JPH10285590A - Image encoding method and device, image decoding method and device and image recording medium - Google Patents
Image encoding method and device, image decoding method and device and image recording mediumInfo
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- JPH10285590A JPH10285590A JP7861797A JP7861797A JPH10285590A JP H10285590 A JPH10285590 A JP H10285590A JP 7861797 A JP7861797 A JP 7861797A JP 7861797 A JP7861797 A JP 7861797A JP H10285590 A JPH10285590 A JP H10285590A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、画像信号
をアナログ又はデジタルの電話回線や専用のデータ伝送
回線などの種々の転送レートを持った伝送装置により伝
送したり、また、画像信号を光／磁気ディスクやランダ
ムアクセスメモリ（RAM： Random AccessMemory）など
の種々の記憶容量を持った蓄積メディアに記録する場合
に、画像を効率よく符号化することができるようにした
画像符号化方法及び画像符号化装置、画像復号方法及び
画像復号装置並びに画像記録媒体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of transmitting an image signal by a transmission device having various transfer rates, such as an analog or digital telephone line or a dedicated data transmission line, and transmitting the image signal to an optical signal. / Image coding method and image coding for efficiently coding an image when recording on storage media having various storage capacities such as a magnetic disk and a random access memory (RAM) TECHNICAL FIELD The present invention relates to a decoding device, an image decoding method, an image decoding device, and an image recording medium.
【０００２】[0002]
【従来の技術】画像の符号化方法の１つとして、オブジ
ェクトスケーラブルな符号化というものがある。これは
画像をオブジェクトと呼ばれるまとまりに分割し、オブ
ジェクト毎に符号化を行うものである。例えば人と背景
とからなる画像をオブジェクトスケーラブルに符号化す
るには、当該画像を人というオブジェクトと背景という
オブジェクトとに分け、これら人のオブジェクトを構成
する画像と上記背景のオブジェクトを構成する画像のそ
れぞれを、独立に符号化する。これにより、人オブジェ
クト画像については細かく量子化し、背景オブジェクト
画像については荒く量子化して符号化するという制御
や、人オブジェクト画像については全フレームを符号化
し、背景オブジェクト画像については何枚かに１枚を符
号化するという制御が可能になる。この符号化手法によ
れば、同じ符号発生量で主観的な画質を向上させたり、
同じ主観的な画質で符号発生量を減少させたりできると
いう利点がある。2. Description of the Related Art One of the encoding methods of an image is an object scalable encoding. In this method, an image is divided into units called objects, and encoding is performed for each object. For example, in order to encode an image composed of a person and a background in an object scalable manner, the image is divided into an object called a person and an object called a background, and an image forming the object of the person and an image forming the object of the background are formed. Each is encoded independently. As a result, control is performed such that the human object image is finely quantized, and the background object image is roughly quantized and encoded, or the entire human object image is encoded, and the background object image is one in several. Can be controlled. According to this encoding method, subjective image quality can be improved with the same code generation amount,
There is an advantage that the code generation amount can be reduced with the same subjective image quality.
【０００３】このオブジェクトスケーラブルな符号化を
実現するためには、通常符号化している画像の明るさお
よび色合いを表すテクスチャ画像（または単にテクスチ
ャ）以外に、オブジェクトの形状を符号化する必要があ
る。オブジェクトの形状はシェイプ画像（または単にシ
ェイプ）或いはキー信号とも呼ばれることもある。In order to realize the object scalable encoding, it is necessary to encode the shape of the object in addition to the texture image (or simply texture) representing the brightness and hue of the image normally encoded. The shape of an object may also be called a shape image (or simply a shape) or a key signal.
【０００４】また、上記シェイプを表すデータすなわち
上記キー信号としては、ハードキー信号とソフトキー信
号とがある。このうち、ハードキー信号は、オブジェク
ト（物体）の形状をそのオブジェクトの内部であるか、
外部であるかによって２値で表現するものであり、図１
０の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、画像中の興味のあ
る物体（例えば人のオブジェクト）をその形状に応じて
切り出して、図１０の（Ｃ）に示すような他の背景画像
に合成するために使用されている。図１０の（Ｂ）に示
すハードキー信号で切り取られる図１０の（Ａ）に示す
画像が、上記テクスチャ画像であり、このテクスチャ画
像はフィル画像とも呼ばれる。The data representing the shape, that is, the key signal, includes a hard key signal and a soft key signal. Of these, the hard key signal indicates whether the shape of the object (object) is inside the object,
It is expressed in binary depending on whether it is external or not.
As shown in FIGS. 10A and 10B, an object of interest (for example, a human object) in an image is cut out according to its shape, and another background image as shown in FIG. Is used to synthesize The image shown in FIG. 10A cut out by the hard key signal shown in FIG. 10B is the above-mentioned texture image, and this texture image is also called a fill image.
【０００５】上記ハードキー信号を用いると、画像を、
重要な物体（例えば人のオブジェクト）と背景とに分
け、重要な物体は細かく、背景は粗く量子化して符号化
してそれぞれを復号し、ハードキー信号によって図１０
の（Ｄ）に示すように合成するということができる。こ
のとき、背景を荒く量子化したことによる符号の減少分
を、重要な物体を細かく量子化するために用いれば、同
じ符号発生量で主観的な画質を向上できるという利点が
ある。また、例えば画像データを伝送路を介して伝送す
るような場合において、当該伝送路として利用している
回線の容量の許す範囲内で、その伝送したい画像を構成
する複数の物体（オブジェクト）のうちの興味のある物
体の画像データを優先して伝送（或いはダウンロード）
することができるという利点もある。これらのことから
上記ハードキー信号を効率的に符号化する方法が重要と
なっている。By using the above-mentioned hard key signal, an image is
An important object (for example, a human object) is divided into a background and an important object is finely divided, and the background is roughly quantized and coded to decode each of them.
(D). At this time, if the amount of code reduction due to rough background quantization is used to finely quantize important objects, there is an advantage that subjective image quality can be improved with the same code generation amount. Further, for example, in a case where image data is transmitted via a transmission line, a plurality of objects (objects) constituting an image to be transmitted within a range permitted by the capacity of a line used as the transmission line. Prioritize transmission (or download) of image data of an object of interest
There is also the advantage that it can be done. For these reasons, a method of efficiently encoding the hard key signal is important.
【０００６】このハードキー信号などの２値画像を効率
よく符号化する手法としては、適応的算術符号を採用し
た画像符号化と固定算術符号を採用した画像符号化があ
る。なお、算術符号化における参照情報の選び方等の方
法について、本件出願人は、特願平８−２３３８１５号
の明細書及び図面にて既に提案している。As a technique for efficiently encoding a binary image such as a hard key signal, there are an image encoding employing an adaptive arithmetic code and an image encoding employing a fixed arithmetic code. The applicant of the present application has already proposed a method of selecting reference information in arithmetic coding in the specification and drawings of Japanese Patent Application No. 8-233815.
【０００７】以下に、適応的算術符号を採用した画像符
号化装置の概要を説明する。[0007] An outline of an image coding apparatus employing an adaptive arithmetic code will be described below.
【０００８】この適応的算術符号を採用した画像符号化
装置では、入力された画像を入力画像フレームメモリに
保持し、動き検出器により上記入力画像フレームメモリ
上の画像のフレーム間の相関を調べて、動き量を検出す
る。そして、局所復号画像フレームメモリに蓄えられた
局所復号画像に対して動き補償器により上記動き量に基
づいて動き補償を行った画像を動き補償画像フレームメ
モリに蓄える。適応的算術符号化器は、入力画像フレー
ムメモリの画像を符号化し、その符号を出力するととも
に適応的算術復号器に供給する。適応的算術復号器は、
上記適応的算術符号化器から供給された符号を復号して
局所復号画像を上記局所復号画像フレームメモリに蓄え
る。In an image coding apparatus employing this adaptive arithmetic code, an input image is stored in an input image frame memory, and a motion detector checks the correlation between the frames of the image on the input image frame memory. , And detect the amount of motion. Then, an image obtained by performing motion compensation on the locally decoded image stored in the locally decoded image frame memory based on the motion amount by the motion compensator is stored in the motion compensated image frame memory. The adaptive arithmetic encoder encodes the image in the input image frame memory, outputs the code, and supplies the code to the adaptive arithmetic decoder. The adaptive arithmetic decoder is
The code supplied from the adaptive arithmetic coder is decoded, and a locally decoded image is stored in the locally decoded image frame memory.
【０００９】ここに言う算術符号とは、［１，０］の数
値直線上の対応区間（２進小数［０．０，・・・，０，
０．１，・・・，１］）を各シンボルの生起確率に応じ
て不等長に分割していき、対象シンボル系列を対応する
部分区間に割り当て、再帰的に分割を繰り返していくこ
とにより得られた区間内に含まれる点の座標を、少なく
とも他の区間と区別できる２進小数で表現してそのまま
符号とするものである。The arithmetic code referred to here is a corresponding section (binary decimal [0.0,..., 0,
0.1,..., 1]) according to the occurrence probability of each symbol, divide the target symbol sequence into corresponding subsections, and repeat the division recursively. The coordinates of the points included in the obtained section are expressed as a binary decimal number which can be distinguished from at least other sections, and are used as codes.
【００１０】適応算術符号を採用した場合には、この符
号化及び復号のときに参照情報として入力画像の画素値
及び動き補償画像の画素値が用いられる。参照画像の選
び方はイントラ符号化のときとインター符号化のときで
異なる。フレーム内相関のみを用いたイントラ符号化と
フレーム間相関も用いたインター符号化のどちらを用い
るかは制御装置によって制御される。When the adaptive arithmetic code is employed, the pixel value of the input image and the pixel value of the motion compensated image are used as reference information in the encoding and decoding. The method of selecting the reference image differs between the case of intra coding and the case of inter coding. The control device controls whether to use intra coding using only intra-frame correlation or inter coding using also inter-frame correlation.
【００１１】ここで、当該適応的算術符号を採用した画
像符号化装置における参照情報の選び方を図１１及び図
１２を参照して説明する。Here, how to select the reference information in the image coding apparatus employing the adaptive arithmetic code will be described with reference to FIGS.
【００１２】イントラ符号化のときには、参照情報とし
て動き補償画像の情報を用いることはできないので入力
画像の情報のみを用いる。従来の画像符号化装置で用い
られていた参照情報の例を図１１で表す。すなわち、こ
の図１１の例では、図中のｘにて示す画素を符号化する
ときに、周囲のａ〜ｊの入力画素を用いていた。参照情
報として使われる２値の入力画素は１０画素のあるた
め、その入力画素の値の組合せは１０２４通り（２10）
ある。At the time of intra coding, since information of a motion compensation image cannot be used as reference information, only information of an input image is used. FIG. 11 shows an example of reference information used in a conventional image encoding device. That is, in the example of FIG. 11, when encoding the pixel indicated by x in the figure, the surrounding input pixels a to j are used. Since there are 10 binary input pixels used as reference information, there are 1024 combinations of values of the input pixels (2 10 )
is there.
【００１３】一方、インター符号化のときには、参照情
報として動き補償画像と入力画像の情報をともに用い
る。従来の画像符号化装置で用いられていた参照情報の
例を図１２で表す。図１２中ｘで示す画素を符号化する
ときに、図１２の（Ａ）に示す入力画像では画素ｘの周
囲のａ〜ｆの６個の入力画素が用いられ、図１２の
（Ｂ）に示す動き補償画像では、画素ｘと空間的に同じ
位置である動き補償画像上の画素ｇとその周囲の各画素
ｈ〜ｋのあわせて５個の画素が用いられていた。入力画
像と動き補償画像の参照情報を合わせると１１画素であ
り、その画素の値の組合せは２０４８通り（２11）であ
る。On the other hand, at the time of inter-coding, both information of a motion compensation image and information of an input image are used as reference information. FIG. 12 shows an example of reference information used in a conventional image encoding device. When the pixel indicated by x in FIG. 12 is encoded, six input pixels a to f around the pixel x are used in the input image illustrated in FIG. In the motion-compensated image shown, five pixels are used in total, including the pixel g on the motion-compensated image that is spatially at the same position as the pixel x and the surrounding pixels h to k. When the reference information of the input image and the reference information of the motion compensation image are combined, the number is 11 pixels, and there are 2048 (2 11 ) combinations of pixel values.
