(57)【要約】【課題】処理対象画像データの特徴に応じて可変長符号化による圧縮効率を向上する。【解決手段】量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する装置であって、符号化済みの画像データの統計情報（ＭＢＴｙｐ、ＣＢＰＬ）を格納する統計情報格納メモリ（２１２）と、前記統計情報格納メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する可変長符号表生成部（２１３）と、前記可変長符号表生成部で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う可変長符号化部（２０５）と、を備える。前記可変長符号表生成部は、符号化済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、符号化パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し（Ｓ３００５）、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて（Ｓ３００６）、可変長符号表を生成する。【選択図】図１
2010103969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変長符号化されたデータを復号する画像復号方法であって、
復号済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する第２処理と、
前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う第３処理と、を含み、
前記第２処理は、復号済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、復号パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する処理である、画像復号方法。
【請求項２】
前記可変長復号表生成処理において、符号化済みの画像データの所定範囲内で算出した情報に対して、復号対象に対する影響度に応じた重み付けを行って生起確率を生成する、請求項１記載の画像復号方法。
【請求項３】
前記統計情報はマクロブロックタイプ又はコーデッド・ブロック・パターン・パラメータである、請求項１記載の画像復号方法。
【請求項４】
前記可変長復号表生成処理において、復号対象ストリーム情報中のシンタックス要素で規定される参照範囲を、前記統計情報の生起確率を算出する画像データの範囲とする、請求項１記載の画像復号方法。
【請求項５】
前記可変長復号表生成処理において、統計情報の生起確率を算出するとき参照可能な統計情報が事前に設定した統計長を満たすか否かを判定し、前記統計長を満たさないときは所定の可変長復号表を選択して使用可能とし、前記統計長を満たすときは前記所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて可変長復号表を生成する、請求項１記載の画像復号方法。
【請求項６】
可変長符号化されたデータを復号する画像復号方法であって、
復号済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する第２処理と、
前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う第３処理と、を含み、
前記第２処理は、復号済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報について生起確率の高い統計情報が全体に占める割合の多少に応じて可変長復号表に用いる符号を選択して、前記算出された生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する処理である、画像復号方法。
【請求項７】
可変長符号化されたデータを復号する画像復号方法であって、
復号済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する第２処理と、
前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う第３処理と、を含み、
前記第２処理は、統計情報の生起確率を算出するとき参照可能な統計情報が事前に設定した統計長を満たすか否かを判定し、前記統計長を満たさないときは所定の可変長復号表を選択して使用可能とし、前記統計長を満たすときは所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する処理である、画像復号方法。
【請求項８】
可変長符号化されたデータを復号する画像復号方法であって、
復号済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第1処理と、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する第２処理と、
前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う第３処理と、を含み、
前記第２処理は、復号済みの画像データの複数個所で算出した統計情報の生起確率についてそのヒストグラムの類似度を判別し、類似度に応じて生起確率算出のための所定範囲を決定し、決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて可変長復号表を生成する処理である、画像復号方法。
【請求項９】
前記第２処理において、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも小さいときは現フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定し、また、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも大きいときは、過去又は未来フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定する、請求項８記載の画像復号方法。
【請求項１０】
前記第２処理において、復号済みの画像データの前記決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、復号パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する処理を行なう、請求項８記載の画像復号方法。
【請求項１１】
可変長符号化されたデータを復号する画像復号方法であって、
復号済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第1処理と、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する第２処理と、
前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う第３処理と、を含み、
前記第２処理は、復号済みの画像データの現フレームにおける復号対象ブロックに対する所定範囲内で動きベクトルを生成し、生成し動きベクトルに基づいて生起確率算出のための所定範囲を決定し、所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する処理である、画像復号方法。
【請求項１２】
前記第２処理において、生成した動きベクトルが閾値よりも大きいときは現フレームの所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長復号表を生成し、また、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲内の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長復号表を生成する、請求項１１記載の画像復号方法。
【請求項１３】
前記第２処理において、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲を前記生成した動きベクトルにより補正し、補正した所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長復号表を生成する、請求項１２に記載の画像復号方法。
【請求項１４】
可変長符号化されたデータを復号する画像復号方法であって、
復号済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第1処理と、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する第２処理と、
前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う第３処理と、を含み、
