JP2013009167A - Entropy encoding apparatus, entropy decoding apparatus, entropy encoding method and entropy decoding method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a processing load of encoding binary symbols having an unbiased occurrence probability of '0' and '1' while maintaining the same compression rate as CABAC.SOLUTION: In addition to an arithmetic encoding section 6, a bypass encoding section 7 is provided to output as encoded bits binary symbols output from an encoding method changeover switch 4. An encoded data output section 8 multiplexes encoded bits output from the arithmetic encoding section 6 and the encoded bits output from the bypass encoding section 7 to generate encoded data.

Description

この発明は、多値シンボル系列を2値化して、2値シンボル系列をエントロピー符号化するエントロピー符号化装置及びエントロピー符号化方法と、符号化データから2値シンボル系列を復号し、2値シンボル系列を多値化して多値シンボル系列を出力するエントロピー復号装置及びエントロピー復号方法とに関するものである。   The present invention relates to an entropy coding apparatus and entropy coding method for binarizing a multi-level symbol sequence and entropy-encoding the binary symbol sequence, and a binary symbol sequence by decoding a binary symbol sequence from encoded data The present invention relates to an entropy decoding device and an entropy decoding method for converting a multi-value into a multi-value symbol sequence and outputting a multi-value symbol sequence.

従来より、生起確率が異なる多値シンボル系列を効率よくエントロピー符号化する手法として、例えば、非特許文献1に記載されているCABAC(Context−based Adaptive Binarization Arithmetic Coding)が知られている。
CABACは、符号化対象のシンボルを2値化するとともに、各2値シンボルの優勢シンボルの生起確率をコンテキストに基づいて推定し、その優勢シンボルの生起確率を用いて、各2値シンボルを算術符号化する技術である。
Conventionally, as a technique for efficiently entropy encoding multi-level symbol sequences having different occurrence probabilities, for example, CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) described in Non-Patent Document 1 is known.
CABAC binarizes the encoding target symbols, estimates the occurrence probability of the dominant symbol of each binary symbol based on the context, and uses the occurrence probability of the dominant symbol to arithmetically code each binary symbol. Technology.

2値シンボルに対する算術符号化は、2値シンボルの優勢シンボルの生起確率を示す確率情報と、その2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示す情報とを用いて、0から1の有限な数直線Iを区間分割し、最終的に得られた数直線上の確率区間の座標を符号化データとするエントロピー符号化手段である。   Arithmetic coding for a binary symbol uses a probability information indicating the occurrence probability of the dominant symbol of the binary symbol, and information indicating whether or not the binary symbol is a dominant symbol. This is entropy encoding means that divides the number line I into sections and uses the finally obtained probability section coordinates on the number line as encoded data.

図12は2値シンボル系列を算術符号化する場合の概念図である。
図12では、2値シンボル系列内の先頭の2値シンボルから順番に1つずつ処理を行う例を示している。
ここでは、2値シンボル系列内の各2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示す優勢シンボル情報(“0”および“1”のうち、生起する確率が高いシンボルがどちらであるかを示す情報)と、優勢シンボルの生起確率を示す確率情報は既知であるとする。
先頭からk番目の2値シンボルbkを処理する時点の確率区間をIk(図12の数直線上の太線部分)とおき、2値シンボルbkにおける優勢シンボルの生起確率pk(0.5<pk≦1)を用いて、確率区間Ikをpkkと(1−pk)lkに分割する。
ただし、lkは確率区間Ikの長さを表している。
この際、例えば、長さpkkの区間(優勢シンボル区間:IMk)が常に下側に位置し、長さ(1−pk)lkの区間(劣勢シンボル区間:ILk)が常に上側に位置するように、確率区間Ikを分割している。
FIG. 12 is a conceptual diagram in the case of arithmetic coding a binary symbol sequence.
FIG. 12 shows an example in which processing is performed one by one in order from the first binary symbol in the binary symbol sequence.
Here, dominant symbol information indicating whether each binary symbol in the binary symbol sequence is a dominant symbol (indicating which of “0” and “1” is a symbol having a high probability of occurrence). Information) and the probability information indicating the probability of occurrence of the dominant symbol are known.
At the time of processing the k-th binary symbol b k from the beginning probability interval I k (thick line portion on the number line in FIG. 12) Distant, dominant symbols in binary symbol b k occurrence probability p k (0. The probability interval I k is divided into p k l k and (1−p k ) l k using 5 <p k ≦ 1).
Here, l k represents the length of the probability interval I k .
At this time, for example, a section having a length p k l k (dominant symbol section: I Mk ) is always positioned on the lower side, and a section having a length (1-p k ) l k (inferior symbol section: I Lk ) is The probability interval I k is divided so as to be always on the upper side.

2値シンボルbkが優勢シンボルである場合はIk+1=IMkとし、2値シンボルbkが劣勢シンボルである場合はIk+1=ILkとする。
I 0=Iとして、この処理を繰り返すことで、入力された2値シンボル系列に応じて、一意に数直線上の1つの確率区間が求まる。
この確率区間内の座標を2進数で表現したものが算術符号化の出力となる。
復号側において、各2値シンボルの優勢シンボル情報と優勢シンボルの生起確率情報が既知であれば、符号化側から出力された数直線上の座標値から2値シンボルの系列を一意に復号することができる。
When the binary symbol b k is a dominant symbol, I k + 1 = I Mk, and when the binary symbol b k is an inferior symbol, I k + 1 = I Lk .
By repeating this process with I 0 = I, one probability interval on the number line is uniquely obtained according to the input binary symbol sequence.
A representation of the coordinates in this probability interval in binary numbers is the output of arithmetic coding.
On the decoding side, if the dominant symbol information of each binary symbol and the occurrence probability information of the dominant symbol are known, the binary symbol sequence is uniquely decoded from the coordinate values on the number line output from the encoding side. Can do.

図13は数直線上の座標の2進数表現を示す説明図である。
図13から分かるように、区間の長さが大きいほど、少ないbit数で区間内の座標を表せることが分かる。よって、優勢シンボルが多いほど、高い効率で圧縮することができ、また、優勢シンボルの生起確率が大きいほど、高い効率で圧縮することができる。
2値シンボルが逐次的に入力される場合、出力である座標値を示すbit系列も、bit系列の先頭から逐次的に出力することが可能である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a binary representation of coordinates on a number line.
As can be seen from FIG. 13, as the length of the section is larger, the coordinates in the section can be expressed with a smaller number of bits. Therefore, the more dominant symbols, the higher the efficiency of compression, and the higher the probability of occurrence of the dominant symbols, the higher the efficiency of compression.
When binary symbols are sequentially input, a bit series indicating coordinate values as an output can be sequentially output from the head of the bit series.

映像符号化の国際規格であるH.264で用いられているCABACでは、以下に説明する考え方により、乗除算演算を用いない逐次的な算術符号化処理を実現している。
H.264におけるCABACの算術符号化モジュールでは、“0”から“1023”までの1024段階の整数精度の数直線を内部に保持しており、確率区間が、この離散的な数直線上の区間として扱われる。
また、優勢シンボルの生起確率が、確率状態という整数精度の変数で擬似的に表現され、優勢シンボル区間の長さや劣勢シンボル区間の長さも、予め定義されているテーブルを用いて、整数の加算・減算のみで計算される。
H. is an international standard for video coding. In CABAC used in H.264, a sequential arithmetic encoding process that does not use multiplication and division is realized by the concept described below.
H. In the CABAC arithmetic coding module in H.264, a number line of integer precision from “0” to “1023” is held internally, and the probability interval is handled as an interval on this discrete number line. Is called.
In addition, the occurrence probability of the dominant symbol is expressed in a pseudo manner by an integer precision variable called a probability state, and the length of the dominant symbol interval and the length of the inferior symbol interval are also added to the integer using a predefined table. Calculated with subtraction only.

算術符号化が進むほど、確率区間長が短くなり、1024段階では表現できなくなるため、確率区間長が一定以下の値になる度に、確率区間が含まれる数直線上の一定区間が切り出されて2倍に拡大する処理(再正規化)が行われる。
具体的には、確率区間長が、256〜510を維持するように、再正規化処理が行われる。即ち、確率区間長が256未満になった時点で、確率区間長が256を超すまで再正規化が行われる。
As the arithmetic coding proceeds, the probability interval length becomes shorter and cannot be expressed in 1024 stages. Therefore, every time the probability interval length becomes a certain value or less, a certain interval on the number line including the probability interval is cut out. A process (renormalization) of enlarging to 2 times is performed.
Specifically, the renormalization process is performed so that the probability interval length is maintained at 256 to 510. That is, when the probability interval length becomes less than 256, renormalization is performed until the probability interval length exceeds 256.

n回の再正規化を行った後の算術符号化モジュールが内部的に持つ数直線は、算術符号化のアルゴリズムにおいて考慮する“0”から“1”までの数直線I全体のうち、現在の確率区間が存在する区間を1/2nの幅で切り出し、拡大して表現したものである。
以降、この内部的に保持されている数直線が表す区間を処理区間と呼び、n回の再正規化を行った時点での処理区間をJnとし、J0=Iとする。
ここで、処理区間Jnの部分区間として、“512”から“1023”の区間をJun、“0”から“511”の区間をJln、“256”から“768”の区間をJcnとおくと、再正規化を行うタイミングにおいて、確率区間がJunに完全に含まれている場合は、Jn+1=Junとし(図14(a)を参照)、確率区間がJlnに完全に含まれている場合は、Jn+1=Jlnとし(図14(b)を参照)、確率区間がJun及びJlnを跨っている場合は、Jn+1=Jcn(図14(c)を参照)とする。
The number line that the arithmetic coding module internally after performing renormalization n times is the current number line I from “0” to “1” considered in the arithmetic coding algorithm. A section in which a probability section exists is cut out with a width of 1/2 n and expressed in an enlarged manner.
Hereinafter, the section represented by the internally held number line is referred to as a processing section, and the processing section when n renormalizations are performed is J n, and J 0 = I.
Here, as a partial section of the processing section J n, a section from “512” to “1023” is J un , a section from “0” to “511” is J ln , and a section from “256” to “768” is J cn. If the probability interval is completely included in J un at the renormalization timing, J n + 1 = J un (see FIG. 14A), and the probability interval is J ln. Is completely included in J n + 1 = J ln (see FIG. 14B), and J n + 1 = J cn when the probability interval crosses J un and J ln. (See FIG. 14C).

また、再正規化を1回行う度に、以下の法則でbitを一つ出力する。
n+1=Jcnとなる場合、“未確定”のbitを出力する。
n+1=Junとなる場合、これまでに出力されたbitに未確定bitが存在していなければ“1”を出力する。
一方、未確定bitが存在していれば、時系列的に最も早い未確定bitを“1”に確定し、それ以降の未確定bitを全て“0”に確定して、更に“0”を出力する。
また、Jn+1=Jlnとなる場合、これまでに出力されたbitに未確定bitが存在していなければ“0”を出力する。
一方、未確定bitが存在していれば、時系列的に最も早い未確定bitを“0”に確定し、それ以降の未確定bitを全て“1”に確定して、更に“1”を出力する。
Each time renormalization is performed, one bit is output according to the following rule.
When J n + 1 = J cn , a “indeterminate” bit is output.
When J n + 1 = J un , “1” is output if there is no unconfirmed bit output so far.
On the other hand, if there is an unconfirmed bit, the unconfirmed bit that is earliest in time series is confirmed to “1”, all the unconfirmed bits after that are confirmed to “0”, and “0” is further set. Output.
When J n + 1 = J ln , “0” is output if there is no unconfirmed bit in the bits output so far.
On the other hand, if there is an unconfirmed bit, the earliest unconfirmed bit in the time series is confirmed to “0”, all the unconfirmed bits thereafter are confirmed to “1”, and “1” is further set. Output.

図15は上記の法則にしたがって再正規化を行っていった場合の数直線Iの上での処理区間Jnの位置と長さを示す説明図である。
図15では、JunはJnの上半分、Jlnは下半分として示している。また、数直線上の太線が各時点での確率区間を表している。
1回目の再正規化では、確率区間がJl0に含まれ、かつ、未確定bitが存在しないため“0”を出力し、J1=Jl0となる。
2回目の再正規化では、確率区間がJu1に含まれ、かつ、未確定bitが存在しないため“1”を出力し、J2=Ju1となる。
3回目の再正規化では、確率区間がJc2に含まれるため、未確定bitを出力し、J3=Jc2となる。
4回目の再正規化では、確率区間がJu3に含まれ、かつ、未確定bitが存在するため、3回目の再正規化時に出力した未確定bitを“1”に確定し、“0”を出力する。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing the position and length of the processing section J n on the number line I when re-normalization is performed according to the above-mentioned rule.
In FIG. 15, J un is shown as the upper half of J n and J ln is shown as the lower half. Moreover, the bold line on the number line represents the probability interval at each time point.
In the first renormalization, since the probability interval is included in J 10 and there is no unconfirmed bit, “0” is output and J 1 = J 10 .
In the second renormalization, since the probability interval is included in J u1 and there is no undetermined bit, “1” is output and J 2 = J u1 .
In the third renormalization, since the probability interval is included in J c2 , an unconfirmed bit is output and J 3 = J c2 .
In the fourth renormalization, since the probability interval is included in Ju3 and there is an undetermined bit, the undetermined bit output at the third renormalization is fixed to "1" and "0" Is output.

図15に示されるように、n回の再正規化を行った時点において、算術符号化モジュールから出力されるbit系列は、未確定bitが存在しない状態であれば、その時点における処理区間Jnの数直線I全体における座標を示すことになる。
入力のbin系列が全て符号化された後に、未確定bitが存在しなくなるように適切な終端処理を行うことで、入力のbin系列を一意に復号できる数直線I上の座標を示すbit系列が得られる。
以上の考え方により、乗除算を用いない逐次的な算術符号化を実現している。
As shown in FIG. 15, when the bit sequence output from the arithmetic coding module at the time point when renormalization is performed n times, if there is no undetermined bit, the processing section J n at that time point The coordinates in the whole number line I are shown.
After all the input bin sequences have been encoded, an appropriate termination process is performed so that there is no undefined bit, so that a bit sequence indicating coordinates on the number line I that can uniquely decode the input bin sequence is obtained. can get.
Based on the above concept, sequential arithmetic coding without using multiplication and division is realized.

また、乗除算を用いない逐次的な算術復号処理は、以下の考え方により実現している。
復号側でも符号化側と同様に、確率区間長が256〜510を維持するように再正規化を繰り返しながら確率区間情報を保持している。
各binの確率情報及び確率区間の初期値が符号化側と一致していれば、あるbinの復号時の確率区間は、当該binを符号化した際の算術符号化モジュールが内部的に保持している確率区間と一致する。
n回の再正規化を行った時点の内部的に保持する確率区間は、数直線I上の確率区間を含む区間を1/2n+1の幅で切り取り、512段階に離散化したものとみなすことができる。
In addition, the sequential arithmetic decoding process that does not use multiplication and division is realized by the following concept.
Similarly to the encoding side, the decoding side holds the probability interval information while repeating renormalization so that the probability interval length is maintained at 256 to 510.
If the probability information of each bin and the initial value of the probability interval coincide with those of the encoding side, the probability interval at the time of decoding a certain bin is internally held by the arithmetic encoding module when the bin is encoded. Matches the current probability interval.
The probability interval retained internally at the time of performing re-normalization n times is obtained by cutting the interval including the probability interval on the number line I with a width of 1/2 n + 1 and discretizing it in 512 steps. Can be considered.

算術復号処理は、入力のbit系列を読み込みながら区間Hnを求め、区間Hnと確率区間の重なりにより復号処理を行う。
図16は算術復号処理を示す説明図である。
図中の太線は数直線I上での確率区間を表し、優勢シンボル区間と劣勢シンボル区間に分割されている。
このとき、優勢シンボル区間と劣勢シンボル区間のいずれかどちらかのみに、区間Hnが重なるまでbitが読み込まれる。
即ち、図16のように確率区間が分割されている場合、1番目のbitを読むことで求まる区間H1が、優勢シンボル区間と劣勢シンボル区間の両方に重なっているため、次のbitが読み込まれる。
同様に、区間H2,H3も、優勢シンボル区間と劣勢シンボル区間の両方に重なっており、4番目のbitまで読んだ時点で、区間H4が優勢シンボル区間のみに重なる。
よって、この場合、ここで復号されるbinは、優勢シンボルであるという情報が復号結果として出力される。このような処理が再正規化を繰り返しながら行われる。
In the arithmetic decoding process, the section H n is obtained while reading the input bit series, and the decoding process is performed by overlapping the section H n and the probability section.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing the arithmetic decoding process.
A thick line in the figure represents a probability interval on the number line I, and is divided into a dominant symbol interval and an inferior symbol interval.
At this time, bits are read until either the dominant symbol period or the inferior symbol period overlaps with the period H n .
That is, when the probability interval is divided as shown in FIG. 16, since the interval H 1 obtained by reading the first bit overlaps both the dominant symbol interval and the inferior symbol interval, the next bit is read. It is.
Similarly, the sections H 2 and H 3 overlap both the dominant symbol section and the inferior symbol section, and the section H 4 overlaps only the dominant symbol section when reading up to the fourth bit.
Therefore, in this case, information that the bin decoded here is the dominant symbol is output as a decoding result. Such processing is performed while repeating renormalization.

なお、内部的な確率区間は512段階で表現されているため、再正規化をn回行った時点で、そこから更に9bit分読み込んだ区間Hn+9は、長さが1段階分となり、必ず優勢シンボル区間もしくは劣勢シンボル区間のいずれかのみに重なる。
よって、復号処理の初期化時に9bit分固定的に読み取り、それ以降は再正規化後に1bitずつ読むという動作でも、復号処理を進めることができる。
以上の考え方により、乗除算を用いない逐次的な算術復号を実現している。
Since the internal probability interval is expressed in 512 steps, when renormalization is performed n times, the interval H n + 9 read further 9 bits from that becomes one step in length. It always overlaps either the dominant symbol interval or the inferior symbol interval.
Therefore, the decoding process can be advanced even by an operation of reading fixedly 9 bits at the time of initialization of the decoding process and reading 1 bit after renormalization thereafter.
Based on the above concept, sequential arithmetic decoding without multiplication and division is realized.