【００１４】適応的算術符号化器では、参照情報によっ
て場合分けし、それぞれの場合について符号化しようと
する画素値の生起確率をテーブルに学習することによ
り、符号発生量を少なくする。The adaptive arithmetic coder classifies cases according to reference information, and learns the occurrence probability of a pixel value to be coded in each case in a table, thereby reducing the amount of codes generated.
【００１５】すなわち適応的算術符号化器では、図１３
に示すように、参照情報演算部２１により所定の演算が
行われ、その演算結果から参照情報によって場合分けし
て生起確率テーブル２２を選んで、算術演算符号化を行
い出力するようになっている。この図１３は、インター
符号化のときの、動き補償画像上の５つの画素のみによ
っての場合分けを示している。具体的に言うと、動き補
償画像上の５つの画素ｇ〜ｋは、参照情報演算部２１の
乗算部３１及び加算部３２にて上記画素ｇとその周囲の
各画素ｈ〜ｋに対して乗算と加算の演算がなされ、その
結果によって生起確率テーブル２２を選んでいる。すな
わちここでは参照情報演算部２１にて、 ｇ×２0＋ｈ×２1＋ｉ×２2＋ｊ×２3＋ｋ×２4 という値を計算し、その値を参照情報として用いている
ということである。That is, in the adaptive arithmetic encoder, FIG.
As shown in (1), a predetermined calculation is performed by the reference information calculation unit 21, and the occurrence probability table 22 is selected from the calculation results according to the reference information, arithmetically coded, and output. . FIG. 13 illustrates a case where only five pixels on a motion compensation image are used in the case of inter-coding. Specifically, the five pixels g to k on the motion compensated image are multiplied by the multiplication unit 31 and the addition unit 32 of the reference information calculation unit 21 with respect to the pixel g and each of the surrounding pixels h to k. Is calculated, and the occurrence probability table 22 is selected according to the result. That is, here, the reference information calculation unit 21 calculates a value of g × 2 0 + h × 2 1 + i × 2 2 + j × 2 3 + k × 2 4 and uses that value as reference information. .
【００１６】このような適応的算術符号化器では、多く
の参照情報を用いればより正確な生起確率を求めること
ができるが、場合分けが多くなるために学習が遅くなる
とともに、学習のための生起確率テーブルを保持するた
めのメモリが多く必要になる。In such an adaptive arithmetic coder, a more accurate occurrence probability can be obtained by using a large amount of reference information. However, the number of cases is increased, so that learning is slowed down. More memory is needed to hold the occurrence probability table.
【００１７】また、適応的算術復号を行う画像復号装置
もまったく同じであり、画素値を参照情報として画像を
復号している。An image decoding apparatus that performs adaptive arithmetic decoding is exactly the same, and decodes an image using pixel values as reference information.
【００１８】すなわちこの適応的算術復号を行う画像復
号装置では、入力された符号を適応的算術復号器により
復号して出力するとともに局所復号画像フレームメモリ
に供給する。動き補償装置は、上記局所復号画像フレー
ムメモリに蓄えられた局所復号画像に対して動き補償を
行う。動き補償装置から出力された画像は動き補償画像
フレームメモリに蓄えられる。上記適応的算術復号器に
よる復号には、参照情報として動き補償画像フレームメ
モリに蓄えられた動き補償画像の画素値が用いられる。That is, in the image decoding apparatus for performing the adaptive arithmetic decoding, the input code is decoded and output by the adaptive arithmetic decoder and supplied to the locally decoded image frame memory. The motion compensation device performs motion compensation on the locally decoded image stored in the locally decoded image frame memory. The image output from the motion compensation device is stored in the motion compensation image frame memory. For decoding by the adaptive arithmetic decoder, the pixel value of the motion compensation image stored in the motion compensation image frame memory is used as reference information.
【００１９】上記適応的算術復号器では、多くの参照情
報を用いればより正確な生起確率を求めることができる
が、場合分けが多くなるために学習が遅くなるととも
に、学習のための生起確率テーブルを保持するためのメ
モリが多く必要になる。In the above-mentioned adaptive arithmetic decoder, a more accurate occurrence probability can be obtained by using a large amount of reference information. However, since the number of cases is increased, learning is slowed down and an occurrence probability table for learning is obtained. Requires a lot of memory to hold
【００２０】次に、固定的算術符号を採用した画像符号
化装置の概要を説明する。Next, an outline of an image coding apparatus employing a fixed arithmetic code will be described.
【００２１】ここでの算術符号とは、区間［０，１）
（なお、記号”［”は境界上の値を含み、記号”）”は
境界上の値を含まない。すなわち、０≦Ｘ＜１をみたす
Ｘの存在する区間）に対し、各シンボルの生起確率に比
例した分割を行い、当該分割した部分区間に符号化対象
のシンボルを対応付けることをシンボルの系列に対して
再帰的に繰り返し、これにより得られた区間内に含まれ
る点の座標を少なくとも他の区間と区別できるような２
進小数で表現した場合の小数部を符号とするものであ
る。各シンボルの生起確率は、確率テーブルに保持され
ている。また、複数の確率テーブルを切り替えて用いる
場合、確率テーブルを切り替えるために参照される情報
が参照情報である。The arithmetic code here is defined as the interval [0, 1).
(Note that the symbol "[" includes a value on the boundary, and the symbol ")" does not include a value on the boundary. That is, for a symbol sequence, a division in proportion to the probability of occurrence of each symbol is performed on the section where X satisfying 0 ≦ X <1 is established, and the symbol to be encoded is associated with the divided subsection. Recursively, so that the coordinates of the points included in the obtained section can be at least distinguished from other sections.
The decimal part when expressed as a decimal number is used as a code. The occurrence probability of each symbol is stored in a probability table. When a plurality of probability tables are switched and used, information referred to for switching the probability tables is reference information.
【００２２】この固定的算術符号を採用した画像符号化
装置では、入力された画像を入力画像フレームメモリに
保持し、動き検出器により上記入力画像フレームメモリ
上の画像のフレーム間の相関を調べて、動き量を検出す
る。そして、この検出された動き量は動き補償器に入力
され、この動き補償器では、後述する局所復号画像フレ
ームメモリに蓄えられた局所復号画像に対して、上記動
き量に基づいた動き補償を行い、この動き補償により得
られた画像を動き補償画像フレームメモリに蓄える。固
定的算術符号化器では、入力画像フレームメモリの画像
を符号化し、その符号を出力するとともに固定的算術復
号器に供給する。固定的算術復号器は、上記固定的算術
符号化器から供給された符号を復号し、得られた局所復
号画像を上記局所復号画像フレームメモリに蓄える。こ
の符号化及び復号のときに、上記参照情報に局所復号画
像の画素値及び動き補償画像の画素値が用いられる。こ
のとき参照する画素の選び方はイントラ符号化（フレー
ム内相関のみを用いた符号化）のときとインター符号化
（フレーム間相関も用いた符号化）のときで異なる。イ
ントラ符号化とインター符号化のどちらを用いるかは制
御器によって制御される。In an image coding apparatus employing this fixed arithmetic code, an input image is held in an input image frame memory, and a correlation between frames of the image on the input image frame memory is checked by a motion detector. , And detect the amount of motion. The detected motion amount is input to a motion compensator, and the motion compensator performs a motion compensation based on the motion amount on a local decoded image stored in a local decoded image frame memory described later. The image obtained by the motion compensation is stored in the motion compensated image frame memory. The fixed arithmetic encoder encodes the image in the input image frame memory, outputs the code, and supplies the code to the fixed arithmetic decoder. The fixed arithmetic decoder decodes the code supplied from the fixed arithmetic encoder, and stores the obtained locally decoded image in the locally decoded image frame memory. At the time of this encoding and decoding, the pixel value of the locally decoded image and the pixel value of the motion compensation image are used for the reference information. At this time, a method of selecting a pixel to be referred to is different between intra coding (coding using only intra-frame correlation) and inter coding (coding using inter-frame correlation). Whether to use the intra coding or the inter coding is controlled by the controller.
【００２３】ここで、当該固定的算術符号を採用した画
像符号化装置において参照される画像（参照情報）の選
び方を図１４及び図１５を用いて説明する。Here, how to select an image (reference information) to be referred to in the image coding apparatus employing the fixed arithmetic code will be described with reference to FIGS.
【００２４】当該固定的算術符号を採用した場合におい
て、イントラ符号化のときには、参照情報として動き補
償画像の情報を用いることはできないので局所復号画像
の情報のみを用いる。すなわち、この固定的算術符号を
採用した場合の参照情報は局所復号画像上の画素であ
り、前記図１４中のＸで示す画素を符号化するときに
は、局所復号画像上の周囲のＡ〜Ｊの画素を用いてい
る。参照情報として使われる２値の局所復号画像上の画
素は１０画素のあるため、その画素の値の組合せは１０
２４通り（２10）ある。In the case where the fixed arithmetic code is adopted, at the time of intra coding, information of a motion compensation image cannot be used as reference information, so only information of a locally decoded image is used. That is, the reference information when this fixed arithmetic code is adopted is a pixel on the locally decoded image, and when encoding the pixel indicated by X in FIG. Pixels are used. Since there are 10 pixels on the binary locally decoded image used as reference information, the combination of the pixel values is 10
There are 24 ways (2 10 ).
【００２５】一方、当該固定的算術符号を採用した場合
において、インター符号化のときには、参照情報として
動き補償画像と局所復号画像の画素をともに用いる。す
なわち、この固定的算術符号を採用した場合の参照情報
は、動き補償画像と局所復号画像上の画素であり、前記
図１５中のＸで表す画素を符号化するときには、図１５
の（ａ）に示す画素Ｘの周囲のＡ〜Ｆの６個の局所復号
画像上の画素が用いられ、図１５の（ｂ）に示す動き補
償画像では、画素Ｘと動き補償画像上で空間的に同じ位
置である画素Ｇとその周囲の画素Ｈ〜Ｋのあわせて５個
の画素が用いられる。これら局所復号画像と動き補償画
像の参照情報を合わせると１１画素であり、その画素の
値の組合せは２０４８通り（２11）である。On the other hand, when the fixed arithmetic code is employed, in the case of inter-coding, both pixels of the motion compensation image and the locally decoded image are used as reference information. That is, the reference information when this fixed arithmetic code is adopted is a pixel on the motion compensated image and the locally decoded image. When the pixel represented by X in FIG.
15A, pixels on six locally decoded images A to F around the pixel X shown in FIG. 15A are used. In the motion compensated image shown in FIG. A total of five pixels are used including the pixel G at the same position and the surrounding pixels H to K. When the reference information of the local decoded image and the reference information of the motion compensation image are combined, the number is 11 pixels, and there are 2048 (2 11 ) combinations of pixel values.
