JP7102586B2 - 符号化装置、符号化方法及びプログラム、復号装置、復号方法及びプログラム - Google Patents

符号化装置、符号化方法及びプログラム、復号装置、復号方法及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は符号化装置、符号化方法及びプログラム、復号装置、復号方法及びプログラムに関し、特に画像中の量子化パラメータの符号化方法・復号方法に関する。
動画像の圧縮記録に用いられる符号化方式として、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、直前に符号化したブロックからの量子化パラメータの差分をｍｂ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ情報として符号化することにより、各ブロックの量子化パラメータを任意の値に変更することができる。
また、Ｈ．２６４に採用されている従来の２値算術符号化の手法によって符号化される。すなわち、前述したｍｂ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ等の各シンタックス要素が２値化され、２値信号が生成される。各シンタックス要素には、あらかじめ発生確率がテーブル（以下、発生確率テーブル）として与えられ、前記２値信号は前記発生確率テーブルに基づいて算術符号化される。そして符号化が行われる毎に、符号化された２値信号が発生確率の高い方のシンボルであったか否か、という統計情報に基づいて発生確率テーブルが更新される。
近年、Ｈ．２６４の後継としてさらに高効率な符号化方式の国際標準化を行う活動が開始されて、ＪＣＴ－ＶＣ（Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ Ｔｅａｍ ｏｎ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）がＩＳＯ／ＩＥＣとＩＴＵ－Ｔの間で設立された。ＪＣＴ－ＶＣでは、Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ符号化方式（以下、ＨＥＶＣ）の標準化が進められている。
ＨＥＶＣの標準化にあたっては、種々の符号化方法が、符号化効率向上のみならず実装の容易性や処理時間の短縮といった点も含めて幅広く検討されている。処理時間の短縮の中には、マルチコアのＣＰＵ等の上で動作させる事を想定した、並列性を高めるための手法も検討されている。その中には、エントロピー符号化・復号化を並列に処理するための、Ｗａｖｅｆｒｏｎｔと呼ばれる手法がある（非特許文献２）。次の符号化対象は、更新された発生確率テーブルを用いて符号化を行う必要があるため、統計情報をリセットしなければ処理を並列に行う事ができない。しかし、統計情報をリセットしてしまうと符号化効率が悪化してしまうという課題があった。それに対してＷａｖｅｆｒｏｎｔは、複数の、予め指定された数のブロックを符号化処理した時点での発生確率のテーブルを、次のラインの左端のブロックに適用する事で、符号化効率の悪化を抑制した上でライン単位でのブロックの並列な符号化処理が可能となる。上記は主に符号化処理に関して説明したが、復号化に関しても同様である。
ＩＴＵ－Ｔ Ｈ．２６４ （０３／２０１０） Ａｄｖａｎｃｅｄｖｉｄｅｏ ｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ ｇｅｎｅｒｉｃ ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ＪＣＴ－ＶＣ 寄書 ＪＣＴＶＣ－Ｆ２７４．ｄｏｃ インターネット＜ ｈｔｔｐ：／／ｐｈｅｎｉｘ．ｉｎｔ－ｅｖｒｙ．ｆｒ／ｊｃｔ／ｄｏｃ＿ｅｎｄ＿ｕｓｅｒ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／６＿Ｔｏｒｉｎｏ／ｗｇ１１／ ＞
しかしながら、Ｗａｖｅｆｒｏｎｔでは算術符号化・復号化の並列性をライン単位で向上させる事は可能だが、実際には直前のブロックの量子化パラメータが確定していないと量子化・逆量子化が実行できない。そのため、符号化・復号化処理の全体を並列に行えないという課題があった。
したがって、本願発明では、Ｗａｖｅｆｒｏｎｔを用いて並列符号化・復号化を可能とすることを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明の符号化装置は、ビットストリームから画像を復号する復号装置において復号される前記ビットストリームを生成する符号化装置であって、前記画像における複数のブロックからなる画像部分における１行目の最初の量子化パラメータの符号化処理において、前記１行目の最初の量子化パラメータと、前記画像部分における量子化パラメータに係る初期値との差分である第１の差分を符号化し、前記１行目のＮ番目（Ｎは２以上の整数）の量子化パラメータの符号化処理においては前記初期値を用いずに、前記１行目のＮ番目の量子化パラメータと、前記１行目の（Ｎ－１）番目の量子化パラメータとの差分である第２の差分を符号化し、前記画像部分における２行目の最初の量子化パラメータの符号化処理において、前記２行目の最初の量子化パラメータと、前記１行目における第１の位置に対応する量子化パラメータとの差分である第３の差分を符号化する符号化手段と、前記符号化手段によって符号化された前記第１の差分、前記符号化手段によって符号化された前記第２の差分、及び、前記符号化手段によって符号化された前記第３の差分を少なくとも含む前記ビットストリームを生成する生成手段とを有し、前記画像の水平方向においては、前記２行目の最初の量子化パラメータが対応する第２の位置と、前記第１の位置とは同じ位置にあり、前記画像の垂直方向においては、前記第１の位置は、前記第２の位置よりも上に位置し、前記符号化手段は、前記１行目の最初の量子化パラメータの前記符号化処理において、前記画像部分の処理を開始する際に初期化された統計情報を参照して、前記第１の差分のデータを含む２値信号を算術符号化し、前記２行目の最初の量子化パラメータの前記符号化処理において、ウェイブフロント並列処理を可能とするために、前記１行目の最後のブロック以外の所定ブロックにおける算術符号化の結果に基づいて更新された統計情報を参照して、前記第３の差分のデータを含む２値信号を算術符号化する。
また、上記の課題を解決するため、本発明の復号装置は、符号化されたビットストリームから画像を復号する復号装置であって、前記画像における複数のブロックからなる画像部分における１行目の最初の量子化パラメータと、前記画像部分における量子化パラメータに係る初期値との差分である第１の差分を前記ビットストリームから復号する復号手段と、前記１行目の最初の量子化パラメータの導出処理において、前記初期値と前記第１の差分とを用いて、前記１行目の最初の量子化パラメータを導出する導出手段とを有し、前記復号手段は、前記１行目のＮ番目（Ｎは２以上の整数）の量子化パラメータと、前記１行目の（Ｎ－１）番目の量子化パラメータとの差分である第２の差分を前記ビットストリームから復号し、前記導出手段は、前記１行目のＮ番目の量子化パラメータの導出処理においては前記初期値を用いずに、前記１行目の（Ｎ－１）番目の量子化パラメータと前記第２の差分を用いて、前記１行目のＮ番目の量子化パラメータを導出し、前記復号手段は、前記画像部分における２行目の最初の量子化パラメータと、前記１行目における第１の位置に対応する量子化パラメータとの差分である第３の差分を前記ビットストリームから復号し、前記導出手段は、前記２行目の最初の量子化パラメータの導出処理において、前記１行目における前記第１の位置に対応する量子化パラメータと、前記第３の差分とを用いて、前記２行目の最初の量子化パラメータを導出し、前記画像の水平方向においては、前記２行目の最初の量子化パラメータが対応する第２の位置と、前記第１の位置とは同じ位置にあり、前記画像の垂直方向においては、前記第１の位置は、前記第２の位置よりも上に位置し、前記復号手段は、前記第１の差分を復号する際に、前記画像部分の処理を開始する際に初期化された統計情報を参照して算術復号を行うことで、前記第１の差分のデータを含む２値信号を復号し、ウェイブフロント並列処理が可能な前記ビットストリームにおいて前記第３の差分を復号する際に、前記１行目の最後のブロック以外の所定ブロックにおける算術復号の結果に基づいて更新された統計情報を参照して算術復号を行うことで、前記第３の差分のデータを含む２値信号を復号する。
本発明により、Ｗａｖｅｆｒｏｎｔを用いて並列符号化・復号化が可能となる。
実施形態１における画像符号化装置の構成を示すブロック図 ブロックラインの構成を示す図 実施形態１の画像符号化装置における、フレームの符号化処理を示すフローチャート 実施形態１の画像符号化装置における、上端のブロックラインの符号化処理を示すフローチャート 実施形態１の画像符号化装置における、上端以外のブロックラインの符号化処理を示すフローチャート 実施形態１の画像符号化装置における、ブロックの符号化処理を示すフローチャート 実施形態１の画像符号化装置における量子化パラメータの伝送を示す図 実施形態２における画像復号装置の構成を示すブロック図 実施形態２の画像復号装置における、フレームの復号処理を示すフローチャート 実施形態２の画像復号装置における、上端のブロックラインの復号処理を示すフローチャート 実施形態２の画像復号装置における、上端以外のブロックラインの復号処理を示すフローチャート 実施形態２の画像復号装置における、ブロックの復号処理を示すフローチャート 本発明の画像符号化装置、画像復号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 実施形態３における画像符号化装置の構成を示すブロック図 実施形態３の画像符号化装置における、上端のブロックラインの符号化処理を示すフローチャート 実施形態３の画像符号化装置における、上端以外のブロックラインの符号化処理を示すフローチャート 実施形態３の画像符号化装置における量子化パラメータの伝送を示す図 実施形態４における画像復号装置の構成を示すブロック図 実施形態４の画像復号装置における、上端のブロックラインの復号処理を示すフローチャート 実施形態４の画像復号装置における、上端以外のブロックラインの復号処理を示すフローチャート 実施形態５における画像符号化装置の構成を示すブロック図 実施形態５における、上端のブロックラインの符号化処理を示すフローチャート 実施形態５における、上端以外のブロックラインの符号化処理を示すフローチャート 実施形態６における画像復号装置の構成を示すブロック図 実施形態６における、上端のブロックラインの復号処理を示すフローチャート 実施形態６における、上端以外のブロックラインの復号処理を示すフローチャート
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。
＜実施形態１＞
