KR20050122288A - 디지털 신호 부호화 장치, 디지털 신호 복호 장치, 디지털신호 산술 부호화 방법 및 디지털 신호 산술 복호 방법 - Google Patents

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Abstract

슬라이스 구조의 영상 압축 데이터인 슬라이스 영상 압축 데이터의 비트 스트림 신택스(syntax)에 있어서, 슬라이스 영상 압축 데이터마다, 각 슬라이스 영상 압축 데이터의 슬라이스 헤더로서, 슬라이스 개시 코드와, 다음의 전송 단위에서 산술 부호화 과정의 부호어의 상태를 나타내는 레지스터값을 리세트할지의 여부를 나타내는 레지스터 리세트 플래그와, 이 레지스터 리세트 플래그가 「리세트를 행하지 않는다」는 것을 나타내는 경우에만, 다음의 전송 단위의 산술 부호화 및 복호의 개시 시에 이용하는 레지스터값으로서 이용하도록, 그 시점에서의 레지스터값인 초기 레지스터값을 다중화한다.

Description

디지털 신호 부호화 장치, 디지털 신호 복호 장치, 디지털 신호 산술 부호화 방법 및 디지털 신호 산술 복호 방법{DIGITAL SIGNAL ENCODING DEVICE, DIGITAL SIGNAL DECODING DEVICE, DIGITAL SIGNAL ARITHMETIC ENCODING METHOD, AND DIGITAL SIGNAL ARITHMETIC DECODING METHOD}
본 발명은, 영상 압축 부호화 기술이나 압축 영상 데이터 전송 기술 등에 이용되는 디지털 신호 부호화 장치, 디지털 신호 복호 장치, 디지털 신호 산술 부호화 방법 및 디지털 신호 산술 복호 방법에 관한 것이다.
종래, MPEG나 ITU-T H.26x 등의 국제 표준 영상 부호화 방식에서는, 엔트로피 부호화로서 허프만 부호화가 채용되었다. 허프만 부호화는, 개개의 정보원 심볼이 개별의 부호어로서 표현될 필요가 있는 경우, 최적의 부호화 성능을 제공하지만, 한쪽에 영상 신호와 같이 국소적으로 신호의 행동이 변동되어, 정보원 심볼의 발생 확률이 변동되는 경우에 대해서는 최적성이 보증되지 않는다고 하는 문제가 있었다.
이러한 경우, 개개의 정보원 심볼의 발생 확률에 동적으로 적응해서, 복수의 심볼을 통합하여 1개의 부호어로 표현하는 방법으로서 산술 부호화가 제안되어 있다.
Mark Nelson, "Arithmetic Coding+Statistical Modeling=Data Compression Part 1-Arithmetic Coding", Dr. Dobb's Journal, February 1991.을 인용하여 산술 부호화의 개념에 대하여 간단하게 설명한다. 여기서는, 알파벳 문자를 정보원 심볼로 하는 정보원을 생각하고, "BILL GATES"라는 메시지를 산술 부호화하는 것을 생각한다.
이 때, 개개의 문자의 발생 확률은 도 1과 같이 정의된다. 또한, 도 1의 치역에 도시한 바와 같이, [0, 1]의 구간으로 정의되는 확률 수치 직선(probability line) 상의 구역을 일의적으로 정한다.
이어서, 부호화 처리에 들어간다. 처음에 문자 "B"의 부호화를 행하지만, 이것은, 확률 수치 직선 상의 범위 [0.2, 0.3]을 특정하는 것에 해당한다. 따라서, 문자 "B"에는 치역 [0.2, 0.3]의 상한(High)과 하한(Low)의 값의 조가 대응하게 된다.
계속해서, "I"의 부호화 시에는, "B"의 부호화로 특정된 치역 [0.2, 0.3]을 다시 [0, 1] 구간으로 간주하고, 그 중의 [0.5, 0.6]의 구간을 특정한다. 즉, 산술 부호화의 처리 과정은, 확률 수치 직선의 치역을 좁히는 것에 상당한다.
각 문자에 대하여, 이 처리를 반복하면, 도 2에 도시한 바와 같이, "BILL GATES"의 산술 부호화 결과는, 문자 "S"의 부호화를 종료한 시점에서의 Low값 「0.2572167752」로서 표현된다.
복호 처리도 이 역을 생각하면 된다.
처음에 부호화 결과 「0.2572167752」가 확률 수치 직선 상의 어떤 문자가 할당되어 있는 치역에 해당하는가를 조사하여 "B"를 얻는다.
그 후, "B"의 Low값을 뺀 후에 치역에서 제산을 실시함으로써, 「0.572167752」를 얻는다. 이 결과, [0.5, 0.6]의 구간에 대응하는 문자 "I"를 복호하는 것이 가능하게 된다. 이후, 이 처리를 반복하여 "BILL GATES"로 복호할 수 있다.
이상의 처리에 의해, 산술 부호화를 행하면, 끝없이 긴 메시지의 부호화의 경우도 최종적으로 1개의 부호어로 맵핑되게 된다. 실제 구현에서는, 무한의 소수점 정밀도를 취급할 수 없다는 점, 부호화·복호 프로세스에 승제산이 필요하여 연산 부하가 높은 점 등이 문제되므로, 예컨대 부호어 표현을 위한 정수형 레지스터를 이용한 부동 소수점 연산을 행하도록 하고, 상기 Low값을 2의 거듭제곱에 의해 근사하여 승제산을 시프트 연산으로 치환하는 등의 고안이 이루어져 있다. 산술 부호화에 따르면, 이상적으로는 상기의 프로세스에 의해 정보원 심볼의 발생 확률에 가장 적합한 엔트로피 부호화가 가능하다. 특히, 발생 확률이 동적으로 변동되는 경우에는, 발생 확률의 변동 모습을 트레이스하여 도 1의 테이블을 적절하게 갱신함으로써, 허프만 부호화에 비해 높은 부호화 효율을 얻을 수 있다.
종래의 디지털 신호 산술 부호화 방법 및 디지털 신호 산술 복호 방법은 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 엔트로피 부호화되는 영상 신호를 전송할 때에는, 통상, 전송 오류에 수반되는 영상의 열화를 최소한으로 억제하기 위해, 영상의 각 프레임을 부분 영역으로 분할하여, 재동기 가능한 단위(예를 들면, MPEG-2 슬라이스 구조)로 전송하는 경우가 많다.
그러나, 허프만 부호화에서는, 개개의 부호화 대상 심볼은 정수 비트 길이의 부호어에 맵되기 때문에, 해당하는 부호어를 통합하여 전송 단위로서 정의하면 되지만, 산술 부호화에서는, 명시적으로 부호화 프로세스를 중단하기 위한 특수 부호가 필요로 될 뿐만 아니라, 부호화를 재개할 때에, 그 이전까지의 심볼의 발생 확률의 학습 과정을 한번 리세트하여, 부호를 확정하기 위한 비트를 배출할 필요가 발생하기 때문에, 중단의 전후에서의 부호화 효율의 저하를 초래할 가능성이 있다. 또한, 만약 산술 부호화 처리가 1영상 프레임 중에 리세트되지 않고서 부호화되어, 전송 시에 패킷 데이터 등의 소단위로 분할하지 않을 수 없는 경우에는, 임의의 패킷의 복호 처리는 직전 패킷의 데이터 없음으로 실시할 수 없어, 전송 오류나 지연 등에 기인하는 패킷 손실이 발생한 경우에 현저하게 영상 품질이 열화되는 과제가 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 오류 내성을 확보함과 동시에, 산술 부호화의 부호화 효율을 높일 수 있는 디지털 신호 부호화 장치 및 디지털 신호 산술 부호화 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 부호화 장치측에서 이전의 전송 단위의 산술 부호화 상태 또는 심볼 발생 확률 학습 상태가 리세트되지 않고 연속하여 부호화된 경우에도, 정확하게 복호할 수 있는 디지털 신호 복호 장치 및 디지털 신호 산술 복호 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 디지털 신호 부호화 장치 및 디지털 신호 산술 부호화 방법은, 소정 전송 단위의 디지털 신호를 산술 부호화에 의해 압축할 때, 임의의 전송 단위의 부호화가 종료된 시점에서의 산술 부호화 상태를 표현하는 정보를, 다음의 전송 단위의 데이터의 일부로서 다중화하도록 하거나, 혹은 1개 또는 복수의 인접하는 전송 단위에 포함되는 신호와의 사이의 의존 관계에 기초하여, 부호화 심볼의 발생 확률을 정함과 함께, 부호화되는 심볼의 출현 빈도를 카운트함으로써 상기 발생 확률을 학습하고, 임의의 전송 단위의 부호화가 종료된 시점에서의 발생 확률 학습 상태를 표현하는 정보를, 다음의 전송 단위 데이터의 일부로서 다중화하도록 한 것이다.
