JP2011120047A - 動画像符号化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像データの可変長符号化処理において、特にｌｅｖｅｌの符号化方法を改良することにより、動画像符号化に際しての圧縮率を向上させることにある。
【解決手段】ＣＡＶＬＣ符号化部２２は、動画像データがブロック単位毎に直交変換及び量子化された変換・量子化係数を取得し、ｌｅｖｅｌ部符号化モード制御部３９でテーブルＡ４１、テーブルＢ４２、又はテーブルＡ４１とテーブルＢ４２の混在のどの符号化モードで可変長符号化を行うか判定し、判定結果をｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部４０に出力する。テーブルＢ４２は、所定の値以上のｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘに固定長のＢｉｔ Ｓｔｒｉｎｇが割り当てられている。ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部４０は、判定結果に基づく符号化モードでｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの符号化動作を行い、出力制御部２６に出力する。
【選択図】図５
【解決手段】ＣＡＶＬＣ符号化部２２は、動画像データがブロック単位毎に直交変換及び量子化された変換・量子化係数を取得し、ｌｅｖｅｌ部符号化モード制御部３９でテーブルＡ４１、テーブルＢ４２、又はテーブルＡ４１とテーブルＢ４２の混在のどの符号化モードで可変長符号化を行うか判定し、判定結果をｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部４０に出力する。テーブルＢ４２は、所定の値以上のｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘに固定長のＢｉｔ Ｓｔｒｉｎｇが割り当てられている。ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部４０は、判定結果に基づく符号化モードでｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの符号化動作を行い、出力制御部２６に出力する。
【選択図】図５
Description
本発明は、画像データ等の符号化装置に係り、特に可変長符号化の圧縮効率を高める符号化装置に関する。
近年、動画像符号化技術において、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）に代表されるような、画面内予測処理、画面間予測処理、直交変換処理、量子化処理、及び可変長符号化処理等の機能を備える動画像符号化装置が開発され、実用に供されている。
上述した各処理のうちの、可変長符号化処理とはそれ以前の画面内予測、画面間予測、直行変換及び量子化処理にて情報量を削減した動画像データに対し、割り当てる符号の長さを可変とし、出現頻度の高いデータに短い符号を割り当てることにより圧縮効率を向上する処理である（例えば非特許文献１参照）。
動画像符号化方式の１つであるＭＰＥＧ−４ｐａｒｔ１０／Ｈ．２６４（以下Ｈ．２６４と表記）（非特許文献１参照）では、可変長符号化方式にＣＡＶＬＣ（Context Adaptive Variable Length Coding）とＣＡＢＡＣ（Context Adaptive Binary Arithmetic Coding）の２つの方式が選択可能となっている。
ＣＡＢＡＣは圧縮効率の高い可変長符号化方式であり、高い圧縮率が望まれるアプリケーションにおいて、高い頻度で適用されている。一方、ＣＡＶＬＣは圧縮効率の点ではＣＡＢＡＣより低いものの、符号化あるいは復号化処理時における演算量がＣＡＢＡＣと比較して低い。そのため、モバイル機器への適用が中心となるＨ．２６４ Ｂａｓｅｌｉｎｅ Ｐｒｏｆｉｌｅでは、ＣＡＶＬＣのみを使用することとなっている（非特許文献１参照）。
可変長符号化の処理量は、ビットレートの増加とともに増大する。したがって、高いビットレートでは、ＣＡＶＬＣと比較して演算量が高いＣＡＢＡＣの適用が困難となっている。そのため、高いビットレート（たとえば１００Ｍｂｐｓ以上など）の動画像符号化アプリケーションでは、ＣＡＶＬＣを適用するケースが増加してきている。
Joint VideoTeam (JVT) of ISO / IEC MPEG & ITU-T VCEG : Text of ISO / IEC 14496-10Advanced Video Coding 3rd Edition (2004).
しかしながら、演算量などの問題により、高いビットレートでＣＡＶＬＣを適用した場合、以下の問題が生じる。
Ｈ．２６４符号化装置の発生する動画像データであるビットストリームは、符号化パラメータ及び符号化モード情報を含む各種ヘッダ情報と、画面間予測に使用する動きベクトル情報と、画面内及び画面間の予測を行った後の対象画像の画素の差分である予測誤差を変換・量子化した情報（以下、変換・量子化係数）とにて構成される。各種ヘッダ情報は、ビットレートによらずほぼ一定である。動きベクトル情報に関しても、多少の幅はあるものの、ビットレートの影響は少ない。
一方、変換・量子化係数に関しては以下の通りである。一般的に、ビットレートの制御には量子化ステップを変更して行う。量子化ステップを増加すると、変換・量子化後の変換・量子化係数の値が小さくなる。量子化ステップより小さな変換・量子化係数は０となり、量子化ステップより大きな変換・量子化係数においても量子化後の変換・量子化係数（ｌｅｖｅｌ）は、小さな値となる。可変長符号化では、ｌｅｖｅｌに０が多い、または小さなｌｅｖｅｌである場合に圧縮効率が高くなるように符号の割り当てを行っている。したがって、ビットレートの増加とともに変換・量子化係数の発生符号量に占める割合は増大し、符号化効率が減少することとなる。
上記説明したように、高いビットレートではｌｅｖｅｌ（変換・量子化係数）の値が増大するとともに、符号化効率が減少する問題がある。
従って本発明の目的は、画像データの可変長符号化処理において、特にｌｅｖｅｌの符号化方法を改良することにより、動画像符号化に際しての圧縮率を向上させることにある。
本発明の動画像符号化装置は、動画像データの小領域毎に直交変換及び量子化された変換量子化係数を可変長符号化する可変長符号化手段を備える動画像符号化装置において、前記可変長符号化手段は、前記変換量子化係数を可変長符号化する複数の符号化モードを有し、前記複数の符号化モードのいずれかにより可変長符号化を行い、前記複数の符号化モードのいずれか一つは、前記変換量子化係数の所定閾値以上のレベルを固定長で符号化することを特徴とする。
また、前記可変長符号化手段は、可変長符号化を行った前記符号化モードを格納したビットストリームを出力してもよい。
また、前記可変長符号化手段は、複数のピクチャ単位に作用する情報を格納する部分に前記符号化モードを格納してもよい。
また、前記可変長符号化手段は、可変長符号化を行った前記符号化モードを格納したビットストリームを出力してもよい。
また、前記可変長符号化手段は、複数のピクチャ単位に作用する情報を格納する部分に前記符号化モードを格納してもよい。
本発明によれば、動画像データの符号化処理において、所定閾値以上のレベルを固定長で符号化しているので、符号量を削減し圧縮率を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る動画像符号化装置１００の全体構成の一例を示す機能ブロック図である。図１に示すように、動画像符号化装置１００は、画像データ入力部１と、予測モード制御部２と、イントラ予測部３と、インター予測部４と、フレームメモリ５と、加算器６と、減算器７と、変換・量子化部８と、逆量子化・逆変換部９と、可変長符号化部１０と、符号化パラメータ制御部１１とを備える。
画像データ入力部１は、例えば画像ブロック分割部のような外部の信号処理機器（図示しない）において複数のマクロブロックに分割された動画像データの入力を受け付けると共に、該入力された動画像データを、予測モード制御部２及び減算器７に夫々出力する。
