JP6149971B2 - 映像量子化パラメータ符号化方法及び映像量子化パラメータ復号方法 - Google Patents

映像量子化パラメータ符号化方法及び映像量子化パラメータ復号方法 Download PDF

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Description

本発明は、コンテキストベース適応２値算術符号化を用いる映像符号化の映像量子化パラメータを符号化する技術に関し、例えば映像符号化装置や映像復号装置などに好適に適用可能な映像量子化パラメータ符号化方法、映像量子化パラメータ復号方法、映像量子化パラメータ符号化器、映像量子化パラメータ復号器、映像量子化パラメータ符号化プログラム、及び映像量子化パラメータ復号プログラムに関する。
非特許文献１及び非特許文献２は、コンテキストベース適応２値算術符号化（CABAC: Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding ）を用いる映像符号化技術を開示している。
図１４は、CABAC を用いる映像符号化技術における、映像量子化パラメータ符号化装置の構成を示すブロック図である。図１４に示す映像量子化パラメータ符号化器（以後、一般的な映像量子化パラメータ符号化器という。）は、予測器１０１、バッファ１０２、２値化器１０３０、適応２値算術符号化器１０４、及びスイッチ（ＳＷ）１１１によって構成される。
一般的な映像量子化パラメータ符号化器に入力される、量子化パラメータ（QP : Quantization Parameter ）は、予測器１０１から供給される予測量子化パラメータ（PQP : Predicted QP）が減じられる。PQP が減じられたQP を差分量子化パラメータ（DQP : Delta QP）と呼ぶ。
非特許文献１において、PQP は、最後に再構築された画像ブロックの再構築量子化パラメータ（LastRQP : Last Reconstructed QP ）である。非特許文献２において、PQP は、左に隣接する画像ブロックの再構築量子化パラメータ（LeftRQP : Left Reconstructed QP ）又は最後に再構築された画像ブロックの再構築量子化パラメータ（LastRQP ）である。
DQP は、以後の量子化パラメータ符号化のために、PQP が加えられて再構築量子化パラメータ（RQP : Reconstructed QP）としてバッファ１０２に格納される。
２値化器１０３０は、DQP をバイナライズして、bin stringを得る。bin stringのひとつのビットをbin と呼び、bin stringにおいて、最初に２値算術符号化するbin を第１bin (１st bin )、２番目に２値算術符号化するbin を第２bin (２nd bin )、n番目に２値算術符号化するbin を第nbin (nth bin )と呼ぶ。なお、bin 及びbin stringは、非特許文献１の3.９ 及び3.12において定義されている。
図１５は、非特許文献１及び非特許文献２における、DQP （右から１列目）とBin string（中央列）との対応表を示す説明図である。
図１５の左から１列目のbin string indexは、ある値のDQP に対応するbin stringのインデックスを示す。bin string indexは、DQP が０の場合に１、DQP が０より大きい場合に2*DQP -１、DQP が０未満の場合に-２*DQP＋１である（ただし、”* ”は乗算を表す。）
図１５における下から１行目のcontext index は、対応する列のbin の２値算術符号化に用いるコンテキストのインデックスを示す。例えば、DQP=−１に対応するbin stringは１１０であり、第１bin の値は１、第２bin の値は１、第３bin の値は０となる。第１bin の２値算術符号化に用いるcontext index は０、第２bin の当該context indexは２、第３の当該context indexは３である。なお、コンテキストは、bin の優勢シンボル（PS : Most Probable Symbol ）とその発生確率の組である。
適応２値算術符号化器１０４は、スイッチ１１１を介して供給されるbin stringのbin を先頭から対応するContext indexに関連付けられたコンテキストを用いて２値算術符号化する。また、適応２値算術符号化器１０４は、以後の２値算術符号化のために、２値算術符号化したbin の値に応じてContext indexに関連付けられたコンテキストを更新する。なお、適応２値算術符号化の詳細な動作は非特許文献１の9.3.4 に記載されている。
一般的な量子化パラメータ符号化器は、上述した動作に基づいて、入力される映像量子化パラメータを符号化する。
ISO/IEC 14496-10 Advanced Video Coding "WD3: Working Draft 3 of High-Efficiency Video Coding", Document: JCTVC-E603, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC１/SC29/WG11 5th Meeting: Geneva, CH, 16-23 March, 2011
