TWI311870B - - Google Patents

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TWI311870B
TWI311870B TW93132688A TW93132688A TWI311870B TW I311870 B TWI311870 B TW I311870B TW 93132688 A TW93132688 A TW 93132688A TW 93132688 A TW93132688 A TW 93132688A TW I311870 B TWI311870 B TW I311870B
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Nec Corporatio
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    • HELECTRICITY
    • H03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M7/00Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
    • H03M7/30Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
    • H03M7/40Conversion to or from variable length codes, e.g. Shannon-Fano code, Huffman code, Morse code
    • H03M7/4006Conversion to or from arithmetic code
    • HELECTRICITY
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/42Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by implementation details or hardware specially adapted for video compression or decompression, e.g. dedicated software implementation
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    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/90Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
    • H04N19/91Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding

Description

13 1 1 32688號中文專利說明書修正頁 -----— 修正日期:9ό.8.7 九、發明說明: 卜年'月7曰修(更)正替換頁 【發明所屬之技術領域】 本么明係關於算術碼之解碼以及編碼。特別是,有關 於將夕7L符唬予以—兀化之二元符號序列的算術碼之解碼 以及編碼的實施。 【先前技術】 一 70化算術編碼係壓縮編碼技術之一種。在二元化算 術編碼t,係们個多元符號予以二元化而產生二元符: 序列’而以將該二元符號序列予以算術編碼,來得到最終 的二元化算術碼。算術碼係與霍夫曼碼(Huffman⑺心)等相 比較起來處理成本為較高,目前為此不過是被利用在檔壓 細和靜止畫面壓縮等之實時間性為不被要求之應用軟體。 但疋隨著近年之LSI的高速化,即使在映像之編碼也變為 被採用而其中之一種為 International Telecommunication

Union Telecommunication Standardization Sector(ITU-T)所 正在制定之新的視訊編碼解碼之國際標準領格H.264之

Main Profile。 在H.264中係將一元化算術碼稱呼為Context-based

Adaptive Binary Arithmetic Coding(CABAC:牛卞八 y 夕)。 關於CABAC之s羊細係在IEEE學會之International Conference on Image Processing(ICIP)中,D.Marpe 們為在 2002 年會 5義場合裏以所謂「Context-based adaptive binary arithmetic coding in JVT/H.26L」之題目來報告(2002 IEEE International Conference on Image Processing, ISBN: 2138-6637-PF3 修正日期:96.8.7 D 1 1齡咏132688號中文專利說明書修正頁^知修正替換 0-7803-7623-4IEEE Catalog No·: 02CH37396, pages2-513 〜 2-5 3 6),而在2001年會議場合裏以所謂「video compression using context-based adaptive arithmetic coding」之題目來 報告(2001 IEEE International Conference on Image

Processing,ISBN: 0-7803-6725-1,pages 558〜561)。 在CAB AC中,首先將應編碼之多元符號予以二元化 i換為一元付號(Bin)之序列(Binarizati〇n),而根據將各 以對每一 Bin所被決定之上下文(Context)的機率推定 值來做二7L算術編碼。雖然二元化變換係使合於將數值以 數式而被規疋之格式來將多元變換為位元型樣

PaUern) ’此係可視為簡易之可變長度編碼(VLC)。而在上 下文之選擇中’係所謂原來之多元符號為代表何者、或為 周邊貝料、且之參數、二元符號序列之第幾個之狀況為被應 用。相反地在解碼中,係從現在正欲解碼之二元符號之上 ==機率推定值’而執行算術碼之解碼。若二元符 -”…則執行機率推定值之更新,並 碼之二元符號之上下文。 卜人應解 的算術編碼係可將資❹以壓縮 里(entr〇Py)之限界為h所以理論上係可 貝" 無限之Bin。但是田^ 係了以1位兀來代表 皮因為依照此則實施卜合 在CABAC令係户田 心鈿上會有所困難,所以 *工A 已簡略化之算術編碼,並; 之平均⑽數來設定上限 ^母一位凡 來替用,而於1 ㈣略化歸乘法運算以查表 比較、及減法。m之解碼將必要之運算抑制為查表、 2138-6637-PF3 1311870 在如h.264 cabac之二元化算術

