TWI583182B - Image decoding apparatus, image decoding method, image decoding program, receiving apparatus, receiving method and receiving program - Google Patents

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Description

影像解碼裝置、影像解碼方法、影像解碼程式、收訊裝置、收訊方法及收訊程式
本發明係有關於影像編碼及解碼技術，尤其是有關於殘差訊號的熵編碼及解碼技術。
動態影像編碼之國際標準的MPEG-4 AVC中，作為熵編碼方式係採用一種稱為CABAC的上下文切換型的算術編碼。CABAC係將應編碼之資訊的發生機率加以記憶的一種稱作上下文的變數，予以複數持有。從周邊的編碼資訊選擇出最佳上下文而利用於編碼。又，於各上下文中也會因編碼過程而進行發生機率的更新，因此可高精度地推定編碼資訊的發生機率，可有效率地編碼。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2007-300517號公報
在MPEG-4 AVC中，藉由周邊的已解碼資訊來切換上下文以推定資訊的發生機率，並且還會用解碼結果來進行發生機率的學習。對於各上下文可使應解碼資訊的發生機率最佳化，實現編碼效率的提升。然而，對於處理對象區塊內的所有有義差分係數資訊，上下文索引之計算和有義差分係數資訊之解碼必須要逐步地處理，而會耗費計算時間。
在專利文獻1中係揭露，對於發生頻率高之語法要素的上下文係藉由配置在存取延遲較小的記憶體上，以削減解碼所涉及之處理延遲的手法。然而，專利文獻1之手法係並沒有解決上下文索引之算出與語法要素之解碼的依存性，就無法平行執行它們這點來說，難謂其是對處理延遲的根本解決之道。
本發明係有鑑於此種狀況而研發，其目的在於，於差分係數編碼/解碼中，實現可平行處理且演算量少的上下文索引算出方法，提供電路構成簡單、適合即時處理的影像編碼及解碼技術。又，另一目的在於，實現參照相關上適切之周邊差分係數的上下文索引之計算，藉此以提供編碼效率高的影像編碼及解碼技術。
為了解決上記課題，本發明的某個態樣的影像編碼裝置，係將身為編碼對象之影像與身為預測對象之影像的差分資訊，分割成複數子區塊，將已分割之前記子 區塊以所定之順序進行編碼的影像編碼裝置，其係具備：有義子區塊資訊編碼部(708、701)，係將用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊，予以編碼；和有義差分係數資訊編碼部(706、701)，係將用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊，予以編碼；和差分係數值編碼部(707、701)，係將前記差分係數之值，予以編碼；和上下文導出部(711)，係基於使用到身為編碼對象之前記子區塊的水平方向相鄰之已編碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為編碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已編碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來編碼前記身為編碼對象之子區塊的前記有義子區塊資訊所需的上下文、及用來編碼前記身為編碼對象之子區塊中所屬之前記差分係數的前記有義差分係數資訊所需的上下文。
本發明的另一態樣，係為影像編碼方法。該方法係將身為編碼對象之影像與身為預測對象之影像的差分資訊，分割成複數子區塊，將已分割之前記子區塊以所定之順序進行編碼的影像編碼方法，其係具備：有義子區塊資訊編碼步驟，係將用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊，予以編碼；和有義差分係數資訊編碼步驟，係將用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊，予以編碼；和差分係數值編碼步驟，係將前記差分係數之值，予以編碼；和上下文導出步驟，係基於使用到身為編碼對象之前記子區 塊的水平方向相鄰之已編碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為編碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已編碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來編碼前記身為編碼對象之子區塊的前記有義子區塊資訊所需的上下文、及用來編碼前記身為編碼對象之子區塊中所屬之前記差分係數的前記有義差分係數資訊所需的上下文。
本發明的另一其他態樣，係為送訊裝置。該裝置係具備：封包處理部，係將編碼串流予以封包化而獲得編碼資料，該編碼串流係藉由，將身為編碼對象之影像與身為預測對象之影像的差分資訊，分割成複數子區塊，將已分割之前記子區塊以所定之順序進行編碼的影像編碼方法，所被編碼而成；和送訊部，係將已被封包化之前記編碼資料，予以發送。前記影像編碼方法係具備：有義子區塊資訊編碼步驟，係將用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊，予以編碼；和有義差分係數資訊編碼步驟，係將用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊，予以編碼；和差分係數值編碼步驟，係將前記差分係數之值，予以編碼；和上下文導出步驟，係基於使用到身為編碼對象之前記子區塊的水平方向相鄰之已編碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為編碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已編碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來編碼前記身為編碼對象之子區塊的前記有義子區塊資訊所需的上下文、及用來編碼前記身為編碼對象之子區塊中所屬之前 記差分係數的前記有義差分係數資訊所需的上下文。
本發明的另一其他態樣，係為送訊方法。該方法係具備：封包處理步驟，係將編碼串流予以封包化而獲得編碼資料，該編碼串流係藉由，將身為編碼對象之影像與身為預測對象之影像的差分資訊，分割成複數子區塊，將已分割之前記子區塊以所定之順序進行編碼的影像編碼方法，所被編碼而成；和送訊步驟，係將已被封包化之前記編碼資料，予以發送。前記影像編碼方法係具備：有義子區塊資訊編碼步驟，係將用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊，予以編碼；和有義差分係數資訊編碼步驟，係將用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊，予以編碼；和差分係數值編碼步驟，係將前記差分係數之值，予以編碼；和上下文導出步驟，係基於使用到身為編碼對象之前記子區塊的水平方向相鄰之已編碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為編碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已編碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來編碼前記身為編碼對象之子區塊的前記有義子區塊資訊所需的上下文、及用來編碼前記身為編碼對象之子區塊中所屬之前記差分係數的前記有義差分係數資訊所需的上下文。
本發明的某個態樣的影像解碼裝置，係屬於將編碼串流予以解碼之影像解碼裝置，該編碼串流係為，身為解碼對象之影像與身為預測對象之影像的差分資訊被分割成複數子區塊，而已分割之前記子區塊是以所定之順 序而被編碼而成者，其係具備：有義子區塊資訊解碼部(1008、1001)，係將用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊，予以解碼；和有義差分係數資訊解碼部(1006、1001)，係將用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊，予以解碼；和差分係數值解碼部(1007、1001)，係將前記差分係數之值，予以解碼；和上下文導出部(1010)，係基於使用到身為解碼對象之前記子區塊的水平方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為解碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來解碼前記身為解碼對象之子區塊的前記有義子區塊資訊所需的上下文、及用來解碼前記身為解碼對象之子區塊中所屬之前記差分係數的前記有義差分係數資訊所需的上下文。
本發明的另一態樣，係為影像解碼方法。該方法係屬於將編碼串流予以解碼之影像解碼方法，該編碼串流係為，身為解碼對象之影像與身為預測對象之影像的差分資訊被分割成複數子區塊，而已分割之前記子區塊是以所定之順序而被編碼而成者，其係具備：有義子區塊資訊解碼步驟，係將用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊，予以解碼；和有義差分係數資訊解碼步驟，係將用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊，予以解碼；和差分係數值解碼步驟，係將前記差分係數之值，予以解碼；和上下 文導出步驟，係基於使用到身為解碼對象之前記子區塊的水平方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為解碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來解碼前記身為解碼對象之子區塊的前記有義子區塊資訊所需的上下文、及用來解碼前記身為解碼對象之子區塊中所屬之前記差分係數的前記有義差分係數資訊所需的上下文。
本發明的另一其他態樣，係為收訊裝置。該裝置係屬於將動態影像所被編碼而成之編碼串流予以接收，並將所接收到之前記編碼串流予以解碼的收訊裝置，其係具備：收訊部，係接收由編碼串流被封包化而成之編碼資料，該編碼串流係為，身為解碼對象之影像與身為預測對象之影像的差分資訊被分割成複數子區塊，而已分割之前記子區塊是以所定之順序而被編碼而成者；和復原部，係將所接收到的前記被封包化之編碼資料，進行封包處理，以復原出前記編碼串流；和有義子區塊資訊解碼部(1008、1001)，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出，用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊；和有義差分係數資訊解碼部(1006、1001)，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出，用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊；和差分係數值解碼部(1007、1001)，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出前記差分係數之值；和上下文導出部(1010)，係基於使用到身為解碼對象之前記子區 塊的水平方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為解碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來解碼前記身為解碼對象之子區塊的前記有義子區塊資訊所需的上下文、及用來解碼前記身為解碼對象之子區塊中所屬之前記差分係數的前記有義差分係數資訊所需的上下文。
