WO2013065258A1 - 映像符号化装置、映像復号装置、映像符号化方法、映像復号方法およびプログラム - Google Patents

映像符号化装置、映像復号装置、映像符号化方法、映像復号方法およびプログラム Download PDF

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WO2013065258A1
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binary symbol
encoding
equal probability
fixed binary
video
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慶一 蝶野
啓史 青木
裕三 仙田
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日本電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding

Definitions

  • the present invention relates to a video encoding device and a video decoding device that use PCM encoding.
  • Non-Patent Document 1 discloses a general-purpose video coding technique based on a transform coding technique, a predictive coding technique, and an entropy coding technique.
  • PCM Pulse Code Modulation
  • the video encoding device described in Non-Patent Document 1 is configured as shown in FIG.
  • the video encoding device shown in FIG. 7 is referred to as a general video encoding device.
  • ⁇ ⁇ ⁇ includes a transform / quantizer 102, an entropy encoder 103, an inverse transform / inverse quantizer 104, a buffer 105, a predictor 106, a PCM encoder 107, a PCM decoder 108, A multiplexed data selector 109, a multiplexer 110, a switch 121, and a switch 122 ⁇ ⁇ ⁇ are provided.
  • the input video of CU (Coding Unit) is input to the transformer / quantizer 102 after the prediction signal supplied from the predictor 106 is reduced.
  • the intra prediction signal is a prediction signal generated based on the image of the reconstructed picture having the same display time as the current picture stored in the buffer 105.
  • a CU encoded using an intra prediction signal is referred to as an intra CU.
  • the inter-frame prediction signal is a prediction signal generated from an image of a reconstructed picture having a display time different from that of the current picture stored in the buffer 105.
  • the CU encoded using the inter-frame prediction signal is referred to as an inter CU.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of inter-frame prediction using a 16 ⁇ 16 CU (strictly speaking, a 2N ⁇ 2N PU (Prediction unit) of a 16 ⁇ 16 CU) as an example.
  • the motion vector MV (mv x , mv y ) shown in FIG. 8 is a prediction parameter for inter-frame prediction indicating the amount of translation of the inter-frame prediction block (inter-frame prediction signal) of the reference picture with respect to the encoding target block. .
  • a picture encoded only by an intra CU is called an I picture.
  • a picture encoded including not only an intra CU but also an inter CU is called a P picture.
  • a picture that is encoded including an inter CU that uses two reference pictures at the same time as well as one reference picture for inter-frame prediction is called a B picture.
  • the transform / quantizer 102 performs frequency conversion on the image (prediction error image) from which the prediction signal is reduced.
  • the transformer / quantizer 102 quantizes the prediction error image (frequency transform coefficient) subjected to frequency transform with a predetermined quantization step width Qs.
  • the quantized frequency transform coefficient is referred to as a transform quantization value.
  • the entropy encoder 103 performs entropy encoding of the prediction parameter and the transform quantization value.
  • the prediction parameter is information related to the prediction of the PU included in the CU and the CU, such as the block type (intra prediction, inter prediction, and PCM ⁇ ⁇ ) and the motion vector of the CU described above.
  • the inverse transform / inverse quantizer 104 dequantizes the transform quantization value with the quantization step width Qs. Further, the inverse transform / inverse quantizer 104 performs inverse frequency transform on the inversely quantized frequency transform coefficient.
  • the reconstructed prediction error image subjected to the inverse frequency conversion is supplied with a prediction signal and supplied to the switch 122.
  • the multiplexed data selector 109 monitors the input data amount of the entropy encoder 103 corresponding to the encoding target CU.
  • the multiplexed data selector 109 ⁇ ⁇ selects the output data of the entropy encoder 103 ⁇ and passes through the switch 121 ⁇ .
  • the multiplexed data selector 109 selects the output data of the inverse transformer / quantizer 104 and supplies it to the buffer 105 via the switch 122.
  • the multiplexed data selector 109 selects the output data obtained by the PCM encoder 107 PCM encoding the CU video, and multiplexes it via the switch 121. Supply to the generator 110. Further, the multiplexed data selector 109 selects the output data obtained by PCM decoding the output data of the PCM encoder 107 by the PCM decoder 108, and supplies it to the buffer 105 via the switch 122.
  • the buffer 105 stores the reconstructed image supplied via the switch 122.
  • a reconstructed image for one frame is called a reconstructed picture.
  • the multiplexer 110 multiplexes and outputs the output data of the entropy encoder 103PC and the PCM encoder 107.
  • the multiplexer 110 in the video encoding device Based on the above-described operation, the multiplexer 110 in the video encoding device generates a bit stream.
  • JCTVC-F803_d1 Joint VC J
  • JCTVC-F803_d1 Joint VC J
  • JCTVC-A032 Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO / WG JTC1 Dresden, DE, 15-23 April, 2010 C R.
  • Non-Patent Document 2 discloses a new entropy encoding technique characterized by using a plurality of fixed-binary symbol entropy encoders (multiple binary entropy encoders with fixed probabilities).
  • the new entropy encoding technique entropy encodes binary symbol (binary symbol) by a probability fixed binary symbol entropy encoder corresponding to its most probable symbol (MPS) probability.
  • MPS most probable symbol
  • Entropy coding composed of a plurality of probability fixed binary symbol entropy encoders is also called probabilityprointerval partitioning entropy (PIPE) coding.
  • Non-Patent Document 3 discloses a pass-through mode coding technique.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a video encoding apparatus that uses PIPE encoding as entropy encoding.
  • the video encoding apparatus shown in FIG. 9 includes a predictive transform coding unit 1020 that predictively encodes an input image, a PCM coding unit 1070 that performs PCM coding on an input image, and a predictive transform coding according to control of a multiplexed data selection unit 1090
  • a switch 1010 for selecting one of the output data of the unit 1020 and the output data of the PCM encoding unit 1070, an entropy encoding unit 1031 and a multiplexer 110.
  • the PCM IV encoding unit 1070 inputs the input video and performs PCM encoding.
  • the predictive transform encoding unit 1020 generates a predictive image, subtracts the predictive image from the input image, performs frequency conversion and quantization, and outputs the result as encoded data.
  • the multiplexed data selection unit 1090 has the function of the multiplexed data selector 109 shown in FIG. That is, the multiplexed data selection unit 1090 monitors the input data amount (the encoded data amount output by the predictive transform encoding unit 1020) input from the predictive transform encoding unit 1020 to the entropy encoding unit 1031.
  • the multiplexed data selection unit 1090 selects the encoded data of the predictive transform encoding unit 1020
  • the switch 1010 is controlled.
  • the multiplexed data selection unit 1090 controls the switch 1010 so that the PCM encoding unit 1070 selects PCM data obtained by PCM encoding the CU video. To do.
  • the entropy encoding unit 1031 includes a binarizer 1032, a context modeling unit 1033, a probability quantizer 1034, a switch 1035, N (for example, 12) binary symbol entropy encoders 1037 1 to 1037 N , and A switch 1038 is provided.
  • the binarizer 1021 converts the input data from the PCM encoding unit 1070 or the predictive transform encoding unit 1020 into binary data (binary representation).
  • the context modeling unit 1033 outputs the occurrence probability of each binary symbol of the binary data of the encoded data according to the context.
  • the context modeling unit 1033 appropriately updates the MPS of the binary symbol stored therein and the probability of occurrence thereof according to the past binary symbol.