、爛 m,、3 T _ --儿 解碼以及編碼之處理成本為較高 圖1係顯示H.264解碼器之整體構成。 :264解碼器係由:咖緩衝器41,先收訊資料流予 :留;及瞬時解碼器42,將各訊框以每—訊框間隔予以 解=所構成。瞬時解碼器42係由:⑽从解瑪器&及 解碼器44所構成°資料組解碼ϋ 44係執行逆量子 ^逆離政整數變換、動態補償預測、及迴圈内據波器處 而复為與畫素數成比例之處理成本。 對此CABAC解碼$ 43之處理成本係與Bin數成比 例0 圖2係顯示CABAC解碼器之詳細。 歧CA.BAC解碼器51係由:記憶體52,以保存二元算術 :·碼益5?逆二元化變換器55'每一上下文之機率推定 及控制器53 ’以控制該等所構成。處理之單位係為脑 之解碼’而控制器53係於每次解碼Bin,來更新機率推定 值,並根據H.264規格之文法來使内部之狀態遷移。為了 該等之處理係無法整理複數之Bm來執行,所以B 決定A理成本。 局 !此具體地以算出成為多少的處理成本來檢查。各訊 框之C縮率係為了由於訊框之編碼型態(訊框内或訊框間 和預測之正確程度、及畫質而有所不同,所以各訊框之位 疋數係以每—訊框而變動。總之,CABAC解碑器之處理成 本係以每一訊框而變動。在規格褢!訊禮之最大位元數係

2138-6637-PF 1311 >3132688號中文專利說明書修正頁 光年日修正替換頁 修正日期:96.8.7 以 2048xMax MBPSxDelta TimexChroma Format Factor/MinCR而被給與,只要一換算為訊框時間平均之最 大位元傳送率則成為2048xMax MBPSxChroma Format Factor/MinCR。在此Max MBPS係每一秒之最大巨資料組 (macro block)數,Delta Time 係訊框時間間隔 ’ Chr〇ma Format Factor係對於亮度信號來加上色彩信號之場合時之 樣本數的比率,而MinCR係最低壓縮率。 因為在Annex A記載之Level 41中係Max MBPS=245760、Chroma Format Factor=l 5、及 MinCR=2, 所以最大位元傳送率係成為377Mbps。而因為mn對位元 之壓縮率係被規定要成為1>33以下,所以—換算為最大脑 傳送率則成為5〇3Mbin/s心因為在訊框期間平均來求出最 大位元傳送率’所以在此之最大仙傳送率係成為在訊框 』間平均將應處理之Bin之數除以訊框期間之值。只要解 碼器之^能為無法達成該最大⑽傳送率,則直至應表示 之脫〜~ * ,1里為尚未元畢,則會引起所謂訊框 之脫洛之很大的畫質劣化問題。 雖然以上係說明關於解 作的編碼器也為„。 “’但執行相反之動 _ j係顯示Η.264編碼器之構成。 資料組編碼μ #、,、。 ^ m r m ι>ι ^ 破輪入之晝素傳送率來執行i ““預測、離散整數變換 , 整數變換、;5 V7 mn 里于化圯里子化、逆離| 登數越及迴圈㈣波器處_ 以二元化變換器64 4 W貝訊令 換為Βιη序列。Bin序列係以| 2138^-6637-PF*3 1311870 術編碼器65而被變換為瑪位元序列,並傳送至輸出缓衝器 66。而輸出缓衝器66之記憶儲存量係被回授至資料組編碼 器63,而被用做資料組編碼器63内部之碼量控制。 在二元化中,資料組資訊< i 4固要素、例如為變換係 數係被變換為複數之Bln。因此,Bin序列之產生速度係瞬 間地成為畫素傳送率之1G倍以上。而處置在此以後之此 序列之控制器62和記憶體61、算術編碼器65則需要以此 速度來動作。只要—考量在訊框期間之處理H264編 碼器之最大Bin傳送率係與Η·264解碼器之場合時為相同 地成為 503Mbin/sec。 在習知技術中,以較高之位元傳送率的實時間處理卻 仍然地有所固難。只要一欲依照例如為H.264規格書之所 記載般地來執行解碼處理,則應處理之Bin傳送率係變為 非現實的值。而滿足Η·264 LeveI41之規定的最大叫傳 送率係503Mbin/sec,即使以可將i個此在2機器週期來 處理也必而以1 GHz以上之頻率來使CAbAC解石馬器和算 術編碼益得以動作而兮姑及 轫卞而該值係早已成為以現狀之LSI容易 地或便宜地就可實現之速度的好幾倍。 【發明内容】 、f發明之目的係在於與習知技術相比較,可提供較低 、最大Bin傳送率在實時間裏來執行二元化算術瑪的解 碼之解碼器、以及執行編碼之編碼器。 為了達成上述目%’本發明之解碼器的特徵係包括:算 術竭解碼裝置,根墟χ > ’罝很據所輸入之二元算術碼,將二元算術碼

