JP6490272B2 - 画像符号化装置、画像符号化方法及びプログラム、画像復号装置、画像復号方法及びプログラム - Google Patents
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本発明は画像符号化装置、画像符号化方法及びプログラム、画像復号装置、画像復号方法及びプログラムに関し、特に画像中の量子化マトリクスの符号化方法・復号方法に関する。
動画像の圧縮記録方法として、H.264/MPEG−4 AVC(以下H.264)が知られている。(非特許文献1)
H.264においてはscaling_list情報を符号化することにより、量子化マトリクスの各要素を任意の値に変更することができる。非特許文献1の7.3.2.1.1.1節の記載によれば、直前の要素に差分値であるdelta_scaleを加算することで量子化マトリクスの各要素は任意の値をとることができる。
H.264においてはscaling_list情報を符号化することにより、量子化マトリクスの各要素を任意の値に変更することができる。非特許文献1の7.3.2.1.1.1節の記載によれば、直前の要素に差分値であるdelta_scaleを加算することで量子化マトリクスの各要素は任意の値をとることができる。
ITU−T H.264 (03/2010) Advancedvideo coding for generic audiovisual services
H.264においては、二次元の量子化マトリクスの左上の低周波成分にあたる要素から右下の高周波成分にあたる要素の方向に量子化マトリクス内の各要素を走査する。例えば、図6(a)に示される二次元の量子化マトリクスを符号化する場合、図13(a)に示されるジグザグスキャンと呼ばれる走査方法を用いて図6(b)に示される一次元の行列に配置する。そして、行列内の符号化する要素と直前の要素との差分値を計算し、図6(d)に示される差分値の行列を得る。続いて、前述の差分値であるdelta_scaleとして、図5(a)に示されるsigned Exp−Golomb符号と呼ばれる方式を用いて符号化する。例えば、直前の要素と符号化する要素との差分が0であれば二値符号1を符号化し、差分が−2であれば二値符号00101を符号化する。
しかしながら、H.264で用いられているジグザグスキャンでは対角線方向に量子化マトリクスの各要素を走査するため、量子化マトリクスの特性によっては、量子化マトリクスの符号量が多くなってしまうという課題が生じていた。
したがって、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、量子化マトリクスの符号化に単方向の走査方法を導入することにより、高効率の量子化マトリクス符号化・復号を実現することを目的とする。
上述の問題点を解決するため、本発明の画像符号化装置は以下の構成を有する。すなわち、画像データを符号化する符号化装置であって、符号化対象の画像データを量子化する際に用いる二次元配列で表すことが可能なn行n列(nは4以上の整数)の量子化マトリクスにおける各要素において所定の要素間の差分値を取得する取得手段、を有し、前記取得手段は、前記量子化マトリクスにおけるn行p列目(pは2以上の整数)に対応する要素と、前記量子化マトリクスにおける(p−1)行n列目に対応する要素との差分値を取得する。
また、本発明の画像復号装置は以下の構成を有する。すなわち、ビットストリームから画像データを復号する画像復号装置であって、量子化係数から変換係数を導出する際に用いられる量子化マトリクスであって、n行n列(nは4以上の整数)の量子化マトリクスに含まれる各要素における所定の要素間の差分値を前記ビットストリームから復号する復号手段と、前記復号手段によって復号された複数の差分値における第1番目の差分値と所定の初期値とを加算して第1番目の要素を導出し、前記複数の差分値における第r番目(rは2以上の整数)の差分値と第r−1番目の要素とを加算して第r番目の要素を導出することにより、複数の要素を導出する第1の導出手段と、前記第1の導出手段によって導出された前記複数の要素それぞれを、二次元配列で表わすことが可能な前記量子化マトリクスにおける各要素に対応付ける対応付け手段とを有し、前記対応付け手段は、前記複数の要素の内の第1の要素を、前記量子化マトリクスにおける(p−1)行n列目(pは2以上の整数)の要素に対応させる場合、前記第1の要素の次の第2の要素を、前記量子化マトリクスにおけるn行p列目の要素に対応させる。
本発明により、量子化マトリクス符号化のための符号量を削減し、高効率の符号化・復号が可能になる。
以下、添付の図面を参照して、本願発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。
また、本発明では、本発明では、図13(b)に示される二次元のマトリクスの走査方法を水平スキャンと呼称し、図13(d)に示される二次元のマトリクスの走査方法を垂直スキャンと呼称する。
<実施形態1>
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。図1は本実施形態の画像符号化装置を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。図1は本実施形態の画像符号化装置を示すブロック図である。
図1において、101は入力画像を複数のブロックに分割するブロック分割部である。
102はブロック分割部101で分割された各ブロックを、ブロック単位で予測を行い、予測方法を決定し、それに従って差分値算出を行い、予測誤差を算出する予測部である。静止画または動画の場合のイントラフレームではイントラ予測を行い、動画の場合は動き補償予測も行うものとする。イントラ予測は一般的には、周囲の画素データから予測値を算出するために、複数の参照方法の中から最適なものを予測方法として選択することで実現する。
103は各ブロックの予測誤差に対して直交変換を行う変換部であり、入力されたブロックサイズまたはそれを細分化したブロックサイズを単位に直交変換を行い、直交変換係数を算出する。以下では直交変換を行うブロックを変換ブロックと呼称する。直交変換に関しては特に限定しないが、離散コサイン変換やアダマール変換等を用いてもよい。また、本実施形態では説明のため、8×8画素のブロック単位の予測誤差を縦横2分割し、4×4画素の変換ブロック単位で直交変換を行うものとするが、変換ブロックの大きさ、形状はこれに限定されない。ブロックと同一の大きさの変換ブロックを用いて直交変換を行っても良いし、ブロックを縦横2分割よりもさらに細かい単位で分割した変換ブロックを用いて直交変換を行っても良い。
106は量子化マトリクスを生成し、格納する量子化マトリクス保持部である。格納される量子化マトリクスの生成方法については特に限定しないが、ユーザが量子化マトリクスを入力しても良いし、入力画像の特性から算出しても、初期値としてあらかじめ指定されたものを使用してももちろん良い。本実施形態では、図6(a)に示されるような4×4画素の変換ブロックに対応した二次元の量子化マトリクスが生成され、格納されるものとする。
104は量子化マトリクス保持部106に格納された量子化マトリクスによって、前記直交変換係数を量子化する量子化部である。この量子化によって量子化係数を得ることができる。
105はこのようにして得られた量子化係数を、符号化して量子化係数符号データを生成する係数符号化部である。符号化の方法は特に限定しないが、ハフマン符号や算術符号などを用いることができる。
