JP2012124838A - 画像復号化装置と画像復号化方法および画像符号化装置と画像符号化方法並びにプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】異なる符号化方式のビットストリームの復号化やビットストリームの生成を容易に行えるようにする。
【解決手段】第1の復号化部であるCABAC算出復号化部121は、CABACのビットストリームを復号化して中間ストリームである二値符号データを生成する。第2の復号化部であるCAVLC復号化部122は、CAVLCのビットストリームを復号化してシンタックス要素を生成する。シンタックス変換部123は、CAVLCのシンタックスをCABACのシンタックスに変換する。第1の符号化部である二値符号化部124は、シンタックス変換後のシンタックス要素の二値符号化を行い、中間ストリームを生成する。中間ストリームをバッファ23に一旦記憶したのち二値復号化を行い、得られたシンタックス要素を用いてループ内復号化を行う。また、符号化では、復号化と逆の処理を行う。
【選択図】 図1
【解決手段】第1の復号化部であるCABAC算出復号化部121は、CABACのビットストリームを復号化して中間ストリームである二値符号データを生成する。第2の復号化部であるCAVLC復号化部122は、CAVLCのビットストリームを復号化してシンタックス要素を生成する。シンタックス変換部123は、CAVLCのシンタックスをCABACのシンタックスに変換する。第1の符号化部である二値符号化部124は、シンタックス変換後のシンタックス要素の二値符号化を行い、中間ストリームを生成する。中間ストリームをバッファ23に一旦記憶したのち二値復号化を行い、得られたシンタックス要素を用いてループ内復号化を行う。また、符号化では、復号化と逆の処理を行う。
【選択図】 図1
Description
この発明は、画像復号化装置と画像復号化方法および画像符号化装置と画像符号化方法並びにプログラムに関する。詳しくは、複数種類のビットストリームの復号化や複数種類のビットストリームの生成を容易に行えるようにする。
従来、MPEG(Moving Picture Experts Group)等の動画像符号化方式では、画像データを16画素×16画素や8画素×8画素といったマクロブロック(MB)と呼ばれるブロックに分割して、ブロック単位で符号化/復号化処理が行われている。また、符号化/復号化処理は、パイプライン動作で行うことにより高速化が図られている。
一般的なパイプライン動作では、例えば2マクロブロック分のデータが格納可能なメモリ領域が確保されている。メモリ領域は、一方の1マクロブロック分の領域が書き込み領域、他方の1マクロブロック分の領域が読み出し領域とされて、1マクロブロック処理期間単位に交互に書き込み領域と読み出し領域を切り替えて使用される。
このようなマクロブロック単位でのパイプライン処理は、各処理がいずれも数百から数千サイクルといった一定のクロックサイクル数内で完了することが保証されている必要がある。そして、MPEG2やMPEG4等の従来の符号化方式を使用する場合については現在の半導体技術で十分に保証できる。しかし、圧縮率の高いH.264/AVC(Advanced Video Coding))やVC−1といった符号化方式では、符号化/復号化処理が複雑になっており、現在の半導体技術では1フレームあたりの処理期間に1フレーム分のストリームを処理することが難しい。例えば、可変長復号に関しては最大処理サイクル数が数百や数千サイクルでは収まらなくなってきており、CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)を使用する場合、情報量が大きいと、1フレーム期間で1フレーム分のストリームを処理することができない。
そのため、特許文献1では、可変長復号後のデータを一時格納用メモリへ一旦格納して、その後段となるループ内復号処理において、メモリに格納されている可変長復号後のデータを読み出して、処理を実行することが行われている。このように、可変長復号後のデータを一時格納用メモリへ一旦格納すれば、可変長復号におけるフレームあるいはマクロブロック毎の処理サイクルのゆらぎを吸収できる。また、完全に可変長復号したデータを一時格納用メモリに格納する場合、膨大なメモリ容量が必要となる。そのため、特許文献1では、ビットストリームに対応した方式で可変長復号を行い、得られた画素係数情報を複数種類のビットストリームの符号化方式と異なる方式で再符号化して中間ストリームとしてメモリに格納することが行われている。このように中間ストリームをメモリに記憶させることで、必要とされるメモリ容量を少なくできる。
ところで、画素係数情報を複数種類のビットストリームの符号化方式と異なる方式で再符号化してメモリに格納する場合、新たに再符号化部とそれを復号化する復号化部が必要となり回路規模が増大してしまう。また、再符号化対象となるのは画素係数情報のみであり、それ以外の情報については再符号化されないため、ビットストリームに対応した方式で可変長復号を行うことにより得られた全ての情報を再符号化した場合に比べて、中間ストリームを一旦格納しておくために必要となるメモリの容量が大きくなってしまう。
そこで、この発明では複数種類のビットストリームの復号化や複数種類のビットストリームの生成を容易に行える画像復号化装置と画像復号化方法および画像符号化装置と画像符号化方法並びにプログラムを提供する。