ここで、画像データ入力部１に入力される動画像データの（複数の）マクロブロックとは、動画像データを構成する各々のフレームが１６×１６画素単位で分割されたフレームの小領域のことを指す。このマクロブロックは、ＩＳＯ／ＭＰＥＧと、ＩＴＵ−Ｔ／ＶＣＥＧとの共同プロジェクトによって策定されたＨ．２６４／ＡＶＣ動画像符号化方式における動画像データの符号化処理に適用される。
ＩＳＯ／ＭＰＥＧは、International Organization for Standardization/Moving Picture Experts Groupの略式表記である。また、ＩＴＵ−Ｔ／ＶＣＥＧは、International Telecommunication Union-Telecommunication standardization sector/Video Coding Experts Groupの略式表記である。
ＩＳＯ／ＭＰＥＧは、International Organization for Standardization/Moving Picture Experts Groupの略式表記である。また、ＩＴＵ−Ｔ／ＶＣＥＧは、International Telecommunication Union-Telecommunication standardization sector/Video Coding Experts Groupの略式表記である。
イントラ予測部３は、予測モード制御部２より上記動画像データを入手し、上記動画像データに隣接する既に符号化が完了しフレームメモリ５に格納されている参照画像データを用いて画面内予測を実行し、イントラ予測モードを決定する。イントラ予測部３は、決定したイントラ予測モードに基づき、予測画像ならびに予測モードを予測モード制御部２に出力する。
インター予測部４は、予測モード制御部２より上記動画像データを入手し、上記動画像データが含まれるフレームに時間的に隣接するフレームの既に符号化が完了しフレームメモリ５に格納されている参照画像データを用いて画面間予測を実行し、インター予測モードを決定する。インター予測部４は、決定したインター予測モードに基づき、予測画像ならびに動きベクトルなどのパラメータと予測モードを予測モード制御部２に出力する。
予測モード制御部２は、画像データ入力部１から取得した動画像データをイントラ予測部３及びインター予測部４へ出力する。そして、イントラ予測部３によるイントラ予測とインター予測部４によるインター予測の結果（予測画像ならびに予測モード等）をイントラ予測部３及びインター予測部４より入手し、より符号量が少なくなることが予想される予測方法を選択し、選択した予測方法による予測画像を減算器７に、予測方法ならびに付随する予測パラメータを符号化パラメータ制御部１１に夫々出力する。
減算器７は、画像データ入力部１を介して出力される（複数のマクロブロックに分割された）動画像データと、予測モード制御２から出力される予測画像データとを夫々取得する。減算器７は、上記動画像データから上記予測画像データを減算する処理を行い、その減算処理により得られた差分、即ち、差分画像データを、変換・量子化部８に出力する。
変換・量子化部８は、減算器７からの上記差分画像データを取得し、上記差分画像データを、画像ブロック毎に（例えば、上記マクロブロック毎に）直交変換（即ち、画像データを空間座標から周波数座標へ変換すること）する。そして、該直交変換を行った後の上記差分画像データ（変換係数）を、量子化（即ち、或る振幅の範囲で連続的な値をとる標本値を、定められた振幅毎の区間に区切ると共に、その区切られた範囲内の全ての値を、その範囲内において１個の値で表す操作のこと。）する。該変換・量子化された後のデータ（変換・量子化係数）は、変換・量子化部８から逆量子化・逆変換部９、及び可変長符号化部１０に、夫々出力される。
逆量子化・逆変換部９は、変換・量子化部８からの上記変換・量子化係数を取得すると共に、該変換・量子化係数を逆量子化・逆変換することにより、元の画像データ（変換・量子化部８に入力される前の差分画像データ）の近似値（近似差分画像データ）を得る。逆直交変換が行われた後の上記近似差分画像データは、逆量子化・逆変換部９から加算器６に出力される。
加算器６には、逆量子化・逆変換部９から出力された上記近似差分画像データ、及び予測モード制御部２から出力された上記予測画像データが、夫々入力される。加算器６において、上記近似差分画像データに上記予測画像データが加算されることにより、上述したイントラ予測部３及びインター予測部４で参照画像データとして用いられる画像データが生成される。該画像データは、加算器６からフレームメモリ５に出力される。
フレームメモリ５は、加算器６から出力される上記画像データを格納する。上記画像データは、既述のように、イントラ予測部３及びインター予測部４が、動画像データに隣接する既符号化済みの動画像データならびに動画像データを構成する現フレームと時間的に隣接する次のフレームでの各画素の動きを予測することにより生成される画像データ、即ち、予測画像データを生成するに際しての参照画像データとして用いられる。フレームメモリ５は、イントラ予測部３及びインター予測部４からのデータ読み出し要求に応じて、格納している上記参照画像データをイントラ予測部３及びインター予測部４に出力する。
符号化パラメータ制御部１１は、符号化を実行する際にユーザなどによって設定されるパラメータならびに予測モード制御２によって生成された予測モードならびに付随する予測パラメータを入手し、予測モード制御２と、変換・量子化部８と、逆量子化・逆変換部９と、可変長符号化部１０へ所定の符号化パラメータを出力する。
可変長符号化部１０は、変換・量子化部８から出力される上記変換・量子化係数と、符号化パラメータ制御部１１から出力される上記符号化パラメータを、夫々取得する。可変長符号化部１０は、上記量子化された後の画像データ（変換・量子化係数）、及び上記符号化パラメータを可変長符号化することにより、上記画像データ、及び上記符号化パラメータを含むビットストリ−ムを生成する。そして、可変長符号化部１０は、該ビットストリームを、画像符号化装置１００に接続される外部機器（図示しない）に出力する。
図２は、図１で示した可変長符号化部１０の詳細を示した図である。図２に示すように、可変長符号化部１０は、ＣＡＢＡＣ符号化部２１と、ＣＡＶＬＣ符号化部２２と、ＳＰＳ符号化部２３と、ＰＰＳ符号化部２４と、Ｓｌｉｃｅヘッダ符号化部２５と、出力制御部２６とを備える。
ＣＡＢＡＣ符号化部２１は、変換・量子化部８より上記変換・量子化係数を、符号化パラメータ制御部１１より符号化パラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長符号化を行う。可変長符号化による変換後の符号化データは、出力制御部２６へ出力される。
ＣＡＶＬＣ符号化部２２は、変換・量子化部８より上記変換・量子化係数を、符号化パラメータ制御部１１より符号化パラメータを、ＰＰＳ符号化部２４より“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”を入手し、後で詳細を説明する手順にて可変長符号化を行う。可変長符号化による変換後の符号化データは、出力制御部２６へ出力される。
ＳＰＳ符号化部２３は、符号化パラメータ制御部１１より符号化パラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長符号化を行う。可変長符号化による変換後の符号化データは、出力制御部２６へ出力される。
Ｓｌｉｃｅヘッダ符号化部２５は、符号化パラメータ制御部１１より符号化パラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長符号化を行う。可変長符号化による変換後の符号化データは、出力制御部２６へ出力される。
ＰＰＳ符号化部２４は、符号化パラメータ制御部１１より符号化パラメータを入手し、可変長符号化を行う。変換後の符号化データは、出力制御部２６へ出力される。また、ＰＰＳ符号化部２４は、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”をＣＡＶＬＣ符号化部２２へ出力する。
