JP2010278668A - 符号化装置及び符号化方法、並びに復号装置及び復号方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、符号化の処理速度を向上することができる。
【解決手段】本発明は、符号化装置としてのCABAC符号化装置1は、シンタックス情報を2値符号化して符号化情報としての2値符号binを生成する。CABAC符号化装置1は、伝送路4を介して2値符号binに基づく伝送2値符号binCAを転送し、伝送2値符号binCAから再生された再生2値符号binRを算術符号化する。CABAC符号化装置1は、2値符号化された2値符号binの少なくとも一部を再定義2値符号binAへ変換し、再定義2値符号binAを逆変換することにより、再生2値符号binRを生成するようにする。CABAC符号化装置1は、2値符号化の処理に遅延を生じさせないよう、伝送路4の転送能力及び算術符号化の処理速度に応じた伝送2値符号binCAを生成する。
【選択図】図1

Description

本発明は符号化装置及び符号化方法、並びに復号装置及び復号方法に関し、例えばH.264/AVC(Advanced Video Coding)方式に従って画像データを符号化又は復号化する画像処理装置に適用して好適なものである。

従来、H.264/AVC方式では、CABAC(Context Adaptive Binary Arithmetic Coding)方式が採用されている。このCABAC方式により画像データを符号化するCABAC符号化装置として、2値符号化及び算術符号化を分離して実行するようになされたものがある(例えば、特許文献1参照)。このようなCABAC符号化装置では、2値符号化を実行する2値符号化器及び算術符号化を実行する算術符号化器が伝送路を介して接続されている。

特開2009−17472公報

H.264/AVC方式では、2値符号の一部にUEGk(Concatenated Unary/k-th Order Exponential Golomb Binarization、結合ユーナリー/k次指数ゴロム・バイナライゼーション)を採用している。UEGkは、最大ビット長が大きいという特徴を有している。

このため、CABAC符号化装置は、2値符号化器から算術符号化器へ2値符号を供給する際、伝送路よりも2値符号の最大ビット長が大きい場合には、算術符号化器への2値符号の伝送に時間を要してしまう。

このとき、2値符号化器は、2値符号が算術符号化器へ転送されるのを待ち受けなくてはならない。すなわち、CABAC符号化装置は、伝送路をボトルネックにさせてしまい、2値符号化器の処理能力を最大限に活かすことができず、符号化の処理速度を低下させてしまうという問題があった。

また、CABAC方式によりビットストリームを復号化するCABAC復号化装置も同様であり、算術復号化器から2値復号化器へ2値符号を転送する際、伝送路に起因する2値符号の停滞により、復号化の処理速度を低下させてしまうという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、符号化の処理速度を向上させ得る符号化装置及び符号化方法、並びに復号化の処理速度を向上させ得る復号装置及び復号方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため、本発明の符号化装置においては、符号化規格で定義されたシンタックス情報を受け取る受取部と、受取部によって受け取られたシンタックス情報を符号化して符号化情報を生成する第1の符号化部と、第1の符号化部により生成された符号化情報に基づく伝送符号化情報を転送する転送部と、転送部により転送され伝送符号化情報から再生された再生符号化情報を符号化する第2の符号化部と第1の符号化部によって符号化された符号化情報を再定義符号化情報へ変換することにより、第1の符号化部又は第2の符号化部における符号化の処理に遅延を生じさせないよう、転送部の転送能力と第1の符号化部及び第2の符号化部における符号化の処理速度とに応じて、伝送符号化情報を生成する変換部と、変換部によって変換された再定義符号化情報を逆変換することにより、再生符号化情報を生成する逆変換部とを設けるようにした。

これにより、符号化装置は、転送部の転送能力に起因した少なくとも一方の符号化部における符号化の処理の遅延を防止することができる。

また、本発明の符号化方法においては、符号化規格で定義されたシンタックス情報を受け取る受取ステップと、受取ステップにおいて受け取られたシンタックス情報を符号化して符号化情報を生成する第1の符号化ステップと、第1の符号化ステップにおいて生成された符号化情報に基づく伝送符号化情報を転送する転送ステップと、転送ステップにおいて転送された伝送符号化情報から再生された再生符号化情報を符号化する第2の符号化ステップと第1の符号化ステップにおいて符号化された符号化情報を再定義符号化情報へ変換することにより、第1の符号化ステップ又は第2の符号化ステップにおける符号化の処理に遅延を生じさせないよう、転送部の転送能力と第1の符号化ステップ及び第2の符号化ステップにおける符号化の処理速度とに応じて、伝送符号化情報を生成する変換ステップと、変換ステップにおいて変換された再定義符号化情報を逆変換することにより、再生符号化情報を生成する逆変換ステップとを設けるようにした。

これにより、符号化方法は、転送部の転送能力に起因した少なくとも一方の符号化のステップにおける符号化の処理の遅延を防止することができる。

さらに、本発明においては、符号化規格に従って符号化されたビットストリームを受け取る受取部と、受取部によって受け取られたビットストリームを復号して復号情報を生成する第1の復号部と、第1の復号部により生成された復号情報に基づく伝送復号情報を転送する転送部と、転送部により転送され伝送復号情報から再生された再生復号情報を復号する第2の復号部と第1の復号部によって復号された復号情報を再定義復号情報へ変換することにより、第1の復号部又は第2の復号部における復号の処理に遅延を生じさせないよう、転送部の転送能力と第1の復号部及び第2の復号部における復号の処理速度に応じて、伝送復号情報を生成する変換部と、変換部により変換された再定義復号情報を逆変換することにより、再生復号情報を生成する逆変換部とを設けるようにした。

これにより、復号装置は、転送部の転送能力に起因した少なくとも一方の復号部における復号化の処理の遅延を防止することができる。

さらに、本発明の復号装置においては、符号化規格に従って符号化されたビットストリームを受け取る受取ステップと、受取ステップにおいて受け取られたビットストリームを復号して復号情報を生成する第1の復号ステップと、第1の復号ステップにより生成された復号情報に基づく伝送復号情報を転送する転送ステップと、転送ステップにより転送され伝送復号情報から再生された再生復号情報を復号する第2の復号ステップと第1の復号ステップによって復号された復号情報を再定義復号情報へ変換することにより、第1の復号ステップ又は第2の復号ステップにおける復号の処理に遅延を生じさせないよう、転送ステップの転送能力と第1の復号ステップ及び第2の復号ステップにおける復号の処理速度に応じて、伝送復号情報を生成する変換ステップと、変換ステップにおいて変換された再定義復号情報を逆変換することにより、再生復号情報を生成する逆変換ステップとを設けるようにした。

これにより、復号方法は、転送部の転送能力に起因した少なくとも一方の復号化のステップにおける復号化の処理の遅延を防止することができる。

本発明によれば、転送部の転送能力に起因した少なくとも一方の符号化部における符号化の処理の遅延を防止することができ、かくして符号化の処理速度を向上させ得る符号化装置及び符号化方法を実現できる。

また、本発明によれば、転送部の転送能力に起因した少なくとも一方の復号部における復号化の処理の遅延を防止することができ、かくして復号化の処理速度を向上させ得る復号装置及び復号方法を実現できる。

CABAC符号化装置の構成を示す略線図である。 動きベクトル情報についての2値符号及び再定義2値符号を示す略線図である。 係数絶対値についての2値符号及び再定義2値符号を示す略線図である。 CABAC復号化装置の構成を示す略線図である。 動きベクトル情報についての2値符号の構成を示す略線図である。 動きベクトル情報についての再定義2値符号の生成の説明に供する略線図である。 係数絶対値についての2値符号の構成を示す略線図である。 係数絶対値についての再定義2値符号の生成の説明に供する略線図である。 CABAC符号化処理手順の説明に供するフローチャートである。 CABAC復号化処理手順の説明に供するフローチャートである。 他の実施の形態による動きベクトル情報についての再定義2値符号を示す略線図である。 他の実施の形態による係数絶対値についての再定義2値符号を示す略線図である。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態(binの再定義)
2.第2の実施の形態

<1.実施の形態>
[1−1.CABAC符号化装置の構成]
図1における1は、全体としてCABAC符号化装置1を示している。CABAC符号化装置1は、2値符号化器2と、算術符号化器3と、当該2値符号化器2及び算術符号化器3間を繋ぐ伝送路4とから構成されており、H.264/AVC規格に従ってCABAC符号化処理を実行する。

このCABAC符号化装置1を有する画像処理装置(図示せず)には、各規格に応じたフレームレートで画像データが供給される。画像処理装置は、画面内予測部、動き補償部、DCT部、量子化部など複数の前段符号化部による符号化処理を介してシンタックス情報を生成し、当該シンタックス情報をCABAC符号化装置1に供給する。画像処理装置は、このフレームレートに応じ、ほぼリアルタイムで画像データを符号化することにより、複数の前段符号化部においてバッファを極力省略し、構成を簡易化している。

