JP2013051694A

JP2013051694A - ブロック変換ベースの符号化システムで用いられる方法

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Publication number: JP2013051694A
Application number: JP2012215857A
Authority: JP
Inventors: Moushumi Sen; センマウシュミ; Alireza Farid Faryar; ファリッドファーヤーアリレザ; Yang Kyeong Ho; ホヤンキエオン
Original assignee: Alcatel Lucent USA Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2020-12-01
Also published as: JP2015065671A; US6680974B1; JP2013038809A; CA2326785A1; JP2016167831A; JP2001204031A; JP2015027096A; JP5693539B2; EP1107608B1; JP5220247B2; JP5869642B2; EP1107608A3; EP1107608A2; JP5693540B2

Abstract

【課題】符号化パラメータに関連する情報を復号化器に送らないブロック変換符号化用の圧縮技術を改良する。
【解決手段】少なくとも１つのブロックのビジュアルデータに関連するブロック変換係数を処理する、ブロック変換ベースの符号化システムで用いられる方法において、ビジュアルデータに関連する、前に再構成されたブロック変換係数を特定するステップと、少なくとも１つのブロックに関連する、ブロック変換係数を処理するのに用いられるコンテキスト選択値を、前に再構成されたブロック変換係数に基づいて計算するステップとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビデオおよび／またはイメージの圧縮に関し、特に、ビデオ／イメージの圧縮システムにおけるブロック変換係数のコンテキスト選択を行う方法と装置に関する。

無損失のイメージとビデオの圧縮技術は近年ビデオ業界において、かなりの興味が持たれている。この公知の技術は、以下に挙げるイメージ／ビデオの圧縮文献に記載されている。例えば、ＤｒａｆｔｏｆＭＰＥＧ−２のＴｅｓｔｍｏｄｅｌ５，ＩＳＯ／ＩＥＣＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１，Ａｐｒ．１９９３；ＤｒａｆｔｏｆＩＴＵ−ＴＲｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎＨ．２６３，ＩＴＵ−ＴＳＧＸＶ，Ｄｅｓ．１９９５；“Ｌｏｓｓｌｅｓｓａｎｄｎｅａｒ−ｌｏｓｓｌｅｓｓｃｏｄｉｎｇｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｔｏｎｅｓｔｉｌｌｉｍａｇｅｓ”（ＪＰＥＧ−ＬＳ），ＩＳＯ／ＩＥＣＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１，Ｊｕｌｙ１９９７；と、Ｂ．Ｈａｓｋｅｌｌ，Ａ．Ｐｕｒｉ，ａｎｄＡ．Ｎ．Ｎｅｔｒａｖａｌｉ，著の“Ｄｉｇｉｔａｌｖｉｄｅｏ：ＡｎｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏＭＰＥＧ−２，”ＣｈａｐｍａｎａｎｄＨａｌｌ，１９９７と、Ｈ．Ｇ．Ｍｕｓｍａｎｎ，Ｐ．Ｐｉｒｓｃｈ，ａｎｄＨ．Ｊ．Ｇｒａｌｌｅｅｒ，著の“Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｐｉｃｔｕｒｅｃｏｄｉｎｇ，”Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ，ｖｏｌ．７３，ｎｏ．４，ｐｐ．５２３−５４８，Ａｐｒ．１９８５；と、Ｎ．Ｄ．ＭｅｍｏｎａｎｄＫ．Ｓａｙｏｏｄ，著の“Ｌｏｓｓｌｅｓｓｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｖｉｄｅｏｓｅｑｕｅｎｃｅｓ，”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｖｏｌ．４４，ｎｏ．１０，ｐｐ．１３４０−１３４５，Ｏｃｔ．１９９６；と、Ａ．Ｎ．ＮｅｔｒａｖａｌｉａｎｄＢ．Ｇ．Ｈａｓｋｅｌｌ，著の“ＤｉｇｉｔａｌＰｉｃｔｕｒｅｓ：Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ，Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ，ａｎｄＳｔａｎｄａｒｄｓ，”２ｎｄＥｄ．，ＰｌｅｎｕｍＰｒｅｓｓ，１９９５；と、Ａ．ＳａｉｄａｎｄＷ．Ａ．Ｐｅａｒｌｍａｎ，著の“Ｎｅｗ，ｆａｓｔ，ａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｍａｇｅｃｏｄｅｃｂａｓｅｄｏｎｓｅｔｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇｉｎｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｔｒｅｅｓ，”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＣｉｒｃｕｉｔａｎｄＳｙｓｔｅｍｓｆｏｒＶｉｄｅｏＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．６，ｎｏ．３，ｐｐ．２４３−２４９，Ｊｕｎｅ１９９６；と、Ｍ．Ｊ．Ｗｅｉｎｂｅｒｇｅｒ，Ｊ．Ｊ．Ｒｉｓｓａｎｅｎ，ａｎｄＲ．Ｂ．Ａｒｐｓ，著の“Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｕｎｉｖｅｒｓａｌｃｏｎｔｅｘｔｍｏｄｅｌｉｎｇｔｏｌｏｓｓｌｅｓｓｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｇｒａｙ−ｓｃａｌｅｉｍａｇｅｓ，”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｖｏｌ．５，ｎｏ．４，ｐｐ．５７５−５８６，Ａｐｒ．１９９６；と、Ｘ．ＷｕａｎｄＮ．Ｍｅｍｏｎ，著の“Ｃｏｎｔｅｘｔ−ｂａｓｅｄ，ａｄａｐｔｉｖｅ，ｌｏｓｓｌｅｓｓｉｍａｇｅｃｏｄｉｎｇ，”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｖｏｌ．４５，ｐｐ．４３７−４４４，Ａｐｒ．１９９７；と、Ｚ．Ｘｉｏｎｇ，Ｋ．Ｒａｍｃｈａｎｄｒａｎ，ａｎｄＭ．Ｔ．Ｏｒｃｈａｒｄ，著の“Ｓｐａｃｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｗａｖｅｌｅｔｉｍａｇｅｃｏｄｉｎｇ，”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｖｏｌ．６，１９９７．