一般的な量子化パラメータ符号化器は、図１５から理解されるように、有意なDQP の正負に関する情報と有意なDQP の絶対値に関する情報とを区別することなく２値化する。ゆえに、以下の３つの要因に起因して、有意なDQP を好適に符号化できない課題がある。
第１の要因は、第２bin （２ndの列のbin ）とそれ以降のbin （３rd以降の列のbin ）が、１つのbin では表現できない３つ以上の状態に関する情報を含むため、適切なコンテキストを用いて、bin を２値算術符号化できないことである。１つのbin で表現可能な情報はある２つの状態のうちいずれの状態にあるかの情報である。しかし、第２bin とそれ以降のbin は、１つのbin では表現できない３つ以上の状態に関する情報を含んでいる。具体的には、図１５ を参照すると、第２bin は、DQP の正負の情報、及び、有意なDQP の絶対値が１以上であるか否かを示す情報を含んでいる。また、後続する第３以降のbin（３rd以降の列）は、DQP の正負の情報と有意なDQP の絶対値の大きさを示す情報とを含んでいる。ゆえに、１つのbin では表現できない３つ以上の状態に関する情報を含む第２bin とそれ以降のbin は、適切なコンテキストによって２値算術符号化できない。
第２の要因は、DQP の値域が分かっている場合であっても、冗長なbin を効率的に切り詰められないことである。例えば、非特許文献１及び非特許文献２で定められるDQP の値域は−２６から２５であり、DQP の値域は正負で非対称ある。図１５ を参照すると、DQP ＝−２６を符号化するとき、伝送しないDQP ＝２６のbin stringの存在により、冗長な第５２及び第５３のbin を切り詰めることなく符号化しなければならない。
第３の要因は、有意なDQP の正負の情報と有意なDQP の絶対値を独立に２値化する場合のbin の個数に対して、一般的な量子化パラメータ符号化器が扱うbin stringに含まれるbin の個数が約２倍になることである。bin の個数が多いと、符号化データの量が増え、かつ、DQP の符号化処理及び復号処理のスピードも低下する。
本発明は、上記の各要因を解消することによって、コンテキストベース適応２値算術符号化を用いる映像符号化の映像量子化パラメータを好適に符号化可能とすることを目的とする。
本発明による映像量子化パラメータ符号化方法は、コンテキストベース適応２値算術符号化に基づいた映像符号化処理のために、量子化パラメータを符号化する映像量子化パラメータ符号化方法であって、過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成し、量子化パラメータ及び予測量子化パラメータから差分量子化パラメータを生成し、差分量子化パラメータが有意である場合、差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbin を第１のコンテキストを用いて２値算術符号化し、第１のbin に後続するbin であって差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbin を第１のコンテキストとは異なるコンテキストを用いて２値算術符号化し、その他のbin に後続するbin であって差分量子化パラメータの正負を示す符号bin をコンテキストを用いずに２値算術符号化することを特徴とする。
本発明による映像量子化パラメータ復号方法は、コンテキストベース適応２値算術符号化に基づいた映像復号処理のために、量子化パラメータを復号する映像量子化パラメータ復号方法であって、過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成し、差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbin を第１のコンテキストを用いて２値算術復号し、第１のbin に後続するbin であって差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbin を第１のコンテキストとは異なるコンテキストを用いて２値算術復号し、その他のbin に後続するbin であって差分量子化パラメータの正負を示す符号bin をコンテキストを用いずに２値算術復号することを特徴とする。
本発明による映像量子化パラメータ符号化器は、コンテキストベース適応２値算術符号化に基づいた映像符号化処理のために、量子化パラメータを符号化する映像量子化パラメータ符号化器であって、過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成する予測手段と、量子化パラメータ及び予測量子化パラメータから差分量子化パラメータを生成する演算手段と、差分量子化パラメータが有意である場合、差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbin を第１のコンテキストを用いて２値算術符号化し、第１のbin に後続するbin であって差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbin を第１のコンテキストとは異なるコンテキストを用いて２値算術符号化し、その他のbin に後続するbin であって差分量子化パラメータの正負を示す符号bin をコンテキストを用いずに２値算術符号化する量子化パラメータ符号化手段とを備えることを特徴とする。
