KR20130139224A - 화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 장치 및 화상 부호화 복호 장치 - Google Patents

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Abstract

부호화 효율을 향상시킬 수 있는 화상 부호화 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 방법, 화상 복호 장치 및 화상 부호화 복호 장치를 제공하는 것으로서, 화상 데이터의 처리 단위에 포함되는 부호화 대상 신호를 취득하는 부호화 대상 신호 취득 단계(S401)와, 부호화 대상 신호를 2치화하여 2치 신호를 생성하는 2치화 단계(S402)와, 복수의 콘텍스트로부터, 부호화 대상 신호의 콘텍스트를 선택하는 콘텍스트 선택 단계(S403)와, 콘텍스트 선택 단계에서 선택한 콘텍스트에 대응된 부호화 확률 정보를 이용하여 2치 신호를 산술 부호화하는 산술 부호화 단계(S404)와, 2치 신호에 의거하여 부호화 확률 정보를 갱신하는 갱신 단계(S405)를 포함하고, 콘텍스트 선택 단계는, 상기 부호화 대상 신호의 콘텍스트를, 다른 처리 단위 사이즈의 부호화 대상 신호와 공통으로 선택한다.

Description

화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 장치 및 화상 부호화 복호 장치{IMAGE ENCODING METHOD, IMAGE DECODING METHOD, IMAGE ENCODING DEVICE, IMAGE DECODING DEVICE, AND IMAGE ENCODING/DECODING DEVICE}
본 발명은, 화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치 및 화상 복호 장치에 관한 것으로, 특히, 산술 부호화 및 산술 복호를 행하는 화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 장치 및 화상 부호화 복호 장치에 관한 것이다.
최근, 인터넷을 통한 비디오 회의, 디지털 비디오 방송 및 영상 컨텐츠의 스트리밍을 포함하는, 예를 들면, 비디오·온·디맨드 타입의 서비스를 위한 어플리케이션의 수가 증가하고 있다. 이들 어플리케이션에서는, 상당한 데이터량의 디지털 데이터로 이루어지는 영상 데이터를, 전송 채널을 통하여 전송하여, 기억 매체에 기억하고 있다. 그러나, 종래의 전송로는 밴드폭이 한정되고, 기억 매체는 기억 용량이 한정되어 있다. 이 때문에, 종래의 전송 채널에 영상 데이터를 전송하고, 종래의 기억 매체에 기억하기 위해서는, 영상 데이터 데이터량을 압축 또는 삭감하는 것이 불가결하다.
여기에서, 영상 데이터의 압축을 위해서, 복수의 영상 부호화 규격이 개발되어 있다. 이러한 영상 부호화 규격에는, 예를 들면, H.26x로 표시되는 ITU-T(국제 전기 통신 연합 전기 통신 표준화 부문) 규격, 및, MPEG-x로 표시되는 ISO/IEC 규격이 있다. 최신이고 또한 가장 발달된 영상 부호화 규격은, 현재, H. 264/AVC, 또는, MPEG-4 AVC로 나타내는 규격이다(비특허 문헌 1 및 비특허 문헌 2참조).
H. 264/AVC 규격에 있어서의 데이터 압축 처리는, 크게 나누면, 예측, 변환, 양자화, 엔트로피 부호화라고 하는 처리로 구성된다. 이 중에서 엔트로피 부호화는, 예측에 이용되는 정보나, 양자화된 정보로부터 용장의 정보를 삭감한다. 엔트로피 부호화로는, 가변 길이 부호화, 적응 부호화, 고정 길이 부호화 등이 알려져 있다. 가변 길이 부호화에는 하프만 부호화, 런랭스 부호화, 산술 부호화 등이 있다. 이 중, 산술 부호화는, 심볼 발생 확률을 특정하기 위한 콘텍스트를 이용하여 출력 부호를 결정하는 방식이며, 화상 데이터의 특징에 따라서 콘텍스트를 전환하므로, 고정된 부호화 테이블을 사용하는 하프만 부호화 등에 비하여 부호화 효율이 높은 것이 알려져 있다.
ISO/IEC 14496-10 「MPEG-4 Part10 Advanced Video Coding」 Thomas Wiegand et al, "Overview of the H. 264/AVC Video Coding Standard", IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY, JULY 2003, PP. 1-19.
그러나, 종래의 산술 부호화 처리에서는, 부호화 효율이 충분하지 않다는 문제가 있다.
여기서, 본 발명은, 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 부호화 효율을 향상시킬 수 있는 화상 부호화 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 방법, 화상 복호 장치 및 화상 부호화 복호 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법은, 서로 다른 사이즈의 복수의 처리 단위를 포함하는 화상 데이터를 압축 부호화하는 화상 부호화 방법으로서, 상기 화상 데이터의 처리 단위에 포함되는 부호화 대상 신호를 취득하는 부호화 대상 신호 취득 단계(S401)와, 상기 부호화 대상 신호를 2치화함으로써, 2치 신호를 생성하는 2치화 단계(S402)와, 복수의 콘텍스트로부터, 상기 부호화 대상 신호의 콘텍스트를 선택하는 콘텍스트 선택 단계(S403)와, 상기 콘텍스트 선택 단계에서 선택한 상기 콘텍스트에 대응된 부호화 확률 정보를 이용하여, 상기 2치 신호를 산술 부호화하는 산술 부호화 단계(S404)와, 상기 2치화 단계에서 생성한 상기 2치 신호에 의거하여, 상기 콘텍스트 선택 단계에서 선택한 상기 콘텍스트에 대응시킨 상기 부호화 확률 정보를 갱신하는 갱신 단계(S405)를 포함하고, 상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 부호화 대상 신호의 상기 콘텍스트를, 상기 처리 단위의 사이즈와 상이한 사이즈의 처리 단위에 포함되는 신호와 공통으로 선택한다.
예를 들면, 동일한 통계적 성질을 가지는 부호화 대상 신호에 대해서는, 동일한 콘텍스트를 적용가능하다. 이 때문에, 상기 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법에서는, 처리 단위 사이즈가 달라도, 동일한 통계적 성질을 가지는 부호화 대상 신호에 대해서는, 동일한 콘텍스트를 공통으로 선택한다. 이에 따라, 이용하는 콘텍스트의 수를 줄일 수 있다. 콘텍스트의 수를 저감할 수 있으므로, 콘텍스트를 기억하는 메모리의 메모리 사이즈를 저감할 수 있다. 또한, 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법은, 콘텍스트의 전체를 상이한 처리 단위 사이즈간에서 이용하도록 구성할 필요가 없고, 콘텍스트의 일부에 대해서는, 특정한 처리 단위 사이즈만으로 이용되도록 구성해도 된다.
또한, 종래는, 콘텍스트를, 처리 단위 사이즈별, 및, 계수 위치 또는 주위 조건별로 설정하고 있으므로, 콘텍스트의 수가 많아졌다. 콘텍스트의 수가 많으면, 부호화 확률 정보에 대한 갱신 단계의 실행 회수가 적은 콘텍스트가 발생하고, 당해 콘텍스트에 대응하는 부호화 확률 정보의 정밀도를 담보할 수 없을 가능성이 있었다. 이에 대하여, 상기 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법에서는, 상술한 바와같이, 콘텍스트의 수를 저감할 수 있으므로, 공통으로 선택되는 콘텍스트의 갱신 단계의 실행 회수를 늘릴 수 있어, 부호화 확률 정보의 예측의 정밀도를 높이는 것이 가능해진다. 부호화 확률 정보의 정밀도를 높이는 것이 가능해지므로, 부호화 효율의 향상을 도모할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법의 일양태는, 상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 부호화 대상 신호 취득 단계에서 취득한 상기 부호화 대상 신호의 처리 단위 사이즈가 소정 사이즈보다도 클 경우에, 미리 공통으로 설정된 상기 콘텍스트를 선택해도 된다.
여기에서, 일반적으로, 처리 단위 사이즈가 비교적 클 경우는, 주위 조건에 따라서 콘텍스트를 선택하므로, 통계적 성질이 거의 동일해지고, 동일한 공통의 콘텍스트를 이용가능하다. 따라서, 상기 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법의 일양태에서는, 처리 단위 사이즈가 소정 사이즈보다 클 경우에, 공통의 콘텍스트를 이용하므로, 콘텍스트의 수를 삭감할 수 있다. 이에 따라, 처리 단위 사이즈가 소정 사이즈보다 클 경우에 대해서, 부호화 확률 정보의 예측의 정밀도를 높일 수 있어, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
더욱 바람직하게는, 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법의 일양태는, 또한, 상기 화상 데이터를 주파수 변환하고, 주파수 성분별로 변환 계수를 취득하고, 상기 변환 계수별로 상기 변환 계수를 나타내는 상기 부호화 대상 신호를 생성하는 주파수 변환 단계를 포함하고, 상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 부호화 대상 신호에 대응하는 상기 주파수 성분이, 소정 주파수보다 낮은 상기 주파수 성분인 경우는, 상기 처리 단위 사이즈별로 상이한 상기 콘텍스트를 선택해도 된다. 또한, 더욱 바람직하게는, 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법의 일양태는, 상기 화상 데이터를 주파수 변환하고, 주파수 성분별로 변환 계수를 취득하고, 상기 변환 계수별로 상기 변환 계수를 나타내는 상기 부호화 대상 신호를 생성하는 주파수 변환 단계를 더 포함하고, 상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 부호화 대상 신호에 대응하는 상기 주파수 성분이, 소정 주파수보다 높은 상기 주파수 성분인 경우는, 복수의 상기 처리 단위 사이즈 및 상기 소정 주파수보다 높은 상기 주파수 성분으로 미리 공통으로 설정된 상기 콘텍스트를 선택해도 된다.
이에 따라, 화상 데이터의 특징에 따른 콘텍스트의 선택이 가능해진다.
또한, 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법의 일양태는, 상기 화상 데이터를, 복수의 동일한 서브 처리 단위 사이즈의 서브 블록으로 분할하는 분할 단계를 더 포함하고, 상기 2치화 단계는, 상기 서브 블록의 상기 부호화 대상 신호를 2치화하여 상기 2치 신호를 생성하고, 상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 서브 처리 단위 사이즈에 대하여 미리 설정된 상기 콘텍스트를 선택해도 된다. 서브 블록의 사이즈에 따라서 콘텍스트를 설정함으로써, 블록 사이즈가 큰 경우 및 작은 경우의 어디에서나 동일한 콘텍스트를 적용가능해진다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관련된 화상 복호 방법은, 서로 다른 사이즈의 복수의 처리 단위를 포함하는 부호화 화상 데이터를 복호하여 화상 데이터를 복원하는 화상 복호 방법으로서, 상기 부호화 화상 데이터의 처리 단위에 포함되는 복호 대상 신호를 취득하는 복호 대상 신호 취득 단계(S501)와, 복수의 콘텍스트로부터, 상기 복호 대상 신호의 콘텍스트를 선택하는 콘텍스트 선택 단계(S502)와, 상기 콘텍스트 선택 단계에서 선택한 상기 콘텍스트에 대응된 복호 확률 정보를 이용하여, 상기 복호 대상 신호를 산술 복호함으로써, 2치 신호를 생성하는 산술 복호 단계(S503)와, 상기 2치 신호를 다치화함으로써, 상기 화상 데이터를 복원하는 다치화 단계(S504)와, 상기 2치 신호에 의거하여, 상기 콘텍스트 선택 단계에서 선택한 상기 콘텍스트에 대응된 상기 복호 확률 정보를 갱신하는 갱신 단계(S505)를 포함하고, 상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 복호 대상 신호의 상기 콘텍스트를, 상기 처리 단위의 사이즈와 상이한 사이즈의 처리 단위에 포함되는 신호와 공통으로 선택한다.
이에 따라, 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법에 의해 부호화된 부호화 화상 데이터를 적절하게 복호할 수 있다. 또한, 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법의 경우와 마찬가지로, 콘텍스트의 수를 저감시킬 수 있다. 그리고, 콘텍스트에 대한 갱신 단계의 실행 회수를 늘릴 수 있고, 복호 확률 정보의 예측의 정밀도를 높이는 것이 가능해진다.
더욱 바람직하게는, 본 발명에 관련된 화상 복호 방법의 일양태는, 상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 복호 대상 신호 취득 단계에서 취득한 상기 복호 대상 신호의 처리 단위 사이즈가 소정 사이즈보다도 클 경우에, 미리 공통으로 설정된 상기 콘텍스트를 선택해도 된다.
이에 따라, 처리 단위 사이즈가 소정 사이즈보다 클 경우에, 공통의 콘텍스트를 이용하므로, 콘텍스트의 수를 삭감할 수 있다. 이에 따라, 처리 단위 사이즈가 소정 사이즈보다 클 경우에 대하여, 부호화 확률 정보의 예측의 정밀도를 높일 수 있고, 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
더욱 바람직하게는, 본 발명에 관련된 화상 복호 방법의 일양태는, 상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 복호 대상 신호가, 상기 부호화 화상 데이터의 생성시에 있어서의 주파수 변환에 의해 생성된 주파수 성분별의 변환 계수를 나타내는 신호인 경우에 있어서, 상기 복호 대상 신호에 대응하는 상기 주파수 성분이, 소정 주파수보다 낮은 상기 주파수 성분일 때는, 상기 처리 단위 사이즈별로 상이한 상기 콘텍스트를 선택해도 된다. 또한, 더욱 바람직하게는, 본 발명에 관련된 화상 복호 방법의 일양태는, 상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 복호 대상 신호가, 상기 부호화 화상 데이터의 생성시에 있어서의 주파수 변환에 의해 생성된 주파수 성분별의 변환 계수를 나타내는 신호인 경우에 있어서, 상기 복호 대상 신호에 대응하는 상기 주파수 성분이, 소정 주파수보다 높은 상기 주파수 성분인 경우는, 복수의 상기 처리 단위 사이즈 및 상기 소정 주파수보다 높은 상기 주파수 성분으로 미리 공통으로 설정된 상기 콘텍스트를 선택해도 된다.
이에 따라, 화상 데이터의 특징에 따른 콘텍스트의 선택이 가능해진다.
더욱 바람직하게는, 본 발명에 관련된 화상 복호 방법의 일양태는, 상기 부호화 화상 데이터가, 상기 화상 데이터를 복수의 동일한 서브 처리 단위 사이즈의 서브 블록으로 분할하고, 상기 서브 블록을 2치화하고, 산술 부호화하여 생성된 데이터인 경우에, 상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 서브 처리 단위 사이즈에 대하여 미리 설정된 상기 콘텍스트를 선택해도 된다.
서브 블록의 사이즈에 따라서 콘텍스트를 설정함으로써, 블록 사이즈가 큰 경우 및 작은 경우 어디에서나 동일한 콘텍스트를 적용가능해진다.
또한, 본 발명은, 화상 부호화 방법으로서 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 당해 화상 부호화 방법에 포함되는 처리 단계를 실행하는 처리부를 구비하는 화상 부호화 장치로서 실현할 수도 있다. 마찬가지로, 본 발명은, 화상 복호 방법으로서 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 당해 화상 복호 방법에 포함되는 처리 단계를 실행하는 처리부를 구비하는 화상 복호 장치로서 실현할 수도 있다. 또한, 본 발명은, 상기 화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법의 양쪽에 포함되는 처리 단계를 실행하는 처리부를 구비하는 화상 부호화 복호 장치로서 실현할 수도 있다.
또한, 이들 처리 단계를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램으로서 실현해도 된다. 또한, 당해 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory) 등의 기록 매체, 및, 당해 프로그램을 나타내는 정보, 데이터 또는 신호로서 실현해도 된다. 그리고, 이들 프로그램, 정보, 데이터 및 신호는, 인터넷 등의 통신 네트워크를 통하여 전송해도 된다.
또한, 상기의 화상 부호화 장치 및 화상 복호 장치를 구성하는 구성 요소의 일부 또는 전부는, 1개의 시스템 LSI(Large Scale Integration: 대규모 집적 회로)로 구성되어도 된다. 시스템 LSI는, 복수의 구성부를 1개의 칩 상에 집적하여 제조된 초다기능 LSI이며, 구체적으로는, 마이크로프로세서, ROM 및 RAM(Random Access Memory) 등을 포함하여 구성되는 컴퓨터 시스템이다.
본 발명에 의하면, 정밀도가 높은 심볼 발생 확률의 예측을 행할 수 있으므로, 화상 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 관련된 산술 부호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 종래 기술에 관련된 산술 부호화 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 3은 본 발명에 관련된 화상 부호화 장치의 산술 부호화부의 구성의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법 및 화상 부호화 장치에 이용하는 신호 정보 테이블의 일예를 나타내는 도면이다.
도 5A는 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법 및 화상 부호화 장치에 이용하는 콘텍스트 테이블의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 5B는 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법 및 화상 부호화 장치에 이용하는 콘텍스트 테이블의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 5C는 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법 및 화상 부호화 장치에 이용하는 콘텍스트 테이블의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법에 있어서의 산술 부호화 방법의 처리 순서를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 7은 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법에 있어서의 산술 부호화 방법의 처리 순서의 일예를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 8은 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법 및 화상 부호화 장치를 구성하는 콘텍스트 블록 구분 제어부에 있어서의 처리 순서의 일예를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 9는 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법 및 화상 부호화 장치를 구성하는 콘텍스트 블록 구분 제어부에 있어서의 처리 순서의 일예를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 10A는 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법 및 화상 부호화 장치를 구성하는 콘텍스트 블록 구분 제어부에 있어서의 처리 순서의 일예를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 10B는 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법 및 화상 부호화 장치를 구성하는 콘텍스트 블록 구분 제어부에 있어서의 처리 순서의 일예를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 11은 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법 및 화상 부호화 장치에 있어서의 주위 조건의 산출 방법을 설명하는 모식도이다.
도 12는 본 발명에 관련된 화상 부호화 장치의 전체 구성의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명에 관련된 화상 복호 장치의 산술 복호부의 구성의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 14는 본 발명에 관련된 화상 복호 방법에 있어서의 산술 복호 방법의 처리 순서를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 15는 본 발명에 관련된 화상 복호 방법에 있어서의 산술 복호 방법의 일예를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 16은 본 발명에 관련된 화상 부호화 장치 전체 구성의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 17은 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템의 전체 구성도이다.
도 18은 디지털 방송용 시스템의 전체 구성도이다.
도 19는 텔레비전의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 20은 광 디스크인 기록 미디어에 정보의 읽고 쓰기를 행하는 정보 재생/기록부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 21은 광 디스크인 기록 미디어의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 22A는 휴대 전화의 일예를 나타내는 도면이다.
도 22B는 휴대 전화의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 23은 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 24는 각 스트림이 다중화 데이터에 있어서 어떻게 다중화되어 있는지를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 25는 PES 패킷열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더욱 상세하게 나타낸 도면이다.
도 26은 다중화 데이터에 있어서의 TS 패킷과 소스 패킷의 구조를 나타내는 도면이다.
도 27은 PMT의 데이터 구성을 나타내는 도면이다.
도 28은 다중화 데이터 정보의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 29는 스트림 속성 정보의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 30은 영상 데이터를 식별하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 31은 각 실시의 형태의 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법을 실현하는 집적 회로의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 32는 구동 주파수를 전환하는 구성을 나타내는 도면이다.
도 33은 영상 데이터를 식별하고, 구동 주파수를 전환하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 34는 영상 데이터의 규격과 구동 주파수를 대응시킨 룩 업 테이블의 일예를 나타내는 도면이다.
도 35A는 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 일예를 나타내는 도면이다.
도 35B는 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 다른 일예를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시의 형태를 설명하는데 있어, 최초에, 종래의 화상 부호화 장치의 기본 구성 및 화상 부호화 방법에 대하여 설명한다.
종래의 화상 부호화 장치는, 화상 데이터의 부호화 대상 신호에 대하여, 예측, 변환·양자화, 엔트로피 부호화로 구성되는 압축 부호화 처리를 실행한다.
이하, 화상 부호화 장치 중의 엔트로피 부호화에 대하여, 도 1 및 도 2를 기초로 설명한다. 여기서는, 엔트로피 부호화로서, 산술 부호화를 설명한다.
도 1은 종래의 산술 부호화 방법을 실행하는 산술 부호화부의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는, 종래의 H. 264/AVC 규격에 있어서의 산술 부호화 방법(엔트로피 부호화의 일예)의 처리 순서를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 1에 도시하는 바와같이, 산술 부호화부(10)는, 2치화부(11)와, 심볼 발생 확률 저장부(12)와, 콘텍스트 제어부(13)와, 2치 산술 부호화기(14)를 포함하고 있다.