109は量子化マトリクス保持部106に格納された二次元の量子化マトリクスを走査して各要素の差分を計算し、一次元の行列に配置する量子化マトリクス走査部である。本特許では、この一次元の行列に配置された差分を差分行列と呼称する。
107は量子化マトリクス走査部109によって一次元の行列となった差分行列を符号化して、量子化マトリクス符号データを生成する量子化マトリクス符号化部である。108はヘッダ情報や予測、変換に関する符号を生成するとともに、係数符号化部105で生成された量子化係数符号データおよび量子化マトリクス符号化部107で生成された量子化マトリクス符号データを統合する統合符号化部である。予測、変換に関する符号とは、例えば選択した予測方法や変換ブロックの分割の様子等の符号であるとする。
上記画像符号化装置における画像の符号化動作を以下に説明する。本実施形態では動画像データをフレーム単位に入力する構成となっているが、1フレーム分の静止画像データを入力する構成としても構わない。また、本実施形態では、説明を容易にするため、イントラ予測符号化の処理のみを説明するが、これに限定されずインター予測符号化の処理においても適用可能である。本実施形態では説明のため、ブロック分割部101においては8×8画素のブロックに分割するものとして説明するが、これに限定されない。
次に、画像の符号化に先立ち、量子化マトリクスの要素の符号化を行う。最初に、量子化マトリクス保持部106は量子化マトリクスを生成する。符号化を行うブロックサイズに応じて、量子化マトリクスが決定される。量子化マトリクスの要素の決定方法はとくに限定しない。例えば、所定の初期値を用いても良いし、個別に設定しても良い。また、画像の特性に応じて設定生成されても構わない。
量子化マトリクス保持部106には、このようにして生成された量子化マトリクスが保持されている。図6(a)は4×4画素の変換ブロックに対応する量子化マトリクスの一例である。太枠の600は、量子化マトリクスを表している。説明を簡易にするため、4×4画素の変換ブロックに対応した16画素分の構成とし、太枠内の各正方形は要素を表しているものとする。本実施形態では、図6(a)に示された量子化マトリクスが二次元形状で保持されているものとするが、量子化マトリクス内の要素はもちろんこれに限定されない。例えば、本実施形態に加えて8×8画素の変換ブロックサイズも用いる場合には、8×8画素変換ブロックに対応する他の量子化マトリクスを保持することになる。
量子化マトリクス走査部109は二次元形状で格納されている量子化マトリクスを量子化マトリクス保持部106から順に読み出し、各要素を走査して差分を計算し、一次元の行列に配置する。本実施形態では、図13(d)に示された垂直スキャンを用いるものとし、要素ごとに走査順に直前の要素との差分を計算するものするが、走査方法および差分の計算方法はこれに限定されない。図13(b)に示された水平スキャンを用いて、要素ごとに走査順に直前の要素との差分を計算しても良い。また図13(b)の走査方法を用いつつ、図13(c)に示されたように左端の要素の差分だけは上の要素との差分を計算し、それ以外は図13(b)同様直前の要素との差分を計算しても良い。また、図13(d)の走査方法を用いつつ、図13(e)に示されたように上端の要素の差分だけは左の要素との差分を計算し、それ以外は図13(d)同様直前の要素との差分を計算しても良い。本実施形態では、図6(a)に示される二次元形状の量子化マトリクスを図13(d)に示される垂直スキャンを用いて走査し、それぞれの要素と直前の要素との差分を計算して図6(e)に示される差分行列を生成するものとする。また、行列の最初の要素に対応する差分値は所定の初期値との差分を計算するものとし、本実施形態では初期値を8とするが、もちろんこれに限定されず、任意の値をとったり最初の要素の値そのものを用いたりしても良い。
量子化マトリクス符号化部107は前記差分行列を量子化マトリクス走査部109から順に読み出し、符号化して量子化マトリクス符号データを生成する。本実施形態では、図5(a)に示される符号化テーブルを用いて符号化するものとするが、符号化テーブルはこれに限定されず、例えば図5(b)に示されるような符号化テーブルを用いても良い。
図7は、図6(a)に示された量子化マトリクスを図13(a)、図13(d)の各走査方法を用いて差分行列を計算し、図5(a)の符号化テーブルで符号化した際の例を示している。図7の要素の行は図6(a)の量子化マトリクスの各要素を走査したものを示しており、差分値の行は所定の初期値8および直前の要素との差分値を示している。ジグザグスキャンの行は図13(a)で示された従来手法のジグザグスキャンを用いた場合の符号を示しており、合計68ビットが必要となる。一方、垂直スキャンの行は図13(d)で示された垂直スキャンを用いた場合の符号を示しており、合計60ビットが必要であり、本実施形態ではより少ない符号量で同一の量子化マトリクスを符号化できる。このようにして生成された量子化マトリクスの符号データは統合符号化部108に入力される。統合符号化部108では画像データの符号化に必要なヘッダ情報を符号化し、量子化マトリクスの符号データを統合する。
続いて、画像データの符号化が行われる。1フレーム分の画像データはブロック分割部101に入力され、8×8画素のブロック単位に分割される。分割された画像データは予測部102に入力される。
予測部102ではブロック単位の予測が行われ、予測誤差が生成される。変換部103では、予測部102で生成された予測誤差を変換ブロックサイズに分割して直交変換を行い、直交変換係数を生成する。そして、直交変換係数を量子化部104に入力する。本実施形態では、8×8画素のブロック単位の予測誤差を4×4画素の変換ブロック単位に分割して直交変換を行うものとする。
図1に戻り、量子化部104では、変換部103から出力された直交変換係数を量子化マトリクス保持部106に格納されている量子化マトリクスを用いて量子化して量子化係数を生成する。生成された量子化係数は係数符号化部105に入力される。
係数符号化部105では、量子化部104で生成された量子化係数を符号化し、量子化係数符号データを生成して統合符号化部108に出力する。統合符号化部108はブロック単位で予測、変換に関する符号を生成し、前記ヘッダの符号化データとともに、ブロック単位の符号、係数符号化部105で生成された量子化係数符号データを統合し、ビットストリームを生成し出力する。
図8(a)は実施形態1で出力されるビットストリームの一例である。シーケンスヘッダに量子化マトリクスの符号データが含まれ、各要素の符号化結果で構成されている。但し、符号化の位置はこれに限定されない。ピクチャヘッダ部やその他のヘッダ部に符号化される構成をとってももちろん構わない。また、1つのシーケンスの中で量子化マトリクスの変更を行う場合、量子化マトリクスを新たに符号化することで更新することも可能である。この際、全ての量子化マトリクスを書き換えても良いし、書き換える量子化マトリクスの走査方法と変換ブロックサイズを指定することでその一部を変更するようにすることも可能である。
図9は実施形態1に係る画像符号化装置における画像符号化処理を示すフローチャートである。まず、ステップS901にて、量子化マトリクス保持部106は量子化マトリクスを生成する。
ステップS902にて、量子化マトリクス走査部109はステップS901で生成された量子化マトリクスを走査して各要素の差分を算出し、差分行列を生成する。本実施形態では、図6(a)に示される量子化マトリクスを図13(d)に示される走査方法で走査し、図6(e)に示される差分行列を生成するものとするが、量子化マトリクスや走査方法はこれらに限定されない。