本發明的另一其他態樣，係為收訊方法。該方法係屬於將動態影像所被編碼而成之編碼串流予以接收，並將所接收到之前記編碼串流予以解碼的收訊方法，其係具備：收訊步驟，係接收由編碼串流被封包化而成之編碼資料，該編碼串流係為，身為解碼對象之影像與身為預測對象之影像的差分資訊被分割成複數子區塊，而已分割之前記子區塊是以所定之順序而被編碼而成者；和復原步驟，係將所接收到的前記被封包化之編碼資料，進行封包處理，以復原出前記編碼串流；和有義子區塊資訊解碼步驟，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出，用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊；和有義差分係數資訊解碼步驟，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出，用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊；和差分係數值解碼步驟，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出前記差分係數之值；和上下文導出步驟，係基於使用到身為解碼對象之前記子區塊的水平方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為解碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已解 碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來解碼前記身為解碼對象之子區塊的前記有義子區塊資訊所需的上下文、及用來解碼前記身為解碼對象之子區塊中所屬之前記差分係數的前記有義差分係數資訊所需的上下文。
此外，即使將以上構成要素之任意組合、本發明之表現，在方法、裝置、系統、記錄媒體、電腦程式等之間做轉換而成者，對本發明的態樣而言皆為有效。
若依據本發明，則可實現電路構成簡單、適合即時處理的差分訊號之編碼。
501‧‧‧減算部
502‧‧‧正交轉換‧量化部
503‧‧‧逆量化‧逆轉換部
504‧‧‧加算部
505‧‧‧解碼影像記憶體
506‧‧‧預測部
507‧‧‧差分資訊編碼部
508‧‧‧預測資訊編碼部
509‧‧‧模式判定部
701‧‧‧算術編碼部
702‧‧‧差分係數緩衝區
703‧‧‧編碼控制部
704‧‧‧上下文記憶體
705‧‧‧掃描控制部
706‧‧‧有義係數資訊編碼控制部
707‧‧‧差分係數值編碼控制部
708‧‧‧有義子區塊資訊編碼控制部
709‧‧‧有義子區塊資訊緩衝區
710‧‧‧有義子區塊資訊算出部
711‧‧‧上下文索引處理部
801‧‧‧差分資訊解碼部
802‧‧‧逆量化‧逆轉換部
803‧‧‧預測資訊解碼部
804‧‧‧加算部
805‧‧‧解碼影像記憶體
806‧‧‧預測部
1001‧‧‧算術解碼部
1002‧‧‧差分係數緩衝區
1003‧‧‧解碼控制部
1004‧‧‧上下文記憶體
1005‧‧‧掃描控制部
1006‧‧‧有義係數資訊解碼控制部
1007‧‧‧差分係數值解碼控制部
1008‧‧‧有義子區塊資訊解碼控制部
1009‧‧‧有義子區塊資訊緩衝區
1010‧‧‧上下文索引處理部
〔圖1〕先前的差分係數之解碼程序的說明用流程圖。
〔圖2〕先前的子區塊差分係數之解碼程序的說明用流程圖。
〔圖3〕先前的有義差分係數之解碼程序的說明用流程圖。
〔圖4〕第2實施例中的有義差分係數之解碼程序的說明用流程圖。
〔圖5〕用來執行實施形態所述之差分係數的編碼方法所需的影像編碼裝置之構成的區塊圖。
〔圖6〕用來執行實施形態所述之差分係數的解碼方法所需的影像解碼裝置之構成的區塊圖。
〔圖7〕子區塊、差分係數之掃描順序的說明圖。
〔圖8〕圖6的影像解碼裝置的第1實施例的詳細構成的區塊圖。
〔圖9〕圖3的有義差分係數之解碼程序中的周邊差分係數之定義的說明圖。
〔圖10〕第2實施例中的有義差分係數之解碼程序中的上下文定義的說明圖。
〔圖11〕差分係數的子區塊分割的說明圖。
〔圖12〕第1實施例中的差分係數值之解碼程序的說明用流程圖。
〔圖13〕編碼區塊尺寸的說明圖。
〔圖14〕圖5的影像編碼裝置的第1實施例的詳細構成的區塊圖。
〔圖15〕第1實施例中的差分係數之編碼程序的說明用流程圖。
〔圖16〕第1實施例中的子區塊差分係數之編碼程序的說明用流程圖。
〔圖17〕第1實施例中的有義差分係數資訊之編碼處理程序的說明用流程圖。
〔圖18〕第1實施例中的差分係數值之編碼程序的說明用流程圖。
〔圖19〕在有義差分係數資訊的上下文計算中含有子區塊位置之構成的說明圖。
〔圖20〕第1實施例中的有義差分係數之解碼程序 中的上下文定義的說明圖。
〔圖21〕第1實施例中的有義差分係數之編碼程序的說明用流程圖。
〔圖22〕第1實施例中的有義差分係數之解碼程序的說明用流程圖。
首先說明作為本發明的實施形態之前提的技術。
對各編碼語法將複數上下文做對應關連，基於語法要素之相關性來選擇上下文的手法，由於可使編碼分配最佳化，因此可有效率地編碼。
作為上下文切換熵編碼的例子，使用圖1的流程圖來說明以16×16尺寸而被編碼的差分訊號的量化正交轉換係數的解碼程序。圖11係為處理對象之量化正交轉換係數。以下將量化正交轉換係數稱作差分係數。於本程序中，將處理對象的16×16差分係數分割成4×4尺寸的子區塊401至416，優先進行子區塊單位的掃描。
依照後述的掃描順序，決定處理對象的子區塊(S101)。若所有的子區塊都掃描結束，則差分係數的解碼處理就結束。圖7的符號902係表示子區塊的掃描順序。若所有的子區塊都掃描結束，則差分係數的解碼處理就結束。圖7的符號902係表示子區塊的掃描順序。於本程序中，從差分係數領域的最右下之子區塊起開始掃描， 從右下往左上，還有從右上往左上，按照此一規則來進行掃描，在最左上的子區塊，結束掃描。圖7的符號901係使用箭頭來表現子區塊之掃描順序的圖。依照圖7之掃描順序時，在所有的處理對象子區塊中，空間上位於右側及下側位置的子區塊的掃描是已經完成的狀態。
回到圖1的流程圖，進行處理對象子區塊的所有差分係數值的解碼處理(S102)。子區塊差分係數值的解碼完成後，進入步驟S101。
子區塊差分係數值的解碼處理的細節，使用圖2的流程圖來說明。
將有義子區塊資訊予以解碼(S201)。有義子區塊資訊係為用來表示，在處理對象之子區塊中存在有非0之差分係數之事實用的1位元之旗標。有義子區塊資訊為1係表示，在處理對象子區塊中至少存在有1個非0之差分係數。有義子區塊資訊為0係表示，處理對象子區塊的所有的差分係數都是0。
判定有義子區塊資訊的值(S202)。當有義子區塊資訊為0時，係將處理對象子區塊的所有差分係數值都設成0(S209)，結束子區塊差分係數值解碼處理。
當有義子區塊資訊為1時，則進行處理對象子區塊的所有有義差分係數資訊的解碼處理(S203)。有義差分係數資訊係為用來表示，處理對象位置之差分係數值並非0的1位元之旗標。有義係數資訊為1係表示處理對象位置之差分係數值並非0，有義係數資訊為0係表示 處理對象位置之差分係數值為0。子區塊的有義差分係數資訊的解碼程序之細節，將於後述。子區塊的所有有義差分係數資訊的解碼結束後，進入步驟S204的差分係數值的解碼。
進行差分係數值的解碼處理(S204)。關於差分係數值解碼處理的細節，將於後述。差分係數值的解碼處理完成後，進入步驟S101，進行下個子區塊的掃描。
〔有義差分係數資訊的解碼處理程序〕
步驟S203的子區塊的有義差分係數資訊的解碼程序，使用圖3的流程圖來說明。
依照所定之掃描順序，決定處理對象的子區塊(S301)。子區塊內的差分係數的掃描順序，係和差分係數領域中的子區塊之掃描順序同樣依照圖7所示的規則。
將相鄰於處理對象差分係數位置，且已經解碼的、非0之差分係數的數目的和，亦即周邊有義差分係數和countCoeff，予以算出(S302)。圖9中係圖示，用來算出周邊有義差分係數和countCoeff所需的差分係數位置之例子。符號202係處理對象位置是符號201時的周邊差分係數，符號204係處理對象位置是符號203時的周邊差分係數。如圖9所示，將位於處理對象差分係數位置的右側及下側，且相鄰於處理對象差分係數位置的5個差分 係數，視為周邊差分係數。差分係數的掃描順序係按照圖7所示，因此與處理對象差分係數隸屬同一子區塊，位於處理對象差分係數位置之右側及下側的差分係數，係為已解碼。同樣地位於處理對象位置所屬之子區塊的右側及下側的子區塊中所屬的有義差分係數，也是已解碼。周邊差分係數和countCoeff，係為用來推定有義差分係數之發生機率所需的變數。影像的特性及視覺特性上，有義差分係數係為，1是較容易往低頻集中，0是較容易往高頻集中。有義差分係數係具有空間上的相關性，因此將處理對象位置所相鄰之差分係數，視為周邊差分係數和countCoeff的演算對象。至於表示差分係數領域之外側的周邊差分係數，係從周邊有義係數和countCoeff之計算中排除。
回到圖3的流程圖，判定周邊有義係數和countCoeff是否為0(S303)。若周邊有義係數和countCoeff為0，則將有義差分係數資訊解碼所需的上下文索引ctxIdx設定成0(S304)，使用對應於上下文索引ctxIdx的上下文，來將有義差分係數資訊予以解碼。然後，對差分係數值，設定有義差分係數資訊(S308)。
若周邊有義係數和countCoeff並非0，則判定周邊有義係數和countCoeff是否為2以下(S305)。若周邊有義係數和countCoeff為2以下，則將有義差分係數資訊解碼所需的上下文索引ctxIdx設定成1(S306)，使用對應於上下文索引ctxIdx的上下文，來將有義差分係數 資訊予以解碼。然後，對差分係數值，設定有義差分係數資訊(S308)。
若周邊有義係數和countCoeff並非2以下，亦即若周邊有義係數和countCoeff為3以上，則將有義差分係數資訊解碼所需的上下文索引ctxIdx設定成2(S307)，使用對應於上下文索引ctxIdx的上下文，來將有義差分係數資訊予以解碼。然後，對差分係數值，設定有義差分係數資訊(S308)。
上下文係為用來記憶進行解碼之資訊之發生機率所需的變數，根據上下文所示之發生機率來切換碼字之分配。在上記例子中係將有義差分係數予以編碼的上下文定義了3個，根據周邊有義差分係數和的大小，來決定將有義差分係數予以解碼的上下文。對於周邊有義係數和countCoeff為0個時的上下文索引ctxIdx=0所對應之上下文，係將會變成0的有義係數資訊的發生機率預先設定得較高，對於周邊有義係數和countCoeff為3個以上時的上下文索引ctxIdx=2所對應之上下文，係將會變成1的有義係數資訊的發生機率預先設定得較高。對於發生機率高的資訊，可縮短編碼量，因此藉由提高發生機率之推定精度，就可提升編碼效率。