本発明による映像量子化パラメータ復号器は、コンテキストベース適応２値算術符号化に基づいた映像復号処理のために、量子化パラメータを復号する映像量子化パラメータ復号器であって、過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成する予測手段と、差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbin を第１のコンテキストを用いて２値算術復号し、第１のbin に後続するbin であって差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbin を第１のコンテキストとは異なるコンテキストを用いて２値算術復号し、その他のbin に後続するbin であって差分量子化パラメータの正負を示す符号bin をコンテキストを用いずに２値算術復号する量子化パラメータ復号手段とを備えることを特徴とする。
本発明による映像量子化パラメータ符号化プログラムは、コンテキストベース適応２値算術符号化に基づいた映像符号化処理のために、量子化パラメータを符号化する映像量子化パラメータ符号化器におけるコンピュータに、過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成する処理と、量子化パラメータ及び予測量子化パラメータから差分量子化パラメータを生成する処理と、差分量子化パラメータが有意である場合、差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbin を第１のコンテキストを用いて２値算術符号化し、第１のbin に後続するbin であって差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbin を第１のコンテキストとは異なるコンテキストを用いて２値算術符号化し、その他のbin に後続するbin であって差分量子化パラメータの正負を示す符号bin をコンテキストを用いずに２値算術符号化する処理とを実行させることを特徴とする。
本発明による映像量子化パラメータ復号プログラムは、コンテキストベース適応２値算術符号化に基づいた映像復号処理のために、量子化パラメータを復号する映像量子化パラメータ復号器におけるコンピュータに、過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成する処理と、差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbin を第１のコンテキストを用いて２値算術復号し、第１のbin に後続するbin であって差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbin を第１のコンテキストとは異なるコンテキストを用いて２値算術復号し、その他のbin に後続するbin であって差分量子化パラメータの正負を示す符号bin をコンテキストを用いずに２値算術復号する処理とを実行させることを特徴とする。
本発明によれば、コンテキストベース適応２値算術符号化を用いる映像符号化の映像量子化パラメータを好適に符号化することができる。
第１の実施形態の映像量子化パラメータ符号化器の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の映像量子化パラメータ符号化器の動作を示すフローチャートである。 DQP とBin stringの対応表の一例を示す説明図である。 DQP をBin stringに変換する擬似プログラムを示す説明図である。 第２の実施形態の映像量子化パラメータ復号器の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の映像量子化パラメータ復号器の動作を示すフローチャートである。である。 第３の実施形態の映像量子化パラメータ符号化器の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態の映像量子化パラメータ復号器の構成を示すブロック図である。 DQP をBin stringに変換する擬似プログラムを示す説明図である。 DQP とBin stringの対応表の他の例を示す説明図である。 本発明による映像量子化パラメータ符号化器及び映像量子化パラメータ復号器の機能を実現可能な情報処理システムの構成例を示すブロック図である。 本発明による映像量子化パラメータ符号化器における特徴的な構成要素を示すブロック図である。 本発明による映像量子化パラメータ復号器における特徴的な構成要素を示すブロック図である。 一般的な映像量子化パラメータ符号化器の構成を示すブロック図である。 DQPとBin stringの対応表の一般的な例を示す説明図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
実施形態１．
図１は、本発明の第１の実施形態の映像量子化パラメータ符号化器の構成を示すブロック図である。図１ に示す映像量子化パラメータ符号化器は、予測器１０１、バッファ１０２、２値化器１０３１、適応２値算術符号化器１０４、２値算術符号化器１０５、スイッチ（ＳＷ）１１１及びスイッチ（ＳＷ）１１２を含む。
