多重分离部ex308用规定的方式多重化从图像编码部ex312供给的编码图像数据和从声音处理部ex305供给的声音数据，由调制解调电路部ex306频谱扩散处理其结果得到的多重化数据，在由收发电路部ex301实施了数字/
模拟转换处理和频率变换处理之后，通过天线ex201发送。
在数据通信模式时接收链接到首页中的动态图像文件数据的情况下，由调制解调电路部ex306，将通过天线ex201从基站ex110接收到的接收数据进行频谱逆扩散处理，将其结果得到的多重化数据向多重分离部ex308送出。
此外，在对通过天线ex201接收到的多重化数据进行解码时，多重分离部ex308通过分离多重化数据，来分成图像数据的位流和声音数据的位流，在通过同步总线ex313向图像解码部ex309供给该编码图像数据，并向声音处理部ex305供给该声音数据。
接着，图像解码部ex309的结构具有已在本申请中说明了的图像解码装置，用与上述实施方式中示出的编码方法对应的解码方法，对图像数据的编码位流进行解码，生成再现动态图像数据，将其通过LCD控制部ex302向显示部ex202供给，这样，显示例如链接在主页中的动态图像文件中包含的动态数据。与此同时，声音处理部ex305在将声音数据转换成模拟声音数据之后，将其供给声音输出部ex208，这样，再现例如链接在主页中的动态图像文件中包含的声音数据。
再有，不限于上述系统的例子，最近，利用卫星和地面波进行数字广播成为热门话题，如图17所示，也可以在数字广播用系统中编入至少一种上述实施方式的图像编码装置或图像解码装置。具体地说，在广播电台ex409中，通过电波向通信或广播卫星ex410传输影像信息的位流。接收到它的广播卫星ex410，发送广播用的电波，由具有卫星广播接收设备的家庭的天线ex406接收该电波，由电视机(接收机)ex401或机顶盒设备(STB)ex407等装置对位流进行解码并再现。此外，也可以在读取记录在记录媒体CD和DVD等存储媒体ex402上的位流，进行再现的装置ex403上安装上述实施方式中示出的图像解码装置。该情况下，在监视器ex404上显示再现的影像信号。此外，也可以考虑在与有线电视用的电缆ex405或卫星/地面波广播的天线ex406连接的机顶盒设备ex407内安装图像解码装置，由电视机的监视器ex408进行再现的结构。这时，不仅机顶盒设备，而且也可以在电视机内装入图像解码装置。此外，也可以用具有天线ex411的车ex412从卫星ex410或基站ex107等接收信号，在车ex412所具有的汽车驾驶导向系统ex413等显示装置中再现动态图像。
另外，也可以用上述实施方式中示出的图像编码装置对图像信号进行编码，并记录在记录媒体中。作为具体例，有在DVD盘ex421中记录图像信号的DVD可录光盘和在硬盘中记录的盘式记录器等的记录器ex420。另外，也可以记录在SD卡ex422中。若记录器ex420具有上述实施方式中示出的图像解码装置，就能再现记录在DVD盘ex421或SD卡ex422中的图像信号，并用监视器ex408显示。
再有，汽车驾驶导向系统ex413的结构可以是例如在图16中示出的结构中除去摄影机部ex203和摄影机接口部ex303、图像编码部ex312的结构，同样的也可以考虑计算机ex111和电视机(接收机)ex401等。
此外，上述携带式电话ex114等终端可以是除具有编码器和解码器双方的收发型终端外，还有仅有编码器的发送终端和仅有解码器的接收终端的三种安装形式。
象这样地，就能在上述的某一个设备和系统中使用上述实施方式中示出的可变长编码方法或可变长解码方法，通过这样，能得到上述实施方式中说明的效果。
此外，关于本发明的全部的实施方式，本发明不仅限定于上述实施方式，可以在不脱离本发明范围内作各种各样的变形或变更。
工业上利用的可能性
本发明涉及的可变长编码方法和可变长解码方法适用于对动态图像进行编码的图像编码装置、对编码后的动态图像进行解码的图像解码装置、具有这些装置的系统，例如，供给数字出版物等的内容的内容供给系统或数字广播用系统。

Claims (5)

1.一种解码方法，用于对位流进行算术解码，该位流是以块为单位，对二维阵列系数按照从高频成分至低频成分的预定扫描顺序进行算术编码而获得的，所述系数通过对具有预定像素大小的块的图像数据进行频率变换而产生，该解码方法包括下述步骤：
算术解码步骤，在用于算术解码的多个概率表之间进行切换的同时，根据从高频成分至低频成分的预定的扫描顺序，以块为单位，将上述位流算术解码以获得上述系数的绝对值；和
系数排列步骤，以块为单位，将上述系数的上述绝对值排列，以形成二维阵列系数值；
其中，在上述算术解码步骤中，在上述多个概率表之间在一个方向上进行上述切换，并且在对切换至另一新的概率表之后立即要被解码的第一个系数之后的相继系数的绝对值进行的算术解码中，在上述另一新的概率表之前使用的每一概率表在切换至上述另一新的概率表之后不再被使用。
2.如权利要求1所述的解码方法，其特征在于，
在上述算术解码步骤中，在已解码的具有超过1的绝对值的系数的个数变成非零值之后，切换至上述另一新的概率表，并且在上述切换至上述另一新的概率表之后，不执行上述在多个概率表之间进行的切换。
3.如权利要求1所述的解码方法，其特征在于，
在上述算术解码步骤中，在上述位流的算术解码中获得二进制数据，并且通过将上述二进制数据转换为多值数据获得上述系数的绝对值。
4.如权利要求3所述的解码方法，其特征在于，
在上述算术解码步骤中，在对上述二进制数据进行算术解码时，独立地对上述二进制数据的一第一部分和一第二部分进行算术解码，并且在对上述二进制数据的上述第一部分的算术解码中所使用的概率表，与在对上述二进制数据的上述第二部分的算术解码中所使用的概率表不同。
5.如权利要求4所述的解码方法，其特征在于，
上述二进制数据的上述第一部分为上述二进制数据的第1位，并且上述数据的上述第二部分为上述二进制数据的第1位以外的位。
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