ステップS903にて、量子化マトリクス符号化部107はステップS902で生成された差分行列を符号化する。本実施形態では、量子化マトリクス符号化部107は図6(e)に示される差分行列を、図5(a)に示される符号化テーブルを用いて符号化されるものとするが、使用される符号化テーブルはこれに限定されない。
ステップS904にて、統合符号化部108はビットストリームのヘッダ部の符号化を行い出力する。ステップS905にて、ブロック分割部101は、フレーム単位の入力画像をブロック単位に分割する。ステップS906にて、予測部102はブロック単位の予測を行い、予測誤差を生成する。
ステップS907にて、変換部103はステップS906で生成された予測誤差に対して変換ブロックサイズに分割して直交変換を行い、直交変換係数を生成する。ステップS908にて、量子化部104はステップS907で生成された直交変換係数を、ステップS901で生成されて量子化マトリクス保持部106に格納された量子化マトリクスを用いて量子化して量子化係数を生成する。
ステップS909にて、係数符号化部105はステップS908で生成された量子化係数を符号化し、量子化係数符号データを生成する。ステップS910にて、画像符号化装置は、当該ブロック内の全ての変換ブロックの符号化が終了したか否かの判定を行い、終了していればステップS911に進み、終了していなければ次の変換ブロックを対象としてステップS907に戻る。
ステップS911にて、画像符号化装置は、全てのブロックの符号化が終了したか否かの判定を行い、終了していれば全ての動作を停止して処理を終了し、そうでなければ次のブロックを対象としてステップS905に戻る。
以上の構成と動作により、特にステップS902に示した量子化マトリクスを単方向走査して差分行列を算出する処理により、量子化マトリクスの符号量がより少ないビットストリームを生成することができる。
なお、本実施形態においては、イントラ予測のみを用いるフレームを例にとって説明したが、インター予測を使用できるフレームにおいても対応できることは明らかである。
さらに、本実施形態では説明のためにブロックを8×8画素、変換ブロックを4×4画素としたが、これに限定されない。例えば16×16画素や32×32画素などのブロックサイズへの変更が可能であり、また、ブロックの形状も正方形に限定されず、16×8画素などの長方形でも良い。
また、変換ブロックサイズはブロックサイズの縦横それぞれ半分としたが、同じ大きさでも構わないし、縦横それぞれ半分よりもさらに細かいサイズでももちろん構わない。
また、本実施形態では、差分行列を一旦生成して符号化する構成をとったが、量子化マトリクス符号化部107が量子化マトリクスから所定の走査方法を用いて直接差分値を算出して符号化する構成をとっても良い。その場合、量子化マトリクス走査部109は省略可能である。
また、直交変換係数の走査方法に応じて異なる量子化マトリクスを備えて適応する場合、直交変換係数の走査方法に応じて量子化マトリクスの要素の走査方法を決定しても良い。
また、本実施形態では量子化マトリクスが1つの場合について説明したが、これに限定されない。例えば、輝度・色度で異なる量子化マトリクスを設ける場合、共通の量子化マトリクス走査方法を用いても構わないし、個別に設けても構わない。
また、本実施形態では量子化マトリクスが1つの場合について説明したが、これに限定されない。例えば、輝度・色度で異なる量子化マトリクスを設ける場合、共通の量子化マトリクス走査方法を用いても構わないし、個別に設けても構わない。
<実施形態2>
図2は、本発明の実施形態2に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では、実施形態1で生成されたビットストリームの復号について説明する。
図2は、本発明の実施形態2に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では、実施形態1で生成されたビットストリームの復号について説明する。
図2において、201は入力されたビットストリームのヘッダ情報を復号し、ビットストリームから必要な符号を分離して後段へ出力する復号・分離部である。復号・分離部201は図1の統合符号化部108と逆の動作を行う。206はビットストリームのヘッダ情報から量子化マトリクス符号データを復号し、差分行列を生成する量子化マトリクス復号部である。
208は量子化マトリクス復号部206で生成された差分行列を逆走査して量子化マトリクスを再生する量子化マトリクス逆走査部である。量子化マトリクス逆走査部208は図1の量子化マトリクス走査部109と逆の動作を行う。207は量子化マトリクス逆走査部208で再生された量子化マトリクスを格納しておく量子化マトリクス保持部である。
一方、202は復号・分離部201で分離された符号から量子化係数符号を復号し、量子化係数を再生する係数復号部である。203は量子化マトリクス保持部207に格納された量子化マトリクスを用いて量子化係数に逆量子化を行い、直交変換係数を再生する逆量子化部である。204は図1の変換部103の逆となる逆直交変換を行い、予測誤差を再生する逆変換部である。205は予測誤差と復号済みの画像データからブロックの画像データを再生する予測再構成部である。
上記画像復号装置における画像の復号動作を以下に説明する。本実施形態では実施形態1で生成された動画像ビットストリームをフレーム単位で入力する構成となっているが、1フレーム分の静止画像ビットストリームを入力する構成としても構わない。また、本実施形態では説明を容易にするため、イントラ予測復号処理のみを説明するが、これに限定されずインター予測復号処理においても適用可能である。
図2において、入力された1フレーム分のビットストリームは復号・分離部201に入力され、画像を再生するのに必要なヘッダ情報が復号され、さらに後段で使用される符号が分離され出力される。ヘッダ情報に含まれる量子化マトリクス符号データは量子化マトリクス復号部206に入力され、一次元の差分行列が再生される。この時、本実施形態では、図5(a)に示される復号テーブルを用いて量子化マトリクスの各要素の差分値を復号し、差分行列が再生されるものとするが、使用される復号テーブルはこれに限定されない。再生された差分行列は量子化マトリクス逆走査部208に入力される。
量子化マトリクス逆走査部208に入力された差分行列は、それぞれの差分値から量子化マトリクスの各要素を算出し、それを逆走査して二次元の量子化マトリクスを再生する。再生された量子化マトリクスは量子化マトリクス保持部207に入力され、格納される。また、復号・分離部201で分離された符号のうち、量子化係数符号データは係数復号部202に入力される。まず、係数復号部202は変換ブロックごとに量子化係数符号データを復号し、量子化係数を再生し、逆量子化部203に出力する。
逆量子化部203は、係数復号部202で再生された量子化係数および量子化マトリクス保持部207に格納されている量子化マトリクスを入力する。そして、前記量子化マトリクスを用いて逆量子化を行い、直交変換係数を再生し、逆変換部204に出力する。逆変換部204は、直交変換係数を入力し、図1の変換部103の逆となる逆直交変換を行い、予測誤差を再生し、予測再構成部205に出力する。予測再構成部205は、入力された予測誤差に復号済みの周囲の画素データから予測を行ってブロック単位の画像データを再生し、出力する。
図10は、実施形態2に係る画像復号装置における画像復号処理を示すフローチャートである。
まず、ステップS1001にて、復号・分離部201がヘッダ情報を復号し、符号を後段に出力するために分離する。ステップS1002にて、量子化マトリクス復号部206はヘッダ情報に含まれる量子化マトリクス符号データを、図5(a)に示される復号テーブルを用いて復号し、量子化マトリクス再生に必要な差分行列を生成する。ステップS1003にて、量子化マトリクス逆走査部208はステップS1002で生成された差分行列から量子化マトリクスの各要素を算出し、それを逆走査して二次元の量子化マトリクスを再生する。