이에 의해, 그 이전의 산술 부호화 상태 또는 심볼 발생 확률 학습 상태를 리세트하지 않고 연속하여 부호화를 계속할 수 있어, 오류 내성을 확보하면서, 산술 부호화의 부호화 효율을 높인 부호화를 실시하는 것이 가능하게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 디지털 신호 복호 장치 및 디지털 신호 산술 복호 방법은, 임의의 전송 단위의 복호 개시 시에, 해당 전송 단위 데이터의 일부로서 다중화되는 산술 부호화 상태를 표현하는 정보에 기초하여, 복호 동작의 초기화를 행하거나, 혹은 임의의 전송 단위의 복호 개시 시에, 해당 전송 단위 데이터의 일부로서 다중화되는 심볼 발생 확률 학습 상태를 표현하는 정보에 기초하여, 해당 전송 단위의 복호에 이용하는 발생 확률의 초기화를 행함과 함께, 소정 전송 단위의 압축 디지털 신호의 복호 시에, 1개 또는 복수의 인접하는 전송 단위에 포함되는 신호와의 사이의 의존 관계에 기초하여 복호 심볼의 발생 확률을 정함과 함께, 복호되는 심볼의 출현 빈도를 카운트함으로써 상기 발생 확률을 학습하여 복호를 행하도록 한 것이다.
이에 의해, 부호화 장치측에서 이전의 전송 단위의 산술 부호화 상태 또는 심볼 발생 확률 학습 상태를 리세트하지 않고 연속하여 부호화를 행한 경우에도, 정확하게 복호하는 것이 가능하게 되는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대하여, 첨부 도면에 따라 설명한다.
(제1 실시예)
이 제1 실시예에서는, 영상 프레임을 16×16화소의 구형 영역(이하, 매크로 블록)으로 균등 분할한 단위로 부호화를 행하는 영상 부호화 방식에 산술 부호화를 적용하는 예로서, D. Marpe 외, "Video Compression Using Context-Based Adaptive Arithmetic Coding", International Conference on Image Processing 2001에 개시되어 있는 사례를 이용하여 설명을 행한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상 부호화 장치(디지털 신호 부호화 장치)를 도시하는 구성도로서, 도면에서, 움직임 검출부(2)는 프레임 메모리(3a)에 저장되어 있는 참조 화상(4)을 이용하여, 입력 영상 신호(1)로부터 매크로 블록 단위로 움직임 벡터(5)를 검출한다. 움직임 보상부(7)는 움직임 검출부(2)에 의해 검출된 움직임 벡터(5)에 기초하여 시간 예측 화상(8)을 취득한다. 감산기(51)는 입력 영상 신호(1)와 시간 예측 화상(8)의 차분을 구하고, 그 차분을 시간 예측 잔차 신호(9)로서 출력한다.
공간 예측부(10a)는 입력 영상 신호(1)를 참조하여, 동일 영상 프레임 내의 공간적인 근방 영역으로부터의 예측을 행하여 공간 예측 잔차 신호(11)를 생성한다. 부호화 모드 판정부(12)는 시간 예측 잔차 신호(9)를 부호화하는 움직임 예측 모드와, 움직임 벡터(5)가 제로이고 시간 예측 잔차 신호(9)의 성분이 없는 케이스인 스킵 모드와, 공간 예측 잔차 신호(11)를 부호화하는 인트라 모드 중에서, 해당 매크로 블록을 가장 효율적으로 부호화할 수 있는 모드를 선택하여 부호화 모드 정보(13)를 출력한다.
직교 변환부(15)는 부호화 모드 판정부(12)에 의해 선택된 부호화 대상 신호를 직교 변환하여 직교 변환 계수 데이터를 출력한다. 양자화부(16)는 부호화 제어부(22)에 의해 결정되는 양자화 스텝 파라미터(23)가 나타내는 입도(粒度)로, 그 직교 변환 계수 데이터의 양자화를 행한다.
역 양자화부(18)는 양자화 스텝 파라미터(23)가 나타내는 입도로, 양자화부(16)로부터 출력된 직교 변환 계수 데이터(17)의 역 양자화를 행한다. 역 직교 변환부(19)는 역 양자화부(18)에 의해 역 양자화된 직교 변환 계수 데이터를 역 직교 변환한다. 전환부(52)는 부호화 모드 판정부(12)로부터 출력된 부호화 모드 정보(13)에 따라 움직임 보상부(7)로부터 출력된 시간 예측 화상(8), 또는, 공간 예측부(10a)로부터 출력된 공간 예측 화상(20)을 선택하여 출력한다. 가산기(53)는 전환부(52)의 출력 신호와 역 직교 변환부(19)의 출력 신호를 가산하여 국소 복호 화상(21)을 생성하고, 그 국소 복호 화상(21)을 참조 화상(4)으로서 프레임 메모리(3a)에 저장한다.
산술 부호화부(6)는 움직임 벡터(5), 부호화 모드 정보(13), 공간 예측 모드(14), 직교 변환 계수 데이터(17) 등의 부호화 대상 데이터의 엔트로피 부호화를 실시하고, 그 부호화 결과를 영상 압축 데이터(26)로서, 송신 버퍼(24) 경유로 출력한다. 부호화 제어부(22)는 부호화 모드 판정부(12), 양자화부(16)나 역 양자화부(18) 등을 제어한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상 복호 장치(디지털 신호 복호 장치)를 도시하는 구성도로서, 도면에서, 산술 복호부(27)는 엔트로피 복호 처리를 실시하여, 움직임 벡터(5), 부호화 모드 정보(13), 공간 예측 모드(14), 직교 변환 계수 데이터(17) 및 양자화 스텝 파라미터(23) 등을 복호한다. 역 양자화부(18)는 산술 복호부(27)에 의해 복호된 직교 변환 계수 데이터(17) 및 양자화 스텝 파라미터(23)를 역 양자화한다. 역 직교 변환부(19)는 역 양자화의 직교 변환 계수 데이터(17) 및 양자화 스텝 파라미터(23)를 역 직교 변환하여 국소 복호한다.
움직임 보상부(7)는 산술 복호부(27)에 의해 복호된 움직임 벡터(5)를 이용하여 시간 예측 화상(8)을 복원한다. 공간 예측부(10b)는 산술 복호부(27)에 의해 복호된 공간 예측 모드(14)로부터 공간 예측 화상(20)을 복원한다.
전환부(54)는 산술 복호부(27)에 의해 복호된 부호화 모드 정보(13)에 따라 시간 예측 화상(8) 또는 공간 예측 화상(20)을 선택하여 출력한다. 가산기(55)는 역 직교 변환부(19)의 출력 신호인 예측 잔차 신호와 전환부(54)의 출력 신호를 가산하여 복호 화상(21)을 출력한다. 또한, 복호 화상(21)은 이후의 프레임의 예측 화상 생성에 이용되기 때문에 프레임 메모리(3b)에 저장된다.
다음으로 동작에 대하여 설명한다.
최초로, 영상 부호화 장치 및 영상 복호 장치의 동작 개요를 설명한다.
① 영상 부호화 장치의 동작 개요
입력 영상 신호(1)는, 개개의 영상 프레임이 매크로 블록으로 분할된 단위로 입력되며, 영상 부호화 장치의 움직임 검출부(2)는, 프레임 메모리(3a)에 저장되어 있는 참조 화상(4)을 이용하여, 매크로 블록 단위로 움직임 벡터(5)를 검출한다.
움직임 보상부(7)는, 움직임 검출부(2)가 움직임 벡터(5)를 검출하면, 그 움직임 벡터(5)에 기초하여 시간 예측 화상(8)을 취득한다.
감산기(51)는, 움직임 보상부(7)로부터 시간 예측 화상(8)을 받으면, 입력 영상 신호(1)와 시간 예측 화상(8)의 차분을 구하고, 그 차분을 시간 예측 잔차 신호(9)로서 부호화 모드 판정부(12)에 출력한다.
한편, 공간 예측부(10a)는, 입력 영상 신호(1)를 입력하면, 그 입력 영상 신호(1)를 참조하여, 동일 영상 프레임 내의 공간적인 근방 영역으로부터의 예측을 행하여 공간 예측 잔차 신호(11)를 생성한다.
부호화 모드 판정부(12)는, 시간 예측 잔차 신호(9)를 부호화하는 움직임 예측 모드와, 움직임 벡터(5)가 제로이고 시간 예측 잔차 신호(9)의 성분이 없는 케이스의 스킵 모드와, 공간 예측 잔차 신호(11)를 부호화하는 인트라 모드 중에서, 해당 매크로 블록을 가장 효율적으로 부호화할 수 있는 모드를 선택하여, 그 부호화 모드 정보(13)를 산술 부호화부(6)에 출력한다. 또한, 움직임 예측 모드를 선택하는 경우에는 시간 예측 잔차 신호(9)를 부호화 대상 신호로서 직교 변환부(15)에 출력하고, 인트라 모드를 선택하는 경우에는 공간 예측 잔차 신호(11)를 부호화 대상 신호로서 직교 변환부(15)에 출력한다.
또한, 움직임 예측 모드를 선택하는 경우에는, 움직임 검출부(2)로부터 움직임 벡터(5)가 부호화 대상 정보로서 산술 부호화부(6)에 출력되고, 인트라 모드를 선택하는 경우에는, 공간 예측부(10a)로부터 인트라 예측 모드(14)가 부호화 대상 정보로서 산술 부호화부(6)에 출력된다.
직교 변환부(15)는, 부호화 모드 판정부(12)로부터 부호화 대상 신호를 받으면, 그 부호화 대상 신호를 직교 변환하여 직교 변환 계수 데이터를 양자화부(16)에 출력한다.
양자화부(16)는, 직교 변환부(15)로부터 직교 변환 계수 데이터를 받으면, 부호화 제어부(22)에 의해 결정되는 양자화 스텝 파라미터(23)가 나타내는 입도로, 그 직교 변환 계수 데이터의 양자화를 행한다.