この発明の第1の側面は、第1の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化して中間ストリームを生成する第1の復号化部と、第2の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化してシンタックス要素を生成する第2の復号化部と、前記生成されたシンタックス要素を、前記第2の可変長符号化方式のシンタックスから前記第1の可変長符号化方式のシンタックスに変換するシンタックス変換部と、前記シンタックス変換後のシンタックス要素を符号化して、前記中間ストリームを生成する第1の符号化部とを有する画像復号化装置にある。
この発明においては、第1の可変長符号化方式例えばCABACのビットストリームをCABAC算出復号化して中間ストリームである二値符号データが生成される。また、第2の可変長符号化方式例えばCAVLCのビットストリームを復号化してシンタックス要素が生成される。生成されたシンタックス要素は、第2の可変長符号化方式のシンタックスから第1の可変長符号化方式のシンタックスに変換されて、シンタックス変換後のシンタックス要素の二値符号化によって、中間ストリームである二値符号データが生成される。中間ストリームは、中間ストリームバッファに記憶される。また、記憶されている中間ストリームの二値復号化が行われてシンタックス要素がループ内復号化部に供給されて復号画像データの生成が行われる。
この発明の第2の側面は、第1の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化して中間ストリームを生成する工程と、第2の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化してシンタックス要素を生成する工程と、前記シンタックス要素を、前記第2の可変長符号化方式のシンタックスから前記第1の可変長符号化方式のシンタックスに変換する工程と、前記シンタックス変換後のシンタックス要素を符号化して前記中間ストリームを生成する工程とを含む画像復号化方法にある。
この発明の第3の側面は、第1の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化して中間ストリームを生成する手順と、第2の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化してシンタックス要素を生成する手順と、前記シンタックス要素を、前記第2の可変長符号化方式のシンタックスから前記第1の可変長符号化方式のシンタックスに変換する手順と、前記シンタックス変換後のシンタックス要素を符号化して前記中間ストリームを生成する手順とをコンピュータで実行させるプログラムにある。
この発明の第4の側面は、シンタックス要素を符号化して生成されて中間ストリームバッファに記憶されている中間ストリームを第1の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームを生成する第1の符号化部と、前記記憶されている中間ストリームを復号化して、シンタックス要素を生成する第1の復号化部と、前記中間ストリームを復号化して生成されたシンタックス要素を、前記第1の可変長符号化方式のシンタックスから第2の可変長符号化方式のシンタックスに変換するシンタックス変換部と、前記シンタックス変換後のシンタックス要素を前記第2の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームを生成する第2の符号化部とを有する画像符号化装置にある。
この発明においては、シンタックス要素を符号化して生成されたバッファに記憶されている中間ストリームの符号化、例えばシンタックス要素を二値符号化して生成された二値符号データの算術符号化を行い、第1の可変長符号化方式であるCABACのビットストリームが生成される。また、中間ストリームを復号化してシンタックス要素が生成される。生成されたシンタックス要素は、第1の可変長符号化方式のシンタックスから第2の可変長符号化方式のシンタックスに変換されて、シンタックス変換後のシンタックス要素の符号化によって、第2の可変長符号化方式であるCAVLCのビットストリームが生成される。
この発明の第5の側面は、シンタックス要素を符号化して生成されて中間ストリームバッファに記憶されている中間ストリームを第1の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームを生成する工程と、前記記憶されている中間ストリームを復号化して、シンタックス要素を生成する工程と、前記中間ストリームを復号化して生成されたシンタックス要素を、前記第1の可変長符号化方式のシンタックスから第2の可変長符号化方式のシンタックスに変換する工程と、前記シンタックス変換後のシンタックス要素を前記第2の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームを生成する工程とを含む画像符号化方法にある。
この発明の第6の側面は、シンタックス要素を符号化して生成されて中間ストリームバッファに記憶されている中間ストリームを第1の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームを生成する手順と、前記記憶されている中間ストリームを復号化して、シンタックス要素を生成する手順と、前記中間ストリームを復号化して生成されたシンタックス要素を、前記第1の可変長符号化方式のシンタックスから第2の可変長符号化方式のシンタックスに変換する手順と、前記シンタックス変換後のシンタックス要素を前記第2の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームを生成する手順とをコンピュータで実行させるプログラムにある。
