TWI580254B - A moving picture coding method, a moving picture coding apparatus, a moving picture decoding method, a moving picture decoding apparatus, and a moving picture coding / decoding apparatus - Google Patents

A moving picture coding method, a moving picture coding apparatus, a moving picture decoding method, a moving picture decoding apparatus, and a moving picture coding / decoding apparatus Download PDF

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TWI580254B
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Youji Shibahara
Kyoko Tanikawa
Hisao Sasai
Toshiyasu Sugio
Toru Matsunobu
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Sun Patent Trust
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Description

動態圖像編碼方法、動態圖像編碼裝置、動態圖像解碼方法、動態圖像解碼裝置、及動態圖像編碼解碼裝置
本發明是有關於將動態圖像編碼或解碼之裝置及方法，更詳言之，是有關於量化參數之算術編碼、算術解碼。
背景技術
近年，數位影像機器之技術進步顯著，將影像訊號(依時間序列順序排列之複數動態圖像圖片)壓縮編碼並記錄於DVD或硬碟等記錄媒體、或經由網路發佈之機會增加。影像訊號之壓縮編碼之標準規格有例如H.264/AVC(MPEG-4 AVC)。又，次世代之標準規格已在檢討HEVC(High Efficiency Video Coding)規格。
目前檢討之HEVC規格(非專利文獻1)中有稱為cu_qp_delta之語法(syntax)。cu_qp_delta是表示動態圖像編碼處理及動態圖像解碼處理之量化處理中所使用之量化參數之差分值的語法。在量化處理，會藉由cu_qp_delta來變更量化參數，並依照已變更之量化參數來進行量化處理。
而，量化參數之差分值cu_qp_delta包含sign_flag(cu_qp_delta_sign，符號位元)與cu_qp_delta_abs。 sign_flag為正負符號(表示正或負之參數)。cu_qp_delta_abs包含表示cu_qp_delta是否為0之significant_flag、與表示絶對值之minus1。
先行技術文獻
【非專利文獻】
【非專利文獻1】 Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 8th Meeting: San José, CA, USA, 1-10 February, 2012 JCTVC-H1003, Title: High efficiency video coding (HEVC) text specification draft 6 http://phenix. it-sudparis.eu/jct/doc_end_user/documents/8_San%20Jose/w g11/JCTVC-H1003-v22.zip
發明概要
惟，上述習知技術中，期望在圖像之編碼及解碼中使處理高速化。
故，本發明之目的在於提供一種可使處理高速化之動態圖像編碼方法及動態圖像解碼方法等。
本發明其中一態様之動態圖像編碼方法，可進行量化參數之算術編碼處理，該量化參數是對於包含在編碼對象圖片之編碼對象區塊的量化處理中使用的；前述量化參數包含表示正負符號之參數與表示絶對值之參數，前述 方法包含以下步驟：對表示前述絶對值之參數，執行不需要最大值資訊之二值化；對表示前述正負符號之參數，執行不需要最大值資訊之二值化；及，對已二值化之表示前述絶對值之參數的後半部分與已二值化之表示前述正負符號之參數，依序執行使用固定機率之旁路算術編碼處理。
本發明其中一態樣之動態圖像解碼方法，可進行已編碼之量化參數之算術解碼處理，該量化參數是對於包含在解碼對象圖片之解碼對象區塊的反量化處理中使用的，已編碼之前述量化參數依序包含已編碼之表示絶對值之參數與已編碼之表示正負符號之參數，前述方法包含以下步驟：對於已編碼之表示前述絶對值之參數的後半部分與已編碼之表示前述正負符號之參數，依序執行使用固定機率之旁路算術解碼處理；對於已解碼之表示前述絶對值之參數，執行不需要最大值資訊之多值化處理；及，對於已解碼之表示前述正負符號之參數，執行不需要最大值資訊之多值化處理。
而，這些整體性或具體之態樣，可用系統、裝置、積體電路、電腦程式或電腦可讀取之CD-ROM等記錄媒體來實現，亦可用系統、裝置、積體電路、電腦程式及記錄媒體之任意組合來實現。
依據本發明之動態圖像編碼方法、動態圖像編碼裝置、動態圖像解碼方法、動態圖像解碼裝置及動態圖像編碼解碼裝置，可使處理高速化。
100‧‧‧動態圖像編碼裝置
101‧‧‧區塊分割部
102‧‧‧減法部
103‧‧‧轉換部
104‧‧‧可變長度編碼部
105‧‧‧反轉換部
106‧‧‧加法部
107‧‧‧訊框記憶體
108‧‧‧預測部
110‧‧‧量化部
111‧‧‧反量化部
112‧‧‧量化參數決定部
120‧‧‧量化參數可變長度編碼部
130‧‧‧significant_flag編碼部
140‧‧‧minus1編碼部
141‧‧‧minus1_prefix設定部
142‧‧‧minus1_prefix二值化部
143‧‧‧算術編碼切替部
144‧‧‧minus1_suffix設定部
145‧‧‧minus1_suffix二值化部
146‧‧‧上下文0算術編碼部
147‧‧‧上下文1算術編碼部
148‧‧‧旁路算術編碼部
150‧‧‧sign_flag編碼部
200‧‧‧動態圖像解碼裝置
201‧‧‧可變長度解碼部
202‧‧‧反量化部
203‧‧‧反轉換部
204‧‧‧加法部
205‧‧‧解碼區塊結合部
206‧‧‧訊框記憶體
207‧‧‧移動補償部
210‧‧‧量化參數可變長度解碼部
220‧‧‧significant_flag解碼部
230‧‧‧minus1解碼部
231‧‧‧算術解碼切替部
232‧‧‧上下文0算術解碼部
233‧‧‧上下文1算術解碼部
234‧‧‧旁路算術解碼部
235‧‧‧minus1_prefix多值化部
236‧‧‧minus1_suffix多值化部
237‧‧‧minus1算出部
240‧‧‧sign_flag解碼部
ex100‧‧‧內容供給系統
ex101‧‧‧網際網路
ex102‧‧‧網際網路服務提供者
ex103‧‧‧串流伺服器
ex104‧‧‧電話網
ex106~ex110‧‧‧基地台
ex111‧‧‧電腦
ex112‧‧‧PDA
ex113‧‧‧攝像機
ex114‧‧‧行動電話
ex115‧‧‧遊戲機
ex116‧‧‧攝像機
ex500‧‧‧LSI
ex200‧‧‧數位廣播用系統
ex201‧‧‧廣播台
ex202‧‧‧衛星
ex203‧‧‧纜線
ex204、ex205‧‧‧天線
ex210‧‧‧汽車
ex211‧‧‧汽車導航
ex212‧‧‧再生裝置
ex213‧‧‧螢幕
ex215‧‧‧記錄媒體(光碟等)
ex216‧‧‧記錄媒體(SD卡等)
ex217‧‧‧機上盒(STB)
ex218‧‧‧讀取器/記錄器
ex219‧‧‧螢幕
ex230‧‧‧資訊軌
ex231‧‧‧記錄塊
ex232‧‧‧內周區域
ex233‧‧‧資料記錄區域
ex234‧‧‧外周區域
ex300‧‧‧電視(接收機)
ex301‧‧‧調諧器
ex302‧‧‧調變/解調部
ex303‧‧‧多工/解多工部
ex304‧‧‧聲音訊號處理部
ex305‧‧‧影像訊號處理部
ex306‧‧‧訊號處理部
ex307‧‧‧揚聲器
ex308‧‧‧顯示部
ex309‧‧‧輸出部
ex310‧‧‧控制部
ex311‧‧‧電源電路部
ex312‧‧‧操作輸入部
ex313‧‧‧橋接器
ex314‧‧‧插槽部
ex315‧‧‧驅動器
ex316‧‧‧數據機
ex317‧‧‧介面部
ex318、ex319、ex320、ex321‧‧‧緩衝器
ex350‧‧‧天線
ex351‧‧‧傳送/接收部
ex352‧‧‧調變/解調部
ex353‧‧‧多工/解多工部
ex354‧‧‧聲音訊號處理部
ex355‧‧‧影像訊號處理部
ex356‧‧‧聲音輸入部
ex357‧‧‧聲音輸出部
ex358‧‧‧顯示部
ex359‧‧‧LCD控制部
ex360‧‧‧主控制部
ex361‧‧‧電源電路部
ex362‧‧‧操作輸入控制部
ex363‧‧‧攝像機介面部
ex364‧‧‧插槽部
ex365‧‧‧攝像機部
ex366‧‧‧操作鍵部
ex370‧‧‧匯流排
ex400‧‧‧資訊再生/記錄部
ex401‧‧‧光學頭
ex402‧‧‧調變記錄部
ex403‧‧‧再生解調部
ex404‧‧‧緩衝器
ex405‧‧‧碟片馬達
ex406‧‧‧伺服控制部
ex407‧‧‧系統控制部
ex500‧‧‧LSI
ex501‧‧‧控制部
ex502‧‧‧CPU
ex503‧‧‧記憶體控制器
ex504‧‧‧串流控制器
ex505‧‧‧電源電路部
ex506‧‧‧串流I/O
ex507‧‧‧訊號處理部
ex508‧‧‧緩衝器
ex509‧‧‧AV I/O
ex510‧‧‧匯流排
ex511‧‧‧記憶體
ex512‧‧‧驅動頻率控制部
ex800‧‧‧實施形態6之構成
ex801‧‧‧本發明之解碼處理部
ex802‧‧‧依據習知規格之解碼處理部
ex803‧‧‧驅動頻率切換部
ex901‧‧‧本發明專用之解碼處 理部
ex 902‧‧‧本發明及習知規格共有之解碼處理部
ex 1001‧‧‧本發明專用之解碼處理部
ex 1002‧‧‧習知規格專用之解碼處理部
ex 1003‧‧‧本發明及習知規格共有之解碼處理
圖1是顯示實施形態之動態圖像編碼裝置之構成例的方塊圖。
圖2是顯示量化參數可變長度編碼部之構成例的方塊圖。
圖3是顯示minus1編碼部之構成例的方塊圖。
圖4是顯示動態圖像編碼裝置之處理例的流程圖。
圖5是顯示量化參數可變長度編碼部之處理例的流程圖。
圖6是顯示minus1編碼部之處理例的流程圖。
圖7是顯示截斷一元(Truncated Unary)編碼之多值訊號與二值訊號之對應關係例的表。
圖8是顯示指數格倫布(Golomb)編碼之多值訊號與二值訊號之對應關係例的表。
圖9是顯示可適用於minus1_prefix之各bin之算術編碼處理例的表。
圖10是顯示實施形態之動態圖像解碼裝置之構成例的方塊圖。
圖11是顯示量化參數可變長度解碼部之構成例的方塊圖。
圖12是顯示minus1解碼部之構成例的方塊圖。
圖13是顯示動態圖像解碼裝置之處理例的流程圖。
圖14是顯示量化參數可變長度解碼部之處理例的流程圖。
圖15是顯示minus1解碼部之處理例的流程圖。
圖16是實現內容發佈服務之內容供給系統之全體構成圖。
圖17是數位廣播用系統之全體構成圖。
圖18是顯示電視構成例的方塊圖。
圖19是顯示對光碟之記錄媒體進行資訊讀寫之資訊再生/記錄部之構成例的方塊圖。
圖20是顯示光碟之記錄媒體之構造例的圖。
圖21A是顯示行動電話例之圖。
圖21B是顯示行動電話之構成例之方塊圖。
圖22是顯示多工資料構成之圖。
圖23是顯示各串流在多工資料如何多工之示意圖。
圖24是更詳細顯示PES封包列如何儲存視訊流之圖。
圖25是顯示多工資料之TS封包與源封包之構造之圖。
圖26是顯示PMT之資料構成之圖。
圖27是顯示多工資料資訊之內部構成之圖。
圖28是顯示串流屬性資訊之內部構成之圖。
圖29是顯示識別影像資料之步驟之圖。
圖30是顯示實現各實施形態之動態圖像編碼方法及動態圖像解碼方法之積體電路構成例之方塊圖。