2138-6637-PF 9 1311870 予以解碼,而得到二元符號; 號予以記憶儲存;及逆二元化 一元符號之際’根據自身之輸 換為多元符號而輸出。 緩衝器’將被解碼之二元符 變換裝置’於自缓衝器取出 出而取出二元符號,予以變 逆二元化變換裝置係 進處理。 碼器的特徵係包括: 各 在該構成晨,算術碼解叾馬裝置盘 自在動作,通常以不同之速度來前 為了達成上述目的,本發明之編 一元化變換裝置’根據所輸入之多元符號 而將多元符號 予以變換為二元符號;缓衝器,將二元符號予以記憶儲存; 及算術編碼裝置,㈣緩衝器取出二元符號之際,根據自 身之輪出而取出二元符號來產生二元算術碼。 在該構成裏,算術碼解碼裝置與二元化變換裝置係各 自在動作,通常以不同之速度來前進處理。算術編碼裝置 應達成之處理性能係可以輸出碼傳送率之最大值來規定。 p方面,因為在二元化變換裝置係以多元符號之單位而可 行處理,所以此為應達成之處理性能係可以輸入多元符號 傳送率之最大值來規定。 若依據本發明,則可大幅度降低二元化算術碼之解碼 器以及編碼器所應達成之二元符號處理傳送率之最大值。 本發明之算術碼解碼裝置所應達成之處理性能係可以輸入 碼傳送率之最大值來規定,而同樣地本發明之算術碼之編 碼裝置所應達成之處理性能係可以輸出碼傳送率之最大值 來規定。 例如、於適用在H.264之LeveM.l之場合時,因為Max 2138-6637-PF 10 D 1 1 132688號中文專利說明書修正頁 齡5^月;?日修正1 修正臼期:90.8.7

Video Bit rate為5〇Mbps,所以最大Bu傳送率係成為 66.7Mbin/sec。該值係為習知技術之場合時的7分之^以 下’而可了解到實施係大幅度地變為容易。 在習知技術中雖將資料流儲存於CPB緩衝器但在本發 明中則為不需要。取代此因而比CPB緩衝器還大少許之記 憶體裝置則變為需要。因為於h.264之場合時要限制算術 碼之Μ率為以下’所以記憶體裝置係最好為CM緩 衝器之1.33倍之大小。 π本發明之編碼器係為了要具有二元或多元符號之緩衝 裔,因而雖然僅以緩衝器延遲分而延遲,但因為可得到位 =二置所產生之實際之碼位元數’所以可提供將無 之碼旦』W做為其代替。而且,於需要視訊編碼器等 =里控制之場合時’雖然-使用被遲延之所產生位元數 則控制會成為不安宕,伯* 士找 座玍伹7C數 以可壓抑H C在本發明中係可使用其推定值所 M 了壓抑緩衝器延遲之影響。 Γ實施方式1 本發明之曾#馆+ & 據二元算術二=係包括:算術碼解瑪器,根 器,記怜:存之輸入來解竭而得到二元符號;罐衝 口。u域存二元蒋 . 衝器取出二元〜μ广, ~疋化變換裝置,自尹間缓 凡付諕序列來變換為斤 該多元符號之轸ψ & Α -夕兀付唬而輪出,並根據 而且,在本發明t之序列。 變換裝置,根搪异咖碼之編碼器係包括··二元化 變換為二元符 > u之輪入,而將多元符號予以 夺破’緩衝器,記憶儲存二元符號;及算術編 2138-6637-PF3 1311870 碼裝置,於自缓衝器取出二 。 而取出二元符號來產生 :號之際’根據自身之輪出 —凡异街碼。 而且’在本發明中之篡 解石馬裝置,根據二元算術解碼器係包括··算術石馬 而得到多元符號 '緩衝器,記憶;:鼻:碼予以解喝, 裝置,於自緩衝器取出多元〃 ’昆子夕70付號,·及逆變換 及W益取出夕几符號之 取出多元符號,予以變換為輪岸、乂 之輪出而 询出捋琥而輸出。 ,在本發明中之算術碼之 置,根據輪入符號之輸入,將輪入_:…。括:變換裝 號;緩衝器,呓#儲存夕_ ^ ,付〜予以變換為多元符 »己II儲存夕70符號; 緩衝器取出多元符號之際,根據自身=碼裝置’於自 號來產生算術碼。 身之輸出而取出多元符 圖4係使用本發明之二元化管 碼器之方塊圖。 ‘術碼之解碼器的映像解 算術媽解碼g 10係將被輸入 解碼而得到_ 斗仙之π術碼予以 化變換,2Γ 應給控制器u、及逆二元 之上下:2’同時儲存於中間緩衝器14。於解碼成為需要 的機率推定值係由控制器丨丨來供應。 :制器U係根據資料流之文法,從現 符號來選擇上下令 ^ 门士下文而攸s己憶體13來取得其機率推定值, 同日守將機率推定值供應給算術碼 Μ φ + 在上下文之選 ,/、若為需要則使用被儲存於記憶體13之 訊。控制器11係只要一從算術瑪解 、,,資 a,, f ^ 1斋10付到一兀符號, J更新正儲存於記憶體13之機率推定值,同時將二元符號 2138-6637-pp 12 1311870 序列之構成資訊供應給逆二元化變換器12。以做為構成資 訊而言,具有:多元符號所代表之參數名;二元符號序列 之格式資訊;及執行逆變換之時序等。 逆二元化變換器12係從由算術碼解碼器1〇所得到之 二元符號與從控制器U所供應之構成資訊,以根據需要而 將二元符號序列變換為多元符號’而將做為其結果所得到 之資料組資訊予以儲存於記憶體13。雖然在被含於資料法 之資t組資訊係具有:被量子化之變換係數;量子化參數^ 有效資料組型樣(block pattern);預測模態;及動熊向量 等,但應被儲存於記憶體13之資料組資訊 :;: 應參考。 所 中間緩衝器14係將在算術碼解碼器1〇所得到之二元 符號予以儲存’而將二元符號供應給後段之控制器Η:: 二元化變換器16。而且’於將二元符號供應給控制器、 之際,以基於來自控制器15之指示,來供應二元符號。 控制器15係根據資料流之文法,而從中間緩衝器 得到二元符號序列'來將構成資 j 6。 疋兀化變換器 逆二元化變換器16係從中間緩衝器14得到 序列’而從由控制器15所供應之構成資訊,來將二元符: 序列變換為多元符號,而將做為其結果所得到之資料組 訊予以供應給資料組解碼器17。 ’貝 資料組解如7係基於由逆二元化變換器 之資料組資訊,以勃4 θ 1供應 執仃逆1子化、逆整數變換、動態補償 2138-6637-ΡΡ 13 1311870 = '及㈣㈣波n之處理來得到解碼影像 传到之解碼影像。 而輪出所 除;中間緩衝…外做為前段之資 。、控制器u、逆二元化變換器 ::媽 係以合於被輸入於算術碼解踽哭ιλ 及圯憶體!3 W…,術媽解碼為10之資料流的位元、位— ,,且或位凡組序列等使處理前進。對此,除了中 ,