【００２６】当該固定的算術符号を採用した従来の画像
符号化装置で用いられていた固定的算術符号化器では、
図１６のように、参照情報演算器４１により演算が行わ
れ、その結果から参照情報によって場合分けして生起確
率テーブル４２を選んで、算術符号化部４３にて算術演
算符号化を行うようになっている。なお、この固定的算
術符号化器の例でも、インター符号化のときの動き補償
画像上の５つの画素のみによっての場合分けを示してい
る。すなわち具体的に言うと、動き補償画像上の５つの
画素Ｇ〜Ｋは、参照情報演算部４１の乗算部５１及び加
算部５２にて上記画素Ｇとその周囲の各画素Ｈ〜Ｋに対
して乗算と加算の演算がなされ、その結果によって生起
確率テーブル４２を選んでいる。すなわちここでは参照
情報演算部４１にて、 Ｇ×２0＋Ｈ×２1＋Ｉ×２2＋Ｊ×２3＋Ｋ×２4 という値を計算し、その値を参照情報として用いてい
る。In the fixed arithmetic encoder used in the conventional image coding apparatus employing the fixed arithmetic code,
As shown in FIG. 16, the calculation is performed by the reference information calculator 41, the occurrence probability table 42 is selected based on the result based on the reference information, and the arithmetic coding unit 43 performs the arithmetic coding. Has become. It should be noted that this example of the fixed arithmetic encoder also shows a case where only five pixels on the motion compensation image at the time of the inter encoding are used. That is, specifically, the five pixels G to K on the motion compensation image are divided by the multiplication unit 51 and the addition unit 52 of the reference information calculation unit 41 with respect to the pixel G and the surrounding pixels H to K. The calculation of multiplication and addition is performed, and the occurrence probability table 42 is selected according to the result. That is, here, the reference information calculation unit 41 calculates a value of G × 2 0 + H × 2 1 + I × 2 2 + J × 2 3 + K × 2 4 and uses the value as reference information.
【００２７】このような固定的算術符号化器では、多く
の画素を参照すればより正確な生起確率を利用すること
ができるが、生起確率を記憶するテーブルのためのメモ
リが多く必要になるという欠点がある。In such a fixed arithmetic coder, more accurate occurrence probabilities can be used by referring to many pixels, but more memory for a table for storing the occurrence probabilities is required. There are drawbacks.
【００２８】また、固定的算術復号を行う画像復号装置
でもまったく同じで、画素値を参照情報として画像を復
号している。The same is true for an image decoding apparatus that performs fixed arithmetic decoding, in which an image is decoded using pixel values as reference information.
【００２９】すなわちこの固定的算術復号を行う画像復
号装置では、入力された符号を固定的算術復号器により
復号して出力するとともに局所復号画像フレームメモリ
に供給する。動き補償装置は、上記局所復号画像フレー
ムメモリに蓄えられた局所復号画像に対して動き補償を
行う。動き補償装置から出力された画像は動き補償画像
フレームメモリに蓄えられる。上記固定的算術復号器に
よる復号には、参照情報として動き補償画像フレームメ
モリに蓄えられた動き補償画像の画素値が用いられる。That is, in the image decoding apparatus which performs the fixed arithmetic decoding, the input code is decoded and output by the fixed arithmetic decoder and is supplied to the locally decoded image frame memory. The motion compensation device performs motion compensation on the locally decoded image stored in the locally decoded image frame memory. The image output from the motion compensation device is stored in the motion compensation image frame memory. For decoding by the fixed arithmetic decoder, the pixel value of the motion compensated image stored in the motion compensated image frame memory is used as reference information.
【００３０】上記固定的算術復号器では、多くの画素を
参照すればより正確な生起確率を利用することができる
が、生起確率を記憶するテーブルのためのメモリが多く
必要になるという欠点がある。In the fixed arithmetic decoder, more accurate occurrence probabilities can be used by referring to a large number of pixels, but there is a drawback that a large amount of memory for a table for storing the occurrence probabilities is required. .
【００３１】[0031]
【発明が解決しようとする課題】前述したように従来の
適応的算術符号を用いた画像符号化において符号化効率
を上げるためには、多くの画素を参照情報として用いる
ことが必要である。しかし、多くの画素を参照情報とし
て用いると、参照情報による場合分けのそれぞれについ
て生起確率を保持するための生起確率テーブルを持つた
め、（１）学習の効果が分散し、入力画像への適応が遅
くなる、（２）生起確率を保持する生起確率テーブルの
ため記憶領域が多く必要になる、という問題があった。As described above, in order to increase the coding efficiency in the conventional image coding using adaptive arithmetic codes, it is necessary to use many pixels as reference information. However, when a large number of pixels are used as reference information, an occurrence probability table for holding the occurrence probability for each of the cases based on the reference information is provided. Therefore, (1) the effect of learning is dispersed, and the adaptation to the input image is difficult. (2) There is a problem that a large storage area is required for the occurrence probability table that holds the occurrence probabilities.
【００３２】また、前述したように、従来の固定的算術
符号を用いた画像符号化において符号化効率を上げるた
めにも、多くの画素を参照情報に用いることが必要であ
る。しかし、多くの画素を参照情報に用いると、参照情
報による場合分けのそれぞれについて生起確率を保持す
るためのテーブルの記憶領域必要であり、多くの記憶領
域が必要になるという問題があった。As described above, in order to increase the coding efficiency in the conventional image coding using fixed arithmetic codes, it is necessary to use many pixels for reference information. However, when many pixels are used for reference information, a storage area of a table for holding occurrence probabilities is required for each case based on reference information, and there is a problem that many storage areas are required.
【００３３】そこで、本発明は、符号化の効率を向上さ
せるために多くの画素を参照情報として用いても、入力
画像への適応が速く、生起確率を保持するのため記憶領
域が少なくて済むようにした画像符号化方法及び装置、
画像復号方法及び装置並びに画像記録媒体を提供するこ
とを目的としている。Therefore, according to the present invention, even if a large number of pixels are used as reference information in order to improve coding efficiency, adaptation to an input image is fast, and a storage area is small because an occurrence probability is maintained. Image encoding method and apparatus,
It is an object to provide an image decoding method and apparatus, and an image recording medium.
【００３４】[0034]
【課題を解決するための手段】本発明は、画素の値を算
術符号を用いて符号化する画像符号化方法において、画
素値に算術演算及び論理演算を施して参照情報を生成
し、参照情報により生起確率テーブルから生起確率デー
タを読み出し、生起確率テーブルから読み出された生起
確率データに基づいて画素値から適応的算術符号或いは
固定的算術符号を生成することを特徴とする。According to the present invention, there is provided an image encoding method for encoding a pixel value using an arithmetic code, wherein the pixel value is subjected to an arithmetic operation and a logical operation to generate reference information. Is used to read occurrence probability data from the occurrence probability table, and generate an adaptive arithmetic code or a fixed arithmetic code from pixel values based on the occurrence probability data read from the occurrence probability table.
【００３５】また、本発明は、画素の値を算術符号を用
いて符号化する画像符号化装置において、画素値に算術
演算及び論理演算を施して参照情報を生成する参照情報
生成手段と、参照情報生成手段により生成された参照情
報により生起確率データが読み出される生起確率テーブ
ルと、生起確率テーブルから読み出された生起確率デー
タに基づいて画素値から適応的算術符号或いは固定的算
術符号を生成する算術符号化手段とを備えることによ
り、上述した課題を解決する。Further, according to the present invention, in an image coding apparatus for coding a pixel value using an arithmetic code, reference information generating means for performing arithmetic operation and logical operation on the pixel value to generate reference information; An adaptive arithmetic code or a fixed arithmetic code is generated from pixel values based on an occurrence probability table from which the occurrence probability data is read based on the reference information generated by the information generating means, and the occurrence probability data read from the occurrence probability table. By providing the arithmetic coding means, the above-mentioned problem is solved.
【００３６】また、本発明は、画素の値を表す算術符号
を復号する画像復号方法において、画素値に算術演算及
び論理演算を施して参照情報を生成し、参照情報により
生起確率テーブルから生起確率データを読み出し、生起
確率テーブルから読み出された生起確率データに基づい
て適応的算術符号或いは固定的算術符号を復号して画素
値を生成することにより、上述した課題を解決する。According to the present invention, in an image decoding method for decoding an arithmetic code representing a pixel value, reference information is generated by performing an arithmetic operation and a logical operation on the pixel value, and the occurrence probability is calculated from the occurrence probability table based on the reference information. The above-described problem is solved by reading data and decoding an adaptive arithmetic code or a fixed arithmetic code based on the occurrence probability data read from the occurrence probability table to generate pixel values.
【００３７】また、本発明は、画素の値を表す算術符号
を復号する画像復号装置において、画素値に算術演算及
び論理演算を施して参照情報を生成する参照情報生成手
段と、参照情報生成手段により生成された参照情報によ
り生起確率データが読み出される生起確率テーブルと、
生起確率テーブルから読み出された生起確率データに基
づいて適応的算術符号或いは固定的算術符号を復号して
画素値を生成する算術符号復号手段とを備えることによ
り、上述した課題を解決する。According to the present invention, in an image decoding apparatus for decoding an arithmetic code representing a pixel value, reference information generating means for performing arithmetic operation and logical operation on the pixel value to generate reference information, and reference information generating means An occurrence probability table from which the occurrence probability data is read by the reference information generated by
The above-mentioned problem is solved by providing arithmetic code decoding means for decoding an adaptive arithmetic code or a fixed arithmetic code based on the occurrence probability data read from the occurrence probability table to generate a pixel value.
【００３８】さらに、本発明に係る記録媒体は、画素値
に算術演算及び論理演算を施して生成した参照情報によ
り生起確率テーブルから読み出される生起確率データ基
づいて、画素値から生成された適応的算術符号或いは固
定的算術符号のビットストリームとして画像を記録して
なることを特徴とする。Further, according to the recording medium of the present invention, an adaptive arithmetic operation generated from a pixel value is performed based on occurrence probability data read from an occurrence probability table based on reference information generated by performing an arithmetic operation and a logical operation on a pixel value. The image is recorded as a code or a bit stream of a fixed arithmetic code.
【００３９】[0039]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００４０】先ず、本発明の第１の実施の形態として適
応的算術符号化が適用される例について説明する。First, an example in which adaptive arithmetic coding is applied as a first embodiment of the present invention will be described.
【００４１】図１には、適応的算術符号化が適用される
画像符号化装置１００の概略構成を示す。FIG. 1 shows a schematic configuration of an image coding apparatus 100 to which adaptive arithmetic coding is applied.
【００４２】この第１の実施の形態として挙げる適応的
算術符号化を行う画像符号化装置１００は、画像入力端
子１０１から入力されたハードキー信号などの２値画像
を符号化して符号出力端子１０２から出力するものであ
る。An image coding apparatus 100 for performing adaptive arithmetic coding according to the first embodiment codes a binary image such as a hard key signal input from an image input terminal 101 and outputs a code output terminal 102. Output from.
【００４３】この画像符号化装置１００において、画像
入力端子１０１から入力された画像は、入力画像フレー
ムメモリ１１０に保持される。動き検出器１１１では、
入力画像フレームメモリ１１０上の画像のフレーム間の
相関が調べられ、動き量が検出される。検出された動き
量は動き補償器１１２に入力され、後述される局所復号
画像フレームメモリ１１６に蓄えられた局所復号画像に
対して動き補償が行われる。動き補償器１１２から出力
された画像は動き補償画像フレームメモリ１１３に蓄え
られる。In the image coding apparatus 100, an image input from the image input terminal 101 is held in the input image frame memory 110. In the motion detector 111,
The correlation between the frames of the image on the input image frame memory 110 is examined, and the amount of motion is detected. The detected amount of motion is input to the motion compensator 112, and motion compensation is performed on a locally decoded image stored in a locally decoded image frame memory 116 described later. The image output from the motion compensator 112 is stored in the motion-compensated image frame memory 113.
