JP2008141530A - 画像符号化装置及び画像符号化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｈ．２６４／ＡＶＣのＣＡＢＡＣを実現するための各処理部に適切な動作周波数を割り当てて消費電力を低減できるようにする。
【解決手段】入力データを二値化処理して二値化データ列を生成し出力する二値化部３０１と、二値化データ列に基づいてコンテキストインデックスを生成するコンテキスト計算部３０４及び二値化データ列を二値算術符号化する二値算術符号化部３０７との間に、二値化部からの二値化データ列を一時的に保持するバッファ部３０２を設け、符号化対象の二値データを入力データによって大きく変化させることなく固定されたレートでコンテキスト計算部及び二値算術符号化部に出力するようにして、二値化部より出力される二値化データ列の最大ビット長に合わせた動作周波数よりも、低い動作周波数でコンテキスト計算部及び二値算術符号化部を動作させ、消費電力を低減できるようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像データに二値算術符号化処理を施し、画像データを符号化する画像符号化装置及び画像符号化方法に関する。

デジタル放送やＤＶＤにおけるＭＰＥＧ−２方式の採用や、第３世代携帯電話のインターネット・ストリーミングや移動体通信などの分野におけるＭＰＥＧ−４方式の採用などにより、映像信号のデジタル圧縮技術は、近年非常に身近なものとなっている。その背景には、蓄積メディアの大容量化、ネットワークの高速化、プロセッサの高性能化、システムＬＳＩの大規模・低価格化などがある。このように、デジタル圧縮を必要とする映像応用システムを支える環境が着々と整ってきている。

また、それと並行して、さらなる高解像度・高画質化、多チャネル化、録画時間の延長などを目的として、より高圧縮率を目指す符号化方式の開発が国際標準化団体を中心に行われてきた。このような流れを受けて、符号化方式Ｈ．２６４／ＡＶＣ（Advanced Video Coding）が、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）とＩＳＯ（International Organization for Standardization）／ＩＥＣ（International Electrotechnical Commission）の動画像符号化専門家グループ（ＭＰＥＧ：Moving Picture Experts Group）の共同で標準化された。この符号化方式は、ＭＰＥＧ−４ ｐａｒｔ１０としても知られ、その符号化方法等は非特許文献１に記載されている。

Ｈ．２６４／ＡＶＣでは、構文要素（Ｓｙｎｔａｘ Ｅｌｅｍｅｎｔ、以下、ＳＥとも呼ぶ。）の符号化を行う可変長符号化（エントロピー符号化）方法として、以下の２種類を規定している。１つは、ＣＡＶＬＣ（Context-Adaptive Variable Length Coding）であり、もう１つはＣＡＢＡＣ（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）である。

ＣＡＢＡＣでは、二値算術符号化の符号化対象であるＳＥを入力とし、そのＳＥに対して可変長符号化を行う。ＣＡＢＡＣにて入力される二値算術符号化の符号化対象のＳＥには、符号化モード、動きベクトル、及び変換係数データ等がある。

ＣＡＢＡＣを実現する符号化回路は、二値化部、コンテキスト計算部、及び二値算術符号化部を有する。二値化部は、入力されるＳＥに対して二値化処理を行い、コンテキスト計算部は、現在符号化処理を行っているカレントマクロブロックの周辺情報など符号化状態にかかわるコンテキストを導出する。二値算術符号化部は、二値化部及びコンテキスト計算部からの出力データを受けて二値算術符号化処理を行う。

ＣＡＢＡＣによる符号化方法では、二値算術符号化を用いて可変長符号化を行うことから、膨大な演算量が必要とされる。ＣＡＢＡＣを用いた符号化を実現するためには、演算量の削減等が望まれており、それに対して、特許文献１に記載のような技術が提案されている。

以下、ＣＡＢＡＣについて説明する。
図４は、Ｈ．２６４／ＡＶＣ（ＭＰＥＧ−４ ｐａｒｔ１０）方式に係る規格において定められているＣＡＢＡＣを実現するための機能構成を示す図である。図４において、４００はＣＡＢＡＣを実現するための全体構成を示しており、二値化部４０１、コンテキスト計算部４０２、コンテキストメモリ４０３、及び二値算術符号化部４０４から構成されている。