以下、本発明の第１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、処理対象のブロックが偶数番目のブロックラインに属するかを判定するセレクタである。セレクタ１０１は、前記ブロックが偶数番目のブロックライン属しているのならば第１符号化部１０２へ前記ブロックを出力し、そうでないならば第２符号化部１０３へ前記ブロックを出力する。
１０２及び１０３は、入力画像をｎ×ｎ画素（ｎは２以上の正の整数）に分割したブロックを図２のようにライン単位で符号化を行う符号化部である（クレームの第１符号化工程、第２符号化工程に相対応する構成）。以下、ブロックのラインをブロックラインと記す。本実施形態において、符号化部を２つ用いる場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。図２において、細線による正方形で表されている２０１はブロックを表し、太線による長方形で表されている２０２はブロックラインを表している。更に、上端のブロックライン（０ライン目）を含む偶数番目のブロックラインを示す白色部のブロックは第１符号化部１０２にて符号化され、奇数番目のブロックラインを示す斜線部のブロックは第２符号化部１０３にて符号化される。
１０２、１０３の各符号化部においては、まず符号化対象のブロックで周辺の画素または他のフレームの参照による動き補償によって予測誤差を生成し、直交変換を行い変換係数を生成する。次に、直交変換を行った変換係数に対する量子化パラメータを決定し、各変換係数を量子化し、量子化係数を生成する。次に、前記量子化係数を含む各シンタックス要素を２値化して２値信号を生成する。各シンタックス要素には、あらかじめ発生確率がテーブル（以下、発生確率テーブル）として与えられ、前記２値信号は前記発生確率テーブルに基づいて算術符号化される。そして符号化が行われる毎に、符号化された２値信号が発生確率の高い方のシンボルであったか否か、という統計情報を用いて発生確率テーブルが更新される。
１０４は第１符号化部１０２で生成された発生確率テーブルを保持する第１発生確率テーブル記憶部である。以下、第１発生確率テーブル記憶部１０４に記憶される発生確率テーブルを、第１発生確率テーブルと記す。
１０５は第１符号化部１０２で決定された量子化パラメータを保持しておく第１量子化パラメータ記憶部である。以下、第１量子化パラメータ記憶部１０５に記憶される量子化パラメータを、第１量子化パラメータと記す。
１０６は第２符号化部１０３で生成された発生確率テーブルを保持する第２発生確率テーブル記憶部である。以下、第２発生確率テーブル記憶部に記憶される発生確率テーブルを、第２発生確率テーブルと記す。
１０７は第２符号化部１０３で決定された量子化パラメータを保持しておく第２量子化パラメータ記憶部である。以下、第２量子化パラメータ記憶部１０７に記憶される量子化パラメータを、第２量子化パラメータと記す。
１０８は第１符号化部１０２で生成された符号データと、第２符号化部１０３で生成された符号データを統合し、ビットストリームとして出力する統合符号化部である。
本実施形態の画像符号化装置の動作を、図３から図６のフローチャートを用いて詳細に説明する。本実施形態では動画像データはフレーム単位で入力され、ブロックに分割されてラスタ順に処理される。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し、フレームを分割したスライス単位に入力しても構わない。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。
まず、ステップＳ３０１では、処理対象のブロックが上端のブロックラインか否かが判定される。上端のブロックラインであるならば（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、ステップＳ３０２の処理に進み、そうでないならばステップＳ３０３の処理に進む。
ステップＳ３０２の処理は、上端のブロックラインを符号化する処理であり、詳細は後述する。ステップＳ３０３の処理は、上端以外のブロックラインを符号化する処理であり、同じく詳細は後述する。また、セレクタ１０１によって、処理対象のブロックが属するブロックラインが偶数番目であるか奇数番目であるかが判定され、偶数番目であるならば第１符号化部１０２で、そうでないならば第２符号化部１０３でそれぞれ独立に符号化されるものとする。
次に、ステップＳ３０４では、統合符号化部１０８において、第１符号化部１０２及び第２符号化部１０３から出力された各符号データを統合し、ビットストリームを生成、出力する。
次に、ステップＳ３０５では、処理対象のフレームの全ブロックラインを符号化したか否かを判定する。符号化済ならば（ステップＳ３０５でＹｅｓ）、１フレームの符号化処理を終了し、そうでないならばステップＳ３０１の処理に進み、次のブロックラインを符号化する。
ステップＳ３０２の処理（上端のブロックラインを符号化する処理）に関して、図４のフローチャートを用いて詳細に説明する。上端のブロックラインは、偶数番目のブロックラインであるので、処理対象のブロックはセレクタ１０１によって第１符号化部１０２へ入力され符号化される。
まず、ステップＳ４０１において、スライスに対する量子化パラメータの初期値と合致するように、ブロックの基準となる量子化パラメータが初期化される。以下、ブロックの基準となる量子化パラメータをブロック基準量子化パラメータと記す。符号化対象のブロックを量子化する際に使用した量子化パラメータは、その値がそのままシンタックス要素として符号化されるわけではなく、ブロック基準量子化パラメータとの差分値が符号化される。本実施形態では、前記差分値が、ＨＥＶＣにおけるｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ値であるものとする。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＨ．２６４におけるｍｂ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ符号であるものとしてもよい。次に、ステップＳ４０２において発生確率テーブルが所定の方法で初期化される。初期化された発生確率テーブルは、ブロックラインの左端のブロックの最初の２値信号を算術符号化する際に用いられ、後述するステップＳ４０３で随時更新される。以下、ブロックラインの最初のブロックの２値信号を算術符号化する際に用いられる発生確率テーブルを、ブロックライン基準発生確率テーブルと記す。
次に、ステップＳ４０３では、第１符号化部１０２によってブロック単位の画素データが符号化される。
本実施形態では、ブロックを６４×６４画素とするが、本発明はこれに限定されるものではなく、ブロックのサイズは３２×３２画素のように小さくてもよいし、１２８×１２８画素のように大きくてもよい。ステップＳ４０３のブロック符号化処理について、図６のフローチャートを用いて詳細に説明する。
まず、ステップＳ６０１では、入力された画像ブロックに対してブロック周辺の画素を利用したイントラ予測が行われ、予測誤差が生成される。
次に、ステップＳ６０２では、前記予測誤差に対して直交変換が行われ変換係数が生成される。更に、画像の特性や符号量等に基づいて決定された量子化パラメータ（以下、ブロック量子化パラメータ）を用いて、前記変換係数を量子化し、量子化係数を生成する。
次に、ステップＳ６０３では、前記ブロック基準量子化パラメータと、前記ブロック量子化パラメータとの差分値を取り、ｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ値を生成する。
次に、ステップＳ６０４では、処理対象のブロックを符号化する際に使用した、前記ブロック量子化パラメータをブロック基準量子化パラメータとして更新する。ブロック基準量子化パラメータは、次のブロックのｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ値を生成する際に用いられる。
次に、ステップＳ６０５では、前記ｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ値及び前記量子化係数を含む各シンタックス要素が２値化され、２値信号が生成される。シンタックス要素毎に、Ｈ．２６４と同様に、ユーナリー・バイナリゼーション、固定長バイナリゼーション等の種々の２値化の手法が切り替えられて用いられる。更に、前記２値信号は前記発生確率テーブルに基づいて算術符号化される。
次に、ステップＳ６０６では、算術符号化された２値信号が、発生確率の高い方のシンボルであったか否かに基づいて前記発生確率テーブルが更新される。
次に、ステップＳ６０７では、ブロック内の全シンタックス要素が算術符号化されたか否かが判定される。全シンタックス要素が算術符号化されたならば（ステップＳ６０７でＹｅｓ）、ブロック符号化処理を終了し、そうでないならばステップＳ６０５の処理に進む。
図４のフローチャートに戻り、ステップＳ４０４では、ブロック基準量子化パラメータを格納する条件を満たしているか否かが判定される。本実施形態では、ステップＳ４０３で符号化したブロックが、ブロックラインの左端のブロックであったか否かを、前記ブロック基準量子化パラメータを格納する条件とする。前記条件を満たしている際には（ステップＳ４０４でＹｅｓ）、ステップＳ４０５の処理に進み、ブロック基準量子化パラメータを第１量子化パラメータとして第１量子化パラメータ記憶部１０５に格納し、そうでない場合はステップＳ４０６の処理に進む。第１量子化パラメータは、次のブロックラインの左端のブロックを符号化する際のブロック基準量子化パラメータとして用いられる。
次に、ステップＳ４０６では、発生確率テーブルを格納する条件をみたしているか否かが判定される。本実施形態では、ステップＳ４０４で符号化したブロックが、ブロックラインの左端から所定数目のブロックであったか否かを、前記発生確率テーブルを格納する条件とする。前記条件を満たしている際には（ステップＳ４０６でＹｅｓ）、ステップＳ４０７の処理に進み発生確率テーブルを第１発生確率テーブルとして第１発生確率テーブル記憶部１０４に記憶する。条件を満たしていない場合はステップＳ４０８の処理に進む。第１発生確率テーブルは、次のブロックラインの左端のブロックを符号化する際のブロックライン基準発生確率テーブルとして用いられる。
次に、ステップＳ４０８において、処理対象のブロックラインの全ブロックを符号化したか否かが判定される。全てのブロックを符号化したならば（ステップＳ４０８でＹｅｓ）、上端のブロックラインの符号化を終了し、そうでないならばステップＳ４０３の処理に進みラスタ順で次のブロックを符号化する。