산술 부호화부(10)에는, 부호화의 대상이 되는 부호화 대상 신호인 입력 신호(SI)와, 당해 입력 신호(SI)의 종별을 나타내는 신호 종별 정보(SE)와, 입력 신호(SI)의 블록 사이즈를 나타내는 블록 사이즈 신호(BLKS)가 입력된다. 이하, 입력 신호(SI)가, 화상 데이터를 양자화하여 생성된 양자화 계수가 제로인지, 비제로인지를 나타내는 신호인 경우를 상정하여 설명한다.
2치화부(11)는, 신호 종별 정보(SE)에 의거하여, 입력 신호(SI)를 “0”, “1”의 2치의 정보(심볼)로 변환하는 2치화 처리(Binarization)를 실행하고, 2치 신호(BIN)를 2치 산술 부호화기(14)와 콘텍스트 제어부(13)에 보낸다.
심볼 발생 확률 저장부(12)는, 1개의 신호 정보 테이블과, 블록 사이즈별, 조건별의 복수의 콘텍스트를 기억한 콘텍스트 테이블을 기억하고 있다.
신호 정보 테이블은, 콘텍스트와, 심볼 발생 확률(PE)을 나타내는 확률 정보와, 심볼을 대응시켜 기억한 테이블이다. 심볼 발생 확률(PE)은, 후술하는 2치 산술 부호화기(104)의 처리에 이용하는 확률 정보이다.
여기에서, 도 4는, 신호 정보 테이블의 일예를 나타내고, 인덱스(ctxldx), 발생 확률(pStateldx), 발생 확률이 높은 심볼(Most Probable Symbol)을 나타내는 심볼(valMPS)이 대응되어 있다. 인덱스(ctxldx)는, 콘텍스트를 나타내고 있다. 또한, 확률 정보(pStateldx)와 심볼(valMPS)은, H. 264 규격으로 나타내는 것과 같다. 즉, 확률 정보(pStateldx)는, 심볼 발생 확률(PE)의 값을 나타내는 인덱스이다. 심볼 발생 확률 저장부(12)는, 도시하지 않지만, 또한, 확률 정보(pStateldx)에 대응하는 심볼 발생 확률(PE)의 값을 나타내는 발생 확률 테이블을 유지하고 있다.
콘텍스트 테이블은, 블록 사이즈(BLKS) 별, 조건별로, 콘텍스트(ctxldx)를 기억한 테이블이다. 조건은, 여기서는, 부호화 대상 신호의 양자화 계수의 계수 위치에 따라서 결정된다.
여기에서, 도 5A는, 종래의 콘텍스트 테이블의 일예를 나타내는 블록도이다. 구체적으로는, 예를 들면, 테이블 1에서는, 저주파수 성분에 상당하는 계수 위치를 나타내는 조건 10에 대하여, 콘텍스트(ctxlds0)가 설정되고, 저주파수 성분에 상당하는 계수 위치를 나타내는 조건 11에 대하여, 콘텍스트(ctxlds1)가 설정되고, 고주파수 성분에 상당하는 주위 조건을 나타내는 조건 12, 13에 대하여, 콘텍스트(ctxlds2)가 설정되어 있다. 또한, 예를 들면, 테이블 2에서는, 저주파수 성분에 상당하는 계수 위치를 나타내는 조건 4, 5에 대하여, 콘텍스트(ctxlds14)가 설정되고, 고주파수 성분에 상당하는 주위 조건을 나타내는 조건 6, 7에 대하여, 콘텍스트(ctxlds15)가 설정되어 있다.
또한, 테이블(1)은, 블록 사이즈(A), 예를 들면, 4×4의 블록 사이즈에 대하여 이용되고, 테이블 2는, 블록 사이즈 B, 예를 들면, 8×8의 블록 사이즈에 대하여 이용되는 경우를 상정하고 있다. 도 5A에 나타내는 바와같이, 테이블 1에서 이용되는 콘텍스트(ctxldx)의 값 0, 1, 2는, 테이블 2에서는 이용되지 않는다. 테이블 1 및 테이블 2는, 각각 상이한 블록 사이즈에 대응하므로, 상이한 블록 사이즈간에서는, 상이한 콘텍스트(ctxldx)를 설정하고 있다.
콘텍스트 제어부(13)는, 블록 사이즈 신호(BLKS)가 나타내는 블록 사이즈와 신호 종별 정보(SE)로 결정되는 조건에 대응하는 심볼 발생 확률(PE)을, 심볼 발생 확률 저장부(12)로부터 독출하여 2치 산술 부호화기(14)에 출력시키는 콘텍스트 제어 처리를 행한다. 또한, 콘텍스트 제어부(13)는, 2치화부(11)로부터 입력되는 2치 신호(BIN)에 의거하여, 새로운 심볼 발생 확률(PE)을 산출한다. 콘텍스트 제어부(13)는, 콘텍스트 제어 처리의 실행 후, 심볼 발생 확률 저장부(12)에 기억된 콘텍스트(ctxldx) 중, 콘텍스트 제어 처리로 특정한 심볼 발생 확률(PE)을, 새로운 심볼 발생 확률(PE)로 치환함으로써, 갱신 처리를 행한다.
2치 산술 부호화기(14)는, 2치화부(11)로부터 입력되는 2치 신호(BIN)에 대하여, 콘텍스트 제어부(13)에 의해 독출된 심볼 발생 확률(PE)에 의거하여 산술 부호화 처리를 행하고, 출력 신호(OB)를 생성하여 출력한다.
다음에, 도 2를 이용하여, 산술 부호화의 처리 순서의 흐름을 설명한다.
산술 부호화부(10)는, 입력 신호(SI), 블록 사이즈 신호(BLKS), 신호 종별 정보(SE)를 접수하면, 산술 부호화 처리를 개시한다.
산술 부호화 처리가 개시되면, 단계 S11에 있어서, 2치화부(11)는, 신호 종별 정보(SE)에 따라서, 미리 정해진 수법으로 2치화 처리를 실행한다.
단계 S12에 있어서, 콘텍스트 제어부(13)가, 블록 사이즈 신호(BLKS)에 의거하여, 입력 신호(SI)의 블록 사이즈를 취득하고, 신호 종별 정보(SE)에 의거하여, 계수 위치를 조건으로서 취득한다. 또한, 콘텍스트 제어부(13)는, 심볼 발생 확률 저장부(12)에 기억된 콘텍스트 테이블로부터, 입력 신호(SI)의 블록 사이즈와 조건에 대응하는 콘텍스트(ctxldx)를 특정한다. 또한, 특정한 콘텍스트(ctxldx)를 이용하여, 도 4에 도시하는 신호 정보 테이블로부터 심볼 발생 확률(PE)을 특정하고, 심볼 발생 확률 저장부(12)로부터 2치 산술 부호화기에 대하여 출력시킨다 (콘텍스트 제어 처리).
단계 S13에 있어서, 2치 산술 부호화기(14)가, 단계 S12에 있어서 심볼 발생 확률 저장부(12)에서 수취한 심볼 발생 확률(PE)을 이용하여, 2치 신호(BIN)에 대하여 산술 부호화 처리를 행하고, 결과를 출력 신호(OB)로서 출력한다.
단계 S14에 있어서, 콘텍스트 제어부(13)는, 단계 S11에 있어서 2치화부(11)가 산출한 2치화 신호(BIN)에 의거하여, 새로운 심볼 발생 확률(PE)을 산출하고, 심볼 발생 확률 저장부(12)에 기억된 신호 정보 테이블이 대응하는 발생 확률(pStateldx)의 값을 갱신한다. 또한, 도시하지 않지만, 입력 신호(SI)에 대한 산술 부호화 처리가 완료되면, 다음 처리 대상 신호의 산술 부호화 처리를 행한다.
그런데, 상기 도 1 및 도 2에 나타내는 종래의 기술에서는, 상술한 바와 같이, 블록 사이즈별, 조건별로, 콘텍스트가 설정되어 있다. 즉, 매우 세세한 구분별로, 콘텍스트가 설정되어 있다.
그러나, 매우 세세한 구분을 한 경우, 심볼 발생 확률(PE)의 갱신 처리의 발생 빈도가 낮은 콘텍스트가 발생할 가능성이 높다. 갱신 처리의 발생 빈도가 낮은 콘텍스트에서는, 심볼 발생 확률(PE)의 정밀도가 저하되고, 산술 부호화 처리의 이점인 화상 데이터의 특징에 적응한 제어가 곤란해져, 부호화 효율이 악화된다.
이 때문에, 심볼 발생 확률(PE)의 정밀도를 높이고, 화상 데이터의 특징에 따른 제어를 행하기 위해서는, 구분을 적절하게 설정할 필요가 있다.
또한, 종래의 영상 부호화 규격에서는, 4×4, 8×8의 한정된 블록 사이즈만에 대응했는데, 최근, 16×16, 32×32, ···등의 다른 블록 사이즈에 대해서도 대응하는 것이 요구되고 있다. 블록 사이즈의 수가 증가하면, 콘텍스트의 수가 상당히 증가하게 되므로, 심볼 발생 확률(PE)의 갱신 빈도는 더욱 저하될 가능성이 있다는 문제가 있었다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시의 형태는, 어느것이나 본 발명의 바람직한 하나의 구체적 예를 나타낸다. 이하의 실시의 형태에서 나타내는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 위치 및 접속 형태, 단계, 단계의 순서 등은, 일예이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 본 발명은, 청구의 범위만에 의해 한정된다. 따라서, 이하의 실시의 형태에 있어서의 구성 요소 중, 본 발명의 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되지 않은 구성 요소에 대해서는, 본 발명의 과제를 달성하는데 반드시 필요하지 않지만, 보다 바람직한 형태를 구성하는 것으로서 설명된다.
(실시의 형태 1)
본 발명에 관련된 화상 부호화 방법 및 화상 부호화 장치의 실시의 형태 1에 대하여, 도 3∼도 8을 기초로 설명한다.
본 발명에 관련된 화상 부호화 방법은, 화상 데이터의 부호화 대상 신호에 대하여, 예측, 변환·양자화, 엔트로피 부호화 등으로 구성되는 압축 부호화 처리 중, 특히, 엔트로피 부호화의 일예로서의 산술 부호화 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 화상 부호화 장치는, 예측부, 변환·양자화부, 상기 산술 부호화 방법을 실행하는 산술 부호화부(엔트로피 부호화부)를 구비하여 구성되어 있다. 또한, 화상 부호화 장치의 전체 구성에 대해서는, 후에 상술한다.
(실시의 형태 1의 개요)
우선, 본 실시의 형태 1에 있어서의 산술 부호화 방법 및 산술 부호화부의 개요에 대하여 설명한다. 또한, 여기서는, 변환·양자화에 의해 생성된 주파수 성분별의 양자화 계수가 제로인지, 비제로인지를 나타내는 신호가, 입력 신호(SI)로서 산술 부호화부에 입력되는 경우에 대하여 설명한다.
입력 신호(SI)가 고주파수 성분에 대응하는 신호인 경우, 예를 들면, 블록 사이즈가 16×16이상의 대블록 사이즈에서는, 심볼 발생 확률(PE)은, 주위 조건에 따라 결정된다. 즉, 16×16 이상의 블록 사이즈의 고주파수 성분에서는, 화상 데이터의 통계적 성질이 같아지므로, 블록 사이즈가 상이해도, 조건(주위 조건)이 같으면, 동일한 콘텍스트를 적용할 수 있다.
이에 대하여, 입력 신호(SI)가 대블록 사이즈의 저주파수 성분에 대응하는 신호인 경우, 심볼 발생 확률(PE)은, 계수 위치에 따라 결정된다. 보다 구체적으로는, 직교 성분을 포함하는 저주파수 성분에 대응하는 신호는, 화상 데이터의 특징이 가장 나타나기 쉬운 신호이며, 또한, SignificantFlag의 신호의 존재 빈도가 높기 때문에, 통계 정보를 취득하기 쉬운 부분이다. 이 때문에, 대블록 사이즈의 저주파수 성분에 대응하는 입력 신호(SI)에 대해서는, 동일한 조건(계수 위치)이라도, 블록 사이즈가 상이한 경우에는, 콘텍스트를 공통화하지 않고, 상이한 콘텍스트를 설정함으로써, 보다 화상 데이터의 특징에 맞춘 통계 정보를 이용한 산술 부호화를 가능하게 하여, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
이상에서, 본 실시의 형태 1에서는, 대블록 사이즈의 고주파수 성분의 입력 신호(SI)에 대해서는, 블록 사이즈가 상이해도, 동일한 조건으로 설정되는 콘텍스트를, 일부 또는 전부 공통화하고, 대블록 사이즈의 저주파수 성분의 입력 신호(SI) 및 소블록 사이즈의 입력 신호(SI)에 대해서는, 조건이 동일해도, 콘텍스트를 공통화하지 않고, 블록 사이즈별, 조건별로 상이한 콘텍스트를 설정한다.
또한, 대블록 사이즈의 저주파수 성분에 대해서, 공통의 콘텍스트를 이용해도 폐해는 적으므로, 대블록 사이즈의 입력 신호(SI)에 대해서는, 저주파수 성분인지 고주파수 성분인지에 상관없이, 공통의 콘텍스트를 이용하도록 구성해도 된다. 콘텍스트를 공통화하는 대상의 선택 방법은, 부호화 대상 신호인 입력 신호(SI)나 신호 종별 정보(SE)의 내용에 따라서 설정하는 것이 바람직하다.
(실시의 형태 1에 있어서의 산술 부호화부의 구성)
다음에, 본 실시의 형태 1에 있어서의 산술 부호화 방법을 행하는 산술 부호화부의 구성에 대하여 설명한다.
여기에서, 도 3은, 본 실시의 형태 1에 있어서의 산술 부호화부(100)의 구성의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 3에 나타내는 바와같이, 산술 부호화부(100)는, 2치화부(101)와, 심볼 발생 확률 저장부(102)와, 콘텍스트 제어부(103)와, 2치 산술 부호화기(104)와, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)를 구비한다.
산술 부호화부(100)는, 부호화 대상 신호인 입력 신호(SI)에 대하여, 산술 부호화 처리를 실행함으로써, 출력 신호(OB)를 생성하여 출력한다. 산술 부호화부(100)에는, 본 실시의 형태 1에서는, 입력 신호(SI)와, 입력 신호(SI)의 종별을 나타내는 신호 종별 정보(SE)와, 입력 신호(SI)의 블록 사이즈를 나타내는 블록 사이즈 신호(BLKS)가 입력된다.
여기에서, 본 실시의 형태 1에서는, 입력 신호(SI)는, 화상 데이터를 양자화하여 생성된 주파수 성분별의 양자화 계수가 제로인지, 비제로인지를 나타내는 신호(H. 264에서는 SignificantFlag로 불리는 신호)인 경우를 상정하여 설명한다. 또한, 입력 신호(SI)는, 이에 한정되는 것은 아니고, 양자화 계수 그 자체여도 되고, 양자화 계수를 생성하기 위해서 이용한 정보여도 된다.
또한, 신호 종별 정보(SE)는, 부호화 대상 신호인 입력 신호(SI)의 성질을 나타내는 정보이다. 상세하게는, 본 실시의 형태 1에서는, 입력 신호(SI)가, 양자화 계수가 제로인지, 비제로인지를 나타내는 신호이므로, 양자화 계수의 계수 위치를 나타내는 위치 정보, 및, 양자화 계수의 주위의 양자화 계수가 0인지 비0인지를 나타내는 정보(주위 조건)인 경우를 상정하여 설명한다. 또한, 신호 종별 정보(SE)는, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 양자화 계수의 직류 성분이 0인지 비0인지를 나타내는 정보여도 되고, 입력 신호(SI)에 적용된 예측 방법이 인트라 예측인 경우에, 인트라 예측의 예측 방향을 나타내는 정보여도 된다.
또한, 본 실시의 형태 1에서는, 블록 사이즈에 따른 콘텍스트를 설정하는 것을 상정하고 있으므로, 블록 사이즈 신호(BLKS)를 접수하는 구성으로 하고 있는데, 화상 데이터의 다른 특징에 따라서 콘텍스트를 설정하는 경우에는, 당해 블록 사이즈 신호(BLKS)를 이용하지 않는 구성으로 해도 된다.
2치화부(101)는, 부호화 대상 신호를 2치화함으로써, 2치 신호를 생성한다. 구체적으로는, 2치화부(101)는, 신호 종별 정보(SE)에 의거하여, 부호화 대상 신호인 입력 신호(SI)를 “0”, “1”의 2치의 정보(심볼)로 변환하는 2치화 처리를 행함으로써, 2치 신호(BIN)를 생성한다. 2치화부(101)는, 생성한 2치 신호(BIN)를, 2치 산술 부호화기(104)와 콘텍스트 제어부(103)로 보낸다.
심볼 발생 확률 저장부(102)는, 불휘발성 메모리 등으로 구성되는 기억부이며, 신호 정보 테이블, 및, 복수의 콘텍스트 테이블을 기억하고 있다. 또한, 복수의 콘텍스트 테이블은, 미리 작성되어 기억되는 것이며, 후술하는 실시의 형태 2의 화상 복호 장치를 구성하는 심볼 발생 확률 저장부(302)에도, 동일한 복수의 콘텍스트 테이블이 기억된다. 심볼 발생 확률 저장부(102)는, 도시하지 않지만, 또한, 확률 정보(pStateldx)에 대응하는 심볼 발생 확률(PE)의 값을 나타내는 발생 확률 테이블을 유지하고 있다.
신호 정보 테이블은, 도 4에 나타내는 종래의 신호 정보 테이블과 동일하고, 콘텍스트를 나타내는 인덱스(ctxldx), 발생 확률(pStateldx), 심볼(valMPS)이 대응되어 기억되어 있다.
또한, 여기서는, 신호 정보 테이블로서, 심볼 발생 확률(PE)을 나타내는 인덱스인 발생 확률(pStateldx)과 콘텍스트를 나타내는 ctxldx를 대응시킨 테이블을 이용하고 있는데, 콘텍스트(ctxldx)와 심볼 발생 확률(PE)의 값을 직접 대응시킨 테이블을 이용해도 된다. 이 경우, 심볼 발생 확률(PE)의 값을, 예를 들면, 16비트 정밀도(0-65535)로 표시함으로써, 상기 테이블로 관리하는 것 보다도, 상세한 값을 다룰 수 있어, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
콘텍스트 테이블은, 본 실시의 형태 1에서는, 조건에 따라서 콘텍스트(ctxlds)를 설정한 복수의 테이블로 구성된다. 콘텍스트(ctxlds)는, 상술한 신호 정보 테이블의 인덱스(ctxlds)와 동일하다. 여기에서, 도 5B 및 도 5C는, 본실시의 형태 1에서 이용하는 콘텍스트 테이블의 일예를 나타내고 있다.
도 5B에 있어서, 테이블 3에서는, 저주파수 성분에 상당하는 계수 위치를 나타내는 조건 10에 대하여, 콘텍스트(ctxlds0)가 설정되고, 저주파수 성분에 상당하는 계수 위치를 나타내는 조건 11에 대하여, 콘텍스트(ctxlds1)가 설정되고, 고주파수 성분에 상당하는 주위 조건을 나타내는 조건 12, 13에 대하여, 콘텍스트(ctxlds2)가 설정되어 있다. 또한, 테이블 4에서는, 저주파수 성분에 상당하는 계수 위치를 나타내는 조건 14에 대하여, 콘텍스트(ctxlds3)가 설정되고, 저주파수 성분에 상당하는 계수 위치를 나타내는 조건 15에 대하여, 콘텍스트(ctxlds4)가 설정되고, 고주파수 성분에 상당하는 주위 조건을 나타내는 조건 16, 17에 대하여, 콘텍스트(ctxlds2)가 설정되어 있다.
또한, 테이블 3의 고주파수 성분(조건이 12 및 13)에 대응된 인덱스(ctxldx)와, 테이블 4의 고주파수 성분(조건이 16 및 17)에 대응된 인덱스(ctxldx)가 동일한 값 2에 설정되어 있다. 이에 따라, 테이블 3에 대응하는 블록 사이즈와 테이블 4에 대응하는 블록 사이즈에서, 고주파수 성분의 입력 신호(SI)에 대하여, 콘텍스트를 공통화하고 있다.