二値化部４０１には、ＳＥ４０が入力される。二値化部４０１は、ＳＥ４０に応じた二値化方法でＳＥ４０に対し二値化処理を施して二値化データ列４１を生成し、二値算術符号化部４０４に出力する。二値化データ列４１を構成する１ビットずつが二値算術符号化の符号化対象であり、ここでは二値算術符号化の符号化対象１ビット分を、シンボルと呼ぶことにする。

また、二値化部４０１は、二値化データ列４１とともにコンテキスト計算処理を行うのに必要な信号４２を生成し、コンテキスト計算部４０２に出力する。この信号４２は、Ｈ．２６４／ＡＶＣ（ＭＰＥＧ−４ ｐａｒｔ１０）方式に係る規格書において、ｂｉｎＩｄｘ、ｍａｘＢｉｎＩｄｘＣｔｘ、ｃｔｘＩｄｘＯｆｆｓｅｔと呼ばれている信号であり、その内容については規格書に記されている。

コンテキスト計算部４０２には、ＳＥ４０が入力されるとともに、二値化部４０１からの信号４２が入力される。コンテキスト計算部４０２は、ＳＥ４０及び信号４２に基づいて各シンボルの出現確率を決定するコンテキストインデックス（以下、ｃｔｘＩｄｘと呼ぶ）４３を生成し、コンテキストメモリ４０３に出力する。

コンテキストメモリ４０３には、コンテキスト計算部４０２の出力であるｃｔｘＩｄｘ４３が入力されるとともに、二値算術符号化部４０４から更新データ４５が入力される。コンテキストメモリ４０３には、遷移状態番号と、その遷移状態番号に対応した次に入力される二値算術符号化の符号化対象であるシンボルを予測した値（予測シンボル）が格納されている。コンテキストメモリ４０３に格納されているこれらの値は、二値算術符号化部４０４にデータ４４として出力される。なお、二値算術符号化部４０４から入力される更新データ４５は、前記遷移状態番号と前記予測シンボルである。

二値算術符号化部４０４は、二値化部４０１からの二値算術符号化の符号化対象であるシンボルの二値化データ列４１と、コンテキストメモリ４０３からの遷移状態番号及び予測シンボル（データ４４）とを受け取り、二値算術符号化を行う。そして、二値算術符号化部４０４は、二値算術符号化して得られたストリームデータ４６を出力する。

特開２００５−１８４２３２号公報 MPEG4 part-10:AVC（ISO/IEC 14496-10）規格書

しかしながら、上述した従来技術においては、以下のような課題が存在する。
従来技術における二値算術符号化部４０４は、１シンボル（１ビット）を二値算術符号化した結果を用いて、次のシンボルを二値算術符号化する構成になっている。このため、二値化部４０１から出力された二値算術符号化対象である二値化データ列４１を１シンボルずつ二値算術符号化しなければならず、二値算術符号化部４０４は並列に動作させることができない。

また、従来の二値化部４０１は、入力されたＳＥ４０に応じた二値化方式でＳＥ４０を二値化処理することから、二値算術符号化対象の二値化データ列４１は、可変長である。したがって、二値化部４０１から一定の時間内に出力される二値化データ列４１のビット長（シンボル数）は、入力されるＳＥ４０によって異なる。例えば、入力ＳＥ４０に対して二値化データ列４１が１ビットしか出力されないこともあれば、入力ＳＥ４０に対して数十ビットの二値化データ列４１が出力されることもある。
また、従来のコンテキスト計算部４０２は、二値化データ列４１の１シンボル毎にｃｔｘＩｄｘ４３を求めなければならない構成となっている。

このような構成であるため、従来技術におけるコンテキスト計算部４０２、コンテキストメモリ４０３、及び二値算術符号化部４０４による一連の処理は、ＳＥ４０が入力されてから次のＳＥ４０が入力されるまでの時間内に処理を終えなければならない。そのため、これら機能部４０２〜４０４は、二値化部４０１から出力される二値化データ列４１が最大ビット長である場合にも、ＳＥ４０が入力されてから次のＳＥ４０が入力されるまでの時間内に処理を終えることができるような高い動作周波数が要求される。