CABAC符号化装置1は、前段符号化部と同様に、フレームレートに応じた処理速度でシンタックス情報を2値符号化及び算術符号化することが望ましい。しかしながら、算術符号化は煩雑であり、フレームレートに応じた処理速度で算術符号化処理を実行することが困難である。そこでCABAC符号化装置1は、算術符号化器3にはバッファを設けるものの、2値符号化器2においてかかるバッファを省略している。

2値符号化器2は、フレームレートに応じた処理速度でシンタックス情報を2値符号化するためには、少なくとも一部のシンタックス情報について、画像処理装置の動作クロックの1サイクルに2つのシンタックス情報を2値符号化する必要が生じる。そこで2値符号化器2は、UEGk(Concatenated Unary/k-th Order Exponential Golomb Binarization、結合ユーナリー/k次指数ゴロム・バイナライゼーション)によって2値符号化するシンタックス情報について、1サイクルに2つのシンタックス情報を2値符号化するようになされている。

2値符号化器2は、外部機器から供給されるシンタックス情報を2値符号binに変換し、これをさらに伝送用の2値符号bin(以下、これを伝送2値符号binCAと呼ぶ)に変換して、伝送路4を介して算術符号化器3に供給する。シンタックス情報は、H.264/AVC規格によって定義された種類のものが、H.264/AVC規格によって定義された順序で2値符号化器2に供給される。

伝送路4は、1サイクル(クロックサイクル)に32[bit]のデータを伝送可能である。算術符号化器3は、伝送2値符号binCAから再生2値符号binRを再生し、当該再生2値符号binRを算術符号化する。算術符号化器3は、シンタックス判定部31及びbin逆変換部32の前段に比較的記憶容量の大きなバッファ(図示しない)を有している。算術符号化器3は、その処理能力が2値符号化器2よりも遅いため、当該バッファに伝送2値符号binCAを保持しておき、バッファから伝送2値符号binCAを読み出して処理を実行する。

ここで、H.264/AVC方式で定められた規格によると、シンタックス情報のうち、水平方向の動きベクトル情報を表す動きベクトル情報mvd_l0及び垂直方向の動きベクトル情報を表す動きベクトル情報mvd_l1(以下、これらをまとめて動きベクトル情報mvd_lxと呼ぶ)、量子化係数の絶対値を表す係数絶対値coeff_abs_level_minus1については、UEGkによって2値符号化することが定められている。

図2の左部分に示すように、UEGkでは、トランケーテッド・ユーナリー(以下、これをTUと略す)符号化及びゴロム指数符号化方式が組み合わされている。図2の左部分では、動きベクトル情報mvd_lxについての2値符号binを表している。

図からわかるように、動きベクトル情報mvd_lxについての2値符号binは、動きベクトル情報mvd_lxの値が大きくなるにつれてその桁数が増加し、最大で34[bit]以上となる。伝送路4は、1サイクルに32[bit]のデータしか伝送し得ないため、例えば34[bit]の2値符号binを伝送するために、2サイクルを要してしまうことになる。

図3の左部分に示すように、係数絶対値coeff_abs_level_minus1についての2値符号binも同様であり、最大で43[bit]以上となることがわかる。以下、UEGkを用いて2値化される動きベクトル情報mvd_lx及び係数絶対値coeff_abs_level_minus1についての2値符号binをまとめて再定義対象2値符号binUと呼び、再定義対象2値符号binU以外の2値符号binを通常2値符号binCと呼ぶ。

CABAC符号化装置1は、仮に伝送路4を介して再定義対象2値符号binUをそのまま転送する場合、各サイクルに2つの再定義対象2値符号binUを算術符号化器3に転送することを保障できない。再定義対象2値符号binUの最大ビット長が伝送路4の伝送能力を超えてしまうからである。この場合、CABAC符号化装置1は、2値符号化器2の内部に再定義対象2値符号binUを停滞させることになり、1サイクルに2つのシンタックスを2値符号化することができなくなってしまう。

そこでCABAC符号化装置1は、再定義対象2値符号binUを再定義し、再定義2値符号binAとして算術符号化器3に供給する。これにより、CABAC符号化装置1は、1サイクルごとに2つの再定義2値符号binAを算術符号化器3に常に転送することを保障できるため、2値符号化器2に最大の処理速度で2値符号化処理させることができる。すなわち、2値符号化器2は、再定義2値符号binAのいずれもが伝送路4の伝送能力である32[bit]の半分の16[bit]以下になるよう、再定義2値符号binAを生成する。

具体的に、2値符号化器2は、外部機器(前段符号化部)からシンタックス情報が供給されると、当該シンタックス情報をシンタックス情報判定部21及び2値符号化部22に供給する。シンタックス情報判定部21は、シンタックス情報の順序から当該シンタックス情報の種類を判定し、種類判定信号を2値符号化部22に供給する。

シンタックス情報判定部21は、シンタックス情報が動きベクトル情報mvd_lx又は係数絶対値coeff_abs_level_minus1であった場合、再定義選択制御信号をbin変換部24及び選択部25に供給する。

2値符号化部22は、種類判定信号に従ってシンタックス情報を2値化して2値符号binを順次生成し、bin変換部24及び選択部25にそれぞれ供給する。

bin変換部24は、再定義選択制御信号に応じて再定義2値符号binAを生成する。このとき、bin変換部24は、伝送路4を介して1サイクルで2つの再定義対象2値符号binUを確実に送信できるよう、伝送路4の1サイクル当たりの伝送能力の1/2である16[bit]以下でなる再定義2値符号binAを生成する。なお、再定義2値符号binAを生成する再定義2値符号生成処理については後述する。bin変換部24は、再定義2値符号binAを選択部25に供給する。

この結果、選択部25には、2値符号化部22から通常2値符号binC及びbin変換部24から再定義2値符号binAがそれぞれ供給される。選択部25は、シンタックス情報判定部21から再定義選択制御信号が供給された場合、2値符号化部22から供給された2値符号binが再定義対象2値符号binUであると認識し、伝送2値符号binCAとして再定義2値符号binAを出力する。この結果、伝送2値符号binCA(再定義2値符号binA)は、伝送路4を介して算術符号器3に供給される。

一方、選択部25は、シンタックス情報判定部21から再定義選択制御信号が供給されない場合、2値符号化部22から供給された2値符号binが通常2値符号binCであると認識し、伝送2値符号binCAとして通常2値符号binCを出力する。この結果、伝送2値符号binCA(通常2値符号binC)は、伝送路4を介して算術符号器3に供給される。

これにより、2値符号化器2は、伝送路4を介して通常2値符号binC及び16[bit]以下でなる再定義2値符号binA(すなわち伝送2値符号binCA)を算術符号化器3に供給することになる。2値符号化器2は、いかなる組み合わせであっても、2つの再定義2値符号binAが伝送路4の伝送能力を超えないようにできる。この結果、2値符号化器2は、1サイクル当たり2つの再定義2値符号binAを順次生成することを確実に保障できる。

算術符号化器3は、伝送路4を介して伝送2値符号binCAが供給されると、バッファ(図示せず)を介してこれらを順次シンタックス情報判定部31及びbin逆変換部32に供給する。シンタックス情報判定部31は、伝送2値符号binCAの順序からこれらの種類を判定する。

シンタックス情報判定部31は、2値符号化器2から供給された伝送2値符号binCAが動きベクトル情報mvd_lx又は係数絶対値coeff_abs_level_minus1に対応する再定義2値符号binAであった場合、再定義選択制御信号をbin逆変換部32及び選択部33に供給する。

bin逆変換部32は、再定義2値符号binAを逆変換して再定義対象2値符号binUを再生し、これを算術符号化部35に供給する。この結果、選択部33には、伝送2値符号binCA(通常2値符号binC及び再定義2値符号binA)及び再定義対象2値符号binUが供給される。

選択部33は、再定義選択制御信号が供給された場合、2値符号化器2から再定義2値符号binAが供給されたと認識し、bin逆変換部32から供給された再定義対象2値符号binUを再生2値符号binRとして算術符号化部35に出力する。一方、選択部33は、シンタックス情報判定部31から再定義選択制御信号が供給されない場合、2値符号化器2から供給された伝送2値符号binCAが通常2値符号binCであると認識し、当該通常2値符号binCを算術符号部35に供給する。

この結果、算術符号化部35には、AVC/H.264方式に準じた再生2値符号binR(通常2値符号binC及び再生された再定義対象2値符号binU)が供給される。算術符号化部35は、再生2値符号binRを算術符号化し、これを出力ストリームとして外部機器(図示しない)に出力する。