上述のとおり、算術符号化・復号にはbinの確率情報を必要とする。H.264で用いられているCABACでは、bin毎に符号化モードを定めており、符号化モードに基づいて当該bin確率情報の求め方が異なっている。
符号化モードには、例えばノーマル算術符号化モード、バイパス符号化モードがある。
ノーマル算術符号化モードは、既知のコンテキスト情報に基づいて推定された優勢シンボル情報および優勢シンボル生起確率を用いて符号化するモードである。
バイパス符号化モードは、優勢シンボルを定義せず、また優勢シンボル生起確率として0.5を固定的に用いて符号化するモードである。
ここで、上述のバイパス符号化モードによる符号化では、“0”と“1”の生起確率が等しいとして符号化を行うため、情報理論上圧縮が不可能であり、実際の動作としても1binの符号化につき必ず1bitが出力される。よってバイパス符号化モードは、2値シンボルを全く圧縮せずに算術符号化する符号化モードと言い換えることができる。
ノーマル算術符号化モードにおける確率状態の推定処理を行う必要はないが、区間の分割などの演算は同様に行う必要がある。
As described above, bin encoding probability information is required for arithmetic encoding / decoding. H. In CABAC used in H.264, an encoding mode is determined for each bin, and the method for obtaining the bin probability information is different based on the encoding mode.
Examples of the encoding mode include a normal arithmetic encoding mode and a bypass encoding mode.
The normal arithmetic coding mode is a mode in which coding is performed using the dominant symbol information and the dominant symbol occurrence probability estimated based on the known context information.
The bypass coding mode is a mode in which a dominant symbol is not defined and encoding is performed using a fixed symbol occurrence probability of 0.5.
Here, in the encoding by the above bypass encoding mode, encoding is performed on the assumption that the occurrence probabilities of “0” and “1” are equal. Therefore, compression is impossible in terms of information theory, and 1 bin of actual operation is also possible. One bit is always output for encoding. Thus, the bypass coding mode can be rephrased as a coding mode in which binary symbols are arithmetically coded without any compression.
Although it is not necessary to perform the estimation process of the probability state in the normal arithmetic coding mode, it is necessary to perform operations such as segmentation similarly.

算術符号化の枠組みにおいては、あるbinの符号化時に出力されるbitの値は前後のbinの確率状態に依存して変化するため、たとえ圧縮を行わない場合であっても、上述の算術符号化手法に基づく符号化・復号を行う必要がある。
これから分かるように、従来のCABACのバイパス符号化モードは、確率状態推定を行わないことによる演算量の低減効果はあるが、それ以外の区間分割などの処理はノーマル算術符号化モードと同様に行わなければならないため、一定の演算負荷がかかる。
In the framework of arithmetic coding, the value of a bit output at the time of coding a certain bin changes depending on the probability state of the preceding and succeeding bins. Therefore, even when compression is not performed, the above arithmetic code is used. It is necessary to perform encoding / decoding based on the encoding method.
As can be seen, the conventional CABAC bypass coding mode has the effect of reducing the amount of computation by not performing the probability state estimation, but other processing such as segmentation is performed in the same manner as the normal arithmetic coding mode. Therefore, a certain calculation load is applied.

D. Marpe,H. Schwarz,and T.Wiegand,“Context-adaptive binary arithmetic coding in the H.264/AVC video compression standard”,IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol.,vol. 13,pp.620−636(2003).D. Marpe, H. Schwarz, and T. Wiegand, “Context-adaptive binary arithmetic coding in the H.264 / AVC video compression standard”, IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., Vol. 620-636 (2003).

従来のエントロピー符号化装置は以上のように構成されているので、CABACでは、“0”と“1”の生起確率に偏りがない2値シンボルに対して、バイパス符号化モードを導入することで、確率状態推定処理の処理負荷の低減を実現している。しかし、数直線の分割に関わる演算は、ノーマル算術符号化・復号と同様の処理を行う必要があるため、バイパス符号の符号化処理や復号処理には、依然として大きな演算量が必要であるなどの課題があった。   Since the conventional entropy coding apparatus is configured as described above, CABAC introduces a bypass coding mode for binary symbols in which the occurrence probabilities of “0” and “1” are not biased. The processing load of the probability state estimation process is reduced. However, operations related to the division of the number line need to be processed in the same way as normal arithmetic encoding / decoding, so that a large amount of calculation is still required for the encoding processing and decoding processing of the bypass code. There was a problem.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、CABACと同一の圧縮率を維持しながら、“0”と“1”の生起確率に偏りがない2値シンボルに対する符号化の処理負荷を低減することができるエントロピー符号化装置及びエントロピー符号化方法を得ることを目的とする。
また、この発明は、処理負荷が少ない復号処理で、“0”と“1”の生起確率に偏りがない2値シンボルを復号することができるエントロピー復号装置及びエントロピー復号方法を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and performs encoding for binary symbols in which the occurrence probability of “0” and “1” is not biased while maintaining the same compression rate as CABAC. An object of the present invention is to obtain an entropy encoding device and an entropy encoding method that can reduce the processing load.
It is another object of the present invention to provide an entropy decoding apparatus and an entropy decoding method capable of decoding binary symbols in which the occurrence probabilities of “0” and “1” are not biased by a decoding process with a small processing load. To do.

この発明に係るエントロピー符号化装置は、多値シンボル系列内の多値シンボルを2値化して、1以上の2値シンボルの系列を出力するとともに、その2値シンボルが多値シンボルに係る何番目の2値シンボルであるかを示すbin番号を出力するシンボル2値化手段と、シンボル2値化手段から出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおいて生起する確率が高い優勢シンボルを示す優勢シンボル情報を出力するとともに、その優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を出力する確率情報出力手段と、シンボル2値化手段から出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モードを決定する符号化モード決定手段と、符号化モード決定手段により決定された符号化モードが算術符号化モードであれば、確率情報出力手段から出力された優勢シンボル情報を参照して、上記bin番号に対応する2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示すフラグを符号化2値シンボルとして出力する符号化2値シンボル出力手段と、確率情報出力手段から出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率を用いて、符号化2値シンボル出力手段から出力された符号化2値シンボルを算術符号化し、その符号化結果である符号化bitを出力する算術符号化手段と、符号化モード決定手段により決定された符号化モードがバイパス符号化モードであれば、シンボル2値化手段から出力された2値シンボルを符号化bitとして出力するバイパス符号化手段とを設け、多重化手段が、算術符号化手段から出力された符号化bitとバイパス符号化手段から出力された符号化bitを多重化して符号化データを生成するようにしたものである。   The entropy coding apparatus according to the present invention binarizes a multi-level symbol in a multi-level symbol sequence and outputs a sequence of one or more binary symbols, and the binary symbol relates to the multi-level symbol. Symbol binarizing means for outputting a bin number indicating whether it is a binary symbol, and a dominant symbol indicating a dominant symbol having a high probability of occurring in the binary symbol corresponding to the bin number output from the symbol binarizing means A probability information output means for outputting probability information indicating the occurrence probability of the dominant symbol, and a code for determining a coding mode in a binary symbol corresponding to the bin number output from the symbol binarization means If the encoding mode determined by the encoding mode determining means and the encoding mode determining means is the arithmetic encoding mode, the probability information output means An encoded binary symbol output means for referring to the dominant symbol information output from, and outputting as a coded binary symbol a flag indicating whether or not the binary symbol corresponding to the bin number is a dominant symbol; The encoded binary symbol output from the encoded binary symbol output means is arithmetically encoded using the probability of occurrence of the dominant symbol indicated by the probability information output from the probability information output means, and the encoded result is the encoding result. If the coding mode determined by the arithmetic coding means for outputting the bit and the coding mode determining means is the bypass coding mode, the binary symbol output from the symbol binarizing means is output as the coded bit. A bypass encoding means, and the multiplexing means outputs an encoding bit output from the arithmetic encoding means and an encoding output from the bypass encoding means. The it by multiplexing is obtained so as to generate encoded data.

この発明によれば、多値シンボル系列内の多値シンボルを2値化して、1以上の2値シンボルの系列を出力するとともに、その2値シンボルが多値シンボルに係る何番目の2値シンボルであるかを示すbin番号を出力するシンボル2値化手段と、シンボル2値化手段から出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおいて生起する確率が高い優勢シンボルを示す優勢シンボル情報を出力するとともに、その優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を出力する確率情報出力手段と、シンボル2値化手段から出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モードを決定する符号化モード決定手段と、符号化モード決定手段により決定された符号化モードが算術符号化モードであれば、確率情報出力手段から出力された優勢シンボル情報を参照して、上記bin番号に対応する2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示すフラグを符号化2値シンボルとして出力する符号化2値シンボル出力手段と、確率情報出力手段から出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率を用いて、符号化2値シンボル出力手段から出力された符号化2値シンボルを算術符号化し、その符号化結果である符号化bitを出力する算術符号化手段と、符号化モード決定手段により決定された符号化モードがバイパス符号化モードであれば、シンボル2値化手段から出力された2値シンボルを符号化bitとして出力するバイパス符号化手段とを設け、多重化手段が、算術符号化手段から出力された符号化bitとバイパス符号化手段から出力された符号化bitを多重化して符号化データを生成するように構成したので、CABACと同一の圧縮率を維持しながら、“0”と“1”の生起確率に偏りがない2値シンボルに対する符号化の処理負荷を低減することができる効果がある。   According to the present invention, a multilevel symbol in a multilevel symbol sequence is binarized to output a sequence of one or more binary symbols, and the binary symbol of which the binary symbol is related to the multilevel symbol Symbol binarizing means for outputting a bin number indicating whether or not, and dominant symbol information indicating a dominant symbol that has a high probability of occurring in the binary symbol corresponding to the bin number output from the symbol binarizing means is output. Probability information output means for outputting probability information indicating the occurrence probability of the dominant symbol, and encoding mode determination means for determining the encoding mode in the binary symbol corresponding to the bin number output from the symbol binarizing means If the coding mode determined by the coding mode determining means is the arithmetic coding mode, the dominant signal output from the probability information output means is displayed. The encoded binary symbol output means for outputting as a coded binary symbol a flag indicating whether or not the binary symbol corresponding to the bin number is a dominant symbol with reference to the volume information, and the probability information output means Arithmetic encoding the encoded binary symbol output from the encoded binary symbol output means using the occurrence probability of the dominant symbol indicated by the output probability information, and outputting the encoded bit as the encoding result An encoding unit; and a bypass encoding unit that outputs a binary symbol output from the symbol binarization unit as an encoding bit if the encoding mode determined by the encoding mode determination unit is a bypass encoding mode; And the multiplexing means multiplexes the encoded bit output from the arithmetic encoding means and the encoded bit output from the bypass encoding means. Since it is configured to generate data, it is possible to reduce the processing load of encoding for binary symbols in which the occurrence probabilities of “0” and “1” are not biased while maintaining the same compression rate as CABAC. effective.

この発明の実施の形態1によるエントロピー符号化装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the entropy encoding apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるエントロピー符号化装置の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the entropy encoding apparatus by Embodiment 1 of this invention. 多値シンボルの2値化テーブルの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the binarization table of a multi-value symbol. 算術符号化部6の算術符号化処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the arithmetic encoding process of the arithmetic encoding part 6. FIG. (a)はRangeやLowなどを表し、(b)は優勢シンボル区間と劣勢シンボル区間に分割された確率区間を示す説明図である。(A) represents Range, Low, etc., (b) is explanatory drawing which shows the probability area divided | segmented into the dominant symbol area and the inferior symbol area. 符号化モードが算術符号化モード又はバイパス符号化モードのいずれかである場合のbin系列とbit系列の入出力関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the input-output relationship of a bin series and a bit series in case an encoding mode is either an arithmetic encoding mode or a bypass encoding mode. 算術符号化モードとバイパス符号化モードが混在している場合のbin系列とbit系列の入出力関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the input-output relationship of a bin series and a bit series in case arithmetic coding mode and bypass coding mode are mixed. 先読みbit数Dの可変長符号例と多重化例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the variable-length code example of the number D of prefetch bits, and the example of multiplexing. この発明の実施の形態2によるエントロピー復号装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the entropy decoding apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2によるエントロピー復号装置の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the entropy decoding apparatus by Embodiment 2 of this invention. 算術復号部25の算術復号処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an arithmetic decoding process of the arithmetic decoding unit 25. 2値シンボル系列を算術符号化する場合の概念図である。It is a conceptual diagram in the case of carrying out arithmetic coding of the binary symbol series. 数直線上の座標の2進数表現を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the binary number expression of the coordinate on a number line. 確率区間と再正規化を行った時点の処理区間の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the process area at the time of performing a probability area and renormalization. 数直線Iの上での処理区間Jnの位置と長さを示す説明図である。It is an explanatory view showing the position and length of the processing section J n in numbers straight I. 算術復号処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an arithmetic decoding process.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるエントロピー符号化装置を示す構成図である。
図1において、2値化部1は多値シンボルの2値化テーブルを参照して、その多値シンボル系列内の多値シンボルを2値化し、長さが1以上の2値シンボルの系列を符号化方式切替スイッチ4に出力する処理を実施する。
また、2値化部1は多値シンボルの2値化テーブルを参照して、各2値シンボルが多値シンボルに係る何番目の2値シンボルであるかを示すbin番号を確率情報出力部2及び符号化モード決定部3に出力する処理を実施する。
なお、2値化部1はシンボル2値化手段を構成している。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing an entropy encoding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, a binarization unit 1 refers to a binarization table of multilevel symbols, binarizes the multilevel symbols in the multilevel symbol sequence, and generates a sequence of binary symbols having a length of 1 or more. A process of outputting to the encoding method changeover switch 4 is performed.
Also, the binarization unit 1 refers to the binarization table of the multilevel symbols, and obtains a bin number indicating which binary symbol each binary symbol is related to the multilevel symbol, as a probability information output unit 2 And the process output to the encoding mode determination part 3 is implemented.
The binarization unit 1 constitutes symbol binarization means.

確率情報出力部2は予めbin番号毎に、当該bin番号に対応する2値シンボルにおいて生起する確率が高い優勢シンボル(“0”又は“1”のうち、生起する確率が高い方の値を示すシンボル)を示す優勢シンボル情報と、その優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を記憶しており、2値化部1から出力されたbin番号に対応する優勢シンボルを示す優勢シンボル情報を符号化bin出力部5に出力するとともに、その優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を算術符号化部6に出力する処理を実施する。なお、確率情報出力部2は確率情報出力手段を構成している。   Probability information output unit 2 indicates, for each bin number, a dominant symbol (“0” or “1” having a higher probability of occurrence in a binary symbol corresponding to the bin number in advance). Predominate symbol information indicating the symbol) and probability information indicating the occurrence probability of the preferential symbol are stored, and preferential symbol information indicating the preferential symbol corresponding to the bin number output from the binarization unit 1 is encoded bin While outputting to the output part 5, the process which outputs the probability information which shows the occurrence probability of the dominant symbol to the arithmetic coding part 6 is implemented. The probability information output unit 2 constitutes probability information output means.

符号化モード決定部3は予めbin番号毎に、当該bin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モード(算術符号化モード、バイパス符号化モード)を記憶しており、2値化部1から出力されたbin番号に対応する符号化モードを符号化方式切替スイッチ4に出力する処理を実施する。   The encoding mode determination unit 3 stores in advance the encoding mode (arithmetic encoding mode, bypass encoding mode) in the binary symbol corresponding to the bin number for each bin number, and outputs from the binarization unit 1 A process for outputting the encoding mode corresponding to the bin number to the encoding method changeover switch 4 is performed.

符号化方式切替スイッチ4は2値化部1から出力されたbin番号に対応する2値シンボルの符号化モードが、符号化モード決定部3により算術符号化モードに決定された場合、その2値シンボルを符号化bin出力部5に出力し、そのbin番号に対応する2値シンボルの符号化モードが、符号化モード決定部3によりバイパス符号化モードに決定された場合、その2値シンボルをバイパス符号化部7に出力する処理を実施する。
なお、符号化モード決定部3及び符号化方式切替スイッチ4から符号化モード決定手段が構成されている。
When the encoding mode changeover switch 4 determines that the encoding mode of the binary symbol corresponding to the bin number output from the binarization unit 1 is the arithmetic encoding mode by the encoding mode determination unit 3, the binary code When the symbol is output to the encoding bin output unit 5 and the encoding mode of the binary symbol corresponding to the bin number is determined as the bypass encoding mode by the encoding mode determination unit 3, the binary symbol is bypassed. A process of outputting to the encoding unit 7 is performed.
The encoding mode determination unit 3 and the encoding method changeover switch 4 constitute an encoding mode determination unit.

符号化bin出力部5は符号化方式切替スイッチ4から2値シンボルを受けると、確率情報出力部2から出力された優勢シンボル情報を参照して、その2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示すフラグを符号化2値シンボルとして算術符号化部6に出力する処理を実施する。
即ち、符号化bin出力部5は符号化方式切替スイッチ4から出力された2値シンボル系列内の2値シンボル毎に、当該2値シンボルが確率情報出力部2から出力された優勢シンボル情報が示す優勢シンボルと一致するか否かを判定し、その判定結果を符号化2値シンボルとして算術符号化部6に出力する処理を実施する。
なお、符号化bin出力部5は符号化2値シンボル出力手段を構成している。
When the encoding bin output unit 5 receives the binary symbol from the encoding method changeover switch 4, the encoding bin output unit 5 refers to the dominant symbol information output from the probability information output unit 2 and determines whether or not the binary symbol is the dominant symbol. Is output to the arithmetic coding unit 6 as a coded binary symbol.
That is, the encoding bin output unit 5 indicates, for each binary symbol in the binary symbol sequence output from the encoding scheme changeover switch 4, the dominant symbol information output from the probability information output unit 2 for the binary symbol. It is determined whether or not it matches the dominant symbol, and a process of outputting the determination result to the arithmetic encoding unit 6 as an encoded binary symbol is performed.
The encoded bin output unit 5 constitutes encoded binary symbol output means.

算術符号化部6は確率情報出力部2から出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率情報を用いて、符号化bin出力部5から出力された符号化2値シンボルを算術符号化し、その符号化結果である符号化bitを符号化データ出力部8の算術符号バッファ10に出力する処理を実施する。なお、算術符号化部6は算術符号化手段を構成している。   The arithmetic encoding unit 6 arithmetically encodes the encoded binary symbol output from the encoded bin output unit 5 using the occurrence probability information of the dominant symbol indicated by the probability information output from the probability information output unit 2, A process of outputting an encoding bit as an encoding result to the arithmetic code buffer 10 of the encoded data output unit 8 is performed. The arithmetic encoding unit 6 constitutes arithmetic encoding means.