前記第２処理は、過去フレームにおける可変長復号対象とされる符号のビット数が所定ビット数以内とされる範囲内を前記所定範囲とし、当該所定範囲内で算出した統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する処理である、画像復号方法。
【請求項１５】
可変長符号化されたデータを復号する画像復号装置であって、
復号済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する可変長復号表生成部と、
前記可変長復号表生成部で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う可変長復号部と、を含み、
前記可変長復号表生成部は、復号済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、復号パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する、画像復号方法。
【請求項１６】
可変長符号化されたデータを復号する画像復号装置であって、
復号済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する可変長復号表生成部と、
前記可変長復号表生成部で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う可変長復号部と、を含み、
前記可変長復号表生成部は、復号済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報について生起確率の高い統計情報が全体に占める割合の多少に応じて可変長復号表に用いる符号を選択して、前記算出された生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する、画像復号方法。
【請求項１７】
可変長符号化されたデータを復号する画像復号装置であって、
復号済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する可変長復号表生成部と、
前記可変長復号表生成部で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う可変長復号部と、を含み、
前記可変長復号表生成部は、統計情報の生起確率を算出するとき参照可能な統計情報が事前に設定した統計長を満たすか否かを判定し、前記統計長を満たさないときは所定の可変長復号表を選択して使用可能とし、前記統計長を満たすときは所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する、画像復号装置。
【請求項１８】
可変長符号化されたデータを復号する画像復号装置であって、
復号済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する可変長復号表生成部と、
前記可変長復号表生成部で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う可変長復号部と、を含み、
前記可変長復号表生成部は、復号済みの画像データの複数個所で算出した統計情報の生起確率についてそのヒストグラムの類似度を判別し、類似度に応じて生起確率算出のための所定範囲を決定し、決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて可変長復号表を生成する、画像復号装置。
【請求項１９】
前記可変長復号表生成部は、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも小さいときは現フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定し、また、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも大きいときは、過去又は未来フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定する、請求項１８記載の画像復号装置。
【請求項２０】
前記可変長復号表生成部は、復号済みの画像データの前記決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、復号パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する、請求項１８記載の画像復号装置。
【請求項２１】
可変長符号化されたデータを復号する画像復号装置であって、
復号済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する可変長復号表生成部と、
前記可変長復号表生成部で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う可変長復号部と、を含み、
前記可変長復号表生成部は、復号済みの画像データの現フレームにおける復号対象ブロックに対する所定範囲内で動きベクトルを生成し、生成し動きベクトルに基づいて生起確率算出のための所定範囲を決定し、所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する、画像復号装置。
【請求項２２】
前記可変長復号表生成部は、生成した動きベクトルが閾値よりも大きいときは現フレームの所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長復号表を生成し、また、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲内の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長復号表を生成する、請求項２１記載の画像復号装置。
【請求項２３】
前記可変長復号表生成部は、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲を前記生成した動きベクトルにより補正し、補正した所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長復号表を生成する、請求項２２に記載の画像復号装置。
【請求項２４】
可変長符号化されたデータを復号する画像復号装置であって、
復号済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する可変長復号表生成部と、
前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う可変長復号部と、を含み、
前記可変長復号表生成部は、過去フレームにおける可変長復号対象とされる符号のビット数が所定ビット数以内とされる範囲内を前記所定範囲とし、当該所定範囲内で算出した統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する、画像復号装置。
【請求項２５】
量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する画像符号化方法であって、
符号化済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する第２処理と、
前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う第３処理と、を含み、
前記第２処理は、符号化済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、符号化パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する処理である、画像符号化方法。
【請求項２６】
量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する画像符号化方法であって、
符号化済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する第２処理と、
前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う第３処理と、を含み、
前記第２処理は、符号化済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報について生起確率の高い統計情報が全体に占める割合の多少に応じて可変長符号表に用いる符号を選択して、前記算出された生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する処理である、画像符号化方法。
【請求項２７】
量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する画像符号化方法であって、
符号化済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する第２処理と、