ステップＳ３０３の処理（上端以外のブロックラインを符号化する処理）に関して、図５のフローチャートを用いて詳細に説明する。各ブロックラインは、セレクタ１０１において偶数番目のブロックラインであるか否かが判定される。偶数番目のブロックラインであるならば第１符号化部１０２に処理対象のブロックの画像が入力され符号化される。奇数番目のブロックラインであるならば第２符号化部１０３に処理対象のブロックの画像が入力され符号化される。まず、奇数番目のブロックラインを第２符号化部１０３で符号化する際のフローについて説明する。
まず、ステップＳ５０１において、第１量子化パラメータが、第１量子化パラメータ記憶部１０５からブロック基準量子化パラメータとして入力される。次に、ステップＳ５０２において、第１発生確率テーブルが第１発生確率テーブル記憶部１０４から、ブロックライン基準発生確率テーブルとして入力される。
ステップＳ５０３、Ｓ５０４、Ｓ５０６、Ｓ５０８の処理は、ステップＳ４０３、Ｓ４０４、Ｓ４０６、Ｓ４０８の処理と同一であるため説明を省略する。
ステップＳ５０５の処理では、ブロック基準量子化パラメータが第２量子化パラメータとして第２量子化パラメータ記憶部１０７に格納される。第２量子化パラメータは、次のブロックラインの左端のブロックのブロック基準量子化パラメータとして用いられる。
ステップＳ５０７の処理では、発生確率テーブルが第２発生確率テーブルとして、第２発生確率テーブル記憶部１０６に格納される。第２発生確率テーブルは、次のブロックラインの左端のブロックを算術符号化する際にブロックライン基準発生確率テーブルとして用いられる。
続いて、偶数番目のブロックラインを第１符号化部１０２で符号化する際のフローを説明する。
まず、ステップＳ５０１の処理では、第２量子化パラメータが、第２量子化パラメータ記憶部１０７からブロック基準量子化パラメータとして入力される。次に、ステップＳ５０２において、第２発生確率テーブルが第２発生確率テーブル記憶部１０６からブロックライン基準発生確率テーブルとして入力される。
ステップＳ５０３～５０８の処理に関しては、ステップＳ４０３～Ｓ４０８の処理と同一であるため説明を省略する。
以上の構成と動作により、符号化処理を行っているブロックラインの直前のブロックラインの処理が終了しなくても、左端のブロックで、統計情報である発生確率テーブルに加えて基準量子化パラメータを参照可能にすることで符号化の並列動作が可能になる。図７に基準量子化パラメータの参照の様子を示す。従来手法では、図７（ａ）のように、前のブロックラインの処理が終了しなければ次のブロックラインの処理が始められなかった。しかしながら、空間的に上のブロックである左端での参照を可能にすることにより、図７（ｂ）のように参照が可能になり、前のブロックラインの処理を待つ必要がなくなった。
また、本実施形態においては、左端のブロックを符号化する際の基準量子化パラメータとして、一つ上のブロックラインの左端のブロックで使用された量子化パラメータを用いた。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ブロックライン単位での並列性が向上する構成ならばよい。例えば、スライスに与えられる量子化パラメータの初期値を、全ブロックラインの左端のブロックを符号化する際の基準量子化パラメータとしてもよい。他にも、ステップＳ４０６及びステップＳ５０６で与えられる、発生確率テーブルを格納する条件と同一としてもよい。具体的には、ブロックラインの左端から所定数目のブロックを符号化した時点での量子化パラメータを次のブロックラインの左端のブロックの基準量子化パラメータとしてもよい。さらには、左端のブロックの符号化モードによって、ブロック基準量子化パラメータの参照対象のブロックを切り替える構成をとっても良い。
また、本実施形態においてはエントロピー符号化に算術符号化を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。前記発生確率テーブルのような統計的な情報に基づいたエントロピー符号化を行う際に、ブロックラインの符号化の途中での、前記統計的な情報を次のブロックラインの左端のブロックをエントロピー符号化する際に用いるものならばよい。
なお、本実施形態で符号化部が２つの場合について説明したが、例えば第３符号化部、第３発生確率テーブル記憶部、第３量子化パラメータ記憶部を加えることで、より多くの符号化部での並列処理が可能であることは明白である。
＜実施形態２＞
以下、本発明の第２の実施形態を、図面を用いて説明する。図８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８において、８０１は、処理対象のブロックが偶数番目のブロックラインに属するかを判定するセレクタである。セレクタ８０１は、偶数番目のブロックライン属しているのならば第１復号部８０２へ前記ビットストリームを出力し、そうでないならば第２復号部８０３へ前記ビットストリームを出力する。
８０２及び８０３は、入力されたビットストリームを、図２のようにブロックライン単位で復号を行う復号部である。本実施形態において、復号部を２つ用いる場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。図２において、上端のブロックライン（０ライン目）を含む偶数番目のブロックラインを示す白色部のブロックは第１復号部８０２にて復号され、奇数番目のブロックラインを示す斜線部のブロックは第２復号部８０３にて復号される。
各復号部においては、まず復号対象のビットストリームの２値信号に対し発生確率テーブルが選択され、前記発生確率テーブルを基に算術復号が行われ、量子化係数を生成される。次に、前記量子化係数は、量子化パラメータに基づいて逆量子化が行われ、変換係数が生成される。次に、変換係数は逆直交変換が行われ、予測誤差が生成される。次に、復号対象のブロックの周辺の画素または他のフレームの参照による動き補償が行われ、復号対象のブロックの画像データが生成される。８０４は第１復号部８０２で生成された発生確率テーブルを保持する第１発生確率テーブル記憶部である。８０５は第１復号部８０２で決定された量子化パラメータを保持しておく第１量子化パラメータ記憶部である。
８０６は第２復号部８０３で生成された発生確率テーブルを保持する第２発生確率テーブル記憶部である。８０７は第２復号部８０３で決定された量子化パラメータを保持しておく第２量子化パラメータ記憶部である。８０８は第１復号部８０２、第２復号部８０３で生成された画像データを成形し、出力する画像データ統合部である。
本実施形態の画像復号装置の動作を、図９から図１２のフローチャートを用いて詳細に説明する。本実施形態ではビットストリームはフレーム単位で入力され、前記ビットストリームはブロック単位の符号データに分割されて復号される。本実施形態ではビットストリームをフレーム単位に入力する構成となっているが、フレームを分割したスライス単位に入力しても構わない。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復号の処理においても適用可能である。
まず、ステップＳ９０１では、処理対象のブロックが上端のブロックラインか否かが判定される。上端のブロックラインであるならば（ステップＳ９０１でＹｅｓ）、ステップＳ９０２の処理に進み、そうでないならばステップＳ９０３の処理に進む。
ステップＳ９０２の処理は、上端のブロックラインを復号する処理であり、詳細は後述する。ステップＳ９０３の処理は、上端以外のブロックラインを復号する処理であり、同じく詳細は後述する。また、セレクタ９０１によって、処理対象のブロックが属するブロックラインが偶数番目であるか奇数番目であるかが判定され、偶数番目であるならば第１復号部９０２で、そうでないならば第２復号部９０３でそれぞれ独立に復号されるものとする。本実施形態においては、復号したブロック数に基づいてブロックラインが偶数番目か否かを判定する。しかし、本発明はそれに限定されるものではない。例えば、入力されるビットストリームには、予めブロックラインの区切れ目に識別子が存在し、それを基にブロックラインが偶数番目であるか否かを判定してもよい。他にも、各ブロックラインのビットストリームの大きさや、次のブロックラインの開始位置を表す情報が与えられて、それを基にブロックラインが偶数か否かを判定してもよい。
次に、ステップＳ９０４では、画像データ統合部９０８において、第１復号部９０２及び第２復号部９０３から出力された各画像データを統合し、復号画像を生成、出力する。
次に、ステップＳ９０５では、処理対象のフレームの全ブロックラインを復号したか否かを判定する。復号済ならば（ステップＳ９０５でＹｅｓ）、１フレームの復号処理を終了し、そうでないならばステップＳ９０１の処理に進み、次のブロックラインを復号する。
ステップＳ９０２の処理（上端のブロックラインを復号する処理）に関して、図１０のフローチャートを用いて詳細に説明する。上端のブロックラインは、偶数番目のブロックラインであるので、処理対象のブロックラインの符号データはセレクタ９０１によって第１復号部１０２へ入力され復号される。
図１０では、まずステップＳ１００１において、スライスに対する量子化パラメータの初期値と合致するように、ブロックの基準となる量子化パラメータが初期化される。以下、ブロックの基準となる量子化パラメータを、実施形態１の符号化装置と同様に、ブロック基準量子化パラメータと記す。復号対象のブロックを逆量子化する際のブロック量子化パラメータは、その値自体が符号化されているわけではなく、ブロック基準量子化パラメータとの差分値がシンタックスとして符号化されている。その為、復号時にはブロック基準量子化パラメータと、前記差分値を足し合わせる事でブロック量子化パラメータを生成し、逆量子化を行う必要がある。本実施形態では、前記差分値が、ＨＥＶＣにおけるｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ値であるものとする。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＨ．２６４におけるｍｂ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ値であるものとしてもよい。次に、ステップＳ１００２において発生確率テーブルが所定の方法で初期化される。初期化された発生確率テーブルは、ブロックラインの左端のブロックの最初の２値信号を算術復号する際に用いられ、後述するステップＳ１００３で随時更新される。以下、ブロックラインの最初のブロックの２値信号を算術復号する際に用いられる発生確率テーブルを、実施形態１の符号化装置と同様に、ブロックライン基準発生確率テーブルと記す。
次に、ステップＳ１００３では、第１復号部９０２によってビットストリームがブロック単位で復号され画素データが生成される。
本実施形態では、ブロックを６４×６４画素とするが、本発明はこれに限定されるものではなく、ブロックのサイズは３２×３２画素のように小さくてもよいし、１２８×１２８画素のように大きくてもよい。ステップＳ１００３のブロック復号処理について、図１２のフローチャートを用いて詳細に説明する。