圖31是顯示切換驅動頻率之構成之圖。
圖32是顯示識別影像資料並切換驅動頻率之步驟之圖。
圖33是顯示使影像資料規格與驅動頻率對應之查找表之例子之圖。
圖34A是顯示共有訊號處理部之模組之構成例之圖。
圖34B是顯示共有訊號處理部之模組的其它構成例之圖。
用以實施發明之形態 (作為本發明基礎之見解)
對於「背景技術」欄所記載之動態圖像編碼方法等，本發明人發現了會發生以下問題。
在上述HEVC規格之量化參數之編碼處理中，是執行(1)將編碼對象之訊號(例如量化參數之差分值)從多值訊號轉換為二值訊號之二值化，以及(2)將該二值化所生成之二值訊號(bin string)算術編碼之算術編碼處理。
(1)二值化
二值化之方法有例如(1-1)截斷一元編碼、(1-2)指數格倫布編碼等。
(1-1)在截斷一元編碼，會針對採取最大值以外之值的多值訊號，生成一個排列了與多值訊號所示之值相同數目的1並於最後賦予0之訊號。針對採取最大值之多值訊號，會預先設定好最大值，生成一個排列了與多值訊號所示之值相同數目的1的訊號(最後未賦予0之訊號)。
(1-2)在指數格倫布編碼，是藉由例如1的連續個數與其後之值來構成多值訊號。
在上述HEVC規格之量化參數之差分值(cu_qp_delta)的二值化，對於構成cu_qp_delta之參數中的cu_qp_delta_abs(cu_qp_delta之絶對值)是使用截斷一元編碼。
在此，截斷一元編碼之二值化及多值化處理中，如上所述，必須預先設定二值訊號之最大值。惟，cu_qp_delta_abs之最大值會因正或負之資訊(符號位元之值，亦即sign_flag之值)而改變。故，動態圖像解碼處理之cu_qp_delta_abs之多值化處理中，在執行處理前，必須將符號位元(sign_flag)解碼。
換言之，針對動態圖像解碼處理之cu_qp_delta_abs之多值化處理，有一個必須在對sign_flag執行多值化處理後進行之依附關係。同様地，在動態圖像編碼處理，在執行針對cu_qp_delta_abs之二值化前，必須進行針對sign_flag之二值化。針對sign_flag之二值化及多值化處理、與針對cu_qp_delta_abs之二值化及多值化處理間有依附關係，因此處理會逐次地進行，而有通量降低之課題。
(2)算術編碼處理
在此，算術編碼處理有2種類，(2-1)使用適應性符號產生機率進行算術編碼處理之上下文算術編碼處理，以及(2-2)將符號產生機率固定為例如50%來進行算術編碼處理之旁路(Bypass)算術編碼處理。
在(2-1)上下文算術編碼處理，是按照每一編碼對 象之訊號來選擇上下文。符號產生機率是對應上下文決定的。再者，在上下文算術編碼處理，會載入所選擇之上下文，並根據與該上下文對應之符號產生機率來進行編碼對象之訊號之算術編碼處理。再者，在上下文算術編碼處理，會根據編碼對象之訊號之值，進行將上下文之符號產生機率(例如變成1的機率)更新之上下文更新處理。
(2-2)另一方面，在旁路算術編碼處理，編碼對象之訊號不使用上下文，將符號產生機率固定於例如50%來進行算術編碼處理。故，在旁路算術編碼處理，不進行上下文之載入及上下文更新處理。
在上述HEVC規格，是從構成cu_qp_delta之參數中，將sign_flag旁路算術編碼，並將cu_qp_delta_abs上下文算術編碼。這是因為，在HEVC規格(非專利文獻1)，表示minus1之二值訊號之符號產生機率會有差異。符號產生機率有差異時，藉由使用上下文算術編碼處理，可抑制編碼效率之降低。
惟，如上所述，在上下文算術編碼處理，必須進行上下文之載入及更新等處理。又，與在預定minus1之上下文算術編碼處理中選擇之上下文相同的上下文在其它minus1之上下文算術編碼處理被選擇時，在對於先開始算術編碼處理之minus1的上下文更新處理結束前，無法開始對下一個minus1之上下文算術編碼處理。故，處理會依序進行，有通量降低之問題。
為了解決上述問題，本發明其中一態樣之動態圖 像編碼方法，可進行量化參數之算術編碼處理，該量化參數是對於包含在編碼對象圖片之編碼對象區塊的量化處理中使用的；前述量化參數包含表示正負符號之參數與表示絶對值之參數，前述方法包含以下步驟：對表示前述絶對值之參數，執行不需要最大值資訊之二值化；對表示前述正負符號之參數，執行不需要最大值資訊之二值化；及，對已二值化之表示前述絶對值之參數的後半部分與已二值化之表示前述正負符號之參數，依序執行使用固定機率之旁路算術編碼處理。
依據上述動態圖像編碼方法，由於是對於作為表示絶對值之參數的cu_qp_delta_abs之後半部分，與作為表示正負符號之參數的sign_flag，進行使用固定機率之旁路算術編碼處理，因此可謀求處理之高速化。
再者，依據上述動態圖像編碼方法，藉由進行不需要最大值資訊之二值化，在表示絶對值之參數之二值化前，不需進行表示正負符號之參數之二值化。藉此，可交換cu_qp_delta_abs與sign_flag之二值化順序。再者，藉由將cu_qp_delta_abs與sign_flag之二值化順序交換，並整理適用旁路算術編碼處理之語法，可使處理並列，謀求處理速度之提高。
而，上述構成之動態圖像編碼方法中，量化參數不限於量化參數本身，亦可為量化參數之差分值等，相當於量化參數之參數。
又，例如，在對於表示前述絶對值之參數之後半 部分的二值化，可使用指數格倫布編碼。
依據上述動態圖像編碼方法，藉由使用不需要最大值資訊之指數格倫布編碼來進行二值化，在cu_qp_delta_abs之二值化前，可不需進行sign_flag之二值化。藉此，可交換cu_qp_delta_abs與sign_flag之二值化順序。
又，例如前述量化參數之算術編碼處理，可為前1個前述編碼對象區塊之前述量化參數、與目前的前述編碼對象區塊之前述量化參數之差分值的算術編碼處理。
依據上述動態圖像編碼方法，作為二值化及算術編碼處理之對象的參數是量化參數之差分值(cu_qp_delta)。由於cu_qp_delta為差分值，因此一般而言值較小，故，即使交換二值化及算術編碼處理之順序，亦可抑制必要之記憶體量之增加。
本發明其中一態樣之動態圖像解碼方法，可進行已編碼之量化參數之算術解碼處理，該量化參數是對於包含在解碼對象圖片之解碼對象區塊的反量化處理中使用的；已編碼之前述量化參數依序包含已編碼之表示絶對值之參數與已編碼之表示正負符號之參數，前述方法包含以下步驟：對於已編碼之表示前述絶對值之參數的後半部分與已編碼之表示前述正負符號之參數，依序執行使用固定機率之旁路算術解碼處理；對於已解碼之表示前述絶對值之參數，執行不需要最大值資訊之多值化處理；及，對於已解碼之表示前述正負符號之參數，執行不需要最大值資訊之多值化處理。
依據上述構成之動態圖像解碼方法，由於對cu_qp_delta_abs之後半部分與sign_flag進行旁路算術編碼處理，因此與上述動態圖像編碼方法同樣地，可謀求處理之高速化。
再者，依據上述動態圖像解碼方法，藉由進行不需要最大值資訊之多值化處理，與上述動態圖像編碼方法同樣地，在表示絶對值之參數之多值化處理前，可不需進行表示正負符號之參數之多值化處理。藉此，對於在cu_qp_delta_abs後配置有sign_flag之編碼串流，亦可執行多值化處理。再者，由於可進行已整理對適用旁路算術編碼處理之語法之編碼串流的處理，因此處理可並列，可謀求處理速度之提高。
而，上述構成之動態圖像解碼方法中，量化參數與上述動態圖像編碼方法同樣地，不限於量化參數本身，亦可為量化參數之差分值等，相當於量化參數之參數。
又，例如在對表示前述絶對值之參數之後半部分的多值化處理，可使用指數格倫布編碼。
依據上述動態圖像解碼方法，藉由使用不需最大值資訊之指數格倫布編碼來進行多值化處理，可執行對cu_qp_delta_abs較sign_flag先配置之編碼串流的多值化處理。
又，例如前述量化參數之算術解碼處理，可為前1個前述解碼對象區塊之前述量化參數、與目前的前述解碼對象區塊之前述量化參數之差分值的算術解碼處理。
依據上述動態圖像解碼方法，作為多值化及算術編碼處理之對象的參數，為量化參數之差分值(cu_qp_delta)。由於cu_qp_delta為差分值，因此一般而言值較小，故，即使是交換先配置cu_qp_delta_abs並先處理之編碼串流，亦可抑制必要之記憶體量之增加。
本發明其中一態樣之動態圖像編碼裝置，具有控制電路與電連接於前述控制電路之記憶裝置，可進行量化參數之算術編碼處理，該量化參數是對於包含在編碼對象圖片之編碼對象區塊的量化處理中使用的；前述量化參數包含表示正負符號之參數與表示絶對值之參數，前述控制電路可執行以下步驟：對表示前述絶對值之參數，執行不需要最大值資訊之二值化；對表示前述正負符號之參數，執行不需要最大值資訊之二值化；及，對已二值化之表示前述絶對值之參數的後半部分與已二值化之表示前述正負符號之參數，依序執行使用固定機率之旁路算術編碼處理。
本發明其中一態様之動態圖像解碼裝置，具有控制電路與電連接於前述控制電路之記憶裝置，可進行已編碼之量化參數之算術解碼處理，該量化參數是對於包含在解碼對象圖片之解碼對象區塊的反量化處理中使用的；已編碼之前述量化參數依序包含已編碼之表示絶對值之參數與已編碼之表示正負符號之參數，前述控制電路可執行以下步驟：對於已編碼之表示前述絶對值之參數的後半部分與已編碼之表示前述正負符號之參數，依序執行使用固定 機率之旁路算術解碼處理；對於已解碼之表示前述絶對值之參數，執行不需要最大值資訊之多值化處理；及，對於已解碼之表示前述正負符號之參數，執行不需要最大值資訊之多值化處理。
本發明其中一態様之動態圖像編碼解碼裝置，具有上述動態圖像編碼裝置與上述動態圖像解碼裝置。
而，這些概括性或具體之態様，可用系統、集積電路、電腦程式或電腦可讀取之CD-ROM等記錄媒體來實現，亦可用系統、方法、集積電路、電腦程式及記錄媒體之任意組合來實現。
以下，參考圖式來說明動態圖像編碼方法、動態圖像編碼裝置、動態圖像解碼方法、動態圖像解碼裝置等之實施例。
而，以下說明之實施形態皆為顯示概括性或具體之例。以下實施形態所示之數值、形狀、材料、構成要件、構成要件之配置位置及連結形態、步驟、步驟之順序等皆為例子，用意並非限定本發明。又，以下實施形態之構成要件中，對於未記載於表示最上位概念之獨立請求項的構成要件，會以任意之構成要件來說明。
(實施形態1)
根據圖1~圖9，說明實施形態1之動態圖像編碼裝置及動態圖像編碼方法。
<1-1.裝置構成(全體構成)>
根據圖1說明本實施形態之動態圖像編碼裝置 100。圖1是顯示本實施形態之動態圖像編碼裝置之構成的方塊圖。
動態圖像編碼裝置100是按照每一區塊將輸入之圖像(輸入圖像)編碼並生成編碼串流(編碼位元流)之裝置。
如圖1所示，動態圖像編碼裝置100具有區塊分割部101、減法部102、轉換部103、量化部110、可變長度編碼部104、反量化部111、反轉換部105、加法部106、訊框記憶體107、預測部108、量化參數決定部112、及量化參數可變長度編碼部120。而，區塊分割部101、減法部102、轉換部103、量化部110、可變長度編碼部104、反量化部111、反轉換部105、加法部106、預測部108、量化參數決定部112、及量化參數可變長度編碼部120是構成控制電路之各電路的例子。
區塊分割部101將輸入圖像分割為由複數像素構成之複數預測對象區塊。預測對象區塊為尺寸可改變之區塊，例如，最小尺寸為4×4，最大尺寸為32×32。而，預測對象區塊之最小及最大尺寸可為其它尺寸。輸入圖像之分割是根據圖像之特徴來進行。
減法部102從預測對象區塊減去後述之預測部108所預測之預測區塊，算出差分區塊。
轉換部103進行轉換處理將差分區塊從圖像區域轉換為頻率區域來導出頻率係數之轉換處理。
量化參數決定部112決定量化處理所使用之量化 參數。
量化部110依據量化參數決定部112所決定之量化參數來執行對頻率係數之量化處理，生成量化係數。本實施形態之量化處理中，是使用量化參數決定部112所決定之量化參數與量化矩陣來將頻率係數轉換為量化係數。
反量化部111依據量化參數決定部112所決定之量化參數，對量化係數進行反量化處理，生成頻率係數。
反轉換部105進行將由反量化部111輸出之頻率係數從頻率區域轉換為圖像區域來生成重組差分區塊之反轉換處理。
加法部106將後述預測部108所預測之預測區塊與反轉換部105導出之重組差分區塊相加，生成重組區塊。