도 5C에 나타내는 콘텍스트 테이블은, 도 5B에 나타내는 콘텍스트 테이블의 변형예이며, 3개의 테이블 5∼7로 구성되어 있다. 테이블 5 및 테이블 6은, 블록 사이즈별로 콘텍스트를 설정하는 경우에 이용되고, 테이블 5는, 블록 사이즈 A(예를 들면, 4×4의 소블록 사이즈)에, 테이블 6은, 블록 사이즈 B(예를 들면, 8×8의 소블록 사이즈)에 각각 대응하고 있다. 또한, 테이블 7은, 블록 사이즈, 저주파수 성분인지 고주파수 성분인지에 상관없이, 공통의 콘텍스트를 설정하는 경우에 이용되고, 블록 사이즈 C(예를 들면, 16×16), 블록 사이즈 D(예를 들면, 32×32), 블록 사이즈 E(예를 들면, 64×64) 등의 대블록 사이즈에 대응하고 있다. 테이블 5 및 6의 설정은, 도 5A에 나타내는 테이블 1 및 테이블 2의 설정과 동일하다. 테이블 7에서는, 조건 18에 대하여 콘텍스트(ctxlds18)가, 조건 19에 대하여 콘텍스트(ctxlds19)가 설정되어 있다.
또한, 본 실시의 형태 1에서, 조건은, 구체적으로는, 매크로 블록에 있어서의 부호화 대상 신호의 주변 비트 정보(주위 조건), 또는, 매크로 블록 내의 이미 산술 부호화 처리가 끝난 비트에 관한 정보, 또는, 부호화 대상 신호의 비트 위치(위치 정보, 계수 위치)에 따라서 결정된다.
콘텍스트 제어부(103)는, 2치 산술 부호화기(104)에서 이용하는 심볼 발생 확률(PE)을 특정하는 콘텍스트 제어 처리와, 심볼 발생 확률(PE)을 갱신하는 갱신 처리를 실행한다.
콘텍스트 제어부(103)에 의한 콘텍스트 제어 처리에 대하여 설명한다. 콘텍스트 제어부(103)는, 후술하는 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)로부터 출력되는 제어 신호(CTRS)를 취득하고, 심볼 발생 확률 저장부(102)의 콘텍스트 테이블 중, 어느 테이블을 이용할지를 취득한다. 또한, 콘텍스트 제어부(103)는, 심볼 발생 확률 저장부(102)의 특정된 테이블을 참조하고, 신호 종별 정보(SE)에 의해 특정되는 조건에 대응하는 콘텍스트(ctxldx)를 특정한다.
계속하여, 콘텍스트 제어부(103)는, 신호 정보 테이블을 참조하여, 인덱스(ctxldx)에 대응하는 발생 확률(pStateldx)을 취득한다. 콘텍스트 제어부(103)는, 발생 확률(pStateldx)에 의거하여, 심볼 발생 확률 저장부(102)에 저장되어 있는 발생 확률 테이블로부터, 2치 산술 부호화기(104)에 이용하는 심볼 발생 확률(PE)을 특정한다. 또한, 콘텍스트 제어부(103)는, 특정한 심볼 발생 확률(PE)을, 심볼 발생 확률 저장부(102)로부터 2치 산술 부호화기(104)에 출력시킨다.
계속하여, 콘텍스트 제어부(103)에 의한 갱신 처리에 대하여 설명한다. 콘텍스트 제어부(103)에 의한 갱신 처리는, H. 264 규격에 의거하여 행한다. 구체적으로는, 콘텍스트 제어부(103)는, 2치화부(101)로부터 입력되는 2치 신호(BIN)에 의거하여, 새로운 심볼 발생 확률(PE)과 심볼(valMPS)을 도출한다. 콘텍스트 제어부(103)는, 심볼 발생 확률 저장부(102)에 기억된 도 4에 도시하는 신호 정보 테이블에 있어서, 콘텍스트 제어 처리로 특정한 콘텍스트(ctxldx)에 대응하는 발생 확률(pStateldx)의 값을, 새로운 심볼 발생 확률(PE)에 대응하는 값으로 치환한다.
2치 산술 부호화기(104)는, 2치화부(101)로부터 입력되는 2치 신호에 대하여, 콘텍스트 제어부(103)에 의해 심볼 발생 확률 저장부(102)로부터 독출된 심볼 발생 확률(PE)을 이용하여, 산술 부호화 처리를 행하고, 출력 신호(OB)를 생성하여 출력한다.
콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 본 실시의 형태 1에서는, 블록 사이즈 신호(BLKS) 및 신호 종별 정보(SE)에 의거하여, 심볼 발생 확률 저장부(102)의 콘텍스트 테이블 중, 어느 테이블을 이용할지를 결정하고, 결정한 테이블을 나타내는 제어 신호(CTRS)를 생성하여, 콘텍스트 제어부(103)에 출력한다.
(실시의 형태 1에 있어서의 처리 순서)
다음에, 본 실시의 형태 1에 있어서의 산술 부호화부(100)에 의한 산술 부호화 방법의 처리 순서에 대하여 설명한다.
여기에서, 도 6은, 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법의 처리 순서를 나타내는 플로우챠트이다. 본 발명에 관련된 화상 부호화 방법은, 화상 데이터의 부호화 대상 신호를 취득하는 부호화 대상 신호 취득 단계(단계 S401)와, 부호화 대상 신호를 2치화함으로써, 2치 신호를 생성하는 2치화 단계(단계 S402)와, 복수의 콘텍스트로부터, 부호화 대상 신호의 콘텍스트를 선택하는 콘텍스트 선택 단계(단계 S403)와, 콘텍스트 선택 단계에서 선택한 콘텍스트에 대응시킨 부호화 확률 정보를 이용하여, 2치 신호를 산술 부호화하는 산술 부호화 단계(단계 S404)와, 2치 신호에 의거하여, 콘텍스트 선택 단계에서 선택한 콘텍스트에 대응된 부호화 확률 정보를 갱신하는 갱신 단계(단계 S405)를 포함하고, 콘텍스트 선택 단계에서는, 부호화 대상 신호의 콘텍스트를, 다른 처리 단위 사이즈의 부호화 대상 신호와 공통으로 선택하도록 구성되어 있다.
도 7은 본 실시의 형태 1에 관련된 산술 부호화 방법의 처리 순서의 개요를 보다 상세하게 나타내는 플로우챠트이다. 또한, 도 7의 플로우챠트는, 1개의 입력 신호(부호화 대상 신호)에 대한 산술 부호화 처리를 나타내고 있다. 입력 신호(SI)는, 변환·양자화에 의해 블록별, 주파수 성분별로 생성되는 것이므로, 모든 주파수 성분에 대하여, 산술 부호화 처리를 실행함으로써, 블록 전체에 대한 산술 부호화 처리가 완료된다.
도 7에 나타내는 바와같이, 산술 부호화 처리가 개시되면, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 블록 사이즈 신호(BLKS)에 의거하여, 부호화 대상 신호의 블록 사이즈를 취득한다(단계 S110).
2치화부(101)는, 부호화 대상인 입력 신호(SI)와 신호 종별 정보(SE)를 취득하고(부호화 대상 신호 취득 단계), H. 264 규격에 따라, 입력 신호(SI)에 대하여 신호 종별 정보(SE)에 대응한 2치화를 행함으로써, 2치 신호(BIN)를 생성한다(단계 S120, 2치화 단계). 또한, 신호 종별 정보(SE)는, 2치화의 방식을 나타내는 정보를 포함하고 있다.
다음에, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 단계 S110에서 취득한 블록 사이즈와 신호 종별 정보(SE)에 의거하여, 블록 사이즈 공통의 콘텍스트를 사용할지 여부를 판단한다(단계 S130).
콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 블록 사이즈별의 콘텍스트를 사용한다고 판단한 경우(단계 S130에서 NO 분기), 심볼 발생 확률 저장부(102)의 콘텍스트 테이블 중, 블록 사이즈별의 콘텍스트가 설정된 테이블을 선택하고, 당해 테이블을 나타내는 제어 신호(CTRS)를 콘텍스트 제어부(103)에 대하여 출력한다(단계 S140).
한편, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 블록 사이즈 공통의 콘텍스트를 사용한다고 판단한 경우(단계 S130에서 YES 분기), 심볼 발생 확률 저장부(102)의 콘텍스트 테이블 중, 블록 사이즈 공통의 콘텍스트가 설정된 테이블을 선택하고, 당해 테이블을 나타내는 제어 신호(CTRS)를 콘텍스트 제어부(103)에 대하여 출력한다(단계 S150).
콘텍스트 제어부(103)는, 제어 신호(CTRS)에 의거하여, 심볼 발생 확률 저장부(102)에 저장되는 콘텍스트 테이블 중, 입력 신호(SI)에 대응하는 콘텍스트 테이블을 결정한다 (단계 S160).
콘텍스트 제어부(103)는, 선택한 콘텍스트 테이블을 참조하여, 신호 종별 정보(SE)에 의해 결정되는 조건에 의거하여, 콘텍스트(ctxldx)를 특정한다(단계 S130부터 여기까지가 콘텍스트 선택 단계에 상당, 또한, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)와 콘텍스트 제어부(103)의 당해 단계를 실행하는 부분이 콘텍스트 선택 제어부에 상당). 또한, 신호 정보 테이블 및 발생 확률 테이블을 참조하여, 콘텍스트(ctxldx)에 대응하는 심볼 발생 확률(PE)을 특정하고, 심볼 발생 확률 저장부(102)로부터 독출하여 2치 산술 부호화기(104)에 출력한다.
2치 산술 부호화기(104)는, 2치 신호에 대하여, 콘텍스트 제어부(13)에 의해 독출된 심볼 발생 확률(PE)에 의거하여 산술 부호화 처리를 행하고, 출력 신호(OB)를 생성하여 출력한다(단계 S170, 산술 부호화 단계).
콘텍스트 제어부(103)는, 2치화부(101)에 의해 생성된 2치 신호에 의거하여, 심볼 발생 확률(PE)을 갱신하는 갱신 처리를 실행한다(단계 S180, 갱신 단계).
다음에, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)의 동작(도 7의 S130∼S160에 대응)의 상세에 대하여, 도 8∼도 11을 이용하여 설명한다.
여기에서, 도 8, 도 9, 도 10A, 도 10B는, 각각, 본 실시의 형태 1에 관련된 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)의 동작의 일예를 나타내는 플로우챠트이다. 도 11의 (a)∼(c)는 각각 양자화 계수가 8×8, 16×16, 32×32인 경우의 양자화 계수의 위치 관계를 나타낸 모식도이다.
(동작예 1)
도 8에 있어서, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 우선, 신호 종별 정보(SE)에 의거하여 계수 위치를 판정하고, 부호화 대상 신호인 입력 신호(SI)의 계수 위치가, 저주파수 영역에 대응하는지, 고주파수 영역에 대응하는지를 판정한다(단계 S202).
여기에서, 상술한 바와같이, 양자화 계수는, 화상 데이터가 주파수 변환되고, 양자화되어 생성되는 신호이며, 계수 위치는, 주파수 변환되었을 때의 주파수 성분과 대응한다. 예를 들면, 저주파수 성분에 대응하는 양자화 계수는, 도 11의 (a)∼(c)에 나타내는 모식도의 좌측 상부에 위치하고, 고주파수 성분에 대응하는 양자화 계수는 우측 하부에 위치한다. 보다 구체적으로는, 계수 위치가, 예를 들면, 직교 성분을 포함하는 2×2의 계수 위치 중 어느 하나인 경우, 도 11의 (a)∼(c)에 나타내는 모식도에서는, LFR로 나타내는 계수 위치의 어느 하나인 경우, 입력 신호(SI)가 저주파수 성분의 계수라고 판정한다. 계수 위치가, 도 11의 (a)∼(c)의 LFR 이외에 나타내는 계수 위치의 어느 하나인 경우는, 입력 신호(SI)가 고주파수 성분의 계수라고 판정한다.
콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 입력 신호(SI)가 저주파수 성분에 대응하는 계수인 경우(단계 S202에서 YES 분기), 블록 사이즈별로 콘텍스트가 설정된 콘텍스트 테이블을 선택하고, 그 정보를 제어 신호(CTRS)로서 출력한다. 여기에서, 콘텍스트 테이블은, 저주파수 성분에서는, 계수 위치로 결정되는 조건별로 인덱스(ctxldx)를 설정하고 있다. 따라서, 결과적으로, 콘텍스트 제어부(103)에서는, 계수 위치와 블록 사이즈에 따라, 콘텍스트가 설정된다(단계 S203).
한편, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 입력 신호(SI)가, 고주파수 성분에 대응하는 계수인 경우(단계 S202에서 NO 분기), 부호화 대상 신호의 주위 조건을 산출한다(단계 S204). 또한, 주위 조건의 산출 방법에 대해서는, 후에 설명한다.
계속하여, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 부호화 대상 신호의 블록 사이즈가 소정 사이즈보다도 큰지 여부를 판정한다(단계 S205).
입력 신호(SI)의 블록 사이즈가 소정 사이즈, 예를 들면, 16×16보다도 작은 경우(단계 S205에서 NO 분기), 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 소블록 사이즈에서 공통의 콘텍스트 테이블을 선택하고, 그 정보를 제어 신호(CTRS)로서 출력한다. 여기에서, 콘텍스트 테이블은, 고주파수 성분에서는, 주위 조건으로 결정되는 조건별로 인덱스(ctxldx)를 설정하고 있다. 따라서, 결과적으로, 콘텍스트 제어부(103)에서는, 주위 조건에 의거하여, 소사이즈 블록에 적합한 콘텍스트의 1개가 설정된다(단계 S206).
입력 신호(SI)의 블록 사이즈가 소정 사이즈보다도 클 경우(단계 S205에서 YES 분기), 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 대블록 사이즈에서 공통의 콘텍스트 테이블을 선택하고, 그 정보를 제어 신호(CTRS)로서 출력한다. 여기에서, 콘텍스트 테이블은, 고주파수 성분에서는, 주위 조건으로 결정되는 조건별로 인덱스(ctxldx)를 설정하고 있다. 따라서, 결과적으로, 콘텍스트 제어부(103)에서는, 주위 조건에 의거하여, 대사이즈 블록에 적합한 콘텍스트의 1개가 설정된다(단계 S207).
여기에서, H. 264에서는, 양자화 계수는 4×4과 8×8밖에 규정되어 있지 않지만, 주파수 변환의 사이즈로서 16×16, 32×32, 64×64을 선택 가능하게 함으로써, 더욱 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 선택 가능한 블록 사이즈를 증가시키면, 블록 사이즈별로 콘텍스트를 설정할 경우, 콘텍스트가 지나치게 세분화되어, 각 콘텍스트의 이용 빈도가 상당히 저하된다. 이 때문에, 상기와 같은 방법으로, 블록 사이즈가 상이해도 통계적 성질이 같을 경우는, 공통의 콘텍스트를 사용하도록 구성한다. 동작예 1에서는, 구체적으로는, 예를 들면, 4×4, 8×8로 공통의 소블록 사이즈용 콘텍스트를 이용하고, 16×16, 32×32, 64×64로 공통의 대블록 사이즈용 콘텍스트를 이용하는 것과 같이, 대블록 사이즈와, 소블록 사이즈의 각각에서 콘텍스트를 공통화하므로, 화상 데이터의 특징에 맞춘 통계 정보를 이용한 산술 부호화 처리를 가능하게 하면서, 콘텍스트의 이용 빈도를 향상시켜, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기의 예에서는, 주파수 변환의 사이즈로서, 4×4, 8×8, 16×16, 32×32, 64×64을 선택 가능하게 한 예를 들었지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 4×4, 8×8, 16×16, 32×32을 선택 가능하게 한 경우 등, 선택가능한 사이즈의 설정은 임의이다.
(동작예 2)
도 9에 있어서, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 우선, 신호 종별 정보(SE)에 의거하여 계수 위치를 판정하고, 부호화 대상 신호인 입력 신호(SI)의 계수 위치가, 저주파수 영역에 대응하는지, 고주파수 영역에 대응하는지를 판정한다(단계 S202). 또한, 판정 방법은, 동작예 1과 동일하다.
콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 입력 신호(SI)가 저주파수 성분에 대응하는 계수인 경우(단계 S202에서 YES 분기), 블록 사이즈별로 상이한 콘텍스트 테이블을 선택하고, 그 정보를 제어 신호(CTRS)로서 출력한다. 여기에서, 콘텍스트 테이블은, 저주파수 성분에서는, 계수 위치로 결정되는 조건별로 인덱스(ctxldx)를 설정하고 있다. 따라서, 결과적으로, 콘텍스트 제어부(103)에서는, 계수 위치와 블록 사이즈에 따라, 콘텍스트가 설정된다(단계 S203).
한편, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 입력 신호(SI)가, 고주파수 성분에 대응하는 계수인 경우(단계 S202에서 NO 분기), 부호화 대상 신호의 주위 조건을 산출한다(단계 S204). 또한, 주위 조건의 산출 방법에 대해서는, 후에 설명한다.
계속하여, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 부호화 대상 신호의 블록 사이즈가 소정 사이즈보다도 큰지 여부를 판정한다(단계 S205).
입력 신호(SI)의 블록 사이즈가 소정 사이즈, 예를 들면, 16×16보다도 작을 경우(단계 S205에서 NO 분기), 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 블록 사이즈별로 상이한 콘텍스트 테이블을 선택하고, 그 정보를 제어 신호(CTRS)로서 출력한다. 즉, 4×4과 8×8로 상이한 콘텍스트 테이블을 선택한다. 따라서, 콘텍스트 제어부(103)에서는, 블록 사이즈별, 조건별로, 상이한 콘텍스트가 설정된다(단계 S216). 블록 사이즈가 작을 경우에는, 작은 무늬를 표현하는 등, 상이한 화상 데이터의 특징을 가지는 경우가 있으므로, 도 9와 같은 변형예를 실시함으로써, 화상 데이터의 특징에 따른 산술 부호를 더 한층 실행할 수 있게 된다.
입력 신호(SI)의 블록 사이즈가 소정 사이즈보다도 클 경우(단계 S205에서 YES 분기), 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 대블록 사이즈에서 공통의 콘텍스트 테이블을 선택하고, 그 정보를 제어 신호(CTRS)로서 출력한다. 즉, 16×16, 32×32, 64×64로, 동일한 공통의 콘텍스트 테이블을 이용한다고 결정한다. 여기에서, 콘텍스트 테이블은, 고주파수 성분에서는, 주위 조건으로 결정되는 조건별로 인덱스(ctxldx)를 설정하고 있다. 따라서, 결과적으로, 콘텍스트 제어부(103)에서는, 주위 조건에 의거하여, 대사이즈 블록용 콘텍스트의 1개가 설정된다(단계 S207).
또한, 상기의 예에서는, 주파수 변환의 사이즈로서, 4×4, 8×8, 16×16, 32×32, 64×64를 선택 가능하게 한 예를 들었지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 4×4, 8×8, 16×16, 32×32을 선택 가능하게 한 경우 등, 선택가능한 사이즈의 설정은 임의이다.
(동작예 3)
도 10A는, 도 9의 단계 S202와 단계 S205의 순서를 교체한 플로우챠트이다. 도 10A와 도 9는, 실질적으로 동일한 동작을 실현하고 있다.
도 10A에 있어서, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 우선, 부호화 대상 신호인 입력 신호(SI)의 블록 사이즈가 소정 사이즈보다도 큰지 여부를 판정한다(단계 S222, 도 9의 단계 S205에 상당). 이하, 소정 사이즈가 8×8인 경우를 상정하여 설명한다.
입력 신호(SI)의 블록 사이즈가, 소정 사이즈보다도 작을 경우(단계 S222에서 NO 분기), 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 블록 사이즈별로 상이한 콘텍스트 테이블을 선택하고, 그 정보를 제어 신호(CTRS)로서 출력한다. 또한, 본 실시의 형태 1에서는, 실시의 형태 1의 개요에 있어서 설명한 바와 같이, 소블록 사이즈의 입력 신호(SI)에 대해서는, 콘텍스트를 공통화하지 않고, 블록 사이즈별, 조건별로 상이한 콘텍스트를 설정할 경우를 상정하고 있다. 또한, 소블록 사이즈에서는, 실질적으로, 모두, 계수 위치에 따라서 콘텍스트가 결정된다. 따라서, 결과적으로, 콘텍스트 제어부(103)에서는, 계수 위치별, 블록 사이즈별로, 상이한 콘텍스트가 설정된다(단계 S223).
한편, 입력 신호(SI)의 블록 사이즈가 소정 사이즈보다도 클 경우(단계 S222에서 YES 분기), 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 부호화 대상 신호의 주위 조건을 산출한다(단계 S224). 또한, 주위 조건의 산출 방법에 대해서는, 후에 설명한다.
계속하여, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 계수 위치에 의해, 입력 신호(SI)가, 저주파수 성분에 대응하는 양자화 계수인지, 고주파수 성분에 대응하는 양자화 계수인지를 판단한다(단계 S225, 도 9의 단계 S202에 상당).