【００４４】適応的算術符号化器１１４は、入力画像フ
レームメモリ１１０の画像を符号化し、その符号を符号
出力端子１０２に出力するとともに適応的算術復号器１
１５に供給する。適応的算術復号器１１５は、上記適応
的算術符号化器１１４から供給された符号を復号する。
この符号化及び復号のときに参照情報として入力画像の
画素値および動き補償画像の画素値が用いられる。参照
画像の選び方はイントラ符号化のときとインター符号化
のときで異なる。フレーム内相関のみを用いたイントラ
符号化とフレーム間相関も用いたインター符号化）のど
ちらを用いるかは図示しない制御装置によって制御され
る。The adaptive arithmetic encoder 114 encodes an image in the input image frame memory 110, outputs the code to the code output terminal 102, and outputs the code to the adaptive arithmetic decoder 1.
15 The adaptive arithmetic decoder 115 decodes the code supplied from the adaptive arithmetic encoder 114.
At the time of this encoding and decoding, the pixel value of the input image and the pixel value of the motion compensation image are used as reference information. The method of selecting the reference image differs between the case of intra coding and the case of inter coding. Whether to use intra coding using only intra-frame correlation or inter coding using also inter-frame correlation) is controlled by a control device (not shown).
【００４５】適応的算術符号化器１１４では、参照情報
によって場合分けし、それぞれの場合について符号化し
ようとする画素値の生起確率をテーブルに学習すること
により、符号発生量を少なくする。上記適応的算術符号
化器１１４では、多くの参照情報を用いればより正確な
生起確率を求めることができるが、場合分けが多くなる
ために学習が遅くなるとともに、学習のためのテーブル
を保持するためのメモリが多く必要になる。The adaptive arithmetic coder 114 classifies cases according to reference information and learns the occurrence probability of a pixel value to be coded in each case in a table, thereby reducing the amount of codes generated. In the adaptive arithmetic coder 114, a more accurate occurrence probability can be obtained by using a large amount of reference information. However, the number of cases is increased, so that learning becomes slow and a table for learning is held. More memory is needed.
【００４６】そこで、この第１の実施の形態の適応的算
出符号化を行う画像符号化装置１００では、例えば図２
に示すように、上記適応的算術符号化器１１４の参照情
報演算部１２１において、４つの画素値の和を計算し、
これに基づいて参照情報を生成する。参照情報の値は次
の式(1)の算術演算及び論理演算を行うことにより求め
る。 なお、図２の構成に供給される各画素ｘ，ｇ，
ｈ，ｉ，ｊ，ｋの値は、前述した図１１や図１２で説明
したものと同じである。Therefore, in the image coding apparatus 100 for performing adaptive calculation coding according to the first embodiment, for example, FIG.
, The reference information calculation unit 121 of the adaptive arithmetic encoder 114 calculates the sum of the four pixel values,
Reference information is generated based on this. The value of the reference information is obtained by performing the arithmetic operation and the logical operation of the following equation (1). It should be noted that each pixel x, g,
The values of h, i, j, and k are the same as those described with reference to FIGS.
【００４７】 ｇ×２0＋（ｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋ）×２1 (1) ここで２のベキ乗の計算は実際に計算する必要はなく、
２進数表現で一番下のビットをｇの値、それ以外のビッ
トをｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋの値とした結果を参照情報として用
いる。G × 2 0 + (h + i + j + k) × 2 1 (1) Here, it is not necessary to actually calculate the power of 2;
The result in which the lowermost bit in binary notation is the value of g and the other bits are the value of h + i + j + k is used as reference information.
【００４８】すなわち、図２の適応的算術符号化器１１
４の参照情報演算部１２１では、動き補償画像上の５つ
の画素ｇ〜ｋの内、画素ｇの値は２0乗算部１３２にて
２0が乗算され、４つの画素ｈ，ｉ，ｊ，ｋの各値は加
算部１３１にて加算された後に２1乗算部１３３にて２1
が乗算され、さらにこれら２0乗算部１３２と２1乗算部
１３３の各出力が加算部１３４にて加算される。この加
算結果が参照情報として生起確率テーブル１２２に送ら
れる。That is, the adaptive arithmetic encoder 11 shown in FIG.
In 4 of the reference information calculation unit 121, among the five pixels g~k on the motion compensated image, the pixel value g is at 2 0 multiplication unit 132 2 0 is multiplied by four pixels h, i, j, After each value of k is added by the adding unit 131, the 2 1 multiplying unit 133 calculates 2 1
, And the outputs of the 2 0 multiplying unit 132 and the 2 1 multiplying unit 133 are added by the adding unit 134. The result of this addition is sent to the occurrence probability table 122 as reference information.
【００４９】そして、上記適応的算術符号化器１１４で
は、上記参照情報演算部１２１により画素値に算術演算
及び論理演算が施された参照情報を用いて生起確率テー
ブル１２２から生起確率データが読み出される。Then, in the adaptive arithmetic encoder 114, the occurrence probability data is read from the occurrence probability table 122 using the reference information obtained by performing the arithmetic operation and the logical operation on the pixel value by the reference information operation unit 121. .
【００５０】この生起確率データに基づいて、算術符号
化部１２３は、画素値から適応的算術符号を生成する。On the basis of the occurrence probability data, the arithmetic coding unit 123 generates an adaptive arithmetic code from the pixel values.
【００５１】さらに、上記適応的算術符号化器１１４で
は、対象画素ｘの画素値「０」，「１」を判定する判定
部１２４と、この判定部１２４の判定結果に応じて画素
値「０」，「１」の生起確率をインクリメントする加算
部１２５を備え、生起確率テーブル１２２の生起確率デ
ータを対象画素ｘの画素値「０」，「１」に応じて適応
的に更新するようになっている。Further, the adaptive arithmetic coder 114 determines a pixel value “0” or “1” of the target pixel x, and determines a pixel value “0” according to the determination result of the determination unit 124. , "1" is provided, and the occurrence probability data of the occurrence probability table 122 is adaptively updated according to the pixel values "0", "1" of the target pixel x. ing.
【００５２】ここで、上記生起確率テーブル１２２は、
図３のフローチャートに示す手順に従って生起確率デー
タが更新される。Here, the occurrence probability table 122
The occurrence probability data is updated according to the procedure shown in the flowchart of FIG.
【００５３】すなわちこの図３において、上記参照情報
演算部１２１により参照情報が生成されると（ステップ
Ｓ１）、この参照情報をアドレスとして生起確率テーブ
ル１２２から生起確率データを読み出し（ステップＳ
２）、対象画素ｘの画素値「０，１」を判定する（ステ
ップＳ３）。そして、対象画素ｘの画素値が「０」であ
れば画素値「１」の生起確率はそのままで画素値「０」
の生起確率をインクリメントし（ステップＳ４）、対処
画素ｘの画素値が「１」であれば画素値「０」の生起確
率はそのままで画素値「１」の生起確率をインクリメン
トして（ステップＳ５）、上記参照情報をアドレスとし
て生起確率テーブル１２２に生起確率データを書き込む
（ステップＳ６）。That is, in FIG. 3, when reference information is generated by the reference information calculation unit 121 (step S1), occurrence probability data is read from the occurrence probability table 122 using the reference information as an address (step S1).
2), the pixel value “0, 1” of the target pixel x is determined (step S3). If the pixel value of the target pixel x is “0”, the occurrence probability of the pixel value “1” remains unchanged and the pixel value “0”
Is incremented (step S4), and if the pixel value of the corresponding pixel x is "1", the occurrence probability of the pixel value "1" is incremented without changing the occurrence probability of the pixel value "0" (step S5). ), Writing the occurrence probability data into the occurrence probability table 122 using the above-mentioned reference information as an address (step S6).
【００５４】このような構成の画像符号化装置１００
は、従来例と比べ、インター符号化のときの動き補償画
像の画素に対する参照情報演算部１２１での扱いと、生
起確率を保持する生起確率テーブル１２２の大きさのみ
が異なっている。すなわち、画素値に算術演算及び論理
演算を施して参照情報を生成するようになすことによっ
て、参照する画素の範囲は従来例と同じでありながら、
生起確率テーブル１２２の数が１０（＝２1×５1）と従
来例の１／３以下で済み、メモリ使用量が少なくて済む
とともに、学習の効果が分散しなくて済むため、学習の
速度が早く効率のよい符号化ができる。The image coding apparatus 100 having such a configuration
Is different from the conventional example only in the handling of the pixels of the motion-compensated image in the inter-encoding by the reference information calculation unit 121 and only in the size of the occurrence probability table 122 holding the occurrence probability. That is, by performing arithmetic and logical operations on pixel values to generate reference information, the range of pixels to be referred to is the same as in the conventional example,
Since the number of occurrence probability tables 122 is 10 (= 2 1 × 5 1 ), which is less than 1/3 of the conventional example, the amount of memory used is small and the effect of learning does not need to be dispersed, so that the learning speed is reduced. However, efficient coding can be performed quickly.
【００５５】ここで、上記参照情報演算部１２１は、次
の式(2) の演算により参照情報を生成するようにしても
良い。Here, the reference information calculation section 121 may generate reference information by calculation of the following equation (2).
【００５６】 ｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋ＜２の場合 ｇ×２0＋０×２1 ｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋ＝２の場合 ｇ×２0＋１×２1 (2) ｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋ＞２の場合 ｇ×２0＋２×２1 このようにすることによって、生起確率テーブル１２２
の数は６（＝２1×３1）となり、従来例の１／５以下に
できる。When h + i + j + k <2 g × 2 0 + 0 × 2 1 When h + i + j + k = 2 g × 2 0 + 1 × 2 1 (2) When h + i + j + k> 2 g × 2 0 + 2 × 2 1 The occurrence probability table 122
Is 6 (= 2 1 × 3 1 ), which can be reduced to 1/5 or less of the conventional example.
【００５７】また、上記参照情報演算部１２１は、次の
式(3) の演算により参照情報を生成するようにしても良
い。The reference information calculation section 121 may generate reference information by calculation of the following equation (3).
【００５８】 ｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋ−ｇ≦２の場合 ｇ×２0＋０×２1 ｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋ−ｇ＞２の場合 ｇ×２0＋２×２1 (3) このようにすることによって、生起確率テーブル１２２
の数は４（＝２1×２1）となり、従来例の１／８以下に
することができる。When h + i + j + k−g ≦ 2 g × 2 0 + 0 × 2 1 h + i + j + k−g> 2 g × 2 0 + 2 × 2 1 (3) By doing so, the occurrence probability table 122 is obtained.
Is 4 (= 2 1 × 2 1 ), which can be reduced to 1/8 or less of the conventional example.
【００５９】また、上記参照情報演算部１２１は、図４
の（Ａ），（Ｂ）で示される各画素ａ〜ｏを用いて、次
の式(4)の演算により参照情報を生成するようにしても
良い。Further, the reference information calculation unit 121 is provided in FIG.
The reference information may be generated by the calculation of the following equation (4) using the pixels a to o shown in (A) and (B).
【００６０】 ｇ×２0＋（ｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋ）×２1＋（ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ）×２1×５1 (4) このとき用いられる図４の（Ａ）に示す入力画像上の画
素は、前記従来例の図１２の（Ａ）と同じで、図４の
（Ｂ）に示す動き補償画像上の画素は前記従来例の図１
２の（Ｂ）より４画素増えている。このようにすること
によって、参照する画素を増やしながら、生起確率テー
ブル１２２の数は３０（＝２1×５1×５1） となり、従
来例より少なくすることができる。G × 2 0 + (h + i + j + k) × 2 1 + (l + m + n + o) × 2 1 × 5 1 (4) The pixels on the input image shown in FIG. Pixels on the motion-compensated image shown in FIG. 4B are the same as those shown in FIG.
The number of pixels is increased by 4 pixels from (B) of FIG. By doing so, the number of occurrence probability tables 122 becomes 30 (= 2 1 × 5 1 × 5 1 ) while increasing the number of pixels to be referenced, which can be smaller than in the conventional example.