しかしながら、二値化部４０１の出力である二値化データ列４１は、上述したように入力されるＳＥ４０によってビット長が異なる。そのため、二値化データ列４１のビット長が最大である場合以外においては、コンテキスト計算部４０２、コンテキストメモリ４０３、及び二値算術符号化部４０４に高い動作周波数は必要ないので、電力が無駄に消費されてしまうという問題点があった。

ディジタルカメラやディジタルビデオカメラ等の利用可能な電力が制限される機器に、Ｈ．２６４／ＡＶＣのＣＡＢＡＣを実現する符号化回路を組み込んだ場合には、電力を無駄に消費するという問題は、製品化する際の大きな課題となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＣＡＢＡＣを実現するための各処理部に適切な動作周波数を割り当てて消費電力を低減できるようにすることを目的とする。

本発明の画像符号化装置は、二値算術符号化を用いて、入力画像データをエントロピー符号化する画像符号化装置であって、前記入力画像データに二値化処理を施して二値化データ列を生成する二値化手段と、前記二値化手段により生成された二値化データ列を保持するバッファ手段と、前記バッファ手段より出力された二値化データ列に基づいて、二値算術符号化に係るインデックスデータを生成するインデックス生成手段と、前記バッファ手段より出力された二値化データ列及び前記インデックス生成手段により生成されたインデックスデータを受け、前記二値化データ列を二値算術符号化する二値算術符号化手段とを備えることを特徴とする。
本発明の画像符号化方法は、二値算術符号化を用いて、入力画像データをエントロピー符号化する画像符号化方法であって、前記入力画像データに二値化処理を施して二値化データ列を生成する二値化工程と、前記二値化工程にて生成された二値化データ列をバッファ手段に第１の動作周波数で書き込む書き込み工程と、前記バッファ手段に書き込まれた二値化データ列を第２の動作周波数で読み出して、二値算術符号化に係るインデックスデータを生成するインデックス生成工程と、前記バッファ手段より第２の動作周波数で読み出された二値化データ列及び前記生成されたインデックスデータを受け、前記二値化データ列を二値算術符号化する二値算術符号化工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、二値算術符号化を用いて入力画像データをエントロピー符号化する場合に、入力画像データに対する二値化処理と、二値算術符号化に係るインデックスデータの生成処理及び二値算術符号化処理とをそれぞれ適切な動作周波数で行うことができる。したがって、インデックスデータ生成処理及び二値算術符号化処理について、二値化処理で生成される二値化データ列の最大ビット長に合わせた高い動作周波数を要求されることはなくなり、低い動作周波数を割り当てることができ、消費電力を低減できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態による画像符号化装置を適用した通信システム１００の構成例を示す図である。
図１に示すように通信システム１００は、情報源１０１からの音声、画像、データ等送りたい情報を符号化して送信するための送信機１０２と、送られてくる情報を受信して復号し受信者１０９に提供するための受信機１０６を有する。送信機１０２と受信機１０６は、物理的に送信信号を通す伝送メディアである伝送媒体１０５を介して通信可能となっている。なお、伝送媒体１０５は、送信機１０２と受信機１０６の間での信号の送受信によりデータ通信可能とするものに限らず、送信機１０２と受信機１０６の間でデータを移動可能とする光ディスク、磁気ディスク及び半導体メモリ等の記録媒体であっても良い。

送信機１０２は、符号化装置１０３と送信装置１０４を有する。
符号化装置１０３は、情報源１０１からの情報（例えば、ディジタルビデオカメラ等で記録した音声や映像、あるいはディジタルカメラ等で撮像した画像など）を符号化する。符号化装置１０３は、入力画像データに対して、動き補償予測付きフレーム間予測、可変ブロックサイズ動き補償予測、離散コサイン変換・アダマール変換、量子化、可変長符号化等の処理を施し、圧縮したフレーム画像データ（ビットストリーム）を生成する。送信装置１０４は、符号化装置１０３により生成されたフレーム画像データを変調し、衛星放送波、ケーブルＴＶ網、電話回線網、携帯電話回線網などの伝送媒体１０５を介して送信する。