バイパス符号化部7は符号化方式切替スイッチ4から2値シンボルを受けると、その2値シンボルを符号化bitとして、符号化データ出力部8のバイパス符号バッファ9に出力する処理を実施する。
即ち、バイパス符号化部7は符号化方式切替スイッチ4から出力された2値シンボルが“0”である場合、“0”の符号化bitを符号化データ出力部8のバイパス符号バッファ9に出力し、符号化方式切替スイッチ4から出力された2値シンボルが“1”である場合、“1”の符号化bitを符号化データ出力部8のバイパス符号バッファ9に出力する処理を実施する。
なお、バイパス符号化部7はバイパス符号化手段を構成している。
When the bypass encoding unit 7 receives a binary symbol from the encoding system changeover switch 4, the bypass encoding unit 7 performs a process of outputting the binary symbol as an encoding bit to the bypass code buffer 9 of the encoded data output unit 8.
That is, when the binary symbol output from the encoding method switch 4 is “0”, the bypass encoding unit 7 outputs the encoded bit of “0” to the bypass code buffer 9 of the encoded data output unit 8. When the binary symbol output from the encoding method switch 4 is “1”, a process of outputting the encoded bit of “1” to the bypass code buffer 9 of the encoded data output unit 8 is performed.
The bypass encoding unit 7 constitutes bypass encoding means.

符号化データ出力部8は図9のエントロピー復号装置が符号化bitを算術復号する際の符号化bitの読み込みタイミングに対応する順序で、算術符号化部6から出力された符号化bitとバイパス符号化部7から出力された符号化bitを多重化して符号化データを生成する処理を実施する。
即ち、符号化データ出力部8は算術符号化部6及びバイパス符号化部7から出力される2つの符号化bit系列内の各符号化bitに対して、両者をまとめて通しの番号を振り、その番号に基づいて2つの符号化bit系列内の各符号化bitを多重化し、1つの符号化bit系列として符号化データを生成する処理を実施する。
なお、符号化データ出力部8は多重化手段を構成している。
The encoded data output unit 8 includes the encoded bit and bypass code output from the arithmetic encoding unit 6 in the order corresponding to the read timing of the encoded bit when the entropy decoding apparatus of FIG. 9 performs arithmetic decoding of the encoded bit. The encoding bit output from the encoding unit 7 is multiplexed to generate encoded data.
That is, the encoded data output unit 8 assigns a serial number to each encoded bit in the two encoded bit sequences output from the arithmetic encoding unit 6 and the bypass encoding unit 7, Based on the number, each encoded bit in the two encoded bit sequences is multiplexed, and processing for generating encoded data as one encoded bit sequence is performed.
The encoded data output unit 8 constitutes a multiplexing means.

バイパス符号バッファ9はバイパス符号化部7から出力された符号化bit系列を格納する記憶媒体である。
算術符号バッファ10は算術符号化部6から出力された符号化bit系列を格納する記憶媒体である。
符号化データ多重化部11はバイパス符号バッファ9及び算術符号バッファ10に格納されている符号化bit系列内の各符号化bitに対して、図9のエントロピー復号装置で読み込まれる順序の番号を割り振り、その番号に基づいてバイパス符号バッファ9及び算術符号バッファ10に格納されている符号化bit系列内の各符号化bitを多重化して出力する処理を実施する。
The bypass code buffer 9 is a storage medium that stores the encoded bit sequence output from the bypass encoding unit 7.
The arithmetic code buffer 10 is a storage medium that stores the encoded bit sequence output from the arithmetic encoding unit 6.
The encoded data multiplexing unit 11 assigns the number of the order read by the entropy decoding device of FIG. 9 to each encoded bit in the encoded bit sequence stored in the bypass code buffer 9 and the arithmetic code buffer 10. Based on the number, a process of multiplexing and outputting each encoded bit in the encoded bit sequence stored in the bypass code buffer 9 and the arithmetic code buffer 10 is performed.

図1の例では、エントロピー符号化装置の構成要素である2値化部1、確率情報出力部2、符号化モード決定部3、符号化方式切替スイッチ4、符号化bin出力部5、算術符号化部6、バイパス符号化部7及び符号化データ出力部8のそれぞれが専用のハードウェア(例えば、CPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど)で構成されているものを想定しているが、エントロピー符号化装置の全部又は一部がコンピュータで構成されていてもよい。
エントロピー符号化装置の全部又は一部がコンピュータで構成されている場合には、2値化部1、確率情報出力部2、符号化モード決定部3、符号化方式切替スイッチ4、符号化bin出力部5、算術符号化部6、バイパス符号化部7及び符号化データ出力部8の処理内容を記述しているプログラムの全部又は一部をコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図2はこの発明の実施の形態1によるエントロピー符号化装置の処理内容を示すフローチャートである。
In the example of FIG. 1, a binarization unit 1, a probability information output unit 2, a coding mode determination unit 3, a coding mode changeover switch 4, a coding bin output unit 5, an arithmetic code, which are components of the entropy coding device. Each of the encoding unit 6, the bypass encoding unit 7 and the encoded data output unit 8 is configured by dedicated hardware (for example, a semiconductor integrated circuit on which a CPU is mounted, or a one-chip microcomputer). Assuming, all or part of the entropy encoding device may be configured by a computer.
When all or part of the entropy encoding device is configured by a computer, the binarization unit 1, the probability information output unit 2, the encoding mode determination unit 3, the encoding method changeover switch 4, and the encoding bin output All or part of the program describing the processing contents of the unit 5, the arithmetic encoding unit 6, the bypass encoding unit 7 and the encoded data output unit 8 is stored in the memory of the computer, and the CPU of the computer stores the memory The program stored in the program may be executed.
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the entropy coding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

次に動作について説明する。
2値化部1は、多値シンボル系列を入力すると、予め多値シンボルの種類に応じて決められた規則にしたがって、その多値シンボル系列内の多値シンボルを2値化し、1以上の2値シンボルの系列を符号化方式切替スイッチ4に出力する(ステップST1)。
ここで、図3は多値シンボルの2値化テーブルの一例を示す説明図である。
2値化部1に入力される多値シンボルの種類(例えば、画像符号化におけるマクロブロックタイプ、DCT係数など)はシンタックスで決められているため、2値化部1は入力される多値シンボルの種類を認識することができる。
Next, the operation will be described.
When the multi-level symbol sequence is input, the binarization unit 1 binarizes the multi-level symbol in the multi-level symbol sequence according to a rule determined in advance according to the type of the multi-level symbol. The sequence of value symbols is output to the encoding method changeover switch 4 (step ST1).
Here, FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a binarization table for multilevel symbols.
Since the types of multilevel symbols input to the binarization unit 1 (for example, macroblock types in image encoding, DCT coefficients, etc.) are determined by syntax, the binarization unit 1 inputs multilevels. The type of symbol can be recognized.

図3の例では、入力された多値シンボルの種類が多値シンボルAであれば、(a)の2値化テーブルを参照して、多値シンボル系列内の多値シンボルを2値化し、多値シンボルの種類が多値シンボルBであれば、(b)の2値化テーブルを参照して、多値シンボル系列内の多値シンボルを2値化する。
また、多値シンボルの種類が多値シンボルCであれば、(c)の2値化テーブルを参照して、多値シンボル系列内の多値シンボルを2値化する。
例えば、多値シンボルの種類が多値シンボルAであり、その多値シンボルの値が“2”であれば、2値化部1から2値シンボルとして、“1”、“0”、“1”の系列が出力される。
In the example of FIG. 3, if the type of the input multilevel symbol is the multilevel symbol A, the multilevel symbol in the multilevel symbol sequence is binarized with reference to the binarization table of (a), If the type of the multilevel symbol is the multilevel symbol B, the multilevel symbol in the multilevel symbol sequence is binarized with reference to the binarization table of (b).
If the type of multi-level symbol is multi-level symbol C, the multi-level symbol in the multi-level symbol sequence is binarized with reference to the binarization table of (c).
For example, if the type of the multi-level symbol is the multi-level symbol A and the value of the multi-level symbol is “2”, the binarization unit 1 changes the binary symbol to “1”, “0”, “1”. "" Is output.

また、2値化部1は、多値シンボルの2値化テーブルを参照して、1以上の2値シンボルが多値シンボルに係る何番目の2値シンボルであるかを示すbin番号を確率情報出力部2及び符号化モード決定部3に出力する。
例えば、“2”の多値シンボルに対応する2値シンボルとして、“1”、“0”、“1”の系列を出力する場合、“1”、“0”、“1”の系列に対応するbin番号として、“0”、“1”、“2”、を出力する。
また、“7”の多値シンボルに対応する2値シンボルとして、“1”、“1”、“1”、“0”、“0”の系列を出力する場合、“1”、“1”、“1” 、“0”、“0”の系列に対応するbin番号として、“0”、“1”、“2”、“3”、“4”を出力する。
Further, the binarization unit 1 refers to the binarization table of the multilevel symbols, and obtains a bin number indicating what number of binary symbols one or more binary symbols are related to the multilevel symbols. It outputs to the output part 2 and the encoding mode determination part 3.
For example, when outputting a sequence of “1”, “0”, “1” as a binary symbol corresponding to a multilevel symbol of “2”, it corresponds to a sequence of “1”, “0”, “1”. “0”, “1”, “2” are output as the bin numbers to be processed.
Further, when a series of “1”, “1”, “1”, “0”, “0” is output as a binary symbol corresponding to a multi-value symbol of “7”, “1”, “1” , “0”, “1”, “2”, “3”, “4” are output as the bin numbers corresponding to the series of “1”, “0”, “0”.

符号化モード決定部3は、予めbin番号毎に、当該bin番号に対応する符号化モードの情報を記憶しており(例えば、多値シンボルの種類などの情報に関連している情報として、bin番号に対応する符号化モードの情報を記憶している)、2値化部1からbin番号を受けると、その符号化モードの情報を参照することで、そのbin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モードを決定し、符号化方式切替スイッチ4に出力する。(ステップST2)。   The encoding mode determination unit 3 stores in advance information on the encoding mode corresponding to the bin number for each bin number (for example, bin as information related to information such as the type of multi-level symbol). When the bin number is received from the binarization unit 1, by referring to the information of the encoding mode, the binary symbol corresponding to the bin number is stored. The encoding mode is determined and output to the encoding method changeover switch 4. (Step ST2).

図3の2値化テーブルには、2値シンボルのbin番号に対応する符号化モードの情報が記録されている。
図3の例では、“0”の符号化モードは算術符号化モードであり、“1”の符号化モードはバイパス符号化モードであることを表している。
例えば、2値化部1から“0”、“1”、“2”、“3”、“4”のbin番号の系列が出力される場合、“0”のbin番号に対応する符号化モードは算術符号化モード、“1”のbin番号に対応する符号化モードは算術符号化モード、“2”のbin番号に対応する符号化モードは算術符号化モード、“3”のbin番号に対応する符号化モードは算術符号化モード、“4”のbin番号に対応する符号化モードはバイパス符号化モードになる。
また、2値化部1から“9”、“10”、“11”、“12”のbin番号の系列が出力される場合、“9”のbin番号に対応する符号化モードはバイパス符号化モード、“10”のbin番号に対応する符号化モードは算術符号化モード、“11”のbin番号に対応する符号化モードは算術符号化モード、“12”のbin番号に対応する符号化モードはバイパス符号化モードになる。
In the binarization table of FIG. 3, information on the coding mode corresponding to the bin number of the binary symbol is recorded.
In the example of FIG. 3, the “0” encoding mode is the arithmetic encoding mode, and the “1” encoding mode is the bypass encoding mode.
For example, when a bin number series of “0”, “1”, “2”, “3”, “4” is output from the binarizing unit 1, the encoding mode corresponding to the bin number of “0” Is the arithmetic coding mode, the coding mode corresponding to the bin number of “1” is the arithmetic coding mode, the coding mode corresponding to the bin number of “2” is the arithmetic coding mode, and corresponds to the bin number of “3” The encoding mode to be performed is the arithmetic encoding mode, and the encoding mode corresponding to the bin number of “4” is the bypass encoding mode.
When a bin number series of “9”, “10”, “11”, “12” is output from the binarization unit 1, the coding mode corresponding to the bin number of “9” is bypass coding. Mode, the encoding mode corresponding to the bin number of “10” is the arithmetic encoding mode, the encoding mode corresponding to the bin number of “11” is the arithmetic encoding mode, and the encoding mode corresponding to the bin number of “12” Enters bypass encoding mode.

符号化方式切替スイッチ4は、2値化部1から2値シンボル系列を受けると、その2値シンボル系列内の2値シンボルの符号化モードが、符号化モード決定部3により算術符号化モードに決定されている場合(当該2値シンボルのbin番号が対応する符号化モードが“0”である場合)、その2値シンボルを符号化bin出力部5に出力する(ステップST3)。
一方、その2値シンボル系列内の2値シンボルの符号化モードが、符号化モード決定部3によりバイパス符号化モードに決定されている場合(当該2値シンボルのbin番号が対応する符号化モードが“1”である場合)、その2値シンボルをバイパス符号化部7に出力する(ステップST3)。
なお、上述の例では符号化装置が算術符号化モードとバイパス符号化モードのみを有する場合の動作を説明したが、符号化装置が算術符号化モードとバイパス符号化モード以外の符号化モードXを有していた場合、符号化モード決定部3は符号化モードXに対応した符号化モード情報を決定することができ、また符号化方式切替スイッチ4は、符号化モードXに対応する符号化モード情報を受け取った場合、符号化モードXに対応する符号化処理を実施するモジュールに2値シンボルを出力することができる。
When the encoding scheme changeover switch 4 receives the binary symbol sequence from the binarizing unit 1, the encoding mode of the binary symbols in the binary symbol sequence is changed to the arithmetic encoding mode by the encoding mode determining unit 3. If determined (when the encoding mode corresponding to the bin number of the binary symbol is “0”), the binary symbol is output to the encoded bin output unit 5 (step ST3).
On the other hand, when the encoding mode of the binary symbol in the binary symbol sequence is determined as the bypass encoding mode by the encoding mode determination unit 3 (the encoding mode corresponding to the bin number of the binary symbol is When it is “1”, the binary symbol is output to the bypass encoding unit 7 (step ST3).
In the above example, the operation in the case where the encoding apparatus has only the arithmetic encoding mode and the bypass encoding mode has been described. However, the encoding apparatus selects an encoding mode X other than the arithmetic encoding mode and the bypass encoding mode. If so, the encoding mode determination unit 3 can determine the encoding mode information corresponding to the encoding mode X, and the encoding method changeover switch 4 can determine the encoding mode corresponding to the encoding mode X. When the information is received, the binary symbol can be output to the module that performs the encoding process corresponding to the encoding mode X.

バイパス符号化部7は、2値シンボルの符号化方式がバイパス符号化モードに決定されており、符号化方式切替スイッチ4から2値シンボルを受けると、その2値シンボルを符号化bitとして(2値シンボル=符号化bit)、その符号化bitを符号化データ出力部8のバイパス符号バッファ9に格納する(ステップST4)。
即ち、バイパス符号化部7は、符号化方式切替スイッチ4から2値シンボルを受けると、その2値シンボルが“0”であれば、“0”の符号化bitを符号化データ出力部8のバイパス符号バッファ9に格納し、その2値シンボルが“1”であれば、“1”の符号化bitを符号化データ出力部8のバイパス符号バッファ9に格納する。
When the encoding method of the binary symbol is determined to be the bypass encoding mode, and the bypass encoding unit 7 receives the binary symbol from the encoding method changeover switch 4, the bypass encoding unit 7 sets the binary symbol as an encoding bit (2 Value symbol = encoded bit), and the encoded bit is stored in the bypass code buffer 9 of the encoded data output unit 8 (step ST4).
That is, when the bypass encoding unit 7 receives the binary symbol from the encoding system changeover switch 4 and the binary symbol is “0”, the bypass encoding unit 7 sets the encoded bit of “0” to the encoded data output unit 8. When the binary symbol is “1”, the encoded bit of “1” is stored in the bypass code buffer 9 of the encoded data output unit 8.

確率情報出力部2は、予めbin番号毎に、当該bin番号に対応する2値シンボルにおいて生起する確率が高い優勢シンボル(“0”又は“1”のうち、生起する確率が高い方の値を示すシンボル)を示す優勢シンボル情報と、その優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を記憶している。
例えば、図3(a)の2値化テーブルの場合、“0”〜“9”の値をとる多値シンボルにおいて、“0”の多値シンボルが発生する確率が約70%であるような場合には、“0”のbin番号に対応する2値シンボルにおいて、“0”のシンボルが生起される確率が約70%となるので、当該2値シンボルにおける優勢シンボルは“0”のシンボルとなる。また、この優勢シンボルの生起確率は約70%となる。
確率情報出力部2は、2値化部1からbin番号を受けると、そのbin番号に対応する優勢シンボルを示す優勢シンボル情報を符号化bin出力部5に出力するとともに、その優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を算術符号化部6に出力する(ステップST5)。
For each bin number, the probability information output unit 2 preliminarily selects a dominant symbol (“0” or “1” having a higher probability of occurrence in a binary symbol corresponding to the bin number). Dominating symbol information indicating the symbol) and probability information indicating the occurrence probability of the dominating symbol.
For example, in the case of the binarization table shown in FIG. 3A, the probability that a multi-valued symbol of “0” will occur in a multi-valued symbol having values of “0” to “9” is about 70%. In this case, the probability that the symbol “0” is generated in the binary symbol corresponding to the bin number “0” is about 70%, and therefore, the dominant symbol in the binary symbol is the symbol “0”. Become. The probability of occurrence of this dominant symbol is about 70%.
When the probability information output unit 2 receives the bin number from the binarization unit 1, the probability information output unit 2 outputs the dominant symbol information indicating the dominant symbol corresponding to the bin number to the encoded bin output unit 5, and the occurrence probability of the dominant symbol Is output to the arithmetic coding unit 6 (step ST5).

符号化bin出力部5は、2値シンボルの符号化方式が算出符号化モードに決定されており、符号化方式切替スイッチ4から2値シンボルを受けると、確率情報出力部2から出力された優勢シンボル情報を参照して、その2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示すフラグを符号化2値シンボルとして算術符号化部6に出力する(ステップST6)。
即ち、符号化bin出力部5は、符号化方式切替スイッチ4から出力された2値シンボル系列内の2値シンボル毎に、当該2値シンボルが確率情報出力部2から出力された優勢シンボル情報が示す優勢シンボルと一致するか否かを判定し、その判定結果を符号化2値シンボル(例えば、一致=1、不一致=0)として算術符号化部6に出力する。
The encoding bin output unit 5 determines that the encoding method of the binary symbols is the calculation encoding mode, and receives the binary symbol from the encoding method switch 4, the superiority output from the probability information output unit 2 With reference to the symbol information, a flag indicating whether or not the binary symbol is the dominant symbol is output to the arithmetic encoding unit 6 as an encoded binary symbol (step ST6).
That is, the encoding bin output unit 5 receives, for each binary symbol in the binary symbol sequence output from the encoding scheme changeover switch 4, the dominant symbol information from which the binary symbol is output from the probability information output unit 2. It is determined whether or not it matches the dominant symbol shown, and the determination result is output to the arithmetic encoding unit 6 as an encoded binary symbol (for example, match = 1, mismatch = 0).