之外做為後段之資料組的控制器15、 禽益U 及資料組解碼器17係以合 一變換器“、 口 %解碼影像之輸出而 理。如此而來算術碼解碼器1〇 處 ,.^ 思—兀•化變換器16係夂 自在動作,通常為以不同之速 ’、各 ή 又在刖進處理。中間緩衝考 14係吸收前後處理速度之不同。 衡盗 圖5係使用本發明之二元化 碼器之方塊圖。 …之編碼-的映像編 資料組編碼器20係將從位元數 双伸疋益2 7所給與之推 定產生位元數做為參考,而對輪 . τ叛入影像來執行動態向量探 索、動態補償預測、離散整數變拖 θ ^ $子化、逆量子化、 逆離散整數變換、及迴圈内濾波骂 s饮态之處理,而產生資料組 資訊。資料組資訊係於資料流構成寞 再现晨所必需之資訊,而包 括.被量子化之變換係數、量子化表叙 化參數、有效資料組型樣、 預測模態、動態向量等。 所得之資料組資訊係以二元變換 夂供态21變換為二兀符 號序列,而其結果係被儲存於中間緩衝_ 里j 22。 中間缓衝器22係儲存以二元仆缀枝 〜化變換器21而被變換之 二元符號列,基於來自算術編碼器— & 1之指示,而將二元符