受信機１０６は、受信装置１０７と復号化装置１０８を有する。
受信装置１０７は、伝送媒体１０５を介して送られてくる信号を受信し、受信信号を復調して圧縮されたフレーム画像データを得る。復号化装置１０８は、受信装置１０７で復調して得られた圧縮されたフレーム画像データを、可変長復号化、逆量子化、逆変換等の処理を施すことにより伸張し、フレーム画像データを再生する。復号化装置１０８は、符号化装置１０３の符号化処理に対応した復号処理を行うものであり、従来の復号化装置と同様に構成される。

次に、符号化装置１０３について説明する。
図２は、図１に示した符号化装置１０３の構成例を示す図である。符号化装置１０３は、直交変換・量子化回路２０１、エントロピー符号化回路２０２、逆量子化・逆直交変換回路２０３、デブロッキングフィルタ２０４、イントラ予測回路２０５、フレームメモリ２０６、及び動き検出・補償回路２０７を有する。また、符号化装置１０３は、符号量制御回路２０８、スイッチ２０９、及び加算器２１０を有する。

入力画像データ２０は、動き検出・補償回路２０７、符号量制御回路２０８、及び加算器２１０に入力される。
加算器２１０は、後述するスイッチ２０９から送られてくる予測画像データ２７を入力画像データ２０から減算し、入力画像データ２０と予測画像データ２７との差分を示す差分画像データ２１を生成して直交変換・量子化回路２０１に出力する。

直交変換・量子化回路２０１は、加算器２１０から入力される差分画像データ２１に対し、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）変換やアダマール変換などの直交変換を施して、ＤＣＴ係数等の変換係数を生成する。さらに、直交変換・量子化回路２０１は、後述する符号量制御回路２０８から供給された量子化パラメータに基づいて、ＤＣＴ係数等の変換係数を量子化して量子化変換係数信号２２を生成する。直交変換・量子化回路２０１での直交変換及び量子化により生成された量子化変換係数信号２２は、エントロピー符号化回路２０２及び逆量子化・逆直交変換回路２０３に出力される。

エントロピー符号化回路２０２は、量子化変換係数信号２２及び後述する動き検出・補償回路２０７からの動きベクトル信号２８に基づき、エントロピー符号化（可変長符号化）を行う。具体的には、エントロピー符号化回路２０２は、量子化変換係数信号２２及び動きベクトル信号２８に対して前記ＣＡＶＬＣ又は前記ＣＡＢＡＣを行い、それにより得られる圧縮したフレーム画像データをビットストリーム２９として出力する。なお、エントロピー符号化回路２０２は、ＣＡＶＬＣとＣＡＢＡＣの両方を実行可能でなくとも良く、本実施形態においては、ＣＡＢＡＣを実行可能であれば良い。

逆量子化・逆直交変換回路２０３は、直交変換・量子化回路２０１から量子化変換係数信号２２が入力されるとともに、符号量制御回路２０８から量子化パラメータが入力される。逆量子化・逆直交変換回路２０３は、供給された量子化パラメータに基づいて量子化変換係数信号２２を逆量子化して変換係数に復元する。さらに、逆量子化・逆直交変換回路２０３は、その復元した変換係数に対して逆直交変換を施して復号画像データ２３を生成してデブロッキングフィルタ２０４及びイントラ予測回路２０５に出力する。

デブロッキングフィルタ２０４は、逆量子化・逆直交変換回路２０３から供給される復号画像データ２３のブロック歪みを除去した画像データをフレームメモリ２０６に出力する。

イントラ予測回路２０５は、逆量子化・逆直交変換回路２０３から供給される復号画像データ２３について、１６×１６予測、４×４予測、色差信号予測等のフレーム内予測を行い画像データ２５をスイッチ２０９に出力する。

動き検出・補償回路２０７は、フレーム間予測モードを選択した場合、入力画像データ２０及びフレームメモリ２０６からの参照画像データ２４を基に、動きベクトルを算出する。具体的には、動き検出・補償回路２０７は、入力画像データ２０及び参照画像データ２４に基づいて、参照画像データ内の探索範囲を探索して動き予測・補償処理を行い、動き補償ブロックを単位として動きベクトルを算出する。動き補償ブロックのブロックサイズには、１６×１６、８×１６、１６×８、及び８×８画素のサイズが規定され、また、８×８、４×８、８×４、及び４×４画素のサイズが規定される。