映像量子化パラメータ符号化器に入力される量子化パラメータQPは、予測器１０１から供給される予測量子化パラメータPQP が減じられる。
差分量子化パラメータDQP （DQP=QP-PQP）は、以後の量子化パラメータ符号化のために、PQP が加えられて再構築量子化パラメータRQP （RQP=DQP+PQP ）としてバッファ１０２に格納される。
本発明の特徴である２値化器１０３１は、最小DQP （minDQP <= 0 ）と最大DQP （maxDQP >= 0 ）の組を用いて、DQPを２値化する。具体的には、２値化器１０３１は、はじめに、以下の式でDQP の第１のbin、及び、DQP の絶対値に関するそれ以降のbin の最大個数cMax（つまり、minDQPおよびminDQPの大きい方の絶対値から第１のbin 分の１を減じた値）を計算する。
bin(1) = func1(DQP) ・・・（１）
cMax = max(|minDQP|, |maxDQP)) - 1 ・・・（２）
cMax≧１のとき、２値化器１０３１は、以下の式でbin(n)（n=2,…,min(1+|DQP|, 1+ cMax))を計算する。
bin (n)=func2 (n-2, cMax,|DQP|- 1) ・・・（３）
ただし、func2(a,b,c)は、ｂとｃが等しい場合に１を返し、ｃがｂ未満で、かつａがｃ未満の場合に１を返し、その他の場合（ｃがｂ未満で、かつａがｃと等しい場合）に０を返す関数である。なお、式（３）によって得られるDQP の絶対値に関するBin stringのbin（シンタクス要素値｜DQP｜とする）は、非特許文献１の9.3.2.2 に記載されているTruncated unary(TU)bin arization processによって得られるBin stringのbinと同じである。
なお、式（３）から明らかなように、式（３）によって得られるDQP の絶対値に関するBin stringのbinは、DQPの値域（最小値と最大値それぞれの絶対値の最大値）に基づいて、非冗長化されたBin stringのbin となる。
２値化器１０３１は、有意なDQP が正か負かを示す情報を以下の式で符号bin(Signbin)に対応させて２値化する。
Signbin = func3(DQP) ・・・（４）
ただし、func3(a,b)は、ａがｂ未満であれば１、そうでなければ０を返す関数、func3(a)はａが正であれば０、正でなければ１を返す関数である。なお、式（２）、式（３）、および、及び（４）から明らかなように、DQP が有意な値である場合でのみ、bin(n) （n=2,3,…）は符号化される (なお、Signbinが最後のbin である。)。
適応２値算術符号化器１０４は、スイッチ１１１を介して供給されるbin stringのSignbin 以外の各bin （bin (n) ： n=1,2,…min(1+|DQP|, 1+cMax)）をそのContext index に関連付けられたコンテキストを用いて２値算術符号化し、スイッチ１１２を介してその符号化データを出力する。また、適応２値算術符号化器１０４は、以後の２値算術符号化のために、２値算術符号化したbin の値に応じて、Context index に関連付けられたコンテキストを更新する。
２値算術符号化器１０５は、等確率にて、スイッチ１１１を介して供給されるbin stringのSignbin を２値算術符号化し、スイッチ１１２を介してその符号化データを出力する。
以上で、本実施形態の映像量子化パラメータ符号化器の構成説明を終了する。
次に、図２のフローチャートを用いて、本実施形態の映像量子化パラメータ符号化器の特徴である、２値化器１０３１、適応２値算術符号化器１０４、及び２値算術符号化器１０５の動作を説明する。
適応２値算術符号化器１０４は、初期値パラメータｎを２として処理を開始する。
ステップS１０１では、２値化器１０３１は、DQP が有意であるか否かを示す情報を第１bin に対応させ、DQP の絶対値を示す情報を第２bin とそれ以降のbin とに対応させて、有意なDQP が正であるか否かを示す情報をSignbin に対応させてDQP を２値化する。
ステップS１０２では、適応２値算術符号化器１０４は、bin (1) を適応２値算術符号化する。
ステップS１０３では、２値算術符号化器１０５は、DQP が有意であるか否かを判断する。DQP が有意であればステップS１０４に進む。そうでなければ処理を終了する。
ステップS１０４では、適応２値算術符号化器１０４は、bin(n)を適応２値算術符号化する。
ステップS１０５では、適応２値算術符号化器１０４は、bin stringのすべてのbin を符号化したか否かを判断する。すべてのbin を符号化した場合ステップS１０６に進む。そうでない場合、適応２値算術符号化器１０４は、後続するbin(n)を適応２値算術符号化するために、ｎをインクリメントしてステップS１０４に進む。
ステップS１０６では、２値算術符号化器１０５は、Signbin を２値算術符号化する。処理を終了する。
以上で、本実施形態の映像量子化パラメータ符号化器の特徴である、２値化器１０３１、適応２値算術符号化器１０４、及び、２値算術符号化器１０５の動作説明を終了する。
図３は、本発明における、|DQP| （左から1列目）とBin string（中央列）の対応表の一例を示す説明図である。