또한, 부호화 제어부(22)가 양자화 스텝 파라미터(23)를 조정함으로써, 부호화 레이트와 품질의 밸런스를 취할 수 있다. 일반적으로는, 산술 부호화 후, 전송 직전의 송신 버퍼(24)에 축적되는 부호화 데이터의 점유량을 일정 시간마다 확인하고, 그 버퍼 잔량(25)에 따라 양자화 스텝 파라미터(23)의 파라미터 조정이 행해진다. 예를 들면, 버퍼 잔량(25)이 많은 경우에는, 부호화 레이트를 억제하는 한편, 버퍼 잔량(25)에 여유가 있는 경우에는, 부호화 레이트를 높게 하여 품질을 향상시키도록 한다.
역 양자화부(18)는, 양자화부(16)로부터 직교 변환 계수 데이터(17)를 받으면, 양자화 스텝 파라미터(23)가 나타내는 입도로, 그 직교 변환 계수 데이터(17)의 역 양자화를 행한다.
역 직교 변환부(19)는, 역 양자화부(18)에 의해 역 양자화된 직교 변환 계수 데이터를 역 직교 변환한다.
전환부(52)는, 부호화 모드 판정부(12)로부터 출력된 부호화 모드 정보(13)에 따라 움직임 보상부(7)로부터 출력된 시간 예측 화상(8), 또는, 공간 예측부(10a)로부터 출력된 공간 예측 화상(20)을 선택하여 출력한다. 즉, 부호화 모드 정보(13)가 움직임 예측 모드를 나타내는 경우, 움직임 보상부(7)로부터 출력된 시간 예측 화상(8)을 선택하여 출력하고, 부호화 모드 정보(13)가 인트라 모드를 나타내는 경우, 공간 예측부(10a)로부터 출력된 공간 예측 화상(20)을 선택하여 출력한다.
가산기(53)는, 전환부(52)의 출력 신호와 역 직교 변환부(19)의 출력 신호를 가산하여 국소 복호 화상(21)을 생성한다. 또한, 국소 복호 화상(21)은, 이후의 프레임의 움직임 예측에 이용되기 때문에, 참조 화상(4)으로서 프레임 메모리(3a)에 저장된다.
산술 부호화부(6)는, 후술하는 수순에 따라 움직임 벡터(5), 부호화 모드 정보(13), 공간 예측 모드(14), 직교 변환 계수 데이터(17) 등의 부호화 대상 데이터의 엔트로피 부호화를 실시하고, 그 부호화 결과를 영상 압축 데이터(26)로서, 송신 버퍼(24) 경유로 출력한다.
② 영상 복호 장치의 동작 개요
산술 복호부(27)는, 영상 부호화 장치로부터 영상 압축 데이터(26)를 수취하면, 후술하는 엔트로피 복호 처리를 실시하여, 움직임 벡터(5), 부호화 모드 정보(13), 공간 예측 모드(14), 직교 변환 계수 데이터(17) 및 양자화 스텝 파라미터(23) 등을 복호한다.
역 양자화부(18)는, 산술 복호부(27)에 의해 복호된 직교 변환 계수 데이터(17) 및 양자화 스텝 파라미터(23)를 역 양자화하고, 역 직교 변환부(19)는, 역 양자화의 직교 변환 계수 데이터(17) 및 양자화 스텝 파라미터(23)를 역 직교 변환하여 국소 복호한다.
움직임 보상부(7)는, 산술 복호부(27)에 의해 복호된 부호화 모드 정보(13)가 움직임 예측 모드를 나타내는 경우, 산술 복호부(27)에 의해 복호된 움직임 벡터(5)를 이용하여 시간 예측 화상(8)을 복원한다.
공간 예측부(10b)는, 산술 복호부(27)에 의해 복호된 부호화 모드 정보(13)가 인트라 모드를 나타내는 경우, 산술 복호부(27)에 의해 복호된 공간 예측 모드(14)로부터 공간 예측 화상(20)을 복원한다.
*여기서, 영상 부호화 장치측의 공간 예측부(10a)와, 영상 복호 장치측의 공간 예측부(10b)와의 차이는, 전자가 취할 수 있는 모든 공간 예측 모드의 종별에 대하여, 가장 효율적으로 공간 예측 모드(14)를 특정하는 처리를 포함하는 데 대하여, 후자는 주어진 공간 예측 모드(14)로부터 공간 예측 화상(20)을 생성하는 처리에만 한정되는 데 있다.
전환부(54)는, 산술 복호부(27)에 의해 복호된 부호화 모드 정보(13)에 따라 움직임 보상부(7)에 의해 복원된 시간 예측 화상(8), 혹은, 공간 예측부(10b)에 의해 복원된 공간 예측 화상(20)을 선택하고, 그 선택 화상을 예측 화상으로서 가산기(55)로 출력한다.
가산기(55)는, 전환부(54)로부터 예측 화상을 받으면, 그 예측 화상과 역 직교 변환부(19)로부터 출력되는 예측 잔차 신호를 가산하여 복호 화상(21)을 얻는다.
또한, 복호 화상(21)은, 이후의 프레임의 예측 화상 생성에 이용되기 때문에, 프레임 메모리(3b)에 저장된다. 프레임 메모리(3a)와, 프레임 메모리(3b)의 차이는, 영상 부호화 장치와 영상 복호 장치의 각각에 탑재된다라는 구별을 단순하게 의미할 뿐이다.
③ 산술 부호화·복호 처리
이하, 본 발명의 포인트인 산술 부호화 및 복호 처리에 대하여 상세하게 설명한다. 부호화 처리는 도 3의 산술 부호화부(6)에서 행해지고, 복호 처리는 도 4의 산술 복호부(27)에서 행해진다.
도 5는 도 3의 산술 부호화부(6)의 내부 구성을 도시하는 구성도이다. 도면에서, 산술 부호화부(6)는, 부호화 대상 데이터인 움직임 벡터(5), 부호화 모드 정보(13), 공간 예측 모드(14), 직교 변환 계수 데이터(17) 등의 개개의 데이터 타입에 대하여 정의되는 컨텍스트 모델(후술)을 정하는 컨텍스트 모델 결정부(28)와, 각 부호화 대상 데이터 타입에 대하여 정해지는 2치화 규칙에 따라 다치 데이터를 2치 데이터로 변환하는 2치화부(29)와, 2치화 후의 개개의 2치화 계열 빈(bin)의 값(0 or 1)의 발생 확률을 제공하는 발생 확률 생성부(30)와, 생성된 발생 확률에 기초하여 산술 부호화를 실행하는 부호화부(31)와, 산술 부호화를 중단하는 타이밍을 통지함과 함께, 그 타이밍에서 전송 단위로 되는 데이터를 구성하는 전송 단위 생성부(35)를 갖고 있다.
도 6은 도 5의 산술 부호화부(6)의 처리 내용을 도시하는 흐름도이다.
1) 컨텍스트 모델 결정 처리(단계 ST1)
컨텍스트 모델이란, 정보원(부호화) 심볼의 발생 확률의 변동 요인이 되는 다른 정보와의 의존 관계를 모델화한 것으로, 이 의존 관계에 대응하여 발생 확률의 상태를 전환함으로써, 보다 심볼의 실제의 발생 확률에 적응한 부호화를 행하는 것이 가능하게 된다.
도 7은 컨텍스트 모델의 개념을 설명하는 설명도이다. 또한, 도 7에서는 정보원 심볼을 2치로 하고 있다. 도 7의 0∼2라는 ctx의 선택지는, 이 ctx를 이용하는 정보원 심볼의 발생 확률의 상태가, 상황에 따라 변화될 것이다라는 것을 상정하여 정의되어 있다.
이 제1 실시예에서의 영상 부호화로 말하면, 임의의 매크로 블록에서의 부호화 데이터와, 그 주변의 매크로 블록의 부호화 데이터와의 사이의 의존 관계에 따라 ctx의 값이 전환된다.
도 8은 움직임 벡터용 컨텍스트 모델의 일례를 도시하는 설명도로서, 도 8은 D. Marpe 외, "Video Compression Using Context-Based Adaptive Arithmetic Coding", International Conference on Image Processing 2001에 개시되어 있는 매크로 블록의 움직임 벡터에 관한 컨텍스트 모델을 예로 들고 있다.
도 8에서, 블록 C의 움직임 벡터가 부호화 대상이고, 정확하게는 블록 C의 움직임 벡터를 근방으로부터 예측한 예측 차분값 mvdk(C)가 부호화된다. ctx_mvd(C, k)가 컨텍스트 모델을 나타내고 있다.
mvdk(A)는 블록 A에서의 움직임 벡터 예측 차분값, mvdk(B)는 블록 B에서의 움직임 벡터 예측 차분값을 각각 나타내고, 컨텍스트 모델의 전환 평가값 ek(C)의 정의에 이용된다.
평가값 ek(C)는 근방의 움직임 벡터의 변동 상태를 나타내게 되며, 일반적으로는, 이 변동이 작은 경우에는 mvdk(C)는 작고, 반대로 ek(C)가 큰 경우에는 mvdk(C)도 커지는 경향이 있다.
따라서, mvdk(C)의 심볼 발생 확률은, ek(C)에 기초하여 적응화되는 것이 바람직하다. 이 발생 확률의 바리에이션 세트가 컨텍스트 모델이고, 이 케이스에서는 3종류의 발생 확률 바리에이션이 있다라고 할 수 있다.