算術符号化部6は、符号化bin出力部5から符号化2値シンボルを受けると、確率情報出力部2から出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率情報を用いて、その符号化2値シンボルを算術符号化し(ステップST7)、その符号化結果である符号化bitを符号化データ出力部8の算術符号バッファ10に格納する(ステップST8)。   When the arithmetic encoding unit 6 receives the encoded binary symbol from the encoded bin output unit 5, the arithmetic encoding unit 6 uses the dominant symbol occurrence probability information indicated by the probability information output from the probability information output unit 2 to perform the encoding 2 The value symbol is arithmetically encoded (step ST7), and the encoded bit as the encoding result is stored in the arithmetic code buffer 10 of the encoded data output unit 8 (step ST8).

以下、算術符号化部6の算術符号化処理を具体的に説明する。
図4は算術符号化部6の算術符号化処理を示すフローチャートである。
このフローチャートが示す算術符号化処理は、背景技術の欄で述べたH.264のCABACが用いている算術符号化アルゴリズムに準拠している。用語なども背景技術の欄で述べたものを用いる。
最初に、算術符号化処理の概要を説明する。
Hereinafter, the arithmetic encoding process of the arithmetic encoding unit 6 will be specifically described.
FIG. 4 is a flowchart showing the arithmetic encoding process of the arithmetic encoding unit 6.
The arithmetic encoding process shown in this flowchart is the same as that described in the background art section. It conforms to the arithmetic coding algorithm used by H.264 CABAC. Terms used in the background art column are also used.
First, an outline of the arithmetic encoding process will be described.

算術符号化部6は、Range、Lowの2つのレジスタを用いて、確率区間の情報を保持している。
図5(a)に示すように、Rangeは現在の確率区間の長さを表し、Lowは処理区間の下限から確率区間の下限までの距離を表すものである。これらのレジスタの初期値は、Range=510、Low=0である。
確率区間の分割は、背景技術の欄で述べたように、整数を用いた処理である。
Rangeの値と、確率情報出力部2から出力された優勢シンボルの生起確率を示す確率情報とを用いて、テーブル参照により定まるLPSLengthという値から、図5(b)に示すように、確率区間を優勢シンボル区間と劣勢シンボル区間に分割する。
また、現在の“未確定”のbitの個数を表すカウンタであるRCounterを有する。RCounterの初期値は0である。
以上を踏まえて、bin番号kのbinである符号化2値シンボルの符号化の動作の流れを説明する。ただし、この時点で出力した符号化bitの個数をn−1個とする。
The arithmetic coding unit 6 holds information on the probability interval using two registers, Range and Low.
As shown in FIG. 5A, Range represents the length of the current probability interval, and Low represents the distance from the lower limit of the processing interval to the lower limit of the probability interval. The initial values of these registers are Range = 510 and Low = 0.
The division of the probability interval is a process using integers as described in the background art section.
Using the value of Range and the probability information indicating the occurrence probability of the dominant symbol output from the probability information output unit 2, from the value of LPSLLength determined by table reference, the probability interval is represented as shown in FIG. Divide into dominant symbol interval and inferior symbol interval.
In addition, it has an RCounter that is a counter indicating the number of bits currently “indeterminate”. The initial value of RCounter is 0.
Based on the above, the flow of the operation of encoding the encoded binary symbol that is bin of bin number k will be described. However, the number of encoded bits output at this time is n-1.

まず、算術符号化部6は、符号化bin出力部5から出力された符号化2値シンボルである入力bin(bk)が優勢シンボルであるのか、劣勢シンボルであるのかで処理を分ける(図4のステップST21)。
算術符号化部6は、入力bin(bk)が優勢シンボルである場合、確率区間を優勢シンボル区間に更新する(ステップST22)。
Range=Range−LPSLength
これは、優勢シンボル区間を次の確率区間として更新するI k=IMk-1の処理に該当する。
First, the arithmetic encoding unit 6 divides the processing depending on whether the input bin (b k ), which is the encoded binary symbol output from the encoded bin output unit 5, is a dominant symbol or an inferior symbol (see FIG. Step ST21 of 4).
When the input bin (b k ) is the dominant symbol, the arithmetic encoding unit 6 updates the probability interval to the dominant symbol interval (step ST22).
Range = Range-LPSLlength
This corresponds to the process of I k = I Mk−1 that updates the dominant symbol interval as the next probability interval.

算術符号化部6は、入力bin(bk)が劣勢シンボルである場合、確率区間を劣勢シンボル区間に更新する(ステップST23)。
Low=Range−LPSlength
Range=LPSLength
これは劣勢シンボル区間を次の確率区間として更新するI k=ILk-1の処理に該当する。
When the input bin (b k ) is an inferior symbol, the arithmetic encoding unit 6 updates the probability interval to the inferior symbol interval (step ST23).
Low = Range-LPLength
Range = LPSLlength
This corresponds to the processing of I k = I Lk−1 that updates the inferior symbol interval as the next probability interval.

次に、算術符号化部6は、Rangeの値を条件とするループ処理を行う。
ループ継続条件は、Range<256であり、ループ継続条件を満たしている間、以下のステップST25〜ST29の処理を繰り返し実施する(ステップST24)。Range≧256となれば、処理を終了する。
ステップST25〜ST29の処理は、上述した再正規化の処理に該当する。
Next, the arithmetic encoding unit 6 performs a loop process on the condition of the value of Range.
The loop continuation condition is Range <256, and while the loop continuation condition is satisfied, the following processes of steps ST25 to ST29 are repeatedly performed (step ST24). If Range ≧ 256, the process is terminated.
The processes in steps ST25 to ST29 correspond to the above-described renormalization process.

ステップST25,ST26は、現在の確率区間がJun、Jcn、Jlnのいずれに含まれるかを判断して処理を切り替える分岐部分である。
Low≧512である場合は、現在の確率区間がJunに含まれるとして、ステップST27の処理を実施する(ステップST25)。
Low<256である場合は、現在の確率区間がJlnに含まれるとして、ステップST28の処理を実施する(ステップST25,ST26)。
512>Low≧256である場合は、現在の確率区間がJcnに含まれるとして、ステップST29の処理を実施する(ステップST25,ST26)。
以下、ステップST27,ST28,ST29の処理内容を説明する。
Steps ST25 and ST26 are branch portions that determine whether the current probability interval is included in J un , J cn , or J ln and switch processing.
When a Low ≧ 512 as the current probability interval is included in J un, performs the processing of step ST27 (step ST25).
Low <If it is 256, the current probability interval as contained in J ln, it performs the processing of step ST28 (step ST25, ST26).
512> If a Low ≧ 256, the current probability interval as contained in J cn, performs the processing of step ST29 (step ST25, ST26).
Hereinafter, processing contents of steps ST27, ST28, and ST29 will be described.

(1)ステップST27の処理内容
算術符号化部6は、Low=(Low−512)×2、Range=Range×2 とする。これは図14(b)に示す再正規化処理に該当する。
また、算術符号化部6は、RCounter≧1の場合、算術符号bit番号n−RCounterのbitを“1”に確定し、算術符号bit番号n−RCounter+1〜算術符号bit番号n−1のbitを“0”に確定する。
そして、算術符号bit番号nのbitとして“0”のbitを算術符号バッファ10に格納し、RCounter=0とする。
RCounter=0の場合、算術符号bit番号nのbitとして“1”のbitを算術符号バッファ10に格納する。
(1) Processing contents of step ST27 The arithmetic encoding unit 6 sets Low = (Low−512) × 2 and Range = Range × 2. This corresponds to the renormalization process shown in FIG.
Further, when RCounter ≧ 1, the arithmetic encoding unit 6 determines the bit of the arithmetic code bit number n-RCounter to “1”, and sets the bits of the arithmetic code bit number n-RCounter + 1 to the arithmetic code bit number n−1. Set to “0”.
Then, a bit of “0” is stored in the arithmetic code buffer 10 as the bit of the arithmetic code bit number n, and RCounter = 0 is set.
When RCounter = 0, a bit of “1” is stored in the arithmetic code buffer 10 as the bit of the arithmetic code bit number n.

(2)ステップST28の処理内容
算術符号化部6は、Low=Low×2、Range=Range×2とする。これは図14(a)に示す再正規化処理に該当する。
また、算術符号化部6は、RCounter≧1の場合、算術符号bit番号n−RCounterのbitを“0”に確定し、算術符号bit番号n−RCounter+1〜算術符号bit番号n−1のbitを“1”に確定する。
そして、算術符号bit番号nのbitとして“1”のbitを算術符号バッファ10に格納し、RCounter=0とする。
RCounter=0の場合、算術符号bit番号nのbitとして“0”のbitを算術符号バッファ10に格納する。
(2) Processing contents of step ST28 The arithmetic encoding unit 6 sets Low = Low × 2 and Range = Range × 2. This corresponds to the renormalization process shown in FIG.
Further, when RCounter ≧ 1, the arithmetic encoding unit 6 determines the bit of the arithmetic code bit number n-RCounter to be “0”, and sets the bits of the arithmetic code bit number n-RCounter + 1 to the arithmetic code bit number n−1. Set to “1”.
Then, a bit of “1” is stored in the arithmetic code buffer 10 as the bit of the arithmetic code bit number n, and RCounter = 0 is set.
When RCounter = 0, a bit of “0” is stored in the arithmetic code buffer 10 as the bit of the arithmetic code bit number n.

(3)ステップST29の処理内容
算術符号化部6は、Low=(Low−256)×2、Range=Range×2とする。これは図14(c)に示す再正規化処理に該当する。
また、算術符号化部6は、RCounter=RCounter+1とし、算術符号bit番号nのbitとして“未確定”のbitを算術符号バッファ10に格納する。
(3) Processing contents of step ST29 The arithmetic encoding unit 6 sets Low = (Low−256) × 2 and Range = Range × 2. This corresponds to the renormalization process shown in FIG.
Further, the arithmetic encoding unit 6 sets RCounter = RCounter + 1, and stores “undetermined” bit in the arithmetic code buffer 10 as the bit of the arithmetic code bit number n.

符号化データ出力部8の符号化データ多重化部11は、バイパス符号バッファ9及び算術符号バッファ10に格納されている符号化bit系列内の各符号化bitに対して、図9のエントロピー復号装置で読み込まれる順序の番号を割り振り(図2のステップST9)、その番号に基づいてバイパス符号バッファ9及び算術符号バッファ10に格納されている符号化bit系列内の各符号化bitを多重化して符号化データを生成し、その符号化データを出力する(ステップST10)。
以下、符号化データ多重化部11の処理内容の一例を具体的に説明する。
The encoded data multiplexing unit 11 of the encoded data output unit 8 performs the entropy decoding apparatus shown in FIG. 9 for each encoded bit in the encoded bit sequence stored in the bypass code buffer 9 and the arithmetic code buffer 10. (Step ST9 in FIG. 2), and based on the number, the coded bits in the coded bit sequence stored in the bypass code buffer 9 and the arithmetic code buffer 10 are multiplexed and coded. Encoded data is generated and the encoded data is output (step ST10).
Hereinafter, an example of the processing content of the encoded data multiplexing unit 11 will be specifically described.

符号化データ多重化部11は、符号化データのデータ量を全く増加させない多重化手法で符号化bitの多重化を実施する。
この多重化手法では、バイパス符号バッファ9に格納されている符号化bit(バイパス符号bit)の系列と、算術符号バッファ10に格納されている符号化bit(算術符号bit)の系列とにおける各符号化bitに対して、図9のエントロピー復号装置で読み込まれる順序を割り振り、その順序に基づいてバイパス符号bitと算術符号bitを符号化データとして多重化する。
The encoded data multiplexing unit 11 multiplexes encoded bits by a multiplexing method that does not increase the amount of encoded data at all.
In this multiplexing method, each code in a sequence of coding bits (bypass code bit) stored in the bypass code buffer 9 and a sequence of coding bits (arithmetic code bit) stored in the arithmetic code buffer 10 is used. The order read by the entropy decoding device in FIG. 9 is assigned to the coded bits, and the bypass code bit and the arithmetic code bit are multiplexed as coded data based on the order.

ここで、図9のエントロピー復号装置で読み込まれる順序とは、復号の動作に基づいて、算術符号化モード及びバイパス符号モードのbinの符号化を行う際に、算術符号化モードのbinの復号時にbit読み込みが必要になった場合、その時点における入力のbit系列の未読部分の先頭が、そのbinの復号において必要な算術符号bitになっており、また、バイパス符号化モードのbinの復号時にbit読み込みが必要になった場合も同様に、その時点における入力のbit系列の未読部分の先頭が、そのbinの復号において必要なバイパス符号bitになっているような順序を意味する。
即ち、図9のエントロピー復号装置で常に入力のbit系列の未読部分の先頭からbitを読み込むだけで正しく復号が可能な順序を指している。
Here, the order read by the entropy decoding device in FIG. 9 is based on the decoding operation, when performing bin coding in the arithmetic coding mode and bypass code mode, when decoding bins in the arithmetic coding mode. When it is necessary to read a bit, the head of the unread portion of the input bit sequence at that time is an arithmetic code bit necessary for decoding the bin, and the bit is decoded when decoding the bin in the bypass encoding mode. Similarly, when reading is necessary, this means an order in which the beginning of the unread portion of the input bit sequence at that time is a bypass code bit necessary for decoding the bin.
That is, the entropy decoding device of FIG. 9 indicates an order in which decoding can be performed correctly only by reading the bit from the head of the unread portion of the input bit sequence.

このような順序でbit系列に多重化すれば、当然ながら追加の情報を必要とせず、入力されたbit系列内の算術符号bitとバイパス符号bitを弁別することができる。
図9のエントロピー復号装置で読み込まれるbitの順序は、算術復号の動作によって異なってくる。よって、この多重化の動作は、図9のエントロピー復号装置における算術復号の動作に依存して変更する必要がある。
以下、一例として、エントロピー符号化装置の動作として、算術符号化部6の動作を想定し、図9のエントロピー復号装置の動作として、後述する符号化データ入力部21及び算術復号部25(実施の形態2を参照)の動作を想定して、多重化の具体的な動作を説明する。
If the bit sequence is multiplexed in this order, it is of course possible to discriminate the arithmetic code bit and bypass code bit in the input bit sequence without requiring additional information.
The order of bits read by the entropy decoding device in FIG. 9 differs depending on the operation of arithmetic decoding. Therefore, it is necessary to change the multiplexing operation depending on the arithmetic decoding operation in the entropy decoding apparatus of FIG.
Hereinafter, as an example, the operation of the arithmetic encoding unit 6 is assumed as the operation of the entropy encoding device, and the encoded data input unit 21 and the arithmetic decoding unit 25 (described later) are described as the operation of the entropy decoding device in FIG. Assuming the operation of the second embodiment), the specific operation of multiplexing will be described.

最初に、符号化モードが算術符号化モードに決定されて、エントロピー符号化装置の算術符号化部6により符号化bitの系列が出力され、エントロピー復号装置の算術復号部25により符号化bitの系列が算術復号される際のbit出力および入力の動作を説明する。
算術符号化部6は、上述したように、1つの符号化2値シンボル(bin)の算出符号化において、0個以上の“0”、“1”または“未確定”の符号化bit(算術符号bit)を出力する。
ここで、図6(a)は、符号化bin出力部5から出力された符号化2値シンボルの系列(bin系列)が算術符号化部6に入力され、算術符号化部6が符号化2値シンボルの系列を算出符号化して符号化bit(算術符号bit)の系列を出力する一例を示している。
図の矢印は、矢印が出ている元の符号化2値シンボルの算術符号化において、矢印が指す先の符号化bitが出力されることを示している。
図6(a)の例では、bin番号kの符号化2値シンボル(bin)の算術符号化において、bit番号nの符号化bitが出力されている。また、bin番号k+1,k+2の符号化2値シンボル(bin)の算術符号化では、符号化bitが出力されず、bin番号k+3の符号化2値シンボル(bin)の算術符号化において、bit番号n+1,n+2の2つの符号化bitが出力されている。
First, the coding mode is determined to be the arithmetic coding mode, a sequence of coded bits is output by the arithmetic coding unit 6 of the entropy coding device, and a sequence of coded bits by the arithmetic decoding unit 25 of the entropy decoding device. The operation of bit output and input when I is arithmetically decoded will be described.
As described above, the arithmetic coding unit 6 calculates zero or more “0”, “1”, or “indeterminate” coded bits (arithmetic) in the calculation coding of one coded binary symbol (bin). Code bit).
Here, in FIG. 6A, a sequence of encoded binary symbols (bin sequence) output from the encoded bin output unit 5 is input to the arithmetic encoding unit 6, and the arithmetic encoding unit 6 encodes 2. An example is shown in which a sequence of value symbols is calculated and encoded to output a sequence of encoded bits (arithmetic code bits).
The arrow in the figure indicates that in the arithmetic coding of the original coded binary symbol from which the arrow has come out, the previous coded bit pointed to by the arrow is output.
In the example of FIG. 6A, the encoded bit of bit number n is output in the arithmetic encoding of the encoded binary symbol (bin) of bin number k. In addition, in the arithmetic encoding of the encoded binary symbol (bin) with the bin numbers k + 1 and k + 2, the encoded bit is not output, and in the arithmetic encoding of the encoded binary symbol (bin) with the bin number k + 3, the bit number is output. Two encoded bits n + 1 and n + 2 are output.