量化參數可變長度編碼部120執行量化參數決定部112所決定之量化參數之可變長度編碼處理，並輸出編碼串流。
本實施形態中，量化參數可變長度編碼部120對量化參數之差分值cu_qp_delta執行可變長度編碼處理，該量化參數之差分值cu_qp_delta是相當於量化參數之參數。又，在此之可變長度編碼處理包含二值化與算術編碼處理。
在此，如上所述，量化參數之差分值cu_qp_delta包含significant_flag、minus1、sign_flag之3個語法。significant_flag是表示量化參數之差分值是否為0之旗標，值為0時表示量化參數之差分值為0，值為1時表示量化參數 之差分值為0以外。minus1只包含於significant_flag為1之量化參數之差分值(絶對值為1以上之量化參數之差分值)，且設定了從量化參數之差分值之絶對值cu_qp_delta_abs減去1之值。sign_flag只包含於significant_flag為1之量化參數之差分值(不是0的量化參數之差分值)，是表示量化參數為正值或負值之旗標。本旗標之值為0時，表示量化參數之差分值為正值，值為1時表示量化參數之差分值為負值。
圖2是顯示量化參數可變長度編碼部120之構成例的方塊圖。如圖2所示，量化參數可變長度編碼部120具有significant_flag編碼部130、minus1編碼部140、sign_flag編碼部150。
significant_flag編碼部130進行對significant_flag之二值化及算術編碼處理。本實施形態中，significant_flag編碼部130進行截斷一元編碼之二值化、上下文算術編碼處理。
minus1編碼部140進行對minus1之二值化及算術編碼處理。本實施形態之minus1編碼部140從構成minus1之bin(二值訊號中的1個)中，對前半bin執行上下文算術編碼處理，並對後半bin執行格倫布指數編碼之二值化、旁路算術編碼處理。
圖3是顯示minus1編碼部140之構成例的方塊圖。本實施形態中，將minus1分為前半部分之minus1_prefix與後半部分之minus1_suffix來執行編碼處理。
圖3是顯示minus1編碼部140之構成例的方塊圖。 如圖3所示，minus1編碼部140具有minus1_prefix設定部141、minus1_prefix二值化部142、算術編碼切替部143、minus1_suffix設定部144、minus1_suffix二值化部145、上下文0算術編碼部146、上下文1算術編碼部147、旁路算術編碼部148。
minus1_prefix設定部141進行minus1_prefix之設定。而，minus1_prefix設定有最大值。minus1_prefix設定部141在minus1之值大於最大值時，對minus1_prefix設定最大值。minus1_prefix設定部141在minus1之值小於最大值時，對minus1_prefix設定minus1之值。
minus1_prefix二值化部142將minus1_prefix從多值訊號轉換為二值訊號。
算術編碼切替部143將構成minus1_prefix之各bin，依照表示bin位置之binIdx輸出至上下文0算術編碼部146、上下文1算術編碼部147及旁路算術編碼部148之任一者。
minus1_suffix設定部144進行minus1_suffix之設定。minus1_suffix設定部144在minus1之值大於minus1_prefix之最大值時，對minus1_suffix設定從minus1減去該最大值之值。minus1_suffix設定部144在minus1之值小於minus1_prefix之最大值時，不會對minus1_suffix設定值(亦可設定NULL)。
minus1_suffix二值化部145在minus1_suffix已設定值時，對minus1_suffix進行指數格倫布編碼之二值化。
上下文0算術編碼部146使用上下文0進行上下文算術編碼處理。
上下文1算術編碼部147使用上下文1進行上下文算術編碼處理。
旁路算術編碼部148進行旁路算術編碼處理。
sign_flag編碼部150進行對sign_flag之二值化及算術編碼處理。本實施形態中，sign_flag編碼部150進行格倫布指數編碼之二值化處理、旁路算術編碼處理。
可變長度編碼部(熵編碼部)104對從量化部110輸出之量化係數、及解碼所需之各種資訊(預測對象區塊之分割資訊、預測種類、移動向量、及預測模式(面內預測模式)等)施以熵編碼，藉此生成編碼串流。
訊框記憶體107是由RAM(Random Access Memory)或ROM(Read Only Memory)等記憶裝置構成。
預測部108藉由間預測或內預測生成預測區塊。預測部108藉由間預測，用預測對象區塊導出移動向量，並使用訊框記憶體107所記憶之SAO處理後之重組區塊與已導出之移動向量來生成預測區塊。預測部108藉由內預測，依據預測模式使用訊框記憶體107所記憶之SAO處理後之重組區塊來生成預測區塊。
<1-2.動作(全體)>
接著，根據圖4說明動態圖像編碼裝置100之動作。圖4是顯示動態圖像編碼裝置100之處理順序的流程圖。
區塊分割部101將輸入圖像分割為複數預測對象 區塊，將複數預測對象區塊依序輸出至減法部102與預測部108(S101)。本實施形態中，預測對象區塊之尺寸是可變的。輸入圖像是用圖像特徴來分割。預測對象區塊之最小尺寸在本實施形態為横4像素×縱4像素。又，預測對象區塊之最大尺寸在本實施形態為横32像素×縱32像素。
預測部108使用預測對象區塊與儲存於訊框記憶體107之重組區塊來生成預測區塊(S102)。
減法部102從預測對象區塊減去預測區塊來生成差分區塊(S103)。
轉換部103進行將差分區塊從圖像區域轉換為頻率區域來生成頻率係數之轉換處理(S104)。
量化參數決定部112決定量化參數。量化參數之值是使用至今發生之編碼串流的位元量或圖像之特徴量來計算(S105)。
量化部110依照量化參數決定部112所決定之量化參數執行對頻率係數之量化處理(S106)。
反量化部111依據量化參數決定部112所決定之量化參數，對執行量化處理後之頻率係數(量化係數)進行反量化處理，生成頻率係數(S107)。
反轉換部105將藉由反量化處理生成之頻率係數從頻率區域轉換為圖像區域，稱成已復原差分區塊之重組差分區塊(S108)。
加法部106將已復原之重組差分區塊與預測區塊相加來生成重組區塊(S109)。
量化參數可變長度編碼部120執行量化參數之可變長度編碼處理，輸出編碼串流(S110)。更具體而言，本實施形態中，是對量化參數之差分值cu_qp_delta執行可變長度編碼處理，該量化參數之差分值cu_qp_delta是相當於量化參數之參數。在此之可變長度編碼處理包含二值化與算術編碼處理。
可變長度編碼部104將從量化部110輸出之量化係數進行可變長度編碼處理，生成編碼串流(S111)。
動態圖像編碼裝置100重複執行步驟S102至步驟S111，直到對構成輸入圖像之全部預測對象區塊的編碼處理完畢。
<1-2-1.動作(量化參數可變長度編碼部120之動作)>
根據圖5說明本實施形態之量化參數可變長度編碼部120之動作。圖5是顯示量化參數可變長度編碼部120之處理(S110)例的流程圖。
量化參數可變長度編碼部120之significant_flag編碼部130執行對significant_flag之編碼處理(S113)。編碼處理包含二值化與算術編碼處理。算術編碼處理是使用上下文算術編碼，而該上下文算術編碼是使用上下文0。
量化參數可變長度編碼部120在significant_flag為1時(S114為「Yes」)，前進至步驟S115，為0時(S114為「No」)，由於不存在minus1與sign_flag，因此會結束目前量化參數之差分值之編碼處理。
minus1編碼部140執行對minus1之編碼處理 (S115)。minus1編碼部140對於構成minus1之bin中的前半bin執行上下文算術編碼處理，並對後半bin執行旁路算術編碼處理。細節將於後述。
sign_flag編碼部150執行對sign_flag之編碼處理(S116)。sign_flag編碼部150在使是使用上下文算術編碼處理。
<1-2-2.動作(minus1編碼部140之動作)>
根據圖6說明本實施形態之minus1編碼部140之動作。圖6是顯示minus1編碼部140之處理(S115)例的流程圖。
minus1_prefix設定部141進行minus1_prefix之設定(S121~S123)。在此，本實施形態中，是以minus1_prefix之最大值設定成4之情形為例來說明。
具體而言，minus1_prefix設定部141在minus1大於4時(步驟S121為「Yes」)，對minus1_prefix設定4。minus1_prefix設定部141在minus1小於4時(S121為「No」)，對minus1_prefix設定minus1之值。在步驟S121，minus1與4中，較小一方的值會設定於minus1_prefix。
minus1_prefix二值化部142將minus1_prefix從多值訊號轉換為二值訊號(bin string)。圖7是顯示截斷一元編碼之多值訊號與二值訊號之對應關係例的表。
如圖7所示，在截斷一元編碼，最大值以外的值中，從二值訊號之前端bin的“1”的連續次數會成為多值訊號之值，且最後附加0。又，最大值為4時，會成為從最初 之bin連續4次1的構成，且不附加最後的0。在此，binIdx是表示構成二值訊號(bin string)之bin位置的索引，前端為0而之後逐次遞增1之值。
minus1_prefix二值化部142在執行二值化後，從binIdx為0之bin依序輸出至算術編碼切替部143。
算術編碼切替部143依據binIdx之值，將構成二值訊號之各bin送到3個算術編碼部中的1個(S125、S127、S130)。
更詳言之，算術編碼切替部143在binIdx為0時(S125為「Yes」)，將bin輸出至上下文0算術編碼部146。上下文0算術編碼部146對binIdx為0之bin，使用上下文0進行上下文算術編碼處理(S126)。
算術編碼切替部143在binIdx為1時(S125為「No」，S127為「Yes」)，將bin輸出至上下文1算術編碼部147。上下文1算術編碼部147對binIdx為1之bin，使用上下文1進行上下文1算術編碼處理(S128)。
算術編碼切替部143在binIdx不是0也不是1時(S125為「No」，S127為「No」)，將bin輸出至旁路算術編碼部148。旁路算術編碼部148對binIdx為0及1以外之bin進行旁路算術編碼處理(S129)。而，由於在旁路算術編碼部不使用上下文，因此本實施形態所使用之上下文為2種類。
將步驟S125~S130以bin單位來處理，並重複執行直到全部bin之處理完畢(S130)。
minus1_suffix設定部144判定minus1(多值)是否 為4以上(S131)。minus1_suffix設定部144在minus1為4以上時(S131為「Yes」)，前進至步驟S132，在minus1未滿4時(S131為「No」)，由於不存在minus1_suffix，因此會結束對minus1之編碼處理。
minus1_suffix設定部144對minus1_suffix設定從minus1減去4之值(S132)。
minus1_suffix二值化部145使用指數格倫布編碼將minus1_suffix從多值訊號轉換為二值訊號(bin)(S133)。圖8是顯示指數格倫布編碼之多值訊號與二值訊號之對應關係例的表。如圖8所示，指數格倫布編碼中，多值訊號是由使1連續之前半部分、與表示2進數之值的後半部分所構成。
minus1_suffix二值化部145在執行二值化後，從binIdx為0之bin依序輸出至旁路算術編碼部148。
旁路算術編碼部148對輸入之bin進行旁路算術編碼處理(S134)。
minus1編碼部140將步驟S134~S135以bin單位來處理，並重複執行直到全部bin之處理完畢(S135)。
<1-3.效果>