그 밖에, 부호화 모드 정보(13), 공간 예측 모드(14), 직교 변환 계수 데이터(17) 등의 부호화 대상 데이터의 각각에 대하여, 사전에 컨텍스트 모델이 정의되어, 영상 부호화 장치의 산술 부호화부(6)와, 영상 복호 장치의 산술 복호부(27)에서 공유된다. 도 5에 도시한 산술 부호화부(6)의 컨텍스트 모델 결정부(28)에서는, 이러한 부호화 대상 데이터의 종별에 기초하여 사전에 정해진 모델을 선택하는 처리를 행한다.
또한, 컨텍스트 모델 중에서, 임의의 발생 확률 바리에이션을 선택하는 처리는, 하기 3)의 발생 확률 생성 처리에 해당하므로, 거기에서 설명한다.
2) 2치화 처리(단계 ST2)
컨텍스트 모델은, 부호화 대상 데이터를 2치화부(29)에 의해 2치 계열화하여, 2치 계열의 각 빈(bin : 2치 위치)에 따라 정해진다. 2치화의 규칙은, 각 부호화 데이터가 취할 수 있는 값의 대략적인 분포에 따라, 가변 길이의 2치 계열에의 변환을 행한다. 2치화는, 본래 다치를 취할 수 있는 부호화 대상 데이터를 그대로 산술 부호화하는 것보다, 빈 단위로 부호화함으로써, 확률 수치 직선 분할수를 삭감할 수 있기 때문에, 연산을 간략화할 수 있다. 이 때문에, 컨텍스트 모델의 슬림화가 가능하게 되는 등의 장점이 있다.
3) 발생 확률 생성 처리(단계 ST3)
상기 1), 2)의 프로세스로, 다치(多値)의 부호화 대상 데이터의 2치화와, 각 빈에 적용하는 컨텍스트 모델의 설정이 완료되어, 부호화 준비가 완료된다. 각 컨텍스트 모델에는, 0/1의 각 값에 대한 발생 확률의 바리에이션이 포함되어 있기 때문에, 발생 확률 생성부(30)는, 단계 ST1에서 결정된 컨텍스트 모델을 참조하여 각 빈에서의 0/1 발생 확률의 생성 처리를 행한다.
도 8은 발생 확률 선택을 위한 평가값 ek(C)의 일례를 도시하고 있으며, 발생 확률 생성부(30)는, 도 8의 ek(C)에 나타낸 바와 같은 발생 확률 선택을 위한 평가값을 정하고, 이것에 따라, 참조하는 컨텍스트 모델의 선택지 중에서, 어떤 발생 확률 바리에이션을 현재의 부호화에 이용할지를 결정한다.
4) 부호화 처리(단계 ST3∼ST7)
3)에 의해, 산술 부호화 프로세스에 필요한 확률 수치 직선 상의 0/1 각 값의 발생 확률이 얻어지기 때문에, 종래예로 든 프로세스에 따라 부호화부(31)에서 산술 부호화를 행한다(단계 ST4).
또한, 실제의 부호화값(0 or 1)(32)은, 발생 확률 생성부(30)에 피드백되며, 사용한 컨텍스트 모델의 발생 확률 바리에이션 부분의 갱신을 위해 0/1 발생 빈도의 카운트가 행해진다(단계 ST5).
예를 들면, 임의의 특정 컨텍스트 모델 내의 발생 확률 바리에이션을 이용하여 100개의 빈의 부호화 처리가 행해진 시점에서, 해당 발생 확률 바리에이션에서의 0/1의 발생 확률이 각각 0.25, 0.75인 것으로 한다. 여기서, 동일한 발생 확률 바리에이션을 이용하여 1이 부호화되면, 1의 출현 빈도가 갱신되고, 0/1의 발생 확률은 0.247, 0.752로 변화된다. 이 메카니즘에 의해, 실제의 발생 확률에 적응한 효율적인 부호화를 행하는 것이 가능해진다.
또한, 부호화부(31)에 의해 새롭게 생성되는 부호화값(0 or 1)(32)의 산술 부호(33)는, 전송 단위 생성부(35)로 보내어지고, 하기 6)에 설명하는 바와 같이, 전송 단위를 구성하는 데이터로서 다중된다(단계 ST6).
또한, 1개의 부호화 대상 데이터의 2치 계열 빈 전체에 대하여 부호화 처리를 종료하였는지의 여부를 판단하고(단계 ST7), 종료되어 있지 않으면, 단계 ST3으로 되돌아가서, 각 빈에서의 발생 확률의 생성 처리 이후의 처리를 행한다. 한편, 종료되어 있으면, 다음에 설명하는 전송 단위 생성 처리로 이행한다.
5) 전송 단위 생성 처리(단계 ST8∼ST9)
산술 부호화는, 복수의 부호화 대상 데이터의 계열을 1개의 부호어로 변환하지만, 영상 신호는 프레임간에서의 움직임 예측을 행하거나, 프레임 단위로의 표시를 행하기도 하기 때문에, 프레임을 단위로 하여 복호 화상을 생성하여 프레임 메모리 내부의 갱신을 행할 필요가 있다. 따라서, 산술 부호화된 압축 데이터 상에서 프레임이라는 단위의 경계(boundary)를 명확하게 판단할 수 있을 필요가 있다. 또한, 음성·오디오 등의 다른 미디어와의 다중이나, 패킷 전송 등의 목적으로부터, 프레임 내의 더욱 미세한 단위로 압축 데이터를 구획하여 전송할 필요도 있다. 이 예로서는, 일반적으로 슬라이스 구조, 즉, 복수의 매크로 블록을 래스터 스캔순으로 그룹화한 단위를 들 수 있다.
도 9는 슬라이스 구조를 설명하는 설명도이다.
점선으로 둘러싸인 구형이 매크로 블록에 해당한다. 일반적으로 슬라이스 구조는, 복호 시의 재동기의 단위로서 취급된다. 단적인 예로서는, 슬라이스 데이터를 그대로 IP 전송용의 패킷 페이로드에 맵하는 경우가 있다. 영상 등 전송 지연이 그다지 허용되지 않는 리얼타임 미디어의 IP 전송에는, RTP(Realtime Transport Protocol)가 이용되는 경우가 많다. RTP 패킷은 헤더 부분에 타임스탬프가 부여되며, 페이로드 부분에 영상의 슬라이스 데이터가 맵핑되어 전송되는 경우가 많다. 예를 들면, Kikuchi 외, "RTP Payload Format for MPEG-4 Audio/Visual Streams", RFC 3016에서는, MPEG-4 영상 압축 데이터를 MPEG-4의 슬라이스(비디오 패킷)의 단위로 RTP 페이로드에 맵하는 방법이 규정되어 있다.
RTP는 UDP 패킷으로서 전송되기 때문에, 일반적으로 재전송 제어가 없고, 패킷 손실이 발생한 경우에는, 슬라이스 데이터가 모두 복호 장치에 도달하지 않는 경우가 있다. 만일, 그 후의 슬라이스 데이터가, 이 폐기된 슬라이스의 정보에 의존한 부호화을 행하고 있으면, 그것이 만약 정상적으로 복호 장치에 도달했다고 해도 정상적으로 복호할 수 없게 된다.
이 때문에, 임의의 슬라이스는, 그 선두로부터 어떤 의존 관계에도 의하지 않고 정상적으로 복호를 행할 수 있도록 할 필요가 있다. 예를 들면, 일반적으로, Slice5의 부호화를 행할 때에, 그 상부에 위치하는 Slice3이나 좌측에 위치하는 Slice4의 매크로 블록군의 정보를 이용한 부호화를 행하도록 하지는 않는다.
한편, 산술 부호화의 효율을 향상시키기 위해서는, 주변 상황에 기초하여 심볼의 발생 확률을 적응시키거나, 확률 수치 직선의 분할 과정을 계속해서 유지하는 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, Slice5를 Slice4와 독립적으로 부호화하기 위해서는, Slice4의 최종 매크로 블록의 산술 부호화가 종료된 시점에서, 산술 부호화에서의 부호어를 표현하는 레지스터값을 유지할 수 없어, Slice5에서는 레지스터를 초기 상태로 리세트한 후 부호화를 재개하게 된다. 이에 의해, Slice4의 말미와 Slice5의 선두 사이에 존재하는 상관을 이용할 수 없어, 부호화 효율의 저하를 초래하는 경우가 있다. 즉, 부호화 효율의 저하를 희생으로 하여, 전송 오류 등에 기인하는 슬라이스 데이터의 예기치 못한 손실에 대한 내성을 향상시키도록 설계하는 것이 일반적이다.
이 제1 실시예의 전송 단위 생성부(35)에서는, 이 설계의 적응성을 향상시키는 방법 및 장치를 제공한다. 즉, 전송 오류 등에 의한 슬라이스 데이터의 손실의 확률이 매우 낮은 케이스에서는, 산술 부호화에 관한 슬라이스간의 의존 관계를 항상 절단하지 않고, 적극적으로 이용할 수 있도록 한다.
한편, 슬라이스 데이터의 손실의 가능성이 높은 경우에는, 슬라이스간의 의존 관계를 절단할 수 있도록 하여, 전송 단위로의 부호화 효율을 적응적으로 제어할 수 있도록 한다.