在MPEG-4 AVC中，藉由周邊的已解碼資訊來切換上下文以推定資訊的發生機率，並且還會用解碼結果來進行發生機率的學習。對於各上下文可使應解碼資訊的發生機率最佳化，實現編碼效率的提升。
一般而言，影像的正交轉換成分，其資訊較容易往低頻集中。又，由於高頻成分之劣化在視覺特性上的影響較少，因此在實用上經常是把高頻成分做較粗略的量化。因此有義係數資訊會有往低頻成分集中的傾向。有義係數資訊係與周邊有義係數的相關較高，隨著周邊有義係數資訊的數目來進行上下文之切換，從編碼效率的觀點來看是合理的。
〔差分係數值解碼處理〕
圖2的流程圖的步驟S204的子區塊的差分係數值的解碼程序，使用圖12的流程圖來說明。
依照所定之掃描順序，決定處理對象的子區塊(S501)。子區塊內的差分係數的掃描順序，係和有義差分係數資訊的掃描順序同樣地，依照圖7所示的規則。若子區塊的所有差分係數都掃描結束，則差分係數值的解碼處理就完成，進入下個子區塊的決定程序(S101)。
判定處理對象差分係數位置的差分係數值是否為0(S502)。若處理對象差分係數位置的差分係數值為0，則完成處理對象差分係數位置的差分係數值之解碼，進入步驟S501。
若處理對象差分係數位置的差分係數值為1，則將處理對象差分係數位置的差分係數的絕對值予以解碼(S503)。在執行本程序時，會先確定差分係數值並非0，從差分係數之絕對值減1後的值所對應之碼字會被編 碼，來作為編碼序列。因此，作為差分係數之絕對值係設定，將碼字進行熵解碼後之值加1後的值。
將處理對象差分係數位置的差分係數值的符號予以解碼(S504)。根據差分係數之絕對值與差分係數之符號，來決定差分係數值。
於上記有義差分係數資訊解碼程序中，圖9的201係如圖7的902的掃描順序所示，在子區塊中是被最後掃描，如圖7的902所示，其掃描順序係為16。又，201的周邊差分係數202當中，201之下方所相鄰之位置的掃描順序係為15，是在201之前被掃描。為了將201之有義差分係數資訊予以解碼所必須的上下文索引ctxIdx，係以202的有義差分係數和為基礎而進行算出，因此直到202的有義差分係數資訊之解碼完成以前，都無法確定201的上下文索引ctxIdx。這是意味著，對於子區塊內的所有有義差分係數資訊，ctxIdx之計算與有義差分係數資訊之解碼必須要逐步地處理，不可能藉由平行化來削減時間計算量。另一方面，差分係數係在編碼序列中佔有的比率較高，有義差分係數資訊的上下文索引算出處理及解碼處理係在解碼處理全體中佔有的時間計算量較大。亦即有義係數資訊的解碼處理係為即時解碼處理上最大的瓶頸。
在專利文獻1中係揭露，對於發生頻率高之語法要素的上下文係藉由配置在存取延遲較小的記憶體上，以削減解碼所涉及之處理延遲的手法。然而，專利文 獻1之手法係並沒有解決上下文索引之算出與語法要素之解碼的依存性，就無法平行執行它們這點來說，難謂其是對處理延遲的根本解決之道。
於是，在本發明的實施形態中，係在差分係數編碼/解碼中，消除上下文索引之計算與有義差分係數資訊之編碼/解碼之間的依存性，實現可平行處理且演算量少的上下文索引算出方法，提供電路構成簡單、適合即時處理的影像編碼裝置。又，實現參照相關上適切之周邊差分係數的上下文索引之計算，藉此以提供編碼效率高的影像編碼技術。以下說明本發明的實施形態。
於以下的說明中，所謂「處理對象區塊」，若為影像編碼裝置所進行之編碼處理時，係指編碼對象區塊，若為影像解碼裝置所進行之解碼處理時，係指解碼對象區塊。所謂「已處理區塊」，若為影像編碼裝置所進行之編碼處理時，係指已編碼之被解碼之區塊，若為影像解碼裝置所進行之解碼處理時，係已解碼之區塊。以下，只要沒有特別聲明，就照該意義來使用。
〔編碼裝置〕
實施本發明的理想之影像編碼裝置，參照圖面來說明。圖5係實施形態所述之影像編碼裝置之構成的區塊圖。實施形態的影像編碼裝置，係具備：減算部501、正交轉換‧量化部502、逆量化‧逆轉換部503、加算部504、解碼影像記憶體505、預測部506、差分資訊編碼部 507、預測資訊編碼部508、模式判定部509。
模式判定部509，係嘗試所有預測候補之編碼，對影像的每一區塊，決定最佳預測資訊。作為預測資訊，係含有分割區塊尺寸、表示畫面間預測/畫面內預測的預測模式，然後若預測模式是畫面間預測時，則還含有運動向量、參照圖像索引等之運動資訊，若預測模式是畫面內預測時則還含有畫面內預測模式。將已決定之預測資訊，給予至預測部506、和預測資訊編碼部508。
預測資訊編碼部508，係將已被輸入之預測資訊進行可變長度編碼，然後輸出預測資訊的編碼序列。
預測部506，係使用所被輸入的預測資訊、和解碼影像記憶體505中所記憶之已解碼影像，來生成預測影像，將已生成之預測影像，供給至減算部501。
減算部501，係藉由從編碼對象的原影像減去預測影像以生成差分影像，將已生成之差分訊號，供給至正交轉換‧量化部502。
正交轉換‧量化部502，係對差分影像進行正交轉換、量化，而生成差分係數，將所生成之差分係數，供給至逆量化‧逆轉換部503和差分資訊編碼部507。
差分資訊編碼部507，係將差分係數進行熵編碼，然後輸出差分資訊的編碼序列。
逆量化‧逆轉換部503，係對從正交轉換‧量化部502所收取到的差分係數，進行逆量化、逆正交轉換而生成解碼差分訊號，將已生成之解碼差分訊號，供給至 加算部504。
加算部504，係將預測影像與解碼差分訊號進行加算而生成解碼影像，將已生成之解碼影像，儲存在解碼影像記憶體505中。
〔解碼裝置〕
實施本發明的理想之影像解碼裝置，參照圖面來說明。圖6係實施形態所述之動態影像解碼裝置之構成的區塊圖。實施形態的影像解碼裝置，係具備：差分資訊解碼部801、逆量化‧逆轉換部802、預測資訊解碼部803、加算部804、解碼影像記憶體805、預測部806。
圖6的影像解碼裝置的解碼處理，係為對應於圖5之影像編碼裝置之內部所設之解碼處理，因此圖8的逆量化‧逆轉換部802、加算部804、解碼影像記憶體805、及預測部806之各構成，係具有與圖5之影像編碼裝置的逆量化‧逆轉換部503、加算部504、解碼影像記憶體505、及預測部506之各構成分別對應的機能。
預測資訊解碼部803，係將已被輸入之預測資訊編碼手段進行熵解碼而生成預測資訊，將已生成之預測資訊，供給至預測部806。
預測部806，係使用所被輸入的預測資訊、和解碼影像記憶體805中所記憶之已解碼影像，來生成預測影像，將已生成之預測影像，供給至加算部804。
差分資訊解碼部801，係將差分資訊進行熵解 碼而生成差分資訊。將已生成之差分資訊，供給至逆量化‧逆轉換部802。
逆量化‧逆轉換部802，係對從差分資訊解碼部801所收取到的差分資訊，進行逆量化、逆正交轉換而生成解碼差分訊號，將已生成之解碼差分訊號，供給至加算部804。
加算部804，係將預測影像與解碼差分訊號進行加算而生成解碼影像，將已生成之解碼影像，儲存在解碼影像記憶體805，並輸出。
本發明的實施形態所述之差分係數編碼及解碼處理，係於圖5的動態影像編碼裝置的差分資訊編碼部507及圖8的動態影像解碼裝置的差分資訊解碼部801中被實施。以下，說明實施形態所述之差分資訊編碼及解碼處理之細節。
〔編碼區塊〕
在實施形態中，如圖13所示，將畫面以矩形區塊做階層式分割，並且對各區塊以所定之處理順序而逐次進行處理。所分割的各區塊，稱作編碼區塊。圖13的區塊1817，係為實施形態中的分割最大單位，將其稱作最大編碼區塊。圖13的區塊1816，係為實施形態中的分割最小單位，將其稱作最小編碼區塊。以下假設最小編碼區塊為4×4像素、最大編碼區塊為16×16像素，來進行說明。
〔預測區塊〕
編碼區塊當中，進行畫面內預測的單位，稱作預測區塊。預測區塊係具有最小編碼區塊以上、最大編碼區塊以下的任一種大小。在圖13中，區塊1802、1803、及1804係為16×16區塊，區塊1805、1810、1811、及1801係為8×8區塊，區塊1806、1807、1808、1809係為4×4區塊。區塊1812、1813、1814、1815係為未處理區塊，編碼區塊尺寸並未確定。編碼程序中會決定最佳的預測區塊尺寸，將預測區塊尺寸予以編碼。於解碼程序中，係藉由位元串流來取得預測區塊尺寸。以下，將預測區塊視為處理單位來進行說明。
〔差分係數的處理單位〕
進行量化‧正交轉換的單位，係和預測區塊的單位相同，但在編碼‧解碼處理中，是將差分係數領域分割成複數子區塊來進行掃描。子區塊的大小設成4×4尺寸。圖11中係圖示16×16尺寸的差分係數領域。401乃至416係為子區塊。只是，亦可將進行量化‧正交轉換的單位，獨立於預測區塊的單位之外而決定。
(第1實施例) 〔編碼程序〕
說明本發明的實施形態中所述之差分資訊的編碼方法的第1實施例。圖14係圖5的差分資訊編碼部507的第 1實施例的詳細構成的區塊圖。第1實施例的差分資訊編碼部507係具備：算術編碼部701、差分係數緩衝區702、編碼控制部703、上下文記憶體704、及掃描控制部705，而編碼控制部703係還具備：有義係數資訊編碼控制部706、差分係數值編碼控制部707、及有義子區塊資訊編碼控制部708、有義子區塊資訊緩衝區709、有義子區塊資訊算出部710、及上下文索引處理部711。
以下，一面參照圖15、圖16、圖18、及圖21的流程圖，一面說明差分係數的編碼程序。
掃描控制部705，係決定處理對象子區塊(S601)。若所有的子區塊都掃描結束，則差分係數的解碼處理就結束。圖7的902係表示子區塊的掃描順序。於本程序中，從差分係數領域的最右下之子區塊起開始掃描，從右下往左上，還有從右上往左上，按照此一規則來進行掃描，在最左上的子區塊，結束掃描。如上述，上下文係在編碼過程中進行更新。採取此種掃描順序，係藉由使容易發生差分係數的低頻成分的編碼比高頻成分還要後面進行，而可提升低頻成分的差分係數的發生機率的推定精度，具有此種處理上的優點。圖7的符號901係使用箭頭來表現子區塊之掃描順序的圖。依照圖7之掃描順序時，相對於處理對象子區塊，空間上位於右側及下側位置的子區塊的掃描是已經完成的狀態。對於處理對象子區塊，進行子區塊的編碼處理(S602)。
〔子區塊編碼程序(S602)〕
有義子區塊資訊算出部710，係從差分係數緩衝區702取得處理對象子區塊。掃描子區塊的所有差分係數，若所有差分係數值都是0，則將有義子區塊資訊設定成0。若非如此(至少有一個非0的差分係數值存在時)，則將有義子區塊資訊設定成1(S701)。有義子區塊資訊緩衝區709，係將有義子區塊資訊加以記憶。
上下文索引處理部711，係從有義子區塊資訊緩衝區709取得相鄰於處理對象子區塊、且為已解碼之子區塊的有義子區塊資訊，決定用來將有義子區塊資訊進行編碼所需的上下文索引ctxIdx。本程序中的參照有義子區塊資訊，係為處理對象子區塊的右方相鄰之有義子區塊資訊sigGroupRight、和處理對象子區塊的下方相鄰之有義子區塊資訊sigGroupBottom，根據sigGroupRight與sigGroupBottom的邏輯和來決定ctxIdx。藉由上記程序來決定ctxIdx的理由，係如以下所述。一般而言，有義係數係集中在正交轉換係數的低頻帶。這是因為，有義子區塊資訊係具有空間相關性，因此可從處理對象子區塊的已解碼相鄰子區塊資訊來推定處理對象子區塊的有義子區塊資訊。有義子區塊資訊編碼控制部708，係將對應於上下文索引ctxIdx的上下文，從上下文記憶體704中讀出。對算術編碼部701，發送有義子區塊資訊和上下文。算術編碼部701，係使用上下文來進行有義子區塊資訊的編碼(S702)。