以上，依據本實施形態之動態圖像編碼裝置100，由於構成量化參數之差分值的參數中，表示絶對值之參數之後半部分的二值化是使用指數格倫布編碼，因此不需要最大值資訊。換言之，在表示絶對值之參數之後半部分的二值化前，不需進行對表示正負符號之sign_flag之二值化 (不存在依附關係)，可實現處理之高速化。
更具體而言，本實施形態中，是將量化參數之minus1分為minus1_prefix與minus1_suffix，並於minus1_suffix之二值化使用指數格倫布編碼。藉此，不需事前之最大值設定，可解除與sign_flag之依附關係，使動態圖像解碼處理高速化。就處理高速化進行補充，在考慮到動態圖像解碼裝置時，習知若非在sign_flag之解碼完畢後便無法開始minus1之解碼處理，但在本實施形態，由於不存在依附關係，因此在sign_flag之解碼結束前，就可開始對minus1之解碼處理。
又，一般而言，由於量化參數之差分值cu_qp_delta大多為小的值，因此對於minus1_prefix之二值化是使用截斷一元編碼，而對於minus1_suffix之二值化則是使用指數格倫布編碼。
而，考慮到cu_qp_delta一般而言大多為小的值，習知是將全部的絶對值以截斷一元編碼來二值化，但針對使用截斷一元編碼與指數格倫布編碼來二值化之情形進行實驗的結果，發現編碼效率幾乎不會變差。
又，依據本實施形態之動態圖像編碼裝置100，是對minus1之後半bin進行旁路算術編碼處理。藉此，可使處理高速化。
更具體而言，實施形態1中，動態圖像編碼裝置100是對minus1_prefix之binIdex為2以上的bin進行旁路算術編碼處理，而非上下文算術編碼處理。又，動態圖像編 碼裝置100對於minus1_suffix，也是對全部的bin執行旁路算術編碼處理，而非上下文算術編碼處理。如上所述，旁路算術編碼處理不需上下文之載入及更新。藉此，由於不用等待前次算術編碼處理結束便可開始處理，因此可同樣地執行複數算術編碼處理，相較於逐次處理之上下文算術編碼處理，可使處理高速化。
而，習知動態圖像編碼裝置中，對minus1之算術編碼處理適用上下文算術編碼處理，是因為考慮到在目前的HEVC規格(非專利文獻1)，minus1之各bin之符號產生機率(變成1的機率)會有差異。當符號產生機率有差異時，旁路算術編碼處理一般而言編碼效率會降低。從維持編碼效率之觀點來看，習知在minus1之算術編碼處理是使用了上下文算術編碼處理。
惟，本發明者等在進行了將後半bin之符號產生機率固定於50%來進行旁路算術編碼處理之實驗後，發現編碼效率幾乎不會變差。換言之，本發明者等藉由實驗發現在對minus1之算術編碼處理中，即使是使用旁路算術編碼而非上下文算術編碼，編碼效率也幾乎不會變差。藉由使用旁路算術編碼，可抑制編碼效率之降低而使處理高速化。
又，旁路算術編碼處理是bin數與編碼串流之bit數一致，不進行上下文之載入或更新，因此若連續地配置適用旁路算術編碼處理之bin，可使處理更高速化。故，本實施形態中，是將適用旁路算術編碼處理之sign_flag，配 置於緊接在後半部分適用旁路算術編碼處理之minus1後。藉此，連續地配置適用旁路算術編碼處理之bin，可使處理更高速化。本實施形態中，適用旁路算術編碼處理的是minus1_prefix之後半、minus1_suffix、及sign_flag，且使該等連續地配置。
而，將cu_qp_delta之算術編碼處理之順序交換，依照cu_qp_delta_abs、sign_flag之順序執行了算術編碼處理時(亦即先將cu_qp_delta_abs編碼時)，由於必須預先將cu_qp_delta_abs之值記憶於記憶體，因此必要之記憶體容量會增加。惟，cu_qp_delta_abs之值大多很小，因此不太需要記憶體容量。
本實施形態中，藉由上述算術編碼處理，包含於編碼串流之參數的順番為minus1_suffix、sign_flag之順序。二值化之順序不一定要按照minus1_suffix、sign_flag之順序來進行。
<1-4.變形例等>
(1)依據本實施形態之動態圖像編碼裝置100，是將minus1_prefix之binIdx2以後進行旁路算術編碼，但不限於此。minus1中，適用上下文算術編碼處理之前半部分、與適用旁路算術編碼處理之後半部分之設定是任意的。例如(變更1)可將minus1_prefix之binIdx0的bin進行上下文算術編碼處理，並將minus1_prefix之binIdx1以後的bin進行旁路算術編碼處理。或者，例如(變更2)亦可將構成minus1_prefix之全部bin進行旁路算術編碼。
圖9是顯示適用於minus1_prefix之各bin之算術編碼處理例的表。圖9中，實施例1顯示本實施形態之上下文算術編碼處理及旁路算術編碼處理之適用對象。變更1是將binIdx1以後適用旁路算術編碼處理之情形，變更2是將全部bin適用旁路算術編碼處理之情形。又，對binIdx2之bin使用上下文算術編碼處理，而binIdx3以後則使用旁路算術編碼之構成當然也可以。
又，本實施形態之量化參數可為目前的HEVC規格之稱為cu_qp_delta之語法，亦可為量化處理所使用之量化規格之值本身。只要是相當於量化參數之值即可。
又，本實施形態中，顯示了量化參數是由significant_flag、minus1、sign_flag等3個構成之情形，但不限於此。量化參數亦可更包含例如表示1或2以上之greater1_flag。
(2)又，本實施形態中，是按照每一預測對象區塊來將量化參數編碼處理，但不限於此。可用小於預測對象區塊之區塊單位將量化參數編碼處理，反之亦可用由複數預測對象區塊構成之區塊單位將量化參數編碼處理。又，亦可構造成不是將全部預測對象區塊之量化參數編碼處理，而是在一部份預測對象區塊，將其它預測對象區塊之量化參數之值複製為該預測對象區塊之量化參數之值來使用。
(3)又，本實施形態中，minus1_prefix為0~4之值，但不限於此。例如，可為採取0~3之值的構成，且亦可為採取0~5之值的構成。此時當然minus1_suffix之值也會改變。
(4)又，雖然將minus1分為minus1_prefix與minus1_suffix來編碼處理，但不限於此。亦可不設定minus1_prefix，而將全部進行指數格倫布編碼。又，二值化之方法不是指數格倫布編碼亦可，只要是一元編碼等不需設定最大值之二值化方法，亦可使用其它二值化方法。
(5)又，不限於量化參數，可對於賦予至編碼串流之其它語法，適用本實施形態之方法，使用共通的可變長度編碼部。例如，在目前的HEVC規格(非專利文獻1)，對於移動向量或SAO之偏移(sao_offset)，於緊接在表示絶對值之參數之後半部分bin後，配置表示正負符號之參數，藉此使適用旁路算術編碼之bin連結。藉由使適用可並行地同時執行之旁路算術編碼處理之bin連續，可謀求處理之高速化。
再者，藉由使統一算術編碼處理方法且適用上下文算術編碼處理之binIdx相同，將各參數之順序變更方法統一，可使用共通的可變長度編碼部。藉此，可實現動態圖像編碼裝置之構成簡化。
(6)又，上述實施形態中，預測對象區塊為最大32×32，最小4×4，但亦可為以上或以下。又，預測對象區塊可為固定尺寸。
(7)再者，本實施形態之各處理可用軟體實現。且，亦可將該軟體藉由下載等來發佈。又，亦可將該軟體記錄於CD-ROM等記錄媒體來發佈。而，這在本說明書之其它實施例也一樣。
(實施形態2)
根據圖10~圖15來說明實施形態2之動態圖像編碼裝置及動態圖像編碼方法。
<2-1.裝置構成(全體構成)>
根據圖10說明本實施形態之動態圖像解碼裝置。圖10是顯示本實施形態之動態圖像解碼裝置200之構成例的方塊圖。
動態圖像解碼裝置200是一個將輸入之編碼串流(編碼位元流)解碼來生成解碼圖像(圖10中標示為「圖像」)的裝置。
如圖10所示，動態圖像解碼裝置200具有可變長度解碼部201、反量化部202、反轉換部203、加法部204、解碼區塊結合部205、訊框記憶體206、移動補償部207、及量化參數可變長度解碼部210。而，可變長度解碼部201、反量化部202、反轉換部203、加法部204、解碼區塊結合部205、移動補償部207、及量化參數可變長度解碼部210是構成控制電路之各電路的例子。
可變長度解碼部201將輸入至動態圖像解碼裝置200之編碼串流熵解碼(可變長度解碼)，藉此取得量化係數、及解碼所需的各種資訊(預測對象區塊之分割資訊、預測種類、移動向量、預測模式(面內預測模式)、及量化參數等)。
量化參數可變長度解碼部210從編碼串流將量化參數(在此為代表相當於量化參數之參數的量化參數之差分值cu_qp_delta)解碼。量化參數可變長度解碼部210對編 碼串流執行算術編碼處理與多值化處理來作為可變長度解碼處理。
而，如上所述，量化參數之差分值cu_qp_delta包含significant_flag、minus1、sign_flag等3個語法。
圖11是顯示量化參數可變長度解碼部210之構成例的方塊圖。如圖11所示，量化參數可變長度解碼部210具有significant_flag解碼部220、minus1解碼部230、sign_flag解碼部240。
significant_flag解碼部220進行對已編碼之significant_flag的算術解碼處理及多值化處理。本實施形態中，significant_flag解碼部220進行上下文算術解碼處理、截斷一元編碼之多值化處理。
minus1解碼部230進行對已編碼之minus1的算術編碼處理及多值化處理。本實施形態之minus1解碼部230在已編碼之minus1中，對前半部分執行上下文算術解碼處理與指數格倫布編碼之多值化處理，對後半部分執行旁路算術解碼處理與指數格倫布編碼之多值化處理。
圖12是顯示minus1解碼部230之構成例的方塊圖。如圖3所示，minus1解碼部230具有算術解碼切替部231、上下文0算術解碼部232、上下文1算術解碼部233、旁路算術解碼部234、minus1_prefix多值化部235、minus1_suffix多值化部236、minus1算出部237。
算術解碼切替部231可切換適用於編碼串流之算術解碼處理方法。上下文0算術解碼部232進行使用第一上 下文(上下文0)之上下文0算術解碼處理。上下文1算術解碼部233進行使用第二上下文(上下文1)之上下文1算術解碼處理。
旁路算術解碼部234進行使用固定機率之旁路算術解碼處理。而，旁路算術解碼部234將旁路算術解碼處理後之二值訊號中的minus1_prefix部分輸出至minus1_prefix多值化部235，並將minus1_suffix部分輸出至minus1_suffix多值化部236。
minus1_prefix多值化部235將從上下文o算術解碼部232、上下文1算術解碼部233及旁路算術解碼部234輸出之二值訊號(相當於minus1_prefix)轉換為多值訊號。minus1_suffix多值化部236將從旁路算術解碼部234輸出之二值訊號(相當於minus1_suffix)轉換為多值訊號。
minus1算出部237將minus1_prefix多值化部235所輸出之minus1_prefix與minus1_suffix多值化部236所輸出之minus1_suffix相加，導出minus1。
如圖10所示，反量化部202使用量化參數可變長度解碼部210所輸出之量化參數，進行將可變長度解碼部201所輸出之量化係數轉換為頻率係數之反量化處理。
反轉換部203進行將反量化部202所輸出之頻率係數從頻率區域轉換為圖像區域來導出差分區塊之反轉換處理。
加法部204將從移動補償部207輸出之預測區塊與從反轉換部203輸出之差分區塊相加，生成解碼區塊。
解碼區塊結合部205使複數解碼區塊結合來將解碼圖像復原。接著，解碼區塊結合部205將解碼圖像記憶於訊框記憶體206。
訊框記憶體206是由RAM或ROM等記憶裝置構成。
移動補償部207藉由間預測或內預測來生成預測區塊。移動補償部207所使用之預測方法與預測部108相同。
<2-2.動作(全體)>
接著，根據圖13來說明動態圖像解碼裝置200之動作。圖13是顯示動態圖像解碼裝置200之處理順序的流程圖。
量化參數可變長度解碼部210對輸入於動態圖像解碼裝置200之編碼串流所包含的已編碼之量化參數執行可變長度解碼處理，並將已解碼之量化參數輸出至反量化部202(S201)。