このように、CABAC符号化装置1は、1サイクル当たり2つのシンタックス情報を2値符号化する2値符号化部22の2値符号化能力と、1サイクル当たり32[bit]を伝送できる伝送路4の伝送能力を考慮して、伝送2値符号binCAを生成する。CABAC符号化装置1は、2値符号化能力を最大限発揮できる伝送速度(1サイクル当たり2つの2値符号binの生成)を維持できるよう、伝送2値符号binCAを生成する。すなわち、CABAC符号化装置1は、再定義対象2値符号binUに対応する再定義2値符号binAについて、いずれの組み合わせであっても2つの伝送2値符号binCAが32[bit]を超えないように伝送2値符号binCAを生成する。

すなわち、CABAC符号化装置1は、2値符号binのうち、UEGkによって符号化されるシンタックス情報についての2値符号bin(再定義対象2値符号binU)を、16[bit]以下になるように再定義する。

これにより、CABAC符号化装置1は、1サイクル当たり2つの再定義対象2値符号binAを伝送2値符号binCAとして算術符号化器3に供給することができる。CABAC符号化装置1は、2値符号化器2の内部における伝送2値符号binCAの停滞を無くすことができるため、2値符号化部22の2値符号化能力を最大限活用することができる。

[1−2.CABAC復号化装置の構成]
図4に示すように、CABAC復号化装置50は、算術復号化器52と、2値復号化器53と、当該算術復号化器52及び2値復号化器53間を繋ぐ伝送路54とから構成されている。CABAC復号化装置50は、H.264/AVC規格に従ってCABAC復号化処理を実行する。

算術復号化器52は、外部機器から供給されるビットストリームを伝送2値符号binCAに変換し、伝送路54を介して2値復号化器53に供給する。伝送路54は、伝送路4(図1)と同様、1サイクル(クロックサイクル)に32[bit]のデータを伝送可能である。算術復号化器52は、ビットストリームを算術復号化し、2値符号binを生成する。

CABAC復号化装置50の算術復号化器52は、2値符号binのうち、UEGkによって2値符号化されたシンタックス情報に対応する再定義対象2値符号binUを再定義する。これにより、算術復号化器52は、算術復号化処理した結果生成される再定義対象2値符号binUを再定義2値符号binAとして2値復号化器53に供給する。このとき、算術復号化器52は、再定義2値符号binAのいずれもが伝送路54の伝送能力である32[bit]の半分の16[bit]以下になるよう、再定義2値符号binAを生成する。

具体的に、算術復号化器52は、外部機器からビットストリームが供給されると、当該ビットストリームを算術復号化部62に供給する。算術復号化部62は、ビットストリームを算術復号化して2値符号binを順次生成し、シンタックス情報判定部61及びbin変換部64に供給する。

シンタックス情報判定部61は、2値符号binの順序から当該2値符号binに対応するシンタックス情報の種類を判定する。シンタックス情報判定部61は、2値符号binに対応するシンタックス情報が動きベクトル情報mvd_lx又は係数絶対値coeff_abs_level_minus1であった場合、再定義選択制御信号をbin変換部64及び選択部65に供給する。

bin変換部64は、伝送路54を介して1サイクルで2つの再定義対象2値符号binUを確実に送信できるよう、再定義選択制御信号に応じて当該再定義対象2値符号binUを再定義し、伝送路54の伝送能力の1/2である16[bit]以下でなる再定義2値符号binAを生成する。bin変換部64は、生成した2値符号binAを選択部65に供給する。

この結果、選択部65には、算術復号化部62から2値符号bin(通常2値符号binA及び再定義対象2値符号binU)が、bin変換部64から再定義2値符号binAが供給される。選択部65は、シンタックス情報判定部61から再定義選択制御信号が供給された場合、算術復号化部62から供給された2値符号binが再定義対象2値符号binUであると認識し、再定義2値符号binAを伝送2値符号binCとして伝送路54を介して2値復号化器53に供給する。

一方、選択部65は、シンタックス情報判定部61から再定義選択制御信号が供給されない場合、算術復号化部62から供給された2値符号binが通常2値符号binCであると認識し、伝送路54を介して当該通常2値符号binCを伝送2値符号binCAとして2値復号化器53に供給する。

伝送路54には、バッファ(図示しない)が設けられており、伝送2値符号binCAは一旦このバッファに保持される。2値復号化器53は、伝送路54を介してバッファから伝送2値符号binCAが供給されると、これをbin逆変換部72及び選択部73に供給する。bin逆変換部72は、シンタックス情報判定部71から供給される再定義選択制御信号に応じて、再定義2値符号binAを逆変換し、再定義対象2値符号binUを生成すると、これを選択部73に供給する。この結果、選択部73には、伝送2値符号binCA(通常2値符号binC及び再定義2値符号binA)及び再定義2値符号binAが供給される。

選択部73は、シンタックス情報判定部71から再定義選択制御信号が供給されない場合、算術復号化器52から供給された伝送2値符号binCAが通常2値符号binCであると認識し、当該通常2値符号binCを再生2値符号binRとして2値復号化部75に供給する。

選択部73は、再定義選択制御信号が供給された場合、算術復号化器52から再定義2値符号binAが供給されたと認識し、bin逆変換部72から供給される再定義対象2値符号binUを再生2値符号binRとして2値復号化部75に供給する。

2値復号化部75は、再生2値符号binRが供給されると、当該2値符号binを復号化してシンタックス情報を生成し、これを外部機器(図示せず)及びシンタックス情報判定部71に供給する。

シンタックス情報判定部71は、シンタック情報の順序から次の伝送2値符号binCAの種類を判定し、算術復号化器52から供給される次の伝送2値符号binCAが動きベクトル情報mvd_lx又は係数絶対値coeff_abs_level_minus1に対応する再定義2値符号binAと認識した場合、再定義選択制御信号を選択部73に供給する。

このように、CABAC復号化装置50は、1サイクルに2つの再定義対象2値符号binAを復号化し得る2値復号化部75の処理速度と、1サイクル当たり32[bit]を伝送できる伝送路54の伝送能力を考慮して、伝送2値符号binCAを生成する。

これにより、CABAC復号化装置50は、再定義2値符号binAについて、バッファから1サイクル当たり2つの伝送2値符号binCAを確実に2値復号化器53に供給することができるため、当該2値復号化部75の2値復号化能力を最大限活用することができる。

[1−3.再定義2値符号binAの生成]
次に、再定義2値符号binAの生成について説明する。

図2に示したように、動きベクトル情報mvd_lxは、2値符号化部22により、可変長符号でなる再定義対象2値符号binUに変換される。図5に示すように、動きベクトル情報mvd_lxについての再定義対象2値符号binU(以下、これを動き再定義対象2値符号binUmと呼ぶ)は、前半部分のTUでなるプリフィックスPFXと、後半部分のゴロム指数でなるサフィックスSFXと、正負符号PMとを有している。

図5に示すように、プリフィックスPFXは、TUでなる要素であり、動きベクトル情報mvd_lxの値に応じてその桁数が変化する。プリフィックスPFXは、動きベクトル情報mvd_lxの値が「8」までの場合にその後尾が「0」、当該後尾以外が「1」となり、動きベクトル情報mvd_lxの値が「9」以上の場合に9桁の「1」として表される。

サフィックスSFXは、ゴロム指数でなる要素であり、サブ要素として、ゴロムプリフィックスGPX、セパレータSP及びゴロムサフィックスGFXを有している。

ゴロムプリフィックスGPXは、ゴロムサフィックスGSXの桁数を表し、サフィックスSFXの先頭(すなわち9桁の「1」で表されるプリフィックスPFXの後)から連続する「1」の数によりゴロムサフィックスGSXの桁数を表している。

ゴロムサフィックスGSXは、サフィックスSFXの後半部分に配置されその桁数及び絶対値に応じて動きベクトル情報mvd_lxの絶対値を表し、任意の値を取る。図では、「0」又は「1」の値をとる「X」として示している。セパレータSPは、ゴロムサフィックスGSXの始まりを表し、サフィックスSFXにおいて最初に出現する「0」となる。

正負符号PMは、「0」又は「1」により正又は負を表す要素であり、2値符号binの末尾に付加される。なお図では「S」として示している。動き再定義対象2値符号binUmは、これらの各要素及びサブ要素の有無並びに組み合わせにより、動きベクトル情報mvd_lxの値を表す。

例えば、図5(A)に示すように、動きベクトル情報mvd_lxの絶対値が「0」であった場合、動き再定義対象2値符号binUmは、サフィックスSFX及び正負符号PMが省略され、プリフィックスPFXのみによって構成される。