本実施の形態において、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”は、図３のように定める。つまり、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”を２ビットで構成し、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ＝００”の場合は可変長符号化方法を“ＣＡＶＬＣ”とし、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ＝０１”の場合は可変長符号化方法を“ＣＡＢＡＣ”とし、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ＝１０”の場合は可変長符号化方法を本発明に基づく“ＣＡＶＬＣ”とする。また、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ＝１１”の場合は可変長符号化方法を“Ｒｅｓｅｒｖｅｄ”とする。本実施例では、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ＝１１”を“Ｒｅｓｅｒｖｅｄ”としてあるが別の手法としてもよい。また、本発明に基づくＣＡＶＬＣが“１１”であってもよい。
出力制御部２６は、ＣＡＢＡＣ符号化部２１と、ＣＡＶＬＣ符号化部２２と、ＳＰＳ符号化部２３と、ＰＰＳ符号化部２４と、Ｓｌｉｃｅヘッダ符号化部２５により変換・量子化係数及び符号化パラメータが可変長符号化されたビットストリームを出力する。出力制御部２６から出力されるビットストリームの構成例について図４を参照して説明する。ビットストリームは、ＳＰＳと、ＰＰＳと、ＳＬＣと、マクロブロックデータ等から構成される。ＰＰＳ部分は、“ｐｉｃ＿ｐａｒａｍｅｔｅｒ＿ｓｅｔ＿ｉｄ”と、“ｓｅｑ＿ｐａｒａｍｅｔｅｒ＿ｓｅｔ＿ｉｄ”と、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”等から構成される。
図５は、図２で示したＣＡＶＬＣ符号化部２２の詳細を示した図である。図５に示すように、ＣＡＶＬＣ符号化部２２は、Ｓｌｉｃｅデータ符号化部３１と、ＭＢヘッダ符号化部３２と、ＭＢ予測符号化部３３と、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４と、ｃｏｅｆ＿ｔｏｋｅｎ部３５と、ｔｒａｉｌｉｎｇ＿ｏｎｅ＿ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ部３６と、ｔｏｔａｌ＿ｚｅｒｏｓ部３７と、ｒｕｎ＿ｂｅｆｏｒｅ部３８と、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９と、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部４０と、テーブルＡ４１と、テーブルＢ４２と、ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ部４３とを備える。
Ｓｌｉｃｅデータ符号化部３１は、符号化パラメータ制御部１１より符号化パラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長符号化を行う。可変長符号化による変換後の符号化データは、出力制御部２６へ出力される。
ＭＢヘッダ符号化部３２は、符号化パラメータ制御部１１より符号化パラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長符号化を行う。可変長符号化による変換後の符号化データは、出力制御部２６へ出力される。
ＭＢ予測符号化部３３は、符号化パラメータ制御部１１より符号化パラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長符号化を行う。可変長符号化による変換後の符号化データは、出力制御部２６へ出力される。
ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４は、変換・量子化部８より上記変換・量子化係数を、符号化パラメータ制御部１１より符号化パラメータを入手し、上記符号化パラメータならびに変換・量子化係数の状況に基づき、ｃｏｅｆ＿ｔｏｋｅｎパラメータをｃｏｅｆ＿ｔｏｋｅｎ部３５へ、ｔｒａｉｌｉｎｇ＿ｏｎｅ＿ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇパラメータをｔｒａｉｌｉｎｇ＿ｏｎｅ＿ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ部３６へ、ｔｏｔａｌ＿ｚｅｒｏｓパラメータをｔｏｔａｌ＿ｚｅｒｏｓ部３７へ、ｒｕｎ＿ｂｅｆｏｒｅパラメータをｒｕｎ＿ｂｅｆｏｒｅ部３８へ、ｌｅｖｅｌパラメータ等をｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９とｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部４０へ、夫々出力する。
また、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４は、上記ＰＰＳ符号化部２４において、本発明に基づく“ＣＡＶＬＣ”が選択されている場合、すなわち、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ＝１０”の場合、符号化パラメータ制御部１１から入手したパラメータの中の符号化モードと、変換・量子化部８から入手した変換・量子化係数に基づき、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９で決定された“ｍｂ＿ｌｅｖｅｌ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｆｌａｇ”を出力する。
図６は、図５で示したｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４による、“ｍｂ＿ｌｅｖｅｌ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｆｌａｇ”出力時のビットストリーム中での格納位置を示す図である。ビットストリーム中で図４に示すマクロブロックデータは、“ｍｂ＿ｔｙｐｅ”と、“ｍｂ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ”と、“ｒｅｓｉｄｕａｌ”等で構成される。“ｍｂ＿ｌｅｖｅｌ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｆｌａｇ”は、“ｒｅｓｉｄｕａｌ”の先頭位置に格納される。
図５に戻り、ｃｏｅｆ＿ｔｏｋｅｎ部３５は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４よりｃｏｅｆ＿ｔｏｋｅｎパラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長符号化を行う。可変長符号化による変換後の符号化データは、出力制御部２６へ出力される。
ｔｒａｉｌｉｎｇ＿ｏｎｅ＿ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ部３６は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４よりｔｒａｉｌｉｎｇ＿ｏｎｅ＿ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇパラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長符号化を行う。可変長符号化による変換後の符号化データは、出力制御部２６へ出力される。
ｔｏｔａｌ＿ｚｅｒｏｓ部３７は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４よりｔｏｔａｌ＿ｚｅｒｏｓパラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長符号化を行う。可変長符号化による変換後の符号化データは、出力制御部２６へ出力される。
