CN107087188B - 图像解码方法及图像解码装置 - Google Patents

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Abstract

图像编码方法包括:二值化步骤(S401),通过将LAST位置信息二值化,生成(i)包含具有预先决定的最大长度以下的长度的第1信号而不包含第2信号的二值化信号、或(ii)包含具有预先决定的最大长度的第1信号及第2信号的二值化信号;第1编码步骤(S402),将第1信号中包含的各个二值码元根据该二值码元的位位置切换上下文而进行算术编码;以及第2编码步骤(S404),在二值化信号包含第2信号的情况下,使用固定概率将第2信号算术编码;在第1编码步骤中,在第1信号具有预先决定的最大长度的情况下,将第1信号的最后的位位置的二值码元使用最后的位位置所专用的上下文进行算术编码。

Description

图像解码方法及图像解码装置
本申请是中国专利申请201280027508.X的分案申请。
技术领域
本发明涉及进行算术编码或算术解码的图像编码技术及图像解码技术。
背景技术
用来提供经由因特网的服务(例如包括视频会议、数字视频广播及影像内容的数据流的视频点播型的服务)的应用逐年增加。这些应用依赖于影像数据的发送。当通过这些应用发送影像数据时,将多数影像数据经由具有有限的带宽的以往的传送路径发送。此外,当通过这些应用记录影像数据时,将多数影像数据向具有有限的记录容量的以往的记录媒体记录。为了经由以往的传送路径发送影像数据、或向以往的记录媒体记录影像数据,将影像数据的数据量压缩或削减是必不可少的。
所以,为了压缩影像数据,开发了多个影像编码标准。这样的影像编码标准例如是用H.26x表示的ITU-T标准、以及用MPEG-x表示的ISO/IEC标准。最新且最先进的影像编码标准目前是用H.264/MPEG-4AVC表示的标准(参照非专利文献1及非专利文献2)。
这些影像编码标准中的大部分,其基本的编码途径基于包括用以下的(a)~(d)表示的主要的阶段的预测编码。(a)为了将影像帧分别以块级别进行数据压缩,将影像帧分割为具有多个像素的块。(b)通过根据先编码的影像数据预测各个块,确定时间的及空间的冗余性。(c)通过从影像数据减去预测数据,将所确定的冗余性除去。(d)通过傅立叶变换、量化及熵编码,将其余的数据(残差块)压缩。
在上述(a)工序中,根据目前的影像编码标准,为了预测各宏块而使用的预测模式不同。几乎全部的影像编码标准为了根据之前编码及解码的帧预测影像数据而使用运动检测及运动补偿(帧帧间预测)。或者,块数据也可以从相同的帧的邻接的块外插(帧帧内预测)。
在上述(d)的工序中,将编码对象块中包含的量化的系数以预先决定的顺序(扫描顺序)扫描。并且,将表示扫描的系数是零系数还是非零系数的信息(Significant Flag)(例如将非零系数表示为1、将零系数表示为0的二值信息(码元))编码。
进而,将表示在扫描顺序上为最后的非零系数的位置的信息(LAST位置信息)进行二值化,通过上下文自适应算术编码而编码,通过上下文自适应算术解码而解码。
非专利文献1:ITU-T Recommendation H.264“Advanced video coding forgeneric audio visual services”2010年3月
非专利文献2:JCT-VC“WD4:Working Draft4 of High-Efficiency VideoCoding”,JCTVC-F803,July2011.
发明内容
但是,在上述以往的技术中,在LAST位置信息的上下文自适应算术编码及上下文自适应算术解码中,难以将上下文适当地切换。例如在对码元发生概率相互较大地不同的二值码元使用了相同的上下文的情况下,码元发生概率的预测的精度下降,编码效率也下降。
所以,本发明提供一种能够将上下文适当地切换而将LAST位置信息算术编码及算术解码的图像编码方法及图像解码方法。
有关本发明的一技术方案的图像编码方法,是将表示编码对象块所包含的多个系数之中按照预先决定的顺序排在最后的非零系数的位置的LAST位置信息编码的图像编码方法,包括:二值化步骤,通过将上述LAST位置信息二值化,生成(i)包含具有预先决定的最大长度以下的长度的第1信号而不包含第2信号的二值化信号、或(ii)包含具有上述预先决定的最大长度的第1信号及第2信号的二值化信号;第1编码步骤,将上述第1信号中包含的各个二值码元根据该二值码元的位位置切换上下文而进行算术编码;第2编码步骤,在上述二值化信号包含上述第2信号的情况下,使用固定概率将上述第2信号算术编码;在上述第1编码步骤中,在上述第1信号具有上述预先决定的最大长度的情况下,将上述第1信号的最后的位位置的二值码元使用上述最后的位位置所专用的上下文进行算术编码。
另外,这些全局性或具体的技术方案既可以通过系统、装置、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD-ROM等的记录媒体实现,也可以通过系统、装置、集成电路、计算机程序及记录媒体的任意的组合实现。
有关本发明的一技术方案的图像编码方法能够将上下文适当地切换而将LAST位置信息算术编码。
附图说明
图1是表示有关设想技术的图像解码装置的结构的一例的块图。
图2是表示有关设想技术的图像解码方法的一例的流程图。
图3A是表示块尺寸为4x4的情况下的LAST位置信息的二值化信号的一例的图。
图3B是表示块尺寸为8x8的情况下的LAST位置信息的二值化信号的一例的图。
图3C是表示块尺寸为16x16的情况下的LAST位置信息的二值化信号的一例的图。
图3D是表示块尺寸为32x32的情况下的LAST位置信息的二值化信号的一例的图。
图4是表示上下文自适应算术解码处理的流程图。
图5是表示旁路解码处理的流程图。
图6是表示正规化处理的流程图。
图7是表示有关实施方式1的图像解码装置的功能结构的块图。
图8A是表示有关实施方式1的图像解码装置的处理动作的一例的流程图。
图8B是表示有关实施方式1的图像解码装置的处理动作的另一例的流程图。
图9A是表示有关实施方式1的第2解码部的处理动作的一例的流程图。
图9B是表示实施方式1的块尺寸与前缀部的最大长的关系的一例的图。
图9C是表示实施方式1的块尺寸与前缀部的最大长的关系的另一例的图。
图9D是表示实施方式1的块尺寸与莱斯参数的关系的一例的图。
图9E是表示实施方式1的块尺寸与莱斯参数的关系的另一例的图。
图10A是表示RP值和前缀部的最大长的决定方法的一例的流程图。
图10B是表示RP值和前缀部的最大长的决定方法的另一例的流程图。
图10C是表示RP值和前缀部的最大长的决定方法的另一例的流程图。
图10D是表示RP值和前缀部的最大长的决定方法的另一例的流程图。
图11A是用来说明实施方式1的位位置与上下文的关系的图。
图11B是用来说明比较例中的位位置与上下文的关系的图。
图12是表示有关实施方式1的变形例的图像解码装置的结构的一例的块图。
图13是表示有关实施方式2的图像编码装置的功能结构的块图。
图14A是表示有关实施方式2的图像编码装置的处理动作的一例的流程图。
图14B是表示有关实施方式2的图像编码装置的处理动作的另一例的流程图。
图15是表示块尺寸为16x16的情况下的LAST位置信息的二值化信号的一例的图。
图16是表示有关实施方式2的图像编码装置的结构的一例的块图。
图17是实现内容分发服务的内容供给系统的整体结构图。
图18是数字广播用系统的整体结构图。
图19是表示电视机的结构例的模块图。
图20是表示对作为光盘的记录介质进行信息的读写的信息再现/记录部的结构例的模块图。
图21是表示作为光盘的记录介质的构造例的图。
图22A是表示便携电话的一例的图。
图22B是表示便携电话的结构例的模块图。
图23是表示复用数据的结构的图。
图24是示意地表示各流在复用数据中怎样被复用的图。
图25是更详细地表示在PES包序列中视频流怎样被保存的图。
图26是表示复用数据的TS包和源包的构造的图。
图27是表示PMT的数据结构的图。
图28是表示复用数据信息的内部结构的图。
图29是表示流属性信息的内部结构的图。
图30是表示识别影像数据的步骤的图。
图31是表示实现各实施方式的运动图像编码方法及运动图像解码方法的集成电路的结构例的模块图。
图32是表示切换驱动频率的结构的图。
图33是表示识别影像数据、切换驱动频率的步骤的图。
图34是表示将影像数据的标准与驱动频率建立了对应的查找表的一例的图。
图35A是表示将信号处理部的模块共用的结构的一例的图。
图35B是表示将信号处理部的模块共用的结构的另一例的图。
具体实施方式
(作为本发明的基础的认识)
本发明者们关于在“背景技术”栏中记载的LAST位置信息的算术编码及算术解码发现了以下的情况。
另外,在下面的说明中,LAST位置信息表示在包含在对象块中的多个系数中、按照预先决定的顺序排在最后的非零系数的水平方向及垂直方向的位置。这里,LAST位置信息包括水平成分(以下,称作“X成分”)和垂直成分(以下,称作“Y成分”)。X成分表示对象块内的水平方向的位置。此外,Y成分表示对象块内的垂直方向的位置。
图1是表示有关设想技术的图像解码装置1000的结构的一例的块图。此外,图2是表示有关设想技术的图像解码方法的一例的流程图。如图1所示,图像解码装置1000具备第1解码部1001、第2解码部1002、解码控制部1003和复原部1004。
图像解码装置1000取得包含LAST位置信息的比特流BS。并且,图像解码装置1000将比特流BS向第1解码部1001、第2解码部1002和解码控制部1003输入。
解码控制部1003管理所取得的比特流BS内的各信号是LAST位置信息的X成分还是Y成分。
第1解码部1001将比特流BS中包含的LAST位置信息的X成分的前缀部算术解码(S1001)。具体而言,第1解码部1001通过上下文自适应算术解码将X成分的前缀部算术解码。这里,所谓前缀部,是在X成分或Y成分的二值化信号中被上下文自适应算术编码的部分。
接着,第1解码部1001判断X成分的二值化信号是否包含后缀部(S1002)。所谓后缀部,是在X成分或Y成分的二值化信号中被通过旁路编码编码的部分。
这些前缀部及后缀部例如如图3A~图3D所示,由X成分及Y成分的各值(以下,也称作“Last值”)决定。因而,第1解码部1001可以通过预先决定的方法判断X成分的二值化信号是否包含后缀部。
具体而言,例如变换块的尺寸(以下,称作“变换尺寸”)为4x4的情况如图3A所示,X成分的二值化信号不论Last值如何都仅包含前缀部而不包含后缀部。因而,第1解码部1001在解码对象块的尺寸为4x4的情况下,判断为X成分的二值化信号不包含后缀部。
此外例如变换尺寸为8x8的情况如图3B所示,当解码后的X成分的二值化信号的第4位为止的二值码元的值的某个是“1”时,第1解码部1001判断为X成分的二值化信号不包含后缀部。另一方面,当解码后的X成分的二值化信号的第4位为止的二值码元的值的全部是“0”时,第1解码部1001判断为X成分的二值化信号包含固定长为2位的后缀部。
此外,例如变换尺寸为16x16的情况如图3C所示,当解码后的X成分的二值化信号的第8位为止的二值码元的值的某个是“1”时,第1解码部1001判断为X成分的二值化信号不包含后缀部。另一方面,当解码后的X成分的二值化信号的第8位为止的二值码元的值的全部是“0”时,第1解码部1001判断为X成分的二值化信号包含固定长为3位的后缀部。
此外,例如变换尺寸为32x32的情况如图3D所示,当解码后的X成分的二值化信号的第16位为止的二值码元的值的某个是“1”时,第1解码部1001判断为X成分的二值化信号不包含后缀部。另一方面,当解码后的X成分的二值化信号的第16位为止的二值码元的值的全部是“0”时,第1解码部1001判断为X成分的二值化信号包含固定长为4位的后缀部。
这里,在X成分的二值化信号包含后缀部的情况下(S1002中的“是”),第2解码部1002将预先决定的固定长的位数的后缀部算术解码(S1003)。具体而言,第2解码部1002通过旁路解码,将X成分的后缀部解码。另一方面,在X成分的二值化信号不包含后缀部的情况下(S1002中的“否”),将后缀部的解码处理跳过。
复原部1004使用解码后的前缀部及后缀部,将LAST位置信息的X成分复原(S1004)。即,在X成分的二值化信号包含后缀部的情况下,复原部1004通过将包含解码后的前缀部及后缀部的二值化信号多值化,将X成分复原。另一方面,在X成分的二值化信号不包含后缀部的情况下,通过将包含解码后的前缀部的二值化信号多值化,将X成分复原。