  • Binary symbol entropy coder 1037 1 used for the binary symbol and the probability equals "0" probability of occurrence to "1", it is equally probable fixed binary symbol entropy coder.
  • the other binary symbol entropy encoders 1037 2 to 1037 N are fixed-probability binary symbol entropy encoders used for binary symbols having different occurrence probabilities of “0” and “1”. .
  • Fixed-probability binary symbol entropy encoders 1037 2 to 1037 N are binary symbols with fixed probabilities corresponding to (N-1) types of occurrence probability of “0” (or occurrence probability of “1”). Entropy encoder.
  • the probability quantizer 1034 converts each binary symbol of the input binary data via the switch 1035 into a binary symbol entropy having a corresponding occurrence probability among the binary symbol entropy encoders 1037 1 to 1037 N. Supply to the encoder.
  • Entropy encoders 1037 1 to 1037 N perform entropy encoding based on the occurrence probability and supply encoded data to multiplexer 110.
  • PCM data (pcm_sample_luma syntax and pcm_sample_chroma syntax described in 7.3.7 Prediction unit syntax of Non-Patent Document 1) in video coding using PIPE coding as entropy coding described in Non-Patent Document 1 the reduction, assign PIPE encoder equiprobable binary symbol entropy encoder (corresponding to the entropy coding unit 1031 shown in FIG. 9) (corresponding to equal probability fixed binary symbol entropy coder 1037 1 shown in FIG. 9) It is possible to do. This is because PCM data can be considered as a sequence of consecutive equal probability binary symbols (hereinafter referred to as an equal probability fixed binary symbol stream).
  • termination processing of equal probability fixed binary symbol entropy encoding of PIPE encoder is required.
  • the termination processing includes binary symbol output processing that has not yet been encoded and output by the encoding engine of the entropy encoder, output data byte alignment processing, and encoding engine reset processing.
  • the termination processing causes a reduction in compression performance and a reduction in compression efficiency. For example, byte alignment processing of output data results in redundant bit output.
  • PCM-block PCM-encoded block
  • output processing of binary symbols that have not yet been encoded and output by the encoding engine of the entropy encoder results in consumption of computer resources.
  • the encoding engine reset process results in consumption of computer resources. Therefore, when a plurality of PCM block is generated, the termination process is also generated a plurality of times, so that not only the compression performance is reduced but also the compression efficiency is reduced due to the alignment data.
  • the present invention provides a video encoding device, a video decoding device, a video encoding method, a video decoding method, a video encoding program, and a video decoding program capable of preventing the compression performance and compression efficiency from being reduced due to the PCM block. For the purpose.
  • a video encoding apparatus is a video encoding apparatus that uses a plurality of probability fixed binary symbol entropy encoding means including an equal probability fixed binary symbol entropy encoding means, and is configured to output an equal probability fixed binary symbol stream.
  • a video decoding apparatus is a video decoding apparatus that uses a plurality of probability fixed binary symbol entropy decoding means including equal probability fixed binary symbol entropy decoding means, and decodes an equal probability fixed binary symbol stream to 2
  • a video encoding method is a video encoding method using a plurality of probability fixed binary symbol entropy encoding means including equal probability fixed binary symbol entropy encoding means. It is characterized in that the encoding process by the equal probability fixed binary symbol stream encoding means for encoding output and the encoding process by the equal probability fixed symbol entropy encoding means are switched.
  • a video decoding method is a video decoding method using a plurality of probability fixed binary symbol entropy decoding means including equal probability fixed binary symbol entropy decoding means, which decodes an equal probability fixed binary symbol stream and outputs 2 Switching between a decoding process by an equal probability fixed binary symbol stream decoding unit that outputs value data and a decoding process by an equal probability fixed binary symbol entropy decoding unit are performed.
  • a video encoding program includes a process for realizing a plurality of probability fixed binary symbol entropy encoding means including an equal probability fixed binary symbol entropy encoding means on a computer, and encoding an equal probability fixed binary symbol stream.
  • the video decoding program includes a process for realizing a plurality of probability fixed binary symbol entropy decoding means including an equal probability fixed binary symbol entropy decoding means in a computer, and decoding an equal probability fixed binary symbol stream to generate 2 Processing for realizing equal probability fixed binary symbol stream decoding means for outputting value data, and processing for switching between equal probability fixed binary symbol entropy decoding means and equal probability fixed binary symbol stream decoding means And
  • FIG. 1 is a block diagram of a video encoding device according to a first embodiment.
  • FIG. It is a flowchart of the switching control in a video coding apparatus. It is explanatory drawing of suppression of generation
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a video decoding device according to a second embodiment. It is a flowchart of the switching control in a video decoding apparatus. It is a block diagram which shows the structural example of the information processing system which can implement
  • FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a video encoding device according to the first embodiment.
  • the video encoding apparatus shown in FIG. 1 uses PIPE encoding as entropy encoding.
  • the video coding apparatus includes a predictive transform coding unit 1020 that performs predictive coding on an input image, a PCM coding unit 1070 that performs PCM coding on an input image, and predictive transform coding according to the control of the switching control unit 1000.
  • a switch 1010 for selecting one of the output data of the unit 1020 and the output data of the PCM encoding unit 1070, an entropy encoding unit 1030, and a multiplexer 110.
  • the PCM coding unit 1070 and the predictive transform coding unit 1020 have the same functions as those shown in FIG.
  • the switching control unit 1000 monitors the input data amount (the encoded data amount output from the predictive transform encoding unit 1020) input from the predictive transform encoding unit 1020 to the entropy encoding unit 1030.
  • the switching control unit 1000 selects the encoded data of the predictive transform encoding unit 1020. , Control the switch 1010.
  • the entropy encoding unit 1030 includes a binarizer 1032, a context modeling unit 1033, a probability quantizer 1034, a switch 1035, an equal probability fixed binary symbol stream encoder 1036, and N (for example, 12) binary values.
  • Symbol entropy encoders 1037 1 to 1037 N and a switch 1038 are provided.
  • the binarizer 1032 converts the PCM data supplied from the PCM encoding unit 1070 and the encoded data supplied from the predictive transform encoding unit 1020, respectively, into binary data.
  • the context modeling unit 1033 outputs the occurrence probability of each binary symbol of the binary data of the encoded data according to the context.
  • the context modeling unit 1033 appropriately updates the MPS of the binary symbol stored therein and the probability of occurrence thereof according to the past binary symbol.
  • Binary symbol entropy coder 1037 1 used for the binary symbol and the probability equals "0" probability of occurrence to "1", it is equally probable fixed binary symbol entropy coder.
  • the other binary symbol entropy encoders 1037 2 to 1037 N are fixed-probability binary symbol entropy encoders used for binary symbols having different occurrence probabilities of “0” and “1”. .
  • Fixed-probability binary symbol entropy encoders 1037 2 to 1037 N are binary symbols with fixed probabilities corresponding to (N-1) types of occurrence probability of “0” (or occurrence probability of “1”). Entropy encoder.
  • the probability quantizer 1034 supplies binary symbols of binary data other than PCM data to binary symbol entropy encoders 1037 1 to 1037 N corresponding to the occurrence probabilities.
  • the binary symbol entropy encoders 1037 1 to 1037 N perform entropy encoding on the binary symbols input thereto.
  • the probability quantizer 1034 supplies binary symbols of binary data of PCM data to the equal probability fixed binary symbol stream encoder 1036 under the control of the switching control unit 1000.