可變長度解碼部201對輸入於動態圖像解碼裝置200之編碼串流所包含的已編碼之量化係數執行可變長度解碼處理，並將已解碼之量化係數輸出至反量化部202(S202)。
反量化部202依據從量化參數可變長度解碼部210輸出之量化參數，執行將從可變長度解碼部201輸出之量化係數轉換為頻率係數之反量化處理(S203)。
反轉換部203執行將從反量化部202輸出之頻率 係數由頻率區域轉換為圖像區域之反轉換處理(S204)。藉由反轉換處理可生成差分區塊。
移動補償部207使用訊框記憶體206所儲存之解碼圖像來生成預測區塊。
加法部204將從移動補償部207輸出之預測區塊與從反轉換部203輸出之差分區塊相加，生成解碼區塊(S205)。
動態圖像解碼裝置200重複執行步驟S201~步驟S205，直到解碼對象圖片所包含的全部解碼對象區塊之解碼完畢(S206)。
解碼區塊結合部205將構成解碼對象圖片之全部解碼區塊結合，藉此生成解碼圖像(S207)。接著，解碼區塊結合部205會儲存已生成於訊框記憶體206之解碼圖像。
<2-2-1.動作(量化參數可變長度解碼部之動作)>
根據圖14來說明本實施形態之量化參數可變長度解碼部210之動作。圖14是顯示量化參數可變長度解碼部210之處理(S201)例的流程圖。
量化參數可變長度解碼部210之significant_flag解碼部220執行對significant_flag之解碼處理(S211)。解碼處理包含算術解碼處理與多值化處理。在算術解碼處理使用上下文算術解碼，該上下文算術解碼是使用上下文0。
量化參數可變長度解碼部210在significant_flag為1時(S212為「Yes」)，前進至步驟S213，為0時(S212為「No」)，由於不存在minus1與sign_flag，因此會結束目前的量化參數 之差分值之解碼處理。
minus1解碼部230執行對minus1之解碼處理(S213)。minus1解碼部230對minus1之前半部分執行上下文算術解碼處理，並對後半部分執行旁路算術解碼處理。細節將於後述。
sign_flag解碼部240執行對sign_flag之解碼處理(S214)。sign_flag解碼部240在此是使用上下文算術解碼處理。
<2-2-2.動作(minus1解碼部230之動作)>
根據圖15來說明本實施形態之minus1解碼部230之動作。圖15是顯示minus1解碼部230之處理(S213)例的流程圖。
算術解碼切替部231依據解碼對象之bin的binIdx值，將構成多值訊號之各bin送到3個算術解碼部中的1個(S221，S223)。
算術解碼切替部231在binIdx為0時(S221為「Yes」)，將bin輸出至上下文0算術解碼部232。上下文0算術解碼部232對於binIdx為0之bin，使用上下文0進行上下文算術解碼處理(S222)。上下文0算術解碼部232對minus1_prefix多值化部235輸出已進行上下文0算術解碼處理之bin。
算術解碼切替部231在binIdx為1時(S221為「No」，S223為「Yes」)，將bin輸出至上下文1算術解碼部233。上下文1算術解碼部233對於binIdx為1之bin，使用上下文1進 行上下文1算術解碼處理(S224)。上下文1算術解碼部233對minus1_prefix多值化部235輸出已進行上下文1算術解碼處理之bin。
算術解碼切替部231在binIdx不是0也不是1時，(S221為「No」，S223為「No」)，將bin輸出至旁路算術解碼部234。
旁路算術解碼部234對於已編碼之minus1中的minus1_prefix部分進行旁路算術解碼處理(S225)。接著，旁路算術解碼部234輸出已進行旁路算術解碼處理之minus1_prefix。
minus1解碼部230在將代表算術解碼結果之bin之值為0、或是binIdx為3之bin解碼前，會重複執行步驟S221~步驟S225(S226)。
minus1_prefix多值化部235使用從上下文0算術解碼部232、上下文1算術解碼部233及旁路算術解碼部234輸出之訊號來取得二值訊號之minus1_prefix。在此的minus1_prefix是藉由指數格倫布算術編碼所二值化之二值訊號。minus1_prefix多值化部235將minus1_prefix從二值訊號轉換為多值訊號(S227)。指數格倫布編碼之二值訊號與多值訊號之對應關係，與實施形態1之圖7相同。
旁路算術解碼部234對剩下的全部bin，也就是minus1_suffix執行旁路算術解碼處理(S228，S229)。經解碼之binminus1_suffix是藉由指數格倫布算術編碼所二值化之二值訊號。
minus1_suffix多值化部236將從旁路算術解碼部234輸出之minus1_suffix由二值訊號轉換為多值訊號(S230)。指數格倫布編碼之二值訊號與多值訊號之對應關係，與實施例1之圖8相同。
minus1算出部237將從minus1_prefix多值化部235輸出之minus1_prefix與從minus1_suffix多值化部236輸出之minus1_suffix相加，算出minus1(S231)。
<2-3.效果>
如以上所說明，依據本實施形態之動態圖像解碼裝置200，可獲得與實施形態1相同之效果。
例如，本實施形態之動態圖像解碼裝置200是使用構成量化參數之差分值的參數中，表示絶對值之參數之後半部分為藉由指數格倫布編碼所二值化之訊號，因此不需要最大值資訊，可進行多值化處理。換言之，在表示絶對值之參數之後半部分之多值化處理前，不需對表示正負符號之sign_flag進行多值化處理(不存在依附關係)，可實現處理之高速化。
又，依據本實施形態之動態圖像解碼裝置200，是對minus1之後半bin進行旁路算術解碼處理。藉此，可使處理高速化。
以上各實施形態中，功能區塊之各區塊通常可藉由MPU或記憶體等來實現。又，功能區塊之各區塊進行的處理通常可藉由軟體(程式)來實現，該軟體是記錄於ROM等記錄媒體。且，上述軟體可藉由下載等來發佈，亦可記 錄於CD-ROM等記錄媒體來發佈。而，各功能區塊當然亦可藉由硬體(專用電路)來實現。
又，各實施例中所說明之處理可藉由使用單一裝置(系統)集中處理來實現，或是使用複數裝置分散處理來實現。又，執行上述程式之電腦可為單數，亦可為複數。換言之，可進行集中處理或是進行分散處理。
本發明不限定於以上實施例，可進行各種變更，而當然該等也包含於本發明之範圍內。
實施形態3
藉由將用以實現上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法(圖像編碼方法)或動態圖像解碼方法(圖像解碼方法)之構成的程式記錄於記憶媒體，可在獨立之電腦系統上輕易地上述各實施形態所示之處理。記憶媒體只要是磁碟、光碟、光磁碟、IC卡、半導體記憶體等可記錄程式者即可。
接著在此，說明上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法(圖像編碼方法)或動態圖像解碼方法(圖像解碼方法)之應用例及使用其之系統。該系統之特徵在於具有由使用了圖像編碼方法之圖像編碼裝置、及使用了圖像解碼方法之圖像解碼裝置所構成之圖像編碼解碼裝置。系統之其它構成可視情形適當地變更。
圖16為顯示實現內容發佈服務之內容供給系統ex100之全體構成的圖。將通訊服務之提供區域分割為期望之大小，並於各細胞(cell)內分別設有代表固定無線台之基 地台ex106、ex107、ex108、ex109、ex110。
該內容供給系統ex100是於網際網路ex101連接網際網路服務提供者ex102及電話網ex104、並透過基地台ex106至ex110連接電腦ex111、PDA(Personal Digital Assistant)ex112、攝像機ex113、行動電話ex114、遊戲機ex115等各機器。
惟，ex100不限於圖16之構成，亦可組合其中的元件來連接。又，亦可不透過代表固定無線台之基地台ex106至ex110，而將各機器直接連接於電話網ex104。又，各機器亦可透過近距離無線等直接相互連接。
攝像機ex113為數位攝影機等可進行動態影像撮影之機器，攝像機ex116為數位相機等可進行靜止圖像撮影、動態影像撮影之機器。又，行動電話ex114為GSM(登錄商標)(Global System for Mobile Communications)方式、CDMA(Code Division Multiple Access)方式、W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access)方式、或LTE(Long Term Evolution)方式、HSPA(High Speed Packet Access)之行動電話機、或是PHS(Personal Handyphone System)等皆可。
在內容供給系統ex100，攝像機ex113等透過基地台ex109、電話網ex104連接於串流伺服器ex103，藉此可進行實況發佈等。在實況發佈中，對使用者以攝像機ex113拍攝之內容(例如，音樂實況之影像等)，如上述各實施形態所說明地進行編碼處理(即，作為本發明其中一態樣之圖像 編碼裝置)，並傳送至串流伺服器ex103。另一方面，串流伺服器ex103串流發佈對有要求之用戶端傳送之內容資料。用戶端有可將上述編碼處理之資料解碼的電腦ex111、PDAex112、攝像機ex113、行動電話ex114、遊戲機ex115等。收到所發佈之資料的各機器會將收到的資料進行解碼處理並再生(即，作為本發明其中一態樣之圖像解碼裝置)。
而，所拍攝之資料的編碼處理可在攝像機ex113進行，亦可在傳送處理資料之串流伺服器ex103進行，亦可互相分擔進行。同樣地，所發送之資料的解碼處理可在用戶端進行，亦可在串流伺服器ex103進行，亦可互相分擔進行。又，不限於攝像機ex113，攝像機ex116所拍攝之静止圖像及/或動態圖像資料亦可透過電腦ex111傳送至串流伺服器ex103。此時之編碼處理可在攝像機ex116、電腦ex111、串流伺服器ex103的其中一者進行，亦可互相分擔進行。
又，這些編碼/解碼處理一般是在電腦ex111或各機器所具有的LSIex500處理。LSIex500可為由單晶片或複數晶片組成之構成。而，亦可將動態圖像編碼/解碼用之軟體組入電腦ex111等可讀取之其中一記錄媒體(CD-ROM、軟碟、硬碟等)，並以該軟體進行編碼/解碼處理。再者，行動電話ex114具有攝像機時，亦可傳送該攝像機所取得之動態影像資料。此時之動態影像資料為以行動電話ex114所具有的LSIex500進行編碼處理之資料。
又，串流伺服器ex103可為複數伺服器或複數電腦，而將資料分散處理、記錄或發佈。
如此一來，內容供給系統ex100可由用戶端接收經編碼之資料並再生。如此，內容供給系統ex100中，用戶端可即時地接收使用者所傳送之資訊並加以解碼、再生，即使是不具特別權利或設備之使用者亦可實現個人廣播。
而，不限於內容供給系統ex100的例子，如圖17所示，數位廣播用系統ex200亦可組入上述各實施形態之至少動態圖像編碼裝置(圖像編碼裝置)或動態圖像解碼裝置(圖像解碼裝置)的其中一者。具體而言，廣播台ex201透過電波將已於影像資料多工音樂資料等的多工資料傳送至通訊或衛星ex202。該影像資料為已藉由上述各實施形態所說明之動態圖像編碼方法編碼之資料(即，本發明其中一態樣之圖像編碼裝置所編碼之資料)。收到資料之廣播衛星ex202會發出廣播用電波，並由可接收衛星廣播之家庭之天線ex204來接收該電波。收到的多工資料會由電視(接收機)ex300或機上盒(STB)ex217等裝置解碼並再生(即，作為本發明其中一態樣之圖像解碼裝置)。
又，讀取並解碼DVD、BD等記錄媒體ex215所記錄之多工資料、或於記錄媒體ex215編碼影像訊號、甚至視情形與音樂訊號多工並寫入的讀取器/記錄器ex218，亦可安裝上述各實施形態所示之動態圖像解碼裝置或動態圖像編碼裝置。此時，再生之影像訊號會顯示於螢幕ex219，可藉由記錄有多工資料之記錄媒體ex215於其它裝置或系統中再生影像訊號。又，亦可於與有線電視用之纜線ex203或衛星/地面廣播之天線ex204連接之機上盒ex217內安裝動態圖 像解碼裝置，並將此以電視之螢幕ex219來顯示。此時亦可不於機上盒，而是於電視內組入動態圖像解碼裝置。