接着,第1解码部1001与步骤S1001同样,将LAST位置信息的Y成分的前缀部算术解码(S1005)。接着,第1解码部1001与步骤S1002同样,判断Y成分的二值化信号是否包含后缀部(S1006)。
这里,在Y成分的二值化信号包含后缀部的情况下(S1006中的“是”),第2解码部1002与步骤S1003同样,将预先决定的固定长的后缀部算术解码(S1007)。另一方面,在Y成分的二值化信号不包含后缀部的情况下(S1006中的“否”),将后缀部的解码处理跳过。
最后,复原部1004与步骤S1004同样,将LAST位置信息的Y成分复原(S1008)。即,在Y成分的二值化信号包含后缀部的情况下,复原部1004通过将包含解码后的前缀部及后缀部的二值化信号多值化,将Y成分复原。另一方面,在Y成分的二值化信号不包含后缀部的情况下,通过将包含解码后的前缀部的二值化信号多值化,将Y成分复原。
如以上这样,将LAST位置信息中包含的X成分及Y成分复原。
接着,对可变长编码及可变长解码进行说明。在H.264中,作为可变长编码方法之一,使用上下文自适应算术编码(CABAC:Context Adaptive Binary Arithmetic Coding)。将前缀部通过该CABAC编码。另一方面,将后缀部通过作为使用固定概率(例如“0.5”)的算术编码的旁路编码编码。所以,使用图4~图6对上下文自适应算术解码处理及旁路解码处理进行说明。
图4是表示上下文自适应算术解码处理的流程图。另外,该图4是从非专利文献1摘录的图。只要没有特别说明,图4的说明就是在非专利文献1中记载那样的。
在算术解码处理中,首先,输入基于解码对象信号的信号种类决定的上下文(ctxIdx)。
接着,在步骤S2001中,进行以下的处理。
首先,根据表示当前的算术解码的状态的第1参数codIRange,计算qCodIRangeIdx。进而,取得作为与ctxIdx对应的状态值的pStateIdx。并且,通过参照表(rangeTableLPS),取得与这两个值(qCodIRangeIdx及pStateIdx)对应的codIRangeLPS。
另外,该codIRangeLPS表示对于表示算术解码的状态的第1参数codIRange发生了LPS的情况下的算术解码的状态。LPS指示码元“0”及“1”中的发生概率较低侧的码元。
进而,在codIRange中,设置从当前的codIRange减去上述codIRangeLPS后的值。
接着,在步骤S2002中,将codIRange与表示算术解码的状态的第2参数codIOffset比较。
这里,在codIOffset与codIRange相等或比其大的情况下(S2002中的“是”),在步骤S2003中进行以下的处理。
首先,判断为发生了LPS,在作为解码输出值的binVal中,设置与valMPS不同的值(在valMPS=1的情况下是“0”,在valMPS=0的情况下是“1”)。valMPS表示MPS的具体的值(“0”或“1”)。此外,MPS指示二值码元的值“0”及“1”中的发生概率较高侧的二值码元。
此外,在表示算术解码的状态的第2参数codIOffset中,设置从当前的codIOffset减去codIRange后的值。进而,在表示算术解码的状态的第1参数codIRange中,设置在步骤S2001中设置的codIRangeLPS的值。
接着,在步骤S2005中,判断pStateIdx的值是否是“0”。
这里,在pStateIdx的值是“0”的情况下(步骤S2005中的“是”),表示LPS的概率高于MPS的概率,所以将valMPS的值替换(在valMPS=1的情况下设定“0”,在valMPS=0的情况下设定“1”)(步骤S2006)。另一方面,在pStateIdx值不是“0”的情况下(步骤S2005中的“否”),将pStateIdx的值基于在发生了LPS的情况下参照的变换表transIdxLPS更新(步骤S2007)。
此外,在codIOffset比codIRange小的情况下(S2002中的“否”),判断为发生了MPS,在作为解码输出值的binVal中设置valMPS,将pStateIdx的值基于在发生了MPS的情况下参照的变换表transIdxMPS更新(步骤S2004)。
最后,进行正规化处理(RenormD)(步骤S2008),结束算术解码。
这样,在上下文自适应算术解码处理中,将作为二值码元的发生概率的码元发生概率与上下文索引建立对应而保持多个。并且,由于根据条件(例如邻接块的值)切换上下文,所以需要维持处理的顺序。
图5是表示旁路解码处理的流程图。另外,该图5是从非专利文献1摘录的图。只要没有特别说明,图5的说明是在非专利文献1中记载那样的。
首先,将表示当前的算术解码的状态的第2参数codIOffset进行左移位(2倍)。进而,从比特流读出1位,如果该读出位是“1”,则再对codIOffset加1(S3001)。
接着,在codIOffset与表示算术解码的状态的第1参数codIRange相等或比其大的情况下(S3002中的“是”),在作为解码输出值的binVal中设置“1”,在codIOffset中,设置从当前的codIOffset减去codIRange后的值(步骤S3003)。另一方面,在codIOffset比表示算术解码的状态的第1参数codIRange小的情况下(S3002中的“否”),在作为解码输出值的binVal中设置“0”(步骤S3004)。
图6是用来详细地说明在图4的步骤S2008中表示的正规化处理(RenormD)的流程图。该图6是从非专利文献1摘录的图。只要没有特别说明,图6的说明就是非专利文献1中记载那样的。
在表示算术解码的状态的第1参数codIRange比0x100(16进制:256(10进制))小的情况下(S4001中的“是”),将codIRange左移位(2倍)。进而,将表示算术解码的状态的第2参数codIOffset左移位(2倍)。进而,从比特流读出1位,如果该读出位是“1”,则再对codIOffset加1(S4002)。
通过该步骤S4002的处理,当最终codIRange成为256以上时(S4001中的“否”),结束正规化处理。
如以上这样进行算术解码。
但是,在将前缀部通过上下文自适应算术编码或上下文自适应算术解码编码或解码时,难以将上下文(上下文模型)适当地切换。例如,在前缀部的算术编码及算术解码中,根据二值化信号的位位置切换上下文。此时,为了削减存储器的需要量及存储器访问,在多个位位置共用上下文的情况下,存在对于码元发生概率较大地不同的位位置使用相同的上下文的情况。在这样的情况下,码元发生概率的预测的精度下降,编码效率也下降。
所以,有关本发明的一技术方案的图像编码方法,是将表示编码对象块所包含的多个系数之中按照预先决定的顺序排在最后的非零系数的位置的LAST位置信息编码的图像编码方法,包括:二值化步骤,通过将上述LAST位置信息二值化,生成(i)包含具有预先决定的最大长度以下的长度的第1信号而不包含第2信号的二值化信号、或(ii)包含具有上述预先决定的最大长度的第1信号及第2信号的二值化信号;第1编码步骤,将上述第1信号中包含的各个二值码元根据该二值码元的位位置切换上下文而进行算术编码;以及第2编码步骤,在上述二值化信号包含上述第2信号的情况下,使用固定概率将上述第2信号算术编码;在上述第1编码步骤中,在上述第1信号具有上述预先决定的最大长度的情况下,将上述第1信号的最后的位位置的二值码元使用上述最后的位位置所专用的上下文进行算术编码。
第1信号的最后的位位置的二值码元表示二值化信号是否包含第2信号。即,第1信号的最后的位位置的二值码元对于编码效率的影响较大。因而,第1信号的最后的位位置的二值码元与其他位位置的二值码元相比,码元发生特征不同。所以,通过将第1信号的最后的位位置的二值码元使用该最后的位位置所专用的上下文进行算术编码,能够使编码效率提高。
例如,也可以是,在上述第1编码步骤中,将上述第1信号的最后的位位置以外的至少两个位位置的二值码元分别使用上述至少两个位位置所共用的上下文进行算术编码。
据此,能够将第1信号的最后的位位置以外的至少两个位位置的二值码元分别在至少两个位位置使用共用的上下文进行算术编码。因而,与使用按照位位置而不同的上下文的情况相比,能够削减上下文的数量,能够削减存储器的需要量。
例如,也可以是,在上述二值化步骤中,还根据上述编码对象块的尺寸使上述预先决定的最大长度变化。
据此,能够根据编码对象块的尺寸改变第1信号的最大长。因而,能够适当地设定第1信号的最大长,能够使编码效率提高。
例如,也可以是,上述图像编码方法还包括:切换步骤,将编码处理切换为依据第1标准的第1编码处理、或依据第2标准的第2编码处理;附加步骤,将表示切换后的上述编码处理所依据的上述第1标准或上述第2标准的识别信息向比特流附加;在上述编码处理被切换为上述第1编码处理的情况下,作为上述第1编码处理,进行上述二值化步骤、上述第1编码步骤和上述第2编码步骤。
据此,能够切换为依据第1标准的第1编码处理和依据第2标准的第2编码处理。
此外,有关本发明的一技术方案的图像解码方法,是将表示解码对象块所包含的多个系数之中按照预先决定的顺序排在最后的非零系数的位置的LAST位置信息解码的图像解码方法,包括:第1解码步骤,将在第1信号中包含的各个二值码元根据该二值码元的位位置切换上下文而进行算术解码,所述第1信号是包含在上述LAST位置信息的二值化信号中的第1信号,具有预先决定的最大长度以下的长度;以及第2解码步骤,在上述LAST位置信息的二值化信号包含第2信号的情况下,使用固定概率将上述第2信号算术解码;在上述第1解码步骤中,在上述第1信号具有上述预先决定的最大长度的情况下,将上述第1信号的最后的位位置的二值码元使用上述最后的位位置所专用的上下文进行算术解码。
第1信号的最后的位位置的二值码元表示二值化信号是否包含第2信号。即,第1信号的最后的位位置的二值码元对于编码效率的影响较大。因而,第1信号的最后的位位置的二值码元与其他位位置的二值码元相比,码元发生特征不同。所以,通过将第1信号的最后的位位置的二值码元使用该最后的位位置所专用的上下文进行算术解码,能够使编码效率提高。
例如,也可以是,在上述第1解码步骤中,将上述第1信号的最后的位位置以外的至少两个位位置的各个二值码元使用上述至少两个位位置所共用的上下文进行算术解码。
据此,能够将第1信号的最后的位位置以外的至少两个位位置的二值码元分别使用在至少两个位位置共用的上下文算术解码。因而,与使用按照位位置而不同的上下文的情况相比能够削减上下文的数量,能够削减存储器的需要量。
例如,上述预先决定的最大长度也可以根据上述解码对象块的尺寸而变化。
据此,能够根据解码对象块的尺寸改变第1信号的最大长。因而,能够适当地设定第1信号的最大长,能够使编码效率提高。
例如,也可以是,上述图像解码方法还包括根据附加在比特流中的表示第1标准或第2标准的识别信息、将解码处理切换为依据上述第1标准的第1解码处理或依据上述第2标准的第2解码处理的切换步骤;在上述解码处理被切换为第1解码处理的情况下,作为上述第1解码处理而进行上述第1解码步骤和上述第2解码步骤。
据此,能够切换为依据第1标准的第1解码处理和依据第2标准的第2解码处理。
另外,这些全局性或具体的技术方案既可以通过系统、装置、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD-ROM等的记录媒体实现,也可以通过系统、装置、集成电路、计算机程序及记录媒体的任意的组合实现。
以下,使用附图对实施方式详细地说明。
另外,以下说明的实施方式都是表示全局的具体的例子的。在以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一例,并不是限定本发明的意思。此外,关于以下的实施方式的构成要素中的、在表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素,设为构成优选的形态的要素进行说明。
(实施方式1)
图7是表示有关实施方式1的图像解码装置100的功能结构的块图。该图像解码装置100将LAST位置信息解码。
如图7所示,图像解码装置100具备算术解码部110和复原部104。算术解码部110具有第1解码部101、第2解码部102、解码控制部103。
图像解码装置100取得包括编码后的LAST位置信息的比特流BS。
第1解码部101将在包含于LAST位置信息的二值化信号中的第1信号中包含的各个二值码元根据该二值码元的位位置切换上下文而进行算术解码。即,第1解码部101将第1信号通过上下文自适应算术解码而解码。