図6(b)は、算術符号化部6から出力された符号化bit(算術符号bit)の系列が符号化データ入力部21に入力されたのち、符号化データ入力部21から符号化bitの系列が復号方式切替スイッチ24を介して算術復号部25に入力され、算術復号部25が符号化bitの系列を算術復号して復号2値シンボル(bin)の系列を出力する一例を示している。
図の矢印は、矢印が指す先のbinの復号において、矢印が出ている元の符号化bitを入力することを示している。
図6(b)の例では、bin番号kの復号2値シンボル(bin)の算術復号において、bit番号n+9の符号化bitが入力されている。また、bin番号k+1,k+2の復号2値シンボル(bin)の算術復号では、符号化bitが入力されず、bin番号k+3の復号2値シンボル(bin)の算術復号において、bit番号n+10,n+11の2つの符号化bitが入力されている。
FIG. 6B shows a sequence of encoded bits (arithmetic code bits) output from the arithmetic encoding unit 6 after the encoded data input unit 21 inputs the sequence of the encoded bits. An example is shown in which a sequence is input to an arithmetic decoding unit 25 via a decoding method switch 24, and the arithmetic decoding unit 25 arithmetically decodes a sequence of encoded bits and outputs a sequence of decoded binary symbols (bin). .
The arrow in the figure indicates that in the decoding of the bin pointed to by the arrow, the original encoded bit indicated by the arrow is input.
In the example of FIG. 6B, the encoded bit of bit number n + 9 is input in the arithmetic decoding of the decoded binary symbol (bin) of bin number k. In addition, in the arithmetic decoding of the decoded binary symbol (bin) of the bin numbers k + 1 and k + 2, the encoded bit is not input, and in the arithmetic decoding of the decoded binary symbol (bin) of the bin number k + 3, the bit numbers n + 10 and n + 11 Two encoded bits are input.

図6(a),(b)が示すように、bin番号Kの符号化2値シンボル(bin)の算術符号化で出力した符号化bitの個数は、bin番号Kの復号2値シンボル(bin)の算術復号で入力される符号化bitの数と等しい。
また、bin番号Kの符号化2値シンボル(bin)の算術符号化で出力した符号化bit系列のbit番号がN〜N+dである場合、bin番号Kの復号2値シンボル(bin)の算術復号で入力される符号化bit系列のbit番号がN+9〜N+d+9になる。
即ち、算術復号部25に対してbin番号Kの復号2値シンボル(bin)の算術復号時に入力される符号化bitは、算術符号化部6がbin番号Kの符号化2値シンボル(bin)の算術符号化時に出力した符号化bitから、9bit分先の符号化bitになる。エントロピー復号装置が9bit分先読みする動作については、実施の形態2で説明する。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the number of encoded bits output by the arithmetic encoding of the encoded binary symbol (bin) of bin number K is the decoded binary symbol (bin) of bin number K. ) Equal to the number of encoded bits input by arithmetic decoding.
Further, when the bit number of the coded bit sequence output by the arithmetic coding of the coded binary symbol (bin) of bin number K is N to N + d, the arithmetic decoding of the decoded binary symbol (bin) of bin number K is performed. The bit numbers of the encoded bit sequence input in (1) are N + 9 to N + d + 9.
In other words, the encoded bit input to the arithmetic decoding unit 25 at the time of arithmetic decoding of the decoded binary symbol (bin) having the bin number K is the encoded binary symbol (bin) having the bin number K by the arithmetic encoding unit 6. From the encoded bit output at the time of the arithmetic encoding, the encoded bit is 9 bits ahead. The operation in which the entropy decoding apparatus prefetches 9 bits will be described in the second embodiment.

次に、符号化モードがバイパス符号化モードに決定されて、エントロピー符号化装置のバイパス符号化部7により符号化bitの系列が出力され、エントロピー復号装置のバイパス復号部27により符号化bitの系列が復号される際のbit出力および入力の動作を説明する。
バイパス符号化部7は、上述したように、1つの2値シンボル(bin)の符号化において、1個の“0”または“1”の符号化bit(バイパス符号bit)を出力する。
ここで、図6(c)は、2値シンボルの系列(bin系列)がバイパス符号化部7に入力され、バイパス符号化部7が2値シンボルの系列を符号化して符号化bit(バイパス符号bit)の系列を出力する一例を示している。
図6(c)の例では、bin番号k,k+1,k+2,k+3,k+4のbinの符号化時に、それぞれbit番号m,m+1,m+2,m+3,m+4の符号化bitが出力されている。
Next, the coding mode is determined to be a bypass coding mode, a sequence of encoded bits is output from the bypass encoding unit 7 of the entropy encoding device, and a sequence of encoded bits is output from the bypass decoding unit 27 of the entropy decoding device. The operation of bit output and input when is decoded will be described.
As described above, the bypass encoding unit 7 outputs one “0” or “1” encoding bit (bypass code bit) in encoding one binary symbol (bin).
Here, in FIG. 6C, a binary symbol sequence (bin sequence) is input to the bypass encoding unit 7, and the bypass encoding unit 7 encodes the binary symbol sequence to generate an encoded bit (bypass code). An example of outputting a (bit) series is shown.
In the example of FIG. 6C, when the bins having bin numbers k, k + 1, k + 2, k + 3, and k + 4 are encoded, encoded bits having bit numbers m, m + 1, m + 2, m + 3, and m + 4 are output, respectively.

図6(d)は、バイパス符号化部7から出力された符号化bit(バイパス符号bit)の系列が符号化データ入力部21に入力されたのち、符号化データ入力部21から符号化bitの系列が復号方式切替スイッチ24を介してバイパス復号部27に入力され、バイパス復号部27が符号化bitの系列を復号して復号2値シンボル(bin)の系列を出力する一例を示している。
図6(d)の例では、bin番号k,k+1,k+2,k+3,k+4の復号2値シンボル(bin)の復号時に、それぞれbit番号m,m+1,m+2,m+3,m+4の符号化bit(バイパス符号bit)が入力されている。
FIG. 6D shows a case where the encoded bit (bypass code bit) sequence output from the bypass encoding unit 7 is input to the encoded data input unit 21 and then the encoded bit input from the encoded data input unit 21. An example is shown in which a sequence is input to a bypass decoding unit 27 via a decoding scheme changeover switch 24, and the bypass decoding unit 27 decodes a sequence of encoded bits and outputs a sequence of decoded binary symbols (bin).
In the example of FIG. 6D, when the decoded binary symbol (bin) of the bin numbers k, k + 1, k + 2, k + 3, and k + 4 is decoded, the encoded bits (bypass) of the bit numbers m, m + 1, m + 2, m + 3, and m + 4, respectively. Code bit) is input.

図6(c),(d)が示すように、bin番号Kの2値シンボル(bin)の符号化で出力した符号化bitの個数及びbit番号は、bin番号Kの復号2値シンボル(bin)の復号で入力される符号化bitの個数及びbit番号と等しい。   As shown in FIGS. 6C and 6D, the number of encoded bits and the bit number output by encoding the binary symbol (bin) with bin number K are the decoded binary symbol (bin) with bin number K. It is equal to the number of encoded bits and the bit number input in the decoding of).

次に、バイパス符号モードと算術符号化モードが混在している場合の算術符号bitとバイパス符号bitの多重化の動作を説明する。
図7は算術符号化モードとバイパス符号化モードが混在している場合のbin系列とbit系列の入出力関係を示す説明図である。
図7(a)の上側のbin系列において、細線の四角形は算術符号モードのbinを表し、太線の四角形はバイパス符号モードのbinを表している。
図7(a)の下側のbit系列において、細線の四角形は算術符号bitを表し、太線の四角形はバイパス符号bitを表している。
また、算術符号bit及びバイパス符号bitには、それぞれ個別に番号が振られている。
図中の矢印は、図6(a)などと同様に、矢印が出ている元であるbinの符号化において、矢印が指す位置にbitを多重化して出力することを示している。
Next, the operation of multiplexing the arithmetic code bit and the bypass code bit when the bypass code mode and the arithmetic coding mode are mixed will be described.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the input / output relationship between the bin sequence and the bit sequence when the arithmetic coding mode and the bypass coding mode coexist.
In the upper bin series in FIG. 7A, the thin line square represents the bin in the arithmetic code mode, and the thick line square represents the bin in the bypass code mode.
In the lower bit series in FIG. 7A, the thin line square represents an arithmetic code bit, and the thick line square represents a bypass code bit.
The arithmetic code bit and the bypass code bit are individually numbered.
The arrow in the figure indicates that, as in FIG. 6A and the like, in the encoding of the bin that is the source of the arrow, the bit is multiplexed and output at the position indicated by the arrow.

bin番号k+1のbinはバイパス符号化モードのbinである。このbinを符号化する時点において、これまでに出力された算術符号bit系列のうち、最新のbit番号はnである。
このとき、k+1番目のbinを符号化した際に出力されるm番目のバイパス符号bitは、n〜9bit分遅延させたn+9番目の算術符号bitの次に多重化される。
同様に、k+3番目のバイパス符号化モードのbinの符号化によって出力されるm+1番目のバイパス符号bitに対しても、この符号化を行う時点で、これまでに出力された算術符号bit系列の最新のbit番号がnであるため、n+9番目の算術符号bitとn+10番目の算術符号bitの間に多重化される。
この場合、同じ位置にm番目のバイパス符号bitが存在しているため、m番目のバイパス符号bitの次に多重化される。
The bin with the bin number k + 1 is a bin in the bypass encoding mode. At the time of encoding this bin, the latest bit number is n among the arithmetic code bit sequences output so far.
At this time, the mth bypass code bit output when the k + 1th bin is encoded is multiplexed next to the n + 9th arithmetic code bit delayed by n to 9 bits.
Similarly, for the (m + 1) th bypass code bit output by the bin encoding of the k + 3th bypass encoding mode, at the time of performing this encoding, the latest arithmetic code bit sequence output so far Since the bit number of n is n, it is multiplexed between the (n + 9) th arithmetic code bit and the (n + 10) th arithmetic code bit.
In this case, since the mth bypass code bit exists at the same position, it is multiplexed next to the mth bypass code bit.

図7(b)は、このように多重化されたbit系列を入力とする復号の動作を示している。上述したように、算術復号部25に対して、bin番号Kのbinの復号時に入力されるbitは、算術符号化部6がbin番号Kのbinの算術符号化時に出力したbitから、算術符号bitの番号で数えて9bit分先のbitになる。
このため、bin番号kの算術符号化モードのbinの復号時には、この時点で未読のbit系列の先頭であるn+9番目の算術符号bitが読み込まれる。
k+1番目のbinはバイパス符号化モードであるが、このbinを復号する時点で、上述の多重化の結果により、未読bit系列の先頭がm番目のバイパス符号bitになり、このbitが読み込まれる。
同様に、k+3番目のbinもバイパス符号化モードであるが、このbinを復号する時点で、未読bit系列の先頭がm+1番目のバイパス符号bitになり、このbitが読み込まれる。
k+4からk+15のbinは、全て算術符号化モードのbinであるが、これらを復号する際も、それぞれの復号を行う時点で、未読のbit系列の先頭を読み込むことで正しく復号される。
FIG. 7B shows a decoding operation in which the multiplexed bit sequence is input. As described above, the bit input to the arithmetic decoding unit 25 when decoding the bin with the bin number K is the arithmetic code from the bit output by the arithmetic encoding unit 6 when the bin with the bin number K is encoded. Counting by the bit number, it becomes 9 bits ahead.
Therefore, at the time of decoding the bin in the arithmetic coding mode of the bin number k, the n + 9th arithmetic code bit which is the head of the unread bit sequence at this time is read.
The (k + 1) th bin is in the bypass encoding mode, but at the time of decoding this bin, the start of the unread bit sequence becomes the mth bypass code bit according to the result of the above multiplexing, and this bit is read.
Similarly, the k + 3th bin is also in the bypass encoding mode, but when this bin is decoded, the head of the unread bit sequence becomes the m + 1th bypass code bit, and this bit is read.
The bins from k + 4 to k + 15 are all bins in the arithmetic coding mode. However, when decoding these, they are correctly decoded by reading the head of the unread bit sequence at the time of decoding.

なお、図2のステップST1〜ST10の処理は、全ての多値シンボル系列の処理が終了するまで繰り返し実行される(ステップST11)。   Note that the processing of steps ST1 to ST10 in FIG. 2 is repeatedly executed until the processing of all the multilevel symbol sequences is completed (step ST11).

以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、多値シンボル系列内の多値シンボルを2値化して、1以上の2値シンボルの系列を出力するとともに、その2値シンボルが多値シンボルに係る何番目の2値シンボルであるかを示すbin番号を出力する2値化部1と、2値化部1から出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおいて生起する確率が高い優勢シンボルを示す優勢シンボル情報を出力するとともに、その優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を出力する確率情報出力部2と、2値化部1から出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モードを決定する符号化モード決定部3と、2値化部1から出力されたbin番号に対応する2値シンボルの符号化モードが、符号化モード決定部3により算術符号化モードに決定された場合、その2値シンボルを符号化bin出力部5に出力し、そのbin番号に対応する2値シンボルの符号化モードが、符号化モード決定部3によりバイパス符号化モードに決定された場合、その2値シンボルをバイパス符号化部7に出力する符号化方式切替スイッチ4と、符号化方式切替スイッチ4から2値シンボルを受けると、確率情報出力部2から出力された優勢シンボル情報を参照して、上記bin番号に対応する2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示すフラグを符号化2値シンボルとして出力する符号化bin出力部5と、確率情報出力部2から出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率を用いて、符号化bin出力部5から出力された符号化2値シンボルを算術符号化し、その符号化結果である符号化bitを出力する算術符号化部6と、符号化方式切替スイッチ4から2値シンボルを受けると、2値化部1から出力された2値シンボルを符号化bitとして出力するバイパス符号化部7とを設け、符号化データ出力部8が、算術符号化部6から出力された符号化bitとバイパス符号化部7から出力された符号化bitを多重化して符号化データを生成するように構成したので、CABACと同一の圧縮率を維持しながら、“0”と“1”の生起確率に偏りがない2値シンボルに対する符号化の処理負荷を低減することができる効果を奏する。また、エントロピー復号装置においても、“0”と“1”の生起確率に偏りがない2値シンボルに対する復号の処理負荷を低減することができる効果を奏する。   As is apparent from the above, according to the first embodiment, the multi-level symbol in the multi-level symbol sequence is binarized to output a sequence of one or more binary symbols, and the binary symbols are many. There is a high probability of occurrence in the binarization unit 1 that outputs a bin number indicating what number binary symbol is associated with the value symbol and the binary symbol that corresponds to the bin number output from the binarization unit 1 In the binary symbol corresponding to the bin number output from the probability information output unit 2 that outputs the dominant symbol information indicating the dominant symbol and outputs the probability information indicating the occurrence probability of the dominant symbol, and the binarizing unit 1 The encoding mode determination unit 3 that determines the encoding mode and the encoding mode of the binary symbol corresponding to the bin number output from the binarization unit 1 are arithmetic codes by the encoding mode determination unit 3. When the coding mode is determined, the binary symbol is output to the coding bin output unit 5, and the coding mode of the binary symbol corresponding to the bin number is changed to the bypass coding mode by the coding mode determination unit 3. If determined, the encoding method switch 4 that outputs the binary symbol to the bypass encoding unit 7 and the superiority output from the probability information output unit 2 when the binary symbol is received from the encoding method switch 4 An encoding bin output unit 5 that outputs a flag indicating whether or not a binary symbol corresponding to the bin number is a dominant symbol with reference to the symbol information as an encoded binary symbol; The encoded binary symbol output from the encoded bin output unit 5 is arithmetically encoded using the probability of occurrence of the dominant symbol indicated by the output probability information, and the encoded result is obtained. An arithmetic coding unit 6 that outputs a coding bit, and a bypass code that outputs a binary symbol output from the binarizing unit 1 as a coding bit when a binary symbol is received from the coding system switch 4 The encoded data output unit 8 multiplexes the encoded bit output from the arithmetic encoding unit 6 and the encoded bit output from the bypass encoding unit 7 to generate encoded data. With this configuration, there is an effect that it is possible to reduce the processing load of encoding for binary symbols in which the occurrence probabilities of “0” and “1” are not biased while maintaining the same compression rate as CABAC. In addition, the entropy decoding device also has an effect of reducing the processing load of decoding for binary symbols in which the occurrence probabilities of “0” and “1” are not biased.

なお、この実施の形態1では、図1のエントロピー復号装置が算術復号する際、固定的に9bitのbitを先読みすることを想定して、符号化データ出力部8の符号化データ多重化部11が、算術符号bitとバイパス符号bitを多重化するものを示したが、エントロピー復号装置が算術復号する際、固定的に16bitのbitを先読みするように実装することも可能である。
よって、エントロピー復号装置が算術復号する際、固定的に何bitのbitを先読みすればよいかを示す情報(符号化bitの読み込みタイミングを規定する復号動作情報)を、符号化データ多重化部11が、エントロピー復号装置に通知するようにしてもよい。
In the first embodiment, when the entropy decoding apparatus of FIG. 1 performs arithmetic decoding, the encoded data multiplexing unit 11 of the encoded data output unit 8 assumes that 9-bit bits are prefetched in a fixed manner. However, the arithmetic code bit and the bypass code bit are multiplexed. However, when the entropy decoding apparatus performs arithmetic decoding, it may be implemented so that 16-bit bits are prefetched fixedly.
Therefore, when the entropy decoding apparatus performs arithmetic decoding, information indicating how many bits should be prefetched in a fixed manner (decoding operation information defining the read timing of the encoded bits) is used as the encoded data multiplexing unit 11. However, you may make it notify to an entropy decoding apparatus.

この場合、符号化データ多重化部11は、エントロピー復号装置が算術復号する際、その復号動作情報が示すbit数だけ先読みすることを想定して、算術符号bitとバイパス符号bitを多重化することになる。
一方、エントロピー復号装置は、算術復号する際、エントロピー符号化装置から通知された復号動作情報が示すbit数だけ先読みすることになる。
なお、符号化データ多重化部11は、復号動作情報を符号化データと別個にエントロピー復号装置に伝送してもよいし、復号動作情報を符号化データと多重化してエントロピー復号装置に伝送してもよい。
In this case, when the entropy decoding apparatus performs arithmetic decoding, the encoded data multiplexing unit 11 multiplexes the arithmetic code bit and the bypass code bit on the assumption that the number of bits indicated by the decoding operation information is prefetched. become.
On the other hand, when performing the arithmetic decoding, the entropy decoding device prefetches the number of bits indicated by the decoding operation information notified from the entropy encoding device.
The encoded data multiplexing unit 11 may transmit the decoding operation information to the entropy decoding device separately from the encoded data, or multiplex the decoding operation information with the encoded data and transmit it to the entropy decoding device. Also good.