前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う第３処理と、を含み、
前記第２処理は、統計情報の生起確率を算出するとき参照可能な統計情報が事前に設定した統計長を満たすか否かを判定し、前記統計長を満たさないときは所定の可変長符号表を選択して使用可能とし、前記統計長を満たすときは所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する処理である、画像符号化方法。
【請求項２８】
量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する画像符号化方法であって、
符号化済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第1処理と、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する第２処理と、
前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う第３処理と、を含み、
前記第２処理は、符号化済みの画像データの複数個所で算出した統計情報の生起確率についてそのヒストグラムの類似度を判別し、類似度に応じて生起確率算出のための所定範囲を決定し、決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて可変長符号表を生成する処理である、画像符号化方法。
【請求項２９】
前記第２処理において、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも小さいときは現フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定し、また、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも大きいときは、過去又は未来フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定する、請求項２８記載の画像符号化方法。
【請求項３０】
前記第２処理において、符号化済みの画像データの前記決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、復号パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する処理を行なう、請求項２８記載の画像符号化方法。
【請求項３１】
量子化されたデータを符号化する画像符号化方法であって、
符号化済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する第２処理と、
前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う第３処理と、を含み、
前記第２処理は、符号化済みの画像データの現フレームにおける符号化対象ブロックに対する所定範囲内で動きベクトルを生成し、生成し動きベクトルに基づいて生起確率算出のための所定範囲を決定し、所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する処理である、画像符号化方法。
【請求項３２】
前記第２処理において、生成した動きベクトルが閾値よりも大きいときは現フレームの所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長符号表を生成し、また、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲内の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長符号表を生成する、請求項３１記載の画像符号化方法。
【請求項３３】
前記第２処理において、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲を前記生成した動きベクトルにより補正し、補正した所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長符号表を生成する、請求項３２に記載の画像符号化方法。
【請求項３４】
量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する画像符号化方法であって、
符号化済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する第２処理と、
前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う第３処理と、を含み、
前記第２処理は、過去フレームにおける可変長符号化対象とされる符号のビット数が所定ビット数以内とされる範囲内を前記所定範囲とし、当該所定範囲内で算出した統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する処理である、画像符号化方法。
【請求項３５】
量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する画像符号化装置であって、
符号化済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する可変長符号表生成部と、
前記可変長符号表生成部で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う可変長符号化部と、を含み、
前記可変長符号表生成部は、符号化済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、符号化パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する、画像符号化装置。
【請求項３６】
量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する画像符号化装置であって、
符号化済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する可変長符号表生成部と、
前記可変長符号表生成部で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う可変長符号化部と、を含み、
前記可変長符号表生成部は、符号化済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報について生起確率の高い統計情報が全体に占める割合の多少に応じて可変長符号表に用いる符号を選択して、前記算出された生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する、画像符号化装置。
【請求項３７】
量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する画像符号化装置であって、
符号化済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する可変長符号表生成部と、
前記可変長符号表生成部で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う可変長符号化と、を含み、
前記可変長符号表生成部は、統計情報の生起確率を算出するとき参照可能な統計情報が事前に設定した統計長を満たすか否かを判定し、前記統計長を満たさないときは所定の可変長符号表を選択して使用可能とし、前記統計長を満たすときは所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する、画像符号化装置。
【請求項３８】
量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する画像符号化装置であって、
符号化済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する可変長符号表生成部と、
前記可変長符号表生成部で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う可変長符号化と、を含み、
前記可変長符号表生成部は、符号化済みの画像データの複数個所で算出した統計情報の生起確率についてそのヒストグラムの類似度を判別し、類似度に応じて生起確率算出のための所定範囲を決定し、決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて可変長符号表を生成する、画像符号化装置。
【請求項３９】
前記可変長符号表生成部は、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも小さいときは現フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定し、また、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも大きいときは、過去又は未来フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定する、請求項３８記載の画像符号化装置。