これらの従来の圧縮技術は、高品質すなわち歪みが知覚されない圧縮ビデオイメージと静止イメージを生成するために用いられている。イメージあるいはビデオの圧縮技術を開発するにあたっての最大の問題点は、符号化ビットストリームを適切に復号化するために、符号化器から復号化器へ送信しなければならないオーバーヘッドデータを減少しなければならない点である。この問題を考慮に入れたアプローチは、主に２つのカテゴリーに分けることができる。すなわち、空間領域におけるコンテキストベースの予測符号化と、波長領域におけるコンテキストベースの符号化である。空間領域の一例は、Ｗｅｉｎｂｅｒｇｅｒｅｔａｌ．著の論文“Ｌｏｓｓｌｅｓｓａｎｄｎｅａｒ−ｌｏｓｓｌｅｓｓｃｏｄｉｎｇｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｔｏｎｅｓｔｉｌｌｉｍａｇｅｓ”（ＪＰＥＧ−ＬＳ），ＩＳＯ／ＩＥＣＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１，Ｊｕｌｙ１９９７と、前掲のＷｕｅｔａｌ．著の論文に開示されている。波形領域（ｗａｖｅｌｅｔｄｏｍａｉｎ）の技術の一例は、上記のＭｅｍｏｎｅｔａｌ．著の論文と、Ｓａｉｄｅｔａｌ．著の論文と、Ｘｉｏｎｇｅｔａｌ．著の論文に開示されている。

前掲の技術のあるものは、符号化器で採用される符号化パラメータに関するオーバーヘッド情報を対応する復号化器に送る必要がないものがあるが、これを行う既存の技術は様々な欠点がある。例えば、それを実現し操作するには複雑かつコストが高い点である。

本発明の目的は、符号化パラメータに関連する情報を復号化器に送らずに、かつ既存のアプローチの欠点を取り除いたり最小にすることのできるような、ブロック変換符号化用の圧縮技術を改良することである。

本発明は、変換領域におけるイメージまたはビデオのシーケンスのコンテキスト選択を行う方法と装置を提供する。変換係数は、特定のブロック変換、例えばＨａｄａｍａｒｄ変換を用いて得られる。適切なコンテキスト選択およびあらかじめ規定された選択ルールを用いて、本発明による符号化器は、現在符号化されている各ブロックの符号化パラメータおよび／または係数を、周囲のブロックのコンテキストあるいは変換係数にもっぱら基づいて変更し、これらの変換パラメータを対応する復号化器に送ることなく行われる。

本発明の一態様においては、可視データ（例、イメージおよび／またはビデオシーケンス）の少なくとも１つのブロックに関連するブロック変換係数を処理（例、符号化し復号化する）のブロック変換ベースの符号化システムで用いられる方法は、次のステップを含む。第１に可視データに関連する以前に再生されたブロック変換係数を特定する。次に、少なくとも１つのブロックに関連するブロック変換係数を処理する際に用いるために、コンテキスト選択値を計算する。このコンテキスト選択値は、以前に再生されたブロック変換係数に基づいて決定される。