ｒｕｎ＿ｂｅｆｏｒｅ部３８は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４よりｒｕｎ＿ｂｅｆｏｒｅパラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長符号化を行う。可変長符号化による変換後の符号化データは、出力制御部２６へ出力される。
ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４よりｌｅｖｅｌパラメータ等を入手し、テーブルＡ４１、テーブルＢ４２、テーブルＡ４１及びテーブルＢ４２の混在のどのモードでｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ符号化を行うかの判定を行い、判定結果をｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４及びｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部４０へ出力する。なお、この判定はｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４が行ってもよい。
具体的に、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９がｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの符号化モードを決定する手順を図７を参照して説明する。図７は、図５で示したｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９による、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの符号化モードを決定する手順の一例を示すフローチャートである。
まず、ステップＡ１０で、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４より、該当マクロブロックに０以外のｌｅｖｅｌデータが存在するか否かを示すＣＢＰ（Ｃｏｄｅｄ Ｂｌｏｃｋ Ｐａｔｔｅｒｎ）とマクロブロックの予測モードを入手し、ＣＢＰが０で無いかあるいは予測モードがＩｎｔｒａ１６×１６モードであるかの判定を行う。
ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９は、ステップＡ１０で満たしていないと判定した場合（ステップＡ１０でＮ）、すなわち、ＣＢＰが０であり、かつ、マクロブロックの予測モードがＩｎｔｒａ１６×１６モードでないと判定した場合、ｌｅｖｅｌの符号化を行う必要がないと判定し、処理を終了する。一方、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９は、ステップＡ１０で満たしていると判定した場合（ステップＡ１０でＹ）、すなわち、ＣＢＰが０以外である、又はマクロブロックの予測モードがＩｎｔｒａ１６×１６モードであると判定した場合、ステップＡ２０に進み、ＰＰＳ符号化部２４より“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”を入手し、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”が、‘１０’であるか否かを判定する。ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９は、ステップＡ２０で満たしていると判定した場合（ステップＡ２０でＹ）、すなわち、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”が、‘１０’である場合、ステップＡ３０に進みテーブルＢ４２を選択する。そしてステップＡ４０に進み、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９は、“ｍｂ＿ｌｅｖｅｌ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｆｌａｇ”に‘１’を出力し、処理を終了する。一方、ステップＡ２０で満たしていないと判定した場合（ステップＡ２０でＮ）、すなわち、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”が、‘１０’以外である場合、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９はステップＡ５０に進みテーブルＡ４１を選択する。そして、ステップＡ６０に進み、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９は、“ｍｂ＿ｌｅｖｅｌ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｆｌａｇ”に‘０’を出力し、処理を終了する。
図８及び図９を用いて、図５におけるテーブルＡ４１とテーブルＢ４２について説明する。
図８はテーブルＡ４１の例である。本テーブルは、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）と同一である。つまり、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ値のビット数分の‘０’を‘１’の前に配置した構成となっている。
図９はテーブルＢ４２の例である。本テーブルでは、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘが‘０’から‘３’までは、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの値に‘１’を加算したビット数分の‘０’を‘１’の前に配置した構成となっている。また、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘが‘４’以上の場合は、ビットの先頭に‘１’を配置し、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ値から‘４’を減算した値を４ビットの固定長で配置する。また、通常、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘのＢｉｔ Ｓｔｒｉｎｇの‘０’は１６個までであるから、この配置によれば、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘを最大１８まで表現できる。また、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの先頭ビットを確認すれば、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘが‘０’から‘３’までのモードで処理すべきか、‘４’以上のモードで処理すべきかを識別可能に選択できる。本テーブルを用いた場合、テーブルＡ４１と比較して、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘが‘５’以上の場合により少ないビット量にてｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘを表現することができるので、符号量を削減し圧縮効率を高めることができる。なお、固定長で符号化するｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの閾値は、‘４’以外でもよく、また適応的でもよい。適応的とする場合、マクロブロックのヘッダにインデックスで指示、又は対象マクロブロックの‘０’以外の係数の数で変化させて指示するとよい。また、テーブルＡ４１を用いることで、従来の可変長符号化処理を行うことができる。