まず、ステップＳ１２０１では、ビットストリームが、前記発生確率テーブルに基づいて算術復号され、２値信号が生成される。更に、Ｈ．２６４と同様にシンタックス要素毎に、ユーナリー・バイナリゼーション、固定長バイナリゼーション等の種々の２値化方式で２値化されている前記２値信号を復号し、量子化係数を含むシンタックス要素を生成する。
次に、ステップＳ１２０２では、算術復号された２値信号が、発生確率の高い方のシンボルであったか否かに基づいて前記発生確率テーブルが更新される。
次に、ステップＳ１２０３では、ブロック内の全シンタックス要素が算術復号されたか否かが判定される。全シンタックス要素が算術復号されたならば（ステップＳ１２０３でＹｅｓ）、ステップＳ１２０４の処理に進み、そうでないならばステップＳ１２０１の処理に進む。
次に、ステップＳ１２０４では、前記ブロック基準量子化パラメータと、ステップＳ１２０１の処理で復号された、ｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ値を足し合わせる事で、ブロック量子化パラメータを生成する。
次に、ステップＳ１２０５では、前記ブロック量子化パラメータに基づいて、前記量子化係数が逆量子化され、変換係数が生成される。更に、前記変換係数には逆直交変換が適用され、予測誤差が生成される。
次に、ステップＳ１２０６では、処理対象のブロックを逆量子化する際に使用した、前記ブロック量子化パラメータをブロック基準量子化パラメータとして更新する。ブロック基準量子化パラメータは、次のブロックのブロック量子化パラメータを生成する際に用いられる。
次に、ステップＳ１２０７では、処理対象のブロックの周辺の画素からイントラ予測が行われ予測画像が生成される。更に、前記予測誤差と予測画像を足し合わせる事で、ブロック単位の画像データを生成する。
図１０のフローチャートに戻り、ステップＳ１００４では、ブロック基準量子化パラメータを格納する条件を満たしているか否かが判定される。本実施形態では、ステップＳ１００３で復号したブロックが、ブロックラインの左端のブロックであったか否かを、前記ブロック基準量子化パラメータを格納する条件とする。前記条件を満たしている際には（ステップＳ１００４でＹｅｓ）、ステップＳ１００５の処理に進み、ブロック基準量子化パラメータを第１量子化パラメータとして第１量子化パラメータ記憶部８０５に格納し、そうでない場合はステップＳ１００６の処理に進む。第１量子化パラメータは、次のブロックラインの左端のブロックを復号する際のブロック基準量子化パラメータとして用いられる。
次に、ステップＳ１００６では、発生確率テーブルを格納する条件をみたしているか否かが判定される。本実施形態では、ステップＳ１００４で復号したブロックが、ブロックラインの左端から所定数目のブロックであったか否かを、前記発生確率テーブルを格納する条件とする。前記条件を満たしている際には（ステップＳ１００６でＹｅｓ）、ステップＳ１００７の処理に進み発生確率テーブルを第１発生確率テーブルとして第１発生確率テーブル記憶部８０４に記憶する。条件を満たしていない場合はステップＳ１００８の処理に進む。第１発生確率テーブルは、次のブロックラインの左端のブロックを復号する際のブロックライン基準発生確率テーブルとして用いられる。
次に、ステップＳ１００８において、処理対象のブロックラインの全ブロックを復号したか否かが判定される。全てのブロックを復号したならば（ステップＳ１００８でＹｅｓ）、上端のブロックラインの復号を終了し、そうでないならばステップＳ１００３の処理に進みラスタ順で次のブロックを復号する。
ステップＳ９０３の処理（上端以外のブロックラインを復号する処理）に関して、図１１のフローチャートを用いて詳細に説明する。各ブロックラインは、セレクタ９０１において偶数番目のブロックラインであるか否かが判定される。偶数番目のブロックラインであるならば第１復号部８０２に処理対象のブロックのビットストリームが入力され復号される。奇数番目のブロックラインであるならば第２復号部８０３に処理対象のブロックのビットストリームが入力され復号される。まず、奇数番目のブロックラインを第２復号部８０３で復号する際のフローについて説明する。
まず、ステップＳ１１０１において、第１量子化パラメータが、第１量子化パラメータ記憶部８０５からブロック基準量子化パラメータとして入力される。次に、ステップＳ１１０２において、第１発生確率テーブルが第１発生確率テーブル記憶部８０４から、ブロックライン基準発生確率テーブルとして入力される。
ステップＳ１１０３、Ｓ１１０４、Ｓ１１０６、Ｓ１１０８の処理は、ステップＳ１００３、Ｓ１００４、Ｓ１００６、Ｓ１００８の処理と同一であるため説明を省略する。
ステップＳ１１０５の処理では、ブロック基準量子化パラメータが第２量子化パラメータとして第２量子化パラメータ記憶部８０７に格納される。第２量子化パラメータは、次のブロックラインの左端のブロックのブロック基準量子化パラメータとして用いられる。
ステップＳ１１０７の処理では、発生確率テーブルが第２発生確率テーブルとして、第２発生確率テーブル記憶部８０６に格納される。第２発生確率テーブルは、次のブロックラインの左端のブロックを算術復号する際にブロックライン基準発生確率テーブルとして用いられる。
続いて、偶数番目のブロックラインを第１復号部８０２で復号する際のフローを説明する。
まず、ステップＳ１１０１の処理では、第２量子化パラメータが、第２量子化パラメータ記憶部８０７からブロック基準量子化パラメータとして入力される。次に、ステップＳ１１０２において、第２発生確率テーブルが第２発生確率テーブル記憶部８０６からブロックライン基準発生確率テーブルとして入力される。
ステップＳ１１０３～１１０８の処理に関しては、ステップＳ１００３～Ｓ１００８の処理と同一であるため説明を省略する。
以上の構成と動作により、復号を行っているブロックラインの直前のブロックラインの処理が終了しなくても、左端のブロックで、統計情報である発生確率テーブルに加えて基準量子化パラメータを参照可能にすることで復号の並列動作が可能になる。図７に基準量子化パラメータの参照の様子を示す。従来手法では、図７（ａ）のように、前のブロックラインの処理が終了しなければ次のブロックラインの処理が始められなかった。しかしながら、空間的に上のブロックである左端での参照を可能にすることにより、図７（ｂ）のように参照が可能になり、前のブロックラインの処理を待つ必要がなくなった。
また、本実施形態においては、左端のブロックを復号する際の基準量子化パラメータとして、一つ上のブロックラインの左端のブロックで使用された量子化パラメータを用いた。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ブロックライン単位での並列性が向上する構成ならばよい。例えば、スライスに与えられる量子化パラメータの初期値を、全ブロックラインの左端のブロックを復号する際の基準量子化パラメータとしてもよい。他にも、ステップＳ１００６及びステップＳ１１０６で与えられる、発生確率テーブルを格納する条件と同一としてもよい。具体的には、ブロックラインの左端から所定数目のブロックを復号した時点での量子化パラメータを次のブロックラインの左端のブロックの基準量子化パラメータとしてもよい。さらには、左端のブロックの符号化モードによって、ブロック基準量子化パラメータの参照対象のブロックを切り替える構成をとっても良い。
また、本実施形態においてはエントロピー復号に算術復号を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。前記発生確率テーブルのような統計的な情報に基づいたエントロピー復号を行う際に、ブロックラインの復号の途中での、前記統計的な情報を次のブロックラインの左端のブロックをエントロピー復号する際に用いるものならばよい。
なお、本実施形態で復号部が２つの場合について説明したが、例えば第３復号部、第３発生確率テーブル記憶部、第３量子化パラメータ記憶部を加えることで、より多くの復号部での並列処理が可能であることは明白である。
＜実施形態３＞
以下、本発明の第３の実施形態を、図面を用いて説明する。図１４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１４において、１４０１は、処理対象のブロックが偶数番目のブロックラインに属するかを判定するセレクタである。セレクタ１４０１は、前記ブロックが偶数番目のブロックラインに属しているのならば第１符号化部１４０２へ前記ブロックを出力し、そうでないならば第２符号化部１４０３へ前記ブロックを出力する。
１４０２及び１４０３は、入力画像をｎ×ｎ画素（ｎは２以上の正の整数）に分割したブロックを図２のようにライン単位で符号化を行う符号化部である。本実施形態において、符号化部を２つ用いる場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。図２において、細線による正方形で表されている２０１はブロックを表し、太線による長方形で表されている２０２はブロックラインを表している。更に、上端のブロックライン（０ライン目）を含む偶数番目のブロックラインを示す白色部のブロックは第１符号化部１４０２にて符号化され、奇数番目のブロックラインを示す斜線部のブロックは第２符号化部１４０３にて符号化される。
１４０２、１４０３の各符号化部においては、まず符号化対象のブロックで周辺の画素または他のフレームの参照による動き補償によって予測誤差を生成し、直交変換を行い変換係数を生成する。次に、直交変換を行った変換係数に対する量子化パラメータを決定し、各変換係数を量子化し、量子化係数を生成する。次に、前記量子化係数を含む各シンタックス要素を２値化して２値信号を生成する。各シンタックス要素には、あらかじめ発生確率がテーブル（以下、発生確率テーブル）として与えられ、前記２値信号は前記発生確率テーブルに基づいて算術符号化される。そして符号化が行われる毎に、符号化された２値信号が発生確率の高い方のシンボルであったか否か、という統計情報を用いて発生確率テーブルが更新される。
１４０４は量子化パラメータの初期値を格納する初期量子化パラメータ記憶部である。
１４０５は第１符号化部１４０２で生成された発生確率テーブルを保持する第１発生確率テーブル記憶部である。以下、第１発生確率テーブル記憶部１４０５に記憶される発生確率テーブルを、第１発生確率テーブルと記す。
１４０６は第２符号化部１４０３で生成された発生確率テーブルを保持する第２発生確率テーブル記憶部である。以下、第２発生確率テーブル記憶部１４０６に記憶される発生確率テーブルを、第２発生確率テーブルと記す。
１４０７は第１符号化部１４０２で生成された符号データと、第２符号化部１４０３で生成された符号データを統合し、ビットストリームとして出力する統合符号化部である。