圖18為顯示使用了上述各實施形態所說明之動態圖像解碼方法及動態圖像編碼方法之電視(接收機)ex300之圖。電視ex300具有：調諧器ex301，透過接收上述廣播之天線ex204或纜線ex203等來取得或輸出已於影像資料多工有聲音資料之多工資料；調變/解調部ex302，將收到之多工資料解調、或調變成傳送至外部之多工資料；以及多工/解多工部ex303，將解調之多工資料解多工為影像資料與聲音資料、或將訊號處理部ex306所編碼之影像資料、聲音資料多工。
又，電視ex300包含：訊號處理部ex306，具有將聲音資料、影像資料分別解碼或將各資訊編碼的聲音訊號處理部ex304與影像訊號處理部ex305(作為本發明其中一態樣之圖像編碼裝置或圖像解碼裝置)；以及輸出部ex309，具有輸出已解碼之聲音訊號的揚聲器ex307，及顯示已解碼之影像訊號的顯示器等顯示部ex308。再者，電視ex300具有介面部ex317，該介面部ex317具有接受使用者操作輸入之操作輸入部ex312等。再者，電視ex300具有可整合控制各部之控制部ex310、及對各部供給電力之電源電路部ex311。介面部ex317除了操作輸入部ex312以外，亦可具有與讀取器/記錄器ex218等外部機器連接的橋接器ex313、用以安裝SD卡等記錄媒體ex216的插槽部ex314、用以連接硬碟等外部記錄媒體的驅動器ex315、以及與電話網連接的數 據機ex316等。而，記錄媒體ex216為可藉由收容之非依電性/依電性半導體記憶體元件來電性進行資訊記錄者。電視ex300之各部透過同步匯流排相互連接。
首先，說明電視ex300將藉由天線ex204等從外部取得的多工資料解碼並再生的構成。電視ex300接受來自遙控器ex220等之使用者操作，根據具有CPU等的控制部ex310之控制，將調變/解調部ex302所解調之多工資料以多工/解多工部ex303解多工。再者，電視ex300用聲音訊號處理部ex304將已解多工之聲音資料解碼，並用影像訊號處理部ex305將已解多工之影像資料用上述各實施形態所說明之解碼方法來解碼。解碼之聲音訊號、影像訊號會分別從輸出部ex309輸出至外部。輸出時，可將這些訊號暫時儲存於緩衝器ex318、ex319等，以使聲音訊號與影像訊號同步再生。又，電視ex300亦可不是從廣播等，而是從磁/光碟、SD卡等記錄媒體ex215、ex216讀出多工資料。接著，說明電視ex300將聲音訊號或影像訊號編碼，並傳送至外部或寫入至記錄媒體等之構成。電視ex300接受來自遙控器ex220等之使用者操作，根據控制部ex310之控制，以聲音訊號處理部ex304將聲音訊號編碼，並以影像訊號處理部ex305將影像訊號用上述各實施形態所說明之編碼方法編碼。經編碼之聲音訊號、影像訊號會在多工/解多工部ex303多工並輸出至外部。多工時，可將這些訊號暫時儲存於緩衝器ex320、ex321等，以使聲音訊號與影像訊號同步。而，緩衝器ex318、ex319、ex320、ex321可如圖所示具有複數個、亦可為共有 1個以上緩衝器之構成。再者，如圖所示外，例如調變/解調部ex302或多工/解多工部ex303之間等，亦可於緩衝器儲存資料來作為避免系統溢位(over flow)、虧位(under flow)之緩衝方式。
又，電視ex300除了從廣播等或記錄媒體等取得聲音資料、影像資料外，亦可具有接受麥克風或攝像機之AV輸入的構成，而對從該等取得之資料進行編碼處理。而，在此雖說明了電視ex300可進行上述編碼處理、多工、及外部輸出之構成，但亦可為無法進行這些處理，而僅可進行上述接收、解碼處理、外部輸出之構成。
又，以讀取器/記錄器ex218從記錄媒體取出或寫入多工資料時，上述解碼處理或編碼處理可在電視ex300或讀取器/記錄器ex218的其中一者進行，亦可由電視ex300與讀取器/記錄器ex218互相分擔進行。
舉例言之，圖19顯示從光碟讀取或寫入資料時之資訊再生/記錄部ex400的構成。資訊再生/記錄部ex400具有以下說明之元件ex401、ex402、ex403、ex404、ex405、ex406、ex407。光學頭ex401對代表光碟之記錄媒體ex215的記錄面照射雷射光點來寫入資訊，並檢測來自記錄媒體ex215之記錄面的反射光來讀取資訊。調變記錄部ex402電性驅動光學頭ex401所內藏之半導體雷射而根據記錄資料進行雷射光之調變。再生解調部ex403將藉由光學頭ex401所內藏之光檢測器而電性檢測出來自記錄面之反射光的再生訊號加以放大，並將記錄於記錄媒體ex215之訊號分量分離、解調， 以再生必要之資訊。緩衝器ex404暫時保存用以記錄於記錄媒體ex215之資訊及從記錄媒體ex215再生之資訊。碟片馬達ex405使記錄媒體ex215旋轉。伺服控制部ex406一面控制碟片馬達ex405之旋轉驅動一面使光學頭ex401移動至預定之資訊軌，進行雷射光點之追蹤處理。系統控制部ex407進行資訊再生/記錄部ex400全體之控制。上述讀取或寫入處理係藉由系統控制部ex407利用緩衝器ex404所保存之各種資訊，或視需要進行新的資訊的生成/追加，使調變記錄部ex402、再生解調部ex403、伺服控制部ex406進行協調動作，並透過光學頭ex401進行資訊之記錄再生而實現。系統控制部ex407係以例如微處理器構成，並執行讀取寫入之程式來執行這些處理。
以上說明了光學頭ex401照射雷射光點，但亦可為用近接場光來進行高密度之記錄的構成。
圖20顯示代表光碟之記錄媒體ex215的示意圖。記錄媒體ex215之記錄面螺旋狀地形成有引導溝(凹溝)，資訊軌ex230藉由凹溝形狀之變化而預先記錄有顯示光碟上之絶對位置的位址資訊。該位址資訊包含用以特定代表記錄資料之單位之記錄塊ex231的位置資訊，可在進行記錄或再生之裝置再生資訊軌ex230並讀取位址資訊來特定記錄塊。又，記錄媒體ex215包含資料記錄區域ex233、內周區域ex232、外周區域ex234。用於記錄使用者資料之區域為資料記錄區域ex233，配置於資料記錄區域ex233內周或外周的內周區域ex232與外周區域ex234則用於使用者資料之 記錄以外的特定用途。資訊再生/記錄部ex400對上述記錄媒體ex215之資料記錄區域ex233，進行已編碼之聲音資料、影像資料或已將該等資料多工之多工資料的讀取。
以上係以1層的DVD、BD等光碟為例來說明，但不限於此，亦可為多層構造而表面以外亦可記錄之光碟。又，亦可為於光碟之相同處以各自不同波長之顏色的光來記錄資訊、或從各個角度記錄不同資訊之層等，進行多維記錄/再生之構造的光碟。
又，數位廣播用系統ex200中，亦可在具有天線ex205之汽車ex210從衛星ex202等接收資料，並於汽車ex210所具有之汽車導航ex211等顯示裝置再生動態影像。而，汽車導航ex211之構成可例如於圖18所示之構成中，加上GPS接收部之構成，而在電腦ex111或行動電話ex114等亦可考慮相同作法。
圖21A為顯示使用了上述實施形態所說明之動態圖像解碼方法及動態圖像編碼方法的行動電話ex114之圖。行動電話ex114具有用以在與基地台ex110之間傳送接收電波之天線ex350、可拍攝影像、靜止圖像之攝像機部ex365、以及顯示攝像機部ex365所拍攝之影像與天線ex350所接收之影像等已解碼資料之液晶顯示器等的顯示部ex358。行動電話ex114更包含具有操作鍵部ex366之本體部、代表用以輸出聲音之揚聲器等的聲音輸出部ex357、代表用以輸入聲音之麥克風等的聲音輸入部ex356、保存所拍攝之影像、靜止圖像、所錄音之聲音或收到的影像、靜止圖像、 郵件等已編碼資料或已解碼資料的記憶體部ex367、或代表與同樣地保存資料之記錄媒體間的介面部的插槽部ex364。
接著，以圖21B說明行動電話ex114之構成例。行動電話ex114是透過匯流排ex370，於整合地控制具有顯示部ex358及操作鍵部ex366之本體部各部的主控制部ex360,互相連接電源電路部ex361、操作輸入控制部ex362、影像訊號處理部ex355、攝像機介面部ex363、LCD(Liquid Crystal Display)控制部ex359、調變/解調部ex352、多工/解多工部ex353、聲音訊號處理部ex354、插槽部ex364、記憶體部ex367。
當藉由使用者之操作來結束通話及使電源鍵呈開啟狀態時，電源電路部ex361會從電池組對各部供給電力來將行動電話ex114啟動至可動作狀態。
行動電話ex114根據具有CPU、ROM、RAM等之主控制部ex360的控制，以聲音訊號處理部ex354將聲音通話模式時聲音輸入部ex356所收音之聲音訊號轉換為數位聲音訊號，將該數位聲音訊號以調變/解調部ex352進行頻譜擴散處理，並於施以數位類比轉換處理及頻率轉換處理後以傳送/接收部ex351透過天線ex350加以傳送。又，行動電話ex114將聲音通話模式時透過天線ex350接收之接收資料放大並施以頻率轉換處理及類比數位轉換處理，且於以調變/解調部ex352進行頻譜反擴散處理、以聲音訊號處理部ex354轉換為類比聲音訊號後，將該類比聲音訊號從聲音輸 出部ex357加以輸出。
又，在資料通訊模式下傳送電子郵件時，藉由本體部之操作鍵部ex366等操作所輸入之電子郵件的本文資料，會透過操作輸入控制部ex362送出到主控制部ex360。主控制部ex360將本文資料以調變/解調部ex352進行頻譜擴散處理，並以傳送/接收部ex351施以數位類比轉換處理及頻率轉換處理後，透過天線ex350傳送至基地台ex110。接收電子郵件時，則對收到的資料進行大致相反的處理，並輸出至顯示部ex358。
在資料通訊模式下傳送影像、靜止圖像、或影像與聲音時，影像訊號處理部ex355將從攝像機部ex365供給之影像訊號以上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法進行壓縮編碼(即，作為本發明其中一態樣之圖像編碼裝置)，並將經編碼之影像資料送出至多工/解多工部ex353。又，聲音訊號處理部ex354將以攝像機部ex365拍攝影像、靜止圖像時聲音輸入部ex356所收音之聲音訊號編碼，並將經編碼之聲音資料送出至多工/解多工部ex353。
多工/解多工部ex353將從影像訊號處理部ex355供給之經編碼影像資料與從聲音訊號處理部ex354供給之經編碼聲音資料以預定方式加以多工，並將結果所得之多工資料以調變/解調部(調變/解調電路部)ex352進行頻譜擴散處理，在以傳送/接收部ex351施以數位類比轉換處理及頻率轉換處理後透過天線ex350加以傳送。
在資料通訊模式下接收連結於首頁等之動態圖 像檔案之資料時、或接收附加有影像及/或聲音之電子郵件時，為了將透過天線ex350接收之多工資料解碼，多工/解多工部ex353會將多工資料解多工來分為影像資料之位元流與聲音資料之位元流，並透過同步匯流排ex370將經編碼之影像資料供給至影像訊號處理部ex355，且將經編碼之聲音資料供給至聲音訊號處理部ex354。影像訊號處理部ex355利用與上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法對應的動態圖像解碼方法解碼來將影像訊號解碼(即，作為本發明其中一態樣之圖像解碼裝置)，並透過LCD控制部ex359從顯示部ex358顯示例如連結於首頁之動態圖像檔案所含的影像、靜止圖像。又，聲音訊號處理部ex354會將聲音訊號解碼，並從聲音輸出部ex357輸出聲音。
又，上述行動電話ex114等終端與電視ex300相同地，除了具有編碼器/解碼器兩者之傳送接收型終端外，還有只有編碼器之傳送終端、只有解碼器之接收終端等3種安裝形式。再者，數位廣播用系統ex200已說明了接收、傳送影像資料中多工有音樂資料等的多工資料，但除了聲音資料外多工有與影像相關之文字資料等的資料亦可，且不是多工資料而是影像資料本身亦可。
如此，可將上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或動態圖像解碼方法用於上述任一機器/系統，藉此，可獲得上述各實施形態所說明之效果。
又，本發明不限於上述實施形態，在不脫離本發明範圍下可進行各種變形或修正。
(實施形態4)
亦可視需要將上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置、與依據MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等不同規格之動態圖像編碼方法或裝置適當地切換，藉此生成影像資料。