図5(B)に示すように、動きベクトル情報mvd_lxの絶対値が「2」〜「8」であった場合、動き再定義対象2値符号binUmは、サフィックスSFXが省略され、プリフィックスPFX及び正負符号PMのみによって構成される。このとき、プリフィックスPFXの桁数が「9」以下であることから、ゴロムサフィックスGSXの桁数=「0」であることを表すと共に、当該プリフィックスPFXの桁数が動きベクトル情報mvd_lxの絶対値を表すことになる。

図5(C)及び(D)に示すように、動きベクトル情報mvd_lxの絶対値が「9」以上であった場合、動き再定義対象2値符号binUmは、プリフィックスPFX、サフィックスSFX及び正負符号PMによって構成される。プリフィックスPFXは、「9」個の「1」が存在することにより、サフィックスSFXが存在することを示している。また、サフィックスSFXにおいて、ゴロムプリフィックスGPXの数は、ゴロムサフィックスGSXの桁数を表している。

図5(C)に示すように、ゴロムプリフィックスGPXが省略され、サフィックスSFXの先頭がセパレータSPの「0」でなることにより、ゴロムサフィックスGSXの桁数=「3」桁であることを表している。ゴロムサフィックスGSXは、その桁数により動きベクトル情報mvd_lxの絶対値が「9〜16」であることを表し、その値により動きベクトル情報mvd_lxの絶対値を表すことになる。

図5(D)に示すように、サフィックスSFXにおいて、その先頭(すなわちプリフィックスPFXの9桁の「1」の後)から「1」が2つ連なることにより、ゴロムサフィックスGSXの桁数=「5」桁であることを表している。ゴロムサフィックスGSXは、その桁数により動きベクトル情報mvd_lxの絶対値が「33〜64」であることを表し、その値により動きベクトル情報mvd_lxの絶対値を表すことになる。

言い換えると、動き再定義対象2値符号binUmにおいて、プリフィックスPFXは、動きベクトル情報mvd_lxの絶対値が「8」以下の場合には、当該絶対値を表すと共に、ゴロムサフィックスGSXが存在しないことを表すことになる。また、プリフィックスPFXは、動きベクトル情報mvd_lxの絶対値が「9」以上の場合には、ゴロムサフィックスが存在することを表すことになる。ゴロムサフィックスGFXは、桁数及び値によってシンタックス情報の値を表す。セパレータSPは、ゴロムサフィックスGFXの開始位置を示す。ゴロムプリフィックスGPXは、ゴロムサフィックスGSXの桁数を表す。正負符号PMは、正負符号を表す。動き再定義対象2値符号binUmは、これらの有無及び組み合わせによってシンタックス情報の値を表すことになる。

図6に示すように、再定義対象2値符号binUは、bin変換部24及び64により、動きベクトル情報mvd_lxについての再定義2値符号binA(以下、これを動き再定義2値符号binAmと呼ぶ)を生成する。

図2の右部分に示すように、動き再定義2値符号binAmは、動きベクトル情報mvd_lxの絶対値が「0〜8」であり、動き再定義対象2値符号binUmのビット長が10ビット以下と比較的小さい部分について、可変長符号として表される。動き再定義2値符号binAmは、動き再定義対象2値符号binUmのビット長が14ビット以上と比較的大きい部分について、16ビットの固定長符号として表される。

動き再定義2値符号binAmは、動きベクトル情報mvd_lxの絶対値が丸め閾値である「16384」よりも大きい場合には、動きベクトル情報mvd_lxの絶対値=「16384」として表す。すなわち、動き再定義2値符号binAmは、丸め閾値である「16384」よりも大きい動きベクトル情報mvd_lxの絶対値を「16384」とみなす。この結果、動き再定義2値符号binAmは、「16384」よりも大きい動きベクトル情報mvd_lxの絶対値について、誤差を発生させるものの、このような値の出現頻度が極めて低いため、誤差に応じた画質の劣化を殆ど生じさせない。

これにより、動き再定義2値符号binAmは、動きベクトル情報mvd_lxの全ての値を16ビット以下として表すことができる。

図6(A)及び(B)に示すように、動きベクトル情報mvd_lxの絶対値が「0〜8」の部分について、動き再定義対象2値符号binUmは、その先頭に先頭マークHMとして「1」が付加されることにより、動き再定義2値符号binAmへ変換される。

これにより、動き再定義2値符号binAmは、いずれの値をも重複させることなく、先頭の符号を「1」にすることができる。すなわち、動き再定義2値符号binAmは、先頭の「1」により、当該、動き再定義2値符号binAmが可変長符号であることを表すことができる。

図6(C)及び(D)に示すように、動き再定義2値符号binAmは、動きベクトル情報mvd_lxの絶対値が「9」以上の部分について、セパレータSPとは逆の符号でなる「1」をゴロムサフィックスGSXが開始されることを表す逆セパレータSPKとして用いる。動き再定義2値符号binAmは、ゴロムサフィックスGSX及び正負符号PMを末尾に配置すると共に、当該ゴロムサフィックスGSXの直前に逆セパレータSPKを配置し、先頭から当該逆セパレータSPKより前の部分に「0」を埋めることにより、先頭ゼロ部HZを配置する。この先頭ゼロ部HZは、固定長のビット数である16から、ゴロムサフィックスGSXのビット数並びにセパレータSP及び正負符号PMなどの付加的な要素及びサブ要素のビット数である付加数を減算した減算数に設定される。

動き再定義2値符号binAmは、動き再定義対象2値符号binUmにおけるゴロムサフィックスGSXの桁数が全て異なることから、先頭ゼロ部HZの連続ゼロ数を当該ゴロムサフィックスGSXの桁数に応じて変化させることができ、いずれの値をも重複させない。

これにより、動き再定義2値符号binAmは、先頭の符号が「0」であることにより16ビットの固定長符号であることを表すことができる。さらに、動き再定義2値符号binAmは、逆セパレータSPKによりゴロムサフィックスGSXの開始位置を表し、固定長でなることによりゴロムサフィックスGSXの終了位置を表すことができる。

係数絶対値coeff_abs_level_minus1は、2値符号化部22により、可変長符号でなる再定義対象2値符号binUに変換される。図7に示すように、係数絶対値coeff_abs_level_minus1についての再定義対象2値符号binU(以下、これを係数再定義対象2値符号binUcと呼ぶ)は、サフィックスSFXと、プリフィックスPFXを要素として有している。

すなわち、係数再定義対象2値符号binUcは、下記の点以外は、動き再定義対象2値符号binUmと同様である。係数再定義対象2値符号binUcは、要素として正負符号PMを有していない。係数再定義対象2値符号binUcは、プリフィックスPFXにおける「1」の数、ゴロムサフィックスGSXの桁数、及び係数絶対値coeff_abs_level_minus1の絶対値の関係が相違する。なお、係数再定義対象2値符号binUcにおける各要素の役割は動き再定義対象2値符号binUmと同様であるため、説明を省略する。

例えば、図7(A)及び(B)に示すように、係数絶対値coeff_abs_level_minus1の絶対値が「0〜14」であった場合、係数再定義対象2値符号binUcは、サフィックスSFXが省略され、プリフィックスPFXのみによって構成される。

図7(C)に示すように、係数絶対値coeff_abs_level_minus1の絶対値が「15〜16」であった場合、係数再定義対象2値符号binUcは、プリフィックスPFX及びサフィックスSFXによって構成される。このとき、サフィックスSFXは、セパレータSP及びゴロムサフィックスGSXから構成され、ゴロムプリフィックスGPXが省略される。

図7(D)に示すように、係数絶対値coeff_abs_level_minus1の絶対値が「17」以上であった場合、係数再定義対象2値符号binUcは、プリフィックスPFX及びサフィックスSFXによって構成される。このとき、サフィックスSFXは、ゴロムプリフィックスGPX、セパレータSP、ゴロムサフィックスGSXから構成される。

図8に示すように、再定義対象2値符号binUは、bin変換部24及び64により、係数絶対値coeff_abs_level_minus1についての再定義2値符号binA(以下、これを係数再定義2値符号binAcと呼ぶ)へ変換される。

図3の右部分に示すように、係数再定義2値符号binAcは、係数絶対値coeff_abs_level_minus1の絶対値が「1〜13」であり、係数再定義対象2値符号binUcのビット長が14ビット以下と比較的小さい部分について、可変長符号として表される。係数再定義2値符号binAcは、係数再定義対象2値符号binUcのビット長が15ビット以上と比較的大きい部分について、16ビットの固定長符号として表される。