【００６１】また、上記参照情報演算部１２１は、イン
トラ符号化のときの入力画像の画素に対する扱いを変
え、次の式(5) の演算により参照情報を生成するように
しても良い。Further, the reference information calculation section 121 may change the handling of the pixels of the input image at the time of intra coding, and generate the reference information by the calculation of the following equation (5).
【００６２】 ｂ＝ｄ，ｃ＝ｄのとき ａ×２0＋ｂ×２1＋ｃ×２2 ＋ｄ×２3＋ｅ×２4＋ｆ×２5 ｂ≠ｄ，ｃ＝ｄのとき ａ×２0＋ｂ×２1＋ｃ×２2＋ｄ×２3 ＋ｅ×２4＋ｆ×２5＋ｇ×２6＋ｈ×２7 (5) ｂ＝ｄ，ｃ≠ｄのとき ａ×２0＋ｂ×２1＋ｃ×２2＋ｄ×２3 ＋ｅ×２4＋ｆ×２5＋ｉ×２8＋ｊ×２9 ｂ≠ｄ，ｃ≠ｄのとき ａ×２0＋ｂ×２1＋ｃ×２2＋ｄ×２3＋ｅ×２4 ＋ｆ×２5＋ｇ×２6＋ｈ×２7＋ｉ×２8＋ｊ×２9 この場合も、従来例と比べ、イントラ符号化のときの入
力画像の画素に対する参照情報演算部１２１での扱いと
生起確率を保持する生起確率テーブルの大きさのみが異
なっている。すなわち、このようにすることによって、
参照する画素の範囲は従来例と同じでありながら、生起
確率テーブル１２２の数は、従来例の１０２４（＝
２10）に対し、４００（＝２4＋２6＋２6＋２8）とな
り、従来例の１／２以下にすることができる。When b = d and c = d, a × 2 0 + b × 2 1 + c × 2 2 + d × 2 3 + e × 2 4 + f × 2 5 b ≠ d, when c = d, a × 2 0 + b × 2 1 + c × 2 2 + d × 2 3 + e × 2 4 + f × 2 5 + g × 2 6 + h × 2 7 (5) When b = d, c ≠ d a × 2 0 + b × 2 1 + c × 2 2 + d × 2 3 + e × 2 4 + f × 2 5 + i × 2 8 + j × 2 9 When b ≠ d and c ≠ d a × 2 0 + b × 2 1 + c × 2 2 + d × 2 3 + e × 2 4 + F × 2 5 + g × 2 6 + h × 2 7 + i × 2 8 + j × 2 9 Also in this case, the handling and occurrence of the pixels of the input image at the time of the intra coding in the reference information calculation unit 121 are different from those of the conventional example. Only the size of the occurrence probability table holding the probabilities is different. That is, by doing this,
Although the range of pixels to be referred to is the same as that of the conventional example, the number of occurrence probability tables 122 is 1024 (=
2 10 ) is 400 (= 2 4 +2 6 +2 6 +2 8 ), which can be reduced to 以下 or less of the conventional example.
【００６３】なお、この式(5) の演算処理は、上述の式
(1)，式(2)又は式(3)と組み合わせて使用することがで
きる。The arithmetic processing of the equation (5) is performed by the above equation.
It can be used in combination with (1), (2) or (3).
【００６４】したがって、この第１の実施の形態の画像
符号化装置１００では、参照情報演算部１２１で画素値
に算術演算および論理演算を施した値を参照情報として
用いることにより、広い範囲の画素を参照できるととも
に、生起確率を保持するための生起確率テーブル１２２
の数を少なして学習効率を上げ、符号化効率を向上させ
ることができる。Therefore, in the image coding apparatus 100 according to the first embodiment, a value obtained by performing an arithmetic operation and a logical operation on a pixel value in the reference information calculation unit 121 is used as reference information, so that a wide range of pixels can be obtained. And an occurrence probability table 122 for holding the occurrence probability.
, The learning efficiency can be increased and the encoding efficiency can be improved.
【００６５】この画像符号化装置１００により符号化さ
れたハードキー信号などの２値画像の適応的算術符号
は、符号出力端子１０２からビットストリームとして出
力され、アナログ又はデジタルの電話回線や専用のデー
タ伝送回線などの種々の転送レートを持った伝送装置に
より伝送したり、あるいは、画像記録媒体に記録され
る。The adaptive arithmetic code of a binary image such as a hard key signal encoded by the image encoding device 100 is output as a bit stream from a code output terminal 102, and is output to an analog or digital telephone line or dedicated data. The data is transmitted by a transmission device having various transfer rates such as a transmission line, or is recorded on an image recording medium.
【００６６】上記画像記録媒体は、光ディスク、磁気デ
ィスク、光磁気ディスクやランダムアクセスメモリ（RA
M: Random Access Memory）などの種々の蓄積メディア
とすることができる。この画像記録媒体では、画素値に
算術演算および論理演算を施した値を参照情報として用
いることにより、広い範囲の画素を参照するとともに、
生起確率を保持するための生起確率テーブルの数を少な
くして学習効率を上げ、高い符号化効率で符号化した適
応的算術符号のビットストリームとして画像を記録する
ことができる。The image recording medium is an optical disk, a magnetic disk, a magneto-optical disk, or a random access memory (RA
Various storage media such as M: Random Access Memory) can be used. In this image recording medium, a value obtained by performing an arithmetic operation and a logical operation on a pixel value is used as reference information, thereby referring to a wide range of pixels,
It is possible to increase the learning efficiency by reducing the number of occurrence probability tables for holding the occurrence probabilities, and record an image as a bit stream of an adaptive arithmetic code coded with high coding efficiency.
【００６７】また、本発明の第１の実施の形態の適応的
算術符号の復号を行う画像復号装置においても、全く同
じ方法で参照情報を算術演算及び論理演算によって計算
し、生起確率テーブルの数を減らして、メモリ使用量を
減らすとともに、符号化効率の高い符号を復号すること
ができる。Also, in the image decoding apparatus for decoding an adaptive arithmetic code according to the first embodiment of the present invention, reference information is calculated by an arithmetic operation and a logical operation in exactly the same manner, and the number of occurrence probability tables is calculated. , The amount of memory used can be reduced, and codes with high coding efficiency can be decoded.
【００６８】すなわち、本発明は、例えば図５に示すよ
うな構成の画像復号装置２００に適用される。That is, the present invention is applied to an image decoding apparatus 200 having a configuration as shown in FIG. 5, for example.
【００６９】この画像復号装置２００において、適応的
算術復号器２１４は、符号入力端子２０１から入力され
た符号を復号して画像出力端子２０２から出力するとと
もに局所復号画像フレームメモリ２１６に供給する。動
き補償器２１２は、局所復号画像フレームメモリ２１６
に蓄えられた局所復号画像に対して動き補償を行う。動
き補償器２１２から出力された画像は動き補償画像フレ
ームメモリ２１３に蓄えられる。上記適応的算術復号器
２１４による復号には、参照情報として動き補償画像フ
レームメモリ２１３に蓄えられた動き補償画像の画素値
が用いられる。In the image decoding apparatus 200, the adaptive arithmetic decoder 214 decodes the code input from the code input terminal 201, outputs the code from the image output terminal 202, and supplies the decoded code to the locally decoded image frame memory 216. The motion compensator 212 includes a local decoded image frame memory 216
The motion compensation is performed on the locally decoded image stored in. The image output from the motion compensator 212 is stored in the motion compensated image frame memory 213. For decoding by the adaptive arithmetic decoder 214, the pixel value of the motion compensation image stored in the motion compensation image frame memory 213 is used as reference information.
【００７０】そして、上記適応的算術復号器２１４で
は、上述の式(1)乃至式(5)又は式(5)と式(1)，式(2)又
は式(3)を組み合わせて使用して、参照情報を算術演算
および論理演算によって計算し、生起確率テーブルの数
を減らして、メモリ使用量を減らすとともに、符号化効
率の高い符号を復号することができる。The adaptive arithmetic decoder 214 uses a combination of the above equations (1) to (5) or (5) with the equations (1), (2) or (3). Thus, reference information is calculated by arithmetic and logical operations, the number of occurrence probability tables is reduced, the amount of memory used is reduced, and codes with high coding efficiency can be decoded.
【００７１】次に、本発明の第２の実施の形態として、
固定的算術符号化が適用される例について説明する。Next, as a second embodiment of the present invention,
An example in which fixed arithmetic coding is applied will be described.
【００７２】図６には、固定的算術符号化を行う画像信
号符号化装置の概略構成を示す。FIG. 6 shows a schematic configuration of an image signal encoding apparatus for performing fixed arithmetic encoding.
【００７３】この第２の実施の形態として挙げる固定的
算術符号化を行う画像符号化装置３００は、画像入力端
子３０１から入力されたハードキー信号などの２値画像
を符号化して符号出力端子３０２から出力するものであ
る。An image coding apparatus 300 for performing fixed arithmetic coding according to the second embodiment codes a binary image such as a hard key signal input from an image input terminal 301 and outputs a code output terminal 302. Output from.
【００７４】この画像符号化装置３００において、画像
入力端子３０１から入力された画像は、入力画像フレー
ムメモリ３１０に保持される。動き検出器３１１では、
入力画像フレームメモリ３１０上の画像のフレーム間の
相関が調べられ、動き量が検出される。検出された動き
量は動き補償器３１２に入力され、後述される局所復号
画像フレームメモリ３１６に蓄えられた局所復号画像に
対して動き補償が行われる。動き補償器３１２から出力
された画像は動き補償画像フレームメモリ３１３に蓄え
られる。In the image encoding device 300, an image input from the image input terminal 301 is held in the input image frame memory 310. In the motion detector 311,
The correlation between the frames of the image on the input image frame memory 310 is examined, and the amount of motion is detected. The detected amount of motion is input to a motion compensator 312, and motion compensation is performed on a locally decoded image stored in a locally decoded image frame memory 316 described later. The image output from the motion compensator 312 is stored in the motion compensated image frame memory 313.
【００７５】固定的算術符号化器３１４は、入力画像フ
レームメモリ３１０の画像を符号化し、その符号を符号
出力端子３０２に出力するとともに固定的算術復号器３
１５に供給する。固定的算術復号器３１５は、上記固定
的算術符号化器３１４から供給された符号を復号する。
この符号化及び復号のときに参照情報として局所復号画
像の画素値および動き補償画像の画素値が用いられる。
参照画像の選び方はイントラ符号化のときとインター符
号化のときで異なる。フレーム内相関のみを用いたイン
トラ符号化とフレーム間相関も用いたインター符号化）
のどちらを用いるかは図示しない制御装置によって制御
される。The fixed arithmetic encoder 314 encodes an image in the input image frame memory 310, outputs the code to the code output terminal 302, and outputs the code to the fixed arithmetic decoder 3.
15 The fixed arithmetic decoder 315 decodes the code supplied from the fixed arithmetic encoder 314.
At the time of this encoding and decoding, the pixel value of the locally decoded image and the pixel value of the motion compensation image are used as reference information.
The method of selecting the reference image differs between the case of intra coding and the case of inter coding. Intra coding using only intra-frame correlation and inter-coding using inter-frame correlation)
Is controlled by a control device (not shown).
【００７６】この第２の実施の形態のような固定的算術
符号化を行う画像符号化装置３００では、前述した従来
例の固定的算術符号化を行う画像符号化装置と比べ、図
７に示すように、インター符号化のときの動き補償画像
の画素に対する上記固定的算術符号化器３１４の参照情
報演算部３２１での扱いと、生起確率を保持するテーブ
ル３２２の大きさのみが異なっている。The image coding apparatus 300 for performing fixed arithmetic coding as in the second embodiment is shown in FIG. 7 in comparison with the image coding apparatus for performing fixed arithmetic coding of the conventional example described above. As described above, only the handling of the pixels of the motion-compensated image in the inter-encoding by the reference information calculation unit 321 of the fixed arithmetic coder 314 and the size of the table 322 holding the occurrence probability are different.