このコンテキスト選択値は、走査順において処理すべきブロック変換係数の近傍にある、以前に再生されたブロック変換係数に関連する、それぞれの値の関数として計算される。さらにまた、コンテキスト選択値は、ブロック変換係数に関連する空間周波数の関数としても計算できる。特に、同一空間周波数（コンテキスト）値を有する、以前に再生された係数を符号化するのに用いられる符号化パラメータを決定する。さらにまたコンテキスト選択値は、走査順が近い、１つあるいは複数の以前に再生されたブロック変換係数と、ブロック変換係数に関連する空間周波数にそれぞれ関連する、１つあるいは複数の値の両方の関数として計算することもできる。

復号化器において、ブロック変換係数の選択が、以前に再生されたサンプルのみを用いて、本発明により行われると、符号化器は、このようなパラメータ情報を対応する復号化器に送る必要がない。その理由は、復号化器は、符号化器で用いられた同一の以前に再生されたサンプルを用いて、情報を得ることができるからである。このため、伝送帯域および／または蓄積容量を節約することができる。

本発明の一実施例により、コンテキストベースのブロック変換符号化を採用したイメージ／ビデオ符号化器のブロック図。８×８のデータブロックの変換係数に用いられる、ジグザグの走査順を表す図。本発明の一実施例により、変換係数に対しジグザグの走査順番で上方向に振っている間に、変換係数ｘの最近接の近傍ａ、ｂ、ｃを表すグラフ。本発明の一実施例により、変換係数に対しジグザグの走査順番で下方向に振っている間に、変換係数ｘの最近接の近傍ａ、ｂ、ｃを表すグラフ。本発明の一実施例により、コンテキストベースのブロック変換復号化を採用したイメージ／ビデオ復号化器のブロック図。

本明細書において「ビデオ」または「ビデオシーケンス」は、例えばＨ．２６１Ｈ，Ｈ２６３，Ｍｏｔｉｏｎ−ＪＰＥＧ，ＭＰＥＧ−１，ＭＰＥＧ−２のような標準に従って符号化するのに適したフレームあるいはフィールドシーケンスを含むものとする。用語「イメージ」または「ピクチャー」は、ビデオシーケンスのフレームまたはフィールドを意味する。用語「ブロック」は、上記の圧縮標準で定義されたマクロブロックのみならず、ビデオフレームあるいはフィールドのピクセル画素（ｐｉｘｅｌｅｌｅｍｅｎｔｓ）のグループを意味する。このグループは、複数のピクセルの組、あるいは単一のピクセルを含む。さらにまた用語「サンプル」とは、ブロックに関連する要素（コンポーネント（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ））を意味する。例えば、ブロック変換走査により生成された変換係数は、サンプルである。さらにまた用語「コンテキスト」とは、以前に再生されたサンプルから抽出された現ブロックの周囲を記述するのに用いられる値を意味する。本発明によりコンテキストベースのブロック変換係数の選択においては、コンテキストは、以前に再生された近傍のサンプルから測定された値である。このようなブロック変換係数選択は、ビデオ符号化器とビデオ復号化器の両方で行われ、その結果ブロック変換係数の選択に関連するデータは、符号化器から復号化器に送信する必要はない。

本発明による変換係数のコンテキストベースの選択は、３つの実施例、すなわち、（ｉ）周波数ベースのコンテキスト選択と、（ｉｉ）最近接の近隣ベースのコンテキスト選択と、（ｉｉｉ）周波数と最近接の近隣ベースのコンテキスト選択を用いて説明する。

すべての符号化パラメータおよびその決定は、以前に再生された係数にもっぱら依存する、各係数に関連するコンテキストのみを用いて行われる。この方法により符号化器と復号化器は、常に両方が入手できる同一の情報を有し、かくして常に同期化され、更に悪い場合には各変換係数に対し同期化されるが、これは、符号化器は、各ブロックに対する符号化パラメータ特に送信する必要が無く行われる。

図１に本発明の一実施例によるコンテキストベースのブロック変換符号化技術を採用したイメージ／ビデオの符号化器のブロック図を示す。符号化器１０は、ブロック変換器１２と量子化器１４とＧｏｌｏｍｂ符号化器１６と逆量子化器１８と部分的に再生された現フレームのメモリ２０とコンテキスト選択器２２と符号化パラメータ更新ユニット２４とを含む。