なお、本発明のプログラムは、例えば、様々なプログラム・コードを実行可能な汎用コンピュータ・システムに対して、コンピュータ可読な形式で提供する記憶媒体、通信媒体、例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなどの記憶媒体、あるいは、ネットワークなどの通信媒体によって提供可能なプログラムである。このようなプログラムをコンピュータ可読な形式で提供することにより、コンピュータ・システム上でプログラムに応じた処理が実現される。
この発明によれば、ビットストリームの復号化を行う場合、第1の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化して中間ストリームの生成が行われる。また、第2の可変長符号化方式のビットストリームを復号化してシンタックス要素が生成されて、生成されたシンタックス要素が第2の可変長符号化方式のシンタックスから第1の可変長符号化方式のシンタックスに変換される。さらに、シンタックス変換後のシンタックス要素が符号化されて中間ストリームが生成される。
また、ビットストリームを生成する場合、シンタックス要素を符号化して生成されて中間ストリームバッファに記憶されている中間ストリームを第1の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームが生成される。また、記憶されている中間ストリームを復号化して生成されたシンタックス要素が、第1の可変長符号化方式のシンタックスから第2の可変長符号化方式のシンタックスに変換される。さらに、シンタックス変換後のシンタックス要素を第2の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームが生成される。
このようなビットストリームの復号化や生成を行うことで、複数種類のビットストリームの符号化方式と異なる方式で再符号化する再符号化部等を設ける必要がなく回路規模の増大を小さく抑えることができる。また、このような中間ストリームを生成することで、バッファの必要容量を少なくできる。さらに、画像復号化と画像符号化を行う場合、符号化や復号化を行う回路を共用して回路規模の増大をさらに小さく抑えることが可能となる。したがって、複数種類のビットストリームの復号化や複数種類のビットストリームの生成を容易に行うことができる。
以下、発明を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.画像復号化装置の構成
2.画像復号化装置の動作
3.画像符号化装置の構成
4.画像符号化装置の動作
5.ソフトウェア処理の場合
1.画像復号化装置の構成
2.画像復号化装置の動作
3.画像符号化装置の構成
4.画像符号化装置の動作
5.ソフトウェア処理の場合
<1.画像復号化装置の構成>
図1は、本発明の画像復号化装置の構成例を示している。なお、画像復号化装置の構成例は、第1の可変長符号化方式としてCABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)を用いて生成されたビットストリームと、第2の可変長符号化方式としてCAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding)を用いて生成されたビットストリームを復号化する場合を示している。
図1は、本発明の画像復号化装置の構成例を示している。なお、画像復号化装置の構成例は、第1の可変長符号化方式としてCABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)を用いて生成されたビットストリームと、第2の可変長符号化方式としてCAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding)を用いて生成されたビットストリームを復号化する場合を示している。
画像復号化装置10は、ビットストリームの復号化処理を行い復号画像データを出力する復号化部11と、ストリームを記憶する記憶部21で構成されている。復号化部11は、可変長復号化部12とループ内復号化部13を備えている。また、可変長復号化部12は、CABAC算術復号化部121、CAVLC復号化部122、シンタックス変換部123、CABAC二値符号化部124、CABAC二値復号化部125を備えている。また、記憶部21は、ストリームバッファ22および中間ストリームバッファ23により構成されている。なお、図1では、復号化部11と記憶部21が独立した構成としているが、復号化部11に記憶部21を備える構成としてもよい。
画像復号化装置10に入力されたビットストリーム(ビットストリーム)は、記憶部21のストリームバッファ22に一旦記憶されたのち、復号化部11によってストリームバッファ22から読み出される。
復号化部11は、ストリームバッファ22から読み出したビットストリームを、読み出したビットストリームに適用されている符号化方式にしたがい、CAVLC復号化部122またはCABAC算術復号化部121のいずれかで復号化する。具体的には、ビットストリームのヘッダ情報がCABACで符号化されていることを示している場合、復号化部11は、第1の復号化部であるCABAC算術復号化部121で可変長復号を行い、得られた二値符号データを中間ストリームバッファ23に出力する。また、ヘッダ情報がCAVLCで符号化されていることを示している場合、復号化部11は、第2の復号化部であるCAVLC復号化部122で可変長復号を行い、得られたシンタックス要素をシンタックス変換部123に出力する。なお、シンタックス要素とは、直交変換係数の量子化データや動きベクトル情報など、シンタックス(データ列の表現規則)にしたがって伝送することが定められている情報を示している。