有義子區塊資訊編碼控制部708，係判定有義子區塊資訊的值(S703)。當有義子區塊資訊為0時，則結束子區塊差分係數值編碼處理，進入步驟S601。
當有義子區塊資訊為1時，則進行處理對象子區塊的所有有義差分係數資訊的編碼處理(S704)。有義差分係數資訊之編碼程序的細節，將於後述。子區塊的所有有義差分係數資訊的編碼結束後，進入步驟S704的差分係數值的編碼。
差分係數值編碼控制部707，係進行處理對象子區塊的所有差分係數值的編碼處理(S705)。子區塊的差分係數值的編碼程序之細節，將於後述。子區塊的所有差分係數值的編碼結束後，進入步驟S601。
〔有義差分係數資訊的編碼處理程序(S704)〕
上下文索引處理部711，係根據來自有義子區塊資訊緩衝區709的處理對象子區塊之右側、及下側相鄰的已解碼子區塊的有義子區塊資訊，來計算周邊有義索引sigCoeffIndex。令周邊有義索引sigCoeffIndex=sigGroupRight+sigGroupBottom(S1201)。
有義係數資訊編碼控制部706，係決定處理對象的差分係數(S1202)。子區塊內的差分係數的掃描順序，係和差分係數領域中的子區塊之掃描順序同樣依照圖7所示的規則。若子區塊的所有有義差分係數都掃描結束，則有義差分係數的編碼處理就結束，進入差分係數值 的編碼程序(S704)。
有義係數資訊編碼控制部706，係從上下文索引處理部711取得周邊有義索引sigCoeffIndex，並評估所取得的sigCoeffIndex(S1203)。
若周邊有義索引sigCoeffIndex為0，則判定處理對象子區塊內的處理對象差分係數位置(S1204)。周邊有義索引sigCoeffIndex為0，係表示sigGroupRight為0、且sigGroupBottom為0。令水平方向差分係數位置為posX，令垂直方向差分係數位置為posY，令處理對象差分係數位置為pos=posX+posY。若pos<=2，則將有義係數資訊進行編碼所需的上下文索引ctxIdx設定成1(S1205)，若非如此(pos>2)，則將上下文索引ctxIdx設定成0(S1206)。周邊有義索引sigCoeffIndex為0時的上下文索引ctxIdx之定義，示於圖20的符號1201。
周邊有義索引sigCoeffIndex並非0時，則判定周邊有義索引sigCoeffIndex是否為1(S1207)。周邊有義索引sigCoeffIndex為1，係表示sigGroupRight為1、且sigGroupBottom為0。若周邊有義索引sigCoeffIndex為1，則判定處理對象子區塊內的處理對象差分係數位置(S1208)。若posY<=1，則將有義係數資訊進行解碼所需的上下文索引ctxIdx設定成1(S1209)，若非如此(posY>2)，則將上下文索引ctxIdx設定成0(S1210)。周邊有義索引sigCoeffIndex為1時的上下文 索引ctxIdx之定義，示於圖20的符號1202。
周邊有義索引sigCoeffIndex並非1時，則判定周邊有義索引sigCoeffIndex是否為2(S1211)。周邊有義索引sigCoeffIndex為2，係表示sigGroupRight為0、且sigGroupBottom為1。若周邊有義索引sigCoeffIndex為2，則判定處理對象子區塊內的處理對象差分係數位置(S1212)。若posX<=1，則將有義係數資訊進行解碼所需的上下文索引ctxIdx設定成1(S1213)，若非如此(posX>2)，則將上下文索引ctxIdx設定成0(S1214)。周邊有義索引sigCoeffIndex為2時的上下文索引ctxIdx之定義，示於圖20的符號1203。亦即，周邊有義索引sigCoeffIndex為2時的上下文索引ctxIdx設定程序，係將周邊有義索引sigCoeffIndex為1時的X方向之處理與Y方向之處理予以互換之處理。因此，處理的共通化係為容易，可削減硬體的電路規模或軟體的程式碼量。
周邊有義索引sigCoeffIndex並非2時，亦即周邊有義索引sigCoeffIndex為3時，則判定處理對象子區塊內的處理對象差分係數位置(S1215)。周邊有義索引sigCoeffIndex為3，係表示sigGroupRight與sigGroupBottom皆為1。若pos<=4，則將有義係數資訊進行解碼所需的上下文索引ctxIdx設定成2(S1216)，若非如此(pos>5)，則將上下文索引ctxIdx設定成1(S1217)。周邊有義索引sigCoeffIndex為3時的上下文 索引ctxIdx之定義，示於圖20的符號1204。
有義係數資訊編碼控制部706，係從差分係數緩衝區702取得處理對象位置之差分係數。差分係數值非0時，則將有義差分係數資訊設定成1，若非如此時(差分係數值為0時)，則將有義差分係數資訊設定成0(S1218)。
有義係數資訊編碼控制部706，係將對應於已決定之上下文索引ctxIdx的上下文，從上下文記憶體704中讀出後，對算術編碼部701，發送有義差分係數資訊與上下文。算術編碼部701，係使用上下文來將有義差分係數資訊進行編碼(S1219)。
〔差分係數值編碼處理(S705)〕
差分係數值編碼控制部707，係決定處理對象的差分係數(S901)。子區塊內的差分係數的掃描順序，係和有義差分係數的掃描順序同樣地，依照圖7所示的規則。若子區塊的所有差分係數都掃描結束，則差分係數值的編碼處理就結束，進入下個子區塊的決定程序(S601)。
差分係數值編碼控制部707，係判定處理對象差分係數位置的差分係數值是否為0(S902)。若處理對象差分係數位置的差分係數值為0，則完成處理對象差分係數位置的差分係數值之編碼，進入步驟S901。
若處理對象差分係數位置的差分係數值非0，則計算出處理對象差分係數位置的編碼差分係數絕對值、 及符號(S903、S904)。本程序執行時，係已經確定差分係數值非0，因此編碼差分係數絕對值係為從差分係數之絕對值減去1之後的值。又當差分係數為正時則將符號設定成0，當差分係數為負時則將符號設定成1。
差分係數值編碼控制部707，係將上下文從上下文記憶體704中讀出後，對算術編碼部701，發送編碼絕對值與上下文。算術編碼部701，係使用上下文來將編碼絕對值進行編碼(S905)。
差分係數值編碼控制部707，係將上下文從上下文記憶體704中讀出後，對算術編碼部701，發送符號與上下文。算術編碼部701，係使用上下文來將編碼絕對值進行編碼(S905)。
〔解碼程序〕
說明本發明的實施形態中所述之差分係數之解碼方法的第1實施例。圖8係圖6的差分資訊解碼部801的第1實施例的詳細構成的區塊圖。第1實施例的差分資訊解碼部801係具備：算術解碼部1001、差分係數緩衝區1002、解碼控制部1003、上下文記憶體1004、及掃描控制部1005，而解碼控制部1003係還具備：有義係數資訊解碼控制部1006、差分係數值解碼控制部1007、及有義子區塊資訊解碼控制部1008、有義子區塊資訊緩衝區1009、及上下文索引處理部1010。。
圖8的差分資訊解碼部801中的差分資訊解 碼處理，係對應於圖5的差分資訊編碼部507中的差分資訊編碼處理，因此圖8的差分資訊編碼部中的差分係數緩衝區1002、上下文記憶體1004、掃描控制部1005、有義子區塊資訊緩衝區1009、及上下文索引處理部1010之各構成，係具有與圖14的差分係數緩衝區702、上下文記憶體704、掃描控制部705、有義子區塊資訊緩衝區709、及上下文索引處理部711之各構成分別對應的機能。
以下，一面參照圖1、圖2、圖12、及圖22的流程圖，一面說明差分資訊的解碼程序。
掃描控制部1005，係決定處理對象子區塊(S101)。若所有的子區塊都掃描結束，則差分係數的解碼處理就結束。圖7的902係表示子區塊的掃描順序。於本程序中，從差分係數領域的最右下之子區塊起開始掃描，從右下往左上，還有從右上往左上，按照此一規則來進行掃描，在最左上的子區塊，結束掃描。圖7的901係使用箭頭來表現子區塊之掃描順序的圖。依照圖7之掃描順序時，相對於處理對象子區塊，空間上位於右側及下側位置的子區塊的掃描是已經完成的狀態。對於處理對象子區塊，進行子區塊的解碼處理(S102)。
〔子區塊解碼(S102)〕
有義子區塊資訊解碼控制部1008，係從上下文索引處理部1010取得相鄰於處理對象子區塊、且為已解碼之 子區塊的有義子區塊資訊，決定用來解碼有義子區塊資訊所需的上下文索引ctxIdx，根據已決定之上下文索引ctxIdx而將用來解碼有義子區塊資訊所需的上下文，從上下文記憶體1004中讀出。對算術解碼部1001，發送上下文以及解碼命令。算術解碼部1001，係使用上下文來進行編碼序列的解碼處理，將有義子區塊資訊予以解碼(S201)。
本程序中的參照有義子區塊資訊，係為處理對象子區塊的右方相鄰之有義子區塊資訊sigGroupRight、和處理對象子區塊的下方相鄰之有義子區塊資訊sigGroupBottom，根據sigGroupRight與sigGroupBottom的邏輯和來決定ctxIdx。
於本程序中，為了有義子區塊資訊所需的上下文索引ctxIdx之算出時，會參照已解碼相鄰子區塊的有義子區塊資訊、和處理對象差分係數的子區塊內位置。採取如此構成的理由說明如下。
一般而言，影像的正交轉換係數係容易往低頻成分集中，有義係數資訊變成1的可能性很高。再者由於正交轉換係數的高頻成分在視覺上較不容易受到影響，因此經常是被粗糙地量化，高頻成分的係數值為0、高頻成分的有義係數資訊為0的可能性很高。因此低頻帶子區塊的有義子區塊資訊係比高頻帶子區塊的有義子區塊資訊更可能會是1。甚至，有義差分係數集中在低頻帶這件事，也意味著有義差分係數、及有義子區塊資訊是具有空 間上的相關性。每次算出用來解碼有義子區塊資訊所需的上下文索引時，藉由參照相鄰於對象子區塊、且已解碼之右方與下方的子區塊的有義子區塊資訊，就可高精度地推定有義子區塊資訊的發生機率。
本實施例，係從處理量削減、及電路規模削減的觀點來看，根據解碼對象子區塊的右側相鄰之子區塊、及下側相鄰之子區塊的有義子區塊資訊的邏輯和，算出解碼對象子區塊的有義子區塊資訊的上下文索引，是根據右方與下方之子區塊的至少一方之子區塊的有義子區塊資訊是否為1，來推定解碼對象子區塊的有義子區塊資訊的發生頻率。更高精度的有義子區塊資訊之推定也是可能的，例如，藉由根據右方與下方之有義子區塊資訊的和來決定上下文索引，可實現之。藉由採取如此構成，除了右方與下方之子區塊的至少一方之子區塊的有義子區塊資訊是否為1的此一條件外，還會根據右方與下方之子區塊之兩者的有義子區塊資訊都是1的此一條件，來進行上下文索引之決定，因此相較於根據邏輯和的方法，可更為提升有義子區塊資訊的推定精度。甚至，藉由追加右方之子區塊的有義子區塊資訊為1、且下方之子區塊的有義子區塊資訊為0的條件，及右方之子區塊的有義子區塊資訊為0、且下方之子區塊的有義子區塊資訊為1的條件，就可提升對於僅帶有垂直成分、或水平成分之任一方的較大之正交轉換領域的有義子區塊資訊之推定精度。