ステップS1004にて、係数復号部202は変換ブロック単位で量子化係数符号データを復号し、量子化係数を再生する。ステップS1005にて、逆量子化部203はステップS1003で再生された量子化マトリクスを用いてステップS1004にて再生された量子化係数を逆量子化し、直交変換係数を再生する。ステップS1006にて、逆変換部204はステップS1005で再生された直交変換係数に対し、逆直交変換を行い、予測誤差を再生する。ステップS1007にて、画像復号装置は、当該ブロック内の全ての変換ブロックの復号が終了したか否かの判定を行い、終了していればステップS1008に進み、終了していなければ次の変換ブロックを対象としてステップS1004に戻る。
ステップS1008にて、予測再構成部205は復号済みの周囲の画素データから予測を行い、ステップS1006で再生された予測誤差に加算して、ブロックの復号画像を再生する。ステップS1009にて、画像復号装置は、全てのブロックの復号が終了したか否かの判定を行い、終了していれば全ての動作を停止して処理を終了し、そうでなければ次のブロックを対象として、ステップS1003に戻る。
以上の構成と動作により、実施形態1で生成された、量子化マトリクスの符号量がより少ないビットストリームの復号を行い、再生画像を得ることができる。また、実施形態1と同様にブロックのサイズ、変換ブロックのサイズ、ブロックの形状についてはこれに限定されない。
また、本実施形態では、図5(a)に示される復号テーブルを用いて量子化マトリクスの各要素の差分値を復号したが、使用される復号テーブルはこれに限定されない。
また、1つのシーケンスのビットストリーム中で量子化マトリクス符号データが複数回含まれている場合、量子化マトリクスの更新をすることも可能である。復号・分離部201で量子化マトリクス符号データを検出し、量子化マトリクス復号部206で復号し差分行列を生成する。生成された差分行列を量子化マトリクス逆走査部208で逆走査して量子化マトリクスを再生する。そして、再生された量子化マトリクスのデータを量子化マトリクス保持部207の該当する量子化マトリクスに置き換える。この際、全ての量子化マトリクスを書き換えても良いし、書き換える量子化マトリクスを判別することでその一部を変更することも可能である。
また、本実施形態では1フレーム分の符号データを蓄積してから処理を行う方式を例にとって説明したが、これに限定されない。例えば、ブロック単位や複数のブロックで構成されるスライス単位といった入力方法でも構わない。さらにはブロック等の構成ではなく、固定長のパケット等に分割されているものでも構わない。
また、本実施形態では、差分行列を一旦生成してから量子化マトリクスを再生する構成をとったが、量子化マトリクス復号部206が差分値を復号後、所定の走査方法を用いて直接量子化マトリクスを再生する構成をとっても良い。その場合、量子化マトリクス逆走査部208は省略可能である。
また、直交変換係数の走査方法に応じて異なる量子化マトリクスを備えて適応する場合、直交変換係数の走査方法に応じて量子化マトリクスの要素の走査方法を決定しても良い。
<実施形態3>
図3は本実施形態の画像符号化装置を示すブロック図である。図3において、実施形態1の図1と同様の機能を果たす部分に関しては同じ番号を付与し、説明を省略する。
図3は本実施形態の画像符号化装置を示すブロック図である。図3において、実施形態1の図1と同様の機能を果たす部分に関しては同じ番号を付与し、説明を省略する。
321は各量子化マトリクスをどのように走査するかを示す量子化マトリクス走査方法情報を生成する、走査制御情報生成部である。309は走査制御情報生成部321で生成された量子化マトリクス走査方法情報に基づいて走査方法を決定し、量子化マトリクス保持部106に格納された量子化マトリクスを走査して差分値を計算し、差分行列を生成する量子化マトリクス走査部である。
308は図1の統合符号化部108と同様に、ヘッダ情報や予測、変換に関する符号を生成する統合符号化部であり、前記統合符号化部108とは走査制御情報生成部321から量子化マトリクス走査方法情報を入力し、これを符号化することが異なる。
上記画像符号化装置における画像の符号化動作を以下に説明する。
符号化制御情報生成部321では、まず、各量子化マトリクスをどのように走査して差分値を算出するかを示す量子化マトリクス走査方法情報を生成する。本実施形態では、前記量子化マトリクス走査方法情報が0であれば、量子化マトリクスを図13(a)に示された走査方法を用いて走査し、各要素と走査順で直前の要素との差分値を算出して差分行列を生成するものとする。また、1であれば、量子化マトリクスを図13(b)に示された走査方法を用いて走査し、各要素と走査順で直前の要素との差分値を算出して差分行列を生成するものとする。また、2であれば、量子化マトリクスを図13(d)に示された走査方法を用いて走査し、各要素と走査順で直前の要素との差分値を算出して差分行列を生成するものとする。量子化マトリクスの各要素の走査方法および差分算出方法はこれらに限定されず、図13(a)、(b)、(d)に示されたもの以外の方法を用いても良く、例えば図13(c)、(e)に示された差分算出方法を用いても良い。また、前記量子化マトリクス走査方法情報と量子化マトリクスの走査方法との組合せはこれに限定されない。量子化マトリクス走査方法情報の生成方法については特に限定しないが、ユーザが入力しても良いし、固定値としてあらかじめ指定されたものを使用して良いし、量子化マトリクス保持部106に格納されている量子化マトリクスの特性から算出してももちろん良い。生成された量子化マトリクス走査方法情報は量子化マトリクス走査部309と統合符号化部308に入力される。
量子化マトリクス走査部309では、入力された量子化マトリクス走査方法情報に基づいて、量子化マトリクス保持部106に格納された各量子化マトリクスを走査して差分値を算出し、差分行列を生成して量子化マトリクス符号化部107に出力する。
統合符号化部308では、走査制御情報生成部321で生成された量子化マトリクス走査方法情報を符号化し、量子化マトリクス走査情報符号を生成し、ヘッダ情報等に組み込んで出力する。符号化の方法は特に限定しないが、ハフマン符号や算術符号などを用いることができる。図8(b)に量子化マトリクス走査情報符号を含むビットストリームの例を示す。量子化マトリクス符号化情報符号はシーケンス、ピクチャ等のヘッダのいずれに入れても構わないが、各量子化マトリクス符号データより前に存在する。
図11は実施形態3に係る画像符号化装置における画像符号化処理を示すフローチャートである。図11において、実施形態1の図9と同様の機能を果たす部分に関しては同じ番号を付与し、説明を省略する。
ステップS1151にて、走査制御情報生成部321は、後段のステップS1152における量子化マトリクス走査方法を決定し、量子化マトリクス走査方法情報を生成する。ステップS1152にて、量子化マトリクス走査部309は、ステップS1151で決定した量子化マトリクス走査方法に基づいて、ステップS901で生成された量子化マトリクスを走査して差分値を算出し、差分行列を生成する。ステップS1153にて、量子化マトリクス符号化部107は、ステップS1152で生成された差分行列を符号化する。ステップS1154では量子化マトリクス走査方法情報を符号化し、量子化マトリクス走査情報符号を生成し、他の符号と同様にヘッダ部に組み込み出力する。