図３において、bin stringのSignbin列のＸは、DQP が正であるか否か、つまり、DQP の正負を示す１ビットの情報を示す。Ｘ＝０を正、Ｘ＝１を負とすると、例えば、DQP = 1 のbin stringは１００、DQP = -1のbin stringは１０１となる。また、context index の行におけるnaは、コンテキストを用いないこと（すなわち、優勢シンボルとその発生確率が固定であること）を示す。
図４は、minDQP=-(26+ QpBdOffsetY / 2), MaxDQP=(25+ QpBdOffsetY / 2)とする場合での、ある値 synValのDQP に対応するBin stringを生成する擬似プログラムを示す説明図である。式（２）によって、cMax = max(|26+ QpBdOffsetY / 2|, |25+ QpBdOffsetY / 2|) - 1 = 26+ QpBdOffsetY / 2 - 1 = 25 + QpBdOffsetY / 2となることが分かる。ただし、擬似プログラムに使われている算術演算の定義は、非特許文献２の”5 Conventions ”の定義に従う。
本発明による２値化（バイナライゼーション）処理によって、上述した課題の起因である３つの要因は以下のように解消される。
第１の要因は、第２bin とそれ以降のbin が適切なコンテキストによって２値算術符号化されることによって解消される。図３を参照すると、第２bin は、DQP の絶対値が１よりも大きいか否かの情報、すなわち、ある２つの状態のうちいずれの状態にあるかの情報のみを示す。同様に、第２bin と同様に、第３bin とそれ以降のbin についても、DQP の絶対値がある値よりも大きいか否かの情報、すなわち、ある２つの状態のうちいずれの状態にあるかの情報のみを示す。Signbinは、DQP の正負の情報、すなわち、ある２つの状態のうちいずれの状態にあるかの情報のみを示す。よって、第２bin 及びSignbin は適切なコンテキストによって２値算術符号化される。
第２の要因は、DQPの値域を用いて、符号化側で冗長なbin を効率的に切り詰め可能となることで解消される。具体的には、図３を参照すると、DQP ＝−２６を符号化する際に、DQP の最小値が−２６であることから、第２６bin が１となった時点で復号側がDQP ＝−２６であることを同定できるため、冗長な第２７bin を符号化しなくてよい。
図１５に示す対応表と図３に示す対応表とを比較すると明らかなように、本実施形態では、第３の要因は、bin stringに含まれるbin の個数が、有意なDQP の正負の情報と有意なDQP の絶対値を独立に２値化する場合のbin の個数と同じになることによって解消される。
実施形態２．
図５は、第１の実施形態の映像量子化パラメータ符号化器に対応する、映像量子化パラメータ復号器の構成を示すブロック図である。図５ に示す映像量子化パラメータ復号器は、予測器２０１、バッファ２０２、２値化解除器２０３１、適応２値算術復号器２０４、２値算術復号器２０５、スイッチ（ＳＷ）２１１及びスイッチ（ＳＷ）２１２を含む。
２値化解除器２０３１は、minDQP、maxDQPに基づいて、以下の式でcMaxを計算する。
cMax = max(|minDQP|, |maxDQP|) - 1 ・・・（５）
適応２値算術復号器２０４は、スイッチ２１２を介して供給される符号化データから、bin(1)を２値算術復号しスイッチ２１１を介して２値化解除器２０３１に供給する。また、適応２値算術復号器２０４は、以後の２値算術復号のために、２値算術復号したbin の値に応じて、第１bin に対応するContext index に関連付けられたコンテキストを更新する。
bin(1)が１である場合、適応２値算術復号器２０４は、スイッチ２１２を介して供給される符号化データから、０の値のbin を復号するまで、もしくは、cMax個のbin を復号するまで、あるいは、その両方を満たすまで bin(n)（n=2,3,…k, k≦1+cMax）を２値算術復号しスイッチＳＷ２０１を介して２値化解除器２０３１に供給する。適応２値算術復号器２０４は、以後の２値算術復号のために、２値算術復号したbin の値に応じて、第ｎbin に対応するContext index に関連付けられたコンテキストを更新する。
さらに、bin(1)が１である場合、２値算術復号器２０５は、スイッチ２１２を介して供給される符号化データから、Signbinを２値算術復号しスイッチ２１１を介して２値化解除器２０３１に供給する。
２値化解除器２０３１は、bin stringが０である場合（n=１の場合）、０の値のDQP を出力する。n=1+cMaxの場合、以下の計算式で得られる値のDQP を出力する。
DQP ＝ (1 - 2 * Signbin) * (1+cMax) ・・・（６）
ただし、式(６)における”*” は乗算を表す。その他の場合、以下の計算式で得られる値のDQP を出力する。
DQP ＝ (1 - 2 * Signbin) * (n - 1) ・・・（７）
式（６）から明らかなように、２値化解除器２０３１は、DQP の値域（最小値と最大値それぞれの絶対値の最大値）を用いて、映像符号化処理において切り詰められた冗長なbinを推定することができる。つまり、２値化解除器２０３１は、DQPの値域（最小値と最大値それぞれの絶対値の最大値）を用いて、非冗長化されたBin stringのbinを２値化解除できる。