2138-6637-PF 1311870 號供應給算術編瑪n 25。而且,中間缓衝器22係將記憶 儲存里供應給位元數推定琴2 7。 逆一 7L化變換器23係從由中間緩衝器22所得之二元 们虎序列;及由控制器24所供應之構成資訊,來復原資料 組貧訊,而儲存於記憶體26。在此應復原之資料組資訊係 控制器24所應參考。 控制器24係根據資料流之文法,從現在應編狀二元 ㈣㈣擇上下文’而從記憶體26取得其機率推定值,並 ❿ 將機率推疋值供應給算術編碼器25。在上下文之選擇裏, 若為必要則使用正儲存 緩衝器22得到-元符: :::貝要—從中間 办 〗一 70付唬,則更新正儲存於記憶體26之機 率推定值,並將- 變換器23。 几付遽序列之構成資訊供應給逆二元化 算術編碼器25係從由中間緩衝器 號;及由护制哭^ β I 1·^ ^ — TG # 碼耠 D 斤侍之機率推定值來執行二元算術編 碼,而輸出所得之資粗法 ~ ^ U 、;机 ,將以算術編碼所讀出之 一疋符5虎數與產生之蒋 _ 27。 ,;的位7數供應給位元數推定器 位元數推定器27#你士 符號數與碼^ t ^碼11 25所供應之二元 而將由中間緩衝,22 與碼位元數之關係, 二5 ,並供應給資料組編碼器2〇。 牙、了中間緩衝器22之外做义 一 編碼器20、-亓# _ 為别奴之貧料組的資料組 一兀化變換器21、另a - 及位兀數推定器27係以合 2138'6637-pp 15 D 1 1綱3132088號中文專利說明書修正頁辦抑日修正日期:_ 於被輸入於資料組編碼器2〇之影像的位元、 m兀組、及位 元組序列使處理前進。對此,除了中間緩衝器22之外做為 後段之資料組的逆二元化變換器23、控制器24、算術編碼 益25、及記憶體26係以合於資料流之輪出而前進處理。 如此而來二元化變換器21與算術編碼器25係各自在動 作,通常為以不同之速度在前進處理。中間緩衝器Μ係吸 收前後處理速度之不同。 ” 々观圆。 在圖6裏於構成本發明之二元算術碼之解碼器的場合 時’處理部31係、執行算術符號之解碼,冑理部η係執行 逆二元化變換。記憶體33係可從處理部”與處理部:來 存取,並保持為處理部31 t輸人㈣號序列、為處理部 :1之輸出且為處理部32之輸入的二元符號序列、為處理 =2之輸出的多元符號、及在處理中為必要之機 和資料組資訊等。 偃 .^ 為了來顯示邏輯的構成而分為處理部3 ! 與處理部3 2,柄从1 ' 、、 —;作業系統以提供多工程序功能之場合 夺、及如美國Intel公制从 ^ ^ 氣作之對應 Hyper Threading 的 cpu 般地以早體微處 係為【個。而且二:夕工程序處理之場合時,物理上 而僅從處理部31Γ: 物理上不需為單一記憶體, 可直捲連& π # 存取之變數係即使不以匯流排連接也 J置接連結於處理部31。 其次以來者ΡΙ 7 碼的場合時之動二 明處理部31在執行算術碼之解 2138-6637-PF3 16 1311870 於編碼方式之語法裏,來設想存在有 =里、已解碼旗標、及孫數,而該等為以、:、㈣ 此’攸編碼模態而可知有無動態向量資訊f、為碼。 標係可知有無係數。 …而已解碼旗 百先’在步驟A100中執行初期化。在初 -上下文之機率推定值設定為初期值。在步驟’將每 資料組之編石馬模態予以解碼。在步驟 0中,將 態向量資訊夾八λ Τ以疋否有動 步驟AU0,而刀於盈動^動態向量資訊之場合時前進至 A130〇 H向量資訊之場合時前進至步驟 A m在二:::二將動態向量水平值予以解碼。在步驟 將已解蜗旌辨 垂直值予以解碼。而在㈣幻3〇, 來八立’ 解碼。在步驟A131中,則^否有係數 場:時°,=係數之場合時’前進至步驟A140’無係數之 葱σ日守剛進至步驟A150 〇 以βΪΓΓΑΐ4()中’將係數予以解碼。在步驟Al41中, ΑΐΓ〇、^完畢來分支。於完畢之場合時’前進至步驟 ’於係數尚在繼續之場合時,前進至㈣A14〇。 = 是否為碼序列之完畢來分支。 則刖進至步驟A11〇。 几竿 程序在===:碼係…解碼“符… 乂卞牙王序係執仃圖8之動作。 以參考圖8來說明子程序。 首先在步驟Α10係將符號序列緩衝器清除。而在步驟 2138-6637-ΡΡ 17 1311870

Al!係以選擇適合於現在之語法的上下文 用周邊資料、组之資訊。在步驟~ =必要則使 的機率推定值係以取侍現在之上下文 碼之於Λ… A13係執行算術碼之解碼。而等待 、·、别,若被輸入則比較符號語之顼名佶& 值’而從大小關係來得到 -機率推定 與1來做斟鉑+ & ^ 右為對二元符號之〇 稱之動作,則可將機率推定值以MPS之信盘 之機率推定值來表現(對稱表 、 發生機率之推 狀 在此,所謂MPS係 疋值為較鬲之符號’而MPS之搪圭地— 取從。.5至1之值4步驟Al4係將所;:機率,係 記憶儲存於符號序% ^ 夺號予以 係根撼…:輸出至記憶體。在步驟化 '•根據一凡符號之值來更新機率推定值。於 對稱表現之場合時,若Μ 、疋值為 將MPU #则之機率推定值為未滿0.5,則 將^予以轉。在步驟A16係以符號序列緩衝器内之二 成Ll击列疋否構成已結束之二元符號序列來分支。若構 方:束之二元符號序列則前進至步驟A17,若非如此則 、回步驟All來繼續算術碼之解碼。 、 在步驟係根據必要來執行逆二元 :要之條件,係具有有關語法之要素和以上下文選擇= 考之可能性的要素。 > 其次在處理部32來說0月執行m變換之場人時 :動作。整體之處理流程係與處理部31為同樣地以圖了之 "IL程來動作。但是,被呼叫 1之解碼子程序係與處理部3丨為 不同。在處理部32所使用之鲑饭κ / ’” 、 用乞解碼子程序係逆二元變換,而 為從二元符號序列來解碼多 、 1夕兀付旒。因為處理部32係與算