以上の構成と動作により、各量子化マトリクスが最適な走査方法で走査され、量子化マトリクスの符号量がより少ないビットストリームを生成することができる。なお、直交変換係数の走査方法に応じて異なる量子化マトリクスを備えて適応する場合、直交変換係数の走査方法に応じて量子化マトリクスの要素の走査方法を決定しても良い。それ以外の走査方法を用いる場合、そのことを示すフラグと使用する量子化マトリクス走査方法情報を符号化してもよい。
また、本実施形態では量子化マトリクスが1つの場合について説明したが、これに限定されない。例えば、輝度・色度で異なる量子化マトリクスを設ける場合、共通の量子化マトリクス走査方法の情報を符号化して用いても構わないし、個別に設けて符号化しても構わない。
また、走査制御情報生成部321は量子化マトリクス保持部106で生成された量子化マトリクスを参照して走査方法を生成しても構わない。前記のように複数の走査方法を予め用意しておいて、これらの中から選択して量子化マトリクス走査情報とすることもできるし、走査される要素の順番を別途符号化しても構わない。図13(a)であれば、1、2、6、7、3、5、8、13、4、9、12、14、10、11、15,16のような順番を符号化して送っても構わない。
<実施形態4>
図4は本実施形態の画像復号装置を示すブロック図である。図4において、実施形態2の図2と同様の機能を果たす部分に関しては同じ番号を付与し、説明を省略する。本実施形態では、実施形態3で生成されたビットストリームの復号について説明する。
図4は本実施形態の画像復号装置を示すブロック図である。図4において、実施形態2の図2と同様の機能を果たす部分に関しては同じ番号を付与し、説明を省略する。本実施形態では、実施形態3で生成されたビットストリームの復号について説明する。
401は入力されたビットストリームのヘッダ情報を復号し、ビットストリームから必要な符号を分離して後段へ出力する復号・分離部である。図2の復号・分離部201とはビットストリームのヘッダ情報から量子化マトリクス走査情報符号を分離して後段に出力することが異なる。
421は復号・分離部401で分離された量子化マトリクス走査方法情報符号を復号し、量子化マトリクス走査方法の情報を再生する走査制御情報復号部である。408は量子化マトリクス復号部206で生成された差分行列を前記量子化マトリクス走査方法の情報に基づいて逆走査して量子化マトリクスを再生する量子化マトリクス逆走査部である。
上記画像復号装置における画像の復号動作を以下に説明する。
図4において、入力された1フレーム分のビットストリームは復号・分離部401に入力され、画像を再生するのに必要なヘッダ情報が復号され、さらに後段で使用される符号が分離され出力される。ヘッダ情報に含まれる量子化マトリクス走査方法情報符号は走査制御情報復号部421に入力され、量子化マトリクス走査方法の情報を再生する。そして、再生された量子化マトリクス走査方法の情報は量子化マトリクス逆走査部408に入力される。一方、ヘッダ情報に含まれる量子化マトリクス符号データは量子化マトリクス復号部206に入力される。
量子化マトリクス復号部206は量子化マトリクス符号データを復号し、差分行列を再生する。再生された差分行列は量子化マトリクス逆走査部408に入力される。量子化マトリクス逆走査部408は、前記量子化マトリクス走査方法の情報に基づいて、量子化マトリクス復号部206から入力された差分行列を逆走査し、要素単位で差分を加算して、量子化マトリクスを再生する。再生された量子化マトリクスは量子化マトリクス保持部207に格納される。
図12は実施形態4に係る画像復号装置における画像復号処理を示すフローチャートである。実施形態2の図10と同様の機能を果たす部分に関しては同じ番号を付与し、説明を省略する。
ステップS1001にて、復号・分離部401はヘッダ情報を復号する。ステップS1251にて、走査制御情報復号部421はヘッダ情報に含まれる量子化マトリクス走査方法情報符号を復号し、量子化マトリクス走査方法の情報を再生する。ステップS1253にて、量子化マトリクス逆走査部408は、ステップS1251で再生された量子化マトリクスの走査方法の情報を用いてステップS1252で再生された差分行列を逆走査し、量子化マトリクスを再生する。
以上の構成と動作により、実施形態3で生成された、各量子化マトリクスが最適な走査方法で走査され、量子化マトリクスの符号量がより少ないビットストリームの復号を行い、再生画像を得ることができる。
なお、直交変換係数の走査方法に応じて異なる量子化マトリクスを備えて適応する場合、直交変換係数の走査方法に応じて量子化マトリクスの要素の走査方法を決定しても良い。それ以外の走査方法を用いる場合、そのことを示すフラグと使用する量子化マトリクス走査方法情報を符号化してもよい。
<実施形態5>
本実施形態では画像符号化装置は実施形態1の図1と同じ構成をとる。ただし、量子化マトリクス走査部109の動作が異なる。従って、量子化マトリクス走査部109以外の符号化に関しては実施形態1と同様であり、説明を省略する。
本実施形態では画像符号化装置は実施形態1の図1と同じ構成をとる。ただし、量子化マトリクス走査部109の動作が異なる。従って、量子化マトリクス走査部109以外の符号化に関しては実施形態1と同様であり、説明を省略する。
量子化マトリクス走査部109は二次元形状で格納されている量子化マトリクスを量子化マトリクス保持部106から順に読み出し、各要素と予測値との差分を計算し、計算された差分を走査して一次元の行列に配置する。実施形態1の量子化マトリクス走査部109とは差分の計算方法が異なる。
本実施形態では、図16(c)に示されたように左および上の要素を参照して予測値を算出し、算出した予測値を図16(a)に示された水平スキャンを用いて走査して一次元の行列に配置するものとする。予測値の算出方法については、本実施形態では左の要素と上の要素のうち値が大きい方を予測値とするが、これに限定されず小さい方を予測値としても2つの要素の平均値を予測値としても良い。マトリクス内の上端の要素の符号化においては左の要素を予測値とし、左端の要素の符号化においては上の要素を予測値とする。また、マトリクスの最初の要素に対応する差分値は所定の初期値との差分を計算するものとし、本実施形態では初期値を8とするが、もちろんこれに限定されず、任意の値をとったり最初の要素の値そのものを用いたりしても良い。また、走査方法は水平スキャンに限定されず、図16(b)に示された垂直スキャンでも良く、単方向の走査方法であれば良い。
本実施形態における画像符号化処理を示すフローチャートは実施形態1の図9と同様である。ただし、ステップS902の動作が異なる。従って、ステップS902以外の符号化動作に関しては実施形態1と同様であり、説明を省略する。
ステップS902にて、量子化マトリックス走査部109はステップS901で生成された量子化マトリクスに対し、各要素の差分を算出し、算出された差分を走査して差分行列を生成する。本実施形態では、図17(a)に示された量子化マトリクスをステップS901で生成する場合を例にとって説明する。生成された量子化マトリクスは図16(c)に示される上または左の要素の最大値を予測値として図17(b)に示される二次元の差分値マトリクスを計算する。そして計算された差分値マトリクスを図16(a)に示される水平走査で走査し、図17(c)に示される差分行列を生成する。もちろん、差分値算出方法は上および左の要素を用いれば最大値に限定されず、最小値や平均値でも構わないし、走査方法は水平スキャンに限定されず、単方向の走査方法であれば良い。