２値化解除器２０３１から供給されるDQP に、予測器２０１から供給されるPQP が加えられて、RQP が得られる。
さらに、RQP は、以後の量子化パラメータ復号のために、バッファ２０２に格納される。
以上で、本実施形態の映像量子化パラメータ復号器の構成説明を終了する。
次に、図６のフローチャートを用いて、本実施形態の映像量子化パラメータ復号器の特徴である、２値化解除器２０３１、適応２値算術復号器２０４、及び、２値算術復号器２０５の動作を説明する。
適応２値算術復号器２０４は、初期値パラメータｎを２として処理を開始する。
ステップS３０１では、適応２値算術復号器２０４は、bin (1)を適応２値算術復号する。
ステップS３０２では、２値算術復号器２０５は、bin (1))の値が１であるか否かを判断する。bin (1))の値が１であればステップS３０３に進む。そうでなければ、ステップS３０７に進む。
ステップS３０３では、２値化解除器２０３１は、minDQP、maxDQPに基づいてcMaxを計算する。
ステップS３０４では、適応２値算術復号器２０４は、bin (n)を適応２値算術復号する。
ステップS３０５では、適応２値算術復号器２０４は、|DQP|に関するすべてのbin を復号したか否かを判断する。すべてのbin を復号した条件は、bin (n)の値が０であるか、もしくは、nの値がcMaxと等しいか、又はその両方である。DQP|に関するすべてのbin を復号した場合にはステップS３０６に進む。そうでない場合、適応２値算術復号器２０４は、後続するbin(n)を適応２値算術復号するために、ｎをインクリメントしてステップS３０４に進む。
ステップS３０６では、２値算術復号器２０５はSignbinを２値算術復号する。
ステップ３０７では、２値化解除器２０３１は、復号したbin stringの２値化を解除してDQP を決定する。
以上で本実施形態の映像量子化パラメータ復号器の特徴である、２値化解除器２０３１、適応２値算術復号器２０４、及び２値算術復号器２０５の動作説明を終了する。
実施形態３．
また、上述した図１ 及び図５に示す映像量子化パラメータ符号化器及び復号器において、minDQP及びmaxDQPを、量子化パラメータの値域（最小QPと最大QPの組）と予測量子化パラメータPQP から生成することも可能である。
図７ 及び図８は、最小QP（minQP ）と最大QP（maxQP ）の組及びPQP に基づいてminDQP及びmaxDQPを生成する、改良された映像量子化パラメータ符号化器及び映像量子化パラメータ復号器の構成を示すブロック図である。
図１ 及び図５ と比較すると、図７に示す映像量子化パラメータ符号化器は値域決定器１０６をさらに備え、図８に示す映像量子化パラメータ復号器は値域決定器２０６をさらに備えることが分かる。値域決定器１０６，２０６は、以下の式でminDQPとmaxDQPを計算する。
minDQP = minQP - PQP ・・・（８）
maxDQP = maxQP - PQP ・・・（９）
値域決定器１０６，２０６を備えることによって、符号化対象のQPがminQP 又はmaxQP に近い値をとるほど、より効果的に冗長なbin を切り詰めることが可能である。
図９は、本実施形態において、ある値 synValのDQPに対応するBin stringを生成する擬似プログラムであるを示す説明図である（ただし、擬似プログラムでは、PQPをQPY,PREVと表記している。）。
なお、minDQP=-２６、maxDQP=２５とする、映像量子化パラメータ符号化器及び復号器においては、式（８）及び（９）を、以下の式（８）’及び（９）’としてもよい。
minDQP = max(-26, minQP - PQP) ・・・（８）’
maxDQP = min(25, maxQP - PQP) ・・・（９）’
また、上述した発明の映像量子化パラメータ符号化器及び復号器において、図３に示された例を使用するの ではなく、図１０に示すように所定の列以降のbin のContext index の値が固定された対応表に基づいて動作するようにしてもよい。
図１０ に示す対応表では、第３列とそれ以降のbin において、Context index の値は固定の３とされている。図１０ においては、第１bin は、DQP が有意であるか否かの情報、すなわち、ある２つの状態のうちいずれの状態にあるかの情報のみを示す。第２bin は、DQPの絶対値が１よりも大きいか否かの情報、すなわち、ある２つの状態のうちいずれの状態にあるかの情報のみを示す。第３bin とそれ以降のbin については、bin stringが終端するか否かの２つの状態のうちいずれの状態にあるかの情報のみを示す。
すなわち、発明の映像量子化パラメータ符号化器は、DQP が有意であるか否かを示す第１のbin 、DQP の絶対値が１よりも大きいか否かを示す第３のbin 、DQP の絶対値が１よりも大きいか否かを示す第３のbin 、及び、bin stringが終端するか否かを示すbin 、DQP の正負の符号を示すがSignbinを２値算術符号化することも可能である。