動き検出・補償回路２０７は、算出した動きベクトルを基に、動き補償ブロックについての予測画像データ２６を生成してスイッチ２０９に出力する。また、動き検出・補償回路２０７は、算出した動きベクトルを動きベクトル信号２８としてエントロピー符号化回路２０２に出力する。

符号量制御回路２０８は、変換係数の量子化に係る量子化パラメータを生成し、生成した量子化パラメータを直交変換・量子化回路２０１及び逆量子化・逆直交変換回路２０３に出力する。符号量制御回路２０８は、例えば、入力画像データ２０に基づいて、画像中の複雑度が高い部分は細かく量子化し、画像中の複雑度が低い部分は粗く量子化するように量子化パラメータを生成する。また、例えば、エントロピー符号化回路２０２の出力した符号量に基づいて量子化パラメータを生成する。

スイッチ２０９は、フレーム内予測モードの場合には画像データ２５を予測画像データ２７として加算器２１０に出力し、フレーム間予測モードの場合には予測画像データ２６を予測画像データ２７として加算器２１０に出力する。

次に、エントロピー符号化回路２０２について説明する。
図３は、図２に示したエントロピー符号化回路２０２の構成例を示す図である。図３には、エントロピー符号化回路２０２において、ＣＡＢＡＣを実現するための構成（説明の便宜上、符号化回路３００と呼ぶ。）のみ、すなわち入力データを二値算術符号化によりエントロピー符号化する構成のみを図示している。しかし、図示してはいないが、エントロピー符号化回路２０２は、符号化回路３００に加えＣＡＶＬＣを実現するための構成も有している。

符号化回路３００は、二値化手段である二値化部３０１、バッファ手段であるバッファ部３０２、二値復号手段である二値復号化部３０３、計算手段であるコンテキスト計算部３０４、及び遅延手段である遅延部３０５を有する。また、符号化回路３００は、コンテキストメモリ３０６、及び二値算術符号化手段である二値算術符号化部３０７を有する。ここで、二値復号化部３０３及びコンテキスト計算部３０４により本発明におけるインデックス生成手段が構成される。

二値化部３０１には、前段からのＳＥ３０（図２に示した入力画像データを基に得られた量子化変換係数信号２２、動きベクトル信号２８、符号化モード等）が入力される。二値化部３０１は、ＳＥ３０に応じた二値化方法を選択し、ＳＥ３０に二値化処理を施して二値化データ列３１を生成し、バッファ部３０２に出力する。

ここで、従来技術における二値化部は、二値化データ列のほかにコンテキスト計算部でコンテキスト計算を行うのに必要なデータ（例えば、ｂｉｎＩｄｘ、ｍａｘＢｉｎＩｄｘＣｔｘ、ｃｔｘＩｄｘＯｆｆｓｅｔと呼ばれる各信号等）も生成して出力していた。それに対して、本実施形態においては、二値化部３０１は、二値算術符号化の符号化対象の二値化データ列３１のみを生成し出力する。

バッファ部３０２は、二値化部３０１から出力された二値化データ列３１が入力され、それを一時的に（一定期間以上）保持する。バッファ部３０２は、例えばＦＩＦＯ（First In First Out）メモリを用いて構成される。

二値化部３０１から入力された二値化データ列３１は、第１の動作周波数でバッファ部３０２に書き込まれ、書き込まれた二値化データ列は、第１の動作周波数とは異なる第２の動作周波数でバッファ部３０２から読み出される。バッファ部３０２から読み出された二値化データ列３２は、二値復号化部３０３及び遅延部３０５に出力される。

バッファ部３０２からの二値化データ列の読み出しは、具体的には、二値化部３０１による二値化データの発生平均ビットレートに等しい周期で行われるよう制御される。なお、バッファ部３０２は、二値化データの発生平均ビットレートに等しい周期で読み出しを行っても、オーバーフローが発生しないように十分な記憶容量を有している。また、バッファ部３０２におけるアンダーフローを防止するために適宜バッファ部３０２からの読み出しを停止する制御が行われる。

ここで、後述する二値復号化部３０３、コンテキスト計算部３０４、遅延回路３０５、コンテキストメモリ３０６、及び二値算術符号化部３０７も、バッファ部３０２からの二値化データ列の読み出し周期と同様の周期（第２の動作周波数）で動作する。また、二値化部３０１は、バッファ部３０２への二値化データ列の書き込み周期と同様の周期（第１の動作周波数）で動作する。