現フレームを表す信号を符号化器１０の入力点で受領する。この信号は、イメージ（例、単一のフレーム）またはビデオシーケンス（例、複数のフレーム）を表す。符号化器１０は、この信号を変換係数毎のベースで符号化する。例えばブロックは、８×８のピクセル列を含む。ブロック変換器１２においては、ブロックは変換されて変換係数を生成する。この変換は、８×８のＨａｄａｍａｒｄ変換であるが、他のブロック変換も用いることができる。その後変換係数は量子化器１４に送られ、そこで変換係数を量子化する。現ブロックの量子化された係数をＧｏｌｏｍｂ符号化器１６内で符号化する。従来のＧｏｌｏｍｂ符号化器は、例えば、“Ｌｏｓｓ−ｌｅｓｓａｎｄｎｅａｒ−ｌｏｓｓｌｅｓｓｃｏｄｉｎｇｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｔｏｎｅｓｔｉｌｌｉｍａｇｅｓ”（ＪＰＥＧ−ＬＳ），ＩＳＯ／ＩＥＣＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１，Ｊｕｌｙ１９９７，に開示されている。その結果得られた符号化ビットストリームを送信する。

さらにこの量子化された係数が再構成（再生）される。すなわち、現行変換係数の量子化値が逆量子化器１８に与えられ、量子化走査の逆が行われ、再生された変換係数を生成する。この再生された変換係数は部分的に再生された現フレームのメモリ２０内に記憶される。

本発明によれば、その後この再構成された係数を後続の係数の符号化処理で用いられる。具体的に説明すると、再生された係数をコンテキスト選択器２２が用いて、コンテキスト値Ｑを生成する。このコンテキスト値Ｑは、その後符号化パラメータ更新ユニット２４に与えられ、この符号化パラメータ更新ユニット２４はＧｏｌｏｍｂ符号化器１６に与えられる出力を生成する。Ｇｏｌｏｍｂ符号化Ａ（Ｑ）とＮ（Ｑ）の間に必要とされる符号化パラメータは、上記のＪＰＥＧ−ＬＳ標準に記述された手順に従って符号化パラメータ更新ユニット２４内で更新される。これらのパラメータ値は、現行の変換係数と以前に再生された変換係数の関数であり、それらは、現係数として同一のコンテキストＱを有する。符号化パラメータＡ（Ｑ）と、Ｎ（Ｑ）に対する更新の規則は次のとおりである。
「第１式」
Ａ（Ｑ）＝Ａ（Ｑ）＋｜Ｒｘ｜
ｉｆ（Ｎ（Ｑ）＝＝ＲＥＳＥＴ）
｛
Ａ（Ｑ）＝Ａ（Ｑ）／２
Ｎ（Ｑ）＝Ｎ（Ｑ）／２
｝
Ｎ（Ｑ）＝Ｎ（Ｑ）＋１
ここで、｜Ｒｘ｜は、Ｒｘの絶対値を表し、現係数の再構成値とＲＥＳＥＴは、定数である。８×８のブロック変換係数に対しては、ＲＥＳＥＴ＝６４の値を用いるのが好ましい。この更新されたパラメータ値を用いて、次の係数を符号化する。この係数は、同一のコンテキストＱを有するが、現係数Ｒｘは有さない。

この更新されたＧｏｌｏｍｂ符号化パラメータを用いて、同一のコンテキストＱを有する後続の係数に対する符号化ビットストリームを生成する。かくして、各再生された係数に対するコンテキストＱの選択手順は、各量子化された変換係数をＧｏｌｏｍｂ符号化器１６によりいかに圧縮するかを決定する際に重要である。

符号化器１０は次の係数を符号化するために、現行フレームの第１ブロックの第１再構成係数をコンテキストとして用いるのがよいが、しかし、後続の係数の符号化走査に対し再生されたサンプルを用いる以前に、ある数の係数を再構成するまで待機するのが好ましい。以前に再生されたブロックの係数を用いて、現行のブロックの係数を符号化する。