즉, 이 제1 실시예에서의 전송 단위 생성부(35)에서는, 영상 부호화 장치 내부의 제어 신호로서, 전송 단위를 구획하는 타이밍에서 전송 단위 지시 신호(36)를 수취하고, 이 전송 단위 지시 신호(36)가 입력되는 타이밍에 기초하여, 부호화부(31)로부터 입력되는 산술 부호(33)의 부호어를 구획하여 전송 단위의 데이터를 생성한다.
구체적으로는, 전송 단위 생성부(35)는, 부호화값(32)의 산술 부호(33)를 순차, 전송 단위 구성 비트로서 다중해 감과 함께(단계 ST6), 전송 단위 내에 포함될 수 있는 매크로 블록분만큼 데이터의 부호화가 종료되었는지의 여부를, 상기 전송 단위 지시 신호(36)에 의해 판단하고(단계 ST8), 전송 단위 내의 모든 부호화가 종료되어 있지 않다고 판단한 경우에는, 단계 ST1로 되돌아가, 컨텍스트 모델 결정 이후의 처리를 행한다.
이에 대하여, 전송 단위 내의 모든 부호화가 종료되었다고 판단한 경우, 전송 단위 생성부(35)는, 다음의 전송 단위 데이터의 헤더 정보로서 이하의 2개의 정보를 부가한다(단계 ST9).
1. 다음의 전송 단위에서, 확률 수치 직선 분할 상황, 즉, 부호어 표현을 위해 산술 부호화 과정을 나타내는 레지스터값을 리세트할지의 여부를 나타내는 "레지스터 리세트 플래그"를 부가한다. 또한, 최초로 생성되는 전송 단위에서는, 이 레지스터 리세트 플래그는, 항상 「리세트를 행한다」는 것을 지시하도록 설정된다.
2. 상기 1.의 레지스터 리세트 플래그가 「리세트를 행하지 않는다」는 것을 나타내는 경우에만, 다음의 전송 단위의 산술 부호화 및 복호의 개시 시에 이용하는 레지스터값으로서, 그 시점에서의 레지스터값인 "초기 레지스터값"을 부가한다. 또한, 이 초기 레지스터값은, 도 5에 도시한 바와 같이, 부호화부(31)로부터 전송 단위 생성부(35)에 입력되는 초기 레지스터값(34)이다.
도 10은 산술 부호화부(6)에 의해 생성되는 비트 스트림의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 슬라이스 영상 압축 데이터마다, 각 슬라이스 영상 압축 데이터의 헤더인 슬라이스 헤더 데이터에는, 슬라이스 개시 코드 외에, 상기 1.의 레지스터 리세트 플래그와, 상기 1.의 레지스터 리세트 플래그가 「리세트를 행하지 않는다」는 것을 나타내는 경우에만 다중하는 초기 레지스터값이 설정되어 있다.
이상, 2개의 부가 정보에 따르면, 직전의 슬라이스가 손실된 경우에도, 자신의 슬라이스 헤더 데이터에 포함되는 레지스터 리세트 플래그와, 초기 레지스터값과의 레지스터 초기화를 위한 값을 이용함으로써, 슬라이스간에서도 산술 부호어의 연속성을 유지한 부호화를 행할 수 있어, 부호화 효율을 유지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 10에서는 슬라이스 헤더 데이터와, 슬라이스 영상 압축 데이터가 동일 스트림 상에 다중되어 있지만, 도 11에 도시한 바와 같이, 슬라이스 헤더 데이터는 다른 스트림의 형태로 오프 라인으로 전송되며, 슬라이스 영상 압축 데이터에는, 대응하는 슬라이스 헤더 데이터의 ID 정보를 부가하도록 구성해도 된다. 도 11에서는, 스트림을 IP 프로토콜에 따라 전송하는 예를 도시하고 있으며, 헤더 데이터 부분을 신뢰성이 높은 TCP/IP로 전송하고, 영상 압축 데이터 부분을 저지연의 RTP/UDP/IP로 전송하는 예를 나타내고 있다. 도 11의 구성에 따른 헤더, 전송 단위의 분리 전송 형식에 따르면, RTP/UDP/IP로 전송하는 데이터는 반드시 슬라이스라는 데이터 단위로 분할되어 있지 않아도 된다.
슬라이스에서는, 기본적으로는, 그 슬라이스로 단독으로 복호를 재개할 수 있도록, 근방 영역의 영상 신호와의 의존 관계(컨텍스트 모델)를 모두 리세트할 필요가 있지만, 이것은 영상 부호화 효율의 저하를 초래하게 된다.
도 11에 도시한 바와 같이, 초기 레지스터 상태를 TCP/IP로 전송할 수 있으면, 영상 신호 자체는 프레임 내의 모든 컨텍스트 모델을 이용하면서 부호화를 행하고, RTP 패킷화를 행하는 단계에서 산술 부호화된 데이터를 분할하여 전송하면 된다. 따라서, 이 구조에 따르면, 산술 부호화 처리 과정은 회선의 상황에 상관없이 안정적으로 획득할 수 있으므로, 슬라이스 구조에 제약받지 않는 부호화를 행한 비트 스트림을, 높은 오류 내성을 유지하여 전송하는 것이 가능하다.
그 밖에, 도 12에 도시한 바와 같이, 레지스터 리세트 플래그 및 초기 레지스터값의 신택스를 사용할지의 여부를, 보다 상위의 레이어에 의해 나타내는 바와 같이 구성해도 된다. 도 12에서는, 복수의 영상 프레임으로 구성되는 영상 시퀀스의 단위로 부여되는 헤더 정보에, 레지스터 리세트 플래그 및 초기 레지스터값의 신택스를 사용할지의 여부를 나타내는 레지스터 리세트 제어 플래그를 다중한 예를 나타내고 있다.
예를 들면, 회선의 품질이 나쁘고, 영상 시퀀스를 통해 레지스터 리세트를 행하는 쪽이 안정된 영상 전송이 가능하다고 판단하는 경우, 레지스터 리세트 제어 플래그를 「영상 시퀀스를 통해, 항상 슬라이스의 선두에서는 레지스터는 리세트한다」는 것을 나타내는 값으로 세트한다. 이 때, 슬라이스의 단위로의 다중화 대상이 되는 레지스터 리세트 플래그나 초기 레지스터값에 대해서는 슬라이스 레벨로의 다중은 필요하지 않다.
이에 의해, 임의의 특정 전송 조건(회선의 오류율 등)이 계속하는 경우에는, 영상 시퀀스의 단위로 레지스터 리세트의 제어를 행하도록 하면, 슬라이스의 단위로 전송하는 오버헤드 정보를 저감할 수 있다. 물론, 레지스터 리세트 제어 플래그는 제N 프레임, 제N+1 프레임 등으로 나타내는, 영상 시퀀스 중의 임의의 영상 프레임의 헤더 정보에 부여해도 된다.
도 13은 도 4의 산술 복호부(27)의 내부 구성을 도시하는 구성도이다.
영상 복호 장치의 산술 복호부(27)는, 수신한 전송 단위마다, 그 헤더에 포함되는 산술 부호화 과정에 관한 부가 정보에 기초하여, 산술 복호 처리의 초기화를 행하는 전송 단위 복호 초기화부(37)와, 산술 복호 과정에 기초하여 움직임 벡터(5), 부호화 모드 정보(13), 공간 예측 모드(14), 직교 변환 계수 데이터(17) 등의 복호 대상 데이터의 타입을 특정하여, 각각에 영상 부호화 장치와 공통 정의되는 컨텍스트 모델을 정하는 컨텍스트 모델 결정부(28)와, 복호 대상 데이터의 타입에 기초하여 정해지는 2치화 규칙을 생성하는 2치화부(29)와, 2치화 규칙과 컨텍스트 모델에 따라, 개개의 빈(0 or 1)의 발생 확률을 제공하는 발생 확률 생성부(30)와, 생성된 발생 확률에 기초하여 산술 복호를 실행하고, 그 결과 얻어지는 2치 계열과 상기 2치화 규칙으로부터 움직임 벡터(5), 부호화 모드 정보(13), 공간 예측 모드(14), 직교 변환 계수 데이터(17) 등의 데이터를 복호하는 복호부(38)를 갖고 있다.
도 14는 도 13의 산술 복호부(27)의 처리 내용을 도시하는 흐름도이다.
6) 전송 단위 복호 초기화 처리(단계 ST10)
도 10에 도시한 바와 같이, 슬라이스 등의 전송 단위마다 다중되며, 산술 부호화 과정을 나타내는 레지스터값의 리세트의 유무를 나타내는 레지스터 리세트 플래그와, 초기 레지스터값(34)에 기초하여, 복호부(38)에서의 산술 복호 개시 상태의 초기화를 행한다(단계 ST10). 레지스터값을 리세트하는 경우에는, 초기 레지스터값(34)은 사용되지 않는다.
7) 컨텍스트 모델 결정 처리, 2치화 처리, 발생 확률 생성 처리
이들 프로세스는, 각각, 도 13에 도시한 컨텍스트 모델 결정부(28), 2치화부(29), 발생 확률 생성부(30)에 의해 행해지지만, 영상 부호화 장치측의 프로세스 1)∼3)으로 나타내는 컨텍스트 모델 결정 처리 ST1, 2치화 처리 ST2, 발생 확률 생성 처리 ST3과 마찬가지이기 때문에, 각각 동일한 단계 번호를 붙이고, 이들의 설명은 생략하는 것으로 한다.