以上に説明したように、本発明は、差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す情報を第１bin に対応させ、有意な差分量子化パラメータの絶対値を示す情報を第2bin とそれ以降のbin に対応させ、有意な差分量子化パラメータが正か負かを示す情報を正負bin に対応させて2値化する処理において、規格などで定められた差分量子化パラメータの値域を用いて、冗長なその他のbin を切り詰める手段備えることによって、コンテキストベース適応２値算術符号化を用いる映像符号化の映像量子化パラメータを好適に符号化可能とする。
上記の好適な符号化は、本発明では、差分量子化パラメータの各bin に適切なコンテキストがアサインされること、差分量子化パラメータの冗長なbin を切り詰められること、及び、差分量子化パラメータのbin stringに含まれるbin の個数を削減することの３つによって達成される。
また、上記の各実施形態を、ハードウェアで構成することも可能であるが、コンピュータプログラムにより実現することも可能である。
図１１に示す情報処理システムは、プロセッサ１００１、プログラムメモリ１００２、映像データを格納するための記憶媒体１００３及びビットストリームを格納するための記憶媒体１００４を備える。記憶媒体１００３と記憶媒体１００４とは、別個の記憶媒体であってもよいし、同一の記憶媒体からなる記憶領域であってもよい。記憶媒体として、ハードディスク等の磁気記憶媒体を用いることができる。
図１１に示された情報処理システムにおいて、プログラムメモリ１００２には、図１、図５、図７、図８のそれぞれに示された各ブロック（バッファのブロックを除く）の機能を実現するためのプログラムが格納される。そして、プロセッサ１００１は、プログラムメモリ１００２に格納されているプログラムに従って処理を実行することによって、図１、図５、図７、図８のそれぞれに示された映像量子化パラメータ符号化器又は映像量子化パラメータ復号器の機能を実現する。
図１２は、本発明による映像量子化パラメータ符号化器における特徴的な構成要素を示すブロック図である。図１２に示すように、本発明による映像量子化パラメータ符号化器は、過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成する予測部１１と、量子化パラメータ及び予測量子化パラメータから差分量子化パラメータを生成する演算部１２と、差分量子化パラメータが有意である場合、差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbin 、差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbin、及び、差分量子化パラメータの正負を示すbin を２値算術符号化する量子化パラメータ符号化部１３と、差分量子化パラメータの値域を用いて、冗長なその他のbin を切り詰める冗長抑制部１４とを備える。
図１３は、本発明による映像量子化パラメータ復号器における特徴的な構成要素を示すブロック図である。図１３に示すように、本発明による映像量子化パラメータ復号器は、過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成する予測部２１と、差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbin 、差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbin、及び、差分量子化パラメータの正負を示すbinを２値算術復号する量子化パラメータ復号部と、差分量子化パラメータの値域を用いて、映像符号化処理において切り詰められた冗長なその他のbinを推定する推定部２３とを備える。
１１ 予測部
１２ 演算部
１３ 量子化パラメータ符号化部
１４ 冗長抑制部
２１ 予測部
２２ 量子化パラメータ復号部
２３ 推定部
１０１ 予測器
１０２ バッファ
１０３１，１０３２ ２値化器
１０４ 適応２値算術符号化器
１０５ ２値算術符号化器
１０６ 値域決定部
１１１ スイッチ
１１２ スイッチ
２０１ 予測器
２０２ バッファ
２０３１，２０３２ ２値化解除器
２０４ 適応２値算術符号化器
２０５ ２値算術符号化器
２０６ 値域決定部
２１１ スイッチ
２１２ スイッチ

Claims (6)

  1. コンテキストベース適応２値算術符号化に基づいた映像符号化処理のために、量子化パラメータを符号化する映像量子化パラメータ符号化方法であって、
    過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成し、
    量子化パラメータ及び前記予測量子化パラメータから差分量子化パラメータを生成し、 前記差分量子化パラメータが有意である場合、前記差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbinを第１のコンテキストを用いて２値算術符号化し、前記第１のbinに後続するbinであって前記差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbinを前記第１のコンテキストとは異なるコンテキストを用いて２値算術符号化し、前記その他のbinに後続するbinであって前記差分量子化パラメータの正負を示す符号binをコンテキストを用いずに２値算術符号化する