  • the equal probability fixed binary symbol stream encoder 1036 encodes binary symbols of binary data of PCM data.
  • the switching control unit 1000 has the function described in paragraph 0054 in addition to the function of the multiplexed data selection unit 1090 shown in FIG. That is, the switching control unit 1000 has a function of supplying binary data of PCM data to the equal probability fixed binary symbol stream encoder 1036 when PCM data is input to the entropy encoding unit.
  • binary symbols of binary data of PCM data are not supplied to the binary symbol entropy encoders 1037 1 to 1037 N. Only binary symbols of binary data other than PCM data are supplied to binary symbol entropy encoders 1037 1 to 1037 N.
  • the output data of the equal probability fixed binary symbol stream encoding unit 1036 and binary symbol entropy encoders 1037 1 to 1037 N are supplied to the multiplexer 110 via the switch 1038 according to the control of the switching control unit 1000. Is done.
  • step S101 the switching control unit 1000 determines whether entropy encoding is possible within the processing time of the CU. Specifically, for example, the amount of encoded data of the predictive transform encoding unit 1020 supplied to the binarizer 1032 is monitored. Note that monitoring the amount of encoded data supplied to the binarizer 1032 is equivalent to monitoring the number of binary symbols supplied to the binary symbol entropy encoders 1037 1 to 1037 N.
  • the encoded data of the predictive transform encoding unit 1020 is supplied to the binarizer 1032 in step S102.
  • the probability quantizer 1034 controls the switch 1035 in step S103 to correspond the binary symbol of the binary data of the encoded data supplied from the binarizer 1032 to the occurrence probability at that time.
  • One of the binary symbol entropy encoders 1037 1 to 1037 N is supplied.
  • step S104 the switch 1010 is set so that the PCM data from the PCM encoding unit 1070 is supplied to the binarizer 1032. Further, the probability quantizer 1034 controls the switch 1035 in step S105 to encode the equal probability fixed binary symbol stream of the PCM data supplied from the binarizer 1032 into the equal probability fixed binary symbol stream encoding. Supply to the vessel 1036.
  • the video encoding device does not require termination processing of the entropy encoders 1037 1 to 1037 N.
  • PIPE coding as entropy coding
  • the number of PCMPC data samples included in one block is a multiple of 8. Therefore, the bit length of the equal probability fixed binary symbol stream for one block of PCM data is a multiple of eight. Therefore, since the equal probability fixed binary symbol stream output from the equal probability fixed binary symbol stream encoding unit 1036 for one block of PCM data is always byte-aligned, there is no need to perform termination processing. As a result, even if the PCM block is generated a plurality of times, a decrease in compression performance and a decrease in compression efficiency due to termination processing are prevented.
  • FIG. 3 (a) shows an example of a bit stream output from the multiplexer 110 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ in the video encoding device shown in FIG.
  • FIG. 3B shows an example of a bit stream that is encoded by the entropy encoding unit 1030 in the present embodiment and output from the multiplexer 110.
  • the equal probability fixed binary symbol stream of PCM data is not supplied to the entropy encoders 1037 1 to 1037 N.
  • the equal probability fixed binary symbol stream encoding unit 1036 can operate independently of the entropy encoders 1037 1 to 1037 N. Therefore, as shown in FIG. 3B, even if PCM data is input to the entropy encoding unit 1030, the entropy encoding termination process is not necessary.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a video decoding apparatus according to the second embodiment corresponding to the video encoding apparatus according to the first embodiment.
  • the video decoding apparatus shown in FIG. 4 decodes PIPE encoded data.
  • the video decoding apparatus includes a demultiplexer 210, a switching control unit 2000, an entropy decoding unit 2030, a switch 2010, a predictive transform decoding unit 2020, a PCM decoding unit 2070, and a switch 222.
  • the entropy decoding unit 2030 includes a switch 2038, an equal probability fixed binary symbol stream decoder 2036, N (for example, 12) binary symbol entropy decoders 2037 1 to 2037 N , a switch 2035, a context modeling unit 2033, a probability A quantizer 2034 and a debinarizer 2032 are provided.
  • the demultiplexer 210 demultiplexes the video bitstream.
  • the demultiplexer 210 receives the equal probability fixed binary symbol stream encoding unit 1036 and the binary symbol entropy encoder 1037 1 to 1037 N of the video encoding device via the switch 2038 according to the control of the switching control unit 2000. Is output to the corresponding equal probability fixed binary symbol stream decoder 2036 and binary symbol entropy decoders 2037 1 to 2037 N.
  • Binary symbol entropy decoder 2037 1 decodes the binary symbol and the probability of occurrence equal "0" probability of occurrence to "1", it is equally probable fixed binary symbol entropy decoder.
  • the other binary symbol entropy decoders 2037 2 to 2037 N are fixed probability binary symbol entropy decoders that decode binary symbols having different occurrence probabilities of “0” and “1”.
  • the probability fixed binary symbol entropy decoders 2037 2 to 2037 N are binary symbol entropy decoders corresponding to (N ⁇ 1) types of occurrence probability of “0” (or occurrence probability of “1”).
  • the debinarizer 2032 converts binary data composed of binary symbols supplied from the binary symbol entropy decoders 2037 1 to 2037 N into encoded data and outputs the encoded data.
  • the context modeling unit 2033 outputs the occurrence probability of the binary symbol of the binary data to be decoded according to the context. Furthermore, the MPS of the binary symbol and its occurrence probability are updated as appropriate according to the binary symbol decoded in the past.
  • the equal probability fixed binary symbol stream decoder 2036 decodes the binary data bit stream of the PCM data and outputs the binary data of the PCM data.
  • the binarization canceler 2032 converts the binary data of the PCM data into PCM data and outputs it.
  • the switching control unit 2000 allows the PCM data to be input to the PCM decoding unit 2070.
  • the switching control unit 2000 controls the switch 222 so that the result of the PCM decoding of the PCM data by the PCM decoding unit 2070 is output as decoded video.
  • the switch 2010 is set so that the encoded data is input to the predictive transform decoding section 2020.
  • the switching control unit 2000 controls the switch 222 so that the result of decoding the encoded data by the predictive transform decoding unit 2020 is output as decoded video.
  • step S202 the probability quantizer 2034 selects a binary symbol decoded by the decoder corresponding to the MPS probability among the binary symbol entropy decoders 2037 2 to 2037 N.
  • the switching control unit 2000 sets the switch 2038 so that the video bitstream is supplied to the equal probability fixed binary symbol stream decoder 2036.
  • the probability quantizer 2034 receives PCM data corresponding to the equal probability binary symbols decoded by the equal probability fixed binary symbol stream decoder 2036 in step S203.
  • the probability quantizer 2034 debinarizes the binary data corresponding to the binary symbols decoded by the equal probability fixed binary symbol stream decoder 2036 or the binary symbol entropy decoders 2037 1 to 2037 N in step S204. Supply to the container 2032.
  • the video decoding apparatus decodes the video bitstream generated by the video encoding apparatus shown in FIG. 1 to obtain decoded video.
  • the video encoding apparatus and the video decoding apparatus can work together to suppress a decrease in compression performance and a decrease in compression efficiency due to PCM, which is a problem of the prior art.