2138-6637-PF 18 13 Π 870 付碼無關係,所以在步驟Α100並不需要將 為初期值。 I不而要將機率推定值設定 在圖6於構成本發明之:元算術碼之編碑$ 時’處理部31 #勃并--儿 、’馬态的%合 係執灯一兀化變換,而處 術編碼。記情體3 # 32係執行算 己隐體33係可從處理部31與處理部 並保持為處理部31之輸入的多元 子取, 出且為處理部32 '為處理部31之輪 h… 元符號序列、為處理部”之 輪出的符號序列、及在虛理之 組資訊等。 ’、、、必要之機率期待值和資料 其次以參考圖9,來說明於在處理部3 換之場合時的動作。 執订一 7L化變 首先,在步驟Α200襄執 資料组之㈣m * 執订初期化。在步驟A210係將 動碼模態予以編碼處理。在步驟_係以是否有 盔之揚人、有之%合知係前進至步驟Λ220, …、之场合時係前進至步驟Α230。 在步驟Α220係將動態向 睬Λ0ο1 口置水千值予以編碼處理。在步 驟Α221係將動態向量垂直 你7 Α230係將已解碼旗標予以 &在缸Α 屙螞處理。在步驟Α23 1係以有 及虹 % 0時刖進至步驟Α240,於無 係數之場合時前進至步驟Α250。 ”、 在步驟Α240係將係數予 丁以、4碼處理。在步驟Α241係 以疋否為係數完畢來分支。 A?Sft 於元畢之場合時前進至步驟 A250,於係數為繼續之場 〇呀刖進至步驟A240。 步驟A250係以是否為铯 ·’’、、扁馬之完畢來分支。若為編碼之

2138-6637-PP 19 1311870 完畢則前進至步驟·。在該等步驟所執行 -%化變換’而將多元符號變 &1糸 祕*/V , X 1 兀付就序列,並啐叫 2出之輸出子程序。而在輸出子程序中,以先計數= 出之一元符號數,而可從外部來參考。 , 其次來說明在處理部32執行算術編碼之場 。整體之處理流程係與處理部31為同樣地以圖9之 在動作。但是m200之初期化與被呼叫之机 :序係與處理部31為不同。在處理部32中所使用:= 元符藉由逆二元❼m元符號序列解媽為多 :二元符號序列之算術編喝。每當執行算術 :碼’在步驟A2〇〇之初期化係先將機率期待值設定為初 動作 以參考圖H),純明處㈣32之編碼處理子程序 的 …首先在步驟A20裏,以執行逆二元化變換,而 ^付號’亚將對應之二元符料料以儲存於符號序列緩 衝盗。在步驟A21係取得現在之上下文的機率推定値。 一 ^步驟A23係從符號序列緩衝器之最前面來取出!個 -兀付號’以執行算術編碼而輸出。以先計數算術編碼之 次數與所產生之位元數,而可從外部來參考。 在步驟A24係根據二兀符號之值來更新機率推定值。 於機率推定值為對稱表現之場合時,#刚之機率推定值 為,滿〇·5,則反轉MPS。在步驟A25係以符號序列 器是否為空來分支。若符號序列緩衝器為空則完畢,若不 2138-6637-PF 20 1311870 為空則返回步驟All繼續算術編碼。 了解到在處理部31係所輸出之二元符號數,但在處理 部32係算術編碼之次數與所產生之位元數。而被記憶儲存 在記憶體上之二元符號數係以從所輸出之二元符號數來減 去算術編碼之次數來求得。而且,二元符號數與碼位元數 之關係係可從算術編碼之次數與所產生之位元數來求得。 而從該等之值可算出推定生成位元數。推定產生位元數係 也可先在處理部310輪, 輪出子程序内算出而從外部來參考, 也可在外部從為原來之值予以算出。 其次,以說明將執行上述之二元算術碼之解碼的解瑪 益以及編碼器藉由電腦系統來執行之例子。 在電腦系統裏係裝γ卷基 乐在備著CPU,而於CPU襄係連接著線 衝器以及記憶體。 於記憶體係正健存可執行本發明褢之解碼處理以及編 碼處理之程式。藉由將該程式在CPU來執行,而可執 發明裏之解碼處理以及編碼處理。 一還有’雖然以說明關於在上述之實施形態襄來處置二 之、开而本發明係不應被限制於對二元算術碣 而於使用4元之算術碼之場合時,僅以將圖以及 解η:改讀為4元’而可構成本發明之4元算術码之 混在-起之場人時Γ即使於如二元與3元之算術碼為 之處理與3元;以合於上下文來切換二元算術瑪 兀异術礴之處理般地來構成。 以上所述’雖β將映像解碼器與映像編碼器為例,而