【請求項４０】
前記可変長符号表生成部は、符号化済みの画像データの前記決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、復号パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する、請求項３８記載の画像符号化装置。
【請求項４１】
量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する画像符号化装置であって、
符号化済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する可変長符号表生成部と、
前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う可変長符号化部と、を含み、
前記可変長符号表生成部は、符号化済みの画像データの現フレームにおける符号化対象ブロックに対する所定範囲内で動きベクトルを生成し、生成し動きベクトルに基づいて生起確率算出のための所定範囲を決定し、所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する処理である、画像符号化装置。
【請求項４２】
前記可変長符号表生成部は、生成した動きベクトルが閾値よりも大きいときは現フレームの所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長符号表を生成し、また、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲内の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長符号表を生成する、請求項４１記載の画像符号化装置。
【請求項４３】
前記可変長符号表生成部は、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲を前記生成した動きベクトルにより補正し、補正した所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長符号表を生成する、請求項４２に記載の画像符号化装置。
【請求項４４】
量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する画像符号化装置であって、
符号化済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、
前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する可変長符号表生成部と、
前記可変長符号表生成部で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う可変長符号化部と、を含み、
前記可変長符号表生成部は、過去フレームにおける可変長符号化対象とされる符号のビット数が所定ビット数以内とされる範囲内を前記所定範囲とし、当該所定範囲内で算出した統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する、画像符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を符号化・復号する方法及びその方法を適用した装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像データに対する可変長符号化（エントロピー符号化）は、量子化されたデータに符号を割当てるとき、出現頻度の高い値には短い符号を割当て、出現頻度の低い符号には長い符号を割当てることによって、平均的な符号長を短くして、圧縮率を上げるための一つの方式である。
【０００３】
H.２６４／ＡＶＣ規格ではエントロピー符号化の方法として、ＣＡＶＬＣ(Context-Adaptive Variable-Length Coding)、およびＣＡＢＡＣ(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)が採用されている。ＣＡＶＬＣは、隣接マクロブロックのＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）係数の状態に応じて現在のマクロブロックの符号化に使用する可変長符号表を切り替える技術である。ＣＡＢＡＣは、算術符号化を用いて２値信号を符号化する技術である。
【０００４】
しかしながら、これらは必ずしも情報の発生確率を考慮して符号を割り当てているわけではない。例えば、H.２６４／ＡＶＣ規格において、マクロブロックタイプ（ＭＢタイプ）に対する可変長符号のモード番号は予め固定的に定義されており、この定義を反映したテーブル（符号表）を用いてＭＢタイプの可変長符号化を行う。しかし、ＭＢタイプの生起確率は画像サイズや量子化パラメータの状態などに応じて大きく変わるため、まれにしか出現しないＭＢタイプに対して短い符号が割り当てられたり、頻出するＭＢタイプに対して長い符号が割り当てられることもある。したがって、定義されている符号表のみで圧縮率を高められるとは限らない。これは、ＭＢタイプに限らず、ＭＢが非零のＤＣＴ係数を持っているかの否かを表すＣＢＰ（Coded Block Pattern）パラメータに対しても同様の課題である。
【０００５】
こうした課題に適用可能な方式として、固定の可変長符号表を用いるのではなく、状況に応じて適応的に符号表を作成する方式がある。例えば、特許文献１では、画像データの所定データ単位について動きベクトルなどの情報の生起確率を求め、求めた生起確率に基づいて適応的に符号表を作成し、次の所定データ単位の画像を可変長符号化して送信する方式が提案されている。特許文献２においても生起確率に基づいて可変長符号の割り当てを行う符号化・復号技術について記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−２０５１６９号公報
【特許文献２】特開平１０−３２２２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２に記載されている技術では、符号化の初期段階や、生起確率をリセットした直後では十分な統計長がなく、高い符号化効率を達成できるとは限らない。また、フレーム単位で情報の生起確率を求めているため、通信路の信頼度が低く情報欠損が発生した場合、その時点で正しく復号ができなくなる。また、前フレームにおける情報の生起確率に基づき、次フレームで使用する可変長符号表を生成しているため、フレーム間の相関が低い動画像、例えば動きの激しい動画像の場合は符号化効率が低下する、などといった課題のあることが本発明者によって明らかにされた。更に、生起確率を求めるための参照範囲をどのように決めるかについても圧縮効率を向上させる上で重要であることが本発明者によって見出された。
【０００８】
本発明の目的は処理対象画像データの特徴に応じて可変長符号化による圧縮効率を向上することができる符号化技術、並びにそれに対応する復号技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の具体的な目的は、十分な統計長がなくても可変長符号化による圧縮効率を向上することができる符号化技術、並びにそれに対応する復号技術を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の具体的な目的は、情報欠損が発生した場合、あるいは変化の大きな画像に対しても、可変長符号化による圧縮効率を向上することができる符号化技術、並びにそれに対応する復号技術を提供することにある。
【００１１】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１３】
すなわち、画像符号化方法は、符号化済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、符号化パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成し、生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う。画像復号方法は、復号済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、復号パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成し、生成した可変長復号表に基づいて可変長復号を行う。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１５】