復号動作情報を符号化データと多重化してエントロピー復号装置に伝送する場合、符号化データ多重化部11が、その復号動作情報を可変長符号化する(例えば、テーブル参照型可変長符号化などの手法で可変長符号化する)。図8(a)は復号動作情報である先読みbit数Dの可変長符号例を示す2値化テーブルの一例である。
例えば、多値シンボル系列が動画像データに適用されるものである場合、図8(b)に示すように、シーケンスパラメータセット(SPS)などに多重化することができる。
ここでは、復号動作情報が先読みbit数Dである例を示したが、エントロピー復号装置が算術復号する際に符号化bitの読み込みタイミングを規定する情報であればよく、先読みbit数Dに限るものではない。
When decoding operation information is multiplexed with encoded data and transmitted to the entropy decoding device, the encoded data multiplexing unit 11 performs variable length encoding on the decoding operation information (for example, table reference variable length encoding). Variable-length coding method). FIG. 8A is an example of a binarization table showing a variable length code example of the number D of prefetch bits that is decoding operation information.
For example, when a multi-level symbol sequence is applied to moving image data, it can be multiplexed into a sequence parameter set (SPS) as shown in FIG. 8B.
Here, an example is shown in which the decoding operation information is the number D of prefetch bits. However, any information that prescribes the read timing of the encoded bits when the entropy decoding apparatus performs arithmetic decoding, and is limited to the number D of prefetch bits. is not.

実施の形態2.
図9はこの発明の実施の形態2によるエントロピー復号装置を示す構成図である。
図9において、符号化データ入力部21は図1のエントロピー符号化装置により生成された符号化データを入力すると、その符号化データの読み出し位置先頭から符号化bit系列を読み出し、その符号化bit系列を復号方式切替スイッチ24に出力する処理を実施する。
また、符号化データ入力部21は多値シンボルの2値化テーブルを参照して、その符号化bit系列内の符号化bitから得られる2値シンボル(符号化bitを復号した際の2値シンボル)が多値シンボルに係る何番目の2値シンボルであるかを示すbin番号を確率情報出力部22、符号化モード決定部23及び多値化部28に出力する処理を実施する。
なお、符号化データ入力部21は符号化bit系列読み出し手段を構成している。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing an entropy decoding apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
In FIG. 9, when the encoded data input unit 21 inputs the encoded data generated by the entropy encoding device of FIG. 1, the encoded data sequence is read out from the beginning of the read position of the encoded data, and the encoded bit sequence Is output to the decoding method changeover switch 24.
In addition, the encoded data input unit 21 refers to the binarization table of the multilevel symbol, and obtains a binary symbol (binary symbol when the encoded bit is decoded) obtained from the encoded bit in the encoded bit sequence. ) Is output to the probability information output unit 22, the encoding mode determination unit 23, and the multi-level conversion unit 28.
The encoded data input unit 21 constitutes an encoded bit sequence reading unit.

確率情報出力部22は予めbin番号毎に、当該bin番号に対応する2値シンボルにおいて生起する確率が高い優勢シンボル(“0”又は“1”のうち、生起する確率が高い方の値を示すシンボル)を示す優勢シンボル情報と、その優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を記憶しており、符号化データ入力部21から出力されたbin番号に対応する優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を算術復号部25に出力するとともに、その優勢シンボルを示す優勢シンボル情報をbin出力部26に出力する処理を実施する。なお、確率情報出力部22は確率情報出力手段を構成している。   Probability information output unit 22 indicates, for each bin number, a dominant symbol (“0” or “1” having a higher probability of occurrence in a binary symbol corresponding to the bin number). Predominate symbol information indicating the symbol) and probability information indicating the occurrence probability of the dominant symbol, and storing the probability information indicating the occurrence probability of the dominant symbol corresponding to the bin number output from the encoded data input unit 21. While outputting to the arithmetic decoding part 25, the process which outputs the dominant symbol information which shows the dominant symbol to the bin output part 26 is implemented. The probability information output unit 22 constitutes probability information output means.

符号化モード決定部23は予めbin番号毎に、当該bin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モード(算術符号化モード、バイパス符号化モード)を記憶しており、符号化データ入力部21から出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モードを復号方式切替スイッチ24に出力する処理を実施する。   The encoding mode determining unit 23 stores in advance the encoding mode (arithmetic encoding mode, bypass encoding mode) in the binary symbol corresponding to the bin number for each bin number. A process of outputting the encoding mode in the binary symbol corresponding to the output bin number to the decoding method changeover switch 24 is performed.

復号方式切替スイッチ24は符号化データ入力部21から出力されたbin番号に対応する2値シンボルの符号化モードが、符号化モード決定部23により算術符号化モードに決定された場合、符号化データ入力部21から出力された符号化bitを算術復号部25に出力し、そのbin番号に対応する2値シンボルの符号化モードが、符号化モード決定部23によりバイパス符号化モードに決定された場合、その符号化bitをバイパス復号部27に出力する処理を実施する。
なお、符号化モード決定部23及び復号方式切替スイッチ24から符号化モード決定手段が構成されている。
When the coding mode of the binary symbol corresponding to the bin number output from the coded data input unit 21 is determined to be the arithmetic coding mode by the coding mode determining unit 23, the decoding method changeover switch 24 is coded data. When the encoding bit output from the input unit 21 is output to the arithmetic decoding unit 25 and the encoding mode of the binary symbol corresponding to the bin number is determined as the bypass encoding mode by the encoding mode determination unit 23 Then, a process of outputting the encoded bit to the bypass decoding unit 27 is performed.
The encoding mode determining unit 23 and the decoding method changeover switch 24 constitute encoding mode determining means.

算術復号部25は復号方式切替スイッチ24から符号化bitを受けると、確率情報出力部22から出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率情報を用いて、その符号化bitを算術復号し、その復号結果である復号2値シンボルをbin出力部26に出力する処理を実施する。なお、算術復号部25は算術復号手段を構成している。   When the arithmetic decoding unit 25 receives the encoded bit from the decoding method changeover switch 24, the arithmetic decoding unit 25 arithmetically decodes the encoded bit using the occurrence probability information of the dominant symbol indicated by the probability information output from the probability information output unit 22, A process of outputting the decoded binary symbol that is the decoding result to the bin output unit 26 is performed. The arithmetic decoding unit 25 constitutes arithmetic decoding means.

bin出力部26は算術復号部25から復号2値シンボル系列を受けると、確率情報出力部22から出力された優勢シンボル情報を参照して、その復号2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示すフラグを2値シンボルとして多値化部28に出力する処理を実施する。
即ち、bin出力部26は算術復号部25から出力された復号2値シンボル系列内の各2値シンボルに対し、当該2値シンボルが確率情報出力部22から出力された優勢シンボル情報が示す優勢シンボルと一致するか否かを判定し、その判定結果を2値シンボルとして多値化部28に出力する処理を実施する。
なお、bin出力部26はbin出力手段を構成している。
When the bin output unit 26 receives the decoded binary symbol sequence from the arithmetic decoding unit 25, the bin output unit 26 refers to the dominant symbol information output from the probability information output unit 22 to determine whether or not the decoded binary symbol is a dominant symbol. A process of outputting the indicated flag to the multilevel conversion unit 28 as a binary symbol is performed.
That is, for each binary symbol in the decoded binary symbol sequence output from the arithmetic decoding unit 25, the bin output unit 26 outputs the dominant symbol indicated by the dominant symbol information output from the probability information output unit 22 of the binary symbol. And a process of outputting the determination result to the multilevel conversion unit 28 as a binary symbol.
The bin output unit 26 constitutes a bin output unit.

バイパス復号部27は復号方式切替スイッチ24から符号化bitを受けると、その符号化bitを2値シンボルとして多値化部28に出力する処理を実施する。
即ち、バイパス復号部27は復号方式切替スイッチ24から出力された符号化bitが“0”である場合、“0”の2値シンボルを多値化部28に出力し、復号方式切替スイッチ24から出力された符号化bitが“1”である場合、“1”の2値シンボルを多値化部28に出力する処理を実施する。
なお、バイパス復号部27はバイパス復号手段を構成している。
When the bypass decoding unit 27 receives the encoded bit from the decoding scheme changeover switch 24, the bypass decoding unit 27 performs a process of outputting the encoded bit to the multilevel converting unit 28 as a binary symbol.
That is, the bypass decoding unit 27 outputs a binary symbol of “0” to the multilevel conversion unit 28 when the encoding bit output from the decoding method changeover switch 24 is “0”, and from the decoding method changeover switch 24. When the output encoded bit is “1”, a process of outputting a binary symbol of “1” to the multi-level unit 28 is performed.
The bypass decoding unit 27 constitutes a bypass decoding unit.

多値化部28はbin出力部26から出力された2値シンボルとバイパス復号部27から出力された2値シンボルを多重化して2値シンボル系列を生成し、その2値シンボル系列内の2値シンボルを多値化して、多値シンボルの系列を出力する処理を実施する。
即ち、多値化部28は符号化データ入力部21から出力されたbin番号を参照して、bin出力部26から出力された2値シンボルとバイパス復号部27から出力された2値シンボルとを統合して2値シンボル系列を生成するとともに、多値シンボルの2値化テーブルを参照して、その2値シンボル系列内の2値シンボルを多値化して、多値シンボルの系列を出力する処理を実施する。
なお、多値化部28はシンボル多値化手段を構成している。
The multi-level unit 28 multiplexes the binary symbol output from the bin output unit 26 and the binary symbol output from the bypass decoding unit 27 to generate a binary symbol sequence, and the binary in the binary symbol sequence A process of multi-symbolizing symbols and outputting a series of multi-level symbols is performed.
That is, the multi-value quantization unit 28 refers to the bin number output from the encoded data input unit 21 and determines the binary symbol output from the bin output unit 26 and the binary symbol output from the bypass decoding unit 27. A process of generating a binary symbol sequence by integrating, referring to a binarization table of multilevel symbols, multileveling binary symbols in the binary symbol sequence, and outputting a sequence of multilevel symbols To implement.
Note that the multi-value conversion unit 28 constitutes a symbol multi-value conversion means.

図9の例では、エントロピー復号装置の構成要素である符号化データ入力部21、確率情報出力部22、符号化モード決定部23、復号方式切替スイッチ24、算術復号部25、bin出力部26、バイパス復号部27及び多値化部28のそれぞれが専用のハードウェア(例えば、CPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど)で構成されているものを想定しているが、エントロピー復号装置の全部又は一部がコンピュータで構成されていてもよい。
エントロピー復号装置の全部又は一部がコンピュータで構成されている場合、符号化データ入力部21、確率情報出力部22、符号化モード決定部23、復号方式切替スイッチ24、算術復号部25、bin出力部26、バイパス復号部27及び多値化部28の処理内容を記述しているプログラムの全部又は一部をコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図10はこの発明の実施の形態2によるエントロピー復号装置の処理内容を示すフローチャートである。
In the example of FIG. 9, the encoded data input unit 21, the probability information output unit 22, the encoding mode determination unit 23, the decoding method changeover switch 24, the arithmetic decoding unit 25, the bin output unit 26, which are components of the entropy decoding device, It is assumed that each of the bypass decoding unit 27 and the multi-value conversion unit 28 is configured by dedicated hardware (for example, a semiconductor integrated circuit on which a CPU is mounted, or a one-chip microcomputer). All or a part of the entropy decoding device may be configured by a computer.
When all or a part of the entropy decoding apparatus is configured by a computer, the encoded data input unit 21, the probability information output unit 22, the encoding mode determination unit 23, the decoding method changeover switch 24, the arithmetic decoding unit 25, and the bin output All or a part of the program describing the processing contents of the unit 26, bypass decoding unit 27 and multi-value conversion unit 28 is stored in the memory of the computer, and the CPU of the computer executes the program stored in the memory You just have to do it.
FIG. 10 is a flowchart showing the processing contents of the entropy decoding apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

次に動作について説明する。
符号化データ入力部21は、図1のエントロピー符号化装置により生成された符号化データを入力すると、その符号化データの読み出し位置先頭から0以上の長さの符号化bit系列を読み出して、その符号化bit系列を復号方式切替スイッチ24に出力する(ステップST31)。
また、符号化データ入力部21は、多値シンボルの2値化テーブルを参照して、その符号化bit系列内の符号化bitから得られる2値シンボル(符号化bitを復号した際の2値シンボル)が多値シンボルに係る何番目の2値シンボルであるかを示すbin番号を確率情報出力部22、符号化モード決定部23及び多値化部28に出力する。
Next, the operation will be described.
When the encoded data input unit 21 receives the encoded data generated by the entropy encoding device of FIG. 1, the encoded data input unit 21 reads out an encoded bit sequence having a length of 0 or more from the beginning of the read position of the encoded data. The encoded bit sequence is output to the decoding scheme changeover switch 24 (step ST31).
Also, the encoded data input unit 21 refers to the binarization table of the multi-level symbol, and obtains a binary symbol (binary when the encoded bit is decoded) obtained from the encoded bit in the encoded bit sequence. The bin number indicating the number of the binary symbol related to the multilevel symbol is output to the probability information output unit 22, the encoding mode determination unit 23, and the multilevel conversion unit 28.

ここで、符号化データは、上記実施の形態1で説明したように、エントロピー復号装置で読み取られる順序を考慮した多重化方式で符号化bitが多重化されているため、ある符号化モードで2値シンボルの復号を行う際、符号化データにおける読み出し位置先頭の長さ0以上の符号化bitの系列は、常に、当該符号化モードにより符号化された符号化bitの系列となっている。
よって、符号化データ入力部21は、常に符号化データの読み出し位置先頭部分のデータを読み出せばよい。
Here, as described in the first embodiment, the encoded data is encoded in 2 bits in a certain encoding mode because the encoded bits are multiplexed in a multiplexing scheme that takes into consideration the order of reading by the entropy decoding device. When decoding a value symbol, a sequence of encoded bits having a length of 0 or more at the beginning of the read position in the encoded data is always a sequence of encoded bits encoded by the encoding mode.
Therefore, the encoded data input unit 21 may always read the data at the beginning of the read position of the encoded data.

符号化モード決定部23は、予めbin番号毎に、当該bin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モード(算術符号化モード、バイパス符号化モード)を記憶しており、符号化データ入力部21からbin番号を受けると、そのbin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モードを決定し復号方式切替スイッチ24に出力する。(ステップST32)。   The encoding mode determination unit 23 stores in advance the encoding mode (arithmetic encoding mode, bypass encoding mode) in the binary symbol corresponding to the bin number for each bin number, and the encoded data input unit 21 When the bin number is received, the encoding mode for the binary symbol corresponding to the bin number is determined and output to the decoding method changeover switch 24. (Step ST32).

符号化モード決定部23が記憶しているbin番号に対応する符号化モードの情報は、図1の符号化モード決定部3が記憶しているbin番号に対応する符号化モードの情報と一致している。
図3の2値化テーブルを記憶している場合、例えば、符号化データ入力部21から“0”、“1”、“2”、“3”、“4”のbin番号の系列が出力される場合、“0”のbin番号に対応する符号化モードは算術符号化モード、“1”のbin番号に対応する符号化モードは算術符号化モード、“2”のbin番号に対応する符号化モードは算術符号化モード、“3”のbin番号に対応する符号化モードは算術符号化モード、“4”のbin番号に対応する符号化モードはバイパス符号化モードになる。
また、符号化データ入力部21から“9”、“10”、“11”、“12”のbin番号の系列が出力される場合、“9”のbin番号に対応する符号化モードはバイパス符号化モード、“10”のbin番号に対応する符号化モードは算術符号化モード、“11”のbin番号に対応する符号化モードは算術符号化モード、“12”のbin番号に対応する符号化モードはバイパス符号化モードになる。
The encoding mode information corresponding to the bin number stored in the encoding mode determination unit 23 matches the encoding mode information corresponding to the bin number stored in the encoding mode determination unit 3 in FIG. ing.
When the binarization table of FIG. 3 is stored, for example, a sequence of bin numbers “0”, “1”, “2”, “3”, “4” is output from the encoded data input unit 21. The encoding mode corresponding to the bin number “0” is the arithmetic encoding mode, the encoding mode corresponding to the bin number “1” is the arithmetic encoding mode, and the encoding mode corresponding to the bin number “2”. The mode is the arithmetic coding mode, the coding mode corresponding to the bin number “3” is the arithmetic coding mode, and the coding mode corresponding to the bin number “4” is the bypass coding mode.
When a sequence of bin numbers “9”, “10”, “11”, and “12” is output from the encoded data input unit 21, the encoding mode corresponding to the bin number of “9” is a bypass code. Coding mode, the coding mode corresponding to the bin number of “10” is the arithmetic coding mode, the coding mode corresponding to the bin number of “11” is the arithmetic coding mode, and the coding mode corresponds to the bin number of “12”. The mode becomes a bypass coding mode.

復号方式切替スイッチ24は、符号化データ入力部21から符号化bit系列を受けると、符号化データ入力部21から出力されたbin番号に対応する2値シンボルの符号化モードが、符号化モード決定部23により算術符号化モードに決定された場合、その符号化bit系列を算術復号部25に出力する(ステップST33)。
一方、そのbin番号に対応する2値シンボルの符号化モードが、符号化モード決定部23によりバイパス符号化モードに決定された場合、その符号化bit系列をバイパス復号部27に出力する(ステップST33)。
なお、上述の例では、入力された符号化データを作成した符号化装置および復号装置が算術符号化モードとバイパス符号化モードのみを有する場合の動作を説明したが、両装置が算術符号化モードとバイパス符号化モード以外の符号化モードXを有していた場合、符号化モード決定部23は符号化モードXに対応した符号化モード情報を決定することができ、また復号方式切替スイッチ24は、符号化モードXに対応する符号化モード情報を受け取った場合、符号化モードXに対応する符号化処理を実施するモジュールに2値シンボルを出力することができる。
When receiving the encoded bit sequence from the encoded data input unit 21, the decoding scheme changeover switch 24 determines the encoding mode of the binary symbol corresponding to the bin number output from the encoded data input unit 21. When the arithmetic coding mode is determined by the unit 23, the encoded bit sequence is output to the arithmetic decoding unit 25 (step ST33).
On the other hand, when the encoding mode of the binary symbol corresponding to the bin number is determined to be the bypass encoding mode by the encoding mode determining unit 23, the encoded bit sequence is output to the bypass decoding unit 27 (step ST33). ).
In the above example, the operation in the case where the encoding device and the decoding device that created the input encoded data have only the arithmetic encoding mode and the bypass encoding mode has been described. When the encoding mode X other than the bypass encoding mode is included, the encoding mode determination unit 23 can determine the encoding mode information corresponding to the encoding mode X, and the decoding scheme changeover switch 24 When the encoding mode information corresponding to the encoding mode X is received, the binary symbol can be output to the module that performs the encoding process corresponding to the encoding mode X.