    ことを特徴とする映像量子化パラメータ符号化方法。
  2. コンテキストベース適応２値算術符号化に基づいた映像復号処理のために、量子化パラメータを復号する映像量子化パラメータ復号方法であって、
    過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成し、
    差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbinを第１のコンテキストを用いて２値算術復号し、前記第１のbinに後続するbinであって前記差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbinを前記第１のコンテキストとは異なるコンテキストを用いて２値算術復号し、前記その他のbinに後続するbinであって前記差分量子化パラメータの正負を示す符号binをコンテキストを用いずに２値算術復号する
    ことを特徴とする映像量子化パラメータ復号方法。
  3. コンテキストベース適応２値算術符号化に基づいた映像符号化処理のために、量子化パラメータを符号化する映像量子化パラメータ符号化器であって、
    過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成する予測手段と、
    量子化パラメータ及び前記予測量子化パラメータから差分量子化パラメータを生成する演算手段と、
    前記差分量子化パラメータが有意である場合、前記差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbinを第１のコンテキストを用いて２値算術符号化し、前記第１のbinに後続するbinであって前記差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbinを前記第１のコンテキストとは異なるコンテキストを用いて２値算術符号化し、前記その他のbinに後続するbinであって前記差分量子化パラメータの正負を示す符号binをコンテキストを用いずに２値算術符号化する量子化パラメータ符号化手段とを備える
    ことを特徴とする映像量子化パラメータ符号化器。
  4. コンテキストベース適応２値算術符号化に基づいた映像復号処理のために、量子化パラメータを復号する映像量子化パラメータ復号器であって、
    過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成する予測手段と、
    差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbinを第１のコンテキストを用いて２値算術復号し、前記第１のbinに後続するbinであって前記差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbinを前記第１のコンテキストとは異なるコンテキストを用いて２値算術復号し、前記その他のbinに後続するbinであって前記差分量子化パラメータの正負を示す符号binをコンテキストを用いずに２値算術復号する量子化パラメータ復号手段とを備える
    ことを特徴とする映像量子化パラメータ復号器。
  5. コンテキストベース適応２値算術符号化に基づいた映像符号化処理のために、量子化パラメータを符号化する映像量子化パラメータ符号化器におけるコンピュータに、
    過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成する処理と、
    量子化パラメータ及び前記予測量子化パラメータから差分量子化パラメータを生成する処理と、
    前記差分量子化パラメータが有意である場合、前記差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbinを第１のコンテキストを用いて２値算術符号化し、前記第１のbinに後続するbinであって前記差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbinを前記第１のコンテキストとは異なるコンテキストを用いて２値算術符号化し、前記その他のbinに後続するbinであって前記差分量子化パラメータの正負を示す符号binをコンテキストを用いずに２値算術符号化する処理とを実行させるための
    映像量子化パラメータ符号化プログラム。
  6. コンテキストベース適応２値算術符号化に基づいた映像復号処理のために、量子化パラメータを復号する映像量子化パラメータ復号器におけるコンピュータに、
    過去の再構築量子化パラメータから予測量子化パラメータを生成する処理と、
    差分量子化パラメータが有意であるか否かを示す第１のbinを第１のコンテキストを用いて２値算術復号し、前記第１のbinに後続するbinであって前記差分量子化パラメータの絶対値を示すその他のbinを前記第１のコンテキストとは異なるコンテキストを用いて２値算術復号し、前記その他のbinに後続するbinであって前記差分量子化パラメータの正負を示す符号binをコンテキストを用いずに２値算術復号する処理とを実行させるための
    映像量子化パラメータ復号プログラム。
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