有義子區塊資訊解碼控制部1008，係判定有 義子區塊資訊的值(S202)。當有義子區塊資訊為0時，係將差分係數緩衝區1002的處理對象子區塊的所有差分係數值都設成0(S209)，結束子區塊差分係數值解碼處理。
當有義子區塊資訊為1時，則進行處理對象子區塊的所有有義差分係數資訊的解碼處理(S203)。子區塊的有義差分係數資訊的解碼程序之細節，將於後述。子區塊的所有有義差分係數資訊的解碼結束後，進入步驟S204的差分係數值的解碼。
進行處理對象子區塊的所有差分係數值的解碼處理(S204)。子區塊的差分係數值的解碼程序之細節，將於後述。子區塊的所有差分係數值的解碼結束後，進入步驟S101。
〔有義差分係數資訊的解碼處理程序(S203)〕
上下文索引處理部1010，係根據來自有義子區塊資訊緩衝區1009的處理對象子區塊之右側、及下側相鄰的已解碼子區塊的有義子區塊資訊，來計算周邊有義索引sigCoeffIndex。令周邊有義索引sigCoeffIndex=sigGroupRight+2×sigGroupBottom(S1301)。
有義係數資訊解碼控制部1006，係決定處理對象的差分係數(S1302)。子區塊內的差分係數的掃描順序，係和差分係數領域中的子區塊之掃描順序同樣依照圖7所示的規則。若子區塊的所有有義差分係數都掃描結 束，則有義差分係數的解碼處理就完成，進入差分係數值的解碼程序(S204)。
有義係數資訊解碼控制部1006，係從上下文索引處理部1010，取得周邊有義索引SigCoeffIndex，並評估所取得的sigCoeffIndex(S1303)。
若周邊有義索引sigCoeffIndex為0，則判定處理對象子區塊內的處理對象差分係數位置(S1304)。周邊有義索引sigCoeffIndex為0，係表示sigGroupRight與sigGroupBottom皆為0。令水平方向差分係數位置為posX，令垂直方向差分係數位置為posY，令處理對象差分係數位置為pos=posX+posY。若pos<=2，則將有義係數資訊進行解碼所需的上下文ctxIdx設定成1(S1305)，若非如此(pos>2)，則將上下文ctxIdx設定成0(S1306)。周邊有義索引sigCoeffIndex為0時的上下文之定義，示於圖20的符號1201。將已決定之上下文從上下文記憶體1004中讀出後，對算術解碼部1001，發送上下文以及解碼命令。算術解碼部1001，係使用上下文來進行編碼序列的解碼處理，將有義差分係數資訊予以解碼(S1316)。
周邊有義索引sigCoeffIndex並非0時，則判定周邊有義索引sigCoeffIndex是否為1(S1307)。周邊有義索引sigCoeffIndex為1，係表示sigGroupRight為1、且sigGroupBottom為0。若周邊有義索引sigCoeffIndex為1，則判定處理對象子區塊內的處理對象差分係數位置 (S1308)。若posY<=1，則將有義係數資訊進行解碼所需的上下文索引ctxIdx設定成1(S1309)，若非如此(posY>2)，則將上下文索引ctxIdx設定成0(S1310)。周邊有義索引sigCoeffIndex為1時的上下文之定義，示於圖20的符號1202。將已決定之上下文從上下文記憶體1004中讀出後，對算術解碼部1001，發送上下文以及解碼命令。算術解碼部1001，係使用上下文來進行編碼序列的解碼處理，將有義差分係數資訊予以解碼(S1316)。
周邊有義索引sigCoeffIndex並非1時，則判定周邊有義索引sigCoeffIndex是否為2(S1311)。周邊有義索引sigCoeffIndex為2，係表示sigGroupRight為0、且sigGroupBottom為1。若周邊有義索引sigCoeffIndex為2，則判定處理對象子區塊內的處理對象差分係數位置(S1312)。若posX<=1，則將有義係數資訊進行解碼所需的上下文索引ctxIdx設定成1(S1313)，若非如此(posX>2)，則將上下文索引ctxIdx設定成0(S1314)。周邊有義索引sigCoeffIndex為2時的上下文之定義，示於圖20的符號1203。將已決定之上下文從上下文記憶體1004中讀出後，對算術解碼部1001，發送上下文以及解碼命令。算術解碼部1001，係使用上下文來進行編碼序列的解碼處理，將有義差分係數資訊予以解碼(S1316)。
周邊有義索引sigCoeffIndex並非2時，亦即 周邊有義索引sigCoeffIndex為3的情況下，則判定處理對象子區塊內的處理對象差分係數位置(S1317)。周邊有義索引sigCoeffIndex為3，係表示sigGroupRight與sigGroupBottom皆為1。若pos<=4，則將有義係數資訊進行解碼所需的上下文索引ctxIdx設定成2(S1318)，若非如此(pos>5)，則將上下文索引ctxIdx設定成1(S1314)。周邊有義索引sigCoeffIndex為3時的上下文之定義，示於圖20的符號1204。將已決定之上下文從上下文記憶體1004中讀出後，對算術解碼部1001，發送上下文以及解碼命令。算術解碼部1001，係使用上下文來進行編碼序列的解碼處理，將有義差分係數資訊予以解碼(S1316)。
於本程序中，有義差分係數資訊所需的上下文索引ctxIdx的算出時，參照已解碼之相鄰子區塊的有義子區塊資訊、與處理對象差分係數的子區塊內位置，然後將右側的有義子區塊資訊與下側的有義子區塊資訊做個別地判定。採取如此構成的理由說明如下。
一般而言，影像的正交轉換係數係容易往低頻成分集中，有義係數資訊變成1的可能性很高。再者由於正交轉換係數的高頻成分在視覺上較不容易受到影響，因此經常是被粗糙地量化，高頻成分的係數值為0、高頻成分的有義係數資訊為0的可能性很高。此性質係不限於差分係數領域全體，對於各子區塊也同樣如此，因此可此說，位於子區塊之低頻側的成分，係比位於同一子區塊之 高頻側的成分，其有義係數資訊為1的可能性比較高。將子區塊內位於低頻帶之有義差分係數資訊的上下文索引ctxIdx之值設定成大於位於高頻帶之有義差分係數資訊的上下文索引ctxIdx之值，這件事情係牽涉到有義係數資訊的發生機率的推定精度之提升。又，在有義差分係數為0之機率較高的高頻帶中，已解碼相鄰有義子區塊資訊也會變小，有義差分係數為1之機率較高的低頻帶中已解碼相鄰有義子區塊資訊也會變大的傾向是較強，作為處理對象子區塊是多少程度地包含有義差分係數資訊的指標，使用已解碼相鄰有義子區塊資訊，係牽涉到有義係數資訊的發生機率的推定精度之提升。
在本實施例的上下文算出程序中，係對右側之有義子區塊資訊sigGroupRight為1、且下側之有義子區塊資訊sigGroupBottom為0的情況，和右側之有義子區塊資訊sigGroupRight為0、且下側之有義子區塊資訊sigGroupBottom為1的情況，可分別設定不同之上下文索引，是與第1實施例不同。右側之有義子區塊資訊sigGroupRight為1、且下側之有義子區塊資訊sigGroupBottom為0的情況，係在處理對象子區塊的下側不存在有義差分係數，因此處理對象子區塊內的垂直方向之高頻成分係不存在有義差分係數的可能性很高。另一方面，右側之有義子區塊資訊sigGroupRight為0、且下側之有義子區塊資訊sigGroupBottom為1的情況，係在處理對象子區塊的右側不存在有義差分係數，因此處理對象 子區塊內的水平方向之高頻成分係不存在有義差分係數的可能性很高。因此，藉由隨應於垂直方向、水平方向的有義差分係數之發生機率而適切地選擇上下文索引的本實施例之構成，可促進有義差分係數的發生機率的推定精度提升。
又，本實施例係從處理量削減的觀點來看，作為已解碼相鄰區塊是參照解碼對象子區塊右側相鄰之子區塊、及下側相鄰之子區塊，但本發明係不將已解碼相鄰子區塊限定於這些。尤其是，解碼對象子區塊之右下相鄰的子區塊係與解碼對象子區塊的距離較近，與解碼對象子區塊的相關性較高。因此將右下相鄰之子區塊的有義子區塊資訊sigGroupBottomRight加入上下文索引ctxIndex算出之判定對象，藉此就可促進有義差分係數的發生機率的精度提升。但是，解碼對象子區塊的右下相鄰之子區塊，係相較於解碼對象子區塊的右側相鄰之子區塊、及下側相鄰之子區塊，與解碼對象子區塊之距離較遠而相關性較低，因此在根據sigGroupRight、sigGroupBottom、sigGroupBottomRight而算出有義差分係數之上下文索引的構成中，係將sigGroupBottomRight對有義差分係數之上下文索引的反映程度，設定成低於sigGroupBottom、sigGroupBottomRight，較為理想。將sigGroupBottomRight對有義差分係數之上下文索引的反映程度設定得較低的方法，係例如，當sigGroupBottom、sigGroupBottomRight均為0時，無論sigGroupBottomRight之值為何，都將有 義差分係數之發生機率設定得較低。
在本實施例中，雖然是參照右側的有義子區塊資訊sigGroupRight與下側的有義子區塊資訊sigGroupBottom、及處理對象係數位置，但右側的有義子區塊資訊sigGroupRight與下側的有義子區塊資訊sigGroupBottom係不把隸屬於處理對象子區塊中的差分係數視作對象，因此上下文索引的算出時，子區塊內的依存關係並不存在。由於可對所有的有義差分係數將上下文索引在子區塊的開頭就加以計算，因此上下文索引的算出是亦可與有義差分係數資訊的解碼處理，做平行地計算。可以削減，編碼序列中發生頻率較高的有義係數資訊的解碼所涉及之處理延遲。
本實施例，係在用來解碼有義子區塊資訊所需之上下文索引的算出、及用來解碼有義差分係數資訊所需之上下文索引的算出中，皆是參照相鄰於處理對象子區塊、且已解碼之子區塊的有義子區塊資訊。因此藉由右側及下側之有義子區塊資訊往暫存器的1次之讀取，就可算出有義子區塊資訊與有義差分係數資訊各自的上下文索引，可削減上下文索引算出所涉及的演算量。
又，有義子區塊資訊係為1位元資訊，是與子區塊一一對應，因此係為整數值資訊，且相較於各差分係數值所對應之差分係數緩衝區，資訊量係較小。亦即，藉由將有義子區塊資訊緩衝區建構在傳輸速度比差分係數緩衝區相對較高的記憶體上，就可以低成本來實現削減了 差分係數之上下文索引所涉及之延遲的裝置。
本實施例，係從已解碼子區塊的有義子區塊資訊，算出有義差分係數資訊解碼所需的上下文索引，但亦可將同樣的程序，適用於差分係數值的上下文索引算出。和有義差分係數資訊同樣地，差分係數值係具有與周邊係數值的相關、及往低頻成分集中的特性，因此當周邊有義差分係數和或周邊差分係數絕對值和較大時，係設定表示較大差分係數值的發生機率是較高的上下文索引，當周邊有義差分係數和或周邊差分係數絕對值和較小時，係設定表示較小差分係數值的發生機率是較高的上下文索引，藉此可有效率地將差分係數值予以編碼。
亦可令子區塊位置，反映在上下文計算上。如上述，有義係數的發生機率係在低頻成分會比高頻帶還高，會有如此特性。將子區塊位置反映在上下文計算上，藉此還可實現更高精度的上下文推定。圖19係將差分係數領域分成低頻領域和高頻領域之2領域的例子。令圖19的符號1101、1102、1103、1104、1105、1109為低頻成分，令符號1106、1107、1108、1110、1111、1112、1113、1114、1115、1116為高頻領域。可以採取對高頻領域係以上述程序而算出上下文索引ctxIdx之後，對低頻領域係對上述的上下文索引ctxIdx加算上相應於所定子區塊位置的偏置之構成；亦可採取對低頻領域係在上述的上下文索引ctxIdx之計算中追加隨應於子區塊位置的條件分歧之構成。又亦可採取，對低頻領域以上述程序而算出上 下文索引ctxIdx之後，對高頻領域係一般而言有義差分係數是0的可能性較高、周邊之有義差分係數的數目係容易含有機率推定上之誤差，因此總是設定上下文ctxIdx=0之構成。