입력 신호(SI)가, 저주파수 성분에 대응하는 신호인 경우(단계 S225에서 YES 분기), 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 블록 사이즈별로 상이한 콘텍스트 테이블을 선택하고, 그 정보를 제어 신호(CTRS)로서 출력한다. 여기에서, 콘텍스트 테이블은, 저주파수 성분에서는, 계수 위치에서 결정되는 조건별로 인덱스(ctxldx)를 설정하고 있다. 따라서, 결과적으로, 콘텍스트 제어부(103)에서는, 계수 위치와 블록 사이즈에 따라, 콘텍스트가 설정된다(단계 S226).
입력 신호(SI)가, 고주파수 성분에 대응하는 신호인 경우(단계 S225에서 NO 분기), 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 대블록 사이즈에서 공통의 콘텍스트 테이블을 선택하고, 그 정보를 제어 신호(CTRS)로서 출력한다. 여기에서, 콘텍스트 테이블은, 고주파수 성분에서는, 주위 조건으로 결정되는 조건별로 인덱스(ctxldx)를 설정하고 있다. 따라서, 결과적으로, 콘텍스트 제어부(103)에서는, 주위 조건에 의거하여, 대사이즈 블록용 콘텍스트의 1개가 설정된다(단계 S227).
또한, 상기의 예에서는, 주파수 변환의 사이즈로서, 4×4, 8×8, 16×16, 32×32, 64×64를 선택 가능하게 한 예를 들었지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 4×4, 8×8, 16×16, 32×32을 선택 가능하게 한 경우 등, 선택가능한 사이즈의 설정은 임의이다.
(동작예 4)
도 10B는, 대블록 사이즈의 입력 신호(SI)에 대하여, 저주파수 성분인지 고주파수 성분인지에 상관없이, 공통의 콘텍스트를 이용하도록 구성한 경우의 플로우챠트를 나타내고 있다.
도 10B에 있어서, 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 우선, 부호화 대상 신호인 입력 신호(SI)의 블록 사이즈가 소정 사이즈보다도 큰 지 여부를 판정한다(단계 S222, 도 9의 단계 S205에 상당). 이하, 소정 사이즈가 8×8인 경우를 상정하여 설명한다.
입력 신호(SI)의 블록 사이즈가, 소정 사이즈보다도 작은 경우(단계 S222에서 NO 분기), 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 블록 사이즈별로 상이한 콘텍스트 테이블을 선택하고, 그 정보를 제어 신호(CTRS)로서 출력한다. 여기에서는, 동작예 3과 마찬가지로, 소블록 사이즈의 입력 신호(SI)에 대하여, 콘텍스트를 공통화하지 않고, 블록 사이즈별, 조건별로 상이한 콘텍스트를 설정하는 경우를 상정하고 있다. 또한, 소블록 사이즈에서는, 실질적으로, 모두, 계수 위치에 따라서 콘텍스트가 결정된다. 따라서, 결과적으로, 콘텍스트 제어부(103)에서는, 계수 위치별, 블록 사이즈별로, 상이한 콘텍스트가 설정된다(단계 S233).
한편, 입력 신호(SI)의 블록 사이즈가 소정 사이즈보다도 클 경우(단계 S222에서 YES 분기), 콘텍스트 블록 구분 제어부(105)는, 대블록 사이즈에서 공통의 콘텍스트 테이블을 선택하고, 그 정보를 제어 신호(CTRS)로서 출력한다. 여기에서, 콘텍스트 테이블은, 저주파수 성분에서는, 계수 위치로 결정되는 조건별로, 고주파수 성분에서는, 주위 조건으로 결정되는 조건별로, 인덱스(ctxldx)를 설정하고 있다. 따라서, 결과적으로, 콘텍스트 제어부(103)에서는, 계수 위치 또는 주위 조건에 의거하여, 대사이즈 블록에 적합한 콘텍스트의 1개가 설정된다(단계 S234).
또한, 동작예 4에서는, 상술한 바와같이, 대블록 사이즈(동작예 4에서는, 8×8보다 클 경우, 예를 들면, 16×16, 32×32, 64×64 등) 만에서 공용이다. 즉, 소블록 사이즈에서는, 블록 사이즈별로 콘텍스트를 선택한다. 이에 따라, 비교적 변화가 심한 소블록 사이즈에서는, 화상 데이터의 특징에 따라, 콘텍스트를 선택가능해진다. 또한, 비교적 변화가 적은 대사이즈 블록에서는, 공용화함으로써, 심볼 발생 확률의 갱신 빈도를 증가시킬 수 있고, 이에 따라, 부호화 효율의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 상기의 예에서는, 주파수 변환의 사이즈로서, 4×4, 8×8, 16×16, 32×32, 64×64을 선택 가능하게 한 예를 들었지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 4×4, 8×8, 16×16, 32×32을 선택 가능하게 한 경우 등, 선택가능한 사이즈의 설정은 임의이다.
(주위 조건의 산출)
도 11에 의거하여, 구체적으로 설명한다.
도 11의 (a)∼(c)의 도면 상, 좌측 상부의 4×4의 영역(LFR)은, 저주파수 성분의 신호에 대응하는 저주파수 영역이며, 상술한 동작예 1∼3에 있어서, 블록 사이즈별의 콘텍스트 테이블이 선택된다. 여기서 선택되는 콘텍스트 테이블에서는, 콘텍스트를 나타내는 인덱스(ctxldx)가, 계수 위치로 결정되는 조건별로 설정되어 있고, 블록 사이즈와 계수 위치에 따라서 콘텍스트가 결정된다.
한편, 그 이외의 영역은, 고주파수 성분의 신호에 대응하는 고주파수 영역이다. 여기에서, 고주파수 영역은, 또한, 상단 부분의 부분 영역(TOP)(우측 상부로부터 좌측 하부 방향의 사선으로 둘러싸여진 부분), 좌단 부분의 부분 영역(LEFT)(좌측 상부로부터 우측 하부 방향의 사선으로 둘러싸여진 부분), 그 외의 부분 영역(HFR)(크로스의 사선으로 둘러싸여진 부분)으로 나눈다.
주위 조건은, 이 3개의 부분 영역으로 나누어 산출한다.
우선, 부분 영역(TOP)에 있어서의 주위 조건의 산출에 대하여 설명한다. 부분 영역(TOP)에서는, 도 11의 (d)의 X로 표시되는 계수 위치에 대응하는 주위 조건은, 인접하는 계수 위치(a∼d)의 양자화 계수 중, 비제로 계수의 양자화 계수의 수에 의해 결정된다. 이 경우, 주위 조건의 값은 0∼4의 5종류가 된다. 여기에서, 콘텍스트는, 5종류의 주위 조건의 각각에 별개로 설정해도 되고, 예를 들면, (0), (1, 2), (3, 4)의 3개의 그룹으로 나누고, 그룹별로 3개의 콘텍스트를 설정해도 된다. 또한, 그룹 나눔에 대해서는, 별도의 조합으로 해도 되고, 그룹수에 대해서도 임의이다.
다음에, 부분 영역(LEFT)에 있어서의 주위 조건의 산출에 대하여 설명한다. 부분 영역(LEFT)에서는, 도 11의 (e)의 X로 표시되는 계수 위치에 대응하는 주위 조건은, 인접하는 계수 위치(e∼f)의 양자화 계수 중, 비제로 계수의 양자화 계수의 수에 따라 결정된다. 이 경우, 주위 조건의 값은 0∼4의 5종류로 된다. 부분 영역(TOP)의 경우와 마찬가지로, 콘텍스트는, 5종류의 주위 조건의 각각에 별개로 설정해도 되고, (0), (1, 2), (3, 4)의 3개의 그룹으로 나누고, 그룹별로 3개의 콘텍스트를 설정해도 된다. 또한, 그룹 나눔에 대해서는, 별도의 조합으로 해도 되고, 그룹수에 대해서도 임의이다.
계속하여, 부분 영역(HFR)에 있어서의 주위 조건의 산출에 대하여 설명한다. 부분 영역(HFR)에서는, 도 11의 (f)의 X로 표시되는 계수 위치에 대응하는 주위 조건은, 인접하는 계수 위치(i∼s)의 양자화 계수 중, 비제로 계수의 양자화 계수의 수에 따라 결정된다. 이 경우, 주위 조건의 값은 0∼11의 12종류가 된다. 부분 영역(TOP) 및 부분 영역(LEFT)의 경우와 마찬가지로, 콘텍스트는, 12종류의 주위 조건의 각각에 별개로 설정해도 되고, (0), (1, 2), (3, 4) (5, 6), (7, 8, 9, 10, 11)의 5개의 그룹으로 나누고, 그룹별로 5개의 콘텍스트를 설정해도 된다. 또한, 그룹 나눔에 대해서는, 별도의 조합으로 해도 되고, 그룹수에 대해서도 임의이다.
상술한 방법에 의해 산출되는 주위 조건은, 인접하는 계수 위치의 비제로 계수의 수로 공통하여 표시되므로, 블록 사이즈에 의존하지 않고, 상이한 블록 사이즈여도, 바르게 통계 정보를 취득할 수 있다. 이 때문에, 콘텍스트를 블록 사이즈에 상관없이 공통화할 수 있어, 적은 콘텍스트의 수로, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 여기에서의 콘텍스트의 조합의 정보를, 비트 스트림의 선두(스트림 헤더)에 기록해도 된다. 이와같이 함으로써, 화상의 특징에 의해, 콘텍스트의 조합을 바꿀 수 있고, 부호화 효율을 더욱 향상시키는 것을 기대할 수 있다.
또한, 블록 사이즈가 상이한 경우에 동일한 콘텍스트를 이용할지 여부를 나타내는 정보를, 비트 스트림의 선두(스트림 헤더)에 기록해도 된다. 이렇게 함으로써, 화상 데이터의 특징에 의해, 콘텍스트의 조합을 바꿀 수 있고, 부호화 효율을 더욱 향상시키는 것을 기대할 수 있다.
또한, 상기 헤더에 기록하는 단위는, 슬라이스, 픽처에 대응하는 단위로 해도 된다. 이 경우, 스트림 단위로 기록하는 경우와 비교해, 보다 세세하게 제어할 수 있으므로, 부호화 효율의 향상을 더욱 기대할 수 있다.
(콘텍스트 블록 구분 제어부의 변형예)
본 실시의 형태 1에서는, 소블록 사이즈 및 대블록 사이즈의 저주파수 성분의 입력 신호(SI)에 대해서는, 상이한 콘텍스트를 설정하고, 대블록 사이즈의 고주파수 성분의 입력 신호(SI)에 대해서는, 콘텍스트를 공통화하는 경우에 대하여 설명했는데, 대블록 사이즈의 경우에, 화상 데이터를, 동일 사이즈의 서브 블록(소블록 사이즈)으로 분할하고(분할 단계에 상당), 서브 블록의 각각에 대하여, 당해 소블록 사이즈의 콘텍스트 테이블을 설정하도록 구성해도 된다. 즉, 서브 블록과, 당해 서브 블록과 동일한 사이즈의 소블록 사이즈에서, 콘텍스트가 공통화된다.
보다 구체적으로는, 예를 들면, 16×16의 대블록 사이즈를, 16개의 4×4의 서브 블록으로 분할하고, 4×4의 소블록 사이즈에서 이용되는 콘텍스트를, 각각의 서브 블록의 산술 부호화 처리에 적용한다.
이 경우, 2치화부(101)는, 서브 블록마다 2치화 처리를 실행하여 2치 신호를 생성하고, 2치 산술 부호화기(104)는, 서브 블록의 2치 신호에 대하여, 산술 부호화 처리를 행한다.
이와 같이 구성하면, 대블록 사이즈에 대하여, 소블록 사이즈와 동일한 콘텍스트 테이블을 이용할 수 있고, 결과적으로, 대블록 사이즈와 소블록 사이즈의 사이에서, 콘텍스트를 공통화할 수 있다.
(화상 부호화 장치의 전체 구성)
상술한 본 실시의 형태 1에 관련된 산술 부호화부(100)는, 화상 데이터를 압축 부호화하는 화상 부호화 장치에 구비된다.
화상 부호화 장치(200)는, 화상 데이터를 압축 부호화한다. 예를 들면, 화상 부호화 장치(200)에는, 화상 데이터가 블록마다 입력 신호로서 입력된다. 화상 부호화 장치(200)는, 입력된 입력 신호에 대하여, 변환, 양자화 및 가변 길이 부호화를 행함으로써, 부호화 신호를 생성한다.
여기에서, 도 12는, 본 실시의 형태 1에 관련된 산술 부호화부(100)를 구비하는 화상 부호화 장치(200)의 구성의 일예를 나타내는 블록도이다. 도 12에 도시하는 바와같이, 화상 부호화 장치(200)는, 감산기(205)와, 변환·양자화부(210)와, 엔트로피 부호화부(220)(도 3의 산술 부호화부(100)에 상당)와, 역양자화·역변환부(230)와, 가산기(235)와, 디블로킹 필터(240)와, 메모리(250)와, 인트라 예측부(260)와, 움직임 검출부(270)와, 움직임 보상부(280)와, 인트라/인터 전환 스위치(290)를 구비한다.
화상 부호화 장치(200)에는, 화상 데이터가 블록마다 입력 신호로서 입력된다.
감산기(205)는, 입력 신호와 예측 신호의 차분, 즉, 예측 오차를 산출한다.
변환·양자화부(210)는, 공간 영역의 예측 오차를 변환함으로써, 주파수 영역의 변환 계수를 생성한다. 예를 들면, 변환·양자화부(210)는, 예측 오차에 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환을 행함으로써, 변환 계수를 생성한다. 또한, 변환·양자화부(210)는, 변환 계수를 양자화함으로써, 양자화 계수를 생성한다 (주파수 변환 단계에 상당).
엔트로피 부호화부(220)는, 상술한 도 3에 도시하는 산술 부호화부(100)로 구성되고, 양자화 계수를 가변 길이 부호화함으로써, 부호화 신호를 생성한다. 또한, 엔트로피 부호화부(220)는, 움직임 검출부(270)에 의해 검출된 움직임 데이터(예를 들면, 움직임 벡터)를 부호화하고, 부호화 신호에 포함시켜서 출력한다. 보다 구체적으로는, 엔트로피 부호화부(220)를 구성하는 산술 부호화부(100)는, 입력 신호(SI)로서 양자화 계수를 접수하고, 양자화 계수를 2치화 및 산술 부호화한다. 또한, 신호 종별 정보(SE)는, 양자화 계수의 계수 위치에 추가하여, 도 12에 도시하는 움직임 데이터나, 후술하는 인트라 예측부(260)가 이용한 인트라 예측 방향 등을 나타내는 정보이다.
역양자화·역변환부(230)는, 변환·양자화부(210)로부터 출력된 양자화 계수를 역양자화함으로써, 변환 계수를 복원한다. 또한, 역양자화·역변환부(230)는, 복원한 변환 계수를 역변환함으로써, 예측 오차를 복원한다. 또한, 복원된 예측 오차는, 양자화에 의해 정보가 소실되어 있으므로, 감산기(205)가 생성하는 예측 오차와는 일치하지 않는다. 즉, 복원된 예측 오차는, 양자화 오차를 포함하고 있다.
가산기(235)는, 복원된 예측 오차와 예측 신호를 가산함으로써, 로컬 복호 화상을 생성한다.
디블로킹 필터(240)는, 생성된 로컬 복호 화상에 디블로킹 필터 처리를 행한다.
메모리(250)는, 움직임 보상에 이용되는 참조 화상을 저장하기 위한 메모리이다. 구체적으로는, 메모리(250)는, 디블로킹 필터 처리가 실시된 로컬 복호 화상을 저장한다.
인트라 예측부(260)는, 인트라 예측을 행함으로써, 예측 신호(인트라 예측 신호)를 생성한다. 구체적으로, 인트라 예측부(260)는, 가산기(235)에 의해 생성된 로컬 복호 화상에 있어서의, 부호화 대상 블록(입력 신호)의 주위의 화상을 참조하여 인트라 예측을 행함으로써, 인트라 예측 신호를 생성한다.
움직임 검출부(270)는, 입력 신호와, 메모리(250)에 저장된 참조 화상의 사이의 움직임 데이터(예를 들면, 움직임 벡터)를 검출한다.
움직임 보상부(280)는, 검출된 움직임 데이터에 의거하여 움직임 보상을 행함으로써, 예측 신호(인터 예측 신호)를 생성한다.
인트라/인터 전환 스위치(290)는, 인트라 예측 신호 및 인터 예측 신호 중 어느 하나를 선택하고, 선택한 신호를 예측 신호로서 감산기(205) 및 가산기(235)에 출력한다.
이상의 구성에 의해, 본 실시의 형태 1에 관련된 화상 부호화 장치(200)는, 화상 데이터를 압축 부호화한다.
본 실시의 형태 1에 관련된 화상 부호화 장치 및 화상 부호화 방법에서는, 산술 부호화부(100)를, 블록 사이즈가 상이한 경우라도, 동일한 통계적 성질의 화상 데이터에 대해서는, 동일한 콘텍스트를 적용하도록 구성했으므로, 콘텍스트의 수를 삭감하여 메모리 사이를 축소할 수 있다. 또한, 일반적으로, 16×16 이상의 대블록 사이즈의 발생 빈도는, 4×4나 8×8 등의 소블록 사이즈의 발생 빈도보다 적다. 이 때문에, 발생 빈도가 적은 대블록 사이즈에서 콘텍스트를 공통으로 이용함으로써, 심볼 발생 확률(PE)의 정밀도가 낮은 구분에 대한 정밀도 향상을 도모할 수 있다. 즉, 심볼 발생 확률(PE) 전체에서, 보다 적절하게 통계 정보를 반영시킬 수 있으므로, 부호화 효율을 높일 수 있다.
(실시의 형태 2)
본 발명에 관련된 화상 복호 방법 및 화상 복호 장치의 실시의 형태 2에 대하여, 도 13∼도 16을 기초로 설명한다.
본 발명에 관련된 화상 복호 방법은, 부호화 화상 데이터의 복호 대상 신호에 대하여, 가변 길이 복호(예를 들면, 엔트로피 복호), 역양자화·역변환, 예측 등으로 구성되는 복호 처리 중, 특히, 엔트로피 복호의 일예로서의 산술 복호 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 화상 복호 장치는, 상기 산술 복호 방법을 실행하는 산술 복호부(엔트로피 복호부), 변환·양자화부, 예측부를 구비하여 구성되어 있다. 또한, 화상 복호 장치의 전체 구성에 대해서는, 후에 상술한다.
(실시의 형태 2의 개요)
우선, 본 실시의 형태 2에 있어서의 산술 복호 방법 및 산술 복호부의 개요에 대하여 설명한다. 또한, 여기에서는, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 변환·양자화에 의해 생성된 주파수 성분별의 양자화 계수가 제로인지, 비제로인지를 나타내는 신호가, 입력 스트림(IS)으로서 산술 복호부에 입력되는 경우에 대하여 설명한다.
본 실시의 형태 2에서는, 실시의 형태 1에서 설명한 바와같이, 대블록 사이즈의 고주파수 성분의 입력 스트림(IS)에 대해서는, 통계적 성질이 같아지므로, 블록 사이즈가 상이해도, 동일한 조건으로 설정되는 콘텍스트를, 일부 또는 전부 공통화하고, 대블록 사이즈의 저주파수 성분의 입력 스트림(IS) 및 소블록 사이즈의 입력 스트림(IS)에 대해서는, 조건이 같아도, 콘텍스트를 공통화하지 않고, 블록 사이즈별, 조건별로 상이한 콘텍스트를 설정한다.
이에 따라, 실시의 형태 1에 의해 부호화 효율을 향상시킨 부호화 화상 데이터를 적절하게 복호할 수 있다.
또한, 실시의 형태 1에 있어서, 대블록 사이즈의 입력 스트림(IS)에 대하여, 저주파수 성분인지 고주파수 성분인지에 상관없이, 공통의 콘텍스트를 이용하도록 구성한 경우는, 본 실시의 형태 2에 있어서의 화상 복호 방법 및 화상 복호 장치에 있어서도, 대블록 사이즈의 입력 스트림(IS)에 대하여, 공통의 콘텍스트를 이용하도록 구성해도 된다. 콘텍스트를 공통화하는 대상의 선택 방법은, 실시의 형태 1에 있어서의 화상 부호화 방법 및 화상 부호화 장치에 있어서의 선택 방법에 따라서 설정하는 것이 바람직하다.
(실시의 형태 2에 있어서의 산술 복호부의 구성)
다음에, 본 실시의 형태 2의 산술 복호 방법을 행하는 산술 복호부의 구성에 대하여 설명한다.