第1信号是LAST位置信息的二值化信号中的、将上下文切换而算术编码的部分。该第1信号具有预先决定的最大长度以下的长度。第1信号例如相当于前缀部。
这里,在第1信号具有预先决定的最大长度的情况下,第1解码部101将第1信号的最后的位位置的二值码元使用最后的位位置所专用的上下文进行算术解码。即,第1解码部101将第1信号的最后的位位置的二值码元使用与在其他位位置的二值码元的算术解码中使用的上下文不同的上下文进行算术解码。
例如,在将与图3C所示的Last值“7”对应的前缀部解码的情况下,第1解码部101将第8位的二值码元使用第8位的二值码元所专用的上下文进行算术解码。即,第1解码部101作为第8位的位位置的上下文而使用与第1~7位的位位置的上下文不同的上下文,将第8位的二值码元算术解码。
第2解码部102在LAST位置信息的二值化信号包含第2信号的情况下,使用固定概率将第2信号算术解码。即,第2解码部102通过旁路解码将第2信号解码。
第2信号是LAST位置信息的二值化信号中的、被使用固定概率算术编码后的部分。第2信号例如相当于后缀部。
解码控制部103管理比特流BS内的各部是LAST位置信息的X成分还是Y成分。另外,解码控制部103也可以不包含在算术解码部110中。即,图像解码装置100也可以不具备解码控制部103。
复原部104通过将(i)包含第1信号而不包含第2信号的二值化信号、或(ii)包含第1信号及第2信号的二值化信号多值化,将在LAST位置信息中包含的水平成分或垂直成分复原。
接着,使用图8A及图8B,对如以上那样构成的图像解码装置100的动作详细地说明。以下,对第1信号是前缀部、第2信号是后缀部的情况进行说明。
图8A是表示有关实施方式1的图像解码装置100的处理动作的一例的流程图。在图8A中,在比特流BS中依次编码并配置有X成分的前缀部、X成分的后缀部、Y成分的前缀部及Y成分的后缀部。另外,各成分的后缀部根据各成分的值,有不包含在比特流BS中的情况。
首先,第1解码部101从比特流BS,将编码后的X成分的前缀部通过上下文自适应算术解码而解码(S101)。例如,第1解码部101将编码后的前缀部1位位地算术解码,直到预先决定的最大长度或直到将“1”解码。另外,关于上下文的切换在后面叙述。
接着,第1解码部101判断X成分的二值化信号是否包含后缀部(S102)。例如,在前缀部具有预先决定的最大长度、并且前缀部中包含的二值码元的值的全部是“0”的情况下,第1解码部101判断为X成分的二值化信号包含后缀部。
另外,该前缀部的最大长例如根据变换尺寸而预先决定。例如将前缀部的最大长如图9B或图9C那样决定。
这里,在X成分的二值化信号包含后缀部的情况下(S102中的“是”),第2解码部102将编码后的X成分的后缀部通过旁路解码而解码(S103)。另一方面,在X成分的二值化信号不包含后缀部的情况下(S102中的“否”),将步骤S103跳过。
接着,复原部104通过将包含前缀部及后缀部的两者或仅包含前缀部的X成分的二值化信号多值化,将LAST位置信息的X成分复原(S104)。
接着,第1解码部101从比特流BS,将编码后的Y成分的前缀部通过上下文自适应算术解码而解码(S105)。具体而言,第1解码部101与X成分的前缀部的解码同样,将Y成分的前缀部解码。
并且,第1解码部101判断Y成分的二值化信号是否包含后缀部(S106)。具体而言,第1解码部101与X成分的二值化信号是否包含后缀部的判断同样,判断Y成分的二值化信号是否包含后缀部。
这里,在Y成分的二值化信号包含后缀部的情况下(S106中的“是”),第2解码部102将编码后的Y成分的后缀部通过旁路解码而解码(S107)。另一方面,在Y成分的二值化信号不包含后缀部的情况下(S106中的“否”),将步骤S107跳过。
最后,复原部104通过将包含前缀部及后缀部的两者或仅包含前缀部的Y成分的二值化信号多值化,将LAST位置信息的Y成分复原(S108)。
接着,对于以与图8A不同的顺序在比特流内配置各成分的前缀部及后缀部的情况进行说明。
图8B是表示有关实施方式1的图像解码装置100的处理动作的另一例的流程图。另外,在图8B中,被赋予了与图8A相同的标号的步骤的处理原则上与在图8A中说明的处理相同。此外,这里假设在后缀标志中作为初始值而设定有“OFF”。另外,后缀标志是表示在LAST位置信息的X成分的二值化信号中是否包含后缀部的内部标志。
此外,在图8B中,在比特流BS中,依次编码并配置有X成分的前缀部、Y成分的前缀部、Y成分的后缀部及X成分的后缀部。另外,与图8A的情况同样,各成分的后缀部根据各成分的值而有不包含在比特流BS中的情况。
首先,第1解码部101将编码后的X成分的前缀部通过上下文自适应算术解码而解码(S101)。并且,第1解码部101判断X成分的二值化信号是否包含后缀部(S102)。这里,在X成分的二值化信号包含后缀部的情况下(S102中的“是”),第1解码部101在后缀标志中设定“ON”(S111)。
另一方面,在X成分的二值化信号不包含后缀部的情况下(S102中的“否”),第1解码部101在后缀标志中不设定“ON”。即,是在后缀标志中设定了作为初始值的“OFF”的原状。另外,第1解码部101这里也可以在后缀标志中设定“OFF”。
接着,在步骤S105到S108中,与图8A同样执行关于Y成分的处理。
然后,第2解码部102判断在后缀标志中是否设定有“ON”(S112)。这里,在后缀标志中设定有“ON”的情况下(S112中的“是”),第2解码部102将X成分的后缀部通过旁路解码而解码(S103)。另一方面,在后缀标志中没有设定“ON”的情况下(S112中的“否”),将步骤S103跳过。
最后,复原部104通过将包含前缀部及后缀部的两者或仅包含前缀部的X成分的二值化信号多值化,将LAST位置信息的X成分复原(S104)。
这样,通过将X成分及Y成分的前缀部连续解码、将X成分及Y成分的后缀部连续解码,能够削减算术解码方法(上下文自适应算术解码及旁路解码)的切换次数。因而,算术解码部110能够将编码后的LAST位置信息有效率地算术解码。
此外,通过将X成分及Y成分的后缀部连续解码,并行地执行旁路解码变得容易,还能够使处理速度提高。
进而,通过将Y成分的前缀部和后缀部连续解码,不需要对于Y成分的后缀标志的设定。即,与将X成分的前缀部、Y成分的前缀部、X成分的后缀部及Y成分的后缀部依次解码的情况相比,能够削减存储器的需要量。
接着,对编码后的X成分及Y成分的后缀部的解码处理(S108、S111)的一例进行说明。这里,对将后缀部通过哥伦布-莱斯(Golomb-Rice)码二值化的情况进行说明。
在哥伦布-莱斯码中,后缀部的长度不是固定长。后缀部被分为前半部分和后半部分的两部分。
后半部分是具有莱斯参数(以下,称作“RP”)表示的长度的固定长部分。
前半部分用以能够用2的RP次幂(2RP)表现的数(例如,在RP为“2”的情况下是“4”)的单位增加的“1”、和设定在最后的位位置的“0”表现。即,在RP为“2”的情况下,前半部分的长度如0,0,0,0,10,10,10,10,110,110,110,110,…那样,按照2的RP次幂的单位1位位增加。
另外,这里由于已经知道了后缀部要表现的信息量,所以在前半部分为最大长的情况下,可以将前半部分的最后的“0”省略。例如,在RP是“2”并且最大的信息量是“12”的情况下,前半部分能够用0,0,0,0,10,10,10,10,11,11,11,11的某个表现。这样,通过将前半部分的最后的“0”省略,能够将二值化信号的代码量削减1位。
该最大的信息量可以用变换尺寸的长度与前缀部的长度的差分表示。由此,能够削减冗余的位。
此外,该RP只要例如如图9D或图9E那样对于变换尺寸预先决定就可以。由此,能够根据变换尺寸用适当的长度的二值化信号表现后缀部,能够使编码效率提高。
对于将这样通过哥伦布-莱斯码二值化的后缀部解码的情况下的第2解码部102的动作,使用图9A进行说明。图9A是表示有关实施方式1的第2解码部102的处理动作的一例的流程图。
首先,第2解码部102设定RP值(S201)。具体而言,第2解码部102例如参照预先决定的表来设定RP值。该情况下的预先决定的表例如是图9D或图9E所示的表。
另外,第2解码部102也可以不参照表而设定RP值。关于该RP值的设定,使用图10A~图10D在后面详细地说明。
接着,第2解码部102设定Max值(S202)。这里,所谓Max值,表示哥伦布-莱斯码的前半部分的长度的最大值。即,Max值表示能够表现从Last值的最大值减去前缀部的最大长之后的值的最短的二值化信号的长度。因而,第2解码部102通过从Last值的最大值减去前缀部的长度、将减法得到的值用2的RP次幂去除、或进行RP比特的右移位运算,来导出Max值。
另外,前缀部的最大长如图9B或图9C所示,也可以根据变换尺寸而改变。
接着,第2解码部102从比特流BS,将哥伦布-莱斯码的1位的量通过旁路解码而解码,将计数值(初始值是“0”)增加1(S203)。
这里,在解码后的1位的量的信号是“0”的情况下(S204中的“是”),结束哥伦布-莱斯码的前半部分的解码,向步骤S206前进。
另一方面,在解码后的信号不是“0”(是“1”)的情况下(S204中的“否”),判断计数值是否与Max值相同(S205)。这里,在计数值不与Max值相同的情况下(S205中的“否”),回到步骤S203。即,第2解码部102将哥伦布-莱斯码的下1位的量通过旁路解码而解码。
另一方面,在计数值与Max值相同的情况下(S205中的“是”),结束后缀部的前半部分的解码,向步骤S206前进。
接着,第2解码部102将哥伦布-莱斯码的后半部分(RP位的固定长的二值化信号)通过旁路解码而解码(S206)。
最后,第2解码部102将用哥伦布-莱斯码表现的值复原(S207)。这里,作为值的复原方法,将从用哥伦布-莱斯码的前半部分表示的值减去1后的值向左移位RP位后的值、与后半部分相加。
另外,也有使后半部分的二值化信号的值反转而二值化的情况。在此情况下,第2解码部102考虑该反转而复原。另外,是否使二值化信号的值反转,只要预先在解码侧和编码侧决定就可以。是否使二值化信号的值反转,对编码效率及处理负荷没有影响。
接着,使用图10A~图10D说明RP值及前缀部的最大长的决定方法。
图10A表示根据变换尺寸决定RP值和前缀部的最大长的方法。
首先,第2解码部102取得变换尺寸(S301)。接着,第2解码部102通过参照图9D或图9E所示那样的表示变换尺寸与RP值的关系的表,决定与所取得的变换尺寸对应的RP值(S302)。进而,第2解码部102通过参照图9B或图9C所示那样的表示变换尺寸与前缀部的最大长的关系的表,决定前缀部的最大长(S303)。
图10B表示根据预测信息决定RP值和前缀部的最大长的方法。
首先,第2解码部102取得预测信息(S311)。该预测信息是关于作为解码对象块的变换块的预测的信息。例如,预测信息表示变换块是帧内预测还是帧间预测。此外,例如预测信息也可以是表示帧内预测的预测方向的信息。
接着,第2解码部102基于预测信息决定RP值(S312)。例如,已知在帧间预测的情况下,一般高频成分比帧内预测少。因而,第2解码部102在预测信息表示帧间预测的情况下,只要决定能够将具有较小的值的X成分及Y成分用较短的二值化信号表现那样的RP值就可以。具体而言,第2解码部102在预测信息表示帧间预测的情况下,只要决定比预测信息表示帧内预测的情况小的RP值就可以。
此外,在帧内预测的方向是水平方向的情况下,一般设想LAST位置信息的Y成分比X成分小。所以,在帧内预测的预测方向是水平方向的情况下,第2解码部102只要将比X成分的RP值小的RP值决定为Y成分的RP值就可以。另外,在帧内预测的预测方向是垂直方向的情况下,第2解码部102只要将比Y成分的RP值小的RP值决定为X成分的RP值就可以。
最后,第2解码部102基于预测信息决定前缀部的最大长(S313)。
这样,第2解码部102能够根据预测信息使二值化信号的代码长变化,所以能够提高编码效率。
图10C表示根据统计信息决定RP值和前缀部的最大长的方法。
首先,第2解码部102取得统计信息(S321)。统计信息例如是在已经解码的块的LAST位置信息中包含的X成分或Y成分的二值化信号的长度的统计信息。
接着,第2解码部102基于统计信息决定RP值(S322)。最后,第2解码部102基于统计信息决定前缀部的最大长(S323)。
这样,第2解码部102能够根据统计信息使二值化信号的代码长变化,所以能够使编码效率进一步提高。
图10D表示根据X成分及Y成分中的已经解码的成分决定RP值和前缀部的最大长的方法。