【００７７】すなわち、この第２の実施の形態における
画像符号化装置３００の固定的算術符号化器３１４の参
照情報演算部３２１では、４つの画素値の和を計算し、
これに基づいて参照情報を生成している。参照情報の値
は次の式(6)の算術演算及び論理演算を行うことにより
求める。なお、図７の構成に供給される各画素Ｘ，Ｇ，
Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋの値は、前述した図１４や図１５で説明
したものと同じである。That is, the reference information calculation unit 321 of the fixed arithmetic coder 314 of the image coding apparatus 300 according to the second embodiment calculates the sum of the four pixel values,
The reference information is generated based on this. The value of the reference information is obtained by performing the arithmetic operation and the logical operation of the following equation (6). It should be noted that each pixel X, G,
The values of H, I, J, and K are the same as those described with reference to FIGS.
【００７８】 Ｇ×２0＋（Ｈ＋Ｉ＋Ｊ＋Ｋ）×２1 (6) この第２の実施の形態においても、２のベキ乗の計算は
実際に計算する必要はなく、２進数表現で一番下のビッ
トをＧの値、それ以外のビットをＨ＋Ｉ＋Ｊ＋Ｋの値と
した結果を参照情報として用いる。G × 2 0 + (H + I + J + K) × 2 1 (6) Also in the second embodiment, it is not necessary to actually calculate the power of 2; The result of setting the bits as G values and the other bits as H + I + J + K is used as reference information.
【００７９】すなわち、図７の固定的算術符号化器３１
４の参照情報演算部３２１では、動き補償画像上の５つ
の画素Ｇ〜Ｋの内、画素Ｇの値は２0乗算部３３２にて
２0が乗算され、４つの画素Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋの各値は加
算部３３１にて加算された後に２1乗算部３３３にて２1
が乗算され、さらにこれら２0乗算部３３２と２1乗算部
３３３の各出力が加算部３３４にて加算される。この加
算結果が生起確率テーブル３２２に送られる。That is, the fixed arithmetic encoder 31 shown in FIG.
In 4 of the reference information calculation unit 321, among the five pixels G~K on the motion compensated image, the value of the pixel G is at 2 0 multiplier 332 2 0 is multiplied by four pixels H, I, J, each value of K at 2 1 multiplication unit 333 after being added by the addition unit 331 2 1
, And the outputs of the 2 0 multiplying unit 332 and the 2 1 multiplying unit 333 are added by the adding unit 334. The result of this addition is sent to the occurrence probability table 322.
【００８０】そして、上記固定的算術符号化器３１４で
は、上記参照情報演算部３２１により画素値に算術演算
及び論理演算が施された参照情報を用いて生起確率テー
ブル３２２から生起確率データが読み出される。Then, in the fixed arithmetic encoder 314, the occurrence probability data is read from the occurrence probability table 322 by using the reference information obtained by performing the arithmetic operation and the logical operation on the pixel value by the reference information operation unit 321. .
【００８１】この生起確率データに基づいて、算術符号
化部３２３は、画素値から固定的算術符号を生成する。The arithmetic coding unit 323 generates a fixed arithmetic code from the pixel values based on the occurrence probability data.
【００８２】このような構成の第２の実施の形態の画像
符号化装置３００は、従来例の固定的算術符号化を行う
構成と比べ、インター符号化のときの動き補償画像の画
素に対する参照情報演算部３２１での扱いと、生起確率
を保持する生起確率テーブル３２２の大きさのみが異な
っている。すなわち、画素値に算術演算及び論理演算を
施して参照情報を生成するようになすことによって、参
照する画素の範囲は従来例と同じでありながら、生起確
率テーブル３２２の数が１０（＝２1×５1）と従来例の
１／３以下で済み、メモリ使用量が少なくて済むととも
に、学習の効果が分散しなくて済むため、学習の速度が
早く効率のよい符号化ができる。The image coding apparatus 300 according to the second embodiment having such a configuration is different from the conventional configuration in which fixed arithmetic coding is performed, in that reference information for pixels of a motion compensation image at the time of inter coding is used. Only the handling in the arithmetic unit 321 and the size of the occurrence probability table 322 holding the occurrence probability are different. That is, by performing an arithmetic operation and a logical operation on the pixel value to generate the reference information, the number of occurrence probability tables 322 is 10 (= 2 1) while the range of the pixel to be referred to is the same as the conventional example. × 5 1 ), which is less than 1/3 of the conventional example, the memory usage is small, and the effect of learning does not need to be dispersed, so that the learning speed is high and efficient coding can be performed.
【００８３】ここで、この第２の実施の形態における上
記参照情報演算部３２１では、次の式(7) の演算により
参照情報を生成するようにしても良い。Here, the reference information calculation section 321 in the second embodiment may generate reference information by the calculation of the following equation (7).
【００８４】 Ｈ＋Ｉ＋Ｊ＋Ｋ＜２の場合 Ｇ×２0＋０×２1 Ｈ＋Ｉ＋Ｊ＋Ｋ＝２の場合 Ｇ×２0＋１×２1 (7) Ｈ＋Ｉ＋Ｊ＋Ｋ＞２の場合 Ｇ×２0＋２×２1 このようにすることによって、生起確率テーブル３２２
の数は６（＝２1×３1）となり、従来例の１／５以下に
できる。When H + I + J + K <2 G × 2 0 + 0 × 2 1 When H + I + J + K = 2 G × 2 0 + 1 × 2 1 (7) When H + I + J + K> 2 G × 2 0 + 2 × 2 1 The occurrence probability table 322
Is 6 (= 2 1 × 3 1 ), which can be reduced to 1/5 or less of the conventional example.
【００８５】また、上記参照情報演算部３２１は、次の
式(8) の演算により参照情報を生成するようにしても良
い。The reference information calculation section 321 may generate reference information by the calculation of the following equation (8).
【００８６】 Ｈ＋Ｉ＋Ｊ＋Ｋ−Ｇ≦２の場合 Ｇ×２0＋０×２1 Ｈ＋Ｉ＋Ｊ＋Ｋ−Ｇ＞２の場合 Ｇ×２0＋２×２1 (8) このようにすることによって、生起確率テーブル３２２
の数は４（＝２1×２1）となり、従来例の１／８以下に
することができる。When H + I + J + KG ≦ 2 G × 2 0 + 0 × 2 1 When H + I + J + K−G> 2 G × 2 0 + 2 × 2 1 (8) By doing so, the occurrence probability table 322 is obtained.
Is 4 (= 2 1 × 2 1 ), which can be reduced to 1/8 or less of the conventional example.
【００８７】また、上記参照情報演算部３２１は、図８
の（ａ），（ｂ）で示される各画素Ａ〜Ｏを用いて、次
の式(9)の演算により参照情報を生成するようにしても
良い。Further, the reference information calculation section 321 operates as shown in FIG.
The reference information may be generated by the calculation of the following equation (9) using the pixels A to O shown in (a) and (b).
【００８８】 Ｇ×２0＋（Ｈ＋Ｉ＋Ｊ＋Ｋ）×２1＋（Ｌ＋Ｍ＋Ｎ＋Ｏ）×２1×５1 (9) このとき用いられる図８の（ａ）に示す局所復号画像上
の画素は、前記従来例の図１５の（ａ）と同じで、図８
の（ｂ）に示す動き補償画像上の画素は前記従来例の図
１５の（ｂ）より４画素増えている。このようにするこ
とによって、参照する画素を増やしながら、生起確率テ
ーブル３２２の数は３０（＝２1×５1×５1） となり、
従来例より少なくすることができる。G × 2 0 + (H + I + J + K) × 2 1 + (L + M + N + O) × 2 1 × 5 1 (9) The pixels on the locally decoded image shown in FIG. 8A is the same as FIG.
The number of pixels on the motion compensated image shown in FIG. 15B is four pixels larger than that of FIG. By doing so, the number of occurrence probability tables 322 becomes 30 (= 2 1 × 5 1 × 5 1 ) while increasing the number of pixels to be referred to.
It can be less than the conventional example.
【００８９】また、上記参照情報演算部３２１は、イン
トラ符号化のときの局所復号画像の画素に対する扱いを
変え、次の式(10)の演算により参照情報を生成するよう
にしても良い。Further, the reference information calculation section 321 may change the handling of the pixels of the locally decoded image at the time of intra coding, and generate the reference information by the calculation of the following equation (10).
【００９０】 Ｂ＝Ｄ，Ｃ＝Ｄのとき Ａ×２0＋Ｂ×２1＋Ｃ×２2 ＋Ｄ×２3＋Ｅ×２4＋Ｆ×２5 Ｂ≠Ｄ，Ｃ＝Ｄのとき Ａ×２0＋Ｂ×２1＋Ｃ×２2＋Ｄ×２3 ＋Ｅ×２4＋Ｆ×２5＋Ｇ×２6＋Ｈ×２7 (10) Ｂ＝Ｄ，Ｃ≠Ｄのとき Ａ×２0＋Ｂ×２1＋Ｃ×２2＋Ｄ×２3 ＋Ｅ×２4＋Ｆ×２5＋Ｉ×２8＋Ｊ×２9 Ｂ≠Ｄ，Ｃ≠Ｄのとき Ａ×２0＋Ｂ×２1＋Ｃ×２2＋Ｄ×２3＋Ｅ×２4 ＋Ｆ×２5＋Ｇ×２6＋Ｈ×２7＋Ｉ×２8＋Ｊ×２９ この場合は、従来例と比べ、イントラ符号化のときの局
所復号画像の画素に対する参照情報演算部３２１での扱
いと生起確率を保持する生起確率テーブル３２２の大き
さのみが異なっている。すなわち、このようにすること
によって、参照する画素の範囲は従来例と同じでありな
がら、生起確率テーブル３２２の数は、従来例の１０２
４（＝２１０）に対し、４００（＝２4＋２6＋２6＋
２8）となり、従来例の１／２以下にすることができ
る。When B = D, C = D A × 2 0 + B × 2 1 + C × 2 2 + D × 2 3 + E × 2 4 + F × 2 5 B ≠ D, when C = D A × 2 0 + B × 2 1 + C × 2 2 + D × 2 3 + E × 2 4 + F × 2 5 + G × 2 6 + H × 2 7 (10) When B = D, C ≠ D A × 2 0 + B × 2 1 + C × 2 2 + D × 2 3 + E × 2 4 + F × 2 5 + I × 2 8 + J × 2 9 For B ≠ D, C ≠ D A × 2 0 + B × 2 1 + C × 2 2 + D × 2 3 + E × 2 4 + F × 2 5 + G × 2 6 + H × 2 7 + I × 2 8 + J × 2 9 In this case, the reference information calculation unit 321 treats the pixels of the locally decoded image at the time of intra coding as compared with the conventional example. Only the size of the occurrence probability table 322 holding the occurrence probability is different. In other words, by doing so, the number of occurrence probability tables 322 is set to 102
For 4 (= 2 10 ), 400 (= 2 4 +2 6 +2 6 +
2 8 ), which can be reduced to 以下 or less of the conventional example.
【００９１】なお、この式(10)の演算処理は、上述の式
(6)，式(7)又は式(8)と組み合わせて使用することがで
きる。The calculation processing of the equation (10) is performed by the above equation.
It can be used in combination with (6), (7) or (8).