図５に戻りｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部４０は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４よりｌｅｖｅｌパラメータ等を、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９よりｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの符号化モードを入手し、テーブルＡ４１及び／又はテーブルＢ４２を使用してｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの符号化動作と、ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘパラメータの生成を行う。ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの符号化データは出力制御部２６へ、ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘパラメータはｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ部４３へ、夫々出力される。
ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ部４３は、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部４０よりｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘパラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長符号化を行う。可変長符号化による変換後の符号化データは、出力制御部２６へ出力される。
このように、本実施形態によれば、動画像データの符号化処理において、ｌｅｖｅｌを複数の要素に変換した際の少なくとも一つの符号表を前記要素が低い値の場合と高い値の場合に適合する２種類以上を定義、選択可能とすることにより、生成されるビットストリーム中のｌｅｖｅｌによる符号量を削減し、それにより、動画像符号化に際しての圧縮率を向上させることができる。
次に、上述の処理により符号化された動画像データを復号化する方法について説明する。図１０は、本発明の一実施形態に係る動画像符号化装置１００によって符号化された動画像データを復号化する動画像復号化装置２００の全体構成の一例を示す機能ブロック図である。
図１０に示すように、動画像復号化装置２００は、可変長復号化部５１と、符号化パラメータ制御部５２と、イントラ予測部５３と、インター予測部５４と、フレームメモリ５５と、逆量子化・逆変換部５６と、予測モード選択部５７と、加算器５８と、画像データ出力部５９とを備える。
動画像符号化装置１００から出力されたビットストリームは、まず、可変長復号化部５１において可変長復号化処理が施され、該可変長復号化処理により画素関連の情報と符号化パラメータ情報とが生成される。該可変長復号化処理により生成された画素関連の情報は、逆量子化・逆変換部５６において逆量子化・逆変換が施された後、加算器５８に出力される。この逆量子化・逆変換部５６から出力された情報を再構成差分画像とする。
一方、可変長復号化部５１における上記可変長復号化処理により生成された符号化パラメータ情報は、符号化パラメータ制御部５２に出力され、符号化パラメータ情報の中の予測モードは符号化パラメータ制御部５２により予測モード選択部５７へ出力される。
予測モード選択部５７は、符号化パラメータ制御部５２から取得した予測モードに基づいて、イントラ予測モードあるいはインター予測モードを選択し、イントラ予測モードの場合はイントラ予測部５３より、インター予測モードの場合はインター予測部５４より予測画像を入手し、取得した予測画像を加算器５８に出力する。
インター予測部５３は、予測モード選択部５７よりイントラ予測モードを入手した場合に、フレームメモリ５５から取得する参照画像データに基づいてイントラ予測画像を生成し、予測モード選択部５７へ出力する。
インター予測部５４は、予測モード選択部５７よりインター予測モードを入手した場合に、フレームメモリ５５から取得する参照画像データに基づいてインター予測画像を生成し、予測モード選択部５７へ出力する。
加算器５８では、逆量子化・逆変換部５６から出力された再構成差分画像と予測モード選択部５７から出力された予測画像とを加算することにより、元の動画像データの近似データを再構成（以下、再構成画像データ）する。
再構成画像データは、画像データ出力部５９を介して動画像復号化装置２００から外部に出力されると共に、参照画像データフレームメモリ５５内に格納され、以後の動画像復号化処理において利用される。
図１１は、図１０で示した可変長復号化部５１の詳細を示した図である。図１１に示すように、可変長復号化部５１は、可変長復号制御部７１と、ＣＡＢＡＣ復号化部７２と、ＣＡＶＬＣ復号化部７３と、ＳＰＳ復号化部７４と、ＰＰＳ復号化部７５と、Ｓｌｉｃｅヘッダ復号化部７６とを備える。
可変長復号制御部７１は、入力されたビットストリームと符号化パラメータ制御部５２から出力された符号化パラメータにしたがって、可変長復号化処理を制御する。具体的には、ＣＡＢＡＣ復号化部７２と、ＣＡＶＬＣ復号化部７３と、ＳＰＳ復号化部７４と、ＰＰＳ復号化部７５と、Ｓｌｉｃｅヘッダ復号化部７６の処理順序の制御ならびに、ＣＡＢＡＣ復号化部７２と、ＣＡＶＬＣ復号化部７３と、ＳＰＳ復号化部７４と、ＰＰＳ復号化部７５と、Ｓｌｉｃｅヘッダ復号化部７６へ出力するビットストリームの制御、ＣＡＢＡＣ復号化部７２と、ＣＡＶＬＣ復号化部７３と、ＳＰＳ復号化部７４と、ＰＰＳ復号化部７５と、Ｓｌｉｃｅヘッダ復号化部７６よりフィードバックされる復号化処理状況及び符号化パラメータの管理ならびに、符号化パラメータ制御部５２への符号化パラメータの出力である。
ＣＡＢＡＣ復号化部７２は、可変長復号制御部７１よりビットストリームと符号化パラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長復号化を行う。可変長復号化による変換後の復号化データは、逆量子化・逆変換部５６へ出力される。予測モードや動きベクトルなどの符号化パラメータ及び復号に用いたビット量は、可変長復号制御部７１に出力される。
ＣＡＶＬＣ復号化部７３は、可変長復号制御部７１よりビットストリームと符号化パラメータを入手し、後で詳細を説明する手順にて可変長復号化を行う。可変長復号化による変換後の複合化データは、逆量子化・逆変換部５６へ出力される。予測モードや動きベクトルなどの符号化パラメータ及び復号に用いたビット量は、可変長復号制御部７１に出力される。
ＳＰＳ復号化部７４は、可変長復号制御部７１よりビットストリームと符号化パラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長復号化を行う。符号化パラメータ及び復号に用いたビット量は、可変長復号制御部７１に出力される。
Ｓｌｉｃｅヘッダ復号化部７６は、可変長復号制御部７１よりビットストリームと符号化パラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長復号化を行う。符号化パラメータ及び復号に用いたビット量は、可変長復号制御部７１に出力される。
ＰＰＳ復号化部７５は、可変長復号制御部７１よりビットストリームと符号化パラメータを入手し、符号化パラメータ及び復号に用いたビット量を、可変長復号制御部７１に出力する。符号化パラメータの中の“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”については、図３及び図４で既に説明した通りである。
図１２は、図１１で示したＣＡＶＬＣ復号化部７３の詳細を示した図である。
図１２に示すように、ＣＡＶＬＣ復号化部７３は、Ｓｌｉｃｅデータ復号化部８１と、ＭＢヘッダ復号化部８２と、ＭＢ予測復号化部８３と、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４と、ｃｏｅｆ＿ｔｏｋｅｎ部８５と、ｔｒａｉｌｉｎｇ＿ｏｎｅ＿ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ部８６と、ｔｏｔａｌ＿ｚｅｒｏｓ部８７と、ｒｕｎ＿ｂｅｆｏｒｅ部８８と、ｌｅｖｅｌ復号化モード制御部８９と、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部９０と、テーブルＡ４１と、テーブルＢ４２と、ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ部９３とを備える。