首先,第2解码部102取得X成分及Y成分中的已经解码的成分(S331)。例如,第2解码部102在将编码后的Y成分解码时,取得已经解码的X成分。此外,例如第2解码部102也可以在将编码后的X成分解码时取得已经解码的Y成分。
并且,第2解码部102使用X成分及Y成分中的已经解码的成分,决定X成分及Y成分中的未解码的成分的RP值(S332)。一般而言,X成分和Y成分容易成为同样。所以,第2解码部102例如在已解码的X成分的值比一定值(例如变换尺寸的一半)小的情况下,将Y成分的RP值决定为比X成分的RP值小的值。
最后,第2解码部102基于X成分及Y成分中的已经解码的成分,决定X成分及Y成分中的未解码的成分的前缀部的最大长(S333)。
这样,第2解码部102能够根据X成分及Y成分中的已经解码的成分使二值化信号的代码长变化,所以能够使编码效率进一步提高。
另外,图10A~图10D所示的RP值及前缀部的最大长的决定方法也可以组合使用。例如,第2解码部102在没有参照的信息的情况下,也可以根据预先决定的表决定RP值,根据能够参照的信息决定RP值。
此外,第2解码部102也可以将前缀部的最大长也与RP值同样地进行决定。另外,第2解码部102在预测为X成分及Y成分的值较小的情况下,只要与预测X成分及Y成分的值较小的情况相比将前缀部的最大长决定得较短就可以。这样,通过使前缀长变短,能够削减需要的上下文数。
接着,对将LAST位置信息通过上下文自适应算术解码而解码时的上下文进行说明。
图11A是表示实施方式1的位位置与上下文的关系的一例的图。此外,图11B是表示比较例中的位位置与上下文的关系的一例的图。
在图11A及图11B中,对于4种变换尺寸(4x4、8x8、16x16、32x32),表示位位置与上下文的关系。在图11A及图11B中,在水平方向上配置的多个矩形状的块从左起,依次分别对应于第1位、第2位、第3位…的位位置。此外,块内中记载的数值是用来导出在将该位位置的二值码元解码时使用的概率的上下文的索引值。
在图11A中,在前缀部的解码中使用的上下文是16种(0~15)。此外,在图11A中,前缀部的最大长对于变换尺寸4x4、8x8、16x16、32x32分别是“3”、“4”、“4”、“8”。
在图11A中,例如在变换尺寸是8x8的情况下,作为用来将前缀部的第1位的二值码元解码的概率值,使用从由索引值“3”确定的上下文导出的概率值。同样,为了将第2位及第3位的二值码元解码,概率值使用从由索引值“4”确定的上下文导出的概率值。此外同样,作为用来将第4位的二值码元解码的概率值,使用从由索引值“5”确定的上下文导出的概率值。
这样,在图11A中,将前缀部的最后的位位置的二值码元使用该最后的位位置所专用的上下文进行算术解码。即,对于最后的位位置的上下文使用与其他位位置的上下文不同的上下文。
前缀部的最后的位位置的二值码元表示X成分或Y成分的二值化信号是否包含后缀部。即,前缀部的最后的位位置的二值码元对编码效率的影响较大。因而,前缀部的最后的位位置的二值码元与其他位位置的二值码元相比,码元发生特征不同。所以,通过将前缀部的最后的位位置的二值码元使用该最后的位位置所专用的上下文,能够使编码效率提高。
此外,如图11A的变换尺寸8x8的第2位及第3位的位位置、或变换尺寸32x32的第5~7位的位位置那样,上下文也可以在多个位位置共用。即,也可以将前缀部的最后的位位置以外的至少两个位位置的各个二值码元使用该至少两个位位置所共用的上下文进行算术解码。
由此,与使用按照位位置而不同的上下文的情况相比能够削减上下文的数量,能够削减存储器的需要量。
另外,在图11A中,关于预先决定的多个变换尺寸的全部,将前缀部的最后的位位置的二值码元使用该最后的位位置所专用的上下文来解码,但也可以并不一定对全部的变换尺寸这样解码。即,关于一部分的变换尺寸,也可以在前缀部的最后的位位置和其他位位置共用上下文。
例如,在后缀部是1位的固定长的情况下,也可以在前缀部的最后的位位置和从最后向前1个的位位置间共用上下文。
由此,在比特流内具有预先决定的最大长度的前缀部的数量较少的情况下等,也能够稳定地推测概率。例如,在编码时考虑发生代码长将LAST位置动态地变更的情况下,能够使编码效率提高。
如以上这样,根据有关本实施方式的图像解码装置100,能够将第1信号的最后的位位置的二值码元使用该最后的位位置所专用的上下文进行算术解码。即,图像解码装置100能够将上下文适当切换而将LAST位置信息算术解码,能够使编码效率提高。
另外,图9B~图9E所示的RP值及前缀部的最大长是一例,也可以是与它们不同的RP值及前缀部的最大长。例如,也可以使前缀部的最大长进一步变小,使后缀部变长。由此,能够提高算术解码处理的并行度,实现更高速的算术解码处理。
另外,在本实施方式中,各构成要素可以由专用的硬件构成,或通过执行适合于各构成要素的软件程序来实现。各构成要素也可以通过CPU或处理器等的程序执行部将记录在硬盘或半导体存储器等的记录媒体中的软件程序读出并执行来实现。这里,实现本实施方式的图像解码装置的软件是以下这样的程序。
即,该程序使计算机执行图像解码方法,所述图像解码方法将表示解码对象块所包含的多个系数之中按照预先决定的顺序排在最后的非零系数的位置的LAST位置信息解码,包括:第1解码步骤,将在第1信号中包含的各个二值码元根据该二值码元的位位置切换上下文而进行算术解码,所述第1信号是包含在上述LAST位置信息的二值化信号中的第1信号,具有预先决定的最大长度以下的长度;以及,第2解码步骤,在上述LAST位置信息的二值化信号包含第2信号的情况下,使用固定概率将上述第2信号算术解码;在上述第1解码步骤中,在上述第1信号具有上述预先决定的最大长度的情况下,将上述第1信号的最后的位位置的二值码元使用上述最后的位位置所专用的上下文进行算术解码。
(实施方式1的变形例)
另外,有关实施方式1的图像解码装置100也可以包含在以下的图像解码装置中。图12是表示有关实施方式1的变形例的图像解码装置200的结构的一例的块图。
图像解码装置200将压缩编码后的编码图像数据解码。例如,将编码图像数据按照每个块而作为解码对象信号输入图像解码装置200。图像解码装置200通过对输入的解码对象信号进行可变长解码、逆量化及逆变换,将图像数据复原。
如图12所示,图像解码装置200具备熵解码部210、逆量化/逆变换部220、加法器225、解块滤波器230、存储器240、帧内预测部250、运动补偿部260和帧内/帧间切换开关270。
熵解码部210通过将输入信号(比特流)可变长解码,将量化系数复原。另外,这里输入信号是解码对象信号,相当于编码图像数据的每个块的数据。在该编码图像数据中包含编码后的LAST位置信息。此外,熵解码部210从输入信号中取得运动数据,将所取得的运动数据向运动补偿部260输出。
另外,有关实施方式1的图像解码装置100相当于该熵解码部210的一部分。即,熵解码部210将编码后的LAST位置信息解码。
逆量化/逆变换部220通过将由熵解码部210复原的量化系数逆量化,将变换系数复原。并且,逆量化/逆变换部220通过将复原的变换系数逆变换,将预测误差复原。
加法器225通过将复原后的预测误差与预测信号相加,生成解码图像。
解块滤波器230对所生成的解码图像进行解块滤波器处理。将解块滤波器处理后的解码图像作为解码信号输出。
存储器240是用来将在运动补偿中使用的参照图像保存的存储器。具体而言,存储器240将被实施了解块滤波器处理的解码图像保存。
帧内预测部250通过进行帧内预测,生成预测信号(帧内预测信号)。具体而言,帧内预测部250通过参照由加法器225生成的解码图像中的解码对象块(输入信号)的周围的图像进行帧内预测,生成帧内预测信号。
运动补偿部260通过基于从熵解码部210输出的运动数据进行运动补偿,生成预测信号(帧间预测信号)。
帧内/帧间切换开关270选择帧内预测信号及帧间预测信号的某个,将所选择的信号作为预测信号向加法器225输出。
通过以上的结构,图像解码装置200将压缩编码后的编码图像数据解码。
(实施方式2)
参照附图对实施方式2图像编码装置进行说明。
图13是表示有关实施方式2的图像编码装置300的功能结构的块图。该图像编码装置300将LAST位置信息编码。图像编码装置300具备二值化部310和算术编码部320。算术编码部320具备第1编码部321、第2编码部322和编码控制部323。
二值化部310通过将LAST位置信息二值化,生成(i)包含具有预先决定的最大长度以下的长度的第1信号而不包含第2信号的二值化信号、或(ii)包含具有预先决定的最大长度的第1信号及第2信号的二值化信号。
第1信号是将上下文切换地进行算术编码的信号。例如,第1信号相当于前缀部。
第2信号是使用固定概率进行算术编码的信号。例如,第2信号相当于后缀部。
第1编码部321将第1信号中包含的各个二值码元根据该二值码元的位位置切换上下文而进行算术编码。即,第1编码部321将第1信号通过上下文自适应算术编码而编码。
这里,在第1信号具有预先决定的最大长度的情况下,第1编码部321将第1信号的最后的位位置的二值码元使用该最后的位位置所专用的上下文进行算术编码。即,第1编码部321将具有预先决定的最大长度的第1信号的最后的位位置的二值码元使用与该最后的位位置以外的位位置的二值码元不同的上下文进行算术编码。
第2编码部322在二值化信号包含第2信号的情况下,使用固定概率将第2信号算术编码。即,第2编码部322将第2信号通过旁路编码编码。
接着,使用图14A及图14B,对以上那样构成的图像编码装置300的动作进行说明。以下,对第1信号是前缀部、第2信号是后缀部的情况进行说明。另外,在后缀标志中,作为初始值而设定了“OFF”。
图14A是表示有关实施方式2的图像编码装置的处理动作的一例的流程图。具体而言,图14A表示用来生成能够用图8A的解码方法解码的比特流的编码方法。
首先,二值化部310将LAST位置信息的X成分及Y成分分别二值化(S401)。具体而言,二值化部310例如如图15所示,将X成分及Y成分(Last值)分别二值化。这里,将后缀部通过哥伦布-莱斯码二值化。
接着,第1编码部321将LAST位置信息中包含的X成分的前缀部通过上下文自适应算术编码编码(S402)。
所谓上下文自适应算术编码,是与图4所示的上下文自适应算术解码对应的编码。在上下文自适应算术编码中,通过条件将上下文切换,取得与上下文对应的码元发生概率。并且,使用所取得的码元发生概率,将二值码元算术编码。进而,根据编码的二值码元的值,将与该上下文对应的概率值更新(参照非专利文献1)。
这里,第1编码部321与实施方式1同样,在前缀部具有预先决定的最大长度的情况下,将前缀部的最后的位位置的二值码元使用最后的位位置所专用的上下文进行算术编码。
另外,第1编码部321也可以将前缀部的最后的位位置以外的至少两个位位置的二值码元分别在该至少两个位位置使用共用的上下文进行算术编码。由此,第1编码部321与使用按照位位置而不同的上下文的情况相比能够削减上下文的数量,能够削减存储器的需要量。
接着,第1编码部321判断X成分的二值化信号是否包含后缀部(S403)。具体而言,第1编码部321通过与图8A的步骤S102相同的方法,判断X成分的二值化信号是否包含后缀部。
这里,在X成分的二值化信号包含后缀部的情况下(S403中的“是”),第2编码部322将X成分的后缀部通过旁路编码编码(S404)。另一方面,在X成分的二值化信号不包含后缀部的情况下(S403中的“否”),将步骤S404跳过。
接着,第1编码部321将Y成分的前缀部通过上下文自适应算术编码编码(S405)。这里,第1编码部321通过与步骤S402同样的方法,将Y成分的前缀部编码。
并且,第1编码部321判断Y成分的二值化信号是否包含后缀部(S406)。这里,第1编码部321通过与步骤S403同样的方法,判断Y成分的二值化信号是否包含后缀部。
这里,在Y成分的二值化信号包含后缀部的情况下(S406中的“是”),第2编码部322将Y成分的后缀部通过旁路编码编码(S407)。另一方面,在Y成分的二值化信号不包含后缀部的情况下(S406中的“否”),将步骤S407跳过。
如以上这样,将LAST位置信息编码。
接着,对以与图14A不同的顺序将各成分的前缀部及后缀部编码的情况进行说明。
图14B是表示有关实施方式2的图像编码装置300的处理动作的另一例的流程图。具体而言,图14B表示用来生成能够用图8B的解码方法解码的比特流的编码方法。另外,在图14B中,被赋予了与图14A相同的标号的步骤的处理原则上与在图14A中说明的处理相同。