すなわち、本発明の画像符号化方法によれば処理対象画像データの特徴に応じて可変長符号化による圧縮効率を向上することができる。また、本発明の画像復号方法によれば、本発明による画像符号化方法で符号化された符号化データに対する復号を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置のブロック図である。
【図２】図２はマクロブロックタイプとモード番号が固定化されていて実際の出現頻度を考慮してモード番号が割り当てられていない比較例に係る可変長符号表に関する説明図である。
【図３】図３は図１の画像符号化装置における可変長符号表生成部の動作フローチャートである。
【図４】図４は初期ヒストグラムの説明図である。
【図５Ａ】図５Ａは周辺ブロックにおけるＭＢタイプの頻度分布を算出するときの参照範囲の一例を示す説明図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは参照範囲における頻度分布の例を示す説明図である。
【図６】図６は参照範囲（スライス単位）の説明図である。
【図７】図７は参照範囲（ピクチャ単位）の説明図である。
【図８】図８は参照範囲（シーケンス単位）の説明図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態１に係る参照範囲設定に関する説明図である。
【図１０】図１０は図１の画像符号化装置で生成したＭＢタイプの可変長符号表の説明図である。
【図１１】図１１は本発明の実施の形態１に係る画像復号装置の機能ブロック図である。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態１において生成したCodedBlockPatternLumaの可変長符号表の説明図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは本発明の実施の形態２における参照範囲の設定例１を示す説明図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは本発明の実施の形態２における参照範囲の設定例２を示す説明図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは本発明の実施の形態２における参照範囲の設定例３を示す説明図である。
【図１４】図１４は本発明の実施の形態２に係る可変長符号表生成部のフローチャートである。
【図１５】図１５は本発明の実施の形態３に係る参照範囲設定に関する説明図である。
【図１６】図１６は本発明の実施の形態１に係る別の画像符号化装置のブロック図である。
【図１７】図１７は本発明の実施の形態１において生成したＭＢタイプとCodedBlockPatternLuma混在の可変長符号表の説明図である。
【図１８】図１８は本発明の実施の形態３に係る可変長符号表生成部の動作フローチャートである。
【図１９】図１９は本発明の実施の形態１に係る符号表選択の説明図である。
【図２０】図２０は本発明の実施の形態４に係り２つの領域間のヒストグラムの類似度に基づいて参照範囲を適応的に選択し、若しくは重み付けを行うようにするための可変長符号表生成部による処理を例示するフローチャートである。
【図２１】図２１は図２０の処理における２つの領域間のヒストグラムの類似度判定に関する概念の説明図でさる。
【図２２】図２２は図２０の処理に図３で説明した初期ヒストグラムを用いる処理手順を追加した処理手順を例示するフローチャートである。
【図２３】図２３は本発明の第５の実施の形態に係り動きベクトルの代表値に基づき参照範囲を適応的に選択し、もしくは重み付けを行うようにするための可変長符号表生成部による処理を例示するフローチャートである。
【図２４】図２４は本発明の第６の実施の形態に係り任意領域内の動きベクトルの代表値によって参照範囲の補正を行うための前記可変長符号表生成部による補正処理が概念的に例示される説明図である。
【図２５】図２５は本発明の第７の実施の形態に係り符号化済の過去フレームにおける可変長符号化の結果に基づいて特定ブロックを参照範囲として可変長符号化を行うようにするための、可変長符号化の結果としての正解率を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
〔１〕＜生起確率の加算更新（復号方法）＞
本発明の代表的な実施の形態に係る画像復号方法は可変長符号化されたデータを復号する方法であって、復号済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する第２処理と、前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う第３処理と、を含む。前記第２処理は、復号済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、復号パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する処理である。これにより、処理対象画像データの特徴に応じて可変長復号表を更新でき、復号処理の側面から可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００１８】
〔２〕項１の画像復号方法において、例えば前記可変長復号表生成処理は、符号化済みの画像データの所定範囲内で算出した情報に対して、復号対象に対する影響度に応じた重み付けを行って生起確率を生成する。更なる圧縮率の向上に資することができる。
【００１９】
〔３〕項１の画像復号方法において、例えば前記統計情報はマクロブロックタイプ又はコーデッド・ブロック・パターン・パラメータである。
【００２０】
〔４〕項１の画像復号方法において、例えば前記可変長復号表生成処理は、復号対象ストリーム情報中のシンタックス要素で規定される参照範囲を、前記統計情報の生起確率を算出する画像データの範囲とする。これにより、情報欠損が発生した場合、あるいは変化の大きな画像に対しても、上記同様に、復号処理の側面から可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００２１】
〔５〕項１の画像復号方法において、例えば前記可変長復号表生成処理は、統計情報の生起確率を算出するとき参照可能な統計情報が事前に設定した統計長を満たすか否かを判定し、前記統計長を満たさないときは所定の可変長復号表を選択して使用可能とし、前記統計長を満たすときは前記所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて可変長復号表を生成する。これにより、十分な統計長がなくても、上記同様に、復号処理の側面から可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００２２】
〔６〕＜可変長復号表の符号選択（復号方法）＞
本発明の代表的な実施の形態に係る画像復号方法は可変長符号化されたデータを復号する画像復号方法であって、復号済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する第２処理と、前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う第３処理と、を含む。前記第２処理は、復号済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報について生起確率の高い統計情報が全体に占める割合の多少に応じて可変長復号表に用いる符号を選択して、前記算出された生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する処理である。統計情報の生起確率に基づいて可変長復号表を生成する場合に、可変長復号表に用いる符号を選択できるから、選択する符号の性質により、復号処理の側面から更なる可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００２３】
〔７〕＜統計長が小さいとき初期可変長復号表の使用（復号方法）＞
本発明の代表的な実施の形態に係る画像復号方法は可変長符号化されたデータを復号する画像復号方法であって、復号済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する第２処理と、前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う第３処理と、を含む。前記第２処理は、統計情報の生起確率を算出するとき参照可能な統計情報が事前に設定した統計長を満たすか否かを判定し、前記統計長を満たさないときは所定の可変長復号表を選択して使用可能とし、前記統計長を満たすときは所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する処理である。これにより、十分な統計長がなくても、復号処理の側面から可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００２４】
〔８〕＜ヒストグラムの類似度による参照範囲決定（復号方法）＞