本実施形態の画像符号化装置の動作を、図３及び図１５、図１６のフローチャートを用いて詳細に説明する。本実施形態では動画像データはフレーム単位で入力され、ブロックに分割されてラスタ順に処理される。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し、フレームを分割したスライス単位に入力しても構わない。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。
まず、図３のステップＳ３０１、Ｓ３０４、ステップＳ３０５の処理に関しては、第１の実施形態と同一であるため説明を省略する。
まず、ステップＳ３０２の処理（上端のブロックラインを符号化する処理）に関して、図１５のフローチャートを用いて詳細に説明する。上端のブロックラインは、偶数番目のブロックラインであるので、処理対象のブロックはセレクタ１４０１によって第１符号化部１４０２へ入力され符号化される。
まず、ステップＳ１５０１において、スライスに対する量子化パラメータの初期値と合致するように、ブロックの基準となる量子化パラメータが初期化され、初期量子化パラメータ記憶部１４０４に記憶される。以下、ブロックの基準となる量子化パラメータを、第１の実施形態と同様にブロック基準量子化パラメータと記す。符号化対象のブロックを量子化する際に使用した量子化パラメータは、その値がそのままシンタックス要素として符号化されるわけではなく、ブロック基準量子化パラメータとの差分値が符号化される。
次に、ステップＳ１５０２において、第１符号化部１４０２が、ブロックラインの左端のブロックを符号化する際のブロック基準量子化パラメータとして、初期量子化パラメータ記憶部１４０４から値を読み出す。次に、ステップＳ１５０３からステップＳ１５０７の処理においては、其々図４に示されたステップＳ４０２、ステップＳ４０３、ステップＳ４０６からステップＳ４０８の処理と同一であるため説明を省略する。
但し、ステップＳ１５０４では、第１符号化部１４０２によってブロック単位の画素データが符号化される。
続いて、ステップＳ３０３の処理（上端以外のブロックラインを符号化する処理）に関して、図１６のフローチャートを用いて詳細に説明する。各ブロックラインは、セレクタ１４０１において偶数番目のブロックラインであるか否かが判定される。偶数番目のブロックラインであるならば第１符号化部１４０２に処理対象のブロックの画像が入力され符号化される。奇数番目のブロックラインであるならば第２符号化部１４０３に処理対象のブロックの画像が入力され符号化される。まず、奇数番目のブロックラインを第２符号化部１４０３で符号化する際のフローについて説明する。
まず、ステップＳ１６０１において、ブロックラインの左端のブロックを符号化する際のブロック基準量子化パラメータが、初期量子化パラメータ記憶部１４０４から入力される。次に、ステップＳ１６０２において、第１発生確率テーブルが第１発生確率テーブル記憶部１４０５から、ブロックライン基準発生確率テーブルとして入力される。
ステップＳ１６０３において、第２符号化部１４０３によってブロック単位の画素データが符号化される。ステップＳ１６０４の処理は図１５に示されるステップＳ１５０５と同一である。
ステップＳ１６０５の処理では、発生確率テーブルが第２発生確率テーブルとして、第２発生確率テーブル記憶部１４０６に格納される。第２発生確率テーブルは、次のブロックラインの左端のブロックを算術符号化する際にブロックライン基準発生確率テーブルとして用いられる。
ステップＳ１６０６の処理は図１５に示されるステップＳ１５０７と同一である。
続いて、偶数番目のブロックラインを第１符号化部１４０２で符号化する際のフローを説明する。
まず、ステップＳ１６０１の処理では、ブロックラインの左端のブロックを符号化する際のブロック基準量子化パラメータが、初期量子化パラメータ記憶部１４０４から入力される。次に、ステップＳ１６０２において、第２発生確率テーブルが第２発生確率テーブル記憶部１４０６からブロックライン基準発生確率テーブルとして入力される。
ステップＳ１６０３からステップＳ１６０６の処理に関しては、ステップＳ１５０４からステップＳ１５０７の処理と同一であるため説明を省略する。
以上の構成と動作により、符号化処理を行っているブロックラインの直前のブロックラインの処理が終了しなくても、左端のブロックで、統計情報である発生確率テーブルに加えて基準量子化パラメータを参照可能にすることで符号化の並列動作が可能になる。図１７に基準量子化パラメータの参照の様子を示す。ここで、Ｓｌｉｃｅ ＱＰとは、スライスに与えられる量子化パラメータの初期値をさす。従来手法では、図１７（ａ）のように、前のブロックラインの処理が終了しなければ次のブロックラインの処理が始められなかった。しかしながら、スライスに与えられる量子化パラメータの初期値を、ブロックラインの左端のブロックを符号化する際のブロック基準量子化パラメータとして参照することにより、図１７（ｂ）のように前のブロックラインの処理を待つ必要がなくなった。
また、本実施形態においてはエントロピー符号化に算術符号化を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。前記発生確率テーブルのような統計的な情報に基づいたエントロピー符号化を行う際に、ブロックラインの符号化の途中での、前記統計的な情報を次のブロックラインの左端のブロックをエントロピー符号化する際に用いるものならばよい。
なお、本実施形態で符号化部が２つの場合について説明したが、例えば第３符号化部、第３発生確率テーブル記憶部を加えることで、より多くの符号化部での並列処理が可能であることは明白である。
＜実施形態４＞
以下、本発明の第４の実施形態を、図面を用いて説明する。図１８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１８において、１８０１は、処理対象のブロックが偶数番目のブロックラインに属するかを判定するセレクタである。セレクタ１８０１は、偶数番目のブロックラインに属しているのならば第１復号部１８０２へ前記ビットストリームを出力し、そうでないならば第２復号部１８０３へ前記ビットストリームを出力する。
１８０２及び１８０３は、入力されたビットストリームを、図２のようにブロックライン単位で復号を行う復号部である。本実施形態において、復号部を２つ用いる場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。図２において、上端のブロックライン（０ライン目）を含む偶数番目のブロックラインを示す白色部のブロックは第１復号部１８０２にて復号され、奇数番目のブロックラインを示す斜線部のブロックは第２復号部１８０３にて復号される。
各復号部においては、まず復号対象のビットストリームの２値信号に対し発生確率テーブルが選択され、前記発生確率テーブルを基に算術復号が行われ、量子化係数を生成される。次に、前記量子化係数は、量子化パラメータに基づいて逆量子化が行われ、変換係数が生成される。次に、変換係数は逆直交変換が行われ、予測誤差が生成される。次に、復号対象のブロックの周辺の画素または他のフレームの参照による動き補償が行われ、復号対象のブロックの画像データが生成される。１８０４は量子化パラメータの初期値を格納する初期量子化パラメータ記憶部である。１８０５は第１復号部１８０２で生成された発生確率テーブルを保持する第１発生確率テーブル記憶部である。
１８０６は第２復号部１８０３で生成された発生確率テーブルを保持する第２発生確率テーブル記憶部である。１８０７は第１復号部１８０２、第２復号部１８０３で生成された画像データを成形し、出力する画像データ統合部である。
本実施形態の画像復号装置の動作を、図９及び図１９、図２０のフローチャートを用いて詳細に説明する。本実施形態ではビットストリームはフレーム単位で入力され、前記ビットストリームはブロック単位の符号データに分割されて復号される。本実施形態ではビットストリームをフレーム単位に入力する構成となっているが、フレームを分割したスライス単位に入力しても構わない。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復号の処理においても適用可能である。
まず、図９のステップＳ９０１、ステップＳ９０４、ステップＳ９０５の処理に関しては、第２の実施形態と同一であるため説明を省略する。
ステップＳ９０２の処理（上端のブロックラインを復号する処理）に関して、図１９のフローチャートを用いて詳細に説明する。上端のブロックラインは、偶数番目のブロックラインであるので、処理対象のブロックラインの符号データはセレクタ１８０１によって第１復号部１８０２へ入力され復号される。
まず、ステップＳ１９０１において、スライスに対する量子化パラメータの初期値と合致するように、ブロックの基準となる量子化パラメータが初期化され、初期量子化パラメータ記憶部１８０４に記憶される。以下、ブロックの基準となる量子化パラメータを、実施形態２の復号装置と同様に、ブロック基準量子化パラメータと記す。復号対象のブロックを逆量子化する際のブロック量子化パラメータは、その値自体が符号化されているわけではなく、ブロック基準量子化パラメータとの差分値がシンタックスとして符号化されている。その為、復号時にはブロック基準量子化パラメータと、前記差分値を足し合わせる事でブロック量子化パラメータを生成し、逆量子化を行う必要がある。
次に、ステップＳ１９０２において、第一復号部１８０２が、ブロックラインの左端のブロックを復号する際のブロック基準量子化パラメータとして、初期量子化パラメータ記憶部１８０４から値を読み出す。次に、ステップＳ１９０３からステップＳ１９０７の処理においては、其々ステップＳ１００２、ステップＳ１００３、ステップＳ１００６からステップＳ１００８の処理と同一であるため説明を省略する。
続いて、ステップＳ９０３の処理（上端以外のブロックラインを復号する処理）に関して、図２０のフローチャートを用いて詳細に説明する。各ブロックラインは、セレクタ１８０１において偶数番目のブロックラインであるか否かが判定される。偶数番目のブロックラインであるならば第１復号部１８０２に処理対象のブロックのビットストリームが入力され復号される。奇数番目のブロックラインであるならば第２復号部１８０３に処理対象のブロックのビットストリームが入力され復号される。まず、奇数番目のブロックラインを第２復号部１８０３で復号する際のフローについて説明する。
まず、ステップＳ２００１において、ブロックラインの左端のブロックを復号する際のブロック基準量子化パラメータが、初期量子化パラメータ記憶部１８０４から入力される。次に、ステップＳ２００２において、第１発生確率テーブルが第１発生確率テーブル記憶部１８０５から、ブロックライン基準発生確率テーブルとして入力される。
ステップＳ２００３において、第２復号部１４０３によってブロック単位の画素データが復号される。ステップＳ２００４の処理は、ステップＳ１９０５の処理と同一であるため説明を省略する。
ステップＳ２００５の処理では、発生確率テーブルが第２発生確率テーブルとして、第２発生確率テーブル記憶部１８０６に格納される。第２発生確率テーブルは、次のブロックラインの左端のブロックを算術復号する際にブロックライン基準発生確率テーブルとして用いられる。