二値復号化部３０３は、バッファ部３０２から出力された二値化データ列３２が入力される。二値復号化部３０３は、入力された二値化データ列３２に復号処理を施し、ＳＥ３３、及び二値化データ列３２の各ビット毎に生成されるコンテキスト計算を行うのに必要なデータとＳＥの種類を示す信号を生成する。二値復号化部３０３は、復号されたＳＥ３３をコンテキスト計算部３０４に出力するとともに、コンテキスト計算を行うのに必要なデータ及びＳＥの種類を示す信号の二値を復号信号３４としてコンテキスト計算部３０４に出力する。

コンテキスト計算部３０４は、二値復号化部３０３で復号されたＳＥ３３と復号信号３４が入力される。コンテキスト計算部３０４は、ＳＥ３３及び復号信号３４に基づいて、各シンボルの出現確率を決定するコンテキストインデックス（ｃｔｘＩｄｘ）３５を生成し、コンテキストメモリ３０６に出力する。なお、コンテキスト計算部３０４におけるｃｔｘＩｄｘ３５を生成する処理は、従来と同様である。

遅延部３０５は、バッファ部３０２から出力された二値化データ列３２に対して遅延を付加する。遅延部３０５により付加する遅延時間は、二値化データ列３２が二値復号化部３０３に入力されて二値復号化部３０３にてＳＥ３３と復号信号３４が生成され、さらにコンテキスト計算部３０４にてｃｔｘＩｄｘ３５が生成されるまでの処理時間と同じである。

すなわち、遅延部３０５は、バッファ部３０２から出力された二値化データ列３２に基づくｃｔｘＩｄｘ３５の生成処理に要する時間だけ、バッファ部３０２から出力されて二値算術符号化部３０７に供給される二値化データ列を遅延させる。ｃｔｘＩｄｘ３５の生成処理に要する時間は、バッファ部３０２より二値化データ列３２が出力されてから、上述した処理により生成されたｃｔｘＩｄｘ３５がコンテキストメモリ３０６を介して二値算術符号化部３０７に供給されるまでの時間である。

コンテキストメモリ３０６には、二値算術符号化部３０７が二値算術符号化で使用する遷移状態番号と、その遷移状態番号に対応した次に入力される二値算術符号化の符号化対象であるシンボルを予測した値（予測シンボル）が保持されている。コンテキストメモリ３０６は、コンテキスト計算部３０４から供給されたｃｔｘＩｄｘ３５、及びｃｔｘＩｄｘ３５に応じた遷移状態番号と予測シンボルの合計３値をまとめて信号３６として二値算術符号化部３０７に出力する。

二値算術符号化部３０７は、上述のようにｃｔｘＩｄｘ、ｃｔｘＩｄｘに応じた遷移状態番号と予測シンボルの合計３値をまとめたコンテキストメモリ３０６からの信号３６と、遅延部３０５から供給される二値化データ列３７を受け取り、二値算術符号化を行う。二値算術符号化部３０７での二値算術符号化は、Ｈ．２６４／ＡＶＣ（ＭＰＥＧ−４ ｐａｒｔ１０）規格に準拠した従来と同様の符号化方法で行われる。二値算術符号化部３０７は、二値算術符号化して得られたストリーム３８を出力する。

本実施形態によれば、二値算術符号化を適用して入力画像データをエントロピー符号化する場合に、二値化部３０１での二値化処理により得られた二値化データ列３１がバッファ部３０２に保持される。そして、バッファ部３０２に保持された二値化データ列は、二値化部３０１による二値化データの発生平均ビットレートに等しい周期で読み出されて出力される。つまり、コンテキスト計算部３０４、コンテキストメモリ３０６、二値算術符号化部３０７のブロックから見れば、固定されたレートで二値算術符号化対象の二値データが供給され、入力ＳＥ３０によって大きく変化することなく一定の入力を得られるようになる。