以下に示す実施例は、各再生された変換係数のコンテキスト値Ｑを生成する様々な方法を示す。これらの複数の技術のうちの１つを用いて、符号化器１０はコンテキストを用い、Ｇｏｌｏｍｂ符号化器１６内で後で使用される符号化パラメータを決定する。コンテキスト選択方法は、イメージのブロック変換係数により表されるプロパティを用いる。以下の実施例においては、説明の便宜上逆走査が可能なブロック変換を８×８のブロックに対し行うものとするが、ｎ×ｎのブロックサイズについても拡張することができる。
（ａ）周波数ベースのコンテキスト選択
変換係数用にコンテキストを選択するこの方法は、各係数がとる値は水平と垂直の空間周波数に依存することを仮定している。例えば、イメージ／ビデオデータに対し、Ｍ×Ｎの可逆ブロック変換が行われる場合には、Ｍ×Ｎの異なるコンテキストが存在し、それぞれがＭ×Ｎの異なる空間周波数の１つに対応し、そして周期は乗算を意味する。かくしてＱ_Ｆ（ｉ，ｊ）は、（ｉ，ｊ）番目の係数のコンテキストを意味する。したがって次式となる。
「第２式」
Ｑ_Ｆ（ｉ，ｊ）＝Ｎ．ｉ＋ｊ，
ここでｉ＝０，１，．．．，Ｍ−１
ｊ＝０，１，．．．，Ｎ−１
同一のコンテキストＱ_Ｆを有する、以前に再生された変換係数から計算された、Ａ（Ｑ_Ｆ）とＮ（Ｑ_Ｆ）の符号化パラメータを用いて、現在の再生された係数ＲｘをＧｏｌｏｍｂ符号化する。その後Ｒｘを用いて符号化パラメータ更新ユニット２４内の前述したパラメータＡ（Ｑ_Ｆ）、Ｎ（Ｑ_Ｆ）を更新する。
（ｂ）最近接の近傍ベースのコンテキスト選択
各変換係数用のコンテキストを決定するこの方法は、各係数の値は変換領域内で以前に符号化され、再生された近傍の係数に依存することを前提にしている。各ブロック内の係数が走査され、符号化される順番は、ブロック変換符号化に通常用いられる、標準のジグザグ走査モードである。この走査モードを図２に示す。

本発明によれば、コンテキスト選択器２２（図１）は、各変換係数ｘに対し３つの近隣の係数ａ、ｂ、ｃを選択する。（ｉ，ｊ）が現係数ｘの一部に対応する場合には、最も近い近傍ａ、ｂ、ｃの一部は次式の１つにしたがって決定される。
即ち次の「第３式」
ａ＝（ｉ＋１，Ｊ＋１），ｂ＝（ｉ，ｊ−１）と
ｃ＝（ｉ−１，ｊ）上方走査中
「第４式」
ａ＝（ｉ＋１，Ｊ＋１），ｂ＝（ｉ−１，ｊ）と
ｃ＝（ｉ，ｊ−１）下方走査中
である。

図３は本発明の一実施例により係数ｄ、ａ、ｘ、ｅの順番に走査される、ジグザグ走査の上方スイングの走査中に現係数ｘが走査される図を示す。図４は、本発明の他の実施例により係数ｄ、ａ、ｘ、ｅの順番に走査されるジグザグ走査の下方スイングの間に、現係数ｘが走査される図を示す。