ステップＳ２００６の処理は、ステップＳ１９０７の処理と同一であるため説明を省略する。続いて、偶数番目のブロックラインを第１復号部１８０２で復号する際のフローを説明する。
まず、ステップＳ２００１の処理では、ブロックラインの左端のブロックを復号する際のブロック基準量子化パラメータが、初期量子化パラメータ記憶部１８０４から入力される。次に、ステップＳ２００２において、第２発生確率テーブルが第２発生確率テーブル記憶部１８０６からブロックライン基準発生確率テーブルとして入力される。
ステップＳ２００３から２００６の処理に関しては、ステップＳ１９０４からＳ１９０７の処理と同一であるため説明を省略する。
以上の構成と動作により、復号処理を行っているブロックラインの直前のブロックラインの処理が終了しなくても、左端のブロックで、統計情報である発生確率テーブルに加えて基準量子化パラメータを参照可能にすることで復号の並列動作が可能になる。
また、本実施形態においてはエントロピー復号に算術復号を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。前記発生確率テーブルのような統計的な情報に基づいたエントロピー復号を行う際に、ブロックラインの復号の途中での、前記統計的な情報を次のブロックラインの左端のブロックをエントロピー復号する際に用いるものならばよい。
なお、本実施形態で復号部が２つの場合について説明したが、例えば第３復号部、第３発生確率テーブル記憶部を加えることで、より多くの復号部での並列処理が可能であることは明白である。
＜実施形態５＞
以下、本発明の第５の実施形態を、図面を用いて説明する。図２１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２１において、２１０１は、処理対象のブロックが偶数番目のブロックラインに属するかを判定するセレクタである。セレクタ２１０１は、前記ブロックが偶数番目のブロックラインに属しているのならば第１符号化部２１０２へ前記ブロックを出力し、そうでないならば第２符号化部２１０３へ前記ブロックを出力する。
２１０２及び２１０３は、入力画像をｎ×ｎ画素（ｎは２以上の正の整数）に分割したブロックを図２のようにライン単位で符号化を行う符号化部である。本実施形態において、符号化部を２つ用いる場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。図２において、細線による正方形で表されている２０１はブロックを表し、太線による長方形で表されている２０２はブロックラインを表している。更に、上端のブロックライン（０ライン目）を含む偶数番目のブロックラインを示す白色部のブロックは第１符号化部２１０２にて符号化され、奇数番目のブロックラインを示す斜線部のブロックは第２符号化部２１０３にて符号化される。
２１０２、２１０３の各符号化部においては、まず符号化対象のブロックで周辺の画素または他のフレームの参照による動き補償によって予測誤差を生成し、直交変換を行い変換係数を生成する。次に、直交変換を行った変換係数に対する量子化パラメータを決定し、各変換係数を量子化し、量子化係数を生成する。次に、前記量子化係数を含む各シンタックス要素を２値化して２値信号を生成する。各シンタックス要素には、あらかじめ発生確率がテーブル（以下、発生確率テーブル）として与えられ、前記２値信号は前記発生確率テーブルに基づいて算術符号化される。そして符号化が行われる毎に、符号化された２値信号が発生確率の高い方のシンボルであったか否か、という統計情報を用いて発生確率テーブルが更新される。
２１０４は量子化パラメータの初期値を格納する初期量子化パラメータ記憶部である。２１０５は発生確率テーブルの初期値を格納する初期発生確率テーブル記憶部である。２１０６は第１符号化部２１０２で生成された符号データと、第２符号化部２１０３で生成された符号データを統合し、ビットストリームとして出力する統合符号化部である。
本実施形態の画像符号化装置の動作を、図３及び図２２、図２３のフローチャートを用いて詳細に説明する。本実施形態では動画像データはフレーム単位で入力され、ブロックに分割されてラスタ順に処理される。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し、フレームを分割したスライス単位に入力しても構わない。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。
図３のステップＳ３０１、Ｓ３０４、ステップＳ３０５の処理に関しては、第１の実施形態と同一であるため説明を省略する。
ステップＳ３０２の処理（上端のブロックラインを符号化する処理）に関して、図２２のフローチャートを用いて詳細に説明する。上端のブロックラインは、偶数番目のブロックラインであるので、処理対象のブロックはセレクタ２１０１によって第１符号化部２１０２へ入力され符号化される。
まず、ステップＳ２２０１において、スライスに対する量子化パラメータの初期値と合致するように、ブロックの基準となる量子化パラメータが初期化され、初期量子化パラメータ記憶部２１０４に記憶される。以下、ブロックの基準となる量子化パラメータを、第１の実施形態と同様にブロック基準量子化パラメータと記す。符号化対象のブロックを量子化する際に使用した量子化パラメータは、その値がそのままシンタックス要素として符号化されるわけではなく、ブロック基準量子化パラメータとの差分値が符号化される。
次に、ステップＳ２２０２において、第１符号化部２１０２が、ブロックラインの左端のブロックを符号化する際のブロック基準量子化パラメータとして、初期量子化パラメータ記憶部２１０４から値を読み出す。次に、ステップＳ２２０３の処理において発生確率テーブルが所定の方法で初期化され、初期発生確率テーブル記憶部２１０５に記憶される。初期発生確率テーブル記憶部２１０５に記憶された発生確率テーブルは、ブロックラインの左端のブロックの最初の２値信号を算術符号化する際に用いられ、後述するステップＳ２２０５で随時更新される。以下、ブロックラインの最初のブロックの２値信号を算術符号化する際に用いられる発生確率テーブルを、第１の実施形態と同様にブロックライン基準発生確率テーブルと記す。
次に、ステップＳ２２０４の処理において第１符号化部２１０２が、ブロックライン基準量子化パラメータとして、初期量子化パラメータ記憶部２１０４から値を読み出す。
次に、ステップＳ２２０５及びステップＳ２２０６の処理においては、其々図４に示されたステップステップＳ４０３及びステップＳ４０８の処理と同一であるため説明を省略する
但し、ステップＳ２２０５では、第１符号化部２１０２によってブロック単位の画素データが符号化される。続いて、ステップＳ３０３の処理（上端以外のブロックラインを符号化する処理）に関して、図２３のフローチャートを用いて詳細に説明する。各ブロックラインは、セレクタ２１０１において偶数番目のブロックラインであるか否かが判定される。偶数番目のブロックラインであるならば第１符号化部２１０２に処理対象のブロックの画像が入力され符号化される。奇数番目のブロックラインであるならば第２符号化部２１０３に処理対象のブロックの画像が入力され符号化される。まず、奇数番目のブロックラインを第２符号化部２１０３で符号化する際のフローについて説明する。
まず、ステップＳ２３０１において、ブロックラインの左端のブロックを符号化する際のブロック基準量子化パラメータが、初期量子化パラメータ記憶部２１０４から入力される。
次に、ステップＳ２３０２において、ブロックライン基準発生確率テーブルとして、初期発生確率テーブル記憶部２１０５から値が入力される。
次に、ステップＳ２３０３において、第２符号化部２１０３によってブロック単位の画素データが符号化される。ステップＳ２３０４の処理は図２２に示されるステップＳ２２０６と同一である。続いて、偶数番目のブロックラインを第１符号化部２１０２で符号化する際のフローを説明する。まず、ステップＳ２３０１の処理では、ブロックラインの左端のブロックを符号化する際のブロック基準量子化パラメータが、初期量子化パラメータ記憶部２１０４から入力される。次に、ステップＳ２３０２において、ブロックライン基準発生確率テーブルとして、初期発生確率テーブル記憶部２１０５から値が入力される。
ステップＳ２３０３及びステップＳ２３０４の処理に関しては、ステップＳ２２０５及びステップＳ２２０６の処理と同一であるため説明を省略する。
以上の構成と動作により、符号化処理対象のブロックラインの直前のブロックラインの処理が終了しなくても、左端のブロックで統計情報である発生確率テーブル及び基準量子化パラメータに初期化した値を用いることで符号化の並列動作が可能になる。また、本実施形態においてはエントロピー符号化に算術符号化を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。符号化処理の初めに統計情報の初期化処理を行い、統計情報を用いて符号化処理を行い、符号化処理の度に統計情報を更新するものならばよい。
なお、本実施形態で符号化部が２つの場合について説明したが、例えば第３符号化部を加えることで、より多くの符号化部での並列処理が可能であることは明白である。
＜実施形態６＞
以下、本発明の第６の実施形態を、図面を用いて説明する。図２４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２４において、２４０１は、処理対象のブロックが偶数番目のブロックラインに属するかを判定するセレクタである。セレクタ２４０１は、前記ブロックが偶数番目のブロックラインに属しているのならば第１復号部２４０２へ前記ブロックを出力し、そうでないならば第２復号部２４０３へ前記ブロックを出力する。
２４０２及び２４０３は、入力画像をｎ×ｎ画素（ｎは２以上の正の整数）に分割したブロックを図２のようにライン単位で復号を行う復号部である。以下、ブロックのラインをブロックラインと記す。本実施形態において、復号部を２つ用いる場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。図２において、細線による正方形で表されている２０１はブロックを表し、太線による長方形で表されている２０２はブロックラインを表している。更に、上端のブロックライン（０ライン目）を含む偶数番目のブロックラインを示す白色部のブロックは第１復号部２４０２にて復号され、奇数番目のブロックラインを示す斜線部のブロックは第２復号部２４０３にて復号される。
２４０２、２４０３の各復号部においては、まず復号対象のビットストリームの２値信号に対し発生確率テーブルが選択され、前記発生確率テーブルを基に算術復号が行われ、量子化係数を生成される。次に、前記量子化係数は、量子化パラメータに基づいて逆量子化が行われ、変換係数が生成される。次に、変換係数は逆直交変換が行われ、予測誤差が生成される。次に、復号対象のブロックの周辺の画素または他のフレームの参照による動き補償が行われ、復号対象のブロックの画像データが生成される。