図１２に示すように、ＣＡＶＬＣ復号化部７３は、Ｓｌｉｃｅデータ復号化部８１と、ＭＢヘッダ復号化部８２と、ＭＢ予測復号化部８３と、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４と、ｃｏｅｆ＿ｔｏｋｅｎ部８５と、ｔｒａｉｌｉｎｇ＿ｏｎｅ＿ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ部８６と、ｔｏｔａｌ＿ｚｅｒｏｓ部８７と、ｒｕｎ＿ｂｅｆｏｒｅ部８８と、ｌｅｖｅｌ復号化モード制御部８９と、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部９０と、テーブルＡ４１と、テーブルＢ４２と、ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ部９３とを備える。
Ｓｌｉｃｅデータ復号化部８１は、可変長復号制御部７１より符号化パラメータ及び入力ビットストリームを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長復号化を行う。可変長復号化による変換後の符号化パラメータは、可変長復号制御部７１へ出力される。
ＭＢヘッダ復号化部８２は、可変長復号制御部７１より符号化パラメータ及び入力ビットストリームを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長復号化を行う。可変長復号化による変換後の符号化パラメータは、可変長復号制御部７１へ出力される。
ＭＢ予測復号化部８３は、可変長復号制御部７１より符号化パラメータ及び入力ビットストリームを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長復号化を行う。可変長復号化による変換後の符号化パラメータは、可変長復号制御部７１へ出力される。
ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４は、可変長復号制御部７１より符号化パラメータ及び入力ビットストリームを入手し、入力したビットストリームと符号化パラメータにしたがって、ｒｅｓｉｄｕａｌ部分の可変長復号化処理を制御する。具体的には、ｃｏｅｆ＿ｔｏｋｅｎ部８５と、ｔｒａｉｌｉｎｇ＿ｏｎｅ＿ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ部８６と、ｔｏｔａｌ＿ｚｅｒｏｓ部８７と、ｒｕｎ＿ｂｅｆｏｒｅ部８８と、ｌｅｖｅｌ複合化モード制御部８９と、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部９０の処理順序の制御ならびに、ｃｏｅｆ＿ｔｏｋｅｎ部８５と、ｔｒａｉｌｉｎｇ＿ｏｎｅ＿ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ部８６と、ｔｏｔａｌ＿ｚｅｒｏｓ部８７と、ｒｕｎ＿ｂｅｆｏｒｅ部８８と、ｌｅｖｅｌ複合化モード制御部８９と、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部９０へ出力するビットストリームの制御、ｃｏｅｆ＿ｔｏｋｅｎ部８５と、ｔｒａｉｌｉｎｇ＿ｏｎｅ＿ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ部８６と、ｔｏｔａｌ＿ｚｅｒｏｓ部８７と、ｒｕｎ＿ｂｅｆｏｒｅ部８８と、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部９０と、ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ部９３よりフィードバックされる復号化処理状況及び符号化パラメータの管理ならびに、可変長復号制御部７１への出力である。Ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４からの復号化データは、逆量子化・逆変換部５６へ出力される。
また、特に、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４は、可変長復号制御部７１から取得した符号化パラメータの中のＰＰＳ復号化部７５による“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”に基づいて、“ｍｂ＿ｌｅｖｅｌ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｆｌａｇ”の復号を行い、“ｍｂ＿ｌｅｖｅｌ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｆｌａｇ”をｌｅｖｅｌ複合化モード制御部８９へ出力する。
ｃｏｅｆ＿ｔｏｋｅｎ部８５は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４よりビットストリームを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長復号化を行う。符号化パラメータ情報は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４へ出力される。
ｔｒａｉｌｉｎｇ＿ｏｎｅ＿ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ部８６は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４よりビットストリームを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長復号化を行う。符号化パラメータ情報は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４へ出力される。
ｔｏｔａｌ＿ｚｅｒｏｓ部８７は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４よりビットストリームを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長復号化を行う。符号化パラメータ情報は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４へ出力される。
ｒｕｎ＿ｂｅｆｏｒｅ部８８は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４よりビットストリームを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長復号化を行う。符号化パラメータ情報は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４へ出力される。
ｌｅｖｅｌ復号化モード制御部８９は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４より“ｍｂ＿ｌｅｖｅｌ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｆｌａｇ”及び“ｃｏｅｆ＿ｔｏｋｅｎ”等の符号化パラメータを入手し、テーブルＡ４１と、テーブルＢ４２と、テーブルＡ４１とテーブルＢ４２の混在のどのモードでｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの復号化を行うかの判定を行い、判定結果をｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部９０へ出力する。
ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部９０は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４よりｌｅｖｅｌパラメータ等を、ｌｅｖｅｌ復号化モード制御部８９よりｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの復号化を行うモードを入手し、テーブルＡ４１及び／又はテーブルＢ４２を使用してｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの復号化動作と、ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ復号パラメータの生成を行う。Ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ値はｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４へ、ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ復号パラメータはｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ部９３へ、夫々出力される。
ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ部９３は、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部９０よりｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘパラメータを入手し、Ｈ．２６４規格書（非特許文献１参照）に従った手順で可変長復号化を行う。ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ値は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部８４へ出力される。
このように、動画像複合化装置２００によれば、動画像符号化装置１００で符号化された動画像データについて、復号化を行うことができる。
なお、上記動画像符号化装置１００は、出力制御部２６からＰＰＳ部分に“ｐｉｃ＿ｐａｒａｍｅｔｅｒ＿ｓｅｔ＿ｉｄ”と、“ｓｅｑ＿ｐａｒａｍｅｔｅｒ＿ｓｅｔ＿ｉｄ”と、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”等が含まれるビットストリームを出力したが（図４参照）、ＰＰＳ部分に“ｌｅｖｅｌ＿ｃｏｄｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｉｄｘ”が含まれるビットストリームを出力してもよい。図１３及び図１４を用いて、ＰＰＳ部分に“ｌｅｖｅｌ＿ｃｏｄｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｉｄｘ”が含まれるビットストリームの例を説明する。
図１３は、ＰＰＳ部分に“ｌｅｖｅｌ＿ｃｏｄｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｉｄｘ”が含まれるビットストリームを示す図である。このビットストリームは、ＳＰＳと、ＰＰＳと、ＳＬＣと、マクロブロックデータ等から構成される。ＰＰＳ部分は、“ｐｉｃ＿ｐａｒａｍｅｔｅｒ＿ｓｅｔ＿ｉｄ”と、“ｓｅｑ＿ｐａｒａｍｅｔｅｒ＿ｓｅｔ＿ｉｄ”と、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”と、“ｌｅｖｅｌ＿ｃｏｄｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｉｄｘ”等から構成される。
このビットストリームにおいても上記で説明したとおり、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”は、図３のように定める。つまり、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”を２ビットで構成し、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ＝００”の場合は可変長符号化方法を“ＣＡＶＬＣ”とし、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ＝０１”の場合は可変長符号化方法を“ＣＡＢＡＣ”とし、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ＝１０”の場合は可変長符号化方法を本発明に基づく“ＣＡＶＬＣ”とする。
図１４を用いて、ＰＰＳ部分に含まれる“ｌｅｖｅｌ＿ｃｏｄｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｉｄｘ”の例を説明する。“ｌｅｖｅｌ＿ｃｏｄｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｉｄｘ”は、図９のテーブルＢ４２におけるｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘのＢｉｔ ｓｔｒｉｎｇを定める際に、‘１’とそれに引き続く固定長のビットで示すｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの値（ｌｅｖｅｌ＿ｃｏｄｅ＿ｏｆｆｓｅｔとする）を格納する部分である。
ここで“ｌｅｖｅｌ＿ｃｏｄｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｉｄｘ”には、ｌｅｖｅｌ＿ｃｏｄｅ＿ｏｆｆｓｅｔから４を減算した値をｅｘｐ−Ｇｏｌｏｍコード（指数ゴロム符号）を用いて可変長符号化し、格納している。なお、ｌｅｖｅｌ＿ｃｏｄｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｉｄｘには別の可変長符号化方式を用いても良いし、固定長のビット列を用いて格納しても良い。
また、上記図７では、動画像符号化装置１００のｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９による、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの符号化モードを決定する手順において、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”が‘１０’である場合にテーブルＢ４２を選択する構成としたが、更に、非ゼロの係数の数を示す“ｔｏｔａｌ＿ｃｏｅｆｆ”の値が所定の閾値以上か否かを判断する工程を設けてもよい。具体的に、図１５を用いて、この場合のｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ符号化モードを決定する手順を説明する。図１５は、図５で示したｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９による、ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘの符号化モードを決定する手順の一例を示すフローチャートである。なお、この符号化モードの決定はｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４が行ってもよい。
まず、ステップＢ１０で、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９は、ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４より、該当マクロブロックの０以外のｌｅｖｅｌデータが存在するか否かを示すＣＢＰ（Ｃｏｄｅｄ Ｂｌｏｃｋ Ｐａｔｔｅｒｎ）とマクロブロックの予測モードを入手し、ＣＢＰが０で無いか、あるいは予測モードがＩｎｔｒａ１６×１６モードであるかの判定を行う。
ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９は、ステップＢ１０で満たしていないと判定した場合（ステップＢ１０でＮ）、ｌｅｖｅｌの符号化を行う必要がないと判定し、処理を終了する。一方、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９は、ステップＢ１０で満たしていると判定した場合（ステップＢ１０でＹ）、ステップＢ２０に進みＰＰＳ符号化部２４より“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”を入手し、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”が、‘１０’であるか否かを判定する。ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９は、ステップＢ２０で満たしていないと判定した場合（ステップＢ２０でＮ）、ステップＢ６０に進みテーブルＡ４１を選択する。そして、ステップＢ７０に進み“ｍｂ＿ｌｅｖｅｌ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｆｌａｇ”に‘０’を出力する。一方、ステップＢ２０でＹ、すなわち、“ｅｎｔｒｏｐｙ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｍｏｄｅ＿ｆｌａｇ”が、‘１０’である場合は、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９はステップＢ３０に進み、“ｔｏｔａｌ＿ｃｏｅｆｆ”の値をｒｅｓｉｄｕａｌ制御部３４より入手し、予め設定された閾値以上であるか否かを判定する。ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９は、ステップＢ３０でＹの場合は、ステップＢ４０に進みテーブルＢ４２を選択する。そしてステップＢ５０に進み、“ｍｂ＿ｌｅｖｅｌ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｆｌａｇ”に‘１’を出力し処理を終了する。一方、ステップＢ３０でＮ、すなわち“ｔｏｔａｌ＿ｃｅｏｆｆ”の値が予め設定された閾値未満である場合は、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９はステップＢ６０に進み、テーブルＡ４１を選択し、ステップＢ７０で“ｍｂ＿ｌｅｖｅｌ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｆｌａｇ”に‘０’を出力して処理を終了する。
なお、ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部３９はステップＢ４０でテーブルＢ４２を選択する際に、“ｔｏｔａｌ＿ｃｏｅｆｆ”以外に、“ｔｏｔａｌ＿ｚｅｒｏｓ”が所定閾値以下であること、ならびに、“ｓｕｆｆｉｘＬｅｎｇｔｈ”が所定閾値以下であることを用いても良い。上記条件は、夫々独立に用いても良いし、組合せて使用しても良い。
以上、本実施形態を概説すると、本実施形態の動画像符号化装置は、動画像データの小領域毎に直交変換及び量子化された変換量子化係数を可変長符号化する可変長符号化手段を備える動画像符号化装置において、前記可変長符号化手段は、前記変換量子化係数を可変長符号化する複数の符号化モードを有し、前記複数の符号化モードのいずれかにより可変長符号化を行い、前記複数の符号化モードのいずれか一つは、前記変換量子化係数の所定閾値以上のレベルを固定長で符号化することを特徴とする。
また、前記可変長符号化手段は、可変長符号化を行った前記符号化モードを格納したビットストリームを出力してもよい。
また、前記可変長符号化手段は、複数のピクチャ単位に作用する情報を格納する部分に前記符号化モードを格納してもよい。
また、前記可変長符号化手段は、前記所定閾値以上と該所定閾値未満のレベルを符号化したときの先頭ビットを異ならせてもよい。
また、前記可変長符号化手段は、前記レベルに一定値を加算して固定長のビット量としてもよい。
また、前記可変長符号化手段は、前記所定閾値を前記小領域毎に変更してもよい。
また、前記可変長符号化手段は、可変長符号化を行った前記符号化モードを格納したビットストリームを出力してもよい。
また、前記可変長符号化手段は、複数のピクチャ単位に作用する情報を格納する部分に前記符号化モードを格納してもよい。
また、前記可変長符号化手段は、前記所定閾値以上と該所定閾値未満のレベルを符号化したときの先頭ビットを異ならせてもよい。
また、前記可変長符号化手段は、前記レベルに一定値を加算して固定長のビット量としてもよい。
また、前記可変長符号化手段は、前記所定閾値を前記小領域毎に変更してもよい。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。
本発明は、高いビットレートで、動画像の符号化・復号化を行う方法に利用可能であり、特に、画像符号化装置や、これを実装した画像処理機器などに利用可能である。
１…画像データ入力部
２…予測モード制御部
３…イントラ予測部
４…インター予測部
５…フレームメモリ
８…変換・量子化部
９…逆量子化・逆変換部
１０…可変長符号化部
１１…符号化パラメータ制御部
２１…ＣＡＢＡＣ符号化部
２２…ＣＡＶＬＣ符号化部
２３…ＳＰＳ符号化部
２４…ＰＰＳ符号化部
２５…Ｓｌｉｃｅヘッダ符号化部
２６…出力制御部
３４…ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部
３９…ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部
４０…ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部
４１…テーブルＡ
４２…テーブルＢ
４３…ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ部
５１…可変長復号化部
５２…符号化パラメータ制御部
５３…イントラ予測部
５４…インター予測部
５５…フレームメモリ
５６…逆量子化・逆変換部
５７…予測モード選択部
５９…画像データ出力部
７１…可変長復号制御部
７３…ＣＡＶＬＣ復号化部
８４…ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部
８９…ｌｅｖｅｌ復号化モード制御部
９０…ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部
９３…ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ部
１００…動画像符号化装置
２００…動画像復号化装置
２…予測モード制御部
３…イントラ予測部
４…インター予測部
５…フレームメモリ
８…変換・量子化部
９…逆量子化・逆変換部
１０…可変長符号化部
１１…符号化パラメータ制御部
２１…ＣＡＢＡＣ符号化部
２２…ＣＡＶＬＣ符号化部
２３…ＳＰＳ符号化部
２４…ＰＰＳ符号化部
２５…Ｓｌｉｃｅヘッダ符号化部
２６…出力制御部
３４…ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部
３９…ｌｅｖｅｌ符号化モード制御部
４０…ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部
４１…テーブルＡ
４２…テーブルＢ
４３…ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ部
５１…可変長復号化部
５２…符号化パラメータ制御部
５３…イントラ予測部
５４…インター予測部
５５…フレームメモリ
５６…逆量子化・逆変換部
５７…予測モード選択部
５９…画像データ出力部
７１…可変長復号制御部
７３…ＣＡＶＬＣ復号化部
８４…ｒｅｓｉｄｕａｌ制御部
８９…ｌｅｖｅｌ復号化モード制御部
９０…ｌｅｖｅｌ＿ｐｒｅｆｉｘ部
９３…ｌｅｖｅｌ＿ｓｕｆｆｉｘ部
１００…動画像符号化装置
２００…動画像復号化装置
Claims (3)
- 動画像データの小領域毎に直交変換及び量子化された変換量子化係数を可変長符号化する可変長符号化手段を備える動画像符号化装置において、
前記可変長符号化手段は、前記変換量子化係数を可変長符号化する複数の符号化モードを有し、前記複数の符号化モードのいずれかにより可変長符号化を行い、
前記複数の符号化モードのいずれか一つは、前記変換量子化係数の所定閾値以上のレベルを固定長で符号化することを特徴とする動画像符号化装置。 - 前記可変長符号化手段は、
可変長符号化を行った前記符号化モードを格納したビットストリームを出力することを特徴とする請求項１に記載の動画像符号化装置。 - 前記可変長符号化手段は、
複数のピクチャ単位に作用する情報を格納する部分に前記符号化モードを格納することを特徴とする請求項２に記載の動画像符号化装置。
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