（ｉ，ｊ）番目の係数のコンテキストＱ_Ｎ（ｉ，ｊ）は、その近傍の関数ｆ（^＊）として定義される。
「第５式」
Ｑ_Ｎ（ｉ，ｊ）＝ｆ（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ）
ここでＲａ、Ｒｂ、Ｒｃは、それぞれ対応する係数の再構成値である。コンテキストの計算は、現係数ｘの値Ｒｘを考慮に入れていない。その理由はこれは復号化器に対しては利用できないからである。関数ｆ（^＊）の例として、以下の方法を用いる。ベクトル（Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ）を得るために、近隣Ｒ_ｉ，ｉ＝ａ，ｂ，ｃの量子化値を、次式で決定する。
「第６式」
ｉｆ（Ｒ_ｉ＜−Ｔ３）Ｑ_ｉ＝−４；
あるいはｉｆ（Ｒ_ｉ＜Ｔ２）Ｑ_ｉ＝−３；
あるいはｉｆ（Ｒ_ｉ＜Ｔ１）Ｑ_ｉ＝−２；
あるいはｉｆ（Ｒ_ｉ＜０）Ｑ_ｉ＝−１
あるいはｉｆ（Ｒ_ｉ＜０）Ｑ_ｉ＝−０
あるいはｉｆ（Ｒ_ｉ＜Ｔ１）Ｑ_ｉ＝１
あるいはｉｆ（Ｒ_ｉ＜Ｔ２）Ｑ_ｉ＝２
あるいはｉｆ（Ｒ_ｉ＜Ｔ３）Ｑ_ｉ＝３
あるいはＱ_ｉ＝４
ここでｉ＝ａ，ｂ，ｃとＴ１、Ｔ２、Ｔ３は、適宜選択されたしきい値である。ベクトル（Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ）の第１のノンゼロ要素が負の場合には、ベクトル（Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ）のすべての符号を反転して、（−Ｑａ，−Ｑｂ，−Ｑｃ）を得る。これにより（Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ）が取ることのできる全数を、３６５に減らすことができる。最後に、ベクトル（Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ）は、一体のベースで「０．．．３６４」の範囲の整数内にマッピングされ、これは、変換係数のコンテキストＱ_Ｎが考慮されていることを表す。
（ｃ）周波数と最近接の近隣ベースのコンテキスト選択
各変換係数ｘに対するコンテキストを決定するこの方法は、それが採ることのできる値は、空間周波数（ｉ，ｊ）と、再生された近隣ａ、ｂ、ｃの実際の値の両方に依存する。かくしてこのアプローチは、周波数ベースのコンテキスト選択方法と最近接の近隣ベースの近隣ベースのコンテキスト選択方法の組合せである。この方法においては、ブロックの走査モードは、図２のジグザグ走査であり、コンテキスト値Ｑ_ＦＮ（ｉ，ｊ）は次式で決定される。
「第７式」
Ｑ_ＦＮ（ｉ，ｊ）＝ｈ（Ｎ．ｉ＋ｊ，Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ）
ここでＲａ、Ｒｂ、Ｒｃは、それぞれ近隣ａ、ｂ、ｃの再生された値（式（３）、（４）と図３、４に関し説明したように）と、ｈ（^＊）は、ある種の関数である。関数ｈ（^＊）の例を次に示す。
「第８式」
Ｑ_ＦＮ（ｉ，ｊ）＝（Ｎ．ｉ＋ｊ）．Ｄ（｜Ｒａ｜＋｜Ｒｂ｜＋｜Ｒｃ｜）
ここで周期は、乗算を意味し、関数Ｄ（ｘ）は次式で与えられる。

Ｄ（ｘ）＝０ｉｆｘ＝０
＝１ｉｆＸ＜Ｔ１
＝２ｉｆｘ＜Ｔ２
＝３ｉｆｘ＜Ｔ３
＝４それ以外の場合
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は適宜選択されたしきい値である。

図５に本発明の他の実施例におけるコンテキストベースのブロック変換符号化技術を採用したイメージ／ビデオの復号化器のブロックを示す。復号化器５０は、符号化器１０で用いられたのと同様な構成要素を含む。具体的に説明すると、復号化器５０はＧｏｌｏｍｂ復号化器５２と逆量子化器５４と逆ブロック変換器５６と部分的に再生された現フレームのメモリ５８とコンテキスト選択器６０と符号化パラメータ更新ユニット６２とを有する。これらの構成要素は、符号化器の構成要素の昨日と類似した機能を有する。

したがって、現フレームの符号化ビットストリームを復号化器５０が受領する。このビットストリームは、ｇｏｌｏｍｂ復号化器の逆の機能を行うＧｏｌｏｍｂ復号化器５２内で復号化されて、復号化され量子化された変換係数を生成する。次に、量子化されたこの変換係数をＧｏｌｏｍｂ復号化器５２に与え、そこで、復号化器に適用された量子化走査の逆のことが行われる。最後に、かくして再生された変換係数は逆ブロック変換器５６に与えられ、そこで復号化器で行われたブロック変換、例えば８×８のＨａｄａｍａｒｄ変換の逆の走査が信号に対し行われ、復号化された現フレーム、あるいはその一部が生成される。

逆量子化器５４の出力点における再生された変換係数は、部分的に再生された現フレームのメモリ５８内に記憶される。符号化器１０のコンテキスト選択器２２と同様に、復号化器５０のコンテキスト選択器６０は、部分的に再生された現フレームのメモリ５８内の以前に再生されたサンプルを用いてコンテキスト値Ｑを生成する。符号化器１０の符号化パラメータ更新ユニット２４と同様に符号化パラメータ更新ユニット６２は、符号化パラメータＡ（Ｑ）とＮ（Ｑ）を更新して、これを同一のコンテキストＱを有する後続の係数のｇｏｌｏｍｂ復号化プロセスで用いる。

本発明によれば、現フレームの以前に再生されたブロックの知識は、現係数を復号化するのに用いることのできるコンテキスト値Ｑを設定するのに十分である。かくして本発明により形成された復号化器は、符号化器から受信した符号化されたビットストリームを復号化するために、符号化器からの符号化パラメータ関連情報を受領する必要はない。そのため、本発明の符号化器と復号化器の間の伝送帯域および／または蓄積容量を節約することができる。