係数再定義2値符号binAcは、係数絶対値coeff_abs_level_minus1の絶対値が丸め閾値である「32780」よりも大きい場合には、係数絶対値coeff_abs_level_minus1の絶対値=「32780」として表す。すなわち、係数再定義2値符号binAcは、丸め閾値である「32780」よりも大きい係数絶対値coeff_abs_level_minus1の絶対値を「32780」とみなす。

これにより、係数再定義2値符号binAcは、係数絶対値coeff_abs_level_minus1の全ての値を16ビット以下として表すことができる。

図8(A)及び(B)に示すように、係数絶対値coeff_abs_level_minus1の絶対値が「0〜13」の部分について、係数再定義対象2値符号binUcに対して先頭に先頭マークHMとして「1」が付加されることにより、係数再定義2値符号binAcが生成される。

これにより、係数再定義2値符号binAcは、いずれの値をも重複させることなく、先頭の符号を「1」にすることができる。すなわち、係数再定義2値符号binAcは、先頭の「1」により、当該係数再定義2値符号binAcが可変長符号であることを表すことができる。

図8(C)及び(D)に示すように、係数再定義2値符号binAcは、係数絶対値coeff_abs_level_minus1の絶対値が「14」以上の部分について、セパレータSPとは逆の「1」をゴロムサフィックスGSXが開始されることを表す逆セパレータSPKとして用いる。係数再定義2値符号binAcは、ゴロムサフィックスGSXを末尾に配置すると共に、当該ゴロムサフィックスGSXの直前に逆セパレータSPKを配置し、先頭から当該逆セパレータSPKより前の部分に「0」を埋めることにより、先頭ゼロ部HZを配置する。この先頭ゼロ部HZは、固定長のビット数である16から、ゴロムサフィックスGSXのビット数並びに付加的なサブ要素であるセパレータSPのビット数である付加数を減算した減算数に設定される。

なお、係数再定義2値符号binAcは、係数絶対値coeff_abs_level_minus1の絶対値が「14」の場合、逆セパレータSPKを末尾に配置することにより、ゴロムサフィックスGSXなしで16ビットの固定長を実現している。

係数再定義2値符号binAcは、係数再定義対象2値符号binUcにおけるゴロムサフィックスGSXの桁数が全て異なることから、先頭ゼロ部HZの連続ゼロ数を当該ゴロムサフィックスGSXの桁数に応じて変化させることができ、いずれの値をも重複させない。

係数再定義2値符号binAcは、先頭の符号が「0」であることにより16ビットの固定長符号であることを表すことができる。さらに、係数再定義2値符号binAcは、逆セパレータSPKによりゴロムサフィックスGSXの開始位置を表し、固定長でなることによりゴロムサフィックスGSXの終了位置を表すことができる。

具体的に、bin変換部24及び64は、図2及び図3に示したように、再定義対象2値符号binUと再定義2値符号binAとを対応付ける変換テーブルを有している。

bin変換部24及び64は、再定義対象2値符号binUが供給されると、変換テーブルに従って当該再定義対象2値符号binUに対応する再定義2値符号binAを選択する。

bin変換部24及び64は、再定義対象2値符号binUが動き再定義対象2値符号binUmである場合には、選択された再定義2値符号binAにおいて「S」で表される正負符号PMを再定義対象2値符号binUにおける正負符号PMに置換する。

bin変換部24及び64は、再定義対象2値符号binUがゴロムサフィックスGSXを有している場合には、選択された再定義2値符号binAにおける「X」で表されるゴロムサフィックスGSXを再定義対象2値符号binUにおけるゴロムサフィックスGSXに置換する。

bin変換部24及び64は、再定義対象2値符号binUがゴロムサフィックスGSXを有していない場合には、選択された再定義2値符号binAをそのまま再定義2値符号binAとして出力する。

bin逆変換部32及び72も同様に、再定義対象2値符号binUと再定義2値符号binAとを対応付ける逆変換テーブルを有している。

bin逆変換部32及び72は、再定義2値符号binAが供給されると、変換テーブルに従って当該再定義2値符号binAに対応する再定義対象2値符号binUを選択する。

bin逆変換部32及び72は、再定義2値符号binAが動き再定義対象2値符号binUmである場合には、選択された動き再定義対象2値符号binUmにおける正負符号PMを再定義2値符号binAにおける正負符号PMに置換する。

bin逆変換部32及び72は、再定義2値符号binAがゴロムサフィックスGSXを有している場合には、選択された再定義対象2値符号binUにおけるゴロムサフィックスGSXを再定義2値符号binAにおけるゴロムサフィックスGSXに置換する。

bin逆変換部32及び72は、再定義2値符号binAがゴロムサフィックスGSXを有していない場合には、選択された再定義対象2値符号binUをそのまま再生2値符号binRとして出力する。

このように、CABAC符号化装置1及びCABAC復号化装置50は、再定義対象2値符号binUのうち、ビット数の大きい部分を固定長符号化することにより、全ての値が16ビット以下でなる再定義2値符号binAを生成するようになされている。

なお、上述した一連のCABAC符号化処理及びCABAC復号化処理は、ハードウェアにより実行させることもでき、また、ソフトウェアにより実行させることも可能である。CABAC符号化処理及びCABAC復号化処理をソフトウェアによって実現する場合、CPU及びRAMに仮想的にCABAC符号化装置1及びCABAC復号化装置50が形成される。そして、ROMに格納されたCABAC符号化プログラム及びCABAC復号化プログラムをRAMに展開することにより、CABAC符号化処理及びCABAC復号化処理が実行される。

[1−4.処理手順]
[1−4−1.CABAC符号化処理手順]
次に、CABAC符号化プログラムに従って実行されるCABAC符号化処理手順RT1について、図9のフローチャートを用いて説明する。

CABAC符号化装置1は、外部機器からシンタックス情報が供給されると、CABAC符号化処理手順RT1を開始し、ステップSP1へ移る。

ステップSP1において、CABAC符号化装置1は、シンタックス情報を2値符号化して2値符号binを生成すると、次のステップSP2へ移る。

ステップSP2において、CABAC符号化装置1は、2値符号binが動きベクトル情報mvd_lx又は係数絶対値coeff_abs_level_minus1に対応するか否かについて判別する。

ここで否定結果が得られた場合、このことは2値符号binが通常2値符号binCであり、再定義の必要がないことを表している。このときCABAC符号化装置1は、次のステップSP4へ移る。

これに対してステップSP2において肯定結果が得られた場合、このことは2値符号binが再定義対象2値符号binUであり、伝送路4を介して少なくとも2つのシンタックス情報に対応する再定義対象2値符号binUを同時に転送できない可能性があることを表している。このとき、CABAC符号化装置1は、次のステップSP3へ移る。

ステップSP3において、CABAC符号化装置1は、再定義対象2値符号binUを再定義2値符号binAに変換すると、次のステップSP4へ移る。

ステップSP4において、CABAC符号化装置1は、伝送路4を介して伝送2値符号binCA(通常2値符号binC及び再定義対象2値符号binU)を2値符号化器2から算術符号化器3へ転送すると、次のステップSP5へ移る。

ステップSP5において、CABAC符号化装置1は、伝送2値符号binCAが動きベクトル情報mvd_lx又は係数絶対値coeff_abs_level_minus1に対応するか否かについて判別する。

ここで否定結果が得られた場合、このことは伝送2値符号binCAが通常2値符号binCであることを表している。このときCABAC符号化装置1は、次のステップSP7へ移る。

これに対してステップSP5において肯定結果が得られた場合、このことは伝送2値符号binCAが再定義2値符号binAであることを表している。このとき、CABAC符号化装置1は、次のステップSP6へ移る。

ステップSP6において、CABAC符号化装置1は、再定義2値符号binAを再定義対象2値符号binUに変換すると、次のステップSP7へ移る。

ステップSP7において、CABAC符号化装置1は、再生2値符号binR(通常2値符号binC及び再生された再定義対象2値符号binU)を算術符号化すると、終了ステップに移って処理を終了する。

[1−4−2.CABAC復号化処理手順]
次に、CABAC復号化プログラムに従って実行されるCABAC復号化処理手順RT2について、図10のフローチャートを用いて説明する。

CABAC復号化装置50は、外部機器からビットストリームが供給されると、CABAC復号化処理手順RT2を開始し、ステップSP21へ移る。

ステップSP21において、CABAC復号化装置50は、ビットストリームを算術符号化して2値符号binを生成すると、次のステップSP22へ移る。

ステップSP22において、CABAC復号化装置50は、2値符号binが動きベクトル情報mvd_lx又は係数絶対値coeff_abs_level_minus1に対応するか否かについて判別する。

ここで否定結果が得られた場合、このことは2値符号binが通常2値符号binCであり、再定義の必要がないことを表している。このときCABAC復号化装置50は、次のステップSP23へ移る。