여기에서, 도 13은, 본 실시의 형태 2에 있어서의 산술 복호부(300)의 구성의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 13에 도시하는 바와같이, 산술 복호부(300)는, 2치 산술 복호기(301)와, 심볼 발생 확률 저장부(302)와, 콘텍스트 제어부(303)와, 다치화부(304)와, 콘텍스트 블록 구분 제어부(305)를 구비한다.
산술 복호부(300)는, 부호화 화상 데이터의 복호 대상 신호인 입력 스트림(IS)에 대하여, 산술 복호 처리를 실행함으로써, 부호화 화상 데이터를 복원하여 출력한다. 산술 복호부(300)에는, 본 실시의 형태 2에서는, 입력 스트림(IS)과, 입력 스트림(IS)의 종별을 나타내는 신호 종별 정보(SE)와, 입력 스트림(IS)의 블록 사이즈를 나타내는 블록 사이즈 신호(BLKS)가 입력된다.
본 실시의 형태 2의 입력 스트림(IS)은, 본 실시의 형태 1의 산술 부호화부(100)로부터 출력되는 신호(OB)인 경우를 상정하고 있다.
또한, 신호 종별 정보(SE)는, 부호화 화상 데이터의 복호 대상 신호인 입력 스트림(IS)의 성질을 나타내는 정보이다. 구체적으로는, 본 실시의 형태 2의 신호 종별 정보(SE)는, 실시의 형태 1에 관련된 신호 종별 정보(SE)와 동일하고, 여기에서는, 계수 위치 및 주위 조건인 경우를 상정하여 설명한다. 또한, 신호 종별 정보(SE)는, 움직임 데이터나, 후술하는 도 16에 나타내는 화상 복호 장치(400)의 인트라 예측부(450)가 이용하는 인트라 예측 방향 등을 나타내는 정보여도 된다.
또한, 본 실시의 형태 2에서는, 본 실시의 형태 1과 마찬가지로, 블록 사이즈에 따른 콘텍스트를 설정하는 것을 상정하고 있으므로, 블록 사이즈 신호(BLKS)를 접수하는 구성으로 하고 있는데, 화상 데이터의 다른 특징에 따라서 콘텍스트를 설정할 경우에는, 당해 블록 사이즈 신호(BLKS)를 이용하지 않는 구성으로 해도 된다.
2치 산술 복호기(301)는, 입력 스트림(IS)에 대하여, 후술하는 콘텍스트 제어부(303)에 의해 심볼 발생 확률 저장부(302)로부터 독출된, 복호 확률 정보인 심볼 발생 확률(PE)를 이용하여, 산술 복호 처리를 행하고, 2치 신호(OBIN)를 생성한다.
심볼 발생 확률 저장부(302)는, 불휘발성 메모리 등으로 구성되는 기억부이며, 신호 정보 테이블, 및, 복수의 콘텍스트 테이블을 기억하고 있다. 심볼 발생 확률 저장부(102)는 도시하지 않지만, 확률 정보(pStateldx)에 대응하는 심볼 발생 확률(PE)의 값을 나타내는 발생 확률 테이블을 더 보유하고 있다.
신호 정보 테이블은, 도 4에 도시하는 종래의 신호 정보 테이블과 동일하고, 인덱스(ctxldx), 발생 확률(pStateldx), 심볼(valMPS)이 대응되어 기억되어 있다. 또한, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 신호 정보 테이블로서, 콘텍스트(ctxldx)와 심볼 발생 확률(PE)의 값을 직접 대응시킨 테이블을 이용해도 된다.
콘텍스트 테이블은, 본 실시의 형태 1과 마찬가지로, 조건에 따라서 콘텍스트(ctxlds)를 설정한 복수의 테이블로 구성된다. 콘텍스트 테이블의 상세는, 실시의 형태 1과 동일하다.
콘텍스트 제어부(303)는, 2치 산술 복호기(301)에서 이용하는 심볼 발생 확률(PE)을 특정하는 콘텍스트 제어 처리와, 심볼 발생 확률 저장부(302)의 심볼 발생 확률(PE)을 갱신하는 갱신 처리를 실행한다.
콘텍스트 제어부(303)에 의한 콘텍스트 제어 처리에 대하여 설명한다. 콘텍스트 제어부(303)는, 후술하는 콘텍스트 블록 구분 제어부(305)로부터 출력되는 제어 신호(CTRS)를 취득하고, 심볼 발생 확률 저장부(302)의 콘텍스트 테이블 중, 어느 테이블을 이용할지를 취득한다. 또한, 콘텍스트 제어부(303)는, 심볼 발생 확률 저장부(302)의 특정된 테이블을 참조하여, 신호 종별 정보(SE)에 의해 특정되는 조건에 대응하는 콘텍스트(ctxldx)를 특정한다.
계속하여, 콘텍스트 제어부(303)는, 신호 정보 테이블을 참조하여, 인덱스(ctxldx)에 대응하는 발생 확률(pStateldx)을 취득한다. 콘텍스트 제어부(303)는, 발생 확률(pStateldx)에 의거하여, 심볼 발생 확률 저장부(302)에 저장되어 있는 발생 확률 테이블로부터, 2치 산술 복호기(301)에서 이용하는 심볼 발생 확률(PE)을 특정한다. 또한, 콘텍스트 제어부(303)는, 특정한 심볼 발생 확률(PE)을, 심볼 발생 확률 저장부(302)로부터 2치 산술 복호기(301)에 출력시킨다.
계속하여, 콘텍스트 제어부(303)에 의한 갱신 처리에 대하여 설명한다. 콘텍스트 제어부(303)에 의한 갱신 처리는, H. 264 규격에 의거하여 행한다. 구체적으로는, 콘텍스트 제어부(303)는, 입력 스트림(IS)에 의거하여, 새로운 심볼 발생 확률(PE)과 심볼(valMPS)을 도출한다. 콘텍스트 제어부(303)는, 심볼 발생 확률 저장부(302)에 기억된 신호 정보 테이블에 있어서, 콘텍스트 제어 처리로 특정한 콘텍스트(ctxldx)에 대응하는 발생 확률(pStateldx)의 값을, 새로운 심볼 발생 확률(PE)에 대응하는 값으로 치환한다.
다치화부(304)는, 2치 산술 복호기(301)에 의해 생성된 2치 신호(OBIN)를 다치화함으로써, 화상 데이터를 복원한다. 또한, 다치화의 방식은, 신호 종별 정보(SE)에 의거하여 결정된다.
콘텍스트 블록 구분 제어부(305)는, 본 실시의 형태 2에서는, 본 실시의 형태 1과 마찬가지로, 블록 사이즈 신호(BLKS) 및 신호 종별 정보(SE)에 의거하여, 심볼 발생 확률 저장부(302)의 콘텍스트 테이블 중, 어느 테이블을 이용할지를 결정하고, 결정한 테이블을 나타내는 제어 신호(CTRS)를 생성하여, 콘텍스트 제어부(103)에 출력한다.
(실시의 형태 2에 있어서의 처리 순서)
다음에, 본 실시의 형태 2에 있어서의 산술 복호부(300)에 의한 산술 복호 방법의 처리 순서에 대하여 설명한다.
여기에서, 도 14는, 본 발명에 관련된 화상 복호 방법의 처리 순서를 나타내는 플로우 챠트이다. 본 발명에 관련된 화상 복호 방법은, 부호화 화상 데이터의 복호 대상 신호를 취득하는 복호 대상 신호 취득 단계(단계 S501)와, 복수의 콘텍스트로부터, 복호 대상 신호의 콘텍스트를 선택하는 콘텍스트 선택 단계(단계 S502)와, 콘텍스트 선택 단계에서 선택한 콘텍스트에 대응된 복호 확률 정보를 이용하여, 복호 대상 신호를 산술 복호함으로써, 2치 신호를 생성하는 산술 복호 단계(단계S503)와, 2치 신호를 다치화함으로써, 화상 데이터를 복원하는 다치화 단계(단계 S504)와, 2치 신호에 의거하여, 콘텍스트 선택 단계에서 선택한 콘텍스트에 대응된 복호 확률 정보를 갱신하는 갱신 단계(단계 S505)를 포함하고, 콘텍스트 선택 단계에서는, 복호 대상 신호의 콘텍스트를, 상이한 처리 단위 사이즈의 복호 대상 신호와 공통으로 선택하도록 구성되어 있다.
도 15는, 본 실시의 형태 2에 관련된 산술 복호 방법의 처리 순서의 개요를 보다 상세하게 나타내는 플로우 챠트이다. 또한, 도 15의 플로우 챠트는, 1개의 입력 스트림(SI)(복호 대상 신호)에 대한 산술 복호 처리를 나타내고 있다.
도 15에 도시하는 바와같이, 산술 복호 처리가 개시되면, 콘텍스트 블록 구분 제어부(305)는, 블록 사이즈 신호(BLKS)에 의거하여, 복호 대상 신호의 블록 사이즈를 취득한다(단계 S301).
다음에, 콘텍스트 블록 구분 제어부(305)는, 단계 S301에서 취득한 블록 사이즈와, 신호 종별 정보(SE)에 의거하여, 블록 사이즈 공통의 콘텍스트를 사용할지 여부를 판단한다(단계 S302).
콘텍스트 블록 구분 제어부(305)는, 블록 사이즈별 콘텍스트를 사용한다고 판단한 경우(단계 S302에서 NO 분기), 블록 사이즈별 콘텍스트가 설정된 테이블을 선택하고, 당해 테이블을 나타내는 제어 신호(CTRS)를 콘텍스트 제어부(303)에 대하여 출력한다(단계 S303).
한편, 콘텍스트 블록 구분 제어부(305)는, 블록 사이즈 공통의 콘텍스트를 사용한다고 판단한 경우(단계 S302에서 YES 분기), 심볼 발생 확률 저장부(102)의 콘텍스트 테이블 중, 블록 사이즈 공통의 콘텍스트가 설정된 테이블을 선택하고, 당해 테이블을 나타내는 제어 신호(CTRS)를, 콘텍스트 제어부(303)에 대하여 출력한다(단계 S304).
또한, 콘텍스트 블록 구분 제어부(305)의 상세 동작은, 실시의 형태 1의 동작예 1∼3과 동일하다.
콘텍스트 제어부(303)는, 제어 신호(CTRS)에 의거하여, 심볼 발생 확률 저장부(302)에 저장되는 콘텍스트 테이블 중, 입력 스트림(IS)에 대응하는 콘텍스트 테이블을 결정한다(단계 S305).
콘텍스트 제어부(303)는, 선택한 콘텍스트 테이블을 참조하고, 신호 종별 정보(SE)에 의해 결정되는 조건에 의거하여, 콘텍스트(ctxldx)를 특정한다(단계 S302부터 여기까지가 콘텍스트 선택 단계에 상당, 또한, 콘텍스트 블록 구분 제어부(305)와 콘텍스트 제어부(303)의 당해 단계를 실행하는 부분이 콘텍스트 선택 제어부에 상당). 또한, 신호 정보 테이블 및 발생 확률 테이블을 참조하여, 콘텍스트(ctxldx)에 대응하는 심볼 발생 확률(PE)을 특정하고, 심볼 발생 확률 저장부(302)로부터 독출하여, 2치 산술 복호기(301)에 출력한다.
2치 산술 디코더(301)는, 입력 스트림(IS)의 복호 대상 신호를 취득하고(복호 대상 신호 취득 단계), 콘텍스트 제어부(303)에 의해 특정된 심볼 발생 확률(PE)(복호 확률 정보)을 취득한다. 2치 산술 복호기(301)는, H. 264 규격에 따라, 취득한 심볼 발생 확률(PE)(복호 확률 정보)을 이용하여, 복호 대상 신호에 대하여, 산술 복호 처리를 실행함으로써, 출력 2치 신호(OBIN)를 생성한다(단계 S306, 산술 복호 단계).
콘텍스트 제어부(303)는, 2치 산술 복호기(301)에 의해 생성된 2치 신호(OBIN)에 의거하여, 심볼 발생 확률(PE)을 갱신하는 갱신 처리를 실행한다(단계 S307, 갱신 단계). 갱신 처리의 실행 순서는, 실시의 형태 1에 있어서의 갱신 처리와 동일하다.
다치화부(304)는, 2치 신호(OBIN)를 다치화함으로써, 화상 데이터를 복원한다(단계 S308, 다치화 단계).
(콘텍스트 블록 구분 제어부의 변형예)
예를 들면, 실시의 형태 1의 산술 부호화 방법 및 산술 부호화 장치에 있어서, 대블록 사이즈를, 동일 사이즈의 서브 블록(소블록 사이즈)으로 분할하고, 서브 블록의 각각에 대하여, 당해 소블록 사이즈의 콘텍스트를 이용하도록 구성한 경우는, 본 실시의 형태 2의 산술 복호 방법 및 산술 복호 장치에 있어서도, 대블록 사이즈를, 동일 사이즈의 서브 블록(소블록 사이즈)으로 분할하고, 서브 블록의 각각에 대하여, 당해 소블록 사이즈의 콘텍스트를 이용하도록 구성하는 것이 적합하다.
보다 구체적으로는, 예를 들면, 산술 부호화 장치에 있어서, 16×16의 대블록 사이즈를 16개의 4×4의 서브 블록으로 분할하여 산술 부호화 처리를 실행한 경우는, 4×4의 소블록 사이즈에 이용되는 콘텍스트를, 각각의 서브 블록의 산술 복호 처리에 적용한다.
이 경우, 산술 복호부(300)는, 서브 블록마다 산술 복호 처리를 실행하고, 복수의 서브 블록을 대블록 사이즈로 복원하여, 역양자화·역변환부(420)에 출력한다.
이와 같이 구성하면, 대블록 사이즈에 대하여, 소블록 사이즈와 동일한 콘텍스트 테이블을 이용할 수 있고, 결과적으로, 대블록 사이즈와 소블록 사이즈의 사이에, 콘텍스트를 공통화할 수 있다.
(화상 복호 장치의 전체 구성)
상술한 본 실시의 형태 2에 관련된 산술 복호부(300)는, 압축 부호화된 부호화 화상 데이터를 복호하는 화상 복호 장치에 구비된다.
화상 복호 장치(400)는, 압축 부호화된 부호화 화상 데이터를 복호한다. 예를 들면, 화상 복호 장치(400)에는, 부호화 화상 데이터가 블록마다 복호 대상 신호로서 입력된다. 화상 복호 장치(400)는, 입력된 복호 대상 신호에 대하여, 가변 길이 복호, 역양자화 및 역변환을 행함으로써, 화상 데이터를 복원한다.
여기에서, 도 16은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관련된 화상 복호 장치(400)의 구성의 일예를 나타내는 블록도이다. 도 16에 도시하는 바와같이, 화상 복호 장치(400)는, 엔트로피 복호부(410)와, 역양자화·역변환부(420)와, 가산기(425)와, 디블록킹 필터(430)와, 메모리(440)와, 인트라 예측부(450)와, 움직임 보상부(460)와, 인트라/인터 전환 스위치(470)를 구비한다.
화상 복호 장치(400)에는, 부호화 화상 데이터가 블록마다 입력 신호(입력 스트림(IS))로서 입력된다.
엔트로피 복호부(410)는, 상술한 도 13에 나타내는 산술 복호부(300)로 구성되고, 입력 신호(입력 스트림(IS))를 산술 복호 및 다치화함으로써 가변 길이 복호를 행하여, 양자화 계수를 복원한다. 또한, 여기에서, 입력 신호(입력 스트림(IS))는, 복호 대상 신호이며, 부호화 화상 데이터의 블록마다의 데이터에 상당한다. 또한, 엔트로피 복호부(410)는, 입력 신호로부터 움직임 데이터를 취득하고, 취득한 움직임 데이터를 움직임 보상부(460)에 출력한다.
역양자화·역변환부(420)는, 엔트로피 복호부(410)에 의해 복원된 양자화 계수를 역양자화함으로써, 변환 계수를 복원한다. 또한, 역양자화·역변환부(420)는, 복원한 변환 계수를 역변환함으로써, 예측 오차를 복원하여, 가산기(425)에 출력한다.
가산기(425)는, 역양자화·역변환부(420)에 의해 복원된 예측 오차와, 후술하는 예측 신호를 가산함으로써, 복호 화상을 생성하여, 디블로킹 필터(430)와 인트라 예측부(450)에 출력한다.
디블로킹 필터(430)는, 가산기(425)에 의해 생성된 복호 화상에 대하여, 디블로킹 필터 처리를 행한다. 디블로킹 필터 처리된 복호 화상은, 복호 신호로서 출력된다.
메모리(440)는, 움직임 보상에 이용되는 참조 화상을 저장하기 위한 메모리이다. 구체적으로는, 메모리(440)는, 디블로킹 필터 처리가 실시된 복호 화상을 저장한다.
인트라 예측부(450)는, 인트라 예측을 행함으로써, 예측 신호(인트라 예측 신호)를 생성한다. 구체적으로는, 인트라 예측부(450)는, 가산기(425)에 의해 생성된 복호 화상에 있어서의, 복호 대상 블록(입력 신호) 주위의 화상을 참조하여 인트라 예측을 행함으로써, 인트라 예측 신호를 생성한다.
움직임 보상부(460)는, 엔트로피 복호부(410)로부터 출력된 움직임 데이터에 의거하여 움직임 보상을 행함으로써, 예측 신호(인터 예측 신호)를 생성한다.
인트라/인터 전환 스위치(470)는, 인트라 예측 신호 및 인터 예측 신호 중 어느 하나를 선택하고, 선택한 신호를 예측 신호로서 가산기(425)에 출력한다.
이상의 구성에 의해, 본 실시의 형태 2에 관련된 화상 복호 장치(400)는, 압축 부호화된 부호화 화상 데이터를 복호한다.
또한, 실시의 형태 1에 있어서, 출력 신호(OB)의 비트 스트림의 선두(스트림 헤더)에, 블록 사이즈가 상이해도 공통의 콘텍스트를 이용할지 여부를 나타내는 정보를 기록하도록 구성하고, 본 실시의 형태 2에 있어서의 엔트로피 복호부(410)에 있어서, 당해 정보를 신호 종별 정보(SE)로서 취득하고, 블록 사이즈별 콘텍스트 테이블을 이용할지, 공통의 콘텍스트 테이블을 이용할지를 판정하도록 구성해도 된다. 또한, 스트림 헤더에 기록하는 단위는, 슬라이스, 픽처에 대응하는 단위여도, 동일하게 복호할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시의 형태 2에 관련된 화상 복호 장치 및 화상 복호 방법에 의하면, 실시의 형태 1의 산술 부호화부(100)와 마찬가지로, 엔트로피 복호부(410)(산술 복호부(300))를, 블록 사이즈가 상이한 경우라도, 동일한 통계적 성질의 화상 데이터에 대해서는, 동일한 콘텍스트를 적용하도록 구성했으므로, 실시의 형태 1에 의해 부호화된 부호화 화상 데이터를, 보다 적절하게 정확하게 복호할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시의 형태 2에 관련된 화상 복호 장치 및 화상 복호 방법에 있어서도, 콘텍스트의 수를 삭감하고, 발생 확률이 낮은 심볼 발생 확률(PE)의 갱신 빈도를 증가시켜, 심볼 발생 확률(PE)의 정밀도를 향상시켜서, 부호화 효율을 높일 수 있다.
또한, 실시의 형태 1의 화상 부호화 장치와, 실시의 형태 2의 화상 복호 장치의 양쪽을 구비하고, 화상 부호화 복호 장치로서 구성하는 것도 적합하다.
(실시의 형태 3)
상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법(화상 부호화 방법) 또는 동화상 복호화 방법(화상 복호 방법)의 구성을 실현하기 위한 프로그램을 기억 미디어에 기록함으로써, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 처리를 독립된 컴퓨터 시스템에 있어서 간단히 실시하는 것이 가능해진다. 기억 미디어는, 자기 디스크, 광 디스크, 광 자기 디스크, IC 카드, 반도체 메모리 등, 프로그램을 기록할 수 있는 것이면 된다.
또한, 여기에서, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법(화상 부호화 방법)이나 동화상 복호화 방법(화상 복호 방법)의 응용예와 이를 이용한 시스템을 설명한다. 당해 시스템은, 화상 부호화 방법을 이용한 화상 부호화 장치, 및 화상 복호 방법을 이용한 화상 복호 장치로 이루어지는 화상 부호화 복호 장치를 가지는 것을 특징으로 한다. 시스템에 있어서의 다른 구성에 대하여, 경우에 따라서 적절히 변경할 수 있다.
도 17은, 컨텐츠 전송 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템(ex100)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 통신 서비스의 제공 영역을 원하는 크기로 분할하고, 각 셀 내에 각각 고정 무선 통신국인 기지국(ex106, ex107, ex108, ex109, ex110)이 설치되어 있다.