首先,二值化部310将LAST位置信息的X成分及Y成分分别二值化(S401)。第1编码部321将LAST位置信息中包含的X成分的前缀部通过上下文自适应算术编码编码(S402)。第1编码部321判断X成分的二值化信号是否包含后缀部(S403)。
这里,在X成分的二值化信号包含后缀部的情况下(S403中的“是”),第1编码部321在后缀标志中设定“ON”(S411)。另一方面,在X成分的二值化信号不包含后缀部的情况下(S403中的“否”),第1编码部321不在X成分的后缀标志中设定“ON”。即,在X成分的后缀标志中为设定了“OFF”的原状。另外,第1编码部321这里也可以在X成分的后缀标志中设定“OFF”。
接着,在从步骤S405到S407中,与图14A同样执行关于Y成分的处理。
然后,第2编码部322判断在后缀标志中是否设定有“ON”(S412)。这里,在后缀标志中设定有“ON”的情况下(S412中的“是”),第2编码部322将X成分的后缀部通过旁路编码编码(S404)。另一方面,在后缀标志中没有设定“ON”的情况下(S412中的“否”),将步骤S404跳过。
这样,通过将Y成分的前缀部及后缀部连续编码,能够不将表示Y成分的二值化信号是否包含后缀部的信息(例如,用于Y成分的后缀标志)保持在存储器中,就将Y成分的二值化信号编码。因而,能够削减存储器的需要量。
接着,对于LAST位置信息中包含的前缀部及后缀部的编码方法,使用图15简单地说明。
图15是表示块尺寸为16x16的情况下的LAST位置信息的二值化信号的一例的图。在图15中,前缀部的最大长是“4”,RP是“2”。
在前缀部比前缀部的最大长更短的情况下,第1编码部321将X成分的值的数量的“0”通过上下文自适应算术编码编码,最后将“1”通过上下文自适应算术编码编码。在此情况下,由于在X成分的二值化信号中不包含后缀部,所以这样X成分的编码结束。
另一方面,在前缀部比前缀部的最大长更长的情况下,第1编码部321将最大长的数量的“0”通过上下文自适应算术编码编码。
接着,第2编码部322将后缀部的前半部分编码。具体而言,第2编码部322以能够用2的RP次幂表现的数量(在RP为“2”的情况下是“4”)的单位使“1”增加而编码,最后将“0”编码。
即,在X成分的值是4以上不到8的情况下,第2编码部322作为前半部分而仅将“0”编码。此外,在X成分的值是8以上不到12的情况下,第2编码部322作为前半部分而将“10”编码。此外,在X成分的值是12以上不到16的情况下,第2编码部322作为前半部分而将“110”编码。
另外,在图15的例子中,由于后缀部要表现的信息量是“12”(16-4=12),所以在X成分的值是12以上不到16的情况下,作为前半部分,不是将“110”、而是将省略了最后的“0”的“11”编码。由此能够削减代码长。
接着,第2编码部322将后缀部的后半部分编码。后半部分是具有RP值的长度的固定长部分。在图15的例子中,后半部分是将对2的RP次幂的部分的后缀部的数值二值化后的值以从左开始读的形式输出的例子。即,后半部分为将0,1,2,3进行二值化的值。这是一例,只要编码侧与解码侧的方法一致,就对编码效率没有特别影响。
如以上这样,根据有关本实施方式的图像编码装置300,在第1信号具有预先决定的最大长度的情况下,能够将第1信号的最后的位位置的二值码元使用该最后的位位置所专用的上下文进行算术编码。第1信号的最后的位位置的二值码元表示二值化信号是否包含第2信号。即,第1信号的最后的位位置的二值码元对于编码效率的影响较大。因而,第1信号的最后的位位置的二值码元与其他位位置的二值码元相比,码元发生特征不同。所以,图像编码装置300通过将第1信号的最后的位位置的二值码元使用该最后的位位置所专用的上下文进行算术编码,能够使编码效率提高。
另外,在本实施方式中,各构成要素也可以由专用的硬件构成,或通过执行适合于各构成要素的软件程序来实现。各构成要素也可以通过CPU或处理器等的程序执行部将记录在硬盘或半导体存储器等的记录媒体中的软件程序读出并执行来实现。这里,实现本实施方式的图像编码装置的软件是以下这样的程序。
即,该程序使计算机执行图像编码方法,所述图像编码方法将表示编码对象块所包含的多个系数之中按照预先决定的顺序排在最后的非零系数的位置的LAST位置信息编码,包括:二值化步骤,通过将上述LAST位置信息二值化,生成(i)包含具有预先决定的最大长度以下的长度的第1信号而不包含第2信号的二值化信号、或(ii)包含具有上述预先决定的最大长度的第1信号及第2信号的二值化信号;第1编码步骤,将上述第1信号中包含的各个二值码元根据该二值码元的位位置切换上下文而进行算术编码;以及,第2编码步骤,在上述二值化信号包含上述第2信号的情况下,使用固定概率将上述第2信号算术编码;在上述第1编码步骤中,在上述第1信号具有上述预先决定的最大长度的情况下,将上述第1信号的最后的位位置的二值码元使用上述最后的位位置所专用的上下文进行算术编码。
(实施方式2的变形例)
另外,有关实施方式2的图像编码装置300也可以包含在以下的图像编码装置中。图16是表示有关实施方式2的变形例的图像编码装置400的结构的一例的块图。
图像编码装置400将图像数据压缩编码。例如,在图像编码装置400中,将图像数据按照每个块而作为输入信号输入。图像编码装置400通过对输入的输入信号进行变换、量化及可变长编码,生成编码信号(比特流)。
如图16所示,图像编码装置400具备减法器405、变换/量化部410、熵编码部420、逆量化/逆变换部430、加法器435、解块滤波器440、存储器450、帧内预测部460、运动检测部470、运动补偿部480和帧内/帧间切换开关490。
减法器405计算输入信号与预测信号的差分作为预测误差。
变换/量化部410通过将空间域的预测误差变换,生成频率域的变换系数。例如,变换/量化部410通过对预测误差进行DCT(Discrete Cosine Transform)变换而生成变换系数。进而,变换/量化部410通过将变换系数量化而生成量化系数。
熵编码部420通过将量化系数可变长编码,生成编码信号。此外,熵编码部420将由运动检测部470检测出的运动数据(例如,运动矢量)编码,并包含在编码信号中而输出。
另外,有关实施方式2的图像编码装置300相当于该熵编码部420的一部分。即,熵编码部420将LAST位置信息编码。
逆量化/逆变换部430通过将量化系数逆量化,将变换系数复原。进而,逆量化/逆变换部430通过将复原的变换系数逆变换,将预测误差复原。另外,由于复原后的预测误差通过量化而丢失了信息,所以与减法器405生成的预测误差不一致。即,复原后的预测误差包含量化误差。
加法器435通过将复原后的预测误差与预测信号相加,生成本地解码图像。
解块滤波器440对所生成的本地解码图像进行解块滤波器处理。
存储器450是用来将在运动补偿中使用的参照图像保存的存储器。具体而言,存储器450将被实施了解块滤波器处理的本地解码图像保存。
帧内预测部460通过进行帧内预测,生成预测信号(帧内预测信号)。具体而言,帧内预测部460通过参照由加法器435生成的本地解码图像中的编码对象块(输入信号)的周围的图像进行帧内预测,生成帧内预测信号。
运动检测部470检测输入信号与保存在存储器450中的参照图像之间间的运动数据(例如运动矢量)。
运动补偿部480通过基于检测到的运动数据进行运动补偿,生成预测信号(帧间预测信号)。
帧内/帧间切换开关490选择帧内预测信号及帧间预测信号的某个,将所选择的信号作为预测信号向减法器405及加法器435输出。
通过以上的结构,图像编码装置400将图像数据压缩编码。
以上,基于实施方式对有关1个或多个技术方案的图像解码装置及图像编码装置进行了说明,但本发明并不限定于这些实施方式。只要不脱离本发明的主旨,对本实施方式实施了本领域的技术人员想到的各种变形后的形态、或将不同的实施方式中的各构成要素组合而构建的形态也可以包含在1个或多个技术方案的范围内。
此外,在上述各实施方式中,将后缀部通过哥伦布-莱斯码二值化,但后缀部也可以通过其他方法二值化。例如,后缀部也可以如图3A~图3D所示那样以固定长来二值化。
此外,上述各实施方式的X成分及Y成分的二值化方法是一例,也可以通过其他二值化方法二值化。例如,在图3A~图3D中,也可以将“0”和“1”反转而将Last值二值化。具体而言,例如在图3B中,也可以将Last值“3”进行二值化为“1110”。
此外,上述各实施方式的图像解码装置或图像编码装置的结构是一例,图像解码装置或图像编码装置不需要具备图7或图13所示的构成要素的全部。此外,表示上述各实施方式的图像解码方法或图像编码方法的流程图也是一例,并不一定需要将全部的步骤执行。
例如,在LAST位置信息用1个值(例如扫描顺序等)表示的情况下,也可以不执行X成分及Y成分的某一方的处理。例如,在图8A中,只要至少执行步骤S101和步骤S103就可以。此时,图像解码装置100也可以不具备解码控制部103及复原部104。此外,在图14A中,只要至少执行步骤S401、步骤S402和步骤S404就可以。此时,图像编码装置300也可以不具备编码控制部323。
即使是这样的情况,在将第1信号的最后的位位置的二值码元进行算术解码或算术编码时,通过使用最后的位位置所专用的上下文,也能够使编码效率提高。
(实施方式3)
通过将用来实现上述各实施方式所示的运动图像编码方法(图像编码方法)或运动图像解码方法(图像解码方法)的结构的程序记录到存储介质中,能够将上述各实施方式所示的处理在独立的计算机系统中简单地实施。存储介质是磁盘、光盘、光磁盘、IC卡、半导体存储器等,只要是能够记录程序的介质就可以。
进而,这里说明在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法(图像编码方法)及运动图像解码方法(图像解码方法)的应用例和使用它的系统。该系统的特征在于,具有由使用图像编码方法的图像编码装置及使用图像解码方法的图像解码装置构成的图像编码解码装置。关于系统的其他结构,可以根据情况而适当变更。
图17是表示实现内容分发服务的内容供给系统ex100的整体结构的图。将通信服务的提供区划分为希望的大小,在各小区内分别设置有作为固定无线站的基站ex106、ex107、ex108、ex109、ex110。
该内容供给系统ex100在因特网ex101上经由因特网服务提供商ex102及电话网ex104、及基站ex107~ex110连接着计算机ex111、PDA(Personal Digital Assistant)ex112、照相机ex113、便携电话ex114、游戏机ex115等的各设备。
但是,内容供给系统ex100并不限定于图17那样的结构,也可以将某些要素组合连接。此外,也可以不经由作为固定无线站的基站ex107~ex110将各设备直接连接在电话网ex104上。此外,也可以将各设备经由近距离无线等直接相互连接。
照相机ex113是能够进行数字摄像机等的运动图像摄影的设备,照相机ex116是能够进行数字照相机等的静止图像摄影、运动图像摄影的设备。此外,便携电话ex114是GSM(Global System for Mobile Communications)方式、CDMA(Code Division MultipleAccess)方式、W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access)方式、或LTE(LongTerm Evolution)方式、HSPA(High Speed Packet Access)的便携电话机、或PHS(PersonalHandyphone System)等,是哪种都可以。
在内容供给系统ex100中,通过将照相机ex113等经由基站ex109、电话网ex104连接在流媒体服务器ex103上,能够进行现场转播等。在现场转播中,对用户使用照相机ex113摄影的内容(例如音乐会现场的影像等)如在上述各实施方式中说明那样进行编码处理(即,作为本发明的一个方式的图像编码装置发挥作用),向流媒体服务器ex103发送。另一方面,流媒体服务器ex103将发送来的内容数据对有请求的客户端进行流分发。作为客户端,有能够将上述编码处理后的数据解码的计算机ex111、PDAex112、照相机ex113、便携电话ex114、游戏机ex115等。在接收到分发的数据的各设备中,将接收到的数据解码处理而再现(即,作为本发明的一个方式的图像解码装置发挥作用)。