これに対してステップSP22において肯定結果が得られた場合、このことは2値符号binが再定義対象2値符号binUであり、伝送路54を介して少なくとも2つの再定義対象2値符号binUを同時に転送できない可能性があることを表している。このとき、CABAC復号化装置50は、次のステップSP23へ移る。

ステップSP23において、CABAC復号化装置50は、再定義対象2値符号binUを再定義2値符号binAに変換すると、次のステップSP24へ移る。

ステップSP24において、CABAC復号化装置50は、伝送路54を介して伝送2値符号binCA(通常2値符号binC及び再定義対象2値符号binU)を算術符号化器52から2値符号化器53へ転送すると、次のステップSP25へ移る。

ステップSP25において、CABAC復号化装置50は、伝送2値符号binCAが動きベクトル情報mvd_lx又は係数絶対値coeff_abs_level_minus1に対応するか否かについて判別する。

ここで否定結果が得られた場合、このことは伝送2値符号binCAが通常2値符号binCであることを表している。このときCABAC復号化装置50は、次のステップSP27へ移る。

これに対してステップSP25において肯定結果が得られた場合、このことは伝送2値符号binCAが再定義2値符号binAであることを表している。このとき、CABAC復号化装置50は、次のステップSP26へ移る。

ステップSP26において、CABAC復号化装置50は、再定義2値符号binAを再定義対象2値符号binUに逆変換すると、次のステップSP27へ移る。

ステップSP27において、CABAC復号化装置50は、再生2値符号binR(通常2値符号binC及び再生された再定義対象2値符号binU)を2値復号化すると、終了ステップに移って処理を終了する。

[1−5.動作及び効果]
以上の構成において、符号化装置としてのCABAC符号化装置1は、符号化規格で定義されたシンタックス情報を受け取り、当該シンタックス情報を符号化(2値符号化)して符号化情報としての2値符号binを生成する。CABAC符号化装置1は、伝送路4を介して2値符号binに基づく伝送符号化情報としての伝送2値符号binCAを転送し、伝送路4を介して供給された伝送2値符号binCAから再生された再生2値符号binRを符号化(算術符号化)する。

CABAC符号化装置1は、2値符号化された2値符号binを再定義符号化情報としての再定義2値符号binAへ変換する。このとき、CABAC符号化装置1は、第1の符号化部としての2値符号化部22における2値符号化の処理に遅延を生じさせないよう、伝送路4の伝送能力及び2値符号化部22における2値符号化の処理速度に応じた伝送2値符号binCAを生成する。CABAC符号化装置1は、再定義2値符号binAを逆変換することにより、再生2値符号binRを生成する。

これにより、CABAC符号化装置1は、適切な速度で再生2値符号binRを転送することができるため、2値符号化器2の内部における2値符号binの滞留により2値符号化の処理が遅延することを防止できる。

CABAC符号化装置1は、伝送路4の幅を大きくする必要が無く、かつ2値符号binの転送の遅れをカバーするために2値符号化器2内に2値符号binを貯めるバッファを設ける必要がないため、その構成を簡易にすることができる。例えば、CABAC符号化装置1は、2値符号化器2内にバッファを設ける場合、係数絶対値coeff_abs_level_minus1が供給される連続数を考慮に入れると、バッファとしてかなり大きな容量を必要とする。CABAC符号化装置1は、伝送路4の幅を2値符号binに合わせて大きくする場合、2値符号binのビット数(例えば図3)を考慮に入れると、少なくとも86ビット(43ビット×2)以上の幅を必要とする。

CABAC符号化装置1は、2値符号化部22及び算術符号化部35のうち、一方の2値符号化部22が1サイクルに処理する2値符号binUに対応するシンタックスの数(すなわち最大「2」)を、伝送路4を介して1サイクルで転送できるよう、伝送2値符号binCAを生成する。CABAC符号化装置1は、伝送2値符号binCAの個々のデータ長を、伝送路4の1サイクル当たりの伝送能力(32ビット)を2値符号化部22が1サイクルに処理する2値符号binUに対応するシンタックスの数(2)で除算した除算値(16ビット)以下にする。

これにより、CABAC符号化装置1は、算術符号化部35に対して1サイクル当たり少なくとも2つのシンタックスに対応する伝送2値符号binCAを転送できるため、2値符号化部22の処理を遅延させることなく、その処理能力を最大限活用することができる。この結果、CABAC符号化装置1は、2値符号化器2としての処理速度を向上させ得る。

CABAC符号化装置1は、第1の符号化部である2値符号化部22によって符号化された2値符号binのうち、再定義2値符号binAに変換する対象となる再定義対象情報としての再定義対象2値符号binUの少なくとも一部が16ビット以下の固定長となるよう再定義対象2値符号binUを再定義2値符号binAへ変換する。CABAC符号化装置1は、再定義対象2値符号binUのうち、データ長の大きい部分を固定長の再定義2値符号binAへ変換する。

これにより、CABAC符号化装置1は、再定義2値符号binAとして、可変長と固定長を組み合わせることができ、再定義2値符号binAのデータ長を効果的に抑制することができる。

CABAC符号化装置1は、再定義対象2値符号binUの値が丸め閾値より大きい値でなる場合には、再定義対象2値符号binUの値が丸め閾値であるとみなす。

これにより、CABAC符号化装置1は、画質に対する影響の小さい部分を切捨て、16ビットという限られた符号長のなかで再定義2値符号binAを生成することができる。

CABAC符号化装置1は、再定義対象2値符号binUのうちデータ長が小さい部分について、再定義対象2値符号binUの先頭にセパレータSPと相違する符号「1」でなる先頭マークHMが付加され、可変長でなる再定義2値符号binAへ変換する。

これにより、CABAC符号化装置1は、可変長でなる再定義2値符号binAの全てについて、先頭を「1」に揃えることができ、当該再定義2値符号binAが可変長であることを示すことができる。

CABAC符号化装置1は、再定義対象2値符号binUのうちデータ長の大きい部分について、以下のサブ要素を有する再定義2値符号binAへ変換する。サブ要素は、ゴロムサフィックスGSXと、ゴロムサフィックスGSXの開始位置を表しセパレータSPと逆の符号でなる逆セパレータSPKと、当該逆セパレータSPKと逆の符号でなり当該逆セパレータSPKの前に配置され、固定長からゴロムサフィックスGSXの桁数に応じた付加数を減算した減算数の先頭逆符号部分としての先頭ゼロ部分HZからなる。

これにより、CABAC符号化装置1は、ゴロムサフィックスGSXをそのまま用いて再定義2値符号binAを生成できるため、bin変換部24の構成を簡易にできる。

CABAC符号化装置1は、変換テーブルを用いて再定義対象2値符号binUから対応する再定義2値符号binAを選択する。CABAC符号化装置1は、再定義対象2値符号binUがゴロムサフィックスGSXを有している場合には、再定義2値符号binAにおけるゴロムサフィックスGSXを再定義対象2値符号binUにおけるゴロムサフィックスGSXに置換することにより、再定義対象2値符号binUを再定義2値符号binAへ変換する。CABAC符号化装置1は、再定義対象2値符号binUが正負符号PMを有している場合には、再定義2値符号binAにおける正負符号PMを再定義対象2値符号binUにおける正負符号PMに置換する。

これにより、CABAC符号化装置1は、再定義対象2値符号binUの全ての値に対応する値を持つ変換テーブルを有する必要がないため、変換テーブルを照会する処理負荷を軽減すると共に、変換テーブルを保持するための記憶容量を大幅に低減できる。

以上の構成によれば、CABAC符号化装置1は、2段階に分離して実行されるCABAC符号化処理において、伝送路4を介して転送される伝送2値符号binCAを生成する。CABAC符号化装置1は、伝送路4の前段で2値符号binを伝送2値符号binCAへ変換し、算術符号化部35の前段で伝送2値符号binCAを再生2値符号binRへ再生する。CABAC符号化装置1は、伝送路4の伝送能力と2値符号化部22の処理速度を考慮して、2値符号化部22の処理に遅延を生じさせないよう伝送2値符号binCAを生成する。

これにより、CABAC符号化装置1は、伝送路4の伝送能力が不足することによる2値符号binの転送に対する待ち時間を発生させないため、2値符号化部22の処理能力を最大限活用し、2値符号化部22の処理を高速化し得る。

<2.他の実施の形態>
なお上述した実施の形態においては、再定義対象2値符号binUのうち、データ長の大きい部分について、16ビットの固定長でなる再定義2値符号binAへ変換するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、固定長の長さに制限はない。例えば、図11及び図12に示すように、15ビットの固定長でなる再定義2値符号binAへ変換するようにしても良い。