2138-6637-PF 21 1311870 說明本發明之實施形態,本發明係不應被限制 ,。若將資料組解碼器17置換為聲音訊框解碣器、:二: ,編碼器20置換為聲音訊框編碼器,則可报容易地渴用 二:解:器、及聲音編碼器。即使在其他之多媒體:資料 立i⑥和解碼@,若應使用二元化算術碼,則與映像和 聲曰之場合時為同樣地,可適用本發 編碼器與解碼器。 鼻術碼之 【圖式簡單說明】 圖1係國際標準規格1TU-TH.264解碼器之方塊圖。 圖 2 係 jj.264 CABAf"^ 叙成 π» ., AL解碼态之内部之方塊圖。 圖3係H.264編碼器之方塊圖。 圖4係使用本發明之二元化算術石馬的解碼器之映像解 碼器之方塊圖。 圖5係使用本發明之-;儿哲^ 一 化舁術碼的編碼器之映像編 碼Is之方塊圖。

圖6係本發明之二元仆宜你g 塊圖。 异術碼的解碼器或編碼器之S 圖7係顯示本發明之-开几> 圖 一兀化舁術碼的解碼處理之流程 圖8係本發明之解碼處 于程序之流程圖。 圖9係顯示本發明之二_ 圖 一 70化算術碼的編碼處理之流幸 圖10係本發明之編碼虛 ,^ ^ $處理子程序之流程圖。 主要凡件符號說明】

2138-6637-PF 22

I I 修正曰期:96.8.7 %年&月7日修正替換頁 器 22 23 換器 24 25 26 27 換器 31 器 32 器 33 1311 32688號中文專利說明書修正頁 10 算 術碼解碼 11 控 制 器 12 逆 -- 元化變 13 記 憶 體 14 中 間 緩衝器 15 控 制 器 16 逆 二 元化變 17 資 料 組解碼 20 資 料 組編瑪 21 二 元 變換器 中間缓衝器 逆二元化變換器 控制器 鼻術編碼 記憶體 位元數推定器 處理部 處理部 記憶體 2138-6637-PF3 23

Claims (1)