甚至藉由將差分係數算出之際曾使用的預測模式，加入有義差分係數的上下文索引算出程序中的條件判定，也可提升上下文推定的精度。這是因為一般而言，相較於僅解碼對象影像之已解碼領域為參照對象的畫面內預測，可參照複數解碼影像的畫面間預測，係預測精度高而不易發生差分，存在此一特性差異之故。
〔差分係數值解碼處理(S204)〕
有義係數資訊解碼控制部1006，係決定處理對象的差分係數(S501)。子區塊內的差分係數的掃描順序，係和有義差分係數的掃描順序同樣地，依照圖7所示的規則。若子區塊的所有差分係數都掃描結束，則差分係數值的解碼處理就完成，進入下個子區塊的決定程序(S101)。
有義係數資訊解碼控制部1006，係判定處理對象差分係數位置的差分係數值是否為0(S502)。若處理對象差分係數位置的差分係數值為0，則完成處理對象差分係數位置的差分係數值之解碼，進入步驟S501。
若處理對象差分係數位置的差分係數值為1，則將處理對象差分係數位置的差分係數的絕對值予以解碼 (S503)。在執行本程序時，會先確定差分係數值並非0，從差分係數之絕對值減1後的值所對應之碼字會被解碼，來作為編碼序列。因此，作為差分係數之絕對值係設定，將碼字進行熵解碼後之值加1後的值。
將處理對象差分係數位置的差分係數值的符號予以解碼(S504)。根據差分係數之絕對值與差分係數之符號，來決定差分係數值。
本實施例，係從已解碼子區塊的有義差分係數資訊，算出有義差分係數資訊解碼所需的上下文索引，但亦可將同樣的程序，適用於差分係數值的上下文索引算出。和有義差分係數資訊同樣地，差分係數值係具有與周邊係數值的相關、及往低頻成分集中的特性，因此當周邊有義差分係數和或周邊差分係數絕對值和較大時，係設定表示較大差分係數值的發生機率是較高的上下文索引，當周邊有義差分係數和或周邊差分係數絕對值和較小時，係設定表示較小差分係數值的發生機率是較高的上下文索引，藉此可有效率地將差分係數值予以編碼。
本實施例的編碼裝置、解碼裝置係例如用以下的樣態來實現之。
一種影像編碼裝置，係屬於將編碼對象影像與預測影像之差分訊號的轉換係數亦即差分係數，分割成複數個部分領域，以部分領域單位來將前記差分係數予以編碼的影像編碼裝置，其特徵為，具備： 有義子區塊資訊編碼部，係將表示差分係數值非0而表示有義之有義差分係數資訊是存在於編碼對象之部分領域內的有義子區塊資訊，予以編碼；和有義差分係數資訊編碼部，係對編碼對象之部分領域內的每一差分係數，將前記有義差分係數資訊予以編碼；和差分係數值編碼部，係針對前記編碼對象之部分領域內的各係數，若前記有義差分係數資訊是有義時則將差分係數值予以編碼；前記有義子區塊資訊編碼部、及有義差分係數資訊編碼部，係皆是根據前記編碼對象之部分領域的水平方向相鄰的已編碼之部分領域的前記有義子區塊資訊、和前記編碼對象之部分領域的垂直方向相鄰的已編碼之部分領域的前記有義子區塊資訊，來決定用來編碼前記編碼對象之部分領域內的前記有義子區塊資訊、及前記有義差分係數資訊所需的上下文。
一種影像編碼裝置，係屬於將編碼對象影像與預測影像之差分訊號的轉換係數亦即差分係數，分割成複數個部分領域，以部分領域單位來將前記差分係數予以編碼的影像編碼裝置，其特徵為，具備：有義子區塊資訊編碼部，係將表示差分係數值非0而表示有義之有義差分係數資訊是存在於編碼對象之部分領域內的有義子區塊資訊，予以編碼；和 有義差分係數資訊編碼部，係對編碼對象之部分領域內的每一差分係數，將前記有義差分係數資訊予以編碼；和差分係數值編碼部，係針對前記編碼對象之部分領域內的各係數，若前記有義差分係數資訊是有義時則將差分係數值予以編碼；前記有義子區塊資訊編碼部、及有義差分係數資訊編碼部，係皆是根據前記編碼對象之部分領域的水平方向相鄰的已編碼之部分領域的前記有義子區塊資訊、和前記編碼對象之部分領域的垂直方向相鄰的已編碼之部分領域的前記有義子區塊資訊，來決定用來編碼前記編碼對象之部分領域內的前記有義子區塊資訊、及前記有義差分係數資訊所需的上下文；前記有義差分係數資訊編碼部係若將前記編碼對象之部分領域的水平方向相鄰的已編碼之部分領域的差分係數的有義性加以表示的資訊，是表示了前記已編碼之部分領域內的差分係數的有義性較高的情況下，則把用來編碼前記編碼對象之部分領域內之前記有義差分係數資訊所需的上下文索引決定成，會提高前記編碼對象之部分領域的垂直方向的低頻成分的有義差分係數資訊的有義性；若將前記編碼對象之部分領域的垂直方向相鄰的已編碼之部分領域內的差分係數的有義性加以表示的資訊，是表示了前記已編碼之部分領域內的差分係數的有義性較高 的情況下，則把用來編碼前記編碼對象之部分領域內之前記有義差分係數資訊所需的上下文索引決定成，會提高前記編碼對象之部分領域的水平方向的低頻成分的有義差分係數資訊的有義性。
一種影像解碼裝置，係屬於將解碼對象影像與預測影像之差分訊號的轉換係數亦即差分係數，分割成複數個部分領域，以部分領域單位來將前記差分係數予以解碼的影像解碼裝置，其特徵為，具備：有義子區塊資訊解碼部，係將表示差分係數值非0而表示有義之有義差分係數資訊是存在於解碼對象之部分領域內的有義子區塊資訊，予以解碼；和有義差分係數資訊解碼部，係對解碼對象之部分領域內的每一差分係數，將前記有義差分係數資訊予以解碼；和差分係數值解碼部，係針對前記解碼對象之部分領域內的各係數，若前記有義差分係數資訊是有義時則將差分係數值予以解碼；前記有義子區塊資訊解碼部、及有義差分係數資訊解碼部，係皆是根據前記解碼對象之部分領域的水平方向相鄰的已解碼之部分領域的前記有義子區塊資訊、和前記解碼對象之部分領域的垂直方向相鄰的已解碼之部分領域的前記有義子區塊資訊，來決定用來解碼前記解碼對象之部分領域內的前記有義子區塊資訊、及前記有義差分係數資 訊所需的上下文。
一種影像解碼裝置，係屬於將解碼對象影像與預測影像之差分訊號的轉換係數亦即差分係數，分割成複數個部分領域，以部分領域單位來將前記差分係數予以解碼的影像解碼裝置，其特徵為，具備：有義子區塊資訊解碼部，係將表示差分係數值非0而表示有義之有義差分係數資訊是存在於解碼對象之部分領域內的有義子區塊資訊，予以解碼；和有義差分係數資訊解碼部，係對解碼對象之部分領域內的每一差分係數，將前記有義差分係數資訊予以解碼；和差分係數值解碼部，係針對前記解碼對象之部分領域內的各係數，若前記有義差分係數資訊是有義時則將差分係數值予以解碼；前記有義子區塊資訊解碼部、及有義差分係數資訊解碼部，係皆是根據前記解碼對象之部分領域的水平方向相鄰的已解碼之部分領域的前記有義子區塊資訊、和前記解碼對象之部分領域的垂直方向相鄰的已解碼之部分領域的前記有義子區塊資訊，來決定用來解碼前記解碼對象之部分領域內的前記有義子區塊資訊、及前記有義差分係數資訊所需的上下文；前記有義差分係數資訊解碼部係若將前記解碼對象之部分領域的水平方向相鄰的已解 碼之部分領域的差分係數的有義性加以表示的資訊，是表示了前記已解碼之部分領域內的差分係數的有義性較高的情況下，則把用來解碼前記解碼對象之部分領域內之前記有義差分係數資訊所需的上下文索引決定成，會提高前記解碼對象之部分領域的垂直方向的低頻成分的有義差分係數資訊的有義性；若將前記解碼對象之部分領域的垂直方向相鄰的已解碼之部分領域內的差分係數的有義性加以表示的資訊，是表示了前記已解碼之部分領域內的差分係數的有義性較高的情況下，則把用來解碼前記解碼對象之部分領域內之前記有義差分係數資訊所需的上下文索引決定成，會提高前記解碼對象之部分領域的水平方向的低頻成分的有義差分係數資訊的有義性。
以上所述的第1實施例的影像編碼裝置及影像解碼裝置，係可達成以下作用效果。
(1)根據右側之有義子區塊資訊與下側之有義子區塊資訊，而算出有義子區塊資訊與有義係數資訊的上下文索引。若處理對象子區塊的右側及下側之有義子區塊資訊為0時，係將有義子區塊資訊與有義差分係數之發生機率分別都推定得較低，若非如此時則將有義子區塊資訊與有義差分係數之發生機率分別都推定得較高，藉此，就可設定適切的有義子區塊資訊及有義差分係數資訊的機率模型，因此，可有效率地將有義子區塊資訊及有義差分係數資訊予以編碼。
(2)基於處理對象差分係數的子區塊內之位置而算出上下文索引。在子區塊內位於低頻帶的差分係數，係比在子區塊內位於高頻帶之差分係數，將有義差分係數1的發生機率推定得較高，設定此種上下文。可基於有義差分係數資訊的頻率領域上之特性來設定適切的機率模型，可將有效率地將有義差分係數資訊進行編碼。
(3)周邊有義差分係數和之算出及子區塊內的處理對象差分係數之位置，係不依存於子區塊內的有義差分係數資訊的解碼結果。因此可以採取將子區塊內的上下文索引之算出與有義差分係數資訊之解碼予以平行處理的構成，所以可削減有義差分係數資訊之解碼處理所造成的處理延遲。差分係數係對編碼序列佔有的比率較高，藉由削減處理次數較多之有義差分係數資訊的處理延遲，可實現適合即時處理的解碼裝置。又，於編碼裝置中亦可同樣地削減有義差分係數資訊編碼的處理延遲。
(4)有義差分係數資訊的上下文索引算出所涉及的周邊有義差分係數和，係不依存於處理對象差分係數的位置，因此在子區塊中僅算出1次即可。相較於隨著處理對象差分係數位置而算出個別的周邊有義差分係數和之構成，可削減上下文索引算出所涉及的演算量。
(5)在有義差分係數資訊的上下文索引之算出、和有義子區塊資訊的上下文索引算出中，皆是使用相鄰於處理對象子區塊的已解碼子區塊的有義子區塊資訊，藉此可以低成本來實現算出適切之有義子區塊資訊及有義 差分係數資訊之上下文索引的構成。
(第2實施例) 〔編碼程序〕
說明本發明的實施形態中所述之差分資訊的編碼方法的第2實施例。圖14係圖5的差分資訊編碼部507的第2實施例的詳細構成的區塊圖。第1實施例的差分資訊編碼部507係具備：算術編碼部701、差分係數緩衝區702、編碼控制部703、上下文記憶體704、及掃描控制部705，而編碼控制部703係還具備：有義係數資訊編碼控制部706、差分係數值編碼控制部707、及有義子區塊資訊編碼控制部708、有義子區塊資訊緩衝區709、有義子區塊資訊算出部710、及上下文索引處理部711。
本實施例中的差分資訊的編碼程序係除了有義差分係數資訊的編碼處理程序(圖16的S704)以外，其餘都和第1實施例相同，因此以下，一面參照圖17的流程圖，一面說明本實施例中的有義差分係數資訊的編碼處理程序。
〔有義差分係數資訊的編碼處理程序(S704)〕
上下文索引處理部711，係根據處理對象子區塊之右側、及下側相鄰的已解碼子區塊的有義子區塊資訊，計算出周邊有義索引sigCoeffIndex。在本程序中係將周邊有義索引sigCoeffIndex決定為，sigGroupRight與sigGroupBottom 的邏輯和(S801)。本程序中的sigCoeffIndex算出程序係為和步驟S702中的用來解碼有義子區塊資訊所需的上下文索引ctxIdx算出程序相同之處理。因此，可將這些算出的處理予以共通化，相較於第1實施例之構成，可更為削減電路規模和演算量。