シンタックス変換部123は、CAVLC復号化部122から出力されたシンタックス要素を、CAVLCからCABACのシンタックスに変換して、変換後のシンタックス要素を第1の符号化部であるCABAC二値符号化部124に出力する。
CABAC二値符号化部124は、シンタックス要素の二値符号化を行い、得られた二値符号データを中間ストリームバッファ23に出力する。
記憶部21の中間ストリームバッファ23に一旦記憶された二値符号データは、第3の復号化部であるCABAC二値復号化部125によって読み出される。
CABAC二値復号化部125は、中間ストリームバッファ23から読み出した二値符号データの復号化処理を行い、得られたシンタックス要素をループ内復号化部13に出力する。
ループ内復号化部13は、CABAC二値復号化部125から供給されたシンタックス要素の逆量子化、逆直交変換、およびフレーム間予測やフレーム内予測等を行い、復号化画像データを生成して出力する。
<2.画像復号化装置の動作>
次に、画像復号化装置10の動作について、図2に示すフローチャートを用いて説明する。ステップST1で画像復号化装置10は、ビットストリームがCABACストリームであるか判別する。画像復号化装置10は、ビットストリームがCABACストリームである場合にステップST2に進み、CAVLCストリームである場合にステップST3に進む。画像復号化装置10は、ビットストリームのピクチャパラメータセットにおいて、エントロピー符号のモードを示す「entropy_coding_mode_flag」に基づきCABACストリームであるか判別する。「entropy_coding_mode_flag」は、CALVCであるときフラグの値が「0」、CABACであるときフラグの値が「1」に設定される。したがって、画像復号化装置10は、「entropy_coding_mode_flag」が「1」である場合、CABACストリームと判別してステップST2の処理を行い、「0」である場合、CAVLCストリームと判別してステップST3の処理を行う。
次に、画像復号化装置10の動作について、図2に示すフローチャートを用いて説明する。ステップST1で画像復号化装置10は、ビットストリームがCABACストリームであるか判別する。画像復号化装置10は、ビットストリームがCABACストリームである場合にステップST2に進み、CAVLCストリームである場合にステップST3に進む。画像復号化装置10は、ビットストリームのピクチャパラメータセットにおいて、エントロピー符号のモードを示す「entropy_coding_mode_flag」に基づきCABACストリームであるか判別する。「entropy_coding_mode_flag」は、CALVCであるときフラグの値が「0」、CABACであるときフラグの値が「1」に設定される。したがって、画像復号化装置10は、「entropy_coding_mode_flag」が「1」である場合、CABACストリームと判別してステップST2の処理を行い、「0」である場合、CAVLCストリームと判別してステップST3の処理を行う。
ステップST2で画像復号化装置10は、CABAC算術復号化を行う。画像復号化装置10のCABAC算術復号化部121は、ビットストリームに対して算術復号化を行い、二値符号データを生成してステップST6に進む。
ステップST3で画像復号化装置10は、CAVLC復号化を行う。画像復号化装置10のCAVLC復号化部122は、ビットストリームに対してCAVLC復号化を行い、シンタックス要素を生成してステップST4に進む。
ステップST4で画像復号化装置10は、シンタックス変換を行う。画像復号化装置10のシンタックス変換部123は、CAVLCとCABACで異なるシンタックスについて、CAVLCのシンタックスをCABACのシンタックスに変換してステップST5に進む。
図3は、変換対象のシンタックスコードを例示している。シンタックス変換において、シンタックス変換部123は、スライスデータの「mb_skip_run」を削除して、「mb_skip_flag」を設ける。また、シンタックス変換部123は、マクロブロックレイヤにおいて、「mb_type」ではP_8x8ref0のタイプがCAVLCのみで設定されていることから、P_8x8ref0のタイプであるとき「mb_type」の変更を行う。さらに、残差ブロックについて、CAVLCでは「coeff_token」「trailing_ones_sign_flag」「level_prefix」「level_suffix」「total_zeros」「run_before」の係数情報シンタックス群が設けられている。したがって、シンタックス変換部123は、CAVLCの係数情報シンタックス群を削除する。また、シンタックス変換部123は、CABACの係数情報シンタックス群、すなわち「coded_block_flag」「significant_coeff_flag」「last_significant_coeff_flag」「coeff_abs_level_minus1」「coeff_sign_flag」を設ける。
ステップST5で画像復号化装置10は、CABAC二値符号化を行う。画像復号化装置10のCABAC二値符号化部124は、ステップST3とステップST4の処理を行うことにより得られたシンタックス要素の二値符号化を行い、二値符号データを生成してステップST6に進む。