バイパス復号部27は、符号化方式がバイパス符号化モードに決定されており、復号方式切替スイッチ24から符号化bit系列を受けると、その符号化bit系列内の各符号化bitを2値シンボルとして(符号化bit=2値シンボル)、その2値シンボルを多値化部28に出力する(ステップST34)。
即ち、バイパス復号部27は、復号方式切替スイッチ24から符号化bitを受けると、その符号化bitが“0”であれば、“0”の2値シンボルを多値化部28に出力し、その符号化bitが“1”であれば、“1”の2値シンボルを多値化部28に出力する。
When the encoding scheme is determined to be the bypass encoding mode and the bypass decoding unit 27 receives the encoded bit sequence from the decoding scheme changeover switch 24, each of the encoded bits in the encoded bit sequence is converted into a binary symbol. (Encoding bit = binary symbol) and the binary symbol is output to the multi-level unit 28 (step ST34).
That is, when the bypass decoding unit 27 receives the encoding bit from the decoding method changeover switch 24 and the encoding bit is “0”, the bypass decoding unit 27 outputs a binary symbol of “0” to the multilevel conversion unit 28, If the encoded bit is “1”, a binary symbol of “1” is output to the multilevel conversion unit 28.

確率情報出力部22は、予めbin番号毎に、当該bin番号に対応する2値シンボルにおいて生起する確率が高い優勢シンボル(“0”又は“1”のうち、生起する確率が高い方の値を示すシンボル)を示す優勢シンボル情報と、その優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を記憶している。なお、確率情報出力部22が記憶しているbin番号に対する確率情報は、図1の確率情報出力部2が記憶しているbinに対する確率情報と一致している。
例えば、図3(a)の2値化テーブルの場合、“0”〜“9”の値をとる多値シンボルにおいて、“0”の多値シンボルが発生する確率が約70%であるような場合には、“0”のbin番号に対応する2値シンボルにおいて、“0”のシンボルが生起される確率が約70%となるので、当該2値シンボルにおける優勢シンボルは“0”のシンボルとなる。また、この優勢シンボルの生起確率は約70%となる。
確率情報出力部22は、符号化データ入力部21からbin番号を受けると、そのbin番号に対応する優勢シンボルを示す優勢シンボル情報をbin出力部26に出力するとともに、その優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を算術復号部25に出力する(ステップST35)。
For each bin number, the probability information output unit 22 preliminarily selects a dominant symbol (“0” or “1” having a higher probability of occurrence in a binary symbol corresponding to the bin number). Dominating symbol information indicating the symbol) and probability information indicating the occurrence probability of the dominating symbol. The probability information for the bin number stored in the probability information output unit 22 matches the probability information for the bin stored in the probability information output unit 2 of FIG.
For example, in the case of the binarization table shown in FIG. 3A, the probability that a multi-valued symbol of “0” will occur in a multi-valued symbol having values of “0” to “9” is about 70%. In this case, the probability that the symbol “0” is generated in the binary symbol corresponding to the bin number “0” is about 70%, and therefore, the dominant symbol in the binary symbol is the symbol “0”. Become. The probability of occurrence of this dominant symbol is about 70%.
When the probability information output unit 22 receives the bin number from the encoded data input unit 21, the probability information output unit 22 outputs the dominant symbol information indicating the dominant symbol corresponding to the bin number to the bin output unit 26, and the occurrence probability of the dominant symbol. The indicated probability information is output to the arithmetic decoding unit 25 (step ST35).

算術復号部25は、符号化方式が算術符号化モードに決定されており、復号方式切替スイッチ24から符号化bitを受けると、確率情報出力部22から出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率情報を用いて、その符号化bitを算術復号し、その復号結果である復号2値シンボルをbin出力部26に出力する(ステップST36)。
エントロピー符号化装置では、上述したように、エントロピー復号装置が算術復号する際、例えば、固定的に9bitのbitを先読みすることを想定(エントロピー復号装置において、予め設定されている読み込みタイミングでbitを先読みすることを想定)して、バイパス符号bitと算術符号bitを多重化するようにしているので、算術復号部25における算術復号処理の動作は、符号化データ多重化部11におけるバイパス符号bitと算術符号bitの多重化と合致したものでなくてはならない。
When the encoding method is determined to be the arithmetic encoding mode and the arithmetic decoding unit 25 receives the encoding bit from the decoding method switch 24, the arithmetic decoding unit 25 generates a dominant symbol indicated by the probability information output from the probability information output unit 22. Using the probability information, the encoded bit is arithmetically decoded, and the decoded binary symbol that is the decoding result is output to the bin output unit 26 (step ST36).
In the entropy encoding device, as described above, when the entropy decoding device performs arithmetic decoding, for example, it is assumed that 9-bit bits are prefetched in a fixed manner (in the entropy decoding device, the bit is set at a preset read timing). Since the bypass code bit and the arithmetic code bit are multiplexed, the operation of the arithmetic decoding process in the arithmetic decoding unit 25 is the same as that of the bypass code bit in the encoded data multiplexing unit 11. It must be consistent with the multiplexing of the arithmetic code bit.

以下、算術復号部25における算術復号処理を具体的に説明する。
図11は算術復号部25の算術復号処理を示すフローチャートである。
算術復号部25は、内部にRangeとValueのレジスタを有している。
図5(b)に示すように、Rangeは現在の確率区間の長さを表し、Valueは確率区間の下限から入力データが示す区間Hnの下限までの長さを表すものである。これらのレジスタの初期値は、下記の通りである。

Figure 2013009167

ただし、qnは、復号方式切替スイッチ24から算術復号部25に対して、n番目に入力された符号化bitである。 Hereinafter, the arithmetic decoding process in the arithmetic decoding unit 25 will be specifically described.
FIG. 11 is a flowchart showing the arithmetic decoding process of the arithmetic decoding unit 25.
The arithmetic decoding unit 25 has Range and Value registers therein.
As shown in FIG. 5B, Range represents the length of the current probability interval, and Value represents the length from the lower limit of the probability interval to the lower limit of the interval H n indicated by the input data. The initial values of these registers are as follows.

Figure 2013009167

However, q n is an n-th encoded bit input from the decoding method changeover switch 24 to the arithmetic decoding unit 25.

つまり、算術復号部25は、復号を開始する前に符号化データの先頭9bitのデータを入力する必要がある。
上記実施の形態1で述べた多重化方法により、先頭9bitは算術符号化bitとなっている。なお、初期状態において、Valueは確率区間の下限からH9の下限までの距離を表している。
確率区間分割は、上記実施の形態1で述べた算術符号化部6と同様に、Rangeの値と確率情報出力部22から出力された優勢シンボルの生起確率を用いて、テーブル参照により定まるLPSLengthという値から、図5(b)に示すように、確率区間を優勢シンボル区間と劣勢シンボル区間に分割する。
That is, the arithmetic decoding unit 25 needs to input the first 9-bit data of the encoded data before starting decoding.
According to the multiplexing method described in the first embodiment, the top 9 bits are arithmetic coding bits. In the initial state, Value represents the distance from the lower limit of the probability interval to the lower limit of H 9 .
Like the arithmetic coding unit 6 described in the first embodiment, the probability interval division is called LPSLlength that is determined by table reference using the value of Range and the occurrence probability of the dominant symbol output from the probability information output unit 22. From the value, as shown in FIG. 5B, the probability interval is divided into a dominant symbol interval and an inferior symbol interval.

以上を踏まえて、bin番号kのbin(Hk)の復号の動作の流れを説明する。この復号処理の時点において、n+8個のbitが算術復号部25に入力されているとする。
まず、算術復号部25は、確率区間を優勢シンボル区間に更新する(図11のステップST41)。
Range=Range−LPSLength
これは優勢シンボル区間を次の確率区間として更新するI k=IMk-1の処理に該当する。
Based on the above, the flow of the decoding operation of bin (H k ) with bin number k will be described. It is assumed that n + 8 bits are input to the arithmetic decoding unit 25 at the time of this decoding process.
First, the arithmetic decoding unit 25 updates the probability interval to the dominant symbol interval (step ST41 in FIG. 11).
Range = Range-LPSLlength
This corresponds to the processing of I k = I Mk−1 that updates the dominant symbol interval as the next probability interval.

次に、算術復号部25は、ValueとRangeの値を比較することで、区間座標が優勢シンボル区間と重なっているかを判定する(ステップST42)。
算術復号部25は、Value<Rangeであれば、復号2値シンボル系列である出力bin(bk)が優勢シンボルであるとして、bin出力部26に出力する(ステップST43)。これは、Hn+8の下限の座標が優勢シンボル区間に含まれているか否かの判定に該当する。
Next, the arithmetic decoding unit 25 determines whether or not the section coordinates overlap with the dominant symbol section by comparing the values of Value and Range (step ST42).
If Value <Range, the arithmetic decoding unit 25 determines that the output bin (b k ) that is the decoded binary symbol sequence is the dominant symbol, and outputs it to the bin output unit 26 (step ST43). This corresponds to the determination of whether or not the lower limit coordinate of H n + 8 is included in the dominant symbol section.

算術復号部25は、Value>=Rangeであれば、復号2値シンボル系列である出力bin(bk)が劣勢シンボルであるとして、bin出力部26に出力する(ステップST44)。
また、算術復号部25は、確率区間を劣勢シンボル区間に更新する(ステップST45)。
Value=Value−Range
Range=LPSLength
これは劣勢シンボル区間を次の確率区間として更新するI k=ILk-1の処理に該当する。
If Value> = Range, the arithmetic decoding unit 25 determines that the output bin (b k ) that is the decoded binary symbol sequence is an inferior symbol, and outputs it to the bin output unit 26 (step ST44).
In addition, the arithmetic decoding unit 25 updates the probability interval to the inferior symbol interval (step ST45).
Value = Value-Range
Range = LPSLlength
This corresponds to the processing of I k = I Lk−1 that updates the inferior symbol interval as the next probability interval.

次に、算術復号部25は、Rangeの値を条件とするループ処理を行う。
ループ継続条件はRange<256であり、ループ継続条件を満たしている間、以下のステップST47の処理を繰り返し実施する(ステップST46)。
ループ内では、Range=Range×2、Value=Value×2+qn+8+iの演算を行う。ただし、iはループ回数であり、qn+8+iは復号方式切替スイッチ24から出力されるn+8+i番目の算術符号bitである。
Range≧256となると、算術復号処理が終了する(ステップST46)。
Next, the arithmetic decoding unit 25 performs a loop process on the condition of the value of Range.
The loop continuation condition is Range <256, and while the loop continuation condition is satisfied, the following process of step ST47 is repeatedly performed (step ST46).
In the loop, calculation of Range = Range × 2, Value = Value × 2 + q n + 8 + i is performed. Here, i is the number of loops, and q n + 8 + i is the (n + 8 + i) th arithmetic code bit output from the decoding method changeover switch 24.
When Range ≧ 256, the arithmetic decoding process ends (step ST46).

算術復号部25は、上記の動作を実施するため、図1の算術符号化部6の動作と比較すると、算術符号化部6において、bin番号kのbinの符号化が終了した時点のRangeの値は、算術復号部25において、bin番号kのbinの復号が終了した時点でのRangeの値に等しい。
また、算術符号化部6において、bin番号kのbinの符号化が終了した時点でn個の算術符号bitを出力していた場合、算術復号部25において、bin番号kのbinの復号が終了した時点ではn+9個の算術符号bitを読み込んでいる。
Since the arithmetic decoding unit 25 performs the above-described operation, the arithmetic decoding unit 25 compares the operation of the Range at the time when the bin encoding of the bin number k is completed in the arithmetic encoding unit 6 as compared with the operation of the arithmetic encoding unit 6 of FIG. The value is equal to the value of Range at the time when the arithmetic decoding unit 25 finishes decoding the bin with the bin number k.
In addition, when the arithmetic encoding unit 6 outputs n arithmetic codes bit at the time when the encoding of the bin with the bin number k is completed, the arithmetic decoding unit 25 finishes decoding the bin with the bin number k. At this point, n + 9 arithmetic code bits are read.

ここでは、算術復号部25が、固定的に9bitのbitを先読み(エントロピー復号装置において、予め設定されている読み込みタイミングで9bitを先読み)して算術復号を行うものを示したが、エントロピー符号化装置から復号動作情報が通知されている場合、その復号動作情報が示すbit数だけ先読みして算術復号を行うようにする。   Here, the arithmetic decoding unit 25 fixedly pre-reads 9-bit bits (in the entropy decoding device, pre-reads 9 bits at a preset read timing) and performs arithmetic decoding. When decoding operation information is notified from the device, arithmetic decoding is performed by prefetching the number of bits indicated by the decoding operation information.

bin出力部26は、算術復号部25から復号2値シンボルを受けると、確率情報出力部22から出力された優勢シンボル情報を参照して、その復号2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示すフラグを2値シンボルとして多値化部28に出力する(図10のステップST37)。
即ち、bin出力部26は、算術復号部25から出力された復号2値シンボル系列内の各2値シンボルに対し、当該2値シンボルが確率情報出力部22から出力された優勢シンボル情報が示す優勢シンボルと一致するか否かを判定し、その判定結果を2値シンボルとして多値化部28に出力する。
When the bin output unit 26 receives the decoded binary symbol from the arithmetic decoding unit 25, the bin output unit 26 refers to the dominant symbol information output from the probability information output unit 22 to determine whether or not the decoded binary symbol is a dominant symbol. The indicated flag is output as a binary symbol to the multilevel conversion unit 28 (step ST37 in FIG. 10).
That is, for each binary symbol in the decoded binary symbol sequence output from the arithmetic decoding unit 25, the bin output unit 26 uses the dominant symbol information indicated by the dominant symbol information output from the probability information output unit 22 to the binary symbol. It is determined whether or not it matches the symbol, and the determination result is output to the multilevel conversion unit 28 as a binary symbol.

多値化部28は、bin出力部26から出力された2値シンボルとバイパス復号部27から出力された2値シンボルを多重化して2値シンボル系列を生成し、その2値シンボル系列内の2値シンボルを多値化して、多値シンボルの系列を出力する。
即ち、多値化部28は、符号化データ入力部21から出力されたbin番号を参照して、bin出力部26から出力された2値シンボルとバイパス復号部27から出力された2値シンボルとを統合して2値シンボル系列を生成する(ステップST38)。
また、多値化部28は、多値シンボルの2値化テーブルを参照して、その2値シンボル系列内の2値シンボルを多値化して、多値シンボルの系列を出力する(ステップST39)。
例えば、多値シンボルの種類が多値シンボルAであるとき、2値シンボルの系列が“1111”であり、その2値シンボルの系列に対応するbin番号が“0”、“1”、“2”、“3”であれば、多値シンボルの値が“9”になる(図3(a)の2値化テーブルを参照)。
ステップST31〜ST39の処理は、全ての符号化データの処理が終了するまで繰り返し実施される(ステップST40)。
The multi-level unit 28 multiplexes the binary symbol output from the bin output unit 26 and the binary symbol output from the bypass decoding unit 27 to generate a binary symbol sequence, and 2 in the binary symbol sequence A multi-valued symbol is converted into a multi-value symbol sequence.
That is, the multi-level unit 28 refers to the bin number output from the encoded data input unit 21 and the binary symbol output from the bin output unit 26 and the binary symbol output from the bypass decoding unit 27. Are integrated to generate a binary symbol sequence (step ST38).
Further, the multi-level unit 28 refers to the multi-level symbol binarization table, multi-levels the binary symbols in the binary symbol sequence, and outputs a multi-level symbol sequence (step ST39). .
For example, when the type of the multi-level symbol is the multi-level symbol A, the binary symbol series is “1111”, and the bin numbers corresponding to the binary symbol series are “0”, “1”, “2”. If “3”, the value of the multi-value symbol is “9” (refer to the binarization table in FIG. 3A).
The processes of steps ST31 to ST39 are repeatedly performed until the processing of all encoded data is completed (step ST40).

以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、符号化データに多重化されている符号化bit系列を読み出し、その符号化bit系列内の符号化bitから得られる2値シンボルが多値シンボルに係る何番目の2値シンボルであるかを示すbin番号を出力する符号化データ入力部21と、符号化データ入力部21から出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおいて生起する確率が高い優勢シンボルを示す優勢シンボル情報を出力するとともに、その優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を出力する確率情報出力部22と、符号化データ入力部21から出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モードを決定する符号化モード決定部23と、符号化データ入力部21から出力されたbin番号に対応する2値シンボルの符号化モードが、符号化モード決定部23により算術符号化モードに決定された場合、符号化データ入力部21から出力された符号化bitを算術復号部25に出力し、そのbin番号に対応する2値シンボルの符号化モードが、符号化モード決定部23によりバイパス符号化モードに決定された場合、その符号化bitをバイパス復号部27に出力する復号方式切替スイッチ24と、復号方式切替スイッチ24から符号化bitを受けると、確率情報出力部22から出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率を用いて、符号化データ入力部21から出力された符号化bitを算術復号し、その復号結果である復号2値シンボルを出力する算術復号部25と、確率情報出力部22から出力された優勢シンボル情報を参照して、算術復号部25から出力された復号2値シンボル系列内の各復号2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示すフラグを2値シンボルとして出力するbin出力部26と、復号方式切替スイッチ24から符号化bitを受けると、符号化データ入力部21から出力された符号化bitを2値シンボルとして出力するバイパス復号部27とを設け、多値化部28が、bin出力部26から出力された2値シンボルとバイパス復号部27から出力された2値シンボルを多重化して2値シンボル系列を生成し、その2値シンボル系列内の2値シンボルを多値化して、多値シンボルの系列を出力するように構成したので、処理負荷が少ない復号処理で、“0”と“1”の生起確率に偏りがない2値シンボルを復号することができる効果がある。即ち、従来のCABACよりも処理負荷が少ない復号処理で、符号化データから2値シンボル系列を復号して多値シンボルが得られる効果を奏する。   As is apparent from the above, according to the second embodiment, an encoded bit sequence multiplexed with encoded data is read, and there are many binary symbols obtained from the encoded bits in the encoded bit sequence. The encoded data input unit 21 that outputs a bin number indicating what number binary symbol is associated with the value symbol, and the probability of occurrence in the binary symbol corresponding to the bin number output from the encoded data input unit 21 2 outputs the dominant symbol information indicating a dominant symbol having a high value, outputs probability information indicating the occurrence probability of the dominant symbol, and 2 corresponding to the bin number output from the encoded data input unit 21. Corresponding to the bin number output from the encoding mode determination unit 23 for determining the encoding mode in the value symbol and the encoded data input unit 21 When the encoding mode of the value symbol is determined to be the arithmetic encoding mode by the encoding mode determination unit 23, the encoding bit output from the encoded data input unit 21 is output to the arithmetic decoding unit 25, and the bin number is output. When the coding mode of the binary symbol corresponding to is determined to be the bypass coding mode by the coding mode determination unit 23, a decoding method switch 24 that outputs the coding bit to the bypass decoding unit 27, and a decoding method When the encoded bit is received from the changeover switch 24, the encoded bit output from the encoded data input unit 21 is arithmetically decoded using the occurrence probability of the dominant symbol indicated by the probability information output from the probability information output unit 22. The arithmetic decoding unit 25 that outputs the decoded binary symbol that is the decoding result and the dominant symbol information output from the probability information output unit 22 are referred to. Then, a bin output unit 26 that outputs, as a binary symbol, a flag that indicates whether each decoded binary symbol in the decoded binary symbol sequence output from the arithmetic decoding unit 25 is a dominant symbol, and a decoding scheme switching When a coded bit is received from the switch 24, a bypass decoding unit 27 that outputs the coded bit output from the coded data input unit 21 as a binary symbol is provided. The output binary symbol and the binary symbol output from the bypass decoding unit 27 are multiplexed to generate a binary symbol sequence, and the binary symbol in the binary symbol sequence is converted into a multi-level value. Since the sequence is output, it is possible to decode a binary symbol in which the occurrence probabilities of “0” and “1” are not biased by a decoding process with a small processing load. . That is, there is an effect that a multi-level symbol can be obtained by decoding a binary symbol sequence from encoded data by a decoding process with a processing load less than that of the conventional CABAC.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .

1 2値化部(シンボル2値化手段)、2 確率情報出力部(確率情報出力手段)、3 符号化モード決定部(符号化モード決定手段)、4 符号化方式切替スイッチ(符号化モード決定手段)、5 符号化bin出力部(符号化2値シンボル出力手段)、6 算術符号化部(算術符号化手段)、7 バイパス符号化部(バイパス符号化手段)、8 符号化データ出力部(多重化手段)、9 バイパス符号バッファ、10 算術符号バッファ、11 符号化データ多重化部、21 符号化データ入力部(符号化bit系列読み出し手段)、22 確率情報出力部(確率情報出力手段)、23 符号化モード決定部(符号化モード決定手段)、24 復号方式切替スイッチ(符号化モード決定手段)、25 算術復号部(算術復号手段)、26 bin出力部(bin出力手段)、27 バイパス復号部(バイパス復号手段)、28 多値化部(シンボル多値化手段)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Binarization part (symbol binarization means) 2 Probability information output part (Probability information output means) 3 Encoding mode determination part (Encoding mode determination means) 4 Encoding system changeover switch (Encoding mode determination) Means), 5 encoded bin output section (encoded binary symbol output means), 6 arithmetic encoding section (arithmetic encoding means), 7 bypass encoding section (bypass encoding means), 8 encoded data output section ( Multiplexing means), 9 bypass code buffer, 10 arithmetic code buffer, 11 encoded data multiplexing section, 21 encoded data input section (encoded bit sequence reading means), 22 probability information output section (probability information output means), 23 Coding mode decision unit (coding mode decision unit), 24 Decoding method changeover switch (coding mode decision unit), 25 Arithmetic decoding unit (arithmetic decoding unit), 26 bin output (Bin output means), 27 bypass decoding section (bypass decoding means), 28 multi-value conversion section (symbol multi-value conversion means).

Claims (8)

多値シンボル系列内の多値シンボルを2値化して、1以上の2値シンボルの系列を出力するとともに、上記2値シンボルが上記多値シンボルに係る何番目の2値シンボルであるかを示すbin番号を出力するシンボル2値化手段と、上記シンボル2値化手段から出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおいて生起する確率が高い優勢シンボルを示す優勢シンボル情報を出力するとともに、上記優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を出力する確率情報出力手段と、上記シンボル2値化手段から出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モードを決定する符号化モード決定手段と、上記符号化モード決定手段により決定された符号化モードが算術符号化モードであれば、上記確率情報出力手段から出力された優勢シンボル情報を参照して、上記bin番号に対応する2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示すフラグを符号化2値シンボルとして出力する符号化2値シンボル出力手段と、上記確率情報出力手段から出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率を用いて、上記符号化2値シンボル出力手段から出力された符号化2値シンボルを算術符号化し、その符号化結果である符号化bitを出力する算術符号化手段と、上記符号化モード決定手段により決定された符号化モードがバイパス符号化モードであれば、上記シンボル2値化手段から出力された2値シンボルを符号化bitとして出力するバイパス符号化手段と、上記算術符号化手段から出力された符号化bitと上記バイパス符号化手段から出力された符号化bitを多重化して符号化データを生成する多重化手段とを備えたエントロピー符号化装置。   The multi-level symbol in the multi-level symbol sequence is binarized to output a sequence of one or more binary symbols, and indicates the binary symbol of the multi-level symbol which is the binary symbol. a symbol binarizing unit for outputting a bin number; and outputting preferential symbol information indicating a dominant symbol having a high probability of occurring in a binary symbol corresponding to the bin number output from the symbol binarizing unit; Probability information output means for outputting probability information indicating the occurrence probability of a symbol, coding mode determination means for determining a coding mode in a binary symbol corresponding to a bin number output from the symbol binarization means, and If the encoding mode determined by the encoding mode determining means is the arithmetic encoding mode, the superiority output from the probability information output means Encoded binary symbol output means for referring to the symbol information and outputting as a coded binary symbol a flag indicating whether or not the binary symbol corresponding to the bin number is a dominant symbol; and the probability information output means The encoded binary symbol output from the encoded binary symbol output means is arithmetically encoded using the probability of occurrence of the dominant symbol indicated by the probability information output from, and the encoded bit that is the encoding result is output. If the encoding mode determined by the arithmetic encoding means and the encoding mode determining means is the bypass encoding mode, the bypass that outputs the binary symbol output from the symbol binarizing means as the encoding bit The encoding means, the encoding bit output from the arithmetic encoding means and the encoding bit output from the bypass encoding means are multiplexed. Entropy coding apparatus and a multiplexing means for generating an encoded data. 多重化手段は、エントロピー復号装置が符号化bitを算術復号する際の符号化bitの読み込みタイミングに対応する順序で、算術符号化手段から出力された符号化bitとバイパス符号化手段から出力された符号化bitを多重化することを特徴とする請求項1記載のエントロピー符号化装置。   The multiplexing means outputs the encoded bits output from the arithmetic encoding means and the bypass encoding means in an order corresponding to the read timing of the encoded bits when the entropy decoding apparatus arithmetically decodes the encoded bits. The entropy coding apparatus according to claim 1, wherein the coding bits are multiplexed. 多重化手段は、エントロピー復号装置が符号化bitを算術復号する際の符号化bitの読み込みタイミングを規定する復号動作情報を上記エントロピー復号装置に通知し、上記読み込みタイミングに対応する順序で、算術符号化手段から出力された符号化bitとバイパス符号化手段から出力された符号化bitを多重化することを特徴とする請求項1記載のエントロピー符号化装置。   The multiplexing means notifies the entropy decoding device of decoding operation information defining the read timing of the encoded bit when the entropy decoding device arithmetically decodes the encoded bit, and calculates the arithmetic code in an order corresponding to the read timing. The entropy encoding apparatus according to claim 1, wherein the encoding bit output from the encoding means and the encoding bit output from the bypass encoding means are multiplexed. 符号化データに多重化されている符号化bit系列を読み出し、上記符号化bit系列内の符号化bitから得られる2値シンボルが多値シンボルに係る何番目の2値シンボルであるかを示すbin番号を出力する符号化bit系列読み出し手段と、上記符号化bit系列読み出し手段から出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおいて生起する確率が高い優勢シンボルを示す優勢シンボル情報を出力するとともに、上記優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を出力する確率情報出力手段と、上記符号化bit系列読み出し手段から出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モードを決定する符号化モード決定手段と、上記符号化モード決定手段により決定された符号化モードが算術符号化モードであれば、上記確率情報出力手段から出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率を用いて、上記符号化bit系列読み出し手段から出力された符号化bit系列内の符号化bitを算術復号し、その復号結果である復号2値シンボルを出力する算術復号手段と、上記確率情報出力手段から出力された優勢シンボル情報を参照して、上記算術復号手段から出力された復号2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示すフラグを2値シンボルとして出力するbin出力手段と、上記符号化モード決定手段により決定された符号化モードがバイパス符号化モードであれば、上記符号化bit系列読み出し手段から出力された符号化bit系列内の符号化bitを2値シンボルとして出力するバイパス復号手段と、上記bin出力手段から出力された2値シンボルと上記バイパス復号手段から出力された2値シンボルを多重化して2値シンボル系列を生成し、上記2値シンボル系列内の2値シンボルを多値化して、多値シンボルの系列を出力するシンボル多値化手段とを備えたエントロピー復号装置。   A bin indicating the number of binary symbols related to a multi-level symbol, which is obtained by reading out a coded bit sequence multiplexed with the coded data and obtained from the coded bit in the coded bit sequence. A coded bit sequence reading means for outputting a number, and dominant symbol information indicating a dominant symbol that has a high probability of occurring in a binary symbol corresponding to the bin number output from the coded bit sequence reading means, and Probability information output means for outputting probability information indicating the probability of occurrence of a dominant symbol; Coding mode determination means for determining a coding mode in a binary symbol corresponding to the bin number output from the coded bit sequence reading means; If the encoding mode determined by the encoding mode determination means is the arithmetic encoding mode, Using the occurrence probability of the dominant symbol indicated by the probability information output from the probability information output means, the coded bits in the coded bit sequence output from the coded bit sequence reading means are arithmetically decoded, and the decoding result is Whether the decoded binary symbol output from the arithmetic decoding means is a dominant symbol by referring to the arithmetic decoding means for outputting a certain decoded binary symbol and the dominant symbol information output from the probability information output means. If the encoding mode determined by the encoding mode determining unit is a bypass encoding mode, the encoding output from the encoded bit sequence reading unit is output. Bypass decoding means for outputting the encoded bits in the bit sequence as binary symbols, and 2 output from the bin output means Symbols that multiplex symbols and binary symbols output from the bypass decoding means to generate binary symbol sequences, multi-binarize binary symbols in the binary symbol sequences, and output multi-level symbol sequences An entropy decoding device comprising multi-value conversion means. 算術復号手段は、予め設定されている読み込みタイミングで、符号化bit系列読み出し手段から出力される符号化bit系列内の符号化bitを読み込み、確率情報出力手段から出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率を用いて、上記符号化bitを算術復号することを特徴とする請求項4記載のエントロピー復号装置。   The arithmetic decoding means reads the encoded bit in the encoded bit sequence output from the encoded bit sequence reading means at a preset read timing, and the dominant symbol indicated by the probability information output from the probability information output means 5. The entropy decoding apparatus according to claim 4, wherein the encoded bit is arithmetically decoded using a probability of occurrence of. 算術復号手段は、エントロピー符号化装置から通知された復号動作情報が規定する読み込みタイミングで、符号化bit系列読み出し手段から出力される符号化bit系列内の符号化bitを読み込み、確率情報出力手段から出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率を用いて、上記符号化bitを算術復号することを特徴とする請求項4記載のエントロピー復号装置。   The arithmetic decoding means reads the encoded bit in the encoded bit sequence output from the encoded bit sequence reading means at the read timing specified by the decoding operation information notified from the entropy encoding device, and from the probability information output means 5. The entropy decoding apparatus according to claim 4, wherein the encoded bit is arithmetically decoded using a probability of occurrence of a dominant symbol indicated by the output probability information. シンボル2値化手段が、多値シンボル系列内の多値シンボルを2値化して、1以上の2値シンボルの系列を出力するとともに、上記2値シンボルが上記多値シンボルに係る何番目の2値シンボルであるかを示すbin番号を出力するシンボル2値化処理ステップと、確率情報出力手段が、上記シンボル2値化処理ステップで出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおいて生起する確率が高い優勢シンボルを示す優勢シンボル情報を出力するとともに、上記優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を出力する確率情報出力処理ステップと、符号化モード決定手段が、上記シンボル2値化処理ステップで出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モードに決定する符号化モード決定処理ステップと、符号化2値シンボル出力手段が、上記符号化モード決定処理ステップにより決定された符号化モードが算術符号化モードであれば、上記確率情報出力処理ステップで出力された優勢シンボル情報を参照して、上記bin番号に対応する2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示すフラグを符号化2値シンボルとして出力する符号化2値シンボル出力処理ステップと、算術符号化手段が、上記確率情報出力処理ステップで出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率を用いて、上記符号化2値シンボル出力処理ステップで出力された符号化2値シンボルを算術符号化し、その符号化結果である符号化bitを出力する算術符号化処理ステップと、バイパス符号化手段が、上記符号化モード決定処理ステップにより決定された符号化モードがバイパス符号化モードであれば、上記シンボル2値化処理ステップで出力された2値シンボルを符号化bitとして出力するバイパス符号化処理ステップと、多重化手段が、上記算術符号化処理ステップで出力された符号化bitと上記バイパス符号化処理ステップで出力された符号化bitを多重化して符号化データを生成する多重化処理ステップとを備えたエントロピー符号化方法。   The symbol binarization means binarizes the multi-level symbols in the multi-level symbol sequence and outputs a sequence of one or more binary symbols, and the binary symbol that is related to the multi-level symbol A symbol binarization processing step for outputting a bin number indicating whether the symbol is a value symbol, and a probability information output means has a probability of occurring in the binary symbol corresponding to the bin number output in the symbol binarization processing step. A probability information output processing step for outputting preferential symbol information indicating a high preferential symbol and outputting probability information indicating the occurrence probability of the preferential symbol, and an encoding mode determining means are output in the symbol binarization processing step. An encoding mode determination processing step for determining an encoding mode in a binary symbol corresponding to the bin number, and an encoded binary symbol If the encoding mode determined in the encoding mode determination processing step is the arithmetic encoding mode, the output means refers to the dominant symbol information output in the probability information output processing step and corresponds to the bin number. An encoded binary symbol output processing step for outputting a flag indicating whether or not the binary symbol to be performed is a dominant symbol as an encoded binary symbol, and an arithmetic encoding means output in the probability information output processing step. Arithmetic code that uses the occurrence probability of the dominant symbol indicated by the probability information to arithmetically encode the encoded binary symbol output in the encoded binary symbol output processing step and outputs an encoded bit that is the encoding result And the bypass encoding means determines that the encoding mode determined by the encoding mode determination processing step is a bypass code. If the encoding mode is selected, the bypass encoding processing step for outputting the binary symbol output in the symbol binarization processing step as an encoding bit, and the multiplexing means outputs the code output in the arithmetic encoding processing step. Encoding method comprising: a multiplexing bit and a multiplexing step that multiplexes the encoding bit output in the bypass encoding step to generate encoded data. 符号化bit系列読み出し手段が、符号化データに多重化されている符号化bit系列を読み出し、上記符号化bit系列内の符号化bitから得られる2値シンボルが多値シンボルに係る何番目の2値シンボルであるかを示すbin番号を出力する符号化bit系列読み出し処理ステップと、確率情報出力手段が、上記符号化bit系列読み出し処理ステップで出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおいて生起する確率が高い優勢シンボルを示す優勢シンボル情報を出力するとともに、上記優勢シンボルの生起確率を示す確率情報を出力する確率情報出力処理ステップと、符号化モード決定手段が、上記符号化bit系列読み出し処理ステップで出力されたbin番号に対応する2値シンボルにおける符号化モードを決定する符号化モード決定処理ステップと、算術復号手段が、上記符号化モード決定処理ステップにより決定された符号化モードが算術符号化モードであれば、上記確率情報出力処理ステップで出力された確率情報が示す優勢シンボルの生起確率を用いて、上記符号化bit系列読み出し処理ステップで出力された符号化bit系列内の符号化bitを算術復号し、その復号結果である復号2値シンボルを出力する算術復号処理ステップと、bin出力手段が、上記確率情報出力処理ステップで出力された優勢シンボル情報を参照して、上記算術復号処理ステップで出力された復号2値シンボルが優勢シンボルであるか否かを示すフラグを2値シンボルとして出力するbin出力処理ステップと、バイパス復号部手段が、上記符号化モード決定処理ステップにより決定された符号化モードがバイパス符号化モードであれば、上記符号化bit系列読み出し処理ステップで出力された符号化bit系列内の符号化bitを2値シンボルとして出力するバイパス復号処理ステップと、シンボル多値化手段が、上記bin出力処理ステップで出力された2値シンボルと上記バイパス復号処理ステップで出力された2値シンボルを多重化して2値シンボル系列を生成し、上記2値シンボル系列内の2値シンボルを多値化して、多値シンボルの系列を出力するシンボル多値化処理ステップとを備えたエントロピー復号方法。   The coded bit sequence reading means reads the coded bit sequence multiplexed with the coded data, and the binary symbol obtained from the coded bit in the coded bit sequence is what number 2 An encoded bit sequence read processing step for outputting a bin number indicating whether it is a value symbol, and a probability information output means occur in a binary symbol corresponding to the bin number output in the encoded bit sequence read processing step. A probability information output processing step for outputting the dominant symbol information indicating the dominant symbol having a high probability and outputting the probability information indicating the occurrence probability of the dominant symbol; and the encoding mode determining means includes the encoded bit sequence reading processing step. A code for determining the encoding mode in the binary symbol corresponding to the bin number output in If the coding mode determined by the coding mode determination processing step and the arithmetic decoding means is the arithmetic coding mode, the probability information output in the probability information output processing step indicates the superiority Arithmetic decoding processing step of arithmetically decoding the encoded bit in the encoded bit sequence output in the encoded bit sequence reading processing step using the occurrence probability of the symbol, and outputting a decoded binary symbol which is the decoding result And a bin output means refers to the dominant symbol information output in the probability information output processing step and sets a flag indicating whether or not the decoded binary symbol output in the arithmetic decoding processing step is a dominant symbol. A bin output processing step for outputting as a binary symbol, and a bypass decoding means, the encoding mode determination processing step. If the coding mode determined by the group is the bypass coding mode, a bypass decoding processing step for outputting the coded bit in the coded bit sequence output in the coded bit sequence reading processing step as a binary symbol; The symbol multi-value conversion means multiplexes the binary symbol output in the bin output processing step and the binary symbol output in the bypass decoding processing step to generate a binary symbol sequence, and the binary symbol sequence An entropy decoding method comprising: a multilevel symbol processing step of multileveling a binary symbol and outputting a sequence of multilevel symbols.
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