また上述した実施の形態においては、伝送路4の伝送能力が1サイクルに32ビットであり、2値符号化部22の処理速度が1サイクルに2つのシンタックス情報に対応する再定義対象2値符号binUの生成であるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、伝送能力(すなわち伝送路のビット幅)及び処理速度(すなわち1サイクルに処理できるシンタックスの数)の値に制限はない。また、必ずしも伝送2値符号binCAの個々のデータ長を、伝送能力を符号化部(2値符号化部22など)又は復号化部(2値復号化部75など)の処理速度で除算した値以下にする必要はない。

さらに上述した実施の形態においては、2値符号化部22及び算術符号化部35を有するCABAC符号化装置1に本発明を適用するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、伝送路を介して2つの符号化が連続的に実行される符号化装置であれば、本発明を適用することができる。

さらに上述した実施の形態においては、第1の符号化部としての2値符号化部22における2値符号化処理に遅延を生じさせないようにする場合について述べた。本発明はこれに限らず、第2の符号化部としての算術符号化部35における算術符号化処理に遅延を生じさせないようにしても良い。要は、一方の符号化部又は復号化部に遅延を生じさせないようにすることにより、本発明の効果を得ることが可能となる。

さらに上述した実施の形態においては、算術符号化器3がバッファを有するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば算術符号化部35が十分に大きな速度で算術符号化処理を実行できる場合には、バッファを必要としない。この場合、本発明は、例えば算術符号化部の算術符号化処理に遅延を生じさせないよう、当該算術符号化処理の処理速度に合わせて2値符号化器2から滞りなく伝送2値符号binCAを供給するようにする。これにより、本発明は、算術符号化部35の処理能力を最大限に発揮させることができ、算術符号化処理及びCABAC符号化処理全体の処理速度を大きくできる。この場合、例えば再定義対象2値符号binUの連続数が「4」であり、直前の通常2値符号binCが4ビット以下の場合、直前の2値符号binCと共に28ビット分の伝送2値符号binCAを転送できるため、再定義2値符号binAのデータ長を23ビット以下にすることにより、2値符号化部22における遅延を防止できる。本発明は、再定義対象2値符号binUの数及び前後の通常2値符号binCとの関係において符号化部又は復号化部の処理に遅延を生じない範囲内において、再定義2値符号binAのデータ長を適宜選択することができる。

さらに上述した実施の形態においては、算術復号器52及び2値復号化器53の間にバッファを有するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば算術符号化部62が十分に大きな速度で算術符号化処理を実行できる場合には、バッファを必要としない。

さらに上述した実施の形態においては、2値符号化部22が再定義対象2値符号binUに対応するシンタックス情報について、1サイクルに2つのシンタックス情報を2値化するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、2値符号化器2として要求される処理速度に応じて、例えば全てのシンタックス情報について、1サイクルに2つのシンタックス情報を2値化しても良い。また、本発明は、動きベクトル情報mvd_lx又は係数絶対値coeff_abs_level_minus1以外のシンタックス情報を再定義対象2値符号binUとするようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、第1の復号化部としての算術復号化部62における算術復号化処理に遅延を生じさせないようにする場合について述べた。本発明はこれに限らず、第2の復号化部としての2値復号化部75における2値復号化処理に遅延を生じさせないようにしても良い。要は、処理速度が遅い一方の復号化部に遅延を生じさせないようにすることにより、本発明の効果を得ることが可能となる。

さらに上述した実施の形態においては、再定義対象2値符号binUのデータ長の大きい部分を固定長でなる再定義2値符号binAに変換するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば再定義対象2値符号binUの全てを固定長でなる再定義2値符号binAに変換したり、可変長でなる再定義2値符号binAに変換するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、再定義対象2値符号binUの値が丸め閾値以上であるときには、当該再定義対象2値符号binUの値を丸め閾値とみなすようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、全ての値を再定義2値符号binAに変換するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、再定義対象2値符号binUがゴロムサフィックス、セパレータ及びゴロムプリフィックスの有無及び組み合わせによって値を表すゴロム指数でなるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、再定義対象2値符号binUの構成に制限はなく、様々な種類の符号を再定義対象2値符号binUとして用いることができる。

さらに上述した実施の形態においては、符号化装置としてのCABAC符号化装置がH.264/AVC規格に従って符号化処理を実行するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばMPEG(Moving Picture Experts Group)規格やJPEG(Joint Photographic Experts Group)規格など、種々の規格による符号化処理に対しても本発明を適用することができる。

さらに上述した実施の形態においては、再定義対象2値符号binUのうち、データ長の小さい部分について、先頭マークとして「1」を付加するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば再定義対象2値符号binUの先頭が全て「1」の場合、先頭マークを付加する必要はない。

さらに上述した実施の形態においては、データ長の大きい部分について、再定義対象2値符号binUのゴロムサフィックスGSXをそのまま用い、逆セパレータSPK及び先頭ゼロ部分HZにより固定長であること及びゴロムサフィックスGSXの開始位置を表すようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、必ずしもゴロムサフィックスGSXをそのまま用いる必要はなく、この他種々の方法により固定長の再定義2値符号binAを生成するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、図2及び図3の左部分に示した再定義対象2値符号binUを図2及び図3の右部分に示した再定義2値符号binAに変換するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば再定義対象2値符号binUにおける符号(「0」と「1」)の関係が反対であるような場合、再定義2値符号binAにおける符号の関係を逆にすることより、上述した実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。

さらに、上述した実施の形態においては、bin変換部24は、変換テーブルを用い、ゴロムサフィックスGSXのみを置換することにより再定義対象2値符号binUを再定義2値符号binAに変換するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、要は再定義対象2値符号binUを再定義2値符号binAに変換すれば良く、その方法に制限はない。例えばbin変換部は、全ての組み合わせを有する変換テーブルを用いて再定義2値符号binAを選択しても良い。また、変換テーブルを用いることなく、プログラムにより再定義2値符号binAを逐次生成しても良い。bin逆変換部についても同様である。

さらに、上述した実施の形態においては、2値復号化器53は、再定義2値符号binAを再定義対象2値符号binUに変換してから、2値復号化部75による2値復号化を実行するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、再定義2値符号binAを直接シンタックス情報に変換しても良い。2値符号化器2における2値符号化部22についても同様であり、シンタックス情報を再定義2値符号binAへ直接変換しても良い。

さらに、上述した実施の形態においては、再定義選択制御信号に応じて再定義2値符号binAを生成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばbin変換部が全ての2値符号binに対して再定義2値符号binA又はエラー符号を出力し、選択部25が選択するようにしても良い。この場合であっても、選択部25は、再定義選択制御信号に応じてbin変換部24又は2値符号化部22のいずれかから供給される2値符号binを選択することにより、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、上述した実施の形態においては、シンタックス情報の一部を再定義2値符号binAに変換するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、シンタックス情報の全部を再定義2値符号binAに変換するようにしても良い。

さらに、上述した実施の形態においては、CABAC符号化プログラム等をROM又はハードディスクドライブなどに予め格納するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、メモリースティック(ソニー株式会社の登録商標)などの外部記憶媒体からフラッシュメモリなどにインストールするようにしても良い。また、CABAC符号化プログラムなどをUSB(Universal Serial Bus)やEthernet(登録商標)(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11a/b/gなどの無線LAN(Local Area Network)を介して外部から取得し、さらに、は地上ディジタルテレビジョン放送やBSディジタルテレビジョン放送により配信されるようにしても良い。

なお、<2.他の実施の形態>においてCABAC符号化装置1について述べた点は、CABAC復号化装置50に適用することにより同様の効果を奏することができるのはいうまでもない。

さらに上述した実施の形態においては、受取部及び第1の符号化部としての2値符号化部22と、転送部としての伝送路4と、第2の符号化部としての算術符号化部35と、変換部としてのbin変換部24と、逆変換部としてのbin逆変換部32とによって符号化装置としてのCABAC符号化装置1を構成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、その他種々の構成による受取部と、第1の符号化部と、第2の符号化部と、変換部と、逆変換部とによって本発明の符号化装置を構成するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、受取部及び第1の復号化部としての算術復号化部62と、転送部としての伝送路54と、第2の復号化部としての2値復号化部75と、変換部としてのbin変換部64と、逆変換部としてのbin逆変換部72とによって復号化装置としてのCABAC復号化装置50を構成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、その他種々の構成による受取部と、第1の復号化部と、第2の復号化部と、変換部と、逆変換部とによって本発明の復号化装置を構成するようにしても良い。