ステップST6で画像復号化装置10は、CABAC二値符号転送を行う。画像復号化装置10は、ステップST2のCABAC算術復号化およびステップST5のCABAC二値符号化を行うことにより生成された二値符号データを、記憶部21の中間ストリームバッファ23に記憶させてステップST7に進む。
ステップST7で画像復号化装置10は、CABAC二値復号化を行う。画像復号化装置10のCABAC二値復号化部125は、記憶部21の中間ストリームバッファ23から二値符号データを読み出して二値復号化を行い、シンタックス要素を生成してステップST8に進む。
ステップST8で画像復号化装置10は、ループ内復号化を行う。画像復号化装置10のループ内復号化部13は、CABAC二値復号化部125から供給されたシンタックス要素の逆量子化、逆直交変換、およびフレーム間予測やフレーム内予測等を行い、復号化画像データを生成する。
このように、画像復号化装置10は、CABAC復号化中に生成される二値符号データを中間ストリームとして用いることで、ビットストリームがCABACストリームである場合、中間ストリームを生成するための再符号化部を設ける必要がない。また、ビットストリームがCAVLCストリームである場合、中間ストリームを生成するための再符号化部として、シンタックス変換部123とCABAC二値符号化部124が必要となる。しかし、画像の復号化だけでなく符号化を行う装置では、CABACストリームを生成する場合、CABAC二値符号化部が用いられている。すなわち、画像の符号化で用いるCABAC二値符号化部を中間ストリームの生成に用いれば、中間ストリームの生成のためにCABAC二値符号化部を設ける必要がない。したがって、従来のように、複数種類のビットストリームの符号化方式と異なる方式で再符号化を行い中間ストリームを生成してメモリに格納する場合に比べて、簡単な構成とすることができる。また、中間ストリームバッファ23に記憶されるデータは二値符号データである。したがって、再符号化されていないシンタックス要素を記憶する場合に比べて、記憶部21のメモリ容量を少なくできる。
<3.画像符号化装置の構成>
次に、画像符号化装置について説明する。図4は、本発明の画像符号化装置の構成例を示している。なお、画像符号化装置の構成例は、第1の可変長符号化方式としてCABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)、第2の可変長符号化方式としてCAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding)を用いて、第1または第2のいずれかの可変長符号化方式を用いてビットストリームを生成する場合を示している。
次に、画像符号化装置について説明する。図4は、本発明の画像符号化装置の構成例を示している。なお、画像符号化装置の構成例は、第1の可変長符号化方式としてCABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)、第2の可変長符号化方式としてCAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding)を用いて、第1または第2のいずれかの可変長符号化方式を用いてビットストリームを生成する場合を示している。
画像符号化装置30は、画像データの符号化処理を行いビットストリームを出力する符号化部31と、ストリームを記憶する記憶部41で構成されている。符号化部31は、ループ内符号化部32と可変長符号化部33を備えている。また、可変長符号化部33は、CABAC二値符号化部331、CABAC算術符号化部332、CABAC二値復号化部333、シンタックス変換部334、CAVLC符号化部335を備えている。また、記憶部41は、中間ストリームバッファ42およびストリームバッファ43により構成されている。なお、図4では、符号化部31と記憶部41が独立した構成としているが、符号化部31に記憶部41を備える構成としてもよい。
画像符号化装置30に入力された入力画像の画像データは、ループ内符号化部32に供給される。ループ内符号化部32は、入力画像の画像データの符号化処理を行い、シンタックス要素を生成する。ループ内符号化部32は、例えば入力画像と予測画像との誤差を示す予測誤差データの直交変換、直交変換係数の量子化、およびフレーム間予測やフレーム内予測等による予測画像の生成等を行い、シンタックス要素を生成する。ループ内符号化部32は、符号化処理を行うことにより生成したシンタックス要素を、可変長符号化部33のCABAC二値符号化部331に出力する。
第3の符号化部であるCABAC二値符号化部331は、シンタックス要素に対して二値符号化を行い、得られた二値符号データを記憶部41の中間ストリームバッファ42に出力する。この二値符号データは、中間ストリームバッファ42に一旦記憶されたのち、可変長符号化部33によって中間ストリームバッファ42から読み出される。
可変長符号化部33は、中間ストリームバッファ42から読み出した二値符号データを、選択されている可変長符号化方式で符号化する。例えば、可変長符号化方式としてCABACが選択されている場合、可変長符号化部33は、第1の符号化部であるCABAC算術符号化部332で可変長符号化を行い、得られたビットストリームをストリームバッファ43に出力する。また、可変長符号化方式としてCAVLCが選択されている場合、可変長符号化部33は、第1の復号化部であるCABAC二値復号化部333で可変長復号化を行い、得られたシンタックス要素をシンタックス変換部334に出力する。
シンタックス変換部334は、CABAC二値復号化部333から出力されたシンタックス要素を、CABACからCAVLCのシンタックスに変換して、変換後のシンタックス要素を第2の符号化部であるCAVLC符号化部335に出力する。