図15は図17(a)に示された量子化マトリックスを図16(c)に示される上または左の要素の最大値を予測値として差分値を計算し、それを図16(a)の走査方法を用いて走査し、図5(a)の符号化テーブルで符号化した際の例を示している。図15の差分値の行は所定の初期値8および左または上の要素の最大値との差分値を水平スキャンしたものを示しており、図17(c)の差分行列と同等である。符号の行は差分値を図5(a)の符号化テーブルを用いて符号化した際の符号を示しており、合計50ビットが必要となる。これは図7に示されている従来手法の68ビットおよび実施形態1の60ビットよりもさらに少ない符号量で量子化マトリクスが符号化できることを示している。
以上の構成と動作により、量子化マトリクスの符号量がさらに少ないビットストリームを生成することができる。
本実施形態では左と上の要素を用いて予測値を算出したが、これに限定されず、例えば左上の要素も用いても構わない。また、それ以外の要素を用いても構わない。その際にはその最大値、最小値、平均値に加えて中央値を用いても構わないしこれらに限定されない。
<実施形態6>
本実施形態では画像復号装置は実施形態2の図2と同じ構成をとる。ただし、量子化マトリクス逆走査部208の動作が異なる。従って、量子化マトリクス逆走査部208以外の復号に関しては実施形態2と同様であり、説明を省略する。また、本実施形態では実施形態6で生成されたビットストリームの復号について説明する。
本実施形態では画像復号装置は実施形態2の図2と同じ構成をとる。ただし、量子化マトリクス逆走査部208の動作が異なる。従って、量子化マトリクス逆走査部208以外の復号に関しては実施形態2と同様であり、説明を省略する。また、本実施形態では実施形態6で生成されたビットストリームの復号について説明する。
量子化マトリクス逆走査部208は実施形態6の量子化マトリクス走査部109と逆の動作を行う。量子化マトリクス逆走査部208に入力された差分行列は、それぞれの差分値を逆走査して二次元の差分値マトリクスを再生し、それから量子化マトリクスの各要素を算出して二次元の量子化マトリクスを再生する。本実施形態では、差分行列を図16(a)に示される水平スキャンを用いて逆走査して二次元の差分値マトリクスを再生し、図16(c)に示されるように左または上の要素と差分値から量子化マトリクスの各要素を算出し、二次元の量子化マトリクスを再生する。逆走査方法は水平スキャンに限定されず、図16(b)に示された垂直スキャンでも良く、単方向の走査方法であれば良い。量子化マトリクスの各要素の算出方法については、本実施形態では左の要素と上の要素のうち値が大きい方を予測値とし、それと差分値との合計を量子化マトリクスの各要素とするが、これに限定されない。左の要素と上の要素のうち値が小さい方を予測値としても良いし、2つの要素の平均値を予測値としても良く、予測値と差分値との合計を量子化マトリクスの各要素の値とする。また、マトリクス内の上端の要素の再生においては左の要素を予測値とし、左端の要素の符号化においては上の要素を予測値とし、差分値との合計をもって要素の値とする。また、マトリクスの最初の要素に対応する差分値は所定の初期値との差分を計算するものとし、本実施形態では初期値を8とするが、もちろんこれに限定されず、任意の値をとったり最初の要素の値そのものを用いたりしても良い。また、走査方法は水平スキャンに限定されず、図16(b)に示された垂直スキャンでも良く、単方向の走査方法であれば良い。
本実施形態における画像復号処理を示すフローチャートは実施形態2の図10と同様である。ただし、ステップS1003の動作が異なる。従って、ステップS1003以外の復号動作に関しては実施形態2と同様であり、説明を省略する。
ステップS1003にて、量子化マトリクス逆走査部208はステップS1002で生成された差分行列からそれぞれの差分値を逆走査して二次元の差分値マトリクスを再生し、それから量子化マトリクスの各要素を算出して二次元の量子化マトリクスを再生する。本実施形態では、実施形態6で示した図17(c)に示される差分行列を例にとって説明する。差分行列に対して、図16(a)に示される水平走査で逆走査し、図17(b)に示される二次元の差分値マトリクスを計算する。そして各要素の上または左の要素の大きい方を予測値として、各予測値と各差分値の合計を量子化マトリクスの各要素の値とする。逆走査方法は水平スキャンに限定されず単方向の逆走査方法であれば良く、量子化マトリクスの各要素の再生方法も左もしくは上の要素の小さい方や平均値を予測値として、差分値との合計を各要素の値としてももちろん良い。
以上の構成と動作により、実施形態6で生成された、量子化マトリクスの符号量がさらに少ないビットストリームの復号を行い、再生画像を得ることができる。
本実施形態では左と上の要素を用いて予測値を算出したが、これに限定されず、例えば左上の要素も用いても構わない。また、それ以外の要素を用いても構わない。その際にはその最大値、最小値、平均値に加えて中央値を用いても構わないしこれらに限定されない。
<実施形態7>
本実施形態では画像符号化装置は実施形態1の図1と同じ構成をとる。ただし、量子化マトリクス走査部109の動作が異なる。従って、量子化マトリクス走査部109以外の符号化に関しては実施形態1と同様であり、説明を省略する。
本実施形態では画像符号化装置は実施形態1の図1と同じ構成をとる。ただし、量子化マトリクス走査部109の動作が異なる。従って、量子化マトリクス走査部109以外の符号化に関しては実施形態1と同様であり、説明を省略する。
量子化マトリクス走査部109は二次元形状で格納されている量子化マトリクスを量子化マトリクス保持部106から順に読み出し、各要素と予測値との差分を計算し、計算された差分を走査して一次元の行列に配置する。実施形態1の量子化マトリクス走査部109とは差分の計算方法が異なる。
本実施形態では、図18(a)に示されたような斜め方向の単方向スキャンを用いるものとし、要素ごとに走査順に直前の要素との差分を計算するものとするが、走査方法はこれに限定されない。図18(b)に示された図18(a)とは対角線で対称な斜め方向の単方向スキャンでも良く、単方向の走査方法であれば良い。
本実施形態における画像符号化処理を示すフローチャートは実施形態1の図9と同様である。ただし、ステップS902の動作が異なる。従って、ステップS902以外の符号化動作に関しては実施形態1と同様であり、説明を省略する。
ステップS902にて、量子化マトリクス走査部109はステップS901で生成された量子化マトリクスを走査して各要素の差分を算出し、差分行列を生成する。本実施形態では、図19(a)に示される量子化マトリクスを図18(a)に示される走査方法で走査し、図19(b)に示される差分行列を生成するものとするが、量子化マトリクスや走査方法はこれらに限定されない。
以上の構成と動作により、図13(a)に示されるジグザグスキャンを用いず図19(a)に示される斜め方向の走査方法を用いる符号化方法において、走査方法を共有することで、使用されるメモリを節約しながら同等の効率でビットストリームを生成できる。
また図20(a)〜(d)のように量子化マトリクスをいくつかの小マトリクスに分割して、小マトリクスの中で単方向の走査を行っても良い。このようにすることによって、4×4量子化マトリクスの走査方法をより大きな量子化マトリクスにも適用でき、その順番を表すメモリを省略することができる。
<実施形態8>
本実施形態では画像復号装置は実施形態2の図2と同じ構成をとる。ただし、量子化マトリクス逆走査部208の動作が異なる。従って、量子化マトリクス逆走査部208以外の復号に関しては実施形態2と同様であり、説明を省略する。また、本実施形態では実施形態7で生成されたビットストリームの復号について説明する。