8) 산술 복호 처리(단계 ST11)
이제부터 복호하고자 하는 빈의 발생 확률이 7)까지의 프로세스에 의해 확정되기 때문에, 복호부(38)에서, 종래예로 나타낸 산술 복호 처리의 프로세스에 따라, 빈의 값을 복원함과 함께(단계 ST11), 영상 부호화 장치측의 처리와 같이 0/1 발생 빈도를 카운트하여 빈의 발생 확률을 갱신하고(단계 ST5), 2치화 규칙으로 정해지는 이치 계열 패턴과 비교함으로써 복호한 빈의 값이 확정되었는지의 여부를 판단한다(단계 ST12).
2치화 규칙으로 정해지는 2치 계열 패턴과 비교하여 복호한 빈의 값이 확정되지 않으면, 재차, 단계 ST3의 각 빈에서의 0/1 발생 확률 생성 처리 이후의 처리를 행한다(단계 ST3, ST11, ST5, ST12).
한편, 2치화 규칙으로 정해지는 2치 계열 패턴과의 합치의 확인에 의해 복호한 각 빈의 값이 확정된 경우에는, 합치된 패턴이 지시하는 데이터값을 복호 데이터값으로서 출력하고, 슬라이스 등의 전송 단위 전체에 대하여 복호 완료되어 있지 않으면(단계 ST13), 전송 단위 전체에 대하여 복호하기 위해, 단계 ST1의 컨텍스트 모델 결정 처리 이후의 처리를 반복하여 행하도록 한다.
이상으로 명백해지는 바와 같이, 이 제1 실시예에 따르면, 슬라이스 등의 미세한 전송 단위로 구획하여 영상 압축 데이터를 전송할 때도, 슬라이스 헤더 데이터로서 산술 부호화 과정을 나타내는 레지스터값의 리세트의 유무를 나타내는 레지스터 리세트 플래그와, 초기 레지스터값(34)을 부가하도록 하였기 때문에, 산술 부호화의 부호화 프로세스의 연속성을 절단하지 않고 부호화를 행하는 것이 가능해지며, 전송 오류에의 내성을 높이면서 부호화 효율을 유지하는 것이 가능하게 됨과 함께, 그 복호가 가능하게 된다.
또한, 이 제1 실시예에서는, 전송 단위로서 슬라이스 구조를 상정하고 있지만, 영상 프레임을 전송 단위로 해도 본 발명을 적용할 수 있다.
(제2 실시예)
이 제2 실시예에서는, 산술 부호화부(6) 및 산술 복호부(27)의 다른 형태에 대하여 설명한다. 이 제2 실시예에서는, 산술 부호화 과정의 부호어의 상태를 나타내는 레지스터값뿐만 아니라, 컨텍스트 모델 내의 발생 확률 바리에이션에 대한 학습 상태, 즉, 발생 확률 생성부(30)에서의 빈의 발생 확률 갱신 처리에 의한 컨텍스트 모델 내의 발생 확률 바리에이션에 대한 학습 상태도, 슬라이스 헤더에 다중하는 것을 특징으로 한다.
예를 들면, 상기 제1 실시예에서 설명한 도 8에서, 예를 들면 블록 C의 산술 부호화의 효율을 향상시키기 위해서는, 이 블록 C의 예를 들면 상부에 위치하는 블록 B의 움직임 벡터의 정보를 발생 확률 바리에이션 결정을 위해 사용한다. 따라서, 만약, 블록 C와 블록 B가 다른 슬라이스에 포지셔닝되는 것으로 하면, 블록 B의 정보를 발생 확률 결정 프로세스에서 사용하는 것을 금할 필요가 있다.
이것은, 컨텍스트 모델에 의한 발생 확률 적응화에 의한 부호화 효율이 저하되는 것을 의미한다.
따라서, 이 제2 실시예에서는, 이 설계의 적응성을 향상시키는 방법 및 장치를 제공함으로써, 전송 오류 등에 의한 슬라이스 데이터의 손실의 확률이 매우 낮은 케이스에서는, 산술 부호화에 관한 슬라이스간의 의존 관계를 항상 절단하지 않고, 적극적으로 이용할 수 있도록 하는 한편, 슬라이스 데이터의 손실의 가능성이 높은 경우에는, 슬라이스간의 의존 관계를 절단할 수 있도록 하여, 전송 단위에서의 부호화 효율을 적응적으로 제어할 수 있도록 하는 것이다.
도 15는 제2 실시예에서의 산술 부호화부(6)의 내부 구성을 도시하는 구성도이다.
이 제2 실시예에서의 산술 부호화부(6)가, 도 5에 도시한 상기 제1 실시예의 산술 부호화부(6)와 다른 점은, 발생 확률 생성부(30)가, 슬라이스 헤더에의 다중화의 대상으로 되는 컨텍스트 모델의 상태(39)를 전송 단위 생성부(35)로 전달하는 점뿐이다.
도 16은 도 15의 산술 부호화부(6)의 처리 내용을 도시하는 흐름도이다.
상기 제1 실시예에서의 도 6의 흐름도와 비교하면 명백해지지만, 그것과 다른 점은, 단계 ST3의 각 빈에서의 0/1 발생 확률 생성 처리에서의 컨텍스트 모델 상태(39), 즉, 발생 확률 생성부(30)에서의 빈의 발생 확률 갱신 처리에 의한 컨텍스트 모델 내의 발생 확률 바리에이션에 대한 학습 상태(39)도, 단계 ST4의 2치 산술 부호화 처리에서의 레지스터값과 마찬가지로, 단계 ST9의 전송 단위 생성부(35)에서의 다음 전송 단위의 헤더 구성 처리에서 슬라이스 헤더에 다중하는 점뿐이다.
도 17은 컨텍스트 모델의 학습 상태를 설명하는 설명도이다. 도 17을 이용하여, 컨텍스트 모델의 상태(39)의 의미에 대하여 설명한다.
도 17은 k번째의 전송 단위 내에 n개의 매크로 블록이 있는 경우로, 각 매크로 블록에 대하여 1번만 사용되는 컨텍스트 모델 ctx가 정의되어 있으며, 각 매크로 블록에 대하여 ctx의 발생 확률이 변동되는 모습을 도시하고 있다.
컨텍스트 모델의 상태(39)가 다음의 전송 단위로 계승되는 의미는, 도 17에 도시한 바와 같이, k번째의 전송 단위의 최종 상태 ctxk(n-1)이 k+1번째의 전송 단위에서의 ctx의 초기 상태, 즉, ctxk+1(n-1)=0, 1, 2에서의 값 0, 1의 발생 확률 p0, p1을 ctxk(n-1)=0, 1, 2에서의 값 0, 1의 발생 확률 po, p와 동일하게 하는 것을 의미한다. 이 때문에, 전송 단위 생성부(35)에서, ctxk(n-1)의 상태를 나타내는 데이터가, k+1번째의 전송 단위에서의 헤더 정보의 일부로서 전송되도록 구성한다.
도 18은 제2 실시예의 산술 부호화부(6)에 의해 생성되는 비트 스트림의 일례를 도시하는 설명도이다.
이 제2 실시예에서는, 슬라이스 영상 압축 데이터마다의 슬라이스 헤더 데이터에, 도 10에 도시한 제1 실시예와 마찬가지의 슬라이스 개시 코드, 레지스터 리세트 플래그, 초기 레지스터값 외에, 직전의 슬라이스의 컨텍스트 모델 상태를 나타내는 정보를 부가하도록 하고 있다.
단, 이 제2 실시예에서는, 레지스터 리세트 플래그를, 초기 레지스터값의 다중화 유무뿐만 아니라, 컨텍스트 모델 상태 데이터의 다중화 유무의 의미도 포함하도록 해도 된다.
또한, 컨텍스트 모델 상태 데이터의 다중화 유무를 나타내는 정보로서는, 레지스터 리세트 플래그가 아니라, 다른 플래그를 설치하도록 구성해도 물론 된다.
또한, 상기 제1 실시예에서도 설명하였지만, 도 18에서는, 슬라이스 헤더 데이터와, 슬라이스 영상 압축 데이터가 동일 스트림 상에 다중되어 있지만, 슬라이스 헤더는 다른 스트림의 형태로 오프 라인으로 전송되며, 압축 데이터에는, 대응하는 슬라이스 헤더 데이터의 ID 정보를 부가하도록 구성해도 된다.
도 19는 제2 실시예의 산술 복호부(27)의 내부 구성을 도시하는 구성도이다. 이 제2 실시예에서의 산술 복호부(27)가, 도 13에 도시한 제1 실시예의 산술 복호부(27)와 다른 것은, 전송 단위 복호 초기화부(37)가, 슬라이스 헤더에 다중화되기 직전에 슬라이스의 컨텍스트 모델의 상태(39)를 발생 확률 생성부(30)에 전달하여, 컨텍스트 모델의 상태를 직전의 슬라이스로부터 이어받는 구성으로 되어 있는 점뿐이다.
도 20은 도 19의 산술 복호부(27)의 처리 내용을 도시하는 흐름도이다.