  • the equal probability binary symbol entropy encoding includes bypass mode (bypass mode) coding described in Non-Patent Documents 1 and 2, and pass-through mode (pass through mode) described in Non-Patent Document 3. Equivalent to encoding. Therefore, the equal probability fixed binary symbol stream encoding means can also be realized by the pass-through mode encoding means. However, when pass-through mode encoding means is used, two pass-through mode encoding means are provided to avoid termination processing, one dedicated to encoding PCM data, and the other for other data. Dedicated to encoding.
  • each of the above embodiments can be configured by hardware, it can also be realized by a computer program.
  • the information processing system shown in FIG. 6 includes a processor 1001, a program memory 1002, a storage medium 1003 for storing video data, and a storage medium 1004 for storing a bitstream.
  • the storage medium 1003 and the storage medium 1004 may be separate storage media, or may be storage areas composed of the same storage medium.
  • a magnetic storage medium such as a hard disk can be used as the storage medium.
  • the program memory 1002 stores a program for realizing the function of each block shown in FIG. 1 and FIG. Then, the processor 1001 implements the functions of the video encoding device or the video decoding device shown in FIGS. 1 and 4 by executing processing according to the program stored in the program memory 1002.
  • Switched Data Selector Multiplexer 121 Switch 122 Switch 210 Multiplexing Canceler 222 Switch 1000 Switch control unit 1001 Processor 1002 Program memory 1003 Storage medium 1004 Storage medium 1010 Switch 1020 Predictive transform encoding unit 1030 Entropy encoding unit 1031 Entropy encoding unit 1032 Binary encoder 1033 Context modeling unit 1034 Probabilistic quantization 1035 Switch 1036 Equal Probability Fixed Binary Symbol Stream Encoder 1037 1 Equal Probability Fixed Binary Symbol Entropy Encoder 1037 2 to 1037 N Probability Fixed Binary Symbol Entropy Encoder 1038 Switch 1070 PCM Encoder 2000 Switching Control Section 2010 Switch 2020 Predictive transform decoding section 2030 Entropy decoding section 2032 Debinarizer 2033 Context modeling unit 2034 probability quantizer 2035 switch 2036 such probability fixed

Abstract

　映像符号化装置は、等確率固定2値シンボルエントロピー符号化器を含む複数の確率固定2値シンボルエントロピー符号化器を用いる。映像符号化装置は、等確率固定2値シンボルストリームを符号化出力する等確率固定2値シンボルストリーム符号化器と、等確率固定2値シンボルエントロピー符号化器と等確率固定2値ストリーム符号化器とを切り替える切替制御器とを備える。映像復号装置は、等確率固定2値シンボルストリームを復号して2値データを出力する等確率固定2値シンボルストリーム復号手段と、等確率固定2値シンボルエントロピー復号手段と等確率固定2値シンボルストリーム復号手段とを切り替える切替制御手段とを備える。

Description

映像符号化装置、映像復号装置、映像符号化方法、映像復号方法およびプログラム
　本発明は、PCM 符号化を用いる映像符号化装置および映像復号装置に関する。
　非特許文献1は、変換符号化技術、予測符号化技術、および、エントロピー符号化技術に基づいた、汎用的な映像符号化技術を開示している。
　変換処理およびエントロピー符号化処理を行わないブロックタイプの一例として、Pulse Code Modulation （PCM ）がある。ブロックタイプとは、ブロックに用いた符号化の種類（イントラ予測、インター予測、PCM ）である。
　非特許文献1に記載されている映像符号化装置は、図7に示すように構成される。以下、図7に示す映像符号化装置を一般的な映像符号化装置と呼ぶ。
　図7を参照して、ディジタル化された映像の各フレームを入力としてビットストリームを出力する、一般的な映像符号化装置の構成と動作を説明する。
　図7に示す映像符号化装置は、変換／量子化器102 、エントロピー符号化器103 、逆変換／逆量子化器104 、バッファ105 、予測器106 、PCM 符号化器107 、PCM 復号器108 、多重化データ選択器109 、多重化器110 、スイッチ121 、およびスイッチ122 を備える。
　CU（Coding Unit ）の入力映像は、予測器106 から供給される予測信号が減じられて、変換／量子化器102 に入力される。予測信号には、イントラ予測信号とフレーム間予測信号の2種類がある。イントラ予測信号は、バッファ105 に格納された現在のピクチャと表示時刻が同一である再構築ピクチャの画像に基づいて生成される予測信号である。以下、イントラ予測信号を用いて符号化されるCUをイントラCUと呼ぶ。
　フレーム間予測信号は、バッファ105 に格納された現在のピクチャと表示時刻が異なる再構築ピクチャの画像から生成される予測信号である。以下、フレーム間予測信号を用いて符号化されるCUをインターCUと呼ぶ。
　図8は、16×16のCU（厳密には、16×16のCUの2N×2NのPU（Prediction unit ））を例にしたフレーム間予測の例を示す説明図である。図8に示す動きベクトルMV＝（mvx，mvy）は、符号化対象ブロックに対する参照ピクチャのフレーム間予測ブロック（フレーム間予測信号）の平行移動量を示す、フレーム間予測の予測パラメータである。
　イントラCUのみで符号化されたピクチャはＩピクチャと呼ばれる。イントラCUだけでなくインターCUも含めて符号化されたピクチャはＰピクチャと呼ばれる。フレーム間予測に1枚の参照ピクチャだけでなく、さらに同時に2枚の参照ピクチャを用いるインターCUを含めて符号化されたピクチャはＢピクチャと呼ばれる。
　変換／量子化器102 は、予測信号が減じられた画像（予測誤差画像）を周波数変換する。
　さらに、変換／量子化器102 は、所定の量子化ステップ幅Qsで、周波数変換した予測誤差画像（周波数変換係数）を量子化する。以下、量子化された周波数変換係数を変換量子化値と呼ぶ。