  1. 1311870 第093132688號申請專利範圍修正k 十、申請專利範圍·· 修正日 1 · 一種二元化算術碼之解码器,包括 記憶體,其儲存解碼所必須 I w街瑪的機率;吉. 异術碼解碼器,使用該機 馎丰推疋值, 元算 「π疋值,蔣 術碼予以解碼,而得到二元符號丨 、珣 緩衝器,其儲存前述被解碼之二_ # ' 付號· 元符號,並將 第—資料解碼器,從該緩衝器取出該, 其解瑪以得到輪出資料; 第二資料解碼器,從該算術碼解 號,將更新該機率推定值所必須的資料解收上述二元符 2.—種多兀化算術碼之解碼器,包括· 記憶體,其儲存解碼所必須 · 算術碼解碼器,使用該機率推=碼㈣率推定值; 術碼予以解碼,而得到多元符號. 將铷入的多元算 缓衝器’其健存前述多元符號; 第—資料解碼器,從該緩 其解碼以得到輸出資料; 出忒多凡符號,並將 第二資料解碼器,從兮* 哚HZ © 斤術碼解石馬器接收上述多元々々 唬,將更新該機率推定 叹上I夕兀付 千推夂值所必須的資料解碼。 .種二兀算術碼之編碼器,包括: 二元化變換器,將輪 之貝料變換為二元符號; ,’其儲存前述二元符號; ^術編碼器,炉V白 術碼; '自^緩衝器取出二元符號來產生算 2138-6637-Pf5 24 1311870 位元數推定器,從前述 數與產生之喝之位元數,來:=碼:所取出之二元符號 關係,並從前述緩衝器之記=元符唬數與碼位元數之 被產生之碼位元數。 ,儲存里來推定於算術編碼後 4.-種多元算術H馬器,包括· !Γ變換器,將輸'之資料變換為多元符,. ,'友衝器,其儲存前述多元符號· 付唬, 算術編碼器,於自前述 術碼; 衝盗取出多元符號來產生算 位元數推定器,從前述算術編、 數與產生之碼之位元數,來推定夕凡付號 關係,並從前述緩衝器之記憶儲存吾二:碼位元數之 被產生之碼位元數。 &;推疋衣舁術編碼後 财5_—種二元化算術碼之解碼方法,其實施於呈有用以 儲存二元符號的緩衝器及機率推二用以 中,其包括: 之"己匕肢的%碼器 ”4:碼:碼步驟,使用該機率推定值,將輸入的-元 ;㈣予以解碼,而得到二元符號,並將之寫人該缓G 資:解碼步驟,從該緩衝器取出該二元符 將〃、知碼以仔到輪出資料· 亚 的上 用以 二:;年解馬步驟,從該算術碼解码步驟中得到 述―:將更新該機率推定值所必須的資料解碼 •種夕兀化异街碼之解碼方法,其實施於具有 2138-6637-PF5 25 1311870 儲存多元符號的緩 中,其包括:衡-及枚羊推疋饭之記憶體的解碼器 异街碼解碼步驟 算術碼予以解踩 戍丰推疋值,將輪入的多元 器中;“,而得到多元符號,並將之寫入上述緩衝 將丄資料解碼步驟,從該緩衝器取出該多元符號,並 心其解碼以得到輪出資料; 竹唬亚 述多srr步驟’從該算術碼解碼步驟中得到的上 7._1\新該機率衫值所必須的資料解碼。 # …—Μ街碼之編碼方法,其f _ 存一兀付號的緩衝器的編碼器中,其包括.、 储 二元化變換步驟’將輸入之資料變二 將之寫入該缓衝器: 、為一兀付諕,並 算術編碼步騍’於自前述緩衝 算術碼; ® —兀付號來產生 位元數推定步驟’從前述算術編螞 符號數與產生之碼之位元數,來推定二元出之二元 數之關係,並從前述緩衝器之記憶儲二虎數與碼位元 碼後被產生之碼位元數。 隹疋於异術編 8·一種多兀异術碼之編碼方法,其實 存多元符號的緩衝器的編碼器中,其包二於具有用以儲 多元化變換步驟,將輪人之㈣變 _ 將之寫入該緩衝器中; ’’、、夕元符號,並 算術編碼步驟,於自前 取出多元符號來產生 2138-6637-PF5 26 1311870 算術碼; 位元數推定步驟,從前述算術編碼步驟所 符號數與產生之碼之位元數,來推定多 夕凡 夕兀付唬數與碼位元 數之關係,並從前述缓衝器之記憶儲 碼後被產生之碼位元數。 子里“-於算術編 9·-種儲存媒體,其儲存執行於具有用以儲存二元松 號的緩衝器及機率推定值之記憶體的電腦中的程式,該: 式用以使該電腦執行下列步驟: 〜私 算術碼解碼步驟,使用該機率推 执 〜阻 將務]入的二元 异術碼予以解碼,而得到二元符號 中; 仃唬亚將之寫入該緩衝器 第一資料解碼步驟’從該緩衝哭 _ 將其解碼以得到輸出資料; —凡符號,並 述一第解碼步驟,從該算術㈣碼步驟中得到的上 处一凡付號’將更新該機率推定 值所必須的資料解碼。 …。一種儲存媒體,其儲存執行於具有 號的緩衝器及機率推定值之記憶體的電夕二付 式用以使該電腦執行下列步驟: 王工,忒耘 算術碼解石馬步驟,使 算術碼予以解碼,而得到多元符^推:值,㈣入的多元 器中; 、並將之爲入上述緩衝 第資料解碼步驟,從該緩哭 將其解碼以得到輪出資料; -取出該多元符號,並 第二資料解碼步驟,從 亥异術碼解碼步驟中得到的上 2138-6637-PF5 27 1311870 述多元符號,新該機率 11 值所必須的資 Π·—種儲存媒體,其儲存執广 號的缓衝器的的電腦中的程式,二;具有用以儲存二元符 下列步驟·· " 4程式用以使該電腦執行 元化變換步驟,將輸 將之寫入該緩衝器,· 入之資料變 換為 元符號,並 异術編碼步戰,於自命、+ 算術碼’· 、’以衝器取出二元符號來產生 位元數推定步驟,從前述 符號數與產生之碼之位元數,:=步,出之二元 數之關係,並從前述.彳_ „。 π付唬數與碼位元 五k刚述緩衝益之記憶儲存量 碼後被產生之碼位元數。 衣昇術編 -種儲存媒體,其錯存執行 號的緩衝器的電腦中的程式,該:…付 列步驟: 式用以使该電腦執行下 =換步驟,將輸入之軸換為多元符號,並 將之舄入S玄緩衝器中; 算術=編碼步驟’於自前述緩衝器取出多元符號來產生 位7L數推定步驟’從前述算術編碼步驟所取出之多元 符號數與產生之碼之位元數,來推定多元符號數與碼位元 數之關係’並從前述缓衝器之記憶儲存量來推定於算術編 碼後被產生之碼位元數。 2138-6637-PF5 28 13 1 1約ft 132688號中文圖式修正頁 吼年Μ Γ(日修(更)正替換貝 修正日期·_ 96_8.7 郾 铖5画
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