上記の実施例において、Ｇｏｌｏｍｂ復号化技術を用いることは、各係数のコンテキストを考慮に入れる圧縮スキームの単なる一実施例である。かくして、各係数のコンテキストが本発明により選択された後は、各係数のコンテキストを考慮に入れたいかなる圧縮スキームも採用することができる。

符号化器１０と復号化器５０の構成要素はそれぞれ、中央処理装置、マイクロプロセッサ、ＡＳＩＣあるいはコンピュータ内のデータ処理装置、ビデオ送信器、ケーブルシステムのヘッドエンド、テレビのセットトップボックス、あるいは他の種類のビデオ信号プロセッサ等を用いてそれぞれ実現することができる。中央処理装置、マイクロプロセッサ、特定応用用の集積回路、あるいは他のデータ処理装置は、データや各構成要素の機能に関連した結果を記憶するためのメモリを有する。本発明は、様々な種類のビデオ処理装置、あるいは伝送装置と共に用いることができる。かくして本発明は、ビデオ符号化システムを例に説明したが、本発明は一実施例として説明した、特定の種類のビデオフォーマット、ビデオ符号化標準、あるいは符号化システム構成と共に使用することに限定されるものではない。本発明は、ブロック変換符号化を行うのが好ましく、かつパラメータ関連のオーバーヘッド情報の符号化を復号化器に伝送することなく行える、いかなるビデオ符号化システムにも等しく適用可能である。

１０符号化器
１２ブロック変換器
１４量子化器
１６Ｇｏｌｏｍｂ符号化器
１８逆量子化器
２０部分的に再生された現フレームのメモリ
２２コンテキスト選択器
２４符号化パラメータ更新ユニット
５０復号化器
５２Ｇｏｌｏｍｂ復号化器
５４逆量子化器
５６逆ブロック変換器
５８部分的に再生された現フレームのメモリ
６０コンテキスト選択器
６２符号化パラメータ更新ユニット