　エントロピー符号化器103 は、予測パラメータと変換量子化値をエントロピー符号化する。予測パラメータは、上述したCUのブロックタイプ（イントラ予測、インター予測、およびPCM ）および動きベクトルなど、CUおよびCUに含まれるPUの予測に関連した情報である。
　逆変換／逆量子化器104 は、量子化ステップ幅Qsで、変換量子化値を逆量子化する。さらに、逆変換／逆量子化器104 は、逆量子化した周波数変換係数を逆周波数変換する。逆周波数変換された再構築予測誤差画像は、予測信号が加えられて、スイッチ122 に供給される。
　多重化データ選択器109 は、符号化対象のCUに対応するエントロピー符号化器103 の入力データ量を監視する。CUの処理時間内でエントロピー符号化器103 がその入力データをエントロピー符号化可能な場合には、多重化データ選択器109 は、エントロピー符号化器103 の出力データを選択して、スイッチ121 を介して多重化器110 に供給させる。さらに、多重化データ選択器109 は、逆変換／量子化器104 の出力データを選択して、スイッチ122 を介してバッファ105 に供給させる。
　CUの処理時間内でエントロピー符号化可能でない場合には、多重化データ選択器109 は、PCM 符号化器107 がCUの映像をPCM 符号化した出力データを選択して、スイッチ121 を介して多重化器110 に供給させる。さらに、多重化データ選択器109 は、PCM 復号器108 がPCM 符号化器107 の出力データをPCM 復号した出力データを選択して、スイッチ122 を介してバッファ105 に供給させる。
　バッファ105 は、スイッチ122 を介して供給される再構築画像を格納する。1フレーム分の再構築画像を再構築ピクチャと呼ぶ。
　多重化器110 は、エントロピー符号化器103 とPCM 符号化器107 の出力データを多重化して出力する。
　上述した動作に基づいて、映像符号化装置における多重化器110 は、ビットストリームを生成する。
Benjamin Bross, Woo-Jin Han, Jens-Rainer Ohm, Gary J. Sullivan, and Thomas Wiegand,"WD4: Working Draft 4 of High-Efficiency Video Coding", JCTVC-F803_d1, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 6th Meeting: Torino, IT, 14-22 July, 2011 Detlev Marpe, Heiko Schwarz, and Thomas Wiegand, "Novel entropy coding concept," JCTVC-A032, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 1st Meeting: Dresden, DE, 15-23 April, 2010 C R. Hattori, K. Sugimoto, S. Sekiguchi, "Fast bypass mode for CABAC", JCTVC-F177, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 6th Meeting: Torino, IT, 14-22 July, 2011
　非特許文献2は、複数の確率固定2値シンボルエントロピー符号化器（multiple binary entropy coders with fixed probabilities）を用いることを特徴とする新しいエントロピー符号化技術を開示している。新しいエントロピー符号化技術は、binary symbol（2値シンボル）を、そのmost probable symbol（MPS）確率に対応する確率固定2値シンボルエントロピー符号化器によってエントロピー符号化する。複数の確率固定2値シンボルエントロピー符号化器で構成されるエントロピー符号化は、probability interval partitioning entropy（PIPE）符号化とも呼ばれる。なお、非特許文献3は、パススルーモード（pass through mode ）符号化技術を開示している。
　図9は、エントロピー符号化としてPIPE符号化を用いる映像符号化装置を示すブロック図である。図9に示す映像符号化装置は、入力画像を予測符号化する予測変換符号化部1020、入力画像をPCM 符号化するPCM 符号化部1070、多重化データ選択部1090の制御に従って予測変換符号化部1020の出力データとPCM 符号化部1070の出力データとのいずれかを選択するスイッチ1010、エントロピー符号化部1031、および多重化器110 を備える。
　PCM 符号化部1070は、入力映像を入力してＰＣＭ符号化する。予測変換符号化部1020は、予測画像を生成し、入力画像から予測画像を減じた後、周波数変換および量子化し、符号データとして出力する。
　多重化データ選択部1090は、図7に示す多重化データ選択器109 の機能を有する。すなわち、多重化データ選択部1090は、予測変換符号化部1020からエントロピー符号化部1031に入力される入力データ量（予測変換符号化部1020が出力する符号化データ量）を監視する。符号化対象のCUの処理時間内でエントロピー符号化部1031が入力データをエントロピー符号化可能な場合には、多重化データ選択部1090は、予測変換符号化部1020の符号化データが選択されるように、スイッチ1010を制御する。
　CUの処理時間内でエントロピー符号化可能でない場合には、多重化データ選択部1090は、PCM 符号化部1070がCUの映像をPCM 符号化したPCM データが選択されるように、スイッチ1010を制御する。
　エントロピー符号化部1031は、2値化器1032、コンテキストモデリング部1033、確率量子化器1034、スイッチ1035、Ｎ（一例として、12）個の2値シンボルエントロピー符号化器10371 ～1037N 、およびスイッチ1038を備える。
　2値化器1021は、PCM 符号化部1070または予測変換符号化部1020からの入力データを2値データ（binary representation ）に変換する。コンテキストモデリング部1033は、コンテキストに応じた、符号化データの2値データのそれぞれの2値シンボルの発生確率を出力する。コンテキストモデリング部1033は、過去の2値シンボルに応じて、その内部に記憶する2値シンボルのMPS とその発生確率を適宜更新する。
　2値シンボルエントロピー符号化器10371 は、”0”の発生確率と”1”の発生確率とが等しい2値シンボルに対して使用する、等確率固定2値シンボルエントロピー符号化器である。他の2値シンボルエントロピー符号化器10372 ～1037N は、”0”の発生確率と”1”の発生確率とが異なる2値シンボルに使用する、確率固定2値シンボルエントロピー符号化器である。確率固定2値シンボルエントロピー符号化器10372 ～1037N は、（N-1 ）種類の”0”の発生確率（または、”1”の発生確率）の各々に応じた固定確率の2値シンボルエントロピー符号化器である。
　確率量子化器1034は、スイッチ1035を介して、入力した2値データのそれぞれの2値シンボルを、2値シンボルエントロピー符号化器10371 ～1037N のうちの対応する発生確率の2値シンボルエントロピー符号化器に供給する。
　エントロピー符号化器10371 ～1037N は、発生確率に基づくエントロピー符号化を行って符号化データを多重化器110 に供給する。
　非特許文献1に記載された、エントロピー符号化としてPIPE符号化を用いる映像符号化において、PCM データ（非特許文献1の7.3.7 Prediction unit syntax に記載される、pcm_sample_luma シンタクスおよびpcm_sample_chroma シンタクス）の符号化に、PIPEエンコーダ（図9に示すエントロピー符号化部1031に相当）の等確率2値シンボルエントロピー符号化器（図9に示す等確率固定2値シンボルエントロピー符号化器10371 に相当）をアサインすることが考えられる。なぜなら、PCM データは連続する等確率2値シンボルの列（以下、等確率固定2値シンボルストリームと呼ぶ。）と考えられるからである。
　すなわち、図9に示す映像符号化装置において、確率量子化器1034から入力されるPCM データの等確率固定2値シンボルストリームを、等確率固定2値シンボルエントロピー符号化器10371 に供給する。
　PCM データを符号化する際に、PIPEエンコーダの等確率固定2値シンボルエントロピー符号化の終端処理が必要である。終端処理は、エントロピー符号化器の符号化エンジンが未だ符号化出力していない2値シンボルの出力処理、出力データのバイトアライン処理、および、符号化エンジンのリセット処理である。
　図9に示す映像符号化装置において、終端処理は、圧縮性能の低下、および、圧縮効率の低下をもたらす。例えば、出力データのバイトアライン処理は、冗長ビット出力をもたらす。