이 컨텐츠 공급 시스템(ex100)은, 인터넷(ex101)에 인터넷 서비스 프로바이더(ex102) 및 전화망(ex104), 및 기지국(ex106)으로부터 (ex110)을 통하여, 컴퓨터(ex111), PDA(Personal Digital Assistant)(ex112), 카메라(ex113), 휴대 전화(ex114), 게임기(ex115) 등의 각 기기가 접속된다.
그러나, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)은 도 17과 같은 구성에 한정되지 않고, 어느 하나의 요소를 조합하여 접속하도록 해도 된다. 또한, 고정 무선국인 기지국(ex106)으로부터 (ex110)을 거치지 않고, 각 기기가 전화망(ex104)에 직접 접속되어도 된다. 또한, 각 기기가 근거리 무선 등을 통하여 직접 상호 접속되어도 된다.
카메라(ex113)는 디지털 비디오 카메라 등의 동화상 촬영이 가능한 기기이며, 카메라(ex116)는 디지털 카메라 등의 정지 화상 촬영, 동화상 촬영이 가능한 기기이다. 또한, 휴대 전화(ex114)는, GSM(등록 상표)(Global System for Mobile Communications) 방식, CDMA(Code Division Multiple Access) 방식, W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access) 방식, 혹은 LTE(Long Term Evolution) 방식, HSPA(High Speed Packet Access)의 휴대 전화기, 또는 PHS(Personal Handyphone System) 등이며, 어느 것이라도 상관없다.
컨텐츠 공급 시스템(ex100)에서는, 카메라(ex113) 등이 기지국(ex109), 전화망(ex104)을 통하여 스트리밍 서버(ex103)에 접속됨으로써, 라이브 전송 등이 가능해진다. 라이브 전송에서는, 사용자가 카메라(ex113)를 이용하여 촬영하는 컨텐츠(예를 들면, 음악 라이브의 영상 등)에 대하여 상기 각 실시의 형태에서 설명한 것과 같이 부호화 처리를 행하고(즉, 본 발명의 화상 부호화 장치로서 기능한다), 스트리밍 서버(ex103)에 송신한다. 한편, 스트리밍 서버(ex103)는 요구가 있는 클라이언트에 대하여 송신된 컨텐츠 데이터를 스트림 전송한다. 클라이언트로는, 상기 부호화 처리된 데이터를 복호화하는 것이 가능한, 컴퓨터(ex111), PDA(ex112), 카메라(ex113), 휴대 전화(ex114), 게임기(ex115) 등이 있다. 전송된 데이터를 수신한 각 기기에서는, 수신한 데이터를 복호화 처리하여 재생한다(즉, 본 발명의 화상 복호 장치로서 기능한다).
또한, 촬영한 데이터의 부호화 처리는 카메라(ex113)로 행하거나, 데이터의 송신 처리를 하는 스트리밍 서버(ex103)로 행해도 되고, 서로 분담하여 행해도 된다. 마찬가지로 전송된 데이터의 복호화 처리는 클라이언트에서 행해도 되고, 스트리밍 서버(ex103)에서 행해도 되고, 서로 분담하여 행해도 된다. 또한, 카메라(ex113)에 한정되지 않고, 카메라(ex116)에서 촬영한 정지 화상 및/또는 동화상 데이터를, 컴퓨터(ex111)를 통하여 스트리밍 서버(ex103)에 송신해도 된다. 이 경우의 부호화 처리는 카메라(ex116), 컴퓨터(ex111), 스트리밍 서버(ex103)중 어느 하나로 행해도 되고, 서로 분담하여 행해도 된다.
또한, 이들 부호화·복호화 처리는, 일반적으로 컴퓨터(ex111)나 각 기기가 가지는 LSI(ex500)에 있어서 처리한다. LSI(ex500)는, 원 칩이거나 복수 칩으로 이루어지는 구성이어도 된다. 또한, 동화상 부호화·복호화용의 소프트웨어를 컴퓨터(ex111) 등으로 판독 가능한 어떠한 기록 미디어(CD-ROM, 플렉서블 디스크, 하드 디스크 등)에 집어넣고, 그 소프트웨어를 이용하여 부호화·복호화 처리를 행해도 된다. 또한, 휴대 전화(ex114)가 카메라 부착인 경우에는, 그 카메라로 취득한 동화상 데이터를 송신해도 된다. 이 때의 동화상 데이터는 휴대 전화(ex114)가 가지는 LSI(ex500)에서 부호화 처리된 데이터이다.
또한, 스트리밍 서버(ex103)는 복수의 서버나 복수의 컴퓨터로서, 데이터를 분산하여 처리하거나 기록하거나 전송하는 것이어도 된다.
이상과 같이 하여, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)에서는, 부호화된 데이터를 클라이언트가 수신하여 재생할 수 있다. 이와 같이 컨텐츠 공급 시스템(ex100)에서는, 사용자가 송신한 정보를 실시간으로 클라이언트가 수신하여 복호화하여, 재생할 수 있어, 특별한 권리나 설비를 가지지 않는 사용자라도 개인 방송을 실현할 수 있다.
또한, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)의 예에 한정되지 않고, 도 18에 도시하는 바와같이, 디지털 방송용 시스템(ex200)에도, 상기 각 실시의 형태의 적어도 동화상 부호화 장치(화상 부호화 장치) 또는 동화상 복호화 장치(화상 복호 장치)중 어느 하나를 집어넣을 수 있다. 구체적으로는, 방송국(ex201)에서는 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터가 전파를 통하여 통신 또는 위성(ex202)에 전송된다. 이 영상 데이터는 상기 각 실시의 형태에서 설명한 동화상 부호화 방법에 의해 부호화된 데이터이다(즉, 본 발명의 화상 부호화 장치에 의해 부호화된 데이터이다). 이를 받은 방송 위성(ex202)은, 방송용의 전파를 발신하고, 이 전파를 위성 방송의 수신이 가능한 가정의 안테나(ex204)가 수신한다. 수신한 다중화 데이터를, 텔레비전(수신기)(ex300) 또는 셋탑 박스(STB)(ex217) 등의 장치가 복호화하여 재생한다(즉, 본 발명의 화상 복호 장치로서 기능한다).
또한, DVD, BD 등의 기록 미디어(ex215)에 기록한 다중화 데이터를 판독하여 복호화하거나, 또는 기록 미디어(ex215)에 영상 신호를 부호화하고, 또한 경우에 따라서는 음악 신호와 다중화하여 기입하는 리더/레코더(ex218)에도 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 장치 또는 동화상 부호화 장치를 구현하는 것이 가능하다. 이 경우, 재생된 영상 신호는 모니터(ex219)에 표시되고, 다중화 데이터가 기록된 기록 미디어(ex215)에 의해 다른 장치나 시스템에 있어서 영상 신호를 재생할 수 있다. 또한, 케이블 TV(CATV)용의 케이블(ex203) 또는 위성/지상파 방송의 안테나(ex204)에 접속된 셋탑박스(ex217) 내에 동화상 복호화 장치를 실장하고, 이를 텔레비전 모니터(ex219)로 표시해도 된다. 이 때 셋탑박스가 아니라, 텔레비전 내에 동화상 복호화 장치를 집어넣어도 된다.
도 19는, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 텔레비전(수신기)(ex300)을 나타내는 도면이다. 텔레비전(ex300)은, 상기 방송을 수신하는 안테나(ex204) 또는 케이블(ex203) 등을 통하여 영상 데이터에 음성 데이터가 다중화된 다중화 데이터를 취득, 또는 출력하는 튜너(ex301)와, 수신한 다중화 데이터를 복조하는, 또는 외부에 송신하는 다중화 데이터로 변조하는 변조/복조부(ex302)와, 복조한 다중화 데이터를 영상 데이터와, 음성 데이터로 분리하는, 또는 신호 처리부(ex306)에서 부호화된 영상 데이터, 음성 데이터를 다중화하는 다중/분리부(ex303)를 구비한다.
또한, 텔레비전(ex300)은, 음성 데이터, 영상 데이터 각각을 복호화하는, 또는 각각의 정보를 부호화하는 음성 신호 처리부(ex304), 영상 신호 처리부(ex305)(본 발명의 화상 부호화 장치 또는 화상 복호 장치로서 기능한다)를 가지는 신호 처리부(ex306)와, 복호화한 음성 신호를 출력하는 스피커(ex307), 복호화한 영상 신호를 표시하는 디스플레이 등의 표시부(ex308)를 가지는 출력부(ex309)를 가진다. 또한, 텔레비전(ex300)은, 사용자 조작의 입력을 접수하는 조작 입력부(ex312) 등을 가지는 인터페이스부(ex317)를 가진다. 또한, 텔레비전(ex300)은, 각 부를 총괄적으로 제어하는 제어부(ex310), 각 부에 전력을 공급하는 전원 회로부(ex311)를 가진다. 인터페이스부(ex317)는, 조작 입력부(ex312) 이외에, 리더/레코더(ex218) 등의 외부 기기와 접속되는 브릿지(ex313), SD 카드 등의 기록 미디어(ex216)를 장착 가능하게 하기 위한 슬롯부(ex314), 하드 디스크 등의 외부 기록 미디어와 접속하기 위한 드라이버(ex315), 전화망과 접속하는 모뎀(ex316) 등을 가지고 있어도 된다. 또한 기록 미디어(ex216)는, 저장하는 불휘발성/휘발성의 반도체 메모리 소자에 의해 전기적으로 정보의 기록을 가능하게 한 것이다. 텔레비전(ex300)의 각 부는 동기 버스를 통하여 서로 접속되어 있다.
우선, 텔레비전(ex300)이 안테나(ex204) 등에 의해 외부로부터 취득한 다중화 데이터를 복호화하고, 재생하는 구성에 대하여 설명한다. 텔레비전(ex300)은, 리모트 컨트롤러(ex220) 등으로부터의 사용자 조작을 받고, CPU 등을 가지는 제어부(ex310)의 제어에 의거하여, 변조/복조부(ex302)에서 복조한 다중화 데이터를 다중/분리부(ex303)에서 분리한다. 또한 텔레비전(ex300)은, 분리한 음성 데이터를 음성 신호 처리부(ex304)에서 복호화하고, 분리한 영상 데이터를 영상 신호 처리부(ex305)에서 상기 각 실시의 형태에서 설명한 복호화 방법을 이용하여 복호화한다. 복호화한 음성 신호, 영상 신호는, 각각 출력부(ex309)로부터 외부를 향해서 출력된다. 출력할 때는, 음성 신호와 영상 신호가 동기하여 재생하도록, 버퍼(ex318, ex319) 등에 일단 이들 신호를 축적하면 된다. 또한, 텔레비전(ex300)은, 방송 등으로부터가 아니라, 자기/광 디스크, SD 카드 등의 기록 미디어(ex215, ex216)로부터 다중화 데이터를 독출해도 된다. 다음에, 텔레비전(ex300)이 음성 신호나 영상 신호를 부호화하여, 외부에 송신 또는 기록 미디어 등에 기입하는 구성에 대하여 설명한다. 텔레비전(ex300)은, 리모트 컨트롤러(ex220) 등으로부터의 사용자 조작을 받고, 제어부(ex310)의 제어에 의거하여, 음성 신호 처리부(ex304)에서 음성 신호를 부호화하고, 영상 신호 처리부(ex305)에서 영상 신호를 상기 각 실시의 형태에서 설명한 부호화 방법을 이용하여 부호화한다. 부호화한 음성 신호, 영상 신호는 다중/분리부(ex303)에서 다중화되어 외부로 출력된다. 다중화할 때는, 음성 신호와 영상 신호가 동기하도록, 버퍼(ex320, ex321) 등에 일단 이 신호를 축적하면 된다. 또한, 버퍼(ex318, ex319, ex320, ex321)는 도시하는 바와같이 복수 구비하고 있어도 되고, 1개 이상의 버퍼를 공유하는 구성이어도 된다. 또한, 도시하고 있는 이외에, 예를 들면 변조/복조부(ex302)나 다중/분리부(ex303)의 사이 등에서도 시스템의 오버플로우, 언더플로우를 피하는 완충재로서 버퍼에 데이터를 축적하는 것으로 해도 된다.
또한, 텔레비전(ex300)은, 방송 등이나 기록 미디어 등으로부터 음성 데이터, 영상 데이터를 취득하는 이외에, 마이크나 카메라의 AV 입력을 접수하는 구성을 구비하고, 이들로부터 취득한 데이터에 대하여 부호화 처리를 행해도 된다. 또한, 여기에서는 텔레비전(ex300)은 상기의 부호화처리, 다중화, 및 외부 출력이 가능한 구성으로서 설명했는데, 이들 처리를 행할 수는 없고, 상기 수신, 복호화 처리, 외부 출력만이 가능한 구성이어도 된다.
또한, 리더/레코더(ex218)에서 기록 미디어로부터 다중화 데이터를 독출하거나, 또는 기입하는 경우에는, 상기 복호화 처리 또는 부호화 처리는 텔레비전(ex300), 리더/레코더(ex218) 중 어느 하나로 행해도 되고, 텔레비전(ex300)과 리더/레코더(ex218)가 서로 분담하여 행해도 된다.
일예로서, 광 디스크로부터 데이터의 읽어들임 또는 기입을 하는 경우의 정보 재생/기록부(ex400)의 구성을 도 20에 도시한다. 정보 재생/기록부(ex400)는, 이하에 설명하는 요소(ex401, ex402, ex403, ex404, ex405, ex406, ex407)를 구비한다. 광 헤드(ex401)는, 광 디스크인 기록 미디어(ex215)의 기록면에 레이저 스폿을 조사하여 정보를 기입하고, 기록 미디어(ex215)의 기록면으로부터의 반사광을 검출하여 정보를 읽어들인다. 변조 기록부(ex402)는, 광 헤드(ex401)에 내장된 반도체 레이저를 전기적으로 구동하여 기록 데이터에 따라 레이저 광의 변조를 행한다. 재생 복조부(ex403)는, 광 헤드(ex401)에 내장된 포토 디텍터에 의해 기록면으로부터의 반사광을 전기적으로 검출한 재생 신호를 증폭하고, 기록 미디어(ex215)에 기록된 신호 성분을 분리하여 복조하여, 필요한 정보를 재생한다. 버퍼(ex404)는, 기록 미디어(ex215)에 기록하기 위한 정보 및 기록 미디어(ex215)로부터 재생한 정보를 일시적으로 보유한다. 디스크 모터(ex405)는 기록 미디어(ex215)를 회전시킨다. 서보 제어부(ex406)는, 디스크 모터(ex405)의 회전 구동을 제어하면서 광 헤드(ex401)를 소정의 정보 트랙에 이동시켜, 레이저 스폿의 추종 처리를 행한다. 시스템 제어부(ex407)는, 정보 재생/기록부(ex400) 전체의 제어를 행한다. 상기의 독출이나 기입의 처리는 시스템 제어부(ex407)가, 버퍼(ex404)에 유지된 각종 정보를 이용하고, 또한 필요에 따라 새로운 정보의 생성·추가를 행함과 더불어, 변조 기록부(ex402), 재생 복조부(ex403), 서보 제어부(ex406)를 협조 동작시키면서, 광 헤드(ex401)를 통하여, 정보의 기록 재생을 행함으로써 실현된다. 시스템 제어부(ex407)는 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성되고, 독출 기입의 프로그램을 실행함으로써 이들 처리를 실행한다.
이상에서, 광 헤드(ex401)는 레이저 스폿을 조사하는 것으로서 설명했는데, 근접장광을 이용하여 보다 고밀도의 기록을 행하는 구성이어도 된다.
도 21에 광 디스크인 기록 미디어(ex215)의 모식도를 도시한다. 기록 미디어(ex215)의 기록면에는 안내 홈(그루브)이 스파이럴상으로 형성되고, 정보 트랙(ex230)에는, 미리 그루브의 형상 변화에 따라 디스크 상의 절대 위치를 나타내는 번지 정보가 기록되어 있다. 이 번지 정보는 데이터를 기록하는 단위인 기록 블록(ex231)의 위치를 특정하기 위한 정보를 포함하고, 기록이나 재생을 행하는 장치에 있어서 정보 트랙(ex230)을 재생하여 번지 정보를 판독함으로써 기록 블록을 특정할 수 있다. 또한, 기록 미디어(ex215)는, 데이터 기록 영역(ex233), 내주 영역(ex232), 외주 영역(ex234)을 포함하고 있다. 사용자 데이터를 기록하기 위해서 이용하는 영역이 데이터 기록 영역(ex233)이며, 데이터 기록 영역(ex233)보다 내주 또는 외주에 배치되어 있는 내주 영역(ex232)과 외주 영역(ex234)은, 사용자 데이터의 기록 이외의 특정 용도에 이용된다. 정보 재생/기록부(ex400)는, 이러한 기록 미디어(ex215)의 데이터 기록 영역(ex233)에 대하여, 부호화된 음성 데이터, 영상 데이터 또는 이들 데이터를 다중화한 다중화 데이터의 읽고 쓰기를 행한다.
이상에서는, 1층의 DVD, BD 등의 광 디스크를 예로 들어 설명했는데, 이들에 한정되는 것은 아니고, 다층 구조이며 표면 이외에도 기록가능한 광 디스크여도 된다. 또한, 디스크의 동일한 장소에 다양한 상이한 파장의 색의 광을 이용하여 정보를 기록하거나, 다양한 각도로부터 상이한 정보의 층을 기록하는 등, 다차원적인 기록/재생을 행하는 구조의 광 디스크여도 된다.
또한, 디지털 방송용 시스템(ex200)에 있어서, 안테나(ex205)를 가지는 차(ex210)에서 위성(ex202) 등으로부터 데이터를 수신하고, 차(ex210)가 가지는 카 네비게이션(ex211) 등의 표시 장치에 동화상을 재생하는 것도 가능하다. 또한, 카 네비게이션(ex211)의 구성은 예를 들면 도 19에 도시하는 구성 중, GPS 수신부를 추가한 구성을 생각할 수 있고, 동일한 것을 컴퓨터(ex111)나 휴대 전화(ex114) 등에도 생각할 수 있다.
도 22A는, 상기 실시의 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 휴대 전화(ex114)를 나타내는 도면이다. 휴대 전화(ex114)는, 기지국(ex110)과의 사이에서 전파를 송수신하기 위한 안테나(ex350), 영상, 정지 화상을 찍는 것이 가능한 카메라부(ex365), 카메라부(ex365)에서 촬상한 영상, 안테나(ex350)로 수신한 영상 등이 복호화된 데이터를 표시하는 액정 디스플레이 등의 표시부(ex358)를 구비한다. 휴대 전화(ex114)는, 또한, 조작 키부(ex366)를 가지는 본체부, 음성을 출력하기 위한 스피커 등인 음성 출력부(ex357), 음성을 입력하기 위한 마이크 등인 음성 입력부(ex356), 촬영한 영상, 정지 화상, 녹음한 음성, 또는 수신한 영상, 정지 화상, 메일 등이 부호화된 데이터 혹은 복호화된 데이터를 보존하는 메모리부(ex367), 또는 마찬가지로 데이터를 보존하는 기록 미디어와의 인터페이스부인 슬롯부(ex364)를 구비한다.
또한, 휴대 전화(ex114)의 구성예에 대하여, 도 22B를 이용하여 설명한다. 휴대 전화(ex114)는, 표시부(ex358) 및 조작 키부(ex366)를 구비한 본체부의 각 부를 촐괄적으로 제어하는 주제어부(ex360)에 대하여, 전원 회로부(ex361), 조작 입력 제어부(ex362), 영상 신호 처리부(ex355), 카메라 인터페이스부(ex363), LCD(Liquid Crystal Display) 제어부(ex359), 변조/복조부(ex352), 다중/분리부(ex353), 음성 신호 처리부(ex354), 슬롯부(ex364), 메모리부(ex367)가 버스(ex370)를 통하여 서로 접속되어 있다.
전원 회로부(ex361)는, 사용자의 조작에 의해 통화 종료 및 전원 키가 온 상태로 되면, 배터리 팩으로부터 각 부에 대하여 전력을 공급함으로써 휴대 전화(ex114)를 동작가능한 상태로 기동한다.
휴대 전화(ex114)는, CPU, ROM, RAM 등을 가지는 주제어부(ex360)의 제어에 의거하여, 음성 통화 모드 시에 음성 입력부(ex356)에서 수음(受音)한 음성 신호를 음성 신호 처리부(ex354)에서 디지털 음성 신호로 변환하고, 이를 변조/복조부(ex352)에서 스펙트럼 확산 처리하고, 송신/수신부(ex351)에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나(ex350)를 통하여 송신한다. 또한 휴대 전화(ex114)는, 음성 통화 모드 시에 안테나(ex350)를 통하여 수신한 수신 데이터를 증폭하여 주파수 변환 처리 및 아날로그 디지털 변환 처리를 실시하고, 변조/복조부(ex352)에서 스펙트럼 역확산 처리하고, 음성 신호 처리부(ex354)에서 아날로그 음성 신호로 변환한 후, 이를 음성 출력부(ex357)로부터 출력한다.