本発明の代表的な実施の形態に係る画像復号方法は可変長符号化されたデータを復号する画像復号方法であって、復号済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第1処理と、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する第２処理と、前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う第３処理と、を含む。前記第２処理は、復号済みの画像データの複数個所で算出した統計情報の生起確率についてそのヒストグラムの類似度を判別し、類似度に応じて生起確率算出のための所定範囲を決定し、決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて可変長復号表を生成する処理である。これにより、類似度に応じて参照範囲を決定できるから、この点においても、復号処理の側面から可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００２５】
〔９〕＜類似度小で現フレーム参照、大で過去／未来フレーム参照（復号方法）＞
項８の画像復号方法において、例えば前記第２処理において、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも小さいときは現フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定し、また、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも大きいときは、過去又は未来フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定する。圧縮率が向上された一つの形態である。
【００２６】
〔１０〕＜生起確率の加算更新（復号方法）＞
項８の画像復号方法において、例えば前記第２処理は、復号済みの画像データの前記決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、復号パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する処理である。
【００２７】
〔１１〕＜動きベクトルによる参照範囲決定（復号方法）＞
本発明の代表的な実施の形態に係る画像復号方法は可変長符号化されたデータを復号する画像復号方法であって、復号済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第1処理と、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する第２処理と、前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う第３処理と、を含む。前記第２処理は、復号済みの画像データの現フレームにおける復号対象ブロックに対する所定範囲内で動きベクトルを生成し、生成し動きベクトルに基づいて生起確率算出のための所定範囲を決定し、所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する処理である。これにより、動きベクトルに応じて参照範囲を決定できるから、この点においても、復号処理の側面から可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００２８】
〔１２〕
項１１の画像復号方法において、前記第２処理は、生成した動きベクトルが閾値よりも大きいときは現フレームの所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長復号表を生成し、また、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲内の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長復号表を生成する処理である。
【００２９】
〔１３〕
項１２の画像復号方法において、前記第２処理は、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲を前記生成した動きベクトルにより補正し、補正した所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長復号表を生成するものである。圧縮率が向上された一つの形態である。
【００３０】
〔１４〕＜可変長符号化実績による参照範囲決定（復号方法）＞
本発明の代表的な実施の形態に係る画像復号方法は可変長符号化されたデータを復号する画像復号方法であって、復号済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第1処理と、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する第２処理と、前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う第３処理と、を含む。前記第２処理は、過去フレームにおける可変長復号対象とされる符号のビット数が所定ビット数以内とされる範囲内を前記所定範囲とし、当該所定範囲内で算出した統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する処理である。可変長符号化の実績により圧縮率の高い範囲に呼応して参照範囲決定するから、上記同様に、復号処理の側面から可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００３１】
〔１５〕＜生起確率の加算更新（復号装置）＞
本発明の代表的な実施の形態に係る画像復号装置は可変長符号化されたデータを復号する装置であって、復号済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する可変長復号表生成部と、前記可変長復号表生成部で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う可変長復号部と、を含む。前記可変長復号表生成部は、復号済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、復号パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する。
【００３２】
〔１６〕＜可変長復号表の符号選択（復号装置）＞
本発明の代表的な別の実施の形態に係る画像復号装置は可変長符号化されたデータを復号する装置であって、復号済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する可変長復号表生成部と、前記可変長復号表生成部で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う可変長復号部と、を含む。前記可変長復号表生成部は、復号済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報について生起確率の高い統計情報が全体に占める割合の多少に応じて可変長復号表に用いる符号を選択して、前記算出された生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する。
【００３３】
〔１７〕＜統計長が小さいとき初期化変調復号表の使用（復号装置）＞
本発明の代表的な別の実施の形態に係る画像復号装置は可変長符号化されたデータを復号する装置であって、復号済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する可変長復号表生成部と、前記可変長復号表生成部で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う可変長復号部と、を含む。前記可変長復号表生成部は、統計情報の生起確率を算出するとき参照可能な統計情報が事前に設定した統計長を満たすか否かを判定し、前記統計長を満たさないときは所定の可変長復号表を選択して使用可能とし、前記統計長を満たすときは所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する。
【００３４】
〔１８〕＜ヒストグラムの類似度による参照範囲決定（復号装置）＞
本発明の代表的な別の実施の形態に係る画像復号装置は可変長符号化されたデータを復号する装置であって、復号済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する可変長復号表生成部と、前記可変長復号表生成部で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う可変長復号部と、を含む。前記可変長復号表生成部は、復号済みの画像データの複数個所で算出した統計情報の生起確率についてそのヒストグラムの類似度を判別し、類似度に応じて生起確率算出のための所定範囲を決定し、決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて可変長復号表を生成する。