　図10を参照して冗長ビットの発生を説明する。図10から分かるように、等確率固定2値シンボルエントロピー符号化器10371 の出力ストリームに、PCM データとアラインメントデータ（非特許文献1の7.3.7 Prediction unit syntaxに記載される、pcm_alignment_zero_bitシンタクス）とが混在する。
　混在する理由は、PCM 符号化されるブロック（PCM ブロック）毎に、バイトアライン処理が発生するためである。また、PCM ブロックが連続して発生する場合であっても、PCM ブロック毎にバイトアライン処理が発生するため、各々のPCM ブロックについてアラインメントデータが発生する。
　また、エントロピー符号化器の符号化エンジンが未だ符号化出力していない2値シンボルの出力処理は、計算機リソースの消費をもたらす。さらに、符号化エンジンのリセット処理は、計算機リソースの消費をもたらす。ゆえに、複数のPCM ブロックが発生すると終端処理も複数回発生するので、そのアラインメントデータに起因する圧縮性能低下だけでなく、圧縮効率低下も発生する。
　本発明は、PCM ブロックに起因する前記圧縮性能および圧縮効率の低下を防止できる映像符号化装置、映像復号装置、映像符号化方法、映像復号方法、映像符号化プログラム、および映像復号プログラムを提供することを目的とする。
　本発明による映像符号化装置は、等確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段を含む複数の確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段を用いる映像符号化装置であって、等確率固定2値シンボルストリームを符号化出力する等確率固定2値シンボルストリーム符号化手段と、等確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段と等確率固定2値ストリーム符号化手段とを切り替える切替制御手段とを備えることを特徴とする。
　本発明による映像復号装置は、等確率固定2値シンボルエントロピー復号手段を含む複数の確率固定2値シンボルエントロピー復号手段を用いる映像復号装置であって、等確率固定2値シンボルストリームを復号して2値データを出力する等確率固定2値シンボルストリーム復号手段と、等確率固定2値シンボルエントロピー復号手段と等確率固定2値シンボルストリーム復号手段とを切り替える切替制御手段とを備えることを特徴とする。
　本発明による映像符号化方法は、等確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段を含む複数の確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段を用いる映像符号化方法であって、等確率固定2値シンボルストリームを符号化出力する等確率固定2値シンボルストリーム符号化手段による符号化処理と等確率固定シンボルエントロピー符号化手段による符号化処理とを切り替えることを特徴とする。
　本発明による映像復号方法は、等確率固定2値シンボルエントロピー復号手段を含む複数の確率固定2値シンボルエントロピー復号手段を用いる映像復号方法であって、等確率固定2値シンボルストリームを復号して2値データを出力する等確率固定2値シンボルストリーム復号手段による復号処理と等確率固定2値シンボルエントロピー復号手段による復号処理とを切り替えることを特徴とする。
　本発明による映像符号化プログラムは、コンピュータに、等確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段を含む複数の確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段を実現する処理と、等確率固定2値シンボルストリームを符号化出力する等確率固定2値シンボルストリーム符号化手段を実現する処理と、等確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段と等確率固定2値ストリーム符号化手段とを切り替える処理とを実行させることを特徴とする。
　本発明による映像復号プログラムは、コンピュータに、等確率固定2値シンボルエントロピー復号手段を含む複数の確率固定2値シンボルエントロピー復号手段を実現する処理と、等確率固定2値シンボルストリームを復号して2値データを出力する等確率固定2値シンボルストリーム復号手段を実現する処理と、等確率固定2値シンボルエントロピー復号手段と等確率固定2値シンボルストリーム復号手段とを切り替える処理とを実行させることを特徴とする。
　本発明によれば、PCM データが入力されたときに終端処理が実行されることによって圧縮性能および圧縮効率が低下することを防止できる。
第1の実施形態の映像符号化装置のブロック図である。 映像符号化装置における切替制御のフローチャートである。 冗長ビットの発生の抑制の説明図である。 第2の実施形態の映像復号装置を示すブロック図である。 映像復号装置における切替制御のフローチャートである。 本発明による映像符号化装置および映像復号装置の機能を実現可能な情報処理システムの構成例を示すブロック図である。 一般的な映像符号化装置のブロック図である。 16×16のブロックサイズを例にしたフレーム間予測の例を示す説明図である。 エントロピー符号化としてPIPE符号化を用いる映像符号化装置を示すブロック図である。 冗長ビットの発生の説明図である。
実施形態1．
　図1は、第1の実施形態の映像符号化装置を示すブロック図である。図1に示す映像符号化装置は、エントロピー符号化としてPIPE符号化を用いる。映像符号化装置は、入力画像に対して予測符号化を行う予測変換符号化部1020、入力画像に対してPCM 符号化を行うPCM 符号化部1070、切替制御部1000の制御に従って予測変換符号化部1020の出力データとPCM 符号化部1070の出力データとのいずれかを選択するスイッチ1010、エントロピー符号化部1030、および多重化器110 を備える。
　PCM 符号化部1070および予測変換符号化部1020は、図9に示すそれらの機能と同じ機能を有する。
　切替制御部1000は、予測変換符号化部1020からエントロピー符号化部1030に入力される入力データ量（予測変換符号化部1020が出力する符号化データ量）を監視する。符号化対象のCUの処理時間内でエントロピー符号化部1030が入力データをエントロピー符号化可能な場合には、切替制御部1000は、予測変換符号化部1020の符号化データが選択されるように、スイッチ1010を制御する。
　CUの処理時間内でエントロピー符号化可能でない場合には、切替制御部1000は、PCM 符号化部1070のPCM データが選択されるように、スイッチ1010を制御する。また、CUをPCM符号化することを映像復号装置にシグナリングするため、PCM ブロックヘッダであるpcm_flag=1を、後述する2値シンボルエントロピー符号化器10371 ～1037Nによってエントロピー符号化する。
　エントロピー符号化部1030は、2値化器1032、コンテキストモデリング部1033、確率量子化器1034、スイッチ1035、等確率固定2値シンボルストリーム符号化器1036、Ｎ（一例として、12）個の2値シンボルエントロピー符号化器10371 ～1037N 、およびスイッチ1038を備える。
　2値化器1032は、PCM 符号化部1070から供給されるPCM データ、および、予測変換符号化部1020から供給される符号化データをそれぞれ2値データに変換する。コンテキストモデリング部1033は、コンテキストに応じた、符号化データの2値データのそれぞれの2値シンボルの発生確率を出力する。コンテキストモデリング部1033は、過去の2値シンボルに応じて、その内部に記憶する2値シンボルのMPS とその発生確率を適宜更新する。
　2値シンボルエントロピー符号化器10371 は、”0”の発生確率と”1”の発生確率とが等しい2値シンボルに対して使用する、等確率固定2値シンボルエントロピー符号化器である。他の2値シンボルエントロピー符号化器10372 ～1037N は、”0”の発生確率と”1”の発生確率とが異なる2値シンボルに使用する、確率固定2値シンボルエントロピー符号化器である。確率固定2値シンボルエントロピー符号化器10372 ～1037N は、（N-1 ）種類の”0”の発生確率（または、”1”の発生確率）の各々に応じた固定確率の2値シンボルエントロピー符号化器である。
　確率量子化器1034は、PCM データ以外の2値データの2値シンボルを、その発生確率に対応する、2値シンボルエントロピー符号化器10371 ～1037N に供給する。2値シンボルエントロピー符号化器10371 ～1037N は、それぞれに入力される2値シンボルを、エントロピー符号化する。また、確率量子化器1034は、切替制御部1000から制御によって、PCMデータの2値データの2値シンボルを等確率固定2値シンボルストリーム符号化器1036に供給する。
　等確率固定2値シンボルストリーム符号化器1036は、PCMデータの2値データの2値シンボルを符号化する。