在此，生成各個分別依據不同規格之複數影像資料時，在解碼之際，必須選擇對應各個規格之解碼方法。惟，由於無法識別解碼之影像資料是依據哪個規格，因此會產生無法選擇適當之解碼方法的課題。
為了解決該課題，可將影像資料中多工有聲音資料等的多工資料構造成包含一顯示影像資料是依據哪個規格的識別資訊。以下說明包含藉由上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置所生成之影像資料的多工資料之具體構成。多工資料為MPEG-2傳輸串流形式之數位串流。
圖22為顯示多工資料之構成的圖。如圖22所示，多工資料可藉由從視訊流、音訊流、演示圖形流(PG)、互動圖形流中多工1個以上而獲得。視訊流表示電影之主影像及副影像，音訊流(IG)表示電影之主聲音部分及與該主聲音混合之副聲音，演示圖形流表示電影之字幕。在此，主影像表示顯示於畫面之一般影像，副影像表示在主影像中以小畫面顯示之影像。又，互動圖形流表示於畫面上配置GUI零件而作成之對話畫面。視訊流係以上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置、或依據習知MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等規格之動態圖像編碼方法或裝置來編 碼。音訊流係以杜比AC-3、Dolby Digital Plus、MLP、DTS、DTS-HD、或LPCM等方式來編碼。
多工資料所含的各串流係以PID來識別。例如，用於電影之影像的視訊流分配有0x1011，音訊流分配有0x1100至0x111F，演示圖形分配有0x1200至0x121F，互動圖形流分配有0x1400至0x141F，用於電影之副影像的視訊流分配有0x1B00至0x1B1F，用於與主聲音混合之副聲音的音訊流分配有0x1A00至0x1A1F。
圖23為顯示多工資料是如何多工之示意圖。首先，將由複數視訊框構成之視訊流ex235、由複數音訊框構成之音訊流ex238分別轉換為PES封包列ex236及ex239，並轉換為TS封包ex237及ex240。同樣地將演示圖形流ex241及互動圖形ex244之資料分別轉換為PES封包列ex242及ex245，再轉換為TS封包ex243及ex246。多工資料ex247是將這些TS封包多工為1條串流而構成。
圖24更詳細地顯示PES封包列中是如何儲存視訊流。圖24之第1段顯示視訊流之視訊框列。第2段顯示PES封包列。如圖24之箭頭yy1、yy2、yy3、yy4所示，代表視訊流之複數Video Presentation Unit的I圖片、B圖片、P圖片會依照每一圖片分割，並儲存於PES封包之酬載。各PES封包具有PES標頭，PES標頭可儲存代表圖片顯示時刻之PTS(Presentation Time-Stamp)或代表圖片解碼時刻之DTS(Decoding Time-Stamp)。
圖25顯示最後寫入多工資料之TS封包的形式。 TS封包為188Byte固定長之封包，由具有識別串流之PID等資訊的4Byte之TS標頭、及儲存資料的184Byte之TS酬載構成，上述PES封包會分割並儲存於TS酬載。以BD-ROM而言，TS封包會附加4Byte之TP_Extra_Header，構成192Byte之源封包而寫入至多工資料。TP_Extra_Header可記載ATS(Arrival_Time_Stamp)等資訊。ATS顯示該TS封包對解碼器之PID過濾器的傳送開始時刻。多工資料係如圖25下段所示排列源封包，從多工資料之前頭遞增之編號稱為SPN(源封包號碼)。
又，多工資料所含的TS封包中，除了影像/聲音/字幕等各串流以外，尚有PAT(Program Association Table)、PMT(Program Map Table)、PCR(Program Clock Reference)等。PAT顯示用於多工資料中之PMT的PID為何，PAT本身之PID係登錄為0。PMT具有多工資料中所含的影像/聲音/字幕等各串流之PID及與各PID對應之串流的屬性資訊，且具有與多工資料相關之各種描述符。描述符中有指示許可/不許可多工資料之複製的複製控制資訊等。PCR為了取得代表ATS之時間軸的ATC(Arrival Time Clock)與代表PTS/DTS之時間軸的STC(System Time Clock)之同步，具有與將PCR封包傳送至解碼器之ATS對應的STC時間之資訊。
圖26為詳細說明PMT之資料構造之圖。於PMT之前頭配置記載了包含於該PMT之資料長度等的PMT標頭。在PMT標頭之後，配置複數與多工資料相關之描述符。上 述複製控制資訊等係作為描述符記載。於描述符之後配置複數與包含於多工資料之各串流相關的串流資訊。串流資訊由記載了串流類型、串流之PID、串流之屬性資訊(畫面更新率、寬高比等)之串流描述符構成，以識別串流之壓縮編解碼器等。串流描述符的數量與存在於多工資料之串流的數量相當。
記錄於記錄媒體等時，上述多工資料會與多工資料資訊檔案一起記錄。
如圖27所示，多工資料資訊檔案為多工資料之管理資訊，與多工資料1對1地對應，由多工資料資訊、串流屬性資訊與登錄圖構成。
如圖27所示，多工資料資訊由系統率、再生開始時刻、再生結束時刻構成。系統率顯示多工資料之傳送到後述系統目標解碼器之PID過濾器的最大傳送率。包含於多工資料中的ATS之間隔係設定為低於系統率。再生開始時刻為多工資料前頭之視訊框的PTS，再生結束時刻可設定為將多工資料末端之視訊框的PTS加上1訊框分的再生間隔。
如圖28所示，串流屬性資訊是將關於多工資料所含的各串流之屬性資訊登錄於每一PID。屬性資訊按照每一視訊流、音訊流、演示圖形流、互動圖形流而具有不同資訊。視訊流屬性資訊具有視訊流是以何種壓縮編解碼器壓縮、構成視訊流之各個圖片資料的解析度為何、寬高比為何、畫面更新率為何等資訊。音訊流屬性資訊具有音訊流是以何種壓縮編解碼器壓縮、音訊流所含的頻道數為何、 對應於什麼語言、取樣頻率為何等資訊。這些資訊可用於播放器再生前之解碼器的初始化等。
本實施形態是利用上述多工資料中，包含於PMT之串流類型。又，記錄媒體記錄有多工資料時，則利用包含於多工資料資訊之視訊流屬性資訊。具體而言，上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置中，是設置一對包含於PMT之串流類型、或視訊流屬性資訊設定固有資訊之步驟或機構，該固有資訊表示是藉由上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置所生成之影像資料。藉由該構成，可識別藉由上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置所生成之影像資料及依據其它規格之影像資料。
又，圖29顯示本實施形態之動態圖像解碼方法的步驟。步驟exS100中，從多工資料取得包含於PMT之串流類型、或包含於多工資料資訊之視訊流屬性資訊。接著，步驟exS101中，判斷是否顯示串流類型或視訊流屬性資訊為上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置所生成之多工資料。接著，當判斷串流類型或視訊流屬性資訊是上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置所生成的時，在步驟exS102中，利用上述各實施形態所示之動態圖像解碼方法來進行解碼。又，當顯示串流類型或視訊流屬性資訊為依據習知MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等規格時，在步驟exS103中，利用依據習知規格之動態圖像解碼方法來進行解碼。
如此，藉由於串流類型或視訊流屬性資訊設定新 的固有值，在解碼時，便可判斷是否可用上述各實施形態所示之動態圖像解碼方法或裝置來解碼。故，即使輸入了依據不同規格之多工資料時，亦可選擇適當之解碼方法或裝置，因此可在不產生錯誤下進行解碼。又，亦可將本實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置、或是動態圖像解碼方法或裝置，用於上述任一機器/系統。
(實施形態5)
上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法及裝置、動態圖像解碼方法及裝置在典型上可用積體電路之LSI來實現。舉例言之，圖30顯示單晶片化之LSIex500的構成。LSIex500具有以下說明之元件ex501、ex502、ex503、ex504、ex505、ex506、ex507、ex508、ex509，各元件透過匯流排ex510連接。電源電路部ex505在電源為開啟狀態時，對各部供給電力而啟動至可動作之狀態。
進行例如編碼處理時，LSIex500根據具有CPUex502、記憶體控制器ex503、串流控制器ex504、驅動頻率控制部ex512等的控制部ex501之控制，藉由AV I/Oex509從麥克風ex117或攝像機ex113等輸入AV訊號。輸入之AV訊號會暫時儲存於SDRAM等外部記憶體ex511。根據控制部ex501之控制，已儲存之資料會依照處理量或處理速度適當地分為複數次並送到訊號處理部ex507，在訊號處理部ex507進行聲音訊號之編碼及/或影像訊號之編碼。在此，影像訊號之編碼處理為上述各實施形態所說明之編碼處理。在訊號處理部ex507，進而視情況進行將已編碼之聲音資料 與已編碼之影像資料多工之處理，從串流I/Oex506輸出至外部。該輸出之多工資料會傳送至基地台ex107，或寫入至記錄媒體ex215。而，多工時可暫時於緩衝器ex508儲存資料以進行同步。
而，上述已說明記憶體ex511為LSIex500之外部構成，但亦可為包含於LSIex500內部之構成。緩衝器ex508也不限於1個，亦可具有複數緩衝器。又，LSIex500可單晶片化，亦可複數晶片化。
又，上述中，控制部ex501具有CPUex502、記憶體控制器ex503、串流控制器ex504、驅動頻率控制部ex512等，但控制部ex501之構成不限於該構成。例如，訊號處理部ex507亦可為更具有CPU之構成。藉由於訊號處理部ex507之內部也設置CPU，可更提高處理速度。又，其它例子可為CPUex502具有訊號處理部ex507、或訊號處理部ex507之一部份的例如聲音訊號處理部之構成。此時，控制部ex501之構成為包含訊號處理部ex507、或具有其一部分之CPUex502。
而，在此雖為LSI，但根據積體度之差異，有時亦可稱為IC、系統LSI、Super LSI、Ultra LSI。
又，積體電路化之手法不限於LSI，亦可用專用電路或通用處理器來實現。亦可利用可在LSI製造後編程之FPGA(Field Programmable Gate Array(現場可編程閘級陣列))、或可再構築LSI內部之電路元件之連接或設定的可重組態處理器。上述可編程邏輯元件典型上可載入構成軟體 或韌體之程式或從記憶體等讀取，藉此執行上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或動態圖像解碼方法。
再者，若因半導體技術之進步或衍生之其它技術而出現替代LSI之積體電路技術，當然亦可利用該技術來進行功能區塊之積體化。也有生物技術之應用等的可能性。
(實施形態6)
將上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置所生成之影像資料解碼時，相較於依據習知MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等規格之影像資料解碼時，處理量會增加。故，在LSIex500，必須設定為較將依據習知規格之影像資料解碼時的CPUex502之驅動頻率高的驅動頻率。惟，若提高驅動頻率，會產生消耗電力增加的課題。