또한 데이터 통신 모드 시에 전자 메일을 송신할 경우, 본체부의 조작 키부(ex366) 등의 조작에 의해 입력된 전자 메일의 텍스트 데이터는 조작 입력 제어부(ex362)를 통하여 주제어부(ex360)로 송출된다. 주제어부(ex360)는, 텍스트 데이터를 변조/복조부(ex352)에서 스펙트럼 확산 처리를 하고, 송신/수신부(ex351)에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나(ex350)를 통하여 기지국(ex110)에 송신한다. 전자 메일을 수신할 경우는, 수신한 데이터에 대하여 이 거의 반대의 처리가 행해져, 표시부(ex358)에 출력된다.
데이터 통신 모드 시에 영상, 정지 화상, 또는 영상과 음성을 송신할 경우, 영상 신호 처리부(ex355)는, 카메라부(ex365)로부터 공급된 영상 신호를 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법에 의해 압축 부호화하고(즉, 본 발명의 화상 부호화 장치로서 기능한다), 부호화된 영상 데이터를 다중/분리부(ex353)에 송출한다. 또한, 음성 신호 처리부(ex354)는, 영상, 정지 화상 등을 카메라부(ex365)에서 촬상 중에 음성 입력부(ex356)에서 수음한 음성 신호를 부호화하고, 부호화된 음성 데이터를 다중/분리부(ex353)로 송출한다.
다중/분리부(ex353)는, 영상 신호 처리부(ex355)로부터 공급된 부호화된 영상 데이터와 음성 신호 처리부(ex354)로부터 공급된 부호화된 음성 데이터를 소정의 방식으로 다중화하고, 그 결과 얻어지는 다중화 데이터를 변조/복조부(변조/복조 회로부)(ex352)에서 스펙트럼 확산 처리를 하고, 송신/수신부(ex351)에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나(ex350)를 통하여 송신한다.
데이터 통신 모드 시에 홈페이지 등에 링크된 동화상 파일 데이터를 수신할 경우, 또는 영상 및 혹은 음성이 첨부된 전자 메일을 수신할 경우, 안테나(ex350)를 통하여 수신된 다중화 데이터를 복호화하기 위해서, 다중/분리부(ex353)는, 다중화 데이터를 분리함으로써 영상 데이터의 비트 스트림과 음성 데이터의 비트 스트림으로 나누고, 동기 버스(ex370)를 통하여 부호화된 영상 데이터를 영상 신호 처리부(ex355)에 공급함과 더불어, 부호화된 음성 데이터를 음성 신호 처리부(ex354)에 공급한다. 영상 신호 처리부(ex355)는, 상기 각 실시의 형태에 나타낸 동화상 부호화 방법에 대응한 동화상 복호화 방법에 의해 복호화함으로써 영상 신호를 복호하고(즉, 본 발명의 화상 복호 장치로서 기능한다), LCD 제어부(ex359)를 통하여 표시부(ex358)로부터, 예를 들면 홈페이지에 링크된 동화상 파일에 포함되는 영상, 정지 화상이 표시된다. 또한 음성 신호 처리부(ex354)는, 음성 신호를 복호하고, 음성 출력부(ex357)로부터 음성이 출력된다.
또한, 상기 휴대 전화(ex114) 등의 단말은, 텔레비전(ex300)과 마찬가지로, 부호화기·복호화기를 양쪽 가지는 송수신형 단말 이외에, 부호화기만의 송신 단말, 복호화기만의 수신 단말이라고 하는 3가지의 실장 형식을 생각할 수 있다. 또한, 디지털 방송용 시스템(ex200)에 있어서, 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터를 수신, 송신하는 것으로서 설명했는데, 음성 데이터 이외에 영상에 관련된 문자 데이터 등이 다중화된 데이터여도 되고, 다중화 데이터가 아니라 영상 데이터 자체여도 된다.
이와 같이, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 혹은 동화상 복호화 방법을 상술한 어떠한 기기·시스템에 이용하는 것은 가능하고, 이렇게 함으로써, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 이러한 상기 실시의 형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 다양한 변형 또는 수정이 가능하다.
(실시의 형태 4)
상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치와, MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등 상이한 규격에 준거한 동화상 부호화 방법 또는 장치를, 필요에 따라 적절히 전환함으로써, 영상 데이터를 생성하는 것도 가능하다.
여기에서, 각각 상이한 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터를 생성한 경우, 복호할 때에, 각각의 규격에 대응한 복호 방법을 선택할 필요가 있다. 그러나, 복호하는 영상 데이터가, 어느 규격에 준거하는 것인지 식별할 수 없으므로, 적절한 복호 방법을 선택할 수 없다는 과제가 생긴다.
이 과제를 해결하기 위해서, 영상 데이터에 음성 데이터 등을 다중화한 다중화 데이터는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 나타내는 식별 정보를 포함하는 구성으로 한다. 상기 각 실시의 형태에서 나타내는 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터를 포함하는 다중화 데이터의 구체적인 구성을 이하에 설명한다. 다중화 데이터는, MPEG-2 트랜스포트 스트림 형식의 디지털 스트림이다.
도 23은, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도면이다. 도 23에 나타내는 바와같이 다중화 데이터는, 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프리젠테이션 그래픽스 스트림(PG), 인터랙티브 그래픽스 스트림 중, 1개 이상을 다중화함으로써 얻어진다. 비디오 스트림은 영화의 주영상 및 부영상을, 오디오 스트림(IG)은 영화의 주음성 부분과 그 주음성과 믹싱하는 부음성을, 프리젠테이션 그래픽스 스트림은, 영화의 자막을 각각 나타내고 있다. 여기서 주영상이란 화면에 표시되는 통상의 영상을 나타내고, 부영상이란 주영상 중에 작은 화면으로 표시하는 영상이다. 또한, 인터랙티브 그래픽스 스트림은, 화면 상에 GUI 부품을 배치함으로써 작성되는 대화 화면을 나타내고 있다. 비디오 스트림은, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거한 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 부호화되어 있다. 오디오 스트림은, 돌비 AC-3, Dolby Digital Plus, MLP, DTS, DTS-HD, 또는, 리니어 PCM의 등의 방식으로 부호화되어 있다.
다중화 데이터에 포함되는 각 스트림은 PID에 의해 식별된다. 예를 들면, 영화의 영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1011이, 오디오 스트림에는 0x1100부터 0x111F까지가, 프리젠테이션 그래픽스에는 0x1200부터 0x121F까지가, 인터랙티브 그래픽스 스트림에는 0x1400부터 0x141F까지가, 영화의 부영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1B00부터 0x1B1F까지, 주음성과 믹싱하는 부음성에 이용하는 오디오 스트림에는 0x1A00부터 0x1A1F가, 각각 할당되어 있다.
도 24는, 다중화 데이터가 어떻게 다중화되는지를 모식적으로 나타내는 도면이다. 우선, 복수의 비디오 프레임으로 이루어지는 비디오 스트림(ex235), 복수의 오디오 프레임으로 이루어지는 오디오 스트림(ex238)을, 각각 PES 패킷열(ex236) 및 (ex239)로 변환하고, TS 패킷(ex237) 및 (ex240)로 변환한다. 마찬가지로 프리젠테이션 그래픽스 스트림(ex241) 및 인터랙티브 그래픽스(ex244)의 데이터를 각각 PES 패킷열(ex242) 및 (ex245)로 변환하고, 다시 TS 패킷(ex243) 및 (ex246)로 변환한다. 다중화 데이터(ex247)는 이들 TS 패킷을 1개의 스트림으로 다중화함으로써 구성된다.
도 25는, PES 패킷열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는 지를 더욱 상세하게 나타내고 있다. 도 25에 있어서의 제1단째는 비디오 스트림의 비디오 프레임열을 나타낸다. 제2단째는, PES 패킷열을 나타낸다. 도 25의 화살표(yy1, yy2, yy3, yy4)로 표시하는 바와같이, 비디오 스트림에 있어서의 복수의 Video Presentation Unit인 I픽처, B픽처, P픽처는, 픽처마다 분할되어, PES 패킷의 페이로드에 저장된다. 각 PES 패킷은 PES 헤더를 가지고, PES 헤더에는, 픽처의 표시 시각인 PTS(Presentation Time-Stamp)나 픽처의 복호 시각인 DTS(Decoding Time-Stamp)가 저장된다.
도 26은, 다중화 데이터에 최종적으로 기입되는 TS 패킷의 형식을 나타내고 있다. TS 패킷은, 스트림을 식별하는 PID 등의 정보를 가지는 4Byte의 TS 헤더와 데이터를 저장하는 184Byte의 TS 페이로드로 구성되는 188Byte 고정 길이의 패킷이며, 상기 PES 패킷은 분할되어 TS 페이로드에 저장된다. BD-ROM의 경우, TS 패킷에는, 4Byte의 TP_Extra_Header가 부여되고, 192Byte의 소스 패킷을 구성하여, 다중화 데이터에 기입된다. TP_Extra_Header에는 ATS(Arrival_Time_Stamp) 등의 정보가 기재된다. ATS는 당해 TS 패킷의 디코더의 PID 필터로의 전송 개시 시각을 나타낸다. 다중화 데이터에는 도 26 하단에 나타내는 바와같이 소스 패킷이 늘어서게 되고, 다중화 데이터의 선두로부터 인크리먼트하는 번호는 SPN(소스 패킷 넘버)으로 불린다.
또한, 다중화 데이터에 포함되는 TS 패킷에는, 영상·음성·자막 등의 각 스트림 이외에도 PAT(Program Association Table), PMT(Program Map Table), PCR(Program Clock Reference) 등이 있다. PAT는 다중화 데이터 중에 이용되는 PMT의 PID가 무엇인지를 나타내고, PAT 자신의 PID는 0으로 등록된다. PMT는, 다중화 데이터 중에 포함되는 영상·음성·자막 등의 각 스트림의 PID와 각 PID에 대응하는 스트림의 속성 정보를 가지고, 또한 다중화 데이터에 관한 각종 디스크립터를 가진다. 디스크립터에는 다중화 데이터의 카피의 허가·불허가를 지시하는 카피 컨트롤 정보 등이 있다. PCR은, ATS의 시간축인 ATC(Arrival Time Clock)와 PTS·DTS의 시간축인 STC(System Time Clock)의 동기를 취하기 위해서, 그 PCR 패킷이 디코더에 전송되는 ATS에 대응하는 STC 시간의 정보를 가진다.
도 27은 PMT의 데이터 구조를 상세하게 설명하는 도면이다. PMT의 선두에는, 그 PMT에 포함되는 데이터의 길이 등을 기록한 PMT 헤더가 배치된다. 그 뒤에는, 다중화 데이터에 관한 디스크립터가 복수 배치된다. 상기 카피 컨트롤 정보 등이, 디스크립터로서 기재된다. 디스크립터 뒤에는, 다중화 데이터에 포함되는 각 스트림에 관한 스트림 정보가 복수 배치된다. 스트림 정보는, 스트림의 압축 코덱 등을 식별하기 위해서 스트림 타입, 스트림의 PID, 스트림의 속성 정보(프레임 레이트, 애스펙트비 등)가 기재된 스트림 디스크립터로 구성된다. 스트림 디스크립터는 다중화 데이터에 존재하는 스트림의 수만큼 존재한다.
기록 매체 등에 기록하는 경우에는, 상기 다중화 데이터는, 다중화 데이터 정보 파일과 함께 기록된다.
다중화 데이터 정보 파일은, 도 28에 나타내는 바와같이 다중화 데이터의 관리 정보이며, 다중화 데이터와 1대1로 대응하고, 다중화 데이터 정보, 스트림 속성 정보와 엔트리 맵으로 구성된다.
다중화 데이터 정보는 도 28에 나타내는 바와같이 시스템 레이트, 재생 개시 시각, 재생 종료 시각으로 구성되어 있다. 시스템 레이트는 다중화 데이터의, 후술하는 시스템 타겟 디코더의 PID 필터로의 최대 전송 레이트를 나타낸다. 다중화 데이터 중에 포함되는 ATS의 간격은 시스템 레이트 이하가 되도록 설정되어 있다. 재생 개시 시각은 다중화 데이터의 선두의 비디오 프레임의 PTS이며, 재생 종료 시각은 다중화 데이터의 종단의 비디오 프레임의 PTS에 1프레임분의 재생 간격을 더한 것이 설정된다.
스트림 속성 정보는 도 29에 나타내는 바와같이, 다중화 데이터에 포함되는 각 스트림에 대한 속성 정보가, PID마다 등록된다. 속성 정보는 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프리젠테이션 그래픽스 스트림, 인터랙티브 그래픽스 스트림마다 상이한 정보를 가진다. 비디오 스트림 속성 정보는, 그 비디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 비디오 스트림을 구성하는 각각의 픽쳐 데이터의 해상도가 얼마인지, 애스펙트비는 얼마인지, 프레임 레이트는 얼마인지 등의 정보를 가진다. 오디오 스트림 속성 정보는, 그 오디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 그 오디오 스트림에 포함되는 채널수는 무엇인지, 어떤 언어에 대응하는지, 샘플링 주파수가 얼마인지 등의 정보를 가진다. 이들 정보는, 플레이어가 재생하기 전의 디코더의 초기화 등에 이용된다.
본 실시의 형태에 있어서는, 상기 다중화 데이터 중, PMT에 포함되는 스트림 타입을 이용한다. 또한, 기록 매체에 다중화 데이터가 기록되어 있는 경우에는, 다중화 데이터 정보에 포함되는, 비디오 스트림 속성 정보를 이용한다. 구체적으로는, 상기 각 실시의 형태에 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 있어서, PMT에 포함되는 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보에 대하여, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내는 고유의 정보를 설정하는 단계 또는 수단을 설정한다. 이 구성에 의해, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성한 영상 데이터와, 다른 규격에 준거하는 영상 데이터를 식별하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서의 동화상 복호화 방법의 단계를 도 30에 도시한다. 단계 exS100에 있어서, 다중화 데이터로부터 PMT에 포함되는 스트림 타입, 또는, 다중화 데이터 정보에 포함되는 비디오 스트림 속성 정보를 취득한다. 다음에, 단계 exS101에 있어서, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 다중화 데이터인 것을 나타내는지 여부를 판단한다. 그리고, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것이라고 판단된 경우에는, 단계 exS102에 있어서, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법에 의해 복호를 행한다. 또한, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 것을 나타내는 경우에는, 단계 exS103에 있어서, 종래의 규격에 준거한 동화상 복호 방법에 의해 복호를 행한다.
이와 같이, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보에 새로운 고유치를 설정함으로써, 복호할 때에, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법 또는 장치로 복호 가능한지를 판단할 수 있다. 따라서, 상이한 규격에 준거하는 다중화 데이터가 입력된 경우에도, 적절한 복호화 방법 또는 장치를 선택할 수 있으므로, 에러를 발생시키지 않고 복호하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치, 또는, 동화상 복호 방법 또는 장치를, 상술한 어느 하나의 기기·시스템에 이용하는 것도 가능하다.
(실시의 형태 5)
상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 및 장치, 동화상 복호화 방법 및 장치는, 전형적으로는 집적 회로인 LSI로 실현된다. 일예로서, 도 31에 1칩화된 LSI(ex500)의 구성을 나타낸다. LSI(ex500)는, 이하에 설명하는 요소(ex501, ex502, ex503, ex504, ex505, ex506, ex507, ex508, ex509)를 구비하고, 각 요소는 버스(ex510)를 통하여 접속하고 있다. 전원 회로부(ex505)는 전원이 온 상태인 경우에 각 부에 대하여 전력을 공급함으로써 동작 가능한 상태로 기동한다.
예를 들면, 부호화 처리를 행하는 경우에는, LSI(ex500)는, CPU(ex502), 메모리 컨트롤러(ex503), 스트림 컨트롤러(ex504), 구동 주파수 제어부(ex512) 등을 가지는 제어부(ex501)의 제어에 의거하여, AV I/O(ex509)에 의해 마이크(ex117)나 카메라(ex113) 등으로부터 AV 신호를 입력한다. 입력된 AV 신호는, 일단 SDRAM 등의 외부 메모리(ex511)에 축적된다. 제어부(ex501)의 제어에 의거하여, 축적된 데이터는 처리량이나 처리 속도에 따라서 적절히 복수회로 나누는 등으로 되어 신호 처리부(ex507)에 보내지고, 신호 처리부(ex507)에 있어서 음성 신호의 부호화 및/또는 영상 신호의 부호화가 행해진다. 여기서 영상 신호의 부호화 처리는 상기 각 실시의 형태에서 설명한 부호화 처리이다. 신호 처리부(ex507)에서는 또한 경우에 따라 부호화된 음성 데이터와 부호화된 영상 데이터를 다중화하는 등의 처리를 행하고, 스트림 I/O(ex506)으로부터 외부로 출력한다. 이 출력된 다중화 데이터는, 기지국(ex107)을 향해서 송신되거나, 또는 기록 미디어(ex215)에 기입되기도 한다. 또한, 다중화할 때는 동기하도록, 일단 버퍼(ex508)에 데이터를 축적하면 된다.
또한, 상기에서는, 메모리(ex511)가 LSI(ex500)의 외부의 구성으로서 설명했는데, LSI(ex500)의 내부에 포함되는 구성이어도 된다. 버퍼(ex508)도 1개에 한정된 것은 아니고, 복수의 버퍼를 구비하고 있어도 된다. 또한, LSI(ex500)는 1칩화되어도 되고, 복수 칩화되어도 된다.
또한, 상기에서는, 제어부(ex501)가, CPU(ex502), 메모리 컨트롤러(ex503), 스트림 컨트롤러(ex504), 구동 주파수 제어부(ex512) 등을 가지는 것으로 하고 있는데, 제어부(ex501)의 구성은, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 신호 처리부(ex507)가 CPU를 더 구비하는 구성이어도 된다. 신호 처리부(ex507)의 내부에도 CPU를 설치함으로써, 처리 속도를 보다 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 다른 예로서, CPU(ex502)가 신호 처리부(ex507), 또는 신호 처리부(ex507)의 일부인 예를 들면 음성 신호 처리부를 구비하는 구성이어도 된다. 이러한 경우에는, 제어부(ex501)는, 신호 처리부(ex507), 또는 그 일부를 가지는 CPU(ex502)를 구비하는 구성이 된다.
또한, 여기에서는, LSI로 했지만, 집적도의 차이에 따라, IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI로 불리기도 한다.
또한, 집적 회로화의 수법은 LSI에 한정되는 것은 아니고, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현해도 된다. LSI 제조 후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리콘피규러블·프로세서를 이용해도 된다.
또한, 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 별도 기술에 의해 LSI로 치환하는 집적 회로화의 기술이 등장하면, 당연히, 그 기술을 이용하여 기능 블록의 집적화를 행해도 된다. 바이오 기술의 적응 등이 가능성으로서 있을 수 있다.
(실시의 형태 6)
상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동회상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터를 복호하는 경우, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호하는 경우에 비해, 처리량이 증가하는 것을 생각할 수 있다. 이 때문에, LSI(ex500)에 있어서, 종래의 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호할 때의 CPU(ex502)의 구동 주파수보다도 높은 구동 주파수로 설정할 필요가 있다. 그러나, 구동 주파수를 높게 하면, 소비 전력이 높아진다는 과제가 생긴다.
이 과제를 해결하기 위해서, 텔레비전(ex300), LSI(ex500) 등의 동화상 복호화 장치는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별하고, 규격에 따라서 구동 주파수를 전환하는 구성으로 한다. 도 32는, 본 실시의 형태에 있어서의 구성(ex800)을 나타내고 있다. 구동 주파수 전환부(ex803)는, 영상 데이터가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에는, 구동 주파수를 높게 설정한다. 그리고, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부(ex801)에 대하여, 영상 데이터를 복호하도록 지시한다. 한편, 영상 데이터가, 종래의 규격에 준거하는 영상 데이터인 경우에는, 영상 데이터가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에 비해, 구동 주파수를 낮게 설정한다. 그리고, 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부(ex802)에 대하여, 영상 데이터를 복호하도록 지시한다.