　切替制御部1000は、図9に示す多重化データ選択部1090の機能に加えて、段落0054で記述した機能を有する。すなわち、切替制御部1000は、エントロピー符号化部にPCMデータが入力されるとき、PCMデータの2値データを等確率固定2値シンボルストリーム符号化器1036に供給させる機能を有する。
　よって、本実施形態では、PCMデータの2値データの2値シンボルは、2値シンボルエントロピー符号化器10371 ～1037N に供給されない。PCM データ以外の2値データの2値シンボルのみが、2値シンボルエントロピー符号化器10371 ～1037N に供給される。
　切替制御部1000の制御に従うスイッチ1038を介して、等確率固定2値シンボルストリーム符号化部1036、および、2値シンボルエントロピー符号化器10371 ～1037N それぞれの出力データは多重化器110 に供給される。
　次に、本発明の特徴である切替制御を図2のフローチャートを参照して説明する。
　切替制御部1000は、ステップS101で、CUの処理時間内でエントロピー符号化可能であるか否か判定する。具体的には、例えば、2値化器1032に供給される予測変換符号化部1020の符号化データ量を監視する。なお、2値化器1032に供給される符号化データ量を監視することは、2値シンボルエントロピー符号化器10371 ～1037N に供給される2値シンボル数を監視することと等価である。
　切替制御部1000は、CUの処理時間内でエントロピー符号化可能であると判定した場合には、ステップS102で、予測変換符号化部1020の符号化データが2値化器1032に供給されるようにスイッチ1010を設定する。また、確率量子化器1034は、ステップS103で、スイッチ1035を制御して、2値化器1032から供給される符号化データの2値データの2値シンボルを、そのときの発生確率に対応する、いずれかの2値シンボルエントロピー符号化器10371 ～1037N に供給する。
　切替制御部1000は、CUの処理時間内でエントロピー符号化可能でないと判定した場合（すなわち、PCM ブロックヘッダであるpcm_flag=1を前記2値シンボルエントロピー符号化器10371 ～1037Nによってエントロピー符号化させた場合）、ステップS104で、PCM 符号化部1070からのPCMデータが2値化器1032に供給されるようにスイッチ1010を設定する。また、確率量子化器1034は、ステップS105で、スイッチ1035を制御して、2値化器1032から供給されるPCM データの等確率固定2値シンボルストリームを、等確率固定2値シンボルストリーム符号化器1036に供給する。
　本実施形態の映像符号化装置では、図9に示す一般的な映像符号化装置のようにエントロピー符号化器10371 ～1037NにPCM データを入力しない。よって、本実施形態の映像符号化装置は、エントロピー符号化器10371 ～1037Nの終端処理が不要となる。その結果、エントロピー符号化としてPIPE符号化を用いる映像符号化において、PCMブロック発生に起因する、圧縮性能および圧縮効率の低下が抑制される。
　また、1つのブロックが含むPCM データのサンプル数は8 の倍数である。ゆえに、1つのブロックのPCM データに対する等確率固定2値シンボルストリームのビット長は8の倍数となる。よって、1つのブロックのPCM データに対する等確率固定2値シンボルストリーム符号化部1036の出力等確率固定2値シンボルストリームは必ずバイトアラインされるので、終端処理を行う必要はない。その結果、PCM ブロックが複数回発生しても、終端処理に起因する圧縮性能の低下および圧縮効率の低下が防止される。
　図3を参照して冗長ビットの発生の抑制を説明する。図3（ａ）には、図9に示す映像符号化装置における多重化器110 から出力されるビットストリームの例が示されている。図3（ｂ）には、本実施形態におけるエントロピー符号化部1030で符号化され、多重化器110 から出力されるビットストリームの例が示されている。
　図1に示す映像符号化装置において、PCM データの等確率固定2値シンボルストリームは、エントロピー符号化器10371 ～1037N には供給されない。また、等確率固定2値シンボルストリーム符号化部1036は、エントロピー符号化器10371 ～1037N と独立に動作できる。よって、図3（ｂ）に示すように、エントロピー符号化部1030にPCM データが入力されても、エントロピー符号化の終端処理が不要になる。
実施形態2．
　図4は、第1の実施形態の映像符号化装置に対応する、第2の実施形態の映像復号装置を示すブロック図である。図4に示す映像復号装置は、PIPE符号化されたデータを復号する。
　映像復号装置は、多重化解除器210 、切替制御部2000、エントロピー復号部2030、スイッチ2010、予測変換復号部2020、ＰＣＭ復号部2070、およびスイッチ222 を備える。
　エントロピー復号部2030は、スイッチ2038、等確率固定2値シンボルストリーム復号器2036、Ｎ（一例として、12）個の2値シンボルエントロピー復号器20371 ～2037N 、スイッチ2035、コンテキストモデリング部2033、確率量子化器2034、および2値化解除器2032を備える。
　多重化解除器210 は、映像ビットストリームを多重化解除する。
　多重化解除器210 は、切替制御部2000の制御に従うスイッチ2038を介して、映像符号化装置の等確率固定2値シンボルストリーム符号化部1036および2値シンボルエントロピー符号化器10371 ～1037N それぞれが出力した出力データを、対応する、等確率固定2値シンボルストリーム復号器2036および2値シンボルエントロピー復号器20371 ～2037Nに供給する。
　2値シンボルエントロピー復号器20371 は、”0”の発生確率と”1”の発生確率とが等しい2値シンボルを復号する、等確率固定2値シンボルエントロピー復号器である。他の2値シンボルエントロピー復号器20372 ～2037N は、”0”の発生確率と”1”の発生確率とが異なる2値シンボルを復号する、確率固定2値シンボルエントロピー復号器である。確率固定2値シンボルエントロピー復号器20372 ～2037N は、（N-1 ）種類の”0”の発生確率（または、”1”の発生確率）に応じた2値シンボルエントロピー復号器である。
　確率量子化器2034は、復号対象ブロックがPCMでない場合（2値シンボルエントロピー復号器20371 ～2037Nがpcm_flag=1を復号しなかった場合）、（コンテキストモデリング部2033から供給される）復号対象の2値データの2値シンボルの発生確率に基づいて、対応する確率の2値シンボルエントロピー復号器20371 ～2037Nが出力する2値シンボルを2値化解除器2032に供給する。2値化解除器2032は、2値シンボルエントロピー復号器20371 ～2037Nから供給される2値シンボルで構成される2値データを符号化データに変換して出力する。
　なお、コンテキストモデリング部2033は、コンテキストに応じた、復号対象の2値データの2値シンボルの発生確率を出力する。さらに、過去に復号した2値シンボルに応じて、2値シンボルのMPSとその発生確率を適宜更新する。
　等確率固定2値シンボルストリーム復号器2036は、PCMデータの2値データのビットストリームを復号し、PCMデータの2値データを出力する。
　確率量子化器2034は、復号対象ブロックがPCMである場合（2値シンボルエントロピー復号器20371 ～2037Nがpcm_flag=1を復号した場合）、PCMデータの2値データを2値化解除器2032に供給する。2値化解除器2032は、PCMデータの2値データをPCMデータに変換して出力する。
　切替制御部2000は、復号対象ブロックがPCMである場合（2値シンボルエントロピー復号器20371 ～2037Nがpcm_flag=1を復号した場合）、PCMデータがPCM 復号部2070に入力されるように、スイッチ2010を設定する。また、切替制御部2000は、PCM 復号部2070がPCMデータをPCM復号した結果がデコード映像として出力されるように、スイッチ222 を制御する。その他の場合（復号対象ブロックがPCMでない場合）には、符号化データが予測変換復号部2020に入力されるように、スイッチ2010を設定する。また、切替制御部2000は、予測変換復号部2020が符号化データを復号した結果がデコード映像として出力されるように、スイッチ222 を制御する。
　次に、本発明の特徴である切替制御を図5のフローチャートを参照して説明する。
　切替制御部2000は、ステップS201で、PCM ブロックが検出されたか否か確認する。具体的には、pcm_flag=1が復号されたか否か確認する。PCM ブロックが検出されない場合、切替制御部2000は、スイッチ2038を、映像ビットストリームが2値シンボルエントロピー復号器20371 ～2037N に供給されるように設定する。
　確率量子化器2034は、ステップS202で、2値シンボルエントロピー復号器20372 ～2037N のうちのMPS 確率に応じた復号器が復号した2値シンボルを選択する。