為了解決該課題，電視ex300、LSIex500等動態圖像解碼裝置會構造成識別影像資料是依據何種規格，並依據規格來切換驅動頻率。圖31顯示本實施形態之構成ex800。驅動頻率切換部ex803在影像資料是由上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置所生成者時，會將驅動頻率設定的較高。且，對執行上述各實施形態所示之動態圖像解碼方法之解碼處理部ex801，指示將影像資料解碼。另一方面，當影像資料為依據習知規格之影像資料時，相較於影像資料為上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置所生成者時，會將驅動頻率設定的較低。且，對依據習知規格之解碼處理部ex802，指示將影像資料解碼。
更具體而言，驅動頻率切換部ex803係由圖30之 CPUex502與驅動頻率控制部ex512構成。又，執行上述各實施形態所示之動態圖像解碼方法的解碼處理部ex801、及依據習知規格的解碼處理部ex802，相當於圖30之訊號處理部ex507。CPUex502可識別影像資料是依據何種規格。且，驅動頻率控制部ex512根據來自CPUex502之訊號來設定驅動頻率。又，訊號處理部ex507根據來自CPUex502之訊號來進行影像資料之解碼。在此，影像資料之識別可利用例如實施形態4所記載之識別資訊。識別資訊不限於實施形態4所記載者，只要是可識別影像資料是依據何種規格之資訊即可。例如，當可根據可識別影像資料是用於電視、或是用於光碟等的外部訊號來識別影像資料是依據何種規格時，亦可根據該外部訊號來進行識別。又，CPUex502之驅動頻率選擇可根據例如圖33之影像資料規格與驅動頻率對應之查找表來進行。將查找表預先儲存於緩衝器ex508或LSI之內部記憶體，並由CPUex502參考該查找表，藉此可選擇驅動頻率。
圖32顯示實施本實施形態之方法的步驟。首先，在步驟exS200，訊號處理部ex507從多工資料取得識別資訊。接著，在步驟exS201，CPUex502根據識別資訊來識別影像資料是否為上述各實施形態所示之編碼方法或裝置所生成者。影像資料為上述各實施形態所示之編碼方法或裝置所生成者時，在步驟exS202，CPUex502會將驅動頻率設定的較高的訊號送到驅動頻率控制部ex512。且，於驅動頻率控制部ex512，設定為較高的驅動頻率。另一方面，當顯示是 依據習知MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等規格的影像資料時，在步驟exS203，CPUex502會將驅動頻率設定的較低的訊號送到驅動頻率控制部ex512。且，於驅動頻率控制部ex512，設定為相較於影像資料為上述各實施形態所示之編碼方法或裝置所生成者時較低的驅動頻率。
再者，藉由與驅動頻率之切換連動地來變更施加於LSIex500或包含LSIex500之裝置的電壓，可更提高省電效果。例如，將驅動頻率設定的較低時，相較於將驅動頻率設定的較高的情形，可將施於LSIex500或包含LSIex500之裝置的電壓設定的較低。
又，驅動頻率之設定方法在解碼時之處理量大的情況下，可將驅動頻率設定的較高，而在解碼時之處理量小的情況下，則可將驅動頻率設定的較低，並不限於上述設定方法。例如，若將依據MPEG4-AVC規格之影像資料解碼的處理量，大於將上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置所生成之影像資料解碼的處理量時，可使驅動頻率之設定與上述情況相反。
再者，驅動頻率之設定方法不限於將驅動頻率設定的較低之構成。例如，識別資訊顯示是上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置所生成之影像資料時，亦可將施加於LSIex500或包含LSIex500之裝置的電壓設定的較高，而當顯示是依據習知MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等規格之影像資料時，則將施於LSIex500或包含LSIex500之裝置的電壓設定的較低。又，舉例言之，當識別資訊顯 示是上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置所生成之影像資料時，不使CPUex502之驅動停止，而當顯示是依據習知MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等規格之影像資料時，由於處理上有游刃有餘，因此可使CPUex502之驅動暫時停止。即使當識別資訊顯示是上述各實施形態所示之動態圖像編碼方法或裝置所生成之影像資料時，若處理上游刃有餘，亦可使CPUex502之驅動暫時停止。此時，相較於顯示是依據習知MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等規格之影像資料時，可將停止時間設定的較短。
如此，藉由按照影像資料所依據之規格來切換驅動頻率，可謀求省電化。又，以電池來驅動LSIex500或包含LSIex500之裝置時，隨著省電化，可增長電池之壽命。
(實施形態7)
有時對於電視或行動電話等上述機器/系統會輸入依據不同規格之複數影像資料。如此，為了在輸入了依據不同規格之複數影像資料時亦可解碼，LSIex500之訊號處理部ex507必須對應複數規格。惟，若個別地使用對應各個規格之訊號處理部ex507，會產生LSIex500之電路規模變大，且成本增加之課題。
為了解決該課題，可構造成將用以執行上述各實施形態所示之動態圖像解碼方法的解碼處理部、與依據習知MPEG-2、MPEG4-AVC、VC-1等規格的解碼處理部一部份共有化。將該構成例顯示於圖34A之ex900。例如，上述各實施形態所示之動態圖像解碼方法與依據MPEG4-AVC 規格之動態圖像解碼方法，在熵編碼、反量化、解塊/過濾、動態補償等處理上，處理內容為一部份共通。共通之處理內容可共有對應MPEG4-AVC規格之解碼處理部ex902，而不對應MPEG4-AVC規格之本發明其中一態樣所特有的其它處理內容則使用專用的解碼處理部ex901。解碼處理部之共有化亦可構造成共通之處理內容是共有用以執行上述各實施形態所示之動態圖像解碼方法的解碼處理部，而MPEG4-AVC規格所特有的處理內容則使用專用的解碼處理部。
又，將處理一部份共有化之其它例子顯示於圖34B之ex1000。該例中，構造成使用與本發明其中一態樣所特有的處理內容對應的專用解碼處理部ex1001、與其它習知規格所特有的處理內容對應的專用解碼處理部ex1002、以及與本發明其中一態樣之動態圖像解碼方法和其它習知規格之動態圖像解碼方法共通的處理內容對應的共用解碼處理部ex1003。在此，專用解碼處理部ex1001、ex1002不一定是特別針對本發明其中一態樣或其它習知規格所特有的處理內容者，而是可執行其它通用處理者亦可。又，本實施形態之構成亦可用LSIex500安裝。
如此，對於在本發明其中一態樣之動態圖像解碼方法與習知規格之動態圖像解碼方法上共通之處理內容共有解碼處理部，藉此可縮小LSI之電路規模，且可降低成本。
產業上之可利用性
本發明可達到一在幾乎不會使編碼效率降低之情形下使處理高速化之效果，可用於例如儲存、傳送、通訊等各種用途。舉例言之，本發明可用於電視、數位錄放影機、汽車衛星導航、行動電話、數位相機及數位攝影機等高解析度之資訊顯示機器及拍攝機器，利用價值高。

Claims (11)

  1. 一種動態圖像編碼方法，可進行量化參數之算術編碼處理，該量化參數是對於包含在編碼對象圖片之編碼對象區塊的量化處理中使用；前述量化參數包含表示正負符號之參數與表示絶對值之參數，前述表示絶對值之參數包含prefix及suffix，前述方法包含以下步驟：對前述suffix，執行使用了指數格倫布(Golomb)編碼之二值化；將前述prefix二值化；對表示前述正負符號之參數，執行使用了指數格倫布編碼之二值化；對被二值化的前述prefix的前半部分，執行使用適應性符號產生機率的上下文算術編碼處理；及對已二值化之前述prefix的後半部分、已二值化之前述suffix與已二值化之表示前述正負符號之參數，依序執行使用固定機率之旁路算術編碼處理。
  2. 如請求項1之動態圖像編碼方法，其中前述量化參數之算術編碼處理是前1個前述編碼對象區塊之前述量化參數、與現在的前述編碼對象區塊之前述量化參數之差分值的算術編碼處理。
  3. 如請求項1之動態圖像編碼方法，其中在將前述prefix二 值化的步驟中，對前述prefix執行使用了截斷一元編碼的二值化。
  4. 如請求項1之動態圖像編碼方法，其中前述動態圖像編碼方法進一步包含以下步驟：對表示前述絕對值是否為零的旗標執行使用了截斷一元編碼的二值化，及對被二值化的前述旗標執行使用適應性符號產生機率的上下文算術編碼處理。
  5. 一種動態圖像解碼方法，可進行已編碼之量化參數之算術解碼處理，該量化參數是對於包含在解碼對象圖片之解碼對象區塊的反量化處理中使用，已編碼之前述量化參數依序包含已編碼之表示絶對值之參數與已編碼之表示正負符號之參數，前述已編碼之表示絶對值之參數包含已編碼之prefix及已編碼之suffix，前述方法包含以下步驟：對已編碼之前述prefix的前半部分，執行使用適應性符號產生機率的上下文算術解碼處理；對於已編碼之前述prefix的後半部分、已編碼之前述suffix與已編碼之表示前述正負符號之參數，依序執行使用固定機率之旁路算術解碼處理；將包含已解碼之前述prefix的前半部分及已解碼之前述prefix的後半部分的已解碼之prefix多值化；對於已解碼之前述suffix，執行使用了指數格倫布 編碼之多值化處理；及對於已解碼之表示前述正負符號之參數，執行使用了指數格倫布編碼之多值化處理。
  6. 如請求項5之動態圖像解碼方法，其中前述量化參數之算術解碼處理，是前1個前述解碼對象區塊之前述量化參數、與現在的前述解碼對象區塊之前述量化參數之差分值的算術解碼處理。
  7. 如請求項5之動態圖像解碼方法，其中在將已解碼之前述prefix多值化的步驟中，對已解碼之前述prefix執行使用了截斷一元編碼的多值化。
  8. 如請求項5之動態圖像解碼方法，其中已編碼之前述量化參數進一步包含已編碼之表示前述絕對值是否為零的旗標，前述動態圖像解碼方法進一步包含以下步驟：對已編碼之前述旗標執行使用適應性符號產生機率的上下文算術解碼處理，對已解碼之前述旗標執行使用了截斷一元編碼的多值化。
  9. 一種動態圖像編碼裝置，具有控制電路與電連接於前述控制電路之記憶裝置，可進行量化參數之算術編碼處理，該量化參數是對於包含在編碼對象圖片之編碼對象區塊的量化處理中使用；前述量化參數包含表示正負符號之參數與表示絶對值之參數， 前述表示絶對值之參數包含prefix及suffix，前述控制電路可執行以下步驟：對前述suffix，執行使用了指數格倫布編碼之二值化；將前述prefix二值化；對表示前述正負符號之參數，執行使用了指數格倫布編碼之二值化；對被二值化的前述prefix的前半部分，執行使用適應性符號產生機率的上下文算術編碼處理；及對已二值化之前述prefix的後半部分、已二值化之前述suffix與已二值化之表示前述正負符號之參數，依序執行使用固定機率之旁路算術編碼處理。
  10. 一種動態圖像解碼裝置，具有控制電路與電連接於前述控制電路之記憶裝置，可進行已編碼之量化參數之算術解碼處理，該量化參數是對於包含在解碼對象圖片之解碼對象區塊的反量化處理中使用；已編碼之前述量化參數依序包含已編碼之表示絶對值之參數與已編碼之表示正負符號之參數，前述已編碼之表示絶對值之參數包含已編碼之prefix及已編碼之suffix，前述控制電路可執行以下步驟：對已編碼之前述prefix的前半部分，執行使用適應性符號產生機率的上下文算術解碼處理；對於已編碼之前述prefix的後半部分、已編碼之前 述suffix與已編碼之表示前述正負符號之參數，依序執行使用固定機率之旁路算術解碼處理；將包含已解碼之前述prefix的前半部分及已解碼之前述prefix的後半部分的已解碼之prefix多值化；對於已解碼之前述suffix，執行使用了指數格倫布編碼之多值化處理；及對於已解碼之表示前述正負符號之參數，執行使用了指數格倫布編碼之多值化處理。
  11. 一種動態圖像編碼解碼裝置，包含有：請求項9記載之動態圖像編碼裝置；及請求項10記載之動態圖像解碼裝置。
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