これにより、コンテキスト計算部３０４、コンテキストメモリ３０６、二値算術符号化部３０７は、二値化部３０１の出力である二値化データ列３１の最大ビット長を一定時間内に処理し終えるために要求されていた従来のような高い動作周波数が必要でなくなる。したがって、コンテキスト計算部３０４、コンテキストメモリ３０６、二値算術符号化部３０７は、二値化データ列３１の最大ビット長に合わせた動作周波数よりも、低い動作周波数で動作させることが可能となり消費電力を低減することができる。なお、バッファ部３０２の読み出し部、二値復号化部３０３、遅延部３０５も、コンテキスト計算部３０４、コンテキストメモリ３０６、二値算術符号化部３０７と同様の低い動作周波数で動作させることが可能である。

このように、コンテキスト計算部３０４、コンテキストメモリ３０６、二値算術符号化部３０７などに要求される動作周波数の条件を緩和し適切な動作周波数を割り当てることができ、回路設計に自由度が得られ、ハードウェア実装も容易にすることが可能になる。

また、バッファ部３０２の後段に二値復号化部３０３を設けることにより、バッファ部３０２には、二値化部３０１で生成された二値算術符号化対象の二値化データ列３１のみを保持すれば良く、シンボル毎に算出されるｃｔｘＩｄｘを保持する必要はない。したがって、バッファ部３０２に要求される記憶容量を少なくすることができる。

なお、上述した実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明の実施形態における通信システムの構成例を示す図である。 図１に示した符号化装置の構成例を示す図である。 図２に示したエントロピー符号化回路におけるＣＡＢＡＣを実現するための符号化回路の構成例を示す図である。 ＣＡＢＡＣを実現するための従来の符号化回路の構成を示す図である。

符号の説明

３０１ 二値化部（二値化手段）
３０２ バッファ部（バッファ手段）
３０３ 二値復号化部（二値復号手段）
３０４ コンテキスト計算部（計算手段）
３０５ 遅延部（遅延手段）
３０６ コンテキストメモリ
３０７ 二値算術符号化部（二値算術符号化手段）

Claims (8)

1. 二値算術符号化を用いて、入力画像データをエントロピー符号化する画像符号化装置であって、
   前記入力画像データに二値化処理を施して二値化データ列を生成する二値化手段と、
   前記二値化手段により生成された二値化データ列を保持するバッファ手段と、
   前記バッファ手段より出力された二値化データ列に基づいて、二値算術符号化に係るインデックスデータを生成するインデックス生成手段と、
   前記バッファ手段より出力された二値化データ列及び前記インデックス生成手段により生成されたインデックスデータを受け、前記二値化データ列を二値算術符号化する二値算術符号化手段とを備えることを特徴とする画像符号化装置。
2. 前記インデックス生成手段は、
   前記バッファ手段より出力された二値化データ列に復号処理を施す二値復号手段と、
   前記二値復号手段により復号されたデータに基づいて、前記インデックスデータを生成する計算手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
3. 前記バッファ手段より出力されて前記二値算術符号化手段に供給される前記二値化データ列を所定時間遅延させる遅延手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の画像符号化装置。
4. 前記所定時間は、前記インデックス生成手段での前記インデックスデータの生成処理に要する時間に等しいことを特徴とする請求項３記載の画像符号化装置。
5. 前記バッファ手段は、前記二値化手段により生成された二値化データ列のみを保持することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像符号化装置。
6. 前記二値化手段を第１の動作周波数で動作させ、
   前記インデックス生成手段及び前記二値算術符号化手段を、前記第１の動作周波数とは異なる第２の動作周波数で動作させることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の画像符号化装置。
7. 二値算術符号化を用いて、入力画像データをエントロピー符号化する画像符号化方法であって、
   前記入力画像データに二値化処理を施して二値化データ列を生成する二値化工程と、
   前記二値化工程にて生成された二値化データ列をバッファ手段に第１の動作周波数で書き込む書き込み工程と、
   前記バッファ手段に書き込まれた二値化データ列を第２の動作周波数で読み出して、二値算術符号化に係るインデックスデータを生成するインデックス生成工程と、
   前記バッファ手段より第２の動作周波数で読み出された二値化データ列及び前記生成されたインデックスデータを受け、前記二値化データ列を二値算術符号化する二値算術符号化工程とを有することを特徴とする画像符号化方法。
8. 前記第１の動作周波数と前記第２の動作周波数とが異なることを特徴とする請求項７記載の画像符号化方法。

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