CAVLC符号化部335は、CAVLCのシンタックス要素の可変長符号化を行い、得られたビットストリームをストリームバッファ43に出力する。
記憶部41のストリームバッファ43に一旦記憶されたビットストリームは、読み出されて所定の伝送レートで出力される。
<4.画像符号化装置の動作>
次に、画像符号化装置30の動作について、図5に示すフローチャートを用いて説明する。ステップST11で画像符号化装置30は、ループ内符号化を行う。画像符号化装置30のループ内符号化部32は、入力画像と予測画像との誤差を示す予測誤差データの直交変換、直交変換係数の量子化、フレーム間予測やフレーム内予測等による予測画像の生成等を行い、シンタックス要素を生成してステップST12に進む。
次に、画像符号化装置30の動作について、図5に示すフローチャートを用いて説明する。ステップST11で画像符号化装置30は、ループ内符号化を行う。画像符号化装置30のループ内符号化部32は、入力画像と予測画像との誤差を示す予測誤差データの直交変換、直交変換係数の量子化、フレーム間予測やフレーム内予測等による予測画像の生成等を行い、シンタックス要素を生成してステップST12に進む。
ステップST12で画像符号化装置30は、CABAC二値符号化を行う。画像符号化装置30のCABAC二値符号化部331は、ステップST11で生成したシンタックス要素の二値符号化を行い、二値符号データを生成してステップST13に進む。
ステップST13で画像符号化装置30はCABAC二値符号転送を行う。画像符号化装置30は、ステップST12のCABAC二値符号化で生成された二値符号データを、記憶部41の中間ストリームバッファ42に記憶してステップST14に進む。
ステップST14で画像符号化装置30は、CABACストリームの生成であるか判別する。画像符号化装置30は、ユーザ等によって選択されている可変長符号化方式がCABACであるときステップST15に進み、CAVLCであるときステップST16に進む。
ステップST15で画像符号化装置30は、CABAC算術符号化を行う。画像符号化装置30のCABAC算術符号化部332は、中間ストリームバッファ42に記憶されている二値符号データを読み出して算術符号化を行い、CABACのビットストリームを生成する。
ステップST16で画像符号化装置30は、CABAC二値復号化を行う。画像符号化装置30のCABAC二値復号化部333は、中間ストリームバッファ42に記憶されている二値符号データを読み出して復号化を行い、シンタックス要素を生成してステップST17に進む。
ステップST17で画像符号化装置30は、シンタックス変換を行う。画像符号化装置30のシンタックス変換部334は、CABACとCAVLCで異なるシンタックス例えば図3に示すシンタックスについて、CABACのシンタックスをCAVLCのシンタックスに変換してステップST18に進む。
ステップST18で画像符号化装置30は、CAVLC符号化を行う。画像符号化装置30のCAVLC符号化部335は、ステップST16とステップST17の処理を行うことにより得られたシンタックス要素のCAVLC符号化を行い、CAVLCのビットストリームを生成する。
このように、画像符号化装置30は、CABAC符号化中に生成される二値符号データを中間ストリームとして用いることで、CABACのビットストリームを生成する場合、中間ストリームを生成するための符号化部を設ける必要がない。また、CAVLCのビットストリームを生成する場合、中間ストリームがCABACの二値符号データであることから、CABAC二値復号化部333とシンタックス変換部334が必要となる。しかし、画像の符号化だけでなく復号化を行う装置では、CABACストリームを復号化するためCABAC二値復号化部が用いられており、このCABAC二値復号化部を用いることで、中間ストリームを復号化できる。したがって、従来のように複数種類のビットストリームの符号化方式と異なる方式で中間ストリームを生成してメモリに格納する場合に比べて、簡単な構成とすることができる。また、中間ストリームバッファ42に記憶されるデータは二値符号化を行うことにより得られた二値符号データである。したがって、符号化されていないシンタックス要素を記憶する場合に比べて、記憶部41のメモリ容量を少なくできる。
<5.ソフトウェア処理の場合>
また、明細書中において説明した一連の処理はハードウェア、またはソフトウェア、あるいは両者の複合構成によって実行することが可能である。ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれたコンピュータ内のメモリにインストールして実行させる。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。
また、明細書中において説明した一連の処理はハードウェア、またはソフトウェア、あるいは両者の複合構成によって実行することが可能である。ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれたコンピュータ内のメモリにインストールして実行させる。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。
例えば、プログラムは記録媒体としてのハードディスクやROM(Read Only Memory)に予め記録しておくことができる。あるいは、プログラムはフレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory),MO(Magneto optical)ディスク,DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納(記録)しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することができる。