상기 제1 실시예에서의 도 14의 흐름도와 비교하면 명백해지지만, 그것과 다른 점은, 단계 ST10의 각 전송 단위 복호 초기화 처리에서, 슬라이스 헤더로부터 복호한 컨텍스트 모델 상태(39)가, 단계 ST3의 처리, 즉, 단계 ST1에서 결정된 컨텍스트 모델을 참조하여 각 빈에서의 0/1 발생 확률의 생성 처리를 행하는 처리로 출력되어, 발생 확률 생성부(30)에서의 0/1 발생 확률의 생성 처리에 이용되는 점이다.
또한, 컨텍스트 모델의 수가 매우 많은 경우에는, 슬라이스 헤더에 컨텍스트 모델의 상태를 전달하는 것은, 슬라이스 헤더의 오버헤드로 되기 때문에, 부호화 효율에의 기여가 현저한 컨텍스트 모델을 선택하여, 그 상태를 다중화하도록 구성해도 된다.
예를 들면, 움직임 벡터나 직교 변환 계수 데이터는, 전체 부호량 중에 차지하는 비율이 많기 때문에, 이들의 컨텍스트 모델에 대해서만 상태를 이어받도록 구성하는 것 등이 생각된다. 또한, 상태를 이어받은 컨텍스트 모델의 종별을 명시적으로 비트 스트림에 다중하도록 구성하고, 영상의 국소적인 상황에 따라 중요한 컨텍스트 모델에 대해서만 선택적으로 상태 계승을 행하도록 해도 된다.
이상으로 명백해진 바와 같이, 이 제2 실시예에 따르면, 미세한 전송 단위로 구획하여 영상 압축 데이터를 전송할 때, 슬라이스 헤더 데이터로서 산술 부호화 과정을 나타내는 레지스터값의 리세트의 유무를 나타내는 레지스터 리세트 플래그와, 초기 레지스터값(34)과, 직전 슬라이스의 컨텍스트 모델 상태를 나타내는 정보를 부가하도록 하였기 때문에, 산술 부호화의 부호화 프로세스의 연속성을 절단하지 않고 부호화를 행하는 것이 가능해지며, 전송 오류에의 내성을 높이면서 부호화 효율을 유지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 이 제2 실시예에서는, 전송 단위로서 슬라이스 구조를 상정하고 있지만, 영상 프레임을 전송 단위로 해도 본 발명을 적용할 수 있다.
특히, 이 제2 실시예에서는, 직전 슬라이스의 컨텍스트 모델 상태를 나타내는 정보를 부가하고 있기 때문에, 예를 들면, 도 8에서 블록 C와, 이 블록 C 직전의 블록 B가 다른 슬라이스에 포지셔닝되었다고 해도, 블록 C의 발생 확률 결정 프로세스에 의해 블록 B의 컨텍스트 모델 상태를 이용하여, 컨텍스트 모델에 의한 발생 확률 적응화에 의한 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 전송 오류 등에 의해, 슬라이스 데이터의 손실의 확률이 매우 낮은 케이스에서는, 산술 부호화에 관한 슬라이스간의 의존 관계를 항상 절단하지 않고, 직전 슬라이스의 컨텍스트 모델 상태까지도 적극적으로 이용할 수 있도록 하는 한편, 슬라이스 데이터의 손실의 가능성이 높은 경우에는, 직전 슬라이스의 컨텍스트 모델 상태는 이용하지 않고, 슬라이스간의 의존 관계를 절단할 수 있도록 하여, 전송 단위로의 부호화 효율을 적응적으로 제어할 수 있게 된다.
또한, 이 제2 실시예의 경우, 도 18에 도시한 비트 스트림 신택스와 같이, 슬라이스 데이터마다, 상기 제1 실시예의 레지스터 리세트 플래그 및 초기 레지스터값의 부가와 병렬로, 직전 슬라이스의 각 데이터의 컨텍스트 모델 상태를 나타내는 정보를 슬라이스 헤더 데이터로서 부가하도록 설명하였지만, 상기 제1 실시예의 레지스터 리세트 플래그 및 초기 레지스터값은 부가하지 않고 생략하여, 직전 슬라이스의 각 데이터의 컨텍스트 모델 상태를 나타내는 정보만을 슬라이스 헤더 데이터로서 부가하도록 해도 되며, 또한, 상기 제1 실시예의 레지스터 리세트 플래그 및 초기 레지스터값의 부가와 병렬로 설치할지의 여부에 상관없이, 컨텍스트 모델 상태 리세트 플래그(도 21을 참조)를 설치하도록 하고, 이 컨텍스트 모델 상태 리세트 플래그가 오프, 즉, 리세트를 행하지 않는 경우에만 직전 슬라이스의 각 데이터의 컨텍스트 모델 상태를 나타내는 정보를 부가하여 복호 시에 이용시키도록 해도 물론 된다.
(제3 실시예)
이 제3 실시예에서는, 전송 단위를, 부호화되는 데이터의 타입별로 그룹화하는 데이터 파티셔닝 형식으로 구성하는 예에 대하여 설명한다.
예를 들면, Joint Video Team(JVT) of ISO/IEC MPEG and ITU-T VCEG에서 검토되는 영상 부호화 방식 사양 드래프트 Working Draft Number 2, Revision 3, JVT-B118r3에 개시되는 데이터 파티셔닝을 예로 들면, 도 9에 도시한 바와 같은 슬라이스 구조를 단위로 하여, 그 내부에 존재하는 매크로 블록 수만큼, 특정 타입의 데이터를 그룹화하여 구성되는 데이터 단위를 슬라이스 데이터의 형태로 전송하는 방식이 도시되어 있다. 그룹화하여 구성되는 데이터 단위인 슬라이스 데이터의 데이터 타입으로서, 예를 들면, 이하에 나타내는 0∼7의 데이터 타입이 있다.
0 TYPE_HEADER 픽쳐(프레임) 또는 슬라이스 헤더
1 TYPE_MBHEADER 매크로 블록 헤더 정보(부호화 모드 정보 등)
2 TYPE_MVD 움직임 벡터
3 TYPE_CBP CBP(매크로 블록 내의 유효 직교 교환 계수 분포)
4 TYPE_2x2DC 직교 변환 계수 데이터(1)
5 TYPE_COEFF_Y 직교 변환 계수 데이터(2)
6 TYPE_COEFF_ C 직교 변환 계수 데이터(3)
7 TYPE_EOS 움직임 벡터 스트림 종료 식별 정보
예를 들면, 데이터 타입 2의 TYPE_MVD의 슬라이스에서는, 그 내부의 매크로 블록수분, 움직임 벡터 정보만을 모은 데이터를 슬라이스 데이터로서 전송한다.
따라서, 제k번째의 슬라이스의 TYPE_MVD의 데이터에 이어서, 제k+1번째의 슬라이스의 TYPE_MVD 데이터를 복호하는 경우에는, 제k번째의 슬라이스 말미에서의 움직임 벡터에 관한 컨텍스트 모델의 상태만을, 제k+1번째의 슬라이스의 TYPE_MVD 데이터를 보내기 위한 슬라이스의 헤더에 다중해 두면, 움직임 벡터의 산술 부호화를 위한 컨텍스트 모델 학습 상태를 이어받는 것이 가능하다.
도 21은 제3 실시예의 산술 부호화부(6)에 의해 생성되는 비트 스트림의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 21에서는, 예를 들면, 데이터 타입 2의 TYPE_MVD의 슬라이스의 경우인 움직임 벡터를 슬라이스 데이터로서 다중하는 경우에는, 그 슬라이스 헤더 중에, 슬라이스 개시 코드나, TYPE_MVD를 나타내는 데이터 타입 ID, 컨텍스트 모델 상태 리세트 플래그 및 직전 슬라이스의 움직임 벡터용 컨텍스트 모델 상태를 나타내는 정보를 부가한다.
또한, 예를 들면, 데이터 타입 5의 TYPE_COEFF_Y의 직교 변환 계수 데이터(2)의 직교 변환 계수 데이터(2)만을 슬라이스 데이터로서 다중하는 경우에는, 그 슬라이스 헤더 중에, 슬라이스 개시 코드나, TYPE_COEFF_Y를 나타내는 데이터 타입 ID, 컨텍스트 모델 상태 리세트 플래그 및 직전 슬라이스의 직교 변환 계수 데이터용 컨텍스트 모델 상태를 나타내는 정보를 부가하도록 한다.
또한, 동도에서는 슬라이스 헤더 데이터와 압축 데이터가 동일 스트림 상에 다중되어 있지만, 슬라이스 헤더는 다른 스트림의 형태로 오프 라인으로 전송되며, 압축 데이터에는, 대응하는 슬라이스 헤더 데이터의 ID 정보를 부가하도록 구성해도 된다.
또한, 이 제3 실시예에서의 산술 부호화부(6)는, 도 15의 구성에서, 전송 단위 생성부(35)가 상기 데이터 파티셔닝의 규칙에 따라 슬라이스 내의 매크로 블록 데이터의 재구성을 행하여, 각 데이터 타입의 종별을 나타내는 ID 정보와, 각 데이터 타입에 대응하는 컨텍스트 모델의 학습 상태를 다중하도록 구성하면 된다.
또한, 이 제3 실시예에서의 산술 복호부(27)는, 도 19의 구성에서, 전송 단위 복호 초기화부(37)가, 슬라이스 헤더에 다중되는 데이터 타입 종별 ID를 컨텍스트 모델 결정부(28)에 통지함으로써, 사용하는 컨텍스트 모델을 결정하고, 또한 컨텍스트 모델 학습 상태를 발생 확률 생성부(30)에 통지함으로써, 컨텍스트 모델의 학습 상태(39)를 슬라이스간에서 이어받아, 산술 복호를 행하도록 구성하면 된다.