【００９２】したがって、この第２の実施の形態の画像
符号化装置３００では、参照情報演算部３２１で画素値
に算術演算および論理演算を施した値を参照情報として
用いることにより、符号化効率を上げるため多くの画素
を参照情報として用いても、生起確率を保持するための
生起確率テーブル３２２の数を少なすることができる。Therefore, in the image coding apparatus 300 according to the second embodiment, the coding efficiency is improved by using the value obtained by performing the arithmetic operation and the logical operation on the pixel value in the reference information calculating section 321 as the reference information. Even if many pixels are used as reference information to increase the number, the number of occurrence probability tables 322 for holding the occurrence probabilities can be reduced.
【００９３】この第２の実施の形態の画像符号化装置３
００により符号化されたハードキー信号などの２値画像
の適応的算術符号は、符号出力端子３０２からビットス
トリームとして出力され、アナログ又はデジタルの電話
回線や専用のデータ伝送回線などの種々の転送レートを
持った伝送装置により伝送したり、あるいは、画像記録
媒体に記録される。The image coding apparatus 3 according to the second embodiment
The adaptive arithmetic code of a binary image, such as a hard key signal, which has been encoded by means of 00, is output as a bit stream from a code output terminal 302, and is transmitted at various transfer rates such as an analog or digital telephone line or a dedicated data transmission line. , Or recorded on an image recording medium.
【００９４】上記画像記録媒体は、第１の実施の形態同
様に光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスクやラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの種々の蓄積メディ
アとすることができる。この画像記録媒体では、画素値
に算術演算および論理演算を施した値を参照情報として
用いることにより、広い範囲の画素を参照するととも
に、生起確率を保持するための生起確率テーブルの数を
少なくでき、高い符号化効率で符号化した固定的算術符
号のビットストリームとして画像を記録することができ
る。The image recording medium can be various storage media such as an optical disk, a magnetic disk, a magneto-optical disk, and a random access memory (RAM) as in the first embodiment. In this image recording medium, by using a value obtained by performing an arithmetic operation and a logical operation on a pixel value as reference information, it is possible to refer to a wide range of pixels and reduce the number of occurrence probability tables for holding the occurrence probability. In addition, an image can be recorded as a bit stream of a fixed arithmetic code coded with high coding efficiency.
【００９５】また、本発明の第２の実施の形態の固定的
算術復号を行う画像復号装置においても、全く同じ方法
で参照情報を算術演算及び論理演算によって計算し、生
起確率テーブルの数を減らして、メモリ使用量を減らす
とともに、符号化効率の高い符号を復号することができ
る。Also, in the image decoding apparatus for performing fixed arithmetic decoding according to the second embodiment of the present invention, reference information is calculated by an arithmetic operation and a logical operation in exactly the same manner to reduce the number of occurrence probability tables. As a result, it is possible to reduce the amount of memory used and to decode codes having high encoding efficiency.
【００９６】すなわち、本発明は、例えば図９に示すよ
うな構成の固定的算術復号を行う画像復号装置４００に
適用される。That is, the present invention is applied to an image decoding apparatus 400 for performing fixed arithmetic decoding having a configuration as shown in FIG. 9, for example.
【００９７】この画像復号装置４００において、固定的
算術復号器４１４は、符号入力端子４０１から入力され
た符号を復号して画像出力端子４０２から出力するとと
もに局所復号画像フレームメモリ４１６に供給する。動
き補償器４１２は、局所復号画像フレームメモリ４１６
に蓄えられた局所復号画像に対して動き補償を行う。動
き補償器４１２から出力された画像は動き補償画像フレ
ームメモリ４１３に蓄えられる。上記固定的算術復号器
４１４による復号には、参照情報として動き補償画像フ
レームメモリ４１３に蓄えられた動き補償画像の画素値
が用いられる。In the image decoding apparatus 400, the fixed arithmetic decoder 414 decodes the code input from the code input terminal 401, outputs the decoded code from the image output terminal 402, and supplies the decoded code to the local decoded image frame memory 416. The motion compensator 412 includes a local decoded image frame memory 416
The motion compensation is performed on the locally decoded image stored in. The image output from the motion compensator 412 is stored in the motion compensated image frame memory 413. For decoding by the fixed arithmetic decoder 414, the pixel value of the motion compensation image stored in the motion compensation image frame memory 413 is used as reference information.
【００９８】そして、上記固定的算術復号器４１４で
は、上述の式(6)乃至式(10)又は式(10)と式(6)，式(7)
又は式(8)を組み合わせて使用して、参照情報を算術演
算および論理演算によって計算し、生起確率テーブルの
数を減らして、メモリ使用量を減らすとともに、符号化
効率の高い符号を復号することができる。In the fixed arithmetic decoder 414, the equations (6) to (10) or (10) and the equations (6) and (7) are used.
Or using a combination of Equation (8) to calculate reference information by arithmetic and logical operations, reduce the number of occurrence probability tables, reduce memory usage, and decode codes with high encoding efficiency. Can be.
【００９９】[0099]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、画素の
値を適応的算術符号を用いて符号化する画像符号化方法
及び画像符号化装置において、画素値に算術演算および
論理演算を施した値を適応的算術符号化の参照情報とし
て用いることにより、広い範囲の画素を参照するととも
に、生起確率を保持するための生起確率テーブルの数を
少なして学習効率を上げ、符号化効率を向上させること
ができる。As described above, according to the present invention, in an image encoding method and an image encoding apparatus for encoding a pixel value using an adaptive arithmetic code, an arithmetic operation and a logical operation are performed on the pixel value. By using the applied values as reference information for adaptive arithmetic coding, the learning efficiency is improved by referring to a wide range of pixels and reducing the number of occurrence probability tables for retaining the occurrence probabilities. Can be improved.
【０１００】また、本発明によれば、画素の値を表す適
応的算術符号を復号する画像復号方法及び画像復号装置
では、画素値に算術演算および論理演算を施した値を適
応的算術復号の参照情報として用いることにより、広い
範囲の画素を参照するとともに、生起確率を保持するた
めの生起確率テーブルの数を少なくして学習効率を上
げ、符号化効率の高い適応的算術符号を復号することが
できる。According to the present invention, in an image decoding method and an image decoding apparatus for decoding an adaptive arithmetic code representing a pixel value, a value obtained by performing an arithmetic operation and a logical operation on a pixel value is used for adaptive arithmetic decoding. By using as reference information, it is possible to refer to a wide range of pixels, reduce the number of occurrence probability tables for holding occurrence probabilities, increase learning efficiency, and decode adaptive arithmetic codes with high encoding efficiency. Can be.
【０１０１】さらに、本発明に係る画像記録媒体では、
画素値に算術演算および論理演算を施した値を適応的算
術符号化の参照情報として用いることにより、広い範囲
の画素を参照するとともに、生起確率を保持するための
生起確率テーブルの数を少なくして学習効率を上げ、高
い符号化効率で符号化した適応的算術符号のビットスト
リームとして画像を記録することができる。Further, in the image recording medium according to the present invention,
By using values obtained by performing arithmetic and logical operations on pixel values as reference information for adaptive arithmetic coding, it is possible to refer to a wide range of pixels and to reduce the number of occurrence probability tables for holding occurrence probabilities. Thus, the learning efficiency can be improved, and the image can be recorded as a bit stream of an adaptive arithmetic code coded with high coding efficiency.
【０１０２】同じく、本発明によれば、画素の値を固定
的算術符号を用いて符号化する画像符号化方法及び画像
符号化装置において、画素値に算術演算および論理演算
を施した値を固定的算術符号化の参照情報として用いる
ことにより、広い範囲の画素を参照するとともに、生起
確率を保持するための生起確率テーブルの数を少なし、
符号化効率を向上させることができる。Similarly, according to the present invention, in an image encoding method and an image encoding apparatus for encoding a pixel value using a fixed arithmetic code, a value obtained by performing an arithmetic operation and a logical operation on the pixel value is fixed. By using as a reference information of the arithmetic arithmetic coding, while referring to a wide range of pixels, the number of occurrence probability tables for holding the occurrence probability is reduced,
Encoding efficiency can be improved.
【０１０３】また、本発明によれば、画素の値を表す固
定的算術符号を復号する画像復号方法及び画像復号装置
では、画素値に算術演算および論理演算を施した値を固
定的算術復号の参照情報として用いることにより、広い
範囲の画素を参照するとともに、生起確率を保持するた
めの生起確率テーブルの数を少なくし、符号化効率の高
い固定的算術符号を復号することができる。According to the present invention, in an image decoding method and an image decoding device for decoding a fixed arithmetic code representing a pixel value, a value obtained by performing an arithmetic operation and a logical operation on a pixel value is used for fixed arithmetic decoding. By using it as reference information, it is possible to refer to a wide range of pixels, reduce the number of occurrence probability tables for holding occurrence probabilities, and decode fixed arithmetic codes with high encoding efficiency.
【０１０４】さらに、本発明に係る画像記録媒体では、
画素値に算術演算および論理演算を施した値を固定的算
術符号化の参照情報として用いることにより、広い範囲
の画素を参照するとともに、生起確率を保持するための
生起確率テーブルの数を少なくし、高い符号化効率で符
号化した固定的算術符号のビットストリームとして画像
を記録することができる。Further, in the image recording medium according to the present invention,
By using values obtained by performing arithmetic and logical operations on pixel values as reference information for fixed arithmetic coding, it is possible to refer to a wide range of pixels and to reduce the number of occurrence probability tables for holding occurrence probabilities. In addition, an image can be recorded as a bit stream of a fixed arithmetic code coded with high coding efficiency.
【図１】本発明の第１の実施の形態として適応的算術符
号化を行う画像符号化装置の概略構成を示すブロック回
路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram illustrating a schematic configuration of an image encoding device that performs adaptive arithmetic encoding as a first embodiment of the present invention.
【図２】第１の実施の形態の画像符号化装置における適
応的算術符号化器の構成を示すブロック回路図である。FIG. 2 is a block circuit diagram illustrating a configuration of an adaptive arithmetic coder in the image coding device according to the first embodiment.
【図３】第１の実施の形態の適応的算術符号化器におけ
る生起確率テーブルの更新手順を示すフローチャートで
ある。FIG. 3 is a flowchart illustrating an update procedure of an occurrence probability table in the adaptive arithmetic encoder according to the first embodiment.
【図４】第１の実施の形態の画像符号化装置によるイン
ター符号化における参照情報の説明するための画素の配
置を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an arrangement of pixels for explaining reference information in inter-coding by the image coding device according to the first embodiment;
【図５】本発明の第１の実施の形態の適応的算術復号を
行う画像復号装置の概略構成を示すブロック回路図であ
る。FIG. 5 is a block circuit diagram illustrating a schematic configuration of an image decoding device that performs adaptive arithmetic decoding according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第２の実施の形態として固定的算術符
号化を行う画像符号化装置の概略構成を示すブロック回
路図である。FIG. 6 is a block circuit diagram illustrating a schematic configuration of an image encoding device that performs fixed arithmetic encoding as a second embodiment of the present invention.
【図７】第２の実施の形態の画像符号化装置における固
定的算術符号化器の構成を示すブロック回路図である。FIG. 7 is a block circuit diagram illustrating a configuration of a fixed arithmetic coder in the image coding apparatus according to the second embodiment.
【図８】第２の実施の形態の画像符号化装置によるイン
ター符号化における参照情報の説明するための画素の配
置を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an arrangement of pixels for explaining reference information in inter-coding by the image coding device according to the second embodiment.
【図９】本発明の第２の実施の形態の固定的算術復号を
行う画像復号装置の概略構成を示すブロック回路図であ
る。FIG. 9 is a block circuit diagram illustrating a schematic configuration of an image decoding device that performs fixed arithmetic decoding according to a second embodiment of the present invention.
【図１０】シェイプ（ハードキー信号）とテクスチャ
（フィル画像）を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a shape (hard key signal) and a texture (fill image).