另外,摄影的数据的编码处理既可以由照相机ex113进行,也可以由进行数据的发送处理的流媒体服务器ex103进行,也可以相互分担进行。同样,分发的数据的解码处理既可以由客户端进行,也可以由流媒体服务器ex103进行,也可以相互分担进行。此外,并不限于照相机ex113,也可以将由照相机ex116摄影的静止图像及/或运动图像数据经由计算机ex111向流媒体服务器ex103发送。此情况下的编码处理由照相机ex116、计算机ex111、流媒体服务器ex103的哪个进行都可以,也可以相互分担进行。
此外,这些编码解码处理一般在计算机ex111或各设备具有的LSIex500中处理。LSIex500既可以是单芯片,也可以是由多个芯片构成的结构。另外,也可以将运动图像编码解码用的软件装入到能够由计算机ex111等读取的某些记录介质(CD-ROM、软盘、硬盘等)中、使用该软件进行编码解码处理。进而,在便携电话ex114是带有照相机的情况下,也可以将由该照相机取得的运动图像数据发送。此时的运动图像数据是由便携电话ex114具有的LSIex500编码处理的数据。
此外,也可以是,流媒体服务器ex103是多个服务器或多个计算机,是将数据分散处理、记录、及分发的。
如以上这样,在内容供给系统ex100中,客户端能够接收编码的数据而再现。这样,在内容供给系统ex100中,客户端能够将用户发送的信息实时地接收、解码、再现,即使是没有特别的权利或设备的用户也能够实现个人广播。
另外,并不限定于内容供给系统ex100的例子,如图18所示,在数字广播用系统ex200中也能够装入上述实施方式的至少运动图像编码装置(图像编码装置)或运动图像解码装置(图像解码装置)的某个。具体而言,在广播站ex201中,将对影像数据复用了音乐数据等而得到的复用数据经由电波向通信或广播卫星ex202传送。该影像数据是通过上述各实施方式中说明的运动图像编码方法编码后的数据(即,通过本发明的一个方式的图像编码装置编码后的数据)。接受到该数据的广播卫星ex202发出广播用的电波,能够对该电波进行卫星广播接收的家庭的天线ex204接收该电波,通过电视机(接收机)ex300或机顶盒(STB)ex217等的装置将接收到的复用数据解码并将其再现(即,作为本发明的一个方式的图像解码装置发挥作用)。
此外,也可以是,在将记录在DVD、BD等的记录介质ex215中的复用数据读取并解码、或将影像数据编码再根据情况与音乐信号复用而写入记录介质ex215中的读取器/记录器ex218中也能够安装上述各实施方式所示的运动图像解码装置或运动图像编码装置。在此情况下,可以将再现的影像信号显示在监视器ex219上,通过记录有复用数据的记录介质ex215在其他装置或系统中能够再现影像信号。此外,也可以是,在连接在有线电视用的线缆ex203或卫星/地面波广播的天线ex204上的机顶盒ex217内安装运动图像解码装置,将其用电视机的监视器ex219显示。此时,也可以不是在机顶盒、而在电视机内装入运动图像解码装置。
图19是表示使用在上述各实施方式中说明的运动图像解码方法及运动图像编码方法的电视机(接收机)ex300的图。电视机ex300具备经由接收上述广播的天线ex204或线缆ex203等取得或者输出对影像数据复用了声音数据的复用数据的调谐器ex301、将接收到的复用数据解调或调制为向外部发送的编码数据的调制/解调部ex302、和将解调后的复用数据分离为影像数据、声音数据或将在信号处理部ex306中编码的影像数据、声音数据复用的复用/分离部ex303。
此外,电视机ex300具备:具有将声音数据、影像数据分别解码、或将各自的信息编码的声音信号处理部ex304和影像信号处理部ex305(即,作为本发明的一个方式的图像编码装置或图像解码装置发挥作用)的信号处理部ex306;具有将解码后的声音信号输出的扬声器ex307及显示解码后的影像信号的显示器等的显示部ex308的输出部ex309。进而,电视机ex300具备具有受理用户操作的输入的操作输入部ex312等的接口部ex317。进而,电视机ex300具有合并控制各部的控制部ex310、对各部供给电力的电源电路部ex311。接口部ex317也可以除了操作输入部ex312以外,还具有与读取器/记录器ex218等的外部设备连接的桥接部ex313、用来能够安装SD卡等的记录介质ex216的插槽部ex314、用来与硬盘等的外部记录介质连接的驱动器ex315、与电话网连接的调制解调器ex316等。另外,记录介质ex216是能够通过收存的非易失性/易失性的半导体存储元件电气地进行信息的记录的结构。电视机ex300的各部经由同步总线相互连接。
首先,对电视机ex300将通过天线ex204等从外部取得的复用数据解码、再现的结构进行说明。电视机ex300接受来自遥控器ex220等的用户操作,基于具有CPU等的控制部ex310的控制,将由调制/解调部ex302解调的复用数据用复用/分离部ex303分离。进而,电视机ex300将分离的声音数据用声音信号处理部ex304解码,将分离的影像数据用影像信号处理部ex305使用在上述各实施方式中说明的解码方法解码。将解码后的声音信号、影像信号分别从输出部ex309朝向外部输出。在输出时,可以暂时将这些信号储存到缓冲器ex318、ex319等中,以使声音信号和影像信号同步再现。此外,电视机ex300也可以不是从广播等、而从磁/光盘、SD卡等的记录介质ex215、ex216读出编码的复用数据。接着,对电视机ex300将声音信号或影像信号编码、向外部发送或写入到记录介质等中的结构进行说明。电视机ex300接受来自遥控器ex220等的用户操作,基于控制部ex310的控制,由声音信号处理部ex304将声音信号编码,由影像信号处理部ex305将影像信号使用在上述各实施方式中说明的编码方法编码。将编码后的声音信号、影像信号用复用/分离部ex303复用,向外部输出。在复用时,可以暂时将这些信号储存到缓冲器ex320、ex321等中,以使声音信号和影像信号同步再现。另外,缓冲器ex318、ex319、ex320、ex321既可以如图示那样具备多个,也可以是共用一个以上的缓冲器的结构。进而,在图示以外,也可以是,在例如调制/解调部ex302或复用/分离部ex303之间等也作为避免系统的上溢、下溢的缓冲部而在缓冲器中储存数据。
此外,电视机ex300除了从广播等或记录介质等取得声音数据、影像数据以外,也可以具备受理麦克风或照相机的AV输入的结构,对从它们中取得的数据进行编码处理。另外,这里,将电视机ex300作为能够进行上述编码处理、复用、及外部输出的结构进行了说明,但也可以是,不能进行这些处理,而是仅能够进行上述接收、解码处理、外部输出的结构。
此外,在由读取器/记录器ex218从记录介质将复用数据读出、或写入的情况下,上述解码处理或编码处理由电视机ex300、读取器/记录器ex218的哪个进行都可以,也可以是电视机ex300和读取器/记录器ex218相互分担进行。
作为一例,将从光盘进行数据的读入或写入的情况下的信息再现/记录部ex400的结构表示在图20中。信息再现/记录部ex400具备以下说明的单元ex401、ex402、ex403、ex404、ex405、ex406、ex407。光头ex401对作为光盘的记录介质ex215的记录面照射激光斑而写入信息,检测来自记录介质ex215的记录面的反射光而读入信息。调制记录部ex402电气地驱动内置在光头ex401中的半导体激光器,根据记录数据进行激光的调制。再现解调部ex403将由内置在光头ex401中的光检测器电气地检测到来自记录面的反射光而得到的再现信号放大,将记录在记录介质ex215中的信号成分分离并解调,再现所需要的信息。缓冲器ex404将用来记录到记录介质ex215中的信息及从记录介质ex215再现的信息暂时保持。盘马达ex405使记录介质ex215旋转。伺服控制部ex406一边控制盘马达ex405的旋转驱动一边使光头ex401移动到规定的信息轨道,进行激光斑的追踪处理。系统控制部ex407进行信息再现/记录部ex400整体的控制。上述的读出及写入的处理由系统控制部ex407利用保持在缓冲器ex404中的各种信息、此外根据需要而进行新的信息的生成、追加、并且一边使调制记录部ex402、再现解调部ex403、伺服控制部ex406协调动作、一边通过光头ex401进行信息的记录再现来实现。系统控制部ex407例如由微处理器构成,通过执行读出写入的程序来执行它们的处理。
以上,假设光头ex401照射激光斑而进行了说明,但也可以是使用近场光进行高密度的记录的结构。
在图21中表示作为光盘的记录介质ex215的示意图。在记录介质ex215的记录面上,以螺旋状形成有导引槽(沟),在信息轨道ex230中,预先通过沟的形状的变化而记录有表示盘上的绝对位置的地址信息。该地址信息包括用来确定作为记录数据的单位的记录块ex231的位置的信息,通过在进行记录及再现的装置中将信息轨道ex230再现而读取地址信息,能够确定记录块。此外,记录介质ex215包括数据记录区域ex233、内周区域ex232、外周区域ex234。为了记录用户数据而使用的区域是数据记录区域ex233,配置在比数据记录区域ex233靠内周或外周的内周区域ex232和外周区域ex234用于用户数据的记录以外的特定用途。信息再现/记录部ex400对这样的记录介质ex215的数据记录区域ex233进行编码的声音数据、影像数据或复用了这些数据的编码数据的读写。
以上,举1层的DVD、BD等的光盘为例进行了说明,但并不限定于这些,也可以是多层构造、在表面以外也能够记录的光盘。此外,也可以是在盘的相同的地方使用不同波长的颜色的光记录信息、或从各种角度记录不同的信息的层等、进行多维的记录/再现的构造的光盘。
此外,在数字广播用系统ex200中,也可以由具有天线ex205的车ex210从卫星ex202等接收数据、在车ex210具有的车载导航仪ex211等的显示装置上再现运动图像。另外,车载导航仪ex211的结构可以考虑例如在图19所示的结构中添加GPS接收部的结构,在计算机ex111及便携电话ex114等中也可以考虑同样的结构。
图22A是表示使用在上述实施方式中说明的运动图像解码方法和运动图像编码方法的便携电话ex114的图。便携电话ex114具有由用来在与基站ex110之间收发电波的天线ex350、能够拍摄影像、静止图像的照相机部ex365、显示将由照相机部ex365摄影的影像、由天线ex350接收到的影像等解码后的数据的液晶显示器等的显示部ex358。便携电话ex114还具有包含操作键部ex366的主体部、用来进行声音输出的扬声器等的声音输出部ex357、用来进行声音输入的麦克风等的声音输入部ex356、保存拍摄到的影像、静止图像、录音的声音、或者接收到的影像、静止图像、邮件等的编码后的数据或者解码后的数据的存储器部ex367、或者作为与同样保存数据的记录介质之间的接口部的插槽部ex364。
进而,使用图22B对便携电话ex114的结构例进行说明。便携电话ex114对于合并控制具备显示部ex358及操作键部ex366的主体部的各部的主控制部ex360,将电源电路部ex361、操作输入控制部ex362、影像信号处理部ex355、照相机接口部ex363、LCD(LiquidCrystal Display:液晶显示器)控制部ex359、调制/解调部ex352、复用/分离部ex353、声音信号处理部ex354、插槽部ex364、存储器部ex367经由总线ex370相互连接。
电源电路部ex361如果通过用户的操作使通话结束及电源键成为开启状态,则通过从电池组对各部供给电力,便携电话ex114起动为能够动作的状态。
便携电话ex114基于具有CPU、ROM及RAM等的主控制部ex360的控制,在语音通话模式时,将由声音输入部ex356集音的声音信号通过声音信号处理部ex354变换为数字声音信号,将其用调制/解调部ex352进行波谱扩散处理,由发送/接收部ex351实施数字模拟变换处理及频率变换处理后经由天线ex350发送。此外,便携电话ex114在语音通话模式时,将由天线ex350接收到的接收数据放大并实施频率变换处理及模拟数字变换处理,用调制/解调部ex352进行波谱逆扩散处理,通过声音信号处理部ex354变换为模拟声音数据后,将其经由声音输出部ex357输出。
进而,在数据通信模式时发送电子邮件的情况下,将通过主体部的操作键部ex366等的操作输入的电子邮件的文本数据经由操作输入控制部ex362向主控制部ex360送出。主控制部ex360将文本数据用调制/解调部ex352进行波谱扩散处理,由发送/接收部ex351实施数字模拟变换处理及频率变换处理后,经由天线ex350向基站ex110发送。在接收电子邮件的情况下,对接收到的数据执行上述处理的大致逆处理,并输出到显示部ex350。