이상에서 명백해지는 바와 같이, 이 제3 실시예에 따르면, 영상 신호를 소정의 데이터 타입으로 그룹화한 전송 단위로 분할하여 압축 부호화를 행하는 경우에도, 해당 전송 단위에 속하는 영상 신호를 산술 부호화할 때에, 그 이전의 소정 데이터 타입으로 그룹화한 전송 단위에서의 심볼 발생 확률 학습 상태를 리세트하지 않고 이어받아 부호화를 계속하도록 하였기 때문에, 소정 데이터 타입으로 그룹화한 경우에도, 오류 내성을 확보하면서, 산술 부호화의 부호화 효율을 높인 부호화를 실시하는 것이 가능해진다.
또한, 이 제3 실시예에서는, 전송 단위로서 슬라이스 구조마다의 데이터 타입 종별을 상정하고 있지만, 영상 프레임 단위로의 데이터 타입 종별마다의 전송을 상정해도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 도 21에 도시한 제3 실시예의 비트 스트림 신택스의 일례인 경우, 데이터 타입마다의 슬라이스 데이터마다, 컨텍스트 모델 상태 리세트 플래그와, 그 플래그가 오프인 경우의 직전 슬라이스의 각 데이터의 컨텍스트 모델 상태를 나타내는 정보를 슬라이스 헤더 데이터로서 부가하도록 설명하였지만, 도 18에 도시한 제2 실시예의 비트 스트림 신택스의 일례인 경우와 마찬가지로, 각 데이터 타입의 슬라이스 데이터마다, 레지스터 리세트 플래그 및 초기 레지스터값의 부가와 병렬로, 컨텍스트 모델 상태 리세트 플래그, 및 그 플래그가 오프인 경우의 직전 슬라이스의 각 데이터의 컨텍스트 모델 상태를 나타내는 정보를 슬라이스 헤더 데이터로서 부가해도 되며, 또한, 레지스터 리세트 플래그 및 초기 레지스터값의 부가와 병렬로 설치할지의 여부에 상관없이, 컨텍스트 모델 상태 리세트 플래그를 생략하여, 항상 직전 슬라이스의 각 데이터의 컨텍스트 모델 상태를 나타내는 정보를 부가하여 복호 시에 이용시키도록 해도 물론 된다.
또한, 이상의 제1 실시예∼제3 실시예에서는, 디지털 신호로서, 영상 데이터를 일례로 설명하였지만, 본 발명에서는, 이에 한정되지 않고, 영상 데이터의 디지털 신호뿐만 아니라, 음성의 디지털 신호나, 정지 화상의 디지털 신호, 또는 텍스트의 디지털 신호나, 이들을 임의로 조합한 멀티미디어 데이터의 디지털 신호에도 적용 가능하다.
또한, 이상의 제1 실시예, 제2 실시예에서는, 디지털 신호의 전송 단위로서 슬라이스, 제3 실시예에서는, 슬라이스 내에서 데이터의 타입별로 파티셔닝한 데이터 타입 등의 소정 전송 단위를 일례로 설명하였지만, 본 발명에서는, 이에 한정되지 않고, 복수의 슬라이스가 모여 구성되는 1화상(픽쳐), 즉, 1영상 프레임 단위를 소정 전송 단위로 하도록 해도 되며, 또한 통신 이외의 축적계 등에의 사용을 상정하여, 소정의 전송 단위가 아니라, 소정의 축적 단위이어도 물론 된다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 디지털 신호 부호화 장치 등은, 영상 신호를 압축하여 전송할 때, 오류 내성을 확보함과 동시에, 산술 부호화의 부호화 효율을 높일 필요가 있는 것에 적합하다.
도 1은 "BILL GATES"라는 문자를 산술 부호화한 경우의 개개의 문자의 발생 확률을 도시하는 설명도.
도 2는 "BILL GATES"라는 문자를 산술 부호화한 경우의 산술 부호화 결과를 도시하는 설명도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상 부호화 장치(디지털 신호 부호화 장치)를 도시하는 구성도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상 복호 장치(디지털 신호 복호 장치)를 도시하는 구성도.
도 5는 도 3의 산술 부호화부(6)의 내부 구성을 도시하는 구성도.
도 6은 도 5의 산술 부호화부(6)의 처리 내용을 도시하는 흐름도.
도 7은 컨텍스트 모델의 개념을 설명하는 설명도.
도 8은 움직임 벡터용 컨텍스트 모델의 일례를 도시하는 설명도.
도 9는 슬라이스 구조를 설명하는 설명도.
도 10은 산술 부호화부(6)에 의해 생성되는 비트 스트림의 일례를 도시하는 설명도.
도 11은 산술 부호화부(6)에 의해 생성되는 다른 비트 스트림의 일례를 도시하는 설명도.
도 12는 산술 부호화부(6)에 의해 생성되는 다른 비트 스트림의 일례를 도시하는 설명도.
도 13은 도 4의 산술 복호부(27)의 내부 구성을 도시하는 구성도.
도 14는 도 13의 산술 복호부(27)의 처리 내용을 도시하는 흐름도.
도 15는 제2 실시예에서의 산술 부호화부(6)의 내부 구성을 도시하는 구성도.
도 16은 도 15의 산술 부호화부(6)의 처리 내용을 도시하는 흐름도.
도 17은 컨텍스트 모델의 학습 상태를 설명하는 설명도.
도 18은 제2 실시예의 산술 부호화부(6)에 의해 생성되는 비트 스트림의 일례를 도시하는 설명도.
도 19는 제2 실시예의 산술 복호부(27)의 내부 구성을 도시하는 구성도.
도 20은 도 19의 산술 복호부(27)의 처리 내용을 도시하는 흐름도.
도 21은 제3 실시예의 산술 부호화부(6)에 의해 생성되는 비트 스트림의 일례를 도시하는 설명도.

Claims (10)

  1. 디지털 신호를 소정단위로 분할하여 압축 부호화를 행하는 디지털 신호 부호화 장치에 있어서,
    소정 단위의 디지털 신호를 산술 부호화에 의해 압축하는 산술 부호화부를 포함하며,
    상기 산술 부호화부는, 임의의 전송 단위의 부호화가 종료된 시점에서의 산술 부호화 상태를 표현하는 정보를, 다음 전송 단위의 데이터의 일부로서 다중화하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산술 부호화부는, 소정 단위의 디지털 신호를, 1개 또는 복수의 인접하는 전송 단위에 포함되는 신호와의 사이의 의존 관계에 기초하여, 부호화 심볼의 발생 확률을 정하여 산술 부호화하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 산술 부호화부는, 부호화되는 심볼의 출현 빈도를 카운트함으로써 상기 발생 확률을 학습하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산술 부호화 상태를 표현하는 정보는, 산술 부호화 과정을 나타내는 레지스터값의 리세트의 유무를 나타내는 레지스터 리세트 플래그와, 레지스터값을 리세트하지 않는 경우에만 부가하는 초기 레지스터값인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
  5. 디지털 신호를 소정단위로 분할하여 압축 부호화를 행하는 디지털 신호 부호화 장치에 있어서,
    소정 단위의 디지털 신호를 산술 부호화에 의해 압축하는 산술 부호화부를 포함하며,
    상기 산술 부호화부는, 소정 단위의 디지털 신호를, 1개 또는 복수의 인접하는 전송 단위에 포함되는 신호와의 사이의 의존 관계에 기초하여, 부호화 심볼의 발생 확률을 정함과 함께, 부호화되는 심볼의 출현 빈도를 카운트함으로써 상기 발생 확률을 학습하고, 임의의 전송 단위의 부호화가 종료된 시점 에서의 발생 확률 학습 상태를 표현하는 정보를, 다음의 전송 단위 데이터의 일부로서 다중화하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    발생 확률 학습 상태를 표현하는 정보는, 부호화 심볼의 발생 확률의 변동요인이 되는 다른 정보와의 의존 관계를 모델화한 컨텍스트 모델 상태를 나타내는 정보인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 신호는 영상 신호이고, 상기 전송 단위는 영상 프레임 내의 1 내지 복수개의 매크로 블록으로 구성되는 슬라이스인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 신호는 영상 신호이고, 상기 전송 단위는 상기 슬라이스 내에 포함되는 부호화 데이터의 종별에 따라 재구성되는 부호화 데이터 단위인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 신호는 영상 신호이고, 상기 전송 단위는 영상 프레임인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
  10. 압축 부호화된 디지털 신호를 소정 단위로 수신하여 복호를 행하는 디지털신호 복호 장치에 있어서,
    상기 수신한 디지털 신호는 부호화 대상 심볼마다 할당할 수 있었던 발생 확률 테이블을 수신하면서 상기 소정 단위마다 산술 부호화된 디지털 신호이며,
    상기 디지털 신호 복호 장치는 상기 소정 단위의 압축 디지털 신호를 산술 복호화하는 산술 복호부를 포함하고,
    상기 산술 복호부는, 상기 소정 단위의 복호 개시 시에, 상기 소정 단위 데이터의 헤더에 다중화된 발생 확률 테이블 초기화 정보에 기초하여, 복호 동작의 초기화를 행하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 복호 장치.
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