本実施形態では画像復号装置は実施形態2の図2と同じ構成をとる。ただし、量子化マトリクス逆走査部208の動作が異なる。従って、量子化マトリクス逆走査部208以外の復号に関しては実施形態2と同様であり、説明を省略する。また、本実施形態では実施形態7で生成されたビットストリームの復号について説明する。
量子化マトリクス逆走査部208は実施形態7の量子化マトリクス走査部109と逆の動作を行う。量子化マトリクス逆走査部208に入力された差分行列は、それぞれの差分値から量子化マトリクスの各要素を算出し、それを逆走査して二次元の量子化マトリクスを再生する。
本実施形態では、差分行列のそれぞれの差分値から量子化マトリクスの各要素を算出し、それを図18(a)に示される走査方法を用いて逆走査して二次元の量子化マトリクスを再生する。逆走査方法は図16(a)に示された方法に限定されず、図18(b)に示された図18(a)とは対角線で対称な斜め方向の単方向スキャンでも良く、単方向の逆走査方法であれば良い。
本実施形態における画像復号処理を示すフローチャートは実施形態2の図10と同様である。ただし、ステップS1003の動作が異なる。従って、ステップS1003以外の復号動作に関しては実施形態2と同様であり、説明を省略する。
ステップS1003にて、量子化マトリクス逆走査部208はステップS1002で生成された差分行列から量子化マトリクスの各要素を算出し、それを逆走査して二次元の量子化マトリクスを再生する。本実施形態では、実施形態7で用いた図19(b)に示される差分行列から量子化マトリクスの各要素を算出し、算出されたそれぞれの要素を図18(a)に示される逆走査方法を用いて逆走査し、図19(a)に示された量子化マトリクスを再生する。使用される差分行列や逆走査方法はこれらに限定されない。
以上の構成と動作により、実施形態7で生成された、走査方法を共有することで使用されるメモリを節約しながら生成されたビットストリームの復号を行い、再生画像を得ることができる。
<実施形態9>
図1〜図4に示した各処理部はハードウェアでもって構成しているものとして上記実施形態では説明した。しかし、図1〜図4に示した各処理部で行なう処理をコンピュータプログラムでもって構成しても良い。
図1〜図4に示した各処理部はハードウェアでもって構成しているものとして上記実施形態では説明した。しかし、図1〜図4に示した各処理部で行なう処理をコンピュータプログラムでもって構成しても良い。
図14は、上記各実施形態に係る画像表示装置に適用可能なコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。
CPU1401は、RAM1402やROM1403に格納されているコンピュータプログラムやデータを用いてコンピュータ全体の制御を行うと共に、上記各実施形態に係る画像処理装置が行うものとして上述した各処理を実行する。即ち、CPU1401は、図1〜図4に示した各処理部として機能することになる。
RAM1402は、外部記憶装置1406からロードされたコンピュータプログラムやデータ、I/F(インターフェース)1407を介して外部から取得したデータなどを一時的に記憶するためのエリアを有する。更に、RAM1402は、CPU1401が各種の処理を実行する際に用いるワークエリアを有する。即ち、RAM1402は、例えば、フレームメモリとして割当てたり、その他の各種のエリアを適宜提供することができる。
ROM1403には、本コンピュータの設定データや、ブートプログラムなどが格納されている。操作部1404は、キーボードやマウスなどにより構成されており、本コンピュータのユーザが操作することで、各種の指示をCPU1401に対して入力することができる。出力部1405は、CPU1401による処理結果を出力する。また出力部1405は例えば液晶ディスプレイのような表示装置で構成して処理結果を表示することができる。
外部記憶装置1406は、ハードディスクドライブ装置に代表される、大容量情報記憶装置である。外部記憶装置1406には、OS(オペレーティングシステム)や、図1〜図4に示した各部の機能をCPU1401に実現させるためのコンピュータプログラムが保存されている。更には、外部記憶装置1406には、処理対象としての各画像データが保存されていても良い。
外部記憶装置1406に保存されているコンピュータプログラムやデータは、CPU1401による制御に従って適宜RAM1402にロードされ、CPU1401による処理対象となる。I/F1407には、LANやインターネット等のネットワーク、投影装置や表示装置などの他の機器を接続することができ、本コンピュータはこのI/F1407を介して様々な情報を取得したり、送出したりすることができる。1408は上述の各部を繋ぐバスである。
上述の構成からなる作動は前述のフローチャートで説明した作動をCPU1401が中心となってその制御を行う。
<その他の実施形態>
本発明の目的は、前述した機能を実現するコンピュータプログラムのコードを記録した記憶媒体を、システムに供給し、そのシステムがコンピュータプログラムのコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムのコード自体が前述した実施形態の機能を実現し、そのコンピュータプログラムのコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。また、そのプログラムのコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した機能が実現される場合も含まれる。
本発明の目的は、前述した機能を実現するコンピュータプログラムのコードを記録した記憶媒体を、システムに供給し、そのシステムがコンピュータプログラムのコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムのコード自体が前述した実施形態の機能を実現し、そのコンピュータプログラムのコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。また、そのプログラムのコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した機能が実現される場合も含まれる。
さらに、以下の形態で実現しても構わない。すなわち、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムコードを、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込む。そして、そのコンピュータプログラムのコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行って、前述した機能が実現される場合も含まれる。
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するコンピュータプログラムのコードが格納されることになる。
Claims (19)
- 画像データを符号化する符号化装置であって、
符号化対象の画像データを量子化する際に用いる二次元配列で表すことが可能なn行n列(nは4以上の整数)の量子化マトリクスにおける各要素において所定の要素間の差分値を取得する取得手段、
を有し、
前記取得手段は、前記量子化マトリクスにおけるn行p列目(pは2以上の整数)に対応する要素と、前記量子化マトリクスにおける(p−1)行n列目に対応する要素との差分値を取得する
ことを特徴とする画像符号化装置。 - 前記取得手段は、