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送したり、LAN(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送し、コンピュータは、転送されてくるプログラムを受信して、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることができる。
コンピュータは、上述の一連の処理を行うプログラムを読み出して実行して、記録媒体に記録されている画像データの符号化処理やビットストリームの復号化処理、通信部を介して供給された画像データの符号化処理やビットストリームの復号化処理を行う。
なお、本発明は、上述した発明の実施の形態に限定して解釈されるべきではない。例えば、第1の符号化方式はCABACに限らず他の方式、例えばビットストリームを復号化してシンタックス要素を生成する場合、またはシンタックス要素を符号化してビットストリームを生成する場合に、中間データが生成される方式であればよい。なお、この場合の中間データは中間ストリームとして用いる。また、第2の可変長符号化方式はCAVLCに限らず他の方式を用いてもよい。この発明の実施の形態は、例示という形態で本発明を開示しており、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施の形態の修正や代用をなし得ることは自明である。すなわち、本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
この発明の画像復号化装置と画像復号化方法および画像符号化装置と画像符号化方法並びにプログラムでは、第1の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化して中間ストリームの生成が行われる。また、第2の可変長符号化方式のビットストリームを復号化してシンタックス要素が生成されて、生成されたシンタックス要素が第2の可変長符号化方式のシンタックスから第1の可変長符号化方式のシンタックスに変換される。さらに、シンタックス変換後のシンタックス要素が符号化されて中間ストリームが生成される。
また、シンタックス要素を符号化して生成されて中間ストリームバッファに記憶されている中間ストリームを第1の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームが生成される。また、記憶されている中間ストリームを復号化して生成されたシンタックス要素が、第1の可変長符号化方式のシンタックスから第2の可変長符号化方式のシンタックスに変換される。さらに、シンタックス変換後のシンタックス要素を第2の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームが生成される。
このようなビットストリームの復号化や生成を行うことで、従来に比べて回路規模の増大を小さく抑えることができる。また、バッファの必要容量を少なくできる。したがって、複数種類のビットストリームの復号化や複数種類のビットストリームの生成を容易に行うことができるので、画像の記録や再生を行う装置等に適している。
10・・・画像復号化装置、11・・・復号化部、12・・・可変長復号化部、13・・・ループ内復号化部、21,41・・・記憶部、22,43・・・ストリームバッファ、23,42・・・中間ストリームバッファ、30・・・画像符号化装置、31・・・符号化部、32・・・ループ内符号化部、33・・・可変長符号化部、121・・・CABAC算術復号化部、122・・・CAVLC復号化部、123,334・・・シンタックス変換部、124,331・・・CABAC二値符号化部、125,333・・・CABAC二値復号化部、332・・・CABAC算術符号化部、335・・・CAVLC符号化部
Claims (12)
- 第1の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化して中間ストリームを生成する第1の復号化部と、
第2の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化してシンタックス要素を生成する第2の復号化部と、
前記生成されたシンタックス要素を、前記第2の可変長符号化方式のシンタックスから前記第1の可変長符号化方式のシンタックスに変換するシンタックス変換部と、
前記シンタックス変換後のシンタックス要素を符号化して、前記中間ストリームを生成する第1の符号化部と
を有する画像復号化装置。 - 前記中間ストリームを記憶する中間ストリームバッファと、
前記記憶されている中間ストリームを復号化してシンタックス要素を生成する第3の復号化部をさらに備える
請求項1記載の画像復号化装置。 - 前記第1の可変長符号化方式はCABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)であり、
前記第1の復号化部は、前記ビットストリームの算術復号化を行い、前記中間ストリームとして二値符号データを生成し、
前記シンタックス変換部は、前記生成されたシンタックス要素を第2の可変長符号化方式のシンタックスからCABACのシンタックスに変換し、
前記第1の符号化部は、前記シンタックス要素の二値符号化を行い、前記中間ストリームとして二値符号データを生成し、