２４０４は量子化パラメータの初期値を格納する初期量子化パラメータ記憶部である。２４０５は発生確率テーブルの初期値を格納する初期発生確率テーブル記憶部である。２４０６は第１復号部２４０２で生成された符号データと、第２復号部２４０３で生成された画像データを成形し、出力する画像データ統合部である。
本実施形態の画像復号装置の動作を、図９及び図２５、図２６のフローチャートを用いて詳細に説明する。本実施形態ではビットストリームはフレーム単位で入力され、前記ビットストリームはブロック単位の符号データに分割されて復号される。本実施形態ではビットストリームをフレーム単位に入力する構成となっているが、フレームを分割したスライス単位に入力しても構わない。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復号の処理においても適用可能である。
図９のステップＳ９０１、Ｓ９０４、ステップＳ９０５の処理に関しては、第２の実施形態と同一であるため説明を省略する。
ステップＳ９０２の処理（上端のブロックラインを復号する処理）に関して、図２５のフローチャートを用いて詳細に説明する。上端のブロックラインは、偶数番目のブロックラインであるので、処理対象のブロックラインの符号データはセレクタ２４０１によって第１復号部２４０２へ入力され復号される。
まず、ステップＳ２５０１において、スライスに対する量子化パラメータの初期値と合致するように、ブロックの基準となる量子化パラメータが初期化され、初期量子化パラメータ記憶部２４０４に記憶される。以下、ブロックの基準となる量子化パラメータを、第２の実施形態と同様にブロック基準量子化パラメータと記す。復号対象のブロックを逆量子化する際のブロック量子化パラメータは、その値自体が符号化されているわけではなく、ブロック基準量子化パラメータとの差分値がシンタックスとして符号化されている。その為、復号時にはブロック基準量子化パラメータと、前記差分値を足し合わせる事でブロック量子化パラメータを生成し、逆量子化を行う必要がある。
次に、ステップＳ２５０２において、第１復号部２４０２が、ブロックラインの左端のブロックを復号する際のブロック基準量子化パラメータとして、初期量子化パラメータ記憶部２４０４から値を読み出す。次に、ステップＳ２５０３の処理において発生確率テーブルが所定の方法で初期化され、初期発生確率テーブル記憶部２４０５に記憶される。初期発生確率テーブル記憶部２４０５に記憶された発生確率テーブルは、ブロックラインの左端のブロックの最初の２値信号を算術復号する際に用いられ、後述するステップＳ２５０５で随時更新される。以下、ブロックラインの最初のブロックの２値信号を算術復号する際に用いられる発生確率テーブルを、第２の実施形態と同様にブロックライン基準発生確率テーブルと記す。
次に、ステップＳ２５０４の処理において第１復号部２４０２が、ブロックライン基準量子化パラメータとして、初期量子化パラメータ記憶部２４０４から値を読み出す。
次に、ステップＳ２５０５及びステップＳ２５０６の処理においては、其々図１０に示されたステップステップＳ１００３及びステップＳ１００８の処理と同一であるため説明を省略する。
但し、ステップＳ２５０５では、第１復号部２４０２によってブロック単位の画素データが復号される。
続いて、ステップＳ９０３の処理（上端以外のブロックラインを復号する処理）に関して、図２６のフローチャートを用いて詳細に説明する。各ブロックラインは、セレクタ２４０１において偶数番目のブロックラインであるか否かが判定される。偶数番目のブロックラインであるならば第１復号部２４０２に処理対象のブロックのビットストリームが入力され復号される。奇数番目のブロックラインであるならば第２復号部２４０３に処理対象のブロックのビットストリームが入力され復号される。まず、奇数番目のブロックラインを第２復号部２４０３で復号する際のフローについて説明する。
まず、ステップＳ２６０１において、ブロックラインの左端のブロックを復号する際のブロック基準量子化パラメータが、初期量子化パラメータ記憶部２４０４から入力される。
次に、ステップＳ２６０２において、ブロックライン基準発生確率テーブルとして、初期発生確率テーブル記憶部２４０５から値が入力される。
次に、ステップＳ２６０３において、第２復号部２４０３によってブロック単位の画素データが復号される。ステップＳ２６０４の処理は図２５に示されるステップＳ２５０６と同一である。続いて、偶数番目のブロックラインを第１復号部２４０２で復号する際のフローを説明する。まず、ステップＳ２６０１の処理では、ブロックラインの左端のブロックを復号する際のブロック基準量子化パラメータが、初期量子化パラメータ記憶部２４０４から入力される。次に、ステップＳ２６０２において、ブロックライン基準発生確率テーブルとして、初期発生確率テーブル記憶部２４０５から値が入力される。
ステップＳ２６０３及びステップＳ２６０４の処理に関しては、ステップＳ２５０５及びステップＳ２５０６の処理と同一であるため説明を省略する。
以上の構成と動作により、復号処理対象のブロックラインの直前のブロックラインの処理が終了しなくても、左端のブロックで統計情報である発生確率テーブル及び基準量子化パラメータに初期化した値を用いることで復号の並列動作が可能になる。
また、本実施形態においてはエントロピー復号に算術復号を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。復号処理の初めに統計情報の初期化処理を行い、統計情報を用いて復号処理を行い、復号処理の度に統計情報を更新するものならばよい。
なお、本実施形態で復号部が２つの場合について説明したが、例えば第３復号部を加えることで、より多くの復号部での並列処理が可能であることは明白である。
＜実施形態７＞
図１、図８、図１４、図１８、図２１、図２４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８、図１４、図１８、図２１、図２４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１３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。
ＣＰＵ１３０１は、ＲＡＭ１３０２やＲＯＭ１３０３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、ＣＰＵ１３０１は、図１、図８に示した各処理部として機能することになる。
ＲＡＭ１３０２は、外部記憶装置１３０６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）１３０９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、ＲＡＭ１３０２は、ＣＰＵ１３０１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、ＲＡＭ１３０２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。
ＲＯＭ１３０３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１３０４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ＣＰＵ１３０１に対して入力することができる。表示部１３０５は、ＣＰＵ１３０１による処理結果を表示する。また表示部１３０５は例えば液晶ディスプレイのような表示装置で構成される。
外部記憶装置１３０６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１３０６には、ＯＳ（オペレーティングシステム）や、図１、図８に示した各部の機能をＣＰＵ１３０１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１３０６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１３０６に保存されているコンピュータプログラムやデータは、ＣＰＵ１３０１による制御に従って適宜ＲＡＭ１３０２にロードされ、ＣＰＵ１３０１による処理対象となる。Ｉ／Ｆ１３０７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／Ｆ１３０７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。１３０８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ＣＰＵ１３０１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。
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 (16)

  1. ビットストリームから画像を復号する復号装置において復号される前記ビットストリームを生成する符号化装置であって、
    前記画像における複数のブロックからなる画像部分における１行目の最初の量子化パラメータの符号化処理において、前記１行目の最初の量子化パラメータと、前記画像部分における量子化パラメータに係る初期値との差分である第１の差分を符号化し、
    前記１行目のＮ番目（Ｎは２以上の整数）の量子化パラメータの符号化処理においては前記初期値を用いずに、前記１行目のＮ番目の量子化パラメータと、前記１行目の（Ｎ－１）番目の量子化パラメータとの差分である第２の差分を符号化し、
    前記画像部分における２行目の最初の量子化パラメータの符号化処理において、前記２行目の最初の量子化パラメータと、前記１行目における第１の位置に対応する量子化パラメータとの差分である第３の差分を符号化する符号化手段と、
    前記符号化手段によって符号化された前記第１の差分、前記符号化手段によって符号化された前記第２の差分、及び、前記符号化手段によって符号化された前記第３の差分を少なくとも含む前記ビットストリームを生成する生成手段と
    を有し、
    前記画像の水平方向においては、前記２行目の最初の量子化パラメータが対応する第２の位置と、前記第１の位置とは同じ位置にあり、
    前記画像の垂直方向においては、前記第１の位置は、前記第２の位置よりも上に位置し、
    前記符号化手段は、
    前記１行目の最初の量子化パラメータの前記符号化処理において、前記画像部分の処理を開始する際に初期化された統計情報を参照して、前記第１の差分のデータを含む２値信号を算術符号化し、
    前記２行目の最初の量子化パラメータの前記符号化処理において、ウェイブフロント並列処理を可能とするために、前記１行目の最後のブロック以外の所定ブロックにおける算術符号化の結果に基づいて更新された統計情報を参照して、前記第３の差分のデータを含む２値信号を算術符号化する