前記量子化マトリクスにおける2行1列目に対応する要素と、前記量子化マトリクスにおける1行1列目に対応する要素との差分値を取得し、
前記量子化マトリクスにおける1行2列目に対応する要素と、前記量子化マトリクスにおける2行1列目に対応する要素との差分値を取得する
ことを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。 - 前記量子化マトリクスにおける行の数は、前記量子化マトリクスにおける列の数と等しい
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像符号化装置。 - 前記取得手段は、前記量子化マトリクスにおける1列目に対応する要素以外であり、かつ、前記量子化マトリクスにおけるn行目に対応する要素以外であるm行m列目(mは2以上の整数)に対応する各要素と、前記量子化マトリクスにおける(m+1)行(m−1)列目に対応する各要素との差分値を取得する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像符号化装置。 - 前記量子化マトリクスのサイズを示すヘッダ情報を生成する生成手段
を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像符号化装置。 - 前記取得手段は、前記量子化マトリクスにおける3行1列目に対応する要素と、前記量子化マトリクスにおける1行2列目に対応する要素との差分値を取得する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像符号化装置。 - 前記取得手段は、前記量子化マトリクスにおける1行1列目に対応する要素と、所定の初期値との差分値を取得する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像符号化装置。 - 予測誤差を生成するために、符号化対象の画像に対して予測処理を行う予測手段と、
変換係数を生成するために、前記予測誤差を直交変換する予測手段と、
量子化係数を生成するために、前記量子化マトリクスを用いて、前記変換係数を量子化する量子化手段と、
を有し、
前記符号化手段は、前記量子化係数を符号化する。
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像符号化装置。 - ビットストリームから画像データを復号する画像復号装置であって、
量子化係数から変換係数を導出する際に用いられる量子化マトリクスであって、n行n列(nは4以上の整数)の量子化マトリクスに含まれる各要素における所定の要素間の差分値を前記ビットストリームから復号する復号手段と、
前記復号手段によって復号された複数の差分値における第1番目の差分値と所定の初期値とを加算して第1番目の要素を導出し、前記複数の差分値における第r番目(rは2以上の整数)の差分値と第r−1番目の要素とを加算して第r番目の要素を導出することにより、複数の要素を導出する第1の導出手段と、
前記第1の導出手段によって導出された前記複数の要素それぞれを、二次元配列で表わすことが可能な前記量子化マトリクスにおける各要素に対応付ける対応付け手段と
を有し、
前記対応付け手段は、
前記複数の要素の内の第1の要素を、前記量子化マトリクスにおける(p−1)行n列目(pは2以上の整数)の要素に対応させる場合、
前記第1の要素の次の第2の要素を、前記量子化マトリクスにおけるn行p列目の要素に対応させる
ことを特徴とする画像復号装置。 - 前記対応付け手段は、
前記複数の要素における1番目の要素を、前記量子化マトリクスにおける1行1列目の要素に対応させ、
前記複数の要素における2番目の要素を、前記量子化マトリクスにおける2行1列目の要素に対応させ、
前記複数の要素における3番目の要素を、前記量子化マトリクスにおける1行2列目の要素に対応させる
ことを特徴とする請求項9記載の画像復号装置。 - 前記量子化マトリクスにおける行の数は、前記量子化マトリクスにおける列の数と等しい
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の画像復号装置。 - 前記対応付け手段は、
前記複数の要素におけるq番目(qは1以上の整数)の要素を、前記量子化マトリクスにおける1列目の要素以外であり、かつ、前記量子化マトリクスにおけるn行目の要素以外であるm行m列目(mは2以上の整数)の要素に対応付ける場合、
前記複数の要素における(q+1)番目の要素を、前記量子化マトリクスにおける(m−1)行(m+1)列目の要素に対応付ける
ことを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の画像復号装置。 - 前記量子化マトリクスのサイズは、ヘッダ情報に含まれる情報に基づく
ことを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載の画像復号装置。 - 前記対応付け手段は、前記複数の要素における要素の内の4番目の要素を、前記量子化マトリクスにおける3行1列目の要素に対応させる
ことを特徴とする請求項9〜13のいずれか1項に記載の画像復号装置。 - 前記量子化マトリクスを用いて前記量子化係数から前記変換係数を導出する第2の導出手段と、
前記変換係数から予測誤差を導出する第3の導出手段と、
予測画像を導出するために復号済みの画素に基づいて予測を行い、前記予測画像と前記予測誤差に基づく画像を生成する画像生成手段と
を有することを特徴とする請求項9〜14のいずれか1項に記載の画像復号装置。 - 画像データを符号化する符号化方法であって、
符号化対象の画像データを量子化する際に用いる二次元配列で表すことが可能なn行n列(nは4以上の整数)の量子化マトリクスにおける各要素において所定の要素間の差分値を取得する取得工程、
を有し、
前記取得工程において、前記量子化マトリクスにおけるn行p列目(pは2以上の整数)に対応する要素と、前記量子化マトリクスにおける(p−1)行n列目に対応する要素との差分値を取得する
ことを特徴とする画像符号化方法。 - ビットストリームから画像データを復号する画像復号方法であって、
量子化係数から変換係数を導出する際に用いられる量子化マトリクスであって、n行n列(nは4以上の整数)の量子化マトリクスに含まれる各要素における所定の要素間の差分値を前記ビットストリームから復号する復号工程と、
前記復号工程によって復号された複数の差分値における第1番目の差分値と所定の初期値とを加算して第1番目の要素を導出し、前記複数の差分値における第r番目(rは2以上の整数)の差分値と第r−1番目の要素とを加算して第r番目の要素を導出することにより、複数の要素を導出する第1の導出工程と、
前記第1の導出工程によって導出された前記複数の要素それぞれを、二次元配列で表わすことが可能な前記量子化マトリクスにおける各要素に対応付ける対応付け工程と
を有し、
前記対応付け工程において、
前記複数の要素の内の第1の要素を、前記量子化マトリクスにおける(p−1)行n列目(pは2以上の整数)の要素に対応させる場合、
前記第1の要素の次の第2の要素を、前記量子化マトリクスにおけるn行p列目の要素に対応させる
ことを特徴とする画像復号方法。 - コンピュータを、請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像符号化装置の各手段として機能させることを特徴とするプログラム。
- コンピュータを、請求項9〜15のいずれか1項に記載の画像復号装置の各手段として機能させることを特徴とするプログラム。
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