前記第3の復号化部は、前記中間ストリームの二値復号化を行い、シンタックス要素を生成する
請求項2記載の画像復号化装置。 - 前記第2の可変長符号化方式はCAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding)であり、
前記第2の復号化部は、ビットストリームのCAVLC復号化を行い、シンタックス要素を生成し、
前記シンタックス変換部は、前記生成されたシンタックス要素をCAVLCのシンタックスからCABACのシンタックスに変換する
請求項3記載の画像復号化装置。 - 第1の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化して中間ストリームを生成する工程と、
第2の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化してシンタックス要素を生成する工程と、
前記シンタックス要素を、前記第2の可変長符号化方式のシンタックスから前記第1の可変長符号化方式のシンタックスに変換する工程と、
前記シンタックス変換後のシンタックス要素を符号化して前記中間ストリームを生成する工程と
を含む画像復号化方法。 - 第1の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化して中間ストリームを生成する手順と、
第2の可変長符号化方式を用いて生成されたビットストリームを復号化してシンタックス要素を生成する手順と、
前記シンタックス要素を、前記第2の可変長符号化方式のシンタックスから前記第1の可変長符号化方式のシンタックスに変換する手順と、
前記シンタックス変換後のシンタックス要素を符号化して前記中間ストリームを生成する手順と
をコンピュータで実行させるプログラム。 - シンタックス要素を符号化して生成されて中間ストリームバッファに記憶されている中間ストリームを第1の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームを生成する第1の符号化部と、
前記記憶されている中間ストリームを復号化して、シンタックス要素を生成する第1の復号化部と、
前記中間ストリームを復号化して生成されたシンタックス要素を、前記第1の可変長符号化方式のシンタックスから第2の可変長符号化方式のシンタックスに変換するシンタックス変換部と、
前記シンタックス変換後のシンタックス要素を前記第2の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームを生成する第2の符号化部と
を有する画像符号化装置。 - シンタックス要素を符号化して前記中間ストリームを生成する第3の符号化部と、
前記中間ストリームを記憶する中間ストリームバッファをさらに備える
請求項7記載の画像符号化装置。 - 前記第1の可変長符号化方式はCABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)であり、
前記第3の符号化部は、シンタックス要素の二値符号化を行い、前記中間ストリームとして二値符号データを生成し、
前記第1の符号化部は、前記中間ストリームの算術符号化を行いビットストリームを生成し、
前記第1の復号化部は、前記中間ストリームの二値復号化を行いシンタックス要素を生成し、
前記シンタックス変換部は、前記第1の復号化部で生成されたシンタックス要素をCABACのシンタックスから前記第2の可変長符号化方式のシンタックスに変換する
請求項8記載の画像符号化装置。 - 前記第2の可変長符号化方式はCAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding)であり、
前記シンタックス変換部は、前記第1の復号化部で生成されたシンタックス要素をCABACのシンタックスからCAVLCのシンタックスに変換し、
前記第2の符号化部は、前記シンタックス変換後のシンタックス要素のCAVLC符号化を行いビットストリームを生成する
請求項9記載の画像符号化装置。 - シンタックス要素を符号化して生成されて中間ストリームバッファに記憶されている中間ストリームを第1の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームを生成する工程と、
前記記憶されている中間ストリームを復号化して、シンタックス要素を生成する工程と、
前記中間ストリームを復号化して生成されたシンタックス要素を、前記第1の可変長符号化方式のシンタックスから第2の可変長符号化方式のシンタックスに変換する工程と、
前記シンタックス変換後のシンタックス要素を前記第2の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームを生成する工程と
を含む画像符号化方法。 - シンタックス要素を符号化して生成されて中間ストリームバッファに記憶されている中間ストリームを第1の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームを生成する手順と、
前記記憶されている中間ストリームを復号化して、シンタックス要素を生成する手順と、
前記中間ストリームを復号化して生成されたシンタックス要素を、前記第1の可変長符号化方式のシンタックスから第2の可変長符号化方式のシンタックスに変換する手順と、
前記シンタックス変換後のシンタックス要素を前記第2の可変長符号化方式を用いて符号化してビットストリームを生成する手順と
をコンピュータで実行させるプログラム。
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