本発明の符号化装置及び符号化方法、並びに復号装置及び復号方法は、例えば動画像データを符号化する各種画像処理装置に利用することができる。

1……CABAC符号化装置、2……2値符号化器、3……算術符号化器、4……伝送路、21、31、61、71……シンタックス判定部、22……2値符号化部、25、33、65、73……選択部、24、64……bin変換部、32、72……bin逆変換部、35……算術符号化部、62……算術復号化部、75……2値復号化部、bin……2値符号、binA……再定義2値符号、binU……再定義対象2値符号、binCA……伝送2値符号、binR……再生2値符号、SP……セパレータ、PFX……プリフィックス、GPX……ゴロムプリフィックス、GSX……ゴロムサフィックス、PM……正負符号、HM……先頭マーク、HZ……先頭ゼロ部、SPK……逆セパレータ。

Claims (20)

  1. 符号化規格で定義されたシンタックス情報を受け取る受取部と、
    上記受取部によって受け取られた上記シンタックス情報を符号化して符号化情報を生成する第1の符号化部と、
    上記第1の符号化部により生成された上記符号化情報に基づく伝送符号化情報を転送する転送部と、
    上記転送部により転送され上記伝送符号化情報から再生された再生符号化情報を符号化する第2の符号化部と、
    上記第1の符号化部によって符号化された上記符号化情報を再定義符号化情報へ変換することにより、上記第1の符号化部又は上記第2の符号化部における符号化の処理に遅延を生じさせないよう、上記転送部の転送能力と上記第1の符号化部及び上記第2の符号化部における符号化の処理速度とに応じて、上記伝送符号化情報を生成する変換部と、
    上記変換部によって変換された上記再定義符号化情報を逆変換することにより、上記再生符号化情報を生成する逆変換部と
    を有する符号化装置。
  2. 上記変換部は、
    上記第1及び上記第2の符号化部のうち、一方の符号化部が1サイクルに処理する上記再生符号化情報の数を、上記転送部を介して1サイクルで転送できるよう、上記伝送符号化情報を生成する
    請求項1に記載の符号化装置。
  3. 上記変換部は、
    上記伝送符号化情報の個々のデータ長を、上記転送部の1サイクル当たりの転送能力を上記一方の符号化部が1サイクルに処理できる上記再生符号化情報の数で除算した除算値以下にする
    請求項2に記載の符号化装置。
  4. 上記第1の符号化部は、
    上記シンタックス情報を2値符号化し、
    上記第2の符号化部は、
    上記符号化情報を算術符号化する
    請求項3に記載の符号化装置。
  5. 上記変換部は、
    上記第1の符号化部によって符号化された上記符号化情報のうち、上記再定義符号化情報に変換する対象となる再定義対象情報の少なくとも一部が上記除算値以下の固定長となるよう上記再定義対象情報を再定義符号化情報へ変換する
    請求項4に記載の符号化装置。
  6. 上記変換部は、
    上記再定義対象情報のうち、データ長の大きい部分を固定長の再定義符号化情報へ変換する
    請求項5に記載の符号化装置。
  7. 上記変換部は、
    上記再定義対象情報の値が丸め閾値より大きい値でなる場合には、上記再定義対象情報の値が上記丸め閾値であるとみなす
    請求項6に記載の符号化装置。
  8. 上記再定義対象情報は、
    少なくとも一部が、桁数及び値によって上記シンタックス情報の値を表すゴロムサフィックス、上記サフィックスの開始位置を示すセパレータ、及び当該セパレータより前に付加され上記ゴロムサフィックスの桁数を表すゴロムプリフィックスの有無及び組み合わせによって上記シンタックス情報の値を表すゴロム指数として表される
    請求項7に記載の符号化装置。
  9. 上記再定義対象情報は、
    少なくとも一部が、同一符号の連なる桁数及び末尾に付加された上記同一符号と相違する逆符号の有無によって表されるトランケーテッドユーナリー方式でなり、
    上記逆符号は、
    上記セパレータと同一の符号でなる
    請求項8に記載の符号化装置。
  10. 上記再定義対象情報は、
    正又は負を表す正負符号がその末尾に付加されている
    請求項8に記載の符号化装置。
  11. 上記第1の符号化部は、
    上記再定義対象情報をUEGkで符号化する
    請求項8に記載の符号化装置。
  12. 上記シンタックス情報は、
    動きベクトルを表す動きベクトル情報又は量子化係数の値を表す係数絶対値である
    請求項11に記載の符号化装置。
  13. 上記符号化規格は、
    AVC/H.264規格でなる
    請求項12に記載の符号化装置。
  14. 上記変換部は、
    上記再定義対象情報のうちデータ長が小さい部分について、上記再定義対象情報の先頭に上記セパレータと相違する符号でなる先頭マークが付加され、可変長でなる再定義符号化情報へ変換する
    請求項12に記載の符号化装置。
  15. 上記変換部は、
    上記再定義対象情報のうちデータ長の大きい部分について、上記ゴロムサフィックスと、上記ゴロムサフィックスの開始位置を表し上記セパレータと逆の符号でなる逆セパレータと、当該逆セパレータと逆の符号でなり当該逆セパレータの前に配置され、固定長から上記ゴロムサフィックスの桁数に応じた付加数だけ減算した減算数の先頭逆符号部分とを有する再定義符号化情報へ変換する
    請求項14に記載の符号化装置。
  16. 上記変換部は、
    変換テーブルを用いて上記再定義対象情報から対応する再定義符号化情報を選択し、上記再定義対象情報が上記ゴロムサフィックスを有している場合には、上記再定義符号化情報における上記ゴロムサフィックスを上記再定義対象情報における上記ゴロムサフィックスに置換することにより、上記再定義対象情報を上記再定義符号化情報へ変換する
    請求項15に記載の符号化装置。
  17. 上記変換部は、
    上記再定義対象情報が上記正負符号を有している場合には、上記再定義符号化情報における上記正負符号を上記再定義対象情報における上記正負符号に置換する
    請求項16に記載の符号化装置。
  18. 符号化規格で定義されたシンタックス情報を受け取る受取ステップと、
    上記受取ステップにおいて受け取られた上記シンタックス情報を符号化して符号化情報を生成する第1の符号化ステップと、
    上記第1の符号化ステップにおいて生成された上記符号化情報に基づく伝送符号化情報を転送する転送ステップと、
    上記転送ステップにおいて転送された上記伝送符号化情報から再生された再生符号化情報を符号化する第2の符号化ステップと、
    上記第1の符号化ステップにおいて符号化された上記符号化情報を再定義符号化情報へ変換することにより、上記第1の符号化ステップ又は上記第2の符号化ステップにおける符号化の処理に遅延を生じさせないよう、上記転送部の転送能力と上記第1の符号化ステップ及び第2の符号化ステップにおける符号化の処理速度とに応じて、上記伝送符号化情報を生成する変換ステップと、
    上記変換ステップにおいて変換された上記再定義符号化情報を逆変換することにより、上記再生符号化情報を生成する逆変換ステップと
    を有する符号化方法。
  19. 符号化規格に従って符号化されたビットストリームを受け取る受取部と、
    上記受取部によって受け取られた上記ビットストリームを復号して復号情報を生成する第1の復号部と、
    上記第1の復号部により生成された上記復号情報に基づく伝送復号情報を転送する転送部と、
    上記転送部により転送され上記伝送復号情報から再生された再生復号情報を復号する第2の復号部と、
    上記第1の復号部によって復号された上記復号情報を再定義復号情報へ変換することにより、上記第1の復号部又は上記第2の復号部における復号の処理に遅延を生じさせないよう、上記転送部の転送能力と上記第1の復号部及び上記第2の復号部における復号の処理速度に応じて、上記伝送復号情報を生成する変換部と、
    上記変換部により変換された再定義復号情報を逆変換することにより、上記再生復号情報を生成する逆変換部と
    を有する復号装置。
  20. 符号化規格に従って符号化されたビットストリームを受け取る受取ステップと、
    上記受取ステップにおいて受け取られた上記ビットストリームを復号して復号情報を生成する第1の復号ステップと、
    上記第1の復号ステップにより生成された上記復号情報に基づく伝送復号情報を転送する転送ステップと、
    上記転送ステップにより転送され上記伝送復号情報から再生された再生復号情報を復号する第2の復号ステップと、
    上記第1の復号ステップによって復号された上記復号情報を再定義復号情報へ変換することにより、上記第1の復号ステップ又は上記第2の復号ステップにおける復号の処理に遅延を生じさせないよう、上記転送ステップの転送能力と上記第1の復号ステップ及び上記第2の復号ステップにおける復号の処理速度に応じて、上記伝送復号情報を生成する変換ステップと、
    上記変換ステップにおいて変換された再定義復号情報を逆変換することにより、上記再生復号情報を生成する逆変換ステップと
    を有する復号方法。
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