有義係數資訊編碼控制部706，係決定處理對象的差分係數(S802)。子區塊內的差分係數的掃描順序，係和差分係數領域中的子區塊之掃描順序同樣依照圖7所示的規則。若子區塊的所有有義差分係數都掃描結束，則有義差分係數的編碼處理就結束，進入差分係數值的編碼程序(S704)。
有義係數資訊編碼控制部706，係從上下文索引處理部711，取得周邊有義索引sigCoeffIndex，並評估所取得的sigCoeffIndex(S803)。
若周邊有義索引sigCoeffIndex為0，則判定處理對象子區塊內的處理對象差分係數位置(S804)。周邊有義索引sigCoeffIndex為0，係表示sigGroupRight為0、且sigGroupBottom為0。令水平方向差分係數位置為posX，令垂直方向差分係數位置為posY，令處理對象差分係數位置為pos=posX+posY。若pos<=2，則將有義係數資訊進行編碼所需的上下文索引ctxIdx設定成1(S805)，若非如此(pos>2)，則將上下文索引ctxIdx設定成0(S806)。周邊有義索引sigCoeffIndex為0時的上下文索引ctxIdx之定義，示於圖10的符號601。
周邊有義索引sigCoeffIndex並非0時，亦即周邊有義索引sigCoeffIndex為1時，則判定處理對象子區塊內的處理對象差分係數位置(S807、S809)。周邊有義索引sigCoeffIndex為0，係表示sigGroupRight與sigGroupBottom至少其中一方是1。若pos<=1，則將有義係數資訊進行解碼所需的上下文索引ctxIdx設定成2(S808)，若pos<=4，則將上下文索引ctxIdx設定成1(S810)，非如此(pos>5)，則將上下文索引ctxIdx設定成0(S811)。周邊有義索引sigCoeffIndex為1時的上下文索引ctxIdx之定義，示於圖10的符號602。
有義係數資訊編碼控制部706，係從差分係數緩衝區702取得處理對象位置之差分係數。差分係數值非0時，則將有義差分係數資訊設定成1，若非如此時(差分係數值為0時)，則將有義差分係數資訊設定成0(S812)。
有義係數資訊編碼控制部706，係將對應於已決定之上下文索引ctxIdx的上下文，從上下文記憶體704中讀出後，對算術編碼部701，發送有義差分係數資訊與上下文。算術編碼部701，係使用上下文來將有義差分係數資訊進行編碼(S813)。
〔解碼程序〕
說明本發明的實施形態中所述之差分係數之解碼方法的第1實施例。圖8係圖6的差分資訊解碼部801的第1 實施例的詳細構成的區塊圖。第1實施例的差分資訊解碼部801係具備：算術解碼部1001、差分係數緩衝區1002、解碼控制部1003、上下文記憶體1004、及掃描控制部1005，而解碼控制部1003係還具備：有義係數資訊解碼控制部1006、差分係數值解碼控制部1007、及有義子區塊資訊解碼控制部1008、有義子區塊資訊緩衝區1009、及上下文索引處理部1010。
圖8的差分資訊解碼部801中的差分資訊解碼處理，係對應於圖5的差分資訊編碼部507中的差分資訊編碼處理，因此圖8的差分資訊編碼部中的差分係數緩衝區1002、上下文記憶體1004、掃描控制部1005、有義子區塊資訊緩衝區1009、及上下文索引處理部1010之各構成，係具有與圖14的差分係數緩衝區702、上下文記憶體704、掃描控制部705、有義子區塊資訊緩衝區709、及上下文索引處理部711之各構成分別對應的機能。
本實施例中的差分資訊的編碼程序係除了有義差分係數資訊的編碼處理程序(圖2的S203)以外，其餘都和第1實施例相同，因此以下，一面參照圖4的流程圖，一面說明本實施例中的有義差分係數資訊的編碼處理程序。
掃描控制部1005，係決定處理對象子區塊(S101)。若所有的子區塊都掃描結束，則差分係數的解碼處理就結束。圖7的902係表示子區塊的掃描順序。於本程序中，從差分係數領域的最右下之子區塊起開始掃 描，從右下往左上，還有從右上往左上，按照此一規則來進行掃描，在最左上的子區塊，結束掃描。圖7的901係使用箭頭來表現子區塊之掃描順序的圖。依照圖7之掃描順序時，相對於處理對象子區塊，空間上位於右側及下側位置的子區塊的掃描是已經完成的狀態。對於處理對象子區塊，進行子區塊的解碼處理(S102)。
〔有義差分係數資訊的解碼處理程序(S203)〕
上下文索引處理部1010，係根據處理對象子區塊之右側、及下側相鄰的已解碼子區塊的有義子區塊資訊，計算出周邊有義索引sigCoeffIndex。在本程序中係將周邊有義索引sigCoeffIndex決定為，sigGroupRight與sigGroupBottom的邏輯和(S401)。本程序中的sigCoeffIndex算出程序係為和步驟S702中的用來解碼有義子區塊資訊所需的上下文索引ctxIdx算出程序相同之處理。因此，可將這些算出的處理予以共通化，相較於第1實施例之構成，可更為削減電路規模和演算量。
有義係數資訊解碼控制部1006，係決定處理對象的差分係數(S402)。子區塊內的差分係數的掃描順序，係和差分係數領域中的子區塊之掃描順序同樣依照圖7所示的規則。若子區塊的所有有義差分係數都掃描結束，則有義差分係數的解碼處理就完成，進入差分係數值的解碼程序(S204)。
有義係數資訊解碼控制部1006，係從上下文 索引處理部1010，取得周邊有義索引sigCoeffIndex，並評估所取得的sigCoeffIndex(S403)。
若周邊有義索引sigCoeffIndex為0，則判定處理對象子區塊內的處理對象差分係數位置(S404)。周邊有義索引sigCoeffIndex為0，係表示sigGroupRight與sigGroupBottom皆為0。令水平方向差分係數位置為posX，令垂直方向差分係數位置為posY，令處理對象差分係數位置為pos=posX+posY。若pos<=2，則將有義係數資訊進行解碼所需的上下文ctxIdx設定成1(S405)，若非如此(pos>2)，則將上下文ctxIdx設定成0(S406)。周邊有義索引sigCoeffIndex為0時的上下文之定義，示於圖10的符號601。將已決定之上下文從上下文記憶體1004中讀出後，對算術解碼部1001，發送上下文以及解碼命令。算術解碼部1001，係使用上下文來進行編碼序列的解碼處理，將有義差分係數資訊予以解碼(S410)。
周邊有義索引sigCoeffIndex並非0時，亦即周邊有義索引sigCoeffIndex為1的情況下，則判定處理對象子區塊內的處理對象差分係數位置(S407、S409)。周邊有義索引sigCoeffIndex為1，係表示sigGroupRight與sigGroupBottom之至少其中一方是1。若pos<=1，則將用來解碼有義係數資訊所需的上下文索引ctxIdx設定成2(S408)，若pos<=4，則將用來解碼有義係數資訊所需的上下文索引ctxIdx設定成1(S410)，若非如此 (pos>5)，則將上下文索引ctxIdx設定成1(S411)。周邊有義索引sigCoeffIndex為1時的上下文之定義，示於圖10的符號602。將已決定之上下文從上下文記憶體1004中讀出後，對算術解碼部1001，發送上下文以及解碼命令。算術解碼部1001，係使用上下文來進行編碼序列的解碼處理，將有義差分係數資訊予以解碼(S412)。
於本程序中，在有義差分係數資訊所需的上下文索引ctxIdx的算出程序中的sigCoeffIndex之算出時，是採用與有義子區塊資訊所需的上下文索引算出程序共通的計算。藉由將差分係數資訊的上下文索引算出程序予以共通化，就可削減電路規模。
在本實施例中，雖然是個別地算出有義差分係數資訊的上下文索引、與sigCoeffIndex，但藉由具備有義差分係數資訊的上下文索引記憶手段，，可採取不算出sigCoeffIndex，而是參照預先算出之有義差分係數資訊的上下文索引之構成，因此可削減演算量。
本實施例，係將sigCoeffIndex與有義差分係數資訊的上下文索引，都設成sigCoeffRight與sigCoeffBottom的邏輯和，但亦可採取不是邏輯和、而是將sigCoeffRight與sigCoeffBottom的和，設定成sigCoeffIndex的構成。藉由採取如此構成，對於sigCoeffRight與sigCoeffBottom的僅其中一方為1時，和sigCoeffRight與sigCoeffBottom的雙方都是1時的有義差分係數資訊、及有義子區塊資訊，可分別設定適切的機率 模型，因此相較於採用邏輯和的構成，可獲得較為良好的編碼效率。甚至，亦可取代邏輯和而改為適用第1實施例中的sigCoeffIndex算出式。此情況下，除了上記採用和的構成外，僅sigCoeffRight為1時、和僅sigCoeffBottom為1時，都可分別對其設定適切的機率模型，因此相較於上記採用和的構成，可獲得更為良好的編碼效率。
本實施例的編碼裝置、解碼裝置係例如用以下的樣態來實現之。
一種影像編碼裝置，係屬於將編碼對象影像與預測影像之差分訊號的轉換係數亦即差分係數，分割成複數個部分領域，以部分領域單位來將前記差分係數予以編碼的影像編碼裝置，其特徵為，具備：有義子區塊資訊編碼部，係將表示差分係數值非0而表示有義之有義差分係數資訊是存在於編碼對象之部分領域內的有義子區塊資訊，予以編碼；和上下文索引處理部，係算出周邊有義索引，該周邊有義索引係用來決定，用來解碼前記有義子區塊資訊所需之上下文索引、和用來解碼前記有義差分係數資訊所需之上下文索引；和有義差分係數資訊編碼部，係對編碼對象之部分領域內的每一差分係數，將前記有義差分係數資訊予以編碼；和差分係數值編碼部，係針對前記編碼對象之部分領域 內的各係數，若前記有義差分係數資訊是有義時則將差分係數值予以編碼；前記上下文索引處理部，係藉由根據前記編碼對象之部分領域的水平方向相鄰的已編碼之部分領域的有義子區塊資訊、與前記編碼對象之部分領域的垂直方向相鄰的已編碼之部分領域的前記有義子區塊資訊的邏輯和或是和而進行的同一計算，來決定用來解碼前記編碼對象之部分領域內的前記有義子區塊資訊所需的上下文索引、及用來編碼前記有義差分係數資訊所需的前記周邊有義索引。
一種影像解碼裝置，係屬於將解碼對象影像與預測影像之差分訊號的轉換係數亦即差分係數，分割成複數個部分領域，以部分領域單位來將前記差分係數予以解碼的影像解碼裝置，其特徵為，具備：有義子區塊資訊解碼部，係將表示差分係數值非0而表示有義之有義差分係數資訊是存在於解碼對象之部分領域內的有義子區塊資訊，予以解碼；和上下文索引處理部，係算出周邊有義索引，該周邊有義索引係用來決定，用來解碼前記有義子區塊資訊所需之上下文索引、和用來解碼前記有義差分係數資訊所需之上下文索引；和有義差分係數資訊解碼部，係對解碼對象之部分領域內的每一差分係數，將前記有義差分係數資訊予以解碼；和 差分係數值解碼部，係針對前記解碼對象之部分領域內的各係數，若前記有義差分係數資訊是有義時則將差分係數值予以解碼；前記上下文索引處理部，係藉由根據前記解碼對象之部分領域的水平方向相鄰的已解碼之部分領域的前記有義子區塊資訊、與前記解碼對象之部分領域的垂直方向相鄰的已解碼之部分領域的前記有義子區塊資訊的邏輯和或是和而進行的同一計算，來決定用來解碼前記解碼對象之部分領域內的前記有義子區塊資訊所需的上下文索引、及用來解碼前記有義差分係數資訊所需的前記周邊有義索引。
以上所述的第2實施例的影像編碼裝置及影像解碼裝置，係除了上述第1實施例的作用效果(1)至(5)以外，還可達成以下的作用效果。