보다 구체적으로는, 구동 주파수 전환부(ex803)는, 도 31의 CPU(ex502)와 구동 주파수 제어부(ex512)로 구성된다. 또한, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부(ex801), 및, 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부(ex802)는, 도 31의 신호 처리부(ex507)에 해당한다. CPU(ex502)는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별한다. 그리고, CPU(ex502)로부터의 신호에 의거하여, 구동 주파수 제어부(ex512)는, 구동 주파수를 설정한다. 또한, CPU(ex502)로부터의 신호에 의거하여, 신호 처리부(ex507)는, 영상 데이터의 복호를 행한다. 여기에서, 영상 데이터의 식별에는, 예를 들면, 실시의 형태 4에서 기재한 식별 정보를 이용하는 것을 생각할 수 있다. 식별 정보에 관해서는, 실시의 형태 4에서 기재한 것에 한정되지 않고, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는지 식별할 수 있는 정보면 된다. 예를 들면, 영상 데이터가 텔레비전에 이용되는 것인지, 디스크에 이용되는 것인지 등을 식별하는 외부 신호에 의거하여, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지 식별가능한 경우에는, 이러한 외부 신호에 의거하여 식별해도 된다. 또한, CPU(ex502)에 있어서의 구동 주파수의 선택은, 예를 들면, 도 34와 같은 영상 데이터의 규격과, 구동 주파수를 대응시킨 룩 업 테이블에 의거하여 행하는 것을 생각할 수 있다. 룩 업 테이블을, 버퍼(ex508)나, LSI의 내부 메모리에 저장해 두고, CPU(ex502)가 이 룩 업 테이블을 참조함으로써, 구동 주파수를 선택하는 것이 가능하다.
도 33은, 본 실시의 형태의 방법을 실시하는 단계를 나타내고 있다. 우선, 단계 exS200에서는, 신호 처리부(ex507)에 있어서, 다중화 데이터로부터 식별 정보를 취득한다. 다음에, 단계 exS201에서는, CPU(ex502)에 있어서, 식별 정보에 의거하여 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인지 여부를 식별한다. 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에는, 단계 exS202에 있어서, 구동 주파수를 높게 설정하는 신호를, CPU(ex502)가 구동 주파수 제어부(ex512)에 보낸다. 그리고, 구동 주파수 제어부(ex512)에 있어서, 높은 구동 주파수로 설정된다. 한편, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에는, 단계 exS203에 있어서, 구동 주파수를 낮게 설정하는 신호를, CPU(ex502)가 구동 주파수 제어부(ex512)에 보낸다. 그리고, 구동 주파수 제어부(ex512)에 있어서, 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에 비해, 낮은 구동 주파수로 설정된다.
또한, 구동 주파수의 전환에 연동하여, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)을 포함하는 장치에 주어지는 전압을 변경함으로써, 성전력 효과를 보다 높이는 것이 가능하다. 예를 들면, 구동 주파수를 낮게 설정하는 경우에는, 이에 따라, 구동 주파수를 높게 설정하는 경우에 비해, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)을 포함하는 장치에 주어지는 전압을 낮게 설정하는 것을 생각할 수 있다.
또한, 구동 주파수의 설정 방법은, 복호할 때의 처리량이 큰 경우에, 구동 주파수를 높게 설정하고, 복호할 때의 처리량이 작은 경우에, 구동 주파수를 낮게 설정하면 되고, 상술한 설정 방법에 한정되지 않는다. 예를 들면, MPEG4-AVC 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호하는 처리량의 쪽이, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터를 복호하는 처리량보다도 클 경우에는, 구동 주파수의 설정을 상술한 경우의 반대로 하는 것을 생각할 수 있다.
또한, 구동 주파수의 설정 방법은, 구동 주파수를 낮게 하는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 식별 정보가, 상기 각 실시의 형태에 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에는, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)을 포함하는 장치에 주어지는 전압을 높게 설정하고, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에는, LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)을 포함하는 장치에 주어지는 전압을 낮게 설정하는 것도 생각할 수 있다. 또한, 다른 예로는, 식별 정보가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에는, CPU(ex502)의 구동을 정지시키지 않고, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에는, 처리에 여유가 있으므로, CPU(ex502)의 구동을 일시 정지시키는 것도 생각할 수 있다. 식별 정보가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내는 경우라도, 처리에 여유가 있으면, CPU(ex502)의 구동을 일시 정지시키는 것도 생각할 수 있다. 이 경우는, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내는 경우에 비하여, 정지 시간을 짧게 설정하는 것을 생각할 수 있다.
이와 같이, 영상 데이터가 준거하는 규격에 따라, 구동 주파수를 전환함으로써, 성전력화를 도모하는 것이 가능해진다. 또한, 전지를 이용하여 LSI(ex500) 또는 LSI(ex500)을 포함하는 장치를 구동하고 있는 경우에는, 성전력화에 따라, 전지의 수명을 길게 하는 것이 가능하다.
(실시의 형태 7)
텔레비전이나, 휴대 전화 등, 상술한 기기·시스템에는, 상이한 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터가 입력되는 경우가 있다. 이와 같이, 상이한 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터가 입력된 경우에도 복호할 수 있도록 하기 위해서, LSI(ex500)의 신호 처리부(ex507)가 복수의 규격에 대응할 필요가 있다. 그러나, 각각의 규격에 대응하는 신호 처리부(ex507)를 개별로 이용하면, LSI(ex500)의 회로 규모가 커지고, 또한, 비용이 증가한다는 과제가 발생한다.
이 과제를 해결하기 위해서, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법을 실행하기 위한 복호 처리부와, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 복호 처리부를 일부 공유화하는 구성으로 한다. 이 구성예를 도 35A의 ex900로 표시한다. 예를 들면, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법과, MPEG4-AVC 규격에 준거하는 동화상 복호 방법은, 엔트로피 부호화, 역양자화, 디블로킹·필터, 움직임 보상 등의 처리에 있어서 처리 내용이 일부 공통된다. 공통되는 처리 내용에 대해서는, MPEG4-AVC 규격에 대응하는 복호 처리부(ex902)를 공유하고, MPEG4-AVC 규격에 대응하지 않는, 본 발명 특유의 다른 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부(ex901)를 이용하는 구성을 생각할 수 있다. 특히, 본 발명은, 엔트로피 부호화에 특징을 가지고 있으므로, 예를 들면, 엔트로피 부호화에 대해서는 전용의 복호 처리부(ex901)를 이용하고, 그 이외의 역양자화, 디블로킹·필터, 움직임 보상의 어느 하나, 또는, 모든 처리에 대해서는, 복호 처리부를 공유하는 것을 생각할 수 있다. 복호 처리부의 공유화에 관해서는, 공통되는 처리 내용에 대해서는, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하기 위한 복호 처리부를 공유하고, MPEG4-AVC 규격에 특유의 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부를 이용하는 구성이어도 된다.
또한, 처리를 일부 공유화하는 다른 예를 도 35B의 ex1000에 나타낸다. 이 예에서는, 본 발명에 특유의 처리 내용에 대응한 전용의 복호 처리부(ex1001)와, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 대응한 전용의 복호 처리부(ex1002)와, 본 발명의 동화상 복호 방법과 다른 종래 규격의 동화상 복호 방법에 공통되는 처리 내용에 대응한 공용의 복호 처리부(ex1003)를 이용하는 구성으로 하고 있다. 여기에서, 전용의 복호 처리부(ex1001, ex1002)는, 반드시 본 발명, 또는, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 특화한 것은 아니고, 다른 범용 처리를 실행할 수 있는 것이어도 된다. 또한, 본 실시의 형태의 구성을, LSI(ex500)로 실장하는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 동화상 복호 방법과, 종래의 규격의 동화상 복호 방법에서 공통되는 처리 내용에 대하여, 복호 처리부를 공유함으로써, LSI의 회로 규모를 작게 하고, 또한, 비용을 저감시키는 것이 가능하다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명에 관련된 화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 장치 및 화상 부호화 복호 장치는, 예를 들면, 텔레비전, 디지털 비디오 레코더, 카네비게이션, 휴대전화, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 고해상도의 정보 표시 기기나 촬상 기기 등에 이용가능하다.
10 : 산술 부호화부 11 : 2치화부
12 : 심볼 발생 확률 저장부 13 : 콘텍스트 제어부
14 : 2치 산술 부호화기 100 : 산술 부호화부
101 : 2치화부 102 : 심볼 발생 확률 저장부
103 : 콘텍스트 제어부 104 : 2치 산술 부호화기
105 : 콘텍스트 블록 구분 제어부 200 : 화상 부호화 장치
205 : 감산기 210 : 변환·양자화부
220 : 엔트로피 부호화부 230 : 역양자화·역변환부
235 : 가산기 240 : 디블로킹 필터
250 : 메모리 260 : 인트라 예측부
270 : 움직임 검출부 280 : 움직임 보상부
290 : 인트라/인터 전환 스위치 300 : 산술 복호부
301 : 2치 산술 복호기 302 : 심볼 발생 확률 저장부
303 : 콘텍스트 제어부 304 : 다치화부
305 : 콘텍스트 블록 구분 제어부 400 : 화상 복호 장치
410 : 엔트로피 복호부 420 : 역양자화·역변환부
425 : 가산기 430 : 디블로킹 필터
440 : 메모리 450 : 인트라 예측부
460 : 움직임 보상부 470 : 인트라/인터 전환 스위치
ex100 : 컨텐츠 공급 시스템 ex101 : 인터넷
ex102 : 인터넷 서비스 프로바이더 ex103 : 스트리밍 서버
ex104 : 전화망
ex106, ex107, ex108, ex109, ex110 : 기지국
ex111 : 컴퓨터 ex112 : PDA
ex113, ex116 : 카메라
ex114 : 카메라 부착 디지털 휴대 전화(휴대 전화)
ex115 : 게임기 ex117 : 마이크
ex200 : 디지털 방송용 시스템 ex201 : 방송국
ex202 : 방송 위성(위성) ex203 : 케이블
ex204, ex205, ex601 : 안테나 ex210 : 차
ex211 : 카 네비게이션 ex212 : 재생 장치
ex213, ex219 : 모니터
ex214, ex215, ex216, ex607 : 기록 미디어
ex217 : 셋탑 박스(STB) ex218 : 리더/레코더
ex220 : 리모트 컨트롤러 ex230 : 정보 트랙
ex231 : 기록 블록 ex232 : 내주 영역
ex233 : 데이터 기록 영역 ex234 : 외주 영역
ex300 : 텔레비전 ex301 : 튜너
ex302 : 변조/복조부 ex303 : 다중/분리부
ex304 : 음성 신호 처리부 ex305 : 영상 신호 처리부
ex306, ex507 : 신호 처리부 ex307 : 스피커
ex308, ex602 : 표시부 ex309 : 출력부
ex310, ex501 : 제어부
ex311, ex505, ex710 : 전원 회로부
ex312 : 조작 입력부 ex313 : 브릿지
ex314, ex606 : 슬롯부 ex315 : 드라이버
ex316 : 모뎀 ex317 : 인터페이스부
ex318, ex319, ex320, ex321, ex404, ex508 : 버퍼
ex400 : 정보 재생/기록부 ex401 : 광 헤드
ex402 : 변조 기록부 ex403 : 재생 복조부
ex405 : 디스크 모터 ex406 : 서보 제어부
ex407 : 시스템 제어부 ex500 : LSI
ex502 : CPU ex503 : 메모리 컨트롤러
ex504 : 스트림 컨트롤러 ex506 : 스트림 I/O
ex509 : AV I/O ex510 : 버스
ex603 : 카메라부 ex604 : 조작 키
ex605 : 음성 입력부 ex608 : 음성 출력부
ex801 : 복호 처리부 ex802 : 복호 처리부
ex803 : 구동 주파수 전환부

Claims (13)

  1. 서로 다른 사이즈의 복수의 처리 단위를 포함하는 화상 데이터를 압축 부호화하는 화상 부호화 방법으로서,
    상기 화상 데이터의 처리 단위에 포함되는 부호화 대상 신호를 취득하는 부호화 대상 신호 취득 단계와,
    상기 부호화 대상 신호를 2치화함으로써, 2치 신호를 생성하는 2치화 단계와,
    복수의 콘텍스트로부터, 상기 부호화 대상 신호의 콘텍스트를 선택하는 콘텍스트 선택 단계와,
    상기 콘텍스트 선택 단계에서 선택한 상기 콘텍스트에 대응된 부호화 확률 정보를 이용하여, 상기 2치 신호를 산술 부호화하는 산술 부호화 단계와,
    상기 2치화 단계에서 생성한 상기 2치 신호에 의거하여, 상기 콘텍스트 선택 단계에서 선택한 상기 콘텍스트에 대응된 상기 부호화 확률 정보를 갱신하는 갱신 단계를 포함하고,
    상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 부호화 대상 신호의 상기 콘텍스트를, 상기 처리 단위의 사이즈와 상이한 사이즈의 처리 단위에 포함되는 신호와 공통으로 선택하는 화상 부호화 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 부호화 대상 신호 취득 단계에서 취득한 상기 부호화 대상 신호의 처리 단위 사이즈가 소정 사이즈보다도 클 경우에, 미리 공통으로 설정된 상기 콘텍스트를 선택하는, 화상 부호화 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 화상 데이터를 주파수 변환하고, 주파수 성분별로 변환 계수를 취득하고, 상기 변환 계수별로 상기 변환 계수를 나타내는 상기 부호화 대상 신호를 생성하는 주파수 변환 단계를 더 포함하고,
    상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 부호화 대상 신호에 대응하는 상기 주파수 성분이, 소정 주파수보다 낮은 상기 주파수 성분인 경우는, 상기 처리 단위 사이즈별로 상이한 상기 콘텍스트를 선택하는, 화상 부호화 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상 데이터를 주파수 변환하고, 주파수 성분별로 변환 계수를 취득하고, 상기 변환 계수별로 상기 변환 계수를 나타내는 상기 부호화 대상 신호를 생성하는 주파수 변환 단계를 더 포함하고,
    상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 부호화 대상 신호에 대응하는 상기 주파수 성분이, 소정 주파수보다 높은 상기 주파수 성분인 경우는, 복수의 상기 처리 단위 사이즈 및 상기 소정 주파수보다 높은 상기 주파수 성분으로 미리 공통으로 설정된 상기 콘텍스트를 선택하는 화상 부호화 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상 데이터를, 복수의 동일한 서브 처리 단위 사이즈의 서브 블록으로 분할하는 분할 단계를 더 포함하고,
    상기 2치화 단계는, 상기 서브 블록의 상기 부호화 대상 신호를 2치화하여 상기 2치 신호를 생성하고,
    상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 서브 처리 단위 사이즈에 대하여 미리 설정된 상기 콘텍스트를 선택하는 화상 부호화 방법.
  6. 서로 다른 사이즈의 복수의 처리 단위를 포함하는 부호화 화상 데이터를 복호하여 화상 데이터를 복원하는 화상 복호 방법으로서,
    상기 부호화 화상 데이터의 처리 단위에 포함되는 복호 대상 신호를 취득하는 복호 대상 신호 취득 단계와,
    복수의 콘텍스트로부터, 상기 복호 대상 신호의 콘텍스트를 선택하는 콘텍스트 선택 단계와,
    상기 콘텍스트 선택 단계에서 선택한 상기 콘텍스트에 대응된 복호 확률 정보를 이용하여, 상기 복호 대상 신호를 산술 복호함으로써, 2치 신호를 생성하는 산술 복호 단계와,
    상기 2치 신호를 다치화함으로써, 상기 화상 데이터를 복원하는 다치화 단계와,
    상기 2치 신호에 의거하여, 상기 콘텍스트 선택 단계에서 선택한 상기 콘텍스트에 대응된 상기 복호 확률 정보를 갱신하는 갱신 단계를 포함하고,
    상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 복호 대상 신호의 상기 콘텍스트를, 상기 처리 단위의 사이즈와 상이한 사이즈의 처리 단위에 포함되는 신호와 공통으로 선택하는 화상 복호 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 복호 대상 신호 취득 단계에서 취득한 상기 복호 대상 신호의 처리 단위 사이즈가 소정 사이즈보다도 클 경우에, 미리 공통으로 설정된 상기 콘텍스트를 선택하는 화상 복호 방법.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 복호 대상 신호가, 상기 부호화 화상 데이터의 생성시에 있어서의 주파수 변환에 의해 생성된 주파수 성분별의 변환 계수를 나타내는 신호인 경우에 있어서, 상기 복호 대상 신호에 대응하는 상기 주파수 성분이, 소정 주파수보다 낮은 상기 주파수 성분일 때는, 상기 처리 단위 사이즈별로 상이한 상기 콘텍스트를 선택하는 화상 복호 방법.
  9. 청구항 6 내지 청구항 8중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 복호 대상 신호가, 상기 부호화 화상 데이터의 생성시에 있어서의 주파수 변환에 의해 생성된 주파수 성분별의 변환 계수를 나타내는 신호인 경우에 있어서, 상기 복호 대상 신호에 대응하는 상기 주파수 성분이, 소정 주파수보다 높은 상기 주파수 성분인 경우는, 복수의 상기 처리 단위 사이즈 및 상기 소정 주파수보다 높은 상기 주파수 성분으로 미리 공통으로 설정된 상기 콘텍스트를 선택하는 화상 복호 방법.
  10. 청구항 6 내지 청구항 9중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부호화 화상 데이터가, 상기 화상 데이터를 복수의 동일한 서브 처리 단위 사이즈의 서브 블록으로 분할하고, 상기 서브 블록을 2치화하고, 산술 부호화하여 생성된 데이터인 경우에,
    상기 콘텍스트 선택 단계에서는, 상기 서브 처리 단위 사이즈에 대하여 미리 설정된 상기 콘텍스트를 선택하는 화상 복호 방법.
  11. 서로 다른 사이즈의 복수의 처리 단위를 포함하는 화상 데이터를 압축 부호화하는 화상 부호화 장치로서,
    복수의 콘텍스트를 기억한 기억부와,
    상기 화상 데이터의 처리 단위에 포함되는 부호화 대상 신호를 취득하고, 취득한 상기 부호화 대상 신호를 2치화함으로써, 2치 신호를 생성하는 2치화부와,
    상기 복수의 콘텍스트로부터, 상기 부호화 대상 신호의 콘텍스트를 선택하는 콘텍스트 선택 제어부와,
    상기 콘텍스트 선택 제어부에서 선택한 상기 콘텍스트에 대응된 부호화 확률 정보를 특정하는 부호화 확률 정보 특정 처리, 및, 상기 2치 신호에 의거하여, 상기 콘텍스트 선택 제어부에서 선택한 상기 콘텍스트에 대응된 상기 부호화 확률 정보를 갱신하는 갱신 처리를 실행하는 콘텍스트 제어부와,
    상기 콘텍스트 제어부에서 특정한 상기 부호화 확률 정보를 이용하여, 상기 2치 신호를 산술 부호화하는 산술 부호화부를 구비하고,
    상기 콘텍스트 선택 제어부는, 상기 부호화 대상 신호의 상기 콘텍스트를, 상기 처리 단위의 사이즈와 상이한 사이즈의 처리 단위에 포함되는 신호와 공통으로 선택하는 화상 부호화 장치.
  12. 서로 다른 사이즈의 복수의 처리 단위를 포함하는 부호화 화상 데이터를 복호하여 화상 데이터를 복원하는 화상 복호 장치로서,
    복수의 콘텍스트를 기억한 기억부와,
    상기 복수의 콘텍스트로부터, 상기 부호화 화상 데이터의 처리 단위에 포함되는 복호 대상 신호의 콘텍스트를 선택하는 콘텍스트 선택 제어부와,
    상기 콘텍스트 선택 제어부에서 선택한 상기 콘텍스트에 대응된 복호 확률 정보를 특정하는 복호 확률 정보 특정 처리를 실행하는 콘텍스트 제어부와,
    상기 복호 대상 신호를 취득하고, 상기 콘텍스트 제어부에서 특정한 상기 복호 확률 정보를 이용하여, 상기 복호 대상 신호를 산술 복호함으로써, 2치 신호를 생성하는 산술 복호부와,
    상기 2치 신호를 다치화함으로써, 상기 화상 데이터를 복원하는 다치화부를 구비하고,
    상기 콘텍스트 제어부는, 상기 2치 신호에 의거하여, 상기 콘텍스트 제어부에서 특정한 상기 복호 확률 정보를 갱신하는 갱신 처리를 실행하고,
    상기 콘텍스트 선택 제어부는, 상기 복호 대상 신호의 상기 콘텍스트를, 상기 처리 단위의 사이즈와 다른 사이즈의 처리 단위에 포함되는 신호와 공통으로 선택하는 화상 복호 장치.
  13. 청구항 11에 기재된 화상 부호화 장치와, 청구항 12에 기재된 화상 복호 장치를 구비하는 화상 부호화 복호 장치.
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