Claims

少なくとも１つのブロックのビジュアルデータに関連するブロック変換係数を処理するブロック変換符号化システムで用いられる方法において、
（Ａ）ビジュアルデータに関連する、以前に再生されたブロック変換係数を特定するステップと、
（Ｂ）少なくとも１つのブロックに関連する、ブロック変換係数を処理するのに用いられるコンテキスト選択値を計算するステップであって、前記コンテキスト選択値の計算が以前に再生されたブロック変換係数に基づき、現在のブロック変換係数の値を考慮に入れない計算であるステップと、
を有することを特徴とする少なくとも１つの処理装置が実行するブロック変換符号化システムで用いられる方法。
前記（Ａ）（Ｂ）のステップは、ビデオ符号化器内で行われ、
（Ｃ）ブロック変換係数を符号化するステップ
をさらに有することを特徴とする請求項１記載の方法。
前記（Ａ）（Ｂ）のステップは、ビデオ復号化器内で行われ、
（Ｄ）ブロック変換係数を復号化するステップ
をさらに有することを特徴とする請求項１記載の方法。
前記コンテキスト選択値は、近傍における以前に再生されたブロック変換係数を前記現在のブロック変換係数へと対応させる、前記少なくとも１つのブロックのビジュアルデータに関連する前記ブロック変換係数の走査順に関する関数として計算されることを特徴とする請求項１記載の方法。
近傍における前記以前に再生されたブロック変換係数のそれぞれの位置は、ａ、ｂ、ｃであり、
前記位置は、前記現在のブロック変換係数の位置を（ｉ，ｊ）とした場合に、前記少なくとも１つのブロックのビジュアルデータに関連する前記ブロック変換係数の上方向走査の間には、第１式ａ＝（ｉ＋１，ｊ−１）、ｂ＝（ｉ，ｊ−１）、＝（ｉ−１，ｊ）により決定され、前記少なくとも１つのブロックのビジュアルデータに関連する前記ブロック変換係数の下方向走査の間には、第２式ａ＝（ｉ−１，ｊ＋１）、ｂ＝（ｉ−１，ｊ）、ｃ＝（ｉ，ｊ−１）により決定される
ことを特徴とする請求項４記載の方法。
前記コンテキスト選択値は、前記ブロック変換係数に関連する空間周波数の関数として計算される
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記コンテキスト選択値を用いて、圧縮スキームにおけるブロック変換係数の処理に使用される符号化パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記処理が、Golomb 符号化プロセスを実行する処理を含む
ことを特徴とする請求項７記載の方法。
前記処理は、Golomb 復号化プロセスを実行する処理を有する
ことを特徴とする請求項７記載の方法。
前記コンテキスト選択値は、
（ｉ）近傍における以前に再生されたブロック変換係数を処理される前記ブロック変換係数へと対応させる、前記少なくとも１つのブロックのビジュアルデータに関連する前記ブロック変換係数の走査順に関する関数と（ｉｉ）前記ブロック変換係数に関連する空間周波数の関数として計算される
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記方法は、システムのビデオ符号化器および対応するビデオ復号化器において実行される、前記ビデオ符号化器が符号化パラメータ情報を前記対応するビデオ復号化器へ提供する必要がない方法であることを特徴とする請求項１記載の方法。
少なくとも１つのブロックのビジュアルデータに関連するブロック変換係数を処理する、ブロック変換符号化システムで用いられる装置において、
（Ａ）ビジュアルデータに関連する、以前に再生されたブロック変換係数を特定し、
（Ｂ）少なくとも１つのブロックに関連する、ブロック変換係数を処理するのに用いられるコンテキスト選択値の計算であって、前記コンテキスト選択値の計算が以前に再生されたブロック変換係数に基づき、現在のブロック変換係数の値を考慮に入れない計算である計算をする
ように構成される少なくとも１つの処理デバイスを有することを特徴とするブロック変換符号化システムで用いられる装置。
前記処理デバイスが、ビデオ符号化器内に含まれ、
前記処理デバイスが、ブロック変換係数を符号化する
ことを特徴とする請求項１２記載の装置。
前記処理デバイスが、ビデオ復号化器内に含まれ、
前記処理デバイスが、ブロック変換係数を復号化する
をさらに有することを特徴とする請求項１２記載の装置。
前記コンテキスト選択値は、近傍における以前に再生されたブロック変換係数を前記現在のブロック変換係数へと対応させる、前記少なくとも１つのブロックのビジュアルデータに関連する前記ブロック変換係数の走査順に関する関数として計算されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
近傍における前記以前に再生されたブロック変換係数のそれぞれの位置は、ａ、ｂ、ｃであり、
前記位置は、前記現在のブロック変換係数の位置を（ｉ，ｊ）とした場合に、前記少なくとも１つのブロックのビジュアルデータに関連する前記ブロック変換係数の上方向走査の間には、第１式ａ＝（ｉ＋１，ｊ−１）、ｂ＝（ｉ，ｊ−１）、＝（ｉ−１，ｊ）により決定され、前記少なくとも１つのブロックのビジュアルデータに関連する前記ブロック変換係数の下方向走査の間には、第２式ａ＝（ｉ−１，ｊ＋１）、ｂ＝（ｉ−１，ｊ）、ｃ＝（ｉ，ｊ−１）により決定される
ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
前記コンテキスト選択値は、ブロック変換係数に関連する空間周波数の関数として計算される
ことを特徴とする請求項１２記載の装置。
前記コンテキスト選択値を用いて、圧縮スキームにおけるブロック変換係数の処理に使用される符号化パラメータを更新する
ことを特徴とする請求項１２記載の装置。
前記処理は、Golomb 符号化プロセスを実行する処理を有する
ことを特徴とする請求項１８記載の装置。
前記処理は、Golomb 復号化プロセスでを実行する処理を有する
ことを特徴とする請求項１８記載の装置。
前記コンテキスト選択値は、
（ｉ）近傍における以前に再生されたブロック変換係数を処理される前記ブロック変換係数へと対応させる、前記少なくとも１つのブロックのビジュアルデータに関連する前記ブロック変換係数の走査順に関する関数と（ｉｉ）前記ブロック変換係数に関連する空間周波数の関数として計算される
ことを特徴とする請求項１４記載の装置。
少なくとも１つのブロックのビジュアルデータに関連するブロック変換係数を処理する、ブロック変換符号化システムで用いられる装置であって、
（Ａ）ビジュアルデータに関連する、以前に再生されたブロック変換係数を特定し、
（Ｂ）少なくとも１つのブロックに関連する、ブロック変換係数を処理するのに用いられるコンテキスト選択値の計算であって、前記コンテキスト選択値の計算が以前に再生されたブロック変換係数に基づき現在のブロック変換係数には基づかない計算をするように構成されるブロック変換係数コンテキスト選択器を有する装置。