(6)在有義子區塊資訊的上下文索引算出程序、和有義差分係數資訊的上下文索引算出程序中，藉由採用共通的演算，可削減差分係數領域的上下文索引算出所涉及的演算量，可削減電路規模。
以上所述的實施形態的影像編碼裝置所輸出的影像的編碼串流，係為了可隨著實施形態中所使用之編碼方法來進行解碼，而具有特定的資料格式，對應於影像編碼裝置的影像解碼裝置係可將此特定資料格式的編碼串流加以解碼。
影像編碼裝置與影像解碼裝置之間為了收授編碼串流，而使用有線或無線網路的情況下，可將編碼串 流轉換成適合於通訊路之傳輸形態的資料形式來進行傳輸。此情況下，會設置有：將影像編碼裝置所輸出之編碼串流轉換成適合於通訊路之傳輸形態之資料形式的編碼資料然後發送至網路的影像送訊裝置、和從網路接收編碼資料並復原成編碼串流而供給至影像解碼裝置的影像收訊裝置。
影像送訊裝置，係含有：將影像編碼裝置所輸出之編碼串流予以緩衝的記憶體、將編碼串流予以封包化的封包處理部、將已被封包化的編碼資料透過網路而進行發送的送訊部。影像收訊裝置，係含有：將已被封包化的編碼資料透過網路而進行接收的收訊部、將已被接收之編碼資料予以緩衝的記憶體、將編碼資料進行封包處理而生成編碼串流並提供給影像解碼裝置的封包處理部。
以上的關於編碼及解碼之處理，係可用硬體而以傳輸、積存、收訊裝置的方式來加以實現，當然，也可藉由記憶在ROM(唯讀記憶體)或快閃記憶體等中的韌體、或電腦等之軟體來加以實現。亦可將該韌體程式、軟體程式記錄至電腦等可讀取之記錄媒體來加以提供，或可透過有線或無線網路從伺服器來提供，也可用地表波或衛星數位播送的資料播送方式來提供之。
以上係依據實施形態來說明了本發明。實施形態係為例示，這些各構成要素或各處理程序之組合中還有各種可能的變形例，而這些變形例也都屬於本發明之範圍，而能被當業者所理解。
〔產業上利用之可能性〕
本發明係可適用於影像編碼及解碼技術。
701‧‧‧算術編碼部
702‧‧‧差分係數緩衝區
703‧‧‧編碼控制部
704‧‧‧上下文記憶體
705‧‧‧掃描控制部
706‧‧‧有義係數資訊編碼控制部
707‧‧‧差分係數值編碼控制部
708‧‧‧有義子區塊資訊編碼控制部
709‧‧‧有義子區塊資訊緩衝區
710‧‧‧有義子區塊資訊算出部
711‧‧‧上下文索引處理部

Claims (6)

  1. 一種影像解碼裝置，係屬於將編碼串流予以解碼之影像解碼裝置，該編碼串流係為，身為解碼對象之影像與身為預測對象之影像的差分資訊被分割成複數子區塊，而已分割之前記子區塊是以所定之順序而被編碼而成者，其特徵為，具備：有義子區塊資訊解碼部，係將用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊，予以解碼；和有義差分係數資訊解碼部，係將用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊，予以解碼；和差分係數值解碼部，係將前記差分係數之值，予以解碼；和上下文導出部，係基於使用到身為解碼對象之前記子區塊的水平方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為解碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來解碼前記身為解碼對象之子區塊的差分係數所需的上下文；前記有義子區塊資訊解碼部，係使用前記上下文而將前記有義子區塊資訊予以解碼；前記有義差分係數資訊解碼部，係使用前記上下文而將前記有義差分係數資訊予以解碼。
  2. 一種影像解碼方法，係屬於將編碼串流予以解碼之影像解碼方法，該編碼串流係為，身為解碼對象之影像 與身為預測對象之影像的差分資訊被分割成複數子區塊，而已分割之前記子區塊是以所定之順序而被編碼而成者，其特徵為，具備：有義子區塊資訊解碼步驟，係將用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊，予以解碼；和有義差分係數資訊解碼步驟，係將用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊，予以解碼；和差分係數值解碼步驟，係將前記差分係數之值，予以解碼；和上下文導出步驟，係基於使用到身為解碼對象之前記子區塊的水平方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為解碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來解碼前記身為解碼對象之子區塊的差分係數所需的上下文；前記有義子區塊資訊解碼步驟，係使用前記上下文而將前記有義子區塊資訊予以解碼；前記有義差分係數資訊解碼步驟，係使用前記上下文而將前記有義差分係數資訊予以解碼。
  3. 一種影像解碼程式，係屬於將編碼串流予以解碼之影像解碼程式，該編碼串流係為，身為解碼對象之影像與身為預測對象之影像的差分資訊被分割成複數子區塊，而已分割之前記子區塊是以所定之順序而被編碼而成者，其特徵為，令電腦執行： 有義子區塊資訊解碼步驟，係將用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊，予以解碼；和有義差分係數資訊解碼步驟，係將用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊，予以解碼；和差分係數值解碼步驟，係將前記差分係數之值，予以解碼；和上下文導出步驟，係基於使用到身為解碼對象之前記子區塊的水平方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為解碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來解碼前記身為解碼對象之子區塊的差分係數所需的上下文；前記有義子區塊資訊解碼步驟，係使用前記上下文而將前記有義子區塊資訊予以解碼；前記有義差分係數資訊解碼步驟，係使用前記上下文而將前記有義差分係數資訊予以解碼。
  4. 一種收訊裝置，係屬於將動態影像所被編碼而成之編碼串流予以接收，並將所接收到之前記編碼串流予以解碼的收訊裝置，其特徵為，具備：收訊部，係接收由編碼串流被封包化而成之編碼資料，該編碼串流係為，身為解碼對象之影像與身為預測對象之影像的差分資訊被分割成複數子區塊，而已分割之前記子區塊是以所定之順序而被編碼而成者；和復原部，係將所接收到的前記被封包化之編碼資料， 進行封包處理，以復原出前記編碼串流；和有義子區塊資訊解碼部，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出，用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊；和有義差分係數資訊解碼部，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出，用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊；和差分係數值解碼部，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出前記差分係數之值；和上下文導出部，係基於使用到身為解碼對象之前記子區塊的水平方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為解碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來解碼前記身為解碼對象之子區塊的差分係數所需的上下文；前記有義子區塊資訊解碼部，係使用前記上下文而將前記有義子區塊資訊予以解碼；前記有義差分係數資訊解碼部，係使用前記上下文而將前記有義差分係數資訊予以解碼。
  5. 一種收訊方法，係屬於將動態影像所被編碼而成之編碼串流予以接收，並將所接收到之前記編碼串流予以解碼的收訊方法，其特徵為，具備：收訊步驟，係接收由編碼串流被封包化而成之編碼資料，該編碼串流係為，身為解碼對象之影像與身為預測對象之影像的差分資訊被分割成複數子區塊，而已分割之前 記子區塊是以所定之順序而被編碼而成者；和復原步驟，係將所接收到的前記被封包化之編碼資料，進行封包處理，以復原出前記編碼串流；和有義子區塊資訊解碼步驟，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出，用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊；和有義差分係數資訊解碼步驟，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出，用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊；和差分係數值解碼步驟，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出前記差分係數之值；和上下文導出步驟，係基於使用到身為解碼對象之前記子區塊的水平方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為解碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來解碼前記身為解碼對象之子區塊的差分係數所需的上下文；前記有義子區塊資訊解碼步驟，係使用前記上下文而將前記有義子區塊資訊予以解碼；前記有義差分係數資訊解碼步驟，係使用前記上下文而將前記有義差分係數資訊予以解碼。
  6. 一種收訊程式，係屬於將動態影像所被編碼而成之編碼串流予以接收，並將所接收到之前記編碼串流予以解碼的收訊程式，其特徵為，令電腦執行：收訊步驟，係接收由編碼串流被封包化而成之編碼資 料，該編碼串流係為，身為解碼對象之影像與身為預測對象之影像的差分資訊被分割成複數子區塊，而已分割之前記子區塊是以所定之順序而被編碼而成者；和復原步驟，係將所接收到的前記被封包化之編碼資料，進行封包處理，以復原出前記編碼串流；和有義子區塊資訊解碼步驟，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出，用來表示前記子區塊中所屬之各差分係數之值是否全部為零的有義子區塊資訊；和有義差分係數資訊解碼步驟，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出，用來表示前記差分係數之值是否為零的有義差分係數資訊；和差分係數值解碼步驟，係從已被復原之前記編碼串流中解碼出前記差分係數之值；和上下文導出步驟，係基於使用到身為解碼對象之前記子區塊的水平方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊、和前記身為解碼對象之子區塊的垂直方向相鄰之已解碼子區塊的有義子區塊資訊的加算式，而導出用來解碼前記身為解碼對象之子區塊的差分係數所需的上下文；前記有義子區塊資訊解碼步驟，係使用前記上下文而將前記有義子區塊資訊予以解碼；前記有義差分係數資訊解碼步驟，係使用前記上下文而將前記有義差分係數資訊予以解碼。
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