　PCM ブロックが検出された場合、切替制御部2000は、スイッチ2038を、映像ビットストリームが等確率固定2値シンボルストリーム復号器2036に供給されるように設定する。確率量子化器2034は、ステップS203で、等確率固定2値シンボルストリーム復号器2036が復号した等確率2値シンボルに相当するPCM データを入力する。
　確率量子化器2034は、ステップS204で、等確率固定2値シンボルストリーム復号器2036または2値シンボルエントロピー復号器20371 ～2037N が復号した2値シンボルに対応する2値データを2値化解除器2032に供給する。
　上述した動作によって、本実施形態の映像復号装置は、図1に示す映像符号化装置が生成した映像ビットストリームを復号し、デコード映像を得る。
　本実施形態の映像復号装置を用いると、映像符号化装置と映像復号装置とが共動して、従来技術の課題であるPCMに起因する圧縮性能の低下と圧縮効率の低下とを抑制できる。
　なお、等確率2値シンボルエントロピー符号化は、非特許文献1，2に記載されているバイパスモード（bypass mode ）符号化、および、非特許文献3に記載されているパススルーモード（pass through mode ）符号化と等価である。従って、等確率固定2値シンボルストリーム符号化手段は、パススルーモード符号化手段によっても実現可能である。ただし、パススルーモード符号化手段が用いられる場合には、終端処理を回避するために、2つのパススルーモード符号化手段が備えられ、一方はPCM データの符号化専用とされ、他方はその他のデータの符号化専用とされる。
　また、上記の各実施形態を、ハードウェアで構成することも可能であるが、コンピュータプログラムにより実現することも可能である。
　図6に示す情報処理システムは、プロセッサ1001、プログラムメモリ1002、映像データを格納するための記憶媒体1003およびビットストリームを格納するための記憶媒体1004を備える。記憶媒体1003と記憶媒体1004とは、別個の記憶媒体であってもよいし、同一の記憶媒体からなる記憶領域であってもよい。記憶媒体として、ハードディスク等の磁気記憶媒体を用いることができる。
　図6に示す情報処理システムにおいて、プログラムメモリ1002には、図1，図4のそれぞれに示す各ブロックの機能を実現するためのプログラムが格納される。そして、プロセッサ1001は、プログラムメモリ1002に格納されているプログラムに従って処理を実行することによって、図1，図4のそれぞれに示す映像符号化装置または映像復号装置の機能を実現する。
　以上、実施形態および実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０１１年１１月１日に出願された日本特許出願２０１１－２４０５３７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　102 　変換／量子化器
　103 　エントロピー符号化器
　104 　逆変換／逆量子化器
　105 　バッファ
　106 　予測器
　107 　PCM 符号化器
　108 　PCM 復号器
　109 　多重化データ選択器
　110 　多重化器
　121 　スイッチ
　122 　スイッチ
　210 　多重化解除器
　222 　スイッチ
　1000　切替制御部
　1001　プロセッサ
　1002　プログラムメモリ
　1003　記憶媒体
　1004　記憶媒体
　1010　スイッチ
　1020　予測変換符号化部
　1030　エントロピー符号化部
　1031　エントロピー符号化部
　1032　2値化器
　1033　コンテキストモデリング部
　1034　確率量子化器
　1035　スイッチ
　1036　等確率固定2値シンボルストリーム符号化器
　10371 　等確率固定2値シンボルエントロピー符号化器
　10372 ～1037N 　確率固定2値シンボルエントロピー符号化器
　1038　スイッチ
　1070　PCM 符号化部
　2000　切替制御部
　2010　スイッチ
　2020　予測変換復号部
　2030　エントロピー復号部
　2032　2値化解除器
　2033　コンテキストモデリング部
　2034　確率量子化器
　2035　スイッチ
　2036　等確率固定2値シンボルストリーム復号器
　20371 　等確率固定2値シンボルエントロピー符号化器
　20372 ～2037N 　確率固定2値シンボルエントロピー復号器
　2038　スイッチ
　2070　PCM 復号部

Claims (10)

  1. 　等確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段を含む複数の確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段を用いる映像符号化装置であって、
    　等確率固定2値シンボルストリームを符号化出力する等確率固定2値シンボルストリーム符号化手段と、
    　前記等確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段と前記等確率固定2値ストリーム符号化手段とを切り替える切替制御手段とを備える
    　ことを特徴とする映像符号化装置。
  2. 　前記切替制御手段は、PCM データが前記等確率固定2値シンボルストリーム符号化手段に供給され、PCM データ以外のデータが複数の前記確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段のいずれかに供給されるように制御する
    　請求項１記載の映像符号化装置。
  3. 　前記等確率固定2値シンボルストリーム符号化手段の出力データの有無を示す補助情報を映像ビットストリームのヘッダに多重化する手段を備える
    　請求項２記載の映像符号化装置。
  4. 　等確率固定2値シンボルエントロピー復号手段を含む複数の確率固定2値シンボルエントロピー復号手段を用いる映像復号装置であって、
    　等確率固定2値シンボルストリームを復号して2値データを出力する等確率固定2値シンボルストリーム復号手段と、
    　前記等確率固定2値シンボルエントロピー復号手段と前記等確率固定2値シンボルストリーム復号手段とを切り替える切替制御手段とを備える
    　ことを特徴とする映像復号装置。
  5. 　前記切替制御手段は、PCM ブロックのビットストリームが前記等確率固定2値シンボルストリーム復号手段に供給され、PCM ブロック以外のビットストリームが複数の前記確率固定2値シンボルエントロピー復号手段のいずれかに供給されるように制御する
    　請求項４記載の映像復号装置。
  6. 　前記等確率固定2値シンボルストリーム復号手段が復号すべきデータの有無を示す補助情報を映像ビットストリームから多重化解除する手段を備える
    　請求項５記載の映像復号装置。
  7. 　等確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段を含む複数の確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段を用いる映像符号化方法であって、
    　等確率固定2値シンボルストリームを符号化出力する等確率固定2値シンボルストリーム符号化手段による符号化処理と前記等確率固定シンボルエントロピー符号化手段による符号化処理とを切り替える
    　ことを特徴とする映像符号化方法。
  8. 　等確率固定2値シンボルエントロピー復号手段を含む複数の確率固定2値シンボルエントロピー復号手段を用いる映像復号方法であって、
    　等確率固定2値シンボルストリームを復号して2値データを出力する等確率固定2値シンボルストリーム復号手段による復号処理と前記等確率固定2値シンボルエントロピー復号手段による復号処理とを切り替える
    　ことを特徴とする映像復号方法。
  9. 　コンピュータに、
    　等確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段を含む複数の確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段を実現する処理と、
    　等確率固定2値シンボルストリームを符号化出力する等確率固定2値シンボルストリーム符号化手段を実現する処理と、
    　前記等確率固定2値シンボルエントロピー符号化手段と前記等確率固定2値ストリーム符号化手段とを切り替える処理と
    　を実行させるための映像符号化プログラム。　
  10. 　コンピュータに、
    　等確率固定2値シンボルエントロピー復号手段を含む複数の確率固定2値シンボルエントロピー復号手段を実現する処理と、
    　等確率固定2値シンボルストリームを復号して2値データを出力する等確率固定2値シンボルストリーム復号手段を実現する処理と、
    　前記等確率固定2値シンボルエントロピー復号手段と前記等確率固定2値シンボルストリーム復号手段とを切り替える処理と
    　を実行させるための映像復号プログラム。
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