在数据通信模式时,在发送影像、静止图像、或者影像和声音的情况下,影像信号处理部ex355将从照相机部ex365供给的影像信号通过上述各实施方式所示的运动图像编码方法进行压缩编码(即,作为本发明的一个方式的图像编码装置发挥作用),将编码后的影像数据送出至复用/分离部ex353。另外,声音信号处理部ex354对通过照相机部ex365拍摄影像、静止图像等的过程中用声音输入部ex356集音的声音信号进行编码,将编码后的声音数据送出至复用/分离部ex353。
复用/分离部ex353通过规定的方式,对从影像信号处理部ex355供给的编码后的影像数据和从声音信号处理部ex354供给的编码后的声音数据进行复用,将其结果得到的复用数据用调制/解调部(调制/解调电路部)ex352进行波谱扩散处理,由发送/接收部ex351实施数字模拟变换处理及频率变换处理后,经由天线ex350发送。
在数据通信模式时接收到链接到主页等的运动图像文件的数据的情况下,或者接收到附加了影像或者声音的电子邮件的情况下,为了对经由天线ex350接收到的复用数据进行解码,复用/分离部ex353通过将复用数据分离,分为影像数据的比特流和声音数据的比特流,经由同步总线ex370将编码后的影像数据向影像信号处理部ex355供给,并将编码后的声音数据向声音信号处理部ex354供给。影像信号处理部ex355通过与上述各实施方式所示的运动图像编码方法相对应的运动图像解码方法进行解码,由此对影像信号进行解码(即,作为本发明的一个方式的图像解码装置发挥作用),经由LCD控制部ex359从显示部ex358显示例如链接到主页的运动图像文件中包含的影像、静止图像。另外,声音信号处理部ex354对声音信号进行解码,从声音输出部ex357输出声音。
此外,上述便携电话ex114等的终端与电视机ex300同样,除了具有编码器、解码器两者的收发型终端以外,还可以考虑只有编码器的发送终端、只有解码器的接收终端的3种安装形式。另外,在数字广播用系统ex200中,设为发送、接收在影像数据中复用了音乐数据等得到的复用数据而进行了说明,但除声音数据之外复用了与影像关联的字符数据等的数据也可以,不是复用数据而是影像数据本身也可以。
这样,将在上述各实施方式中表示的运动图像编码方法或运动图像解码方法用在上述哪种设备、系统中都可以,通过这样,能够得到在上述各实施方式中说明的效果。
此外,本发明并不限定于这样的上述实施方式,能够不脱离本发明的范围而进行各种变形或修正。
(实施方式4)
也可以通过将在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置、与依据MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等不同的标准的运动图像编码方法或装置根据需要而适当切换,来生成影像数据。
这里,在生成分别依据不同的标准的多个影像数据的情况下,在解码时,需要选择对应于各个标准的解码方法。但是,由于不能识别要解码的影像数据依据哪个标准,所以产生不能选择适当的解码方法的问题。
为了解决该问题,在影像数据中复用了声音数据等的复用数据采用包含表示影像数据依据哪个标准的识别信息的结构。以下,说明包括通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据在内的复用数据的具体的结构。复用数据是MPEG-2传输流形式的数字流。
图23是表示复用数据的结构的图。如图23所示,复用数据通过将视频流、音频流、演示图形流(PG)、交互图形流中的1个以上进行复用而得到。视频流表示电影的主影像及副影像,音频流(IG)表示电影的主声音部分和与该主声音混合的副声音,演示图形流表示电影的字幕。这里,所谓主影像,表示显示在画面上的通常的影像,所谓副影像,是在主影像中用较小的画面显示的影像。此外,交互图形流表示通过在画面上配置GUI部件而制作的对话画面。视频流通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置、依据以往的MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等标准的运动图像编码方法或装置编码。音频流由杜比AC-3、Dolby Digital Plus、MLP、DTS、DTS-HD、或线性PCM等的方式编码。
包含在复用数据中的各流通过PID被识别。例如,对在电影的影像中使用的视频流分配0x1011,对音频流分配0x1100到0x111F,对演示图形分配0x1200到0x121F,对交互图形流分配0x1400到0x141F,对在电影的副影像中使用的视频流分配0x1B00到0x1B1F,对与主声音混合的副声音中使用的音频流分配0x1A00到0x1A1F。
图24是示意地表示复用数据怎样被复用的图。首先,将由多个视频帧构成的视频流ex235、由多个音频帧构成的音频流ex238分别变换为PES包序列ex236及ex239,并变换为TS包ex237及ex240。同样,将演示图形流ex241及交互图形ex244的数据分别变换为PES包序列ex242及ex245,再变换为TS包ex243及ex246。复用数据ex247通过将这些TS包复用到1条流中而构成。
图25更详细地表示在PES包序列中怎样保存视频流。图25的第1段表示视频流的视频帧序列。第2段表示PES包序列。如图25的箭头yy1、yy2、yy3、yy4所示,视频流中的多个作为Video Presentation Unit的I图片、B图片、P图片按每个图片被分割并保存到PES包的有效载荷中。各PES包具有PES头,在PES头中,保存有作为图片的显示时刻的PTS(Presentation Time-Stamp)及作为图片的解码时刻的DTS(Decoding Time-Stamp)。
图26表示最终写入在复用数据中的TS包的形式。TS包是由具有识别流的PID等信息的4字节的TS头和保存数据的184字节的TS有效载荷构成的188字节固定长度的包,上述PES包被分割并保存到TS有效载荷中。在BD-ROM的情况下,对于TS包赋予4字节的TP_Extra_Header,构成192字节的源包,写入到复用数据中。在TP_Extra_Header中记载有ATS(Arrival_Time_Stamp)等信息。ATS表示该TS包向解码器的PID滤波器的转送开始时刻。在复用数据中,源包如图26下段所示排列,从复用数据的开头起递增的号码被称作SPN(源包号)。
此外,在复用数据所包含的TS包中,除了影像、声音、字幕等的各流以外,还有PAT(Program Association Table)、PMT(Program Map Table)、PCR(Program ClockReference)等。PAT表示在复用数据中使用的PMT的PID是什么,PAT自身的PID被登记为0。PMT具有复用数据所包含的影像、声音、字幕等的各流的PID、以及与各PID对应的流的属性信息,还具有关于复用数据的各种描述符。在描述符中,有指示许可/不许可复用数据的拷贝的拷贝控制信息等。PCR为了取得作为ATS的时间轴的ATC(Arrival Time Clock)与作为PTS及DTS的时间轴的STC(System Time Clock)的同步,拥有与该PCR包被转送至解码器的ATS对应的STC时间的信息。
图27是详细地说明PMT的数据构造的图。在PMT的开头,配置有记述了包含在该PMT中的数据的长度等的PMT头。在其后面,配置有多个关于复用数据的描述符。上述拷贝控制信息等被记载为描述符。在描述符之后,配置有多个关于包含在复用数据中的各流的流信息。流信息由记载有用来识别流的压缩编解码器的流类型、流的PID、流的属性信息(帧速率、纵横比等)的流描述符构成。流描述符存在复用数据中存在的流的数量。
在记录到记录介质等中的情况下,将上述复用数据与复用数据信息文件一起记录。
复用数据信息文件如图28所示,是复用数据的管理信息,与复用数据一对一地对应,由复用数据信息、流属性信息以及入口映射构成。
复用数据信息如图28所示,由系统速率、再现开始时刻、再现结束时刻构成。系统速率表示复用数据的向后述的系统目标解码器的PID滤波器的最大转送速率。包含在复用数据中的ATS的间隔设定为成为系统速率以下。再现开始时刻是复用数据的开头的视频帧的PTS,再现结束时刻设定为对复用数据的末端的视频帧的PTS加上1帧量的再现间隔的值。
流属性信息如图29所示,按每个PID登记有关于包含在复用数据中的各流的属性信息。属性信息具有按视频流、音频流、演示图形流、交互图形流而不同的信息。视频流属性信息具有该视频流由怎样的压缩编解码器压缩、构成视频流的各个图片数据的分辨率是多少、纵横比是多少、帧速率是多少等的信息。音频流属性信息具有该音频流由怎样的压缩编解码器压缩、包含在该音频流中的声道数是多少、对应于哪种语言、采样频率是多少等的信息。这些信息用于在播放器再现之前的解码器的初始化等中。
在本实施方式中,使用上述复用数据中的、包含在PMT中的流类型。此外,在记录介质中记录有复用数据的情况下,使用包含在复用数据信息中的视频流属性信息。具体而言,在上述各实施方式示出的运动图像编码方法或装置中,设置如下步骤或单元,该步骤或单元对包含在PMT中的流类型、或视频流属性信息,设定表示是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据的固有信息。通过该结构,能够识别通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据、和依据其他标准的影像数据。
此外,在图30中表示本实施方式的运动图像解码方法的步骤。在步骤exS100中,从复用数据中取得包含在PMT中的流类型、或包含在复用数据信息中的视频流属性信息。接着,在步骤exS101中,判断流类型、或视频流属性信息是否表示是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的复用数据。并且,在判断为流类型、或视频流属性信息是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的复用数据情况下,在步骤exS102中,通过在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法进行解码。此外,在流类型、或视频流属性信息表示是依据以往的MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等的标准的复用数据的情况下,在步骤exS103中,通过依据以往的标准的运动图像解码方法进行解码。
这样,通过在流类型、或视频流属性信息中设定新的固有值,在解码时能够判断是否能够通过在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法或装置解码。因而,在被输入了依据不同的标准的复用数据的情况下,也能够选择适当的解码方法或装置,所以能够不发生错误地进行解码。此外,将在本实施方式中示出的运动图像编码方法或装置、或者运动图像解码方法或装置用在上述任何设备、系统中。
(实施方式5)
在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法及装置、运动图像解码方法及装置典型地可以由作为集成电路的LSI实现。作为一例,在图31中表示1芯片化的LSIex500的结构。LSIex500具备以下说明的单元ex501、ex502、ex503、ex504、ex505、ex506、ex507、ex508、ex509,各单元经由总线ex510连接。电源电路部ex505通过在电源是开启状态的情况下对各部供给电力,起动为能够动作的状态。
例如在进行编码处理的情况下,LSIex500基于具有CPUex502、存储器控制器ex503、流控制器ex504、驱动频率控制部ex512等的控制部ex501的控制,通过AV I/Oex509从麦克风ex117及照相机ex113等输入AV信号。被输入的AV信号暂时储存在SDRAM等的外部的存储器ex511中。基于控制部ex501的控制,将储存的数据根据处理量及处理速度适当地分为多次等,向信号处理部ex507发送,在信号处理部ex507中进行声音信号的编码及/或影像信号的编码。这里,影像信号的编码处理是在上述各实施方式中说明的编码处理。在信号处理部ex507中,还根据情况而进行将编码的声音数据和编码的影像数据复用等的处理,从流I/Oex506向外部输出。将该输出的比特流向基站ex107发送、或写入到记录介质ex215中。另外,在复用时,可以暂时将数据储存到缓冲器ex508中以使其同步。