【００３５】
〔１９〕＜類似度小で現フレーム参照、大で過去／未来フレーム参照（復号装置）＞
項１８の画像復号装置において、例えば前記可変長復号表生成部は、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも小さいときは現フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定し、また、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも大きいときは、過去又は未来フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定する。
【００３６】
〔２０〕＜生起確率の加算更新（復号装置）＞
項１８の画像復号装置において、例えば前記可変長復号表生成部は、復号済みの画像データの前記決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、復号パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する。
【００３７】
〔２１〕＜動きベクトルによる参照範囲決定（復号装置）＞
本発明の代表的な別の実施の形態に係る画像復号装置は可変長符号化されたデータを復号する装置であって、復号済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する可変長復号表生成部と、前記可変長復号表生成部で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う可変長復号部と、を含む。前記可変長復号表生成部は、復号済みの画像データの現フレームにおける復号対象ブロックに対する所定範囲内で動きベクトルを生成し、生成し動きベクトルに基づいて生起確率算出のための所定範囲を決定し、所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する。
【００３８】
〔２２〕
項１８の画像復号装置において、例えば前記可変長復号表生成部は、生成した動きベクトルが閾値よりも大きいときは現フレームの所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長復号表を生成し、また、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲内の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長復号表を生成する。
【００３９】
〔２３〕
項１９の画像復号装置において、例えば  前記可変長復号表生成部は、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲を前記生成した動きベクトルにより補正し、補正した所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長復号表を生成する。
【００４０】
〔２４〕＜可変長符号化実績による参照範囲決定（復号装置）＞
本発明の代表的な別の実施の形態に係る画像復号装置は可変長符号化されたデータを復号する装置であって、復号済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長復号表を生成する可変長復号表生成部と、前記第２処理で生成した可変長復号表に基づき可変長復号を行う可変長復号部と、を含む。前記可変長復号表生成部は、過去フレームにおける可変長復号対象とされる符号のビット数が所定ビット数以内とされる範囲内を前記所定範囲とし、当該所定範囲内で算出した統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長復号表を生成する。
【００４１】
〔２５〕＜生起確率の加算更新（符号化方法）＞
本発明の代表的な実施の形態に係る画像符号化方法（図３）は量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する化方法であって、符号化済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する第２処理と、前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う第３処理と、を含む。前記第２処理は、符号化済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、符号化パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し（Ｓ３００５）、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて（Ｓ３００６）、可変長符号表を生成する処理である。これにより、処理対象画像データの特徴に応じて可変長復号表を更新でき、可変長符号化による圧縮効率向上に資することができる。
【００４２】
〔２６〕＜可変長符号表の符号選択（符号化方法）＞
本発明の代表的な別の実施の形態に係る画像符号化方法（図１９）は量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する化方法であって、符号化済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する第２処理と、前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う第３処理と、を含む。前記第２処理は、符号化済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報について生起確率の高い統計情報が全体に占める割合の多少に応じて可変長符号表に用いる符号を選択して、前記算出された生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する処理である。統計情報の生起確率に基づいて可変長符号表を生成する場合に、可変長符号表に用いる符号を選択できるから、選択する符号の性質により、更なる可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００４３】
〔２７〕＜統計長が小さいとき初期可変長符号表の使用（符号化方法）＞
本発明の代表的な別の実施の形態に係る画像符号化方法（図１４）は量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する方法であって、符号化済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する第２処理と、前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う第３処理と、を含む。前記第２処理は、統計情報の生起確率を算出するとき参照可能な統計情報が事前に設定した統計長を満たすか否かを判定し（Ｓ４００２）、前記統計長を満たさないときは所定の可変長符号表を選択して使用可能とし（Ｓ４００３）、前記統計長を満たすときは所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する（Ｓ４００４，Ｓ４００５）処理である。十分な統計長がなくても、可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００４４】
〔２８〕＜ヒストグラムの類似度による参照範囲決定（符号化方法）＞
本発明の代表的な別の実施の形態に係る画像符号化方法（図２０）は量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する方法であって、符号化済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第1処理と、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する第２処理と、前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う第３処理と、を含む。前記第２処理は、符号化済みの画像データの複数個所で算出した統計情報の生起確率についてそのヒストグラムの類似度を判別し、類似度に応じて生起確率算出のための所定範囲を決定し、決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて可変長符号表を生成する処理である。これにより、類似度に応じて参照範囲を決定できるから、この点においても、可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００４５】
〔２９〕＜類似度小で現フレーム参照、大で過去／未来フレーム参照（符号化方法）＞