【図１１】イントラ符号化における従来の適応的算術符
号化の参照情報を説明するための画素の配置を示す図で
ある。FIG. 11 is a diagram showing an arrangement of pixels for explaining reference information of conventional adaptive arithmetic coding in intra coding.
【図１２】インター符号化における従来の適応的算術符
号化の参照情報を説明するための画素の配置を示す図で
ある。FIG. 12 is a diagram illustrating an arrangement of pixels for explaining reference information of conventional adaptive arithmetic coding in inter coding.
【図１３】画像符号化装置における従来の適応的算術符
号化器の構成を示すブロック回路図である。FIG. 13 is a block circuit diagram showing a configuration of a conventional adaptive arithmetic coder in an image coding device.
【図１４】イントラ符号化における従来の固定的算術符
号化の参照情報を説明するための画素の配置を示す図で
ある。FIG. 14 is a diagram showing an arrangement of pixels for explaining reference information of conventional fixed arithmetic coding in intra coding.
【図１５】インター符号化における従来の固定的算術符
号化の参照情報を説明するための画素の配置を示す図で
ある。FIG. 15 is a diagram illustrating an arrangement of pixels for explaining reference information of conventional fixed arithmetic coding in inter coding.
【図１６】画像符号化装置における従来の固定的算術符
号化器の構成を示すブロック回路図である。FIG. 16 is a block circuit diagram showing a configuration of a conventional fixed arithmetic encoder in an image encoding device.
１００ 画像符号化装置、 １０１ 画像入力端子、
１０２ 符号出力端子、 １１０ 入力画像フレームメ
モリ 、１１１ 動き検出器、 １１２ 動き補償器、
１１３ 動き補償画像フレームメモリ、 １１４ 適
応的算術符号化器、 １１５ 適応的算術復号器、 １
１６ 局所復号画像フレームメモリ、１２１ 参照情報
演算器、 １２２ 生起確率テーブル、 １２３ 算術
符号化部、 １２４ 判定器、 １２５ 加算器、 ２
００ 画像復号装置、 ２０１符号入力端子、 ２０２
画像出力端子、 ２１２ 動き補償器、 ２１３動き
補償画像フレームメモリ、 ２１４ 適応的算術復号
器、 ２１６ 局所復号画像フレームメモリ ３００ 画像符号化装置、 ３０１ 画像入力端子、
３０２ 符号出力端子、 ３１０ 入力画像フレームメ
モリ 、３１１ 動き検出器、 ３１２ 動き補償器、
３１３ 動き補償画像フレームメモリ、 ３１４ 固
定的算術符号化器、 ３１５ 固定的算術復号器、 ３
１６ 局所復号画像フレームメモリ、３２１ 参照情報
演算器、 ３２２ 生起確率テーブル、 ３２３ 算術
符号化部、 ４００ 画像復号装置、 ４０１ 符号入
力端子、 ４０２ 画像出力端子、 ４１２ 動き補償
器、 ４１３ 動き補償画像フレームメモリ、 ４１４
固定的算術復号器、 ４１６ 局所復号画像フレームメ
モリ100 image encoding device, 101 image input terminal,
102 code output terminal, 110 input image frame memory, 111 motion detector, 112 motion compensator,
113 motion-compensated image frame memory, 114 adaptive arithmetic coder, 115 adaptive arithmetic decoder, 1
Reference Signs List 16 locally decoded image frame memory, 121 reference information operation unit, 122 occurrence probability table, 123 arithmetic coding unit, 124 decision unit, 125 adder, 2
00 image decoding device, 201 code input terminal, 202
Image output terminal, 212 motion compensator, 213 motion compensated image frame memory, 214 adaptive arithmetic decoder, 216 locally decoded image frame memory 300 image encoding device, 301 image input terminal,
302 code output terminal, 310 input image frame memory, 311 motion detector, 312 motion compensator,
313 motion compensated image frame memory, 314 fixed arithmetic coder, 315 fixed arithmetic decoder, 3
16 locally decoded image frame memory, 321 reference information calculator, 322 occurrence probability table, 323 arithmetic coding unit, 400 image decoding device, 401 code input terminal, 402 image output terminal, 412 motion compensator, 413 motion compensated image frame memory 414
Fixed arithmetic decoder, 416 locally decoded image frame memory
Claims (18)
画像符号化方法において、 画素値に算術演算及び論理演算を施して参照情報を生成
し、 上記参照情報により生起確率テーブルから生起確率デー
タを読み出し、 上記生起確率テーブルから読み出された生起確率データ
に基づいて画素値から算術符号を生成することを特徴と
する画像符号化方法。1. An image coding method for coding a pixel value using an arithmetic code, comprising the steps of: performing an arithmetic operation and a logical operation on the pixel value to generate reference information; An image encoding method comprising: reading data; and generating an arithmetic code from a pixel value based on the occurrence probability data read from the occurrence probability table.
に基づいて画素値から適応的算術符号を生成することを
特徴とする請求項１記載の画像符号化方法。2. The arithmetic code according to claim 1, wherein the arithmetic code is an adaptive arithmetic code, and an adaptive arithmetic code is generated from pixel values based on the occurrence probability data read from the occurrence probability table. Image encoding method.
に基づいて画素値から固定的算術符号を生成することを
特徴とする請求項１記載の画像符号化方法。3. The arithmetic code according to claim 1, wherein the arithmetic code is a fixed arithmetic code, and the fixed arithmetic code is generated from a pixel value based on the occurrence probability data read from the occurrence probability table. Image encoding method.
請求項１記載の画像符号化方法。4. The image encoding method according to claim 1, wherein the binary image is encoded.
画像符号化装置において、 画素値に算術演算及び論理演算を施して参照情報を生成
する参照情報生成手段と、 上記参照情報生成手段により生成された参照情報により
生起確率データが読み出される生起確率テーブルと、 上記生起確率テーブルから読み出された生起確率データ
に基づいて画素値から算術符号を生成する算術符号化手
段とを備えることを特徴とする画像符号化装置。5. An image coding apparatus for coding a pixel value by using an arithmetic code, comprising: a reference information generating means for performing an arithmetic operation and a logical operation on a pixel value to generate reference information; And an arithmetic coding unit that generates an arithmetic code from a pixel value based on the occurrence probability data read from the occurrence probability table. An image encoding device characterized by the following.
出された生起確率データに基づいて画素値から適応的算
術符号を生成することを特徴とする請求項５記載の画像
符号化装置。6. The arithmetic code is an adaptive arithmetic code, wherein the arithmetic coding unit generates an adaptive arithmetic code from pixel values based on occurrence probability data read from the occurrence probability table. The image encoding device according to claim 5, wherein:
出された生起確率データに基づいて画素値から固定的算
術符号を生成することを特徴とする請求項５記載の画像
符号化装置。7. The arithmetic code is a fixed arithmetic code, and the arithmetic coding unit generates a fixed arithmetic code from pixel values based on occurrence probability data read from the occurrence probability table. The image encoding device according to claim 5, wherein:
請求項５記載の画像符号化装置。8. The image encoding apparatus according to claim 5, wherein the image encoding apparatus encodes a binary image.
復号方法において、 画素値に算術演算及び論理演算を施して参照情報を生成
し、 上記参照情報により生起確率テーブルから生起確率デー
タを読み出し、 上記生起確率テーブルから読み出された生起確率データ
に基づいて画素値から算術符号を復号して画素値を生成
することを特徴とする画像復号方法。9. An image decoding method for decoding an arithmetic code representing a pixel value, wherein reference information is generated by performing an arithmetic operation and a logical operation on the pixel value, and occurrence probability data is read from the occurrence probability table based on the reference information. An image decoding method, characterized in that a pixel value is generated by decoding an arithmetic code from a pixel value based on occurrence probability data read from the occurrence probability table.
り、 前記生起確率テーブルから読み出された生起確率データ
に基づいて画素値から適応的算術符号を復号して画素値
を生成することを特徴とする請求項９記載の画像復号方
法。10. The arithmetic code is an adaptive arithmetic code, and generates a pixel value by decoding an adaptive arithmetic code from a pixel value based on the occurrence probability data read from the occurrence probability table. The image decoding method according to claim 9, wherein
り、 前記生起確率テーブルから読み出された生起確率データ
に基づいて画素値から固定的算術符号を復号して画素値
を生成することを特徴とする請求項９記載の画像復号方
法。11. The arithmetic code is a fixed arithmetic code, and a pixel value is generated by decoding a fixed arithmetic code from a pixel value based on occurrence probability data read from the occurrence probability table. The image decoding method according to claim 9, wherein
特徴とする請求項９記載の画像復号方法。12. The image decoding method according to claim 9, wherein an arithmetic code of the binary image is decoded.
像復号装置において、 画素値に算術演算及び論理演算を施して参照情報を生成
する参照情報生成手段と、 上記参照情報生成手段により生成された参照情報により
生起確率データが読み出される生起確率テーブルと、 上記生起確率テーブルから読み出された生起確率データ
に基づいて算術符号を復号して画素値を生成する算術符
号復号手段とを備えることを特徴とする画像復号装置。13. An image decoding apparatus for decoding an arithmetic code representing a value of a pixel, comprising: a reference information generating means for performing an arithmetic operation and a logical operation on the pixel value to generate reference information; An occurrence probability table from which the occurrence probability data is read by the reference information, and arithmetic code decoding means for decoding an arithmetic code based on the occurrence probability data read from the occurrence probability table to generate a pixel value. An image decoding device characterized by the following.
り、 前記算術符号復号手段は、前記生起確率テーブルから読
み出された生起確率データに基づいて適応的算術符号を
復号して画素値を生成することを特徴とする請求項１３
記載の画像復号装置。14. The arithmetic code is an adaptive arithmetic code, and the arithmetic code decoding means decodes the adaptive arithmetic code based on the occurrence probability data read from the occurrence probability table to generate a pixel value. 14. The method according to claim 13, wherein
The image decoding device according to any one of the preceding claims.
り、 前記算術符号復号手段は、前記生起確率テーブルから読
み出された生起確率データに基づいて固定的算術符号を
復号して画素値を生成することを特徴とする請求項１３
記載の画像復号装置。15. The arithmetic code is a fixed arithmetic code, and the arithmetic code decoding means decodes the fixed arithmetic code based on the occurrence probability data read from the occurrence probability table to generate a pixel value. 14. The method according to claim 13, wherein
The image decoding device according to any one of the preceding claims.
を生成することを特徴とする請求項１３記載の画像復号
装置。16. The image decoding apparatus according to claim 13, wherein a pixel value is generated by decoding an arithmetic code of the binary image.
て生成した参照情報により生起確率テーブルから読み出
される生起確率データ基づいて、画素値から生成された
算術符号のビットストリームとして画像を記録してなる
ことを特徴とする画像記録媒体。17. An image is recorded as a bit stream of an arithmetic code generated from a pixel value based on occurrence probability data read from an occurrence probability table based on reference information generated by performing an arithmetic operation and a logical operation on a pixel value. An image recording medium, comprising:
て２値画像を記録してなることを特徴とする請求項１７
記載の画像記録媒体。18. A binary image recorded as a bit stream of the arithmetic code.
The image recording medium described in the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7861797A JPH10285590A (en) | 1997-02-10 | 1997-03-28 | Image encoding method and device, image decoding method and device and image recording medium |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4168397 | 1997-02-10 | ||
| JP9-41683 | 1997-02-10 | ||
| JP7861797A JPH10285590A (en) | 1997-02-10 | 1997-03-28 | Image encoding method and device, image decoding method and device and image recording medium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10285590A true JPH10285590A (en) | 1998-10-23 |
Family
ID=26381339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7861797A Pending JPH10285590A (en) | 1997-02-10 | 1997-03-28 | Image encoding method and device, image decoding method and device and image recording medium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10285590A (en) |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP7861797A patent/JPH10285590A/en active Pending
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