另外,在上述中,设存储器ex511为LSIex500的外部的结构进行了说明,但也可以是包含在LSIex500的内部中的结构。缓冲器ex508也并不限定于一个,也可以具备多个缓冲器。此外,LSIex500既可以形成1个芯片,也可以形成多个芯片。
此外,在上述中,假设控制部ex510具有CPUex502、存储器控制器ex503、流控制器ex504、驱动频率控制部ex512等,但控制部ex510的结构并不限定于该结构。例如,也可以是信号处理部ex507还具备CPU的结构。通过在信号处理部ex507的内部中也设置CPU,能够进一步提高处理速度。此外,作为其他例,也可以是CPUex502具备信号处理部ex507、或作为信号处理部ex507的一部分的例如声音信号处理部的结构。在这样的情况下,控制部ex501为具备具有信号处理部ex507或其一部分的CPUex502的结构。
另外,这里设为LSI,但根据集成度的差异,也有称作IC、系统LSI、超级(super)LSI、特级(ultra)LSI的情况。
此外,集成电路化的方法并不限定于LSI,也可以由专用电路或通用处理器实现。也可以利用在LSI制造后能够编程的FPGA(Field Programmable Gate Array)、或能够重构LSI内部的电路单元的连接及设定的可重构处理器。
进而,如果因半导体技术的进步或派生的其他技术而出现代替LSI的集成电路化的技术,则当然也可以使用该技术进行功能模块的集成化。有可能是生物技术的应用等。
(实施方式6)
在将通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据解码的情况下,考虑到与将依据以往的MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等标准的影像数据的情况相比处理量会增加。因此,在LSIex500中,需要设定为比将依据以往的标准的影像数据解码时的CPUex502的驱动频率更高的驱动频率。但是,如果将驱动频率设得高,则发生消耗电力变高的问题。
为了解决该问题,电视机ex300、LSIex500等的运动图像解码装置采用识别影像数据依据哪个标准、并根据标准切换驱动频率的结构。图32表示本实施方式的结构ex800。驱动频率切换部ex803在影像数据是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的情况下,将驱动频率设定得高。并且,对执行在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法的解码处理部ex801指示将影像数据解码。另一方面,在影像数据是依据以往的标准的影像数据的情况下,与影像数据是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的数据的情况相比,将驱动频率设定得低。并且,对依据以往的标准的解码处理部ex802指示将影像数据解码。
更具体地讲,驱动频率切换部ex803由图31的CPUex502和驱动频率控制部ex512构成。此外,执行在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法的解码处理部ex801、以及依据以往的标准的解码处理部ex802对应于图31的信号处理部ex507。CPUex502识别影像数据依据哪个标准。并且,基于来自CPUex502的信号,驱动频率控制部ex512设定驱动频率。此外,基于来自CPUex502的信号,信号处理部ex507进行影像数据的解码。这里,可以考虑在影像数据的识别中使用例如在实施方式4中记载的识别信息。关于识别信息,并不限定于在实施方式4中记载的信息,只要是能够识别影像数据依据哪个标准的信息就可以。例如,在基于识别影像数据利用于电视机还是利用于盘等的外部信号,来能够识别影像数据依据哪个标准的情况下,也可以基于这样的外部信号进行识别。此外,CPUex502的驱动频率的选择例如可以考虑如图34所示的将影像数据的标准与驱动频率建立对应的查找表进行。将查找表预先保存到缓冲器ex508、或LSI的内部存储器中,CPUex502通过参照该查找表,能够选择驱动频率。
图33表示实施本实施方式的方法的步骤。首先,在步骤exS200中,在信号处理部ex507中,从复用数据中取得识别信息。接着,在步骤exS201中,在CPUex502中,基于识别信息识别影像数据是否是通过在上述各实施方式中示出的编码方法或装置生成的数据。在影像数据是通过在上述各实施方式中示出的编码方法或装置生成的数据的情况下,在步骤exS202中,CPUex502向驱动频率控制部ex512发送将驱动频率设定得高的信号。并且,在驱动频率控制部ex512中设定为高的驱动频率。另一方面,在表示是依据以往的MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等的标准的影像数据的情况下,在步骤exS203中,CPUex502向驱动频率控制部ex512发送将驱动频率设定得低的信号。并且,在驱动频率控制部ex512中,设定为与影像数据是通过在上述各实施方式中示出的编码方法或装置生成的数据的情况相比更低的驱动频率。
进而,通过与驱动频率的切换连动而变更对LSIex500或包括LSIex500的装置施加的电压,由此能够进一步提高节电效果。例如,在将驱动频率设定得低的情况下,随之,可以考虑与将驱动频率设定得高的情况相比,将对LSIex500或包括LSIex500的装置施加的电压设定得低。
此外,驱动频率的设定方法只要是在解码时的处理量大的情况下将驱动频率设定得高、在解码时的处理量小的情况下将驱动频率设定得低就可以,并不限定于上述的设定方法。例如,可以考虑在将依据MPEG4-AVC标准的影像数据解码的处理量大于将通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据解码的处理量的情况下,与上述的情况相反地进行驱动频率的设定。
进而,驱动频率的设定方法并不限定于使驱动频率低的结构。例如,也可以考虑在识别信息是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据的情况下,将对LSIex500或包括LSIex500的装置施加的电压设定得高,在表示是依据以往的MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等的标准的影像数据的情况下,将对LSIex500或包括LSIex500的装置施加的电压设定得低。此外,作为另一例,也可以考虑在识别信息表示是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据的情况下,不使CPUex502的驱动停止,在表示是依据以往的MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等的标准的影像数据的情况下,由于在处理中有富余,所以使CPUex502的驱动暂停。也可以考虑在识别信息表示是通过在上述各实施方式中示出的运动图像编码方法或装置生成的影像数据的情况下,也只要在处理中有富余则使CPUex502的驱动暂停。在此情况下,可以考虑与表示是依据以往的MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等的标准的影像数据的情况相比,将停止时间设定得短。
这样,根据影像数据所依据的标准来切换驱动频率,由此能够实现节电化。此外,在使用电池来驱动LSIex500或包括LSIex500的装置的情况下,能够随着节电而延长电池的寿命。
(实施方式7)
在电视机、便携电话等上述的设备、系统中,有时被输入依据不同的标准的多个影像数据。这样,为了使得在被输入了依据不同的标准的多个影像数据的情况下也能够解码,LSIex500的信号处理部ex507需要对应于多个标准。但是,如果单独使用对应于各个标准的信号处理部ex507,则发生LSIex500的电路规模变大、此外成本增加的问题。
为了解决该问题,采用将用来执行在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法的解码处理部、和依据以往的MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等的标准的解码处理部一部分共用的结构。图35A的ex900表示该结构例。例如,在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法和依据MPEG4-AVC标准的运动图像解码方法在熵编码、逆量化、解块滤波器、运动补偿等的处理中有一部分处理内容共通。可以考虑如下结构:关于共通的处理内容,共用对应于MPEG4-AVC标准的解码处理部ex902,关于不对应于MPEG4-AVC标准的本发明的一个方式所特有的其他的处理内容,使用专用的解码处理部ex901。特别是,本发明在熵解码方面具有特征,因此可以考虑例如对于熵解码使用专用的解码处理部ex901,对于除此之外的解块滤波、运动补偿、逆量化中的某一个或者全部的处理,共用解码处理部。关于解码处理部的共用,也可以是如下结构:关于共通的处理内容,共用用来执行在上述各实施方式中示出的运动图像解码方法的解码处理部,关于MPEG4-AVC标准所特有的处理内容,使用专用的解码处理部。
此外,用图35B的ex1000表示将处理一部分共用的另一例。在该例中,采用使用与本发明的一个方式所特有的处理内容对应的专用的解码处理部ex1001、和与其他的以往标准所特有的处理内容对应的专用的解码处理部ex1002、和与在本发明的一个方式的运动图像解码方法和其他的以往标准的运动图像解码方法中共通的处理内容对应的共用的解码处理部ex1003的结构。这里,专用的解码处理部ex1001、ex1002并不一定是为本发明的一个方式、或者其他的以往标准所特有的处理内容而特殊化的,可以是能够执行其他的通用处理的结构。此外,也能够由LSIex500安装本实施方式的结构。
这样,对于在本发明的一个方式的运动图像解码方法和以往的标准的运动图像解码方法中共通的处理内容,共用解码处理部,由此能够减小LSI的电路规模并且降低成本。
产业上的可利用性
有关本发明的一技术方案的图像编码装置及图像解码装置例如能够在电视接收机、数字视频记录机、汽车导航仪、便携电话、数字照相机或数字摄像机等中使用。
标号说明
100、200、1000 图像解码装置
101、1001 第1解码部
102、1002 第2解码部
103、1003 解码控制部
104、1004 复原部
110 算术解码部
210 熵解码部
220、430 逆量化/逆变换部
225、435 加法器
230、440 解块滤波器
240、450 存储器
250、460 帧内预测部
260、480 运动补偿部
270、490 帧内/帧间切换开关
300、400 图像编码装置
310 二值化部
320 算术编码部
321 第1编码部
322 第2编码部
323 编码控制部
405 减法器
410 变换/量化部
420 熵编码部
470 运动检测部

Claims (2)

1.一种图像解码方法,将表示解码对象块所包含的多个系数之中按照预先决定的顺序排在最后的非零系数的位置的LAST位置信息解码,其特征在于,
包括:
第1解码步骤,将在第1信号中包含的各个二值码元根据该二值码元的位位置切换上下文而进行算术解码,上述第1信号是包含在上述LAST位置信息的二值化信号中的第1信号,具有预先决定的最大长度以下的长度;以及
第2解码步骤,在上述LAST位置信息的二值化信号包含第2信号的情况下,使用固定概率将上述第2信号算术解码,
在上述第1解码步骤中,在上述第1信号具有上述预先决定的最大长度的情况下,当上述解码对象块的变换尺寸为8×8以上时,将上述第1信号的最后的位位置的二值码元使用上述最后的位位置所专用的上下文进行算术解码,将上述第1信号的最后的位位置以外的至少两个位位置的各个二值码元使用上述至少两个位位置所共用的上下文进行算术解码。
2.一种图像解码装置,将表示解码对象块所包含的多个系数之中按照预先决定的顺序排在最后的非零系数的位置的LAST位置信息解码,上述图像解码装置具有:
处理电路和与上述处理电路连接的存储装置,
上述处理电路使用上述存储装置来执行权利要求1所述的图像解码方法。
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