    ことを特徴とする符号化装置。
  2. 前記画像部分はスライスである
    ことを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
  3. 前記符号化手段は、
    前記１行目の量子化パラメータに係る差分を符号化する第１の符号化手段と、
    前記２行目の量子化パラメータに係る差分を符号化する第２の符号化手段と
    を有し、
    前記第１の符号化手段における前記差分を符号化する処理と、前記第２の符号化手段における前記差分を符号化する処理とは、並列に行われる
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の符号化装置。
  4. 前記第１の符号化手段は、前記１行目の量子化パラメータを用いて前記１行目に含まれるブロックに対する符号化処理を行い、
    前記第２の符号化手段は、前記２行目の量子化パラメータを用いて前記２行目に含まれるブロックに対する符号化処理を行い
    前記１行目に含まれるブロックに対する符号化処理と、前記２行目に含まれるブロックに対する符号化処理とは、並列に行われる
    ことを特徴とする請求項３記載の符号化装置。
  5. 前記符号化手段は、前記ウェイブフロント並列処理を行う場合に、前記１行目の最初の量子化パラメータと前記初期値との差分を符号化し、前記２行目の最初の量子化パラメータと、前記１行目における前記第１の位置に対応する量子化パラメータとの差分を符号化する
    ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の符号化装置。
  6. 符号化されたビットストリームから画像を復号する復号装置であって、
    前記画像における複数のブロックからなる画像部分における１行目の最初の量子化パラメータと、前記画像部分における量子化パラメータに係る初期値との差分である第１の差分を前記ビットストリームから復号する復号手段と、
    前記１行目の最初の量子化パラメータの導出処理において、前記初期値と前記第１の差分とを用いて、前記１行目の最初の量子化パラメータを導出する導出手段と
    を有し、
    前記復号手段は、前記１行目のＮ番目（Ｎは２以上の整数）の量子化パラメータと、前記１行目の（Ｎ－１）番目の量子化パラメータとの差分である第２の差分を前記ビットストリームから復号し、
    前記導出手段は、前記１行目のＮ番目の量子化パラメータの導出処理においては前記初期値を用いずに、前記１行目の（Ｎ－１）番目の量子化パラメータと前記第２の差分を用いて、前記１行目のＮ番目の量子化パラメータを導出し、
    前記復号手段は、前記画像部分における２行目の最初の量子化パラメータと、前記１行目における第１の位置に対応する量子化パラメータとの差分である第３の差分を前記ビットストリームから復号し、
    前記導出手段は、前記２行目の最初の量子化パラメータの導出処理において、前記１行目における前記第１の位置に対応する量子化パラメータと、前記第３の差分とを用いて、前記２行目の最初の量子化パラメータを導出し、
    前記画像の水平方向においては、前記２行目の最初の量子化パラメータが対応する第２の位置と、前記第１の位置とは同じ位置にあり、
    前記画像の垂直方向においては、前記第１の位置は、前記第２の位置よりも上に位置し、
    前記復号手段は、
    前記第１の差分を復号する際に、前記画像部分の処理を開始する際に初期化された統計情報を参照して算術復号を行うことで、前記第１の差分のデータを含む２値信号を復号し、
    ウェイブフロント並列処理が可能な前記ビットストリームにおいて前記第３の差分を復号する際に、前記１行目の最後のブロック以外の所定ブロックにおける算術復号の結果に基づいて更新された統計情報を参照して算術復号を行うことで、前記第３の差分のデータを含む２値信号を復号する
    ことを特徴とする復号装置。
  7. 前記導出手段は、
    前記初期値に、前記第１の差分を加算することにより、前記１行目の最初の量子化パラメータを導出し、
    前記第１の位置に対応する量子化パラメータに、前記第３の差分を加算することにより、前記２行目の最初の量子化パラメータを導出する
    ことを特徴とする請求項６記載の復号装置。
  8. 前記導出手段は、前記１行目の（Ｎ－１）番目の量子化パラメータに、前記第２の差分を加算することにより、前記１行目のＮ番目の量子化パラメータを導出する
    ことを特徴とする請求項６又は７に記載の復号装置。
  9. 前記画像部分はスライスである
    ことを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載の復号装置。
  10. 前記導出手段は、
    前記１行目の量子化パラメータを導出する第１の導出手段と、
    前記２行目の量子化パラメータを導出する第２の導出手段と
    を有し、
    前記第１の導出手段における処理と、前記第２の導出手段における処理とは、並列に行われる
    ことを特徴とする請求項６～９のいずれか１項に記載の復号装置。
  11. 前記復号手段は、
    前記１行目の量子化パラメータを用いて前記１行目に含まれるブロックに対する復号処理を行う第１の復号手段と、
    前記２行目の量子化パラメータを用いて前記２行目に含まれるブロックに対する復号処理を行う第２の復号手段と
    を有し、
    前記１行目に含まれるブロックに対する復号処理と、前記２行目に含まれるブロックに対する復号処理とは、並列に行われる
    ことを特徴とする請求項６～１０のいずれか１項に記載の復号装置。
  12. 前記導出手段は、前記ウェイブフロント並列処理を行う場合に、前記１行目の最初の量子化パラメータを前記初期値を用いて導出し、前記２行目の最初の量子化パラメータを前記１行目における前記第１の位置に対応する量子化パラメータを用いて導出する
    ことを特徴とする請求項６～１１のいずれか１項に記載の復号装置。
  13. ビットストリームから画像を復号する復号方法において復号される前記ビットストリームを生成する符号化方法であって、
    前記画像における複数のブロックからなる画像部分における１行目の最初の量子化パラメータの符号化処理において、前記１行目の最初の量子化パラメータと、前記画像部分における量子化パラメータに係る初期値との差分である第１の差分を符号化し、
    前記１行目のＮ番目（Ｎは２以上の整数）の量子化パラメータの符号化処理においては前記初期値を用いずに、前記１行目のＮ番目の量子化パラメータと、前記１行目の（Ｎ－１）番目の量子化パラメータとの差分である第２の差分を符号化し、
    前記画像部分における２行目の最初の量子化パラメータの符号化処理において、前記２行目の最初の量子化パラメータと、前記１行目における第１の位置に対応する量子化パラメータとの差分である第３の差分を符号化する符号化工程と、
    前記符号化工程によって符号化された前記第１の差分、前記符号化工程によって符号化された前記第２の差分、及び、前記符号化工程によって符号化された前記第３の差分を少なくとも含む前記ビットストリームを生成する生成工程と
    を有し、
    前記画像の水平方向においては、前記２行目の最初の量子化パラメータが対応する第２の位置と、前記第１の位置とは同じ位置にあり、
    前記画像の垂直方向においては、前記第１の位置は、前記第２の位置よりも上に位置し、
    前記符号化工程において、
    前記１行目の最初の量子化パラメータの前記符号化処理において、前記画像部分の処理を開始する際に初期化された統計情報を参照して、前記第１の差分のデータを含む２値信号を算術符号化し、
    前記２行目の最初の量子化パラメータの前記符号化処理において、ウェイブフロント並列処理を可能とするために、前記１行目の最後のブロック以外の所定ブロックにおける算術符号化の結果に基づいて更新された統計情報を参照して、前記第３の差分のデータを含む２値信号を算術符号化する
    ことを特徴とする符号化方法。
  14. 符号化されたビットストリームから画像を復号する復号方法であって、
    前記画像における複数のブロックからなる画像部分における１行目の最初の量子化パラメータと、前記画像部分における量子化パラメータに係る初期値との差分である第１の差分を前記ビットストリームから復号する第１の復号工程と、
    前記１行目の最初の量子化パラメータの導出処理において、前記初期値と前記第１の差分とを用いて、前記１行目の最初の量子化パラメータを導出する第１の導出工程と、
    前記１行目のＮ番目（Ｎは２以上の整数）の量子化パラメータと、前記１行目の（Ｎ－１）番目の量子化パラメータとの差分である第２の差分を前記ビットストリームから復号する第２の復号工程と、
    前記１行目のＮ番目の量子化パラメータの導出処理において、前記初期値を用いずに、前記１行目の（Ｎ－１）番目の量子化パラメータと前記第２の差分を用いて、前記１行目のＮ番目の量子化パラメータを導出する第２の導出工程と、
    前記画像部分における２行目の最初の量子化パラメータと、前記１行目における第１の位置に対応する量子化パラメータとの差分である第３の差分を前記ビットストリームから復号する第３の復号工程と、
    前記２行目の最初の量子化パラメータの導出処理において、前記１行目における前記第１の位置に対応する量子化パラメータと、前記第３の差分とを用いて、前記２行目の最初の量子化パラメータを導出する第３の導出工程と
    を有し、
    前記画像の水平方向においては、前記２行目の最初の量子化パラメータが対応する第２の位置と、前記第１の位置とは同じ位置にあり、
    前記画像の垂直方向においては、前記第１の位置は、前記第２の位置よりも上に位置し、
    前記第１の復号工程において、前記第１の差分を復号する際に、前記画像部分の処理を開始する際に初期化された統計情報を参照して算術復号を行うことで、前記第１の差分のデータを含む２値信号を復号し、
    前記第３の復号工程において、ウェイブフロント並列処理が可能な前記ビットストリームから前記第３の差分を復号する際に、前記１行目の最後のブロック以外の所定ブロックにおける算術復号の結果に基づいて更新された統計情報を参照して算術復号を行うことで、前記第３の差分のデータを含む２値信号を復号する
    ことを特徴とする復号方法。
  15. コンピュータを、請求項１～５のいずれか１項に記載の符号化装置として機能させることを特徴とするプログラム。
  16. コンピュータを、請求項６～１２のいずれか１項に記載の復号装置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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