項２８の符号化方法において、前記第２処理では、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも小さいときは現フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定し、また、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも大きいときは、過去又は未来フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定する。
【００４６】
〔３０〕＜生起確率の加算更新（符号化方法）＞
項２８の符号化方法において、前記第２処理では、符号化済みの画像データの前記決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、復号パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する処理を行なう（図２２）。
【００４７】
〔３１〕＜動きベクトルによる参照範囲決定（符号化方法）＞
本発明の代表的な別の実施の形態に係る画像符号化方法（図２３）は量子化されたデータを符号化する方法であって、符号化済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する第２処理と、前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う第３処理と、を含む。前記第２処理は、符号化済みの画像データの現フレームにおける符号化対象ブロックに対する所定範囲内で動きベクトルを生成し、生成し動きベクトルに基づいて生起確率算出のための所定範囲を決定し、所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する処理である。これにより、動きベクトルに応じて参照範囲を決定できるから、この点においても、可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００４８】
〔３２〕
項３１の画像符号化方法において、前記第２処理では、生成した動きベクトルが閾値よりも大きいときは現フレームの所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長符号表を生成し、また、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲内の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長符号表を生成する。
【００４９】
〔３３〕
項３１の画像符号化方法において、前記第２処理では、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲を前記生成した動きベクトルにより補正し、補正した所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長符号表を生成する（図２４）。
【００５０】
〔３４〕＜可変長符号化実績による参照範囲決定（符号化方法）＞
本発明の代表的な別の実施の形態に係る画像符号化方法（図２５）は量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する方法であって、符号化済みの画像データの統計情報をメモリに格納する第１処理と、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する第２処理と、前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う第３処理と、を含む。前記第２処理は、過去フレームにおける可変長符号化対象とされる符号のビット数が所定ビット数以内とされる範囲内を前記所定範囲とし、当該所定範囲内で算出した統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する処理である。可変長符号化の実績により圧縮率の高い範囲に呼応して参照範囲決定するから、可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００５１】
〔３５〕＜生起確率の加算更新（符号化装置）＞
本発明の代表的な実施の形態に係る画像符号化装置は量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する装置であって、符号化済みの画像データの統計情報（ＭＢＴ、ＣＢＰＬ）を格納するメモリ（２１２）と、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する可変長符号表生成部（２１３）と、前記可変長符号表生成部で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う可変長符号化部（２０５）と、を含む。前記可変長符号表生成部は、符号化済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、符号化パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し（Ｓ３００５）、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて（Ｓ３００６）、可変長符号表を生成する処理である。これにより、処理対象画像データの特徴に応じて可変長符号化による圧縮効率を向上することができる。
【００５２】
〔３６〕＜可変長符号表の符号選択（符号化装置）＞
本発明の代表的な実施の形態に係る画像符号化装置は量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する装置であって、符号化済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する可変長符号表生成部と、前記可変長符号表生成部で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う可変長符号化部と、を含む。前記可変長符号表生成部は、符号化済みの画像データの所定範囲内で算出した統計情報について生起確率の高い統計情報が全体に占める割合の多少に応じて可変長符号表に用いる符号を選択して、前記算出された生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する処理である。統計情報の生起確率に基づいて可変長符号表を生成する場合に、可変長符号表に用いる符号を選択できるから、選択する符号の性質により、更なる可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００５３】
〔３７〕＜統計長が小さいとき初期可変長符号表の使用（符号化装置）＞
本発明の代表的な実施の形態に係る画像符号化装置は量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する装置であって、符号化済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する可変長符号表生成部と、前記可変長符号表生成部で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う可変長符号化と、を含む。前記可変長符号表生成部は、統計情報の生起確率を算出するとき参照可能な統計情報が事前に設定した統計長を満たすか否かを判定し（Ｓ４００２）、前記統計長を満たさないときは所定の可変長符号表を選択して使用可能とし（Ｓ４００３）、前記統計長を満たすときは所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する（Ｓ４００４，Ｓ４００５）。十分な統計長がなくても、可変長符号化による圧縮効率の向上に資することができる。
【００５４】
〔３８〕＜ヒストグラムの類似度による参照範囲決定（符号化装置）＞
本発明の代表的な実施の形態に係る画像符号化装置は量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する装置であって、符号化済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する可変長符号表生成部と、前記可変長符号表生成部で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う可変長符号化と、を含む。前記可変長符号表生成部は、符号化済みの画像データの複数個所で算出した統計情報の生起確率についてそのヒストグラムの類似度を判別し、類似度に応じて生起確率算出のための所定範囲を決定し、決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率に基づいて可変長符号表を生成する。
【００５５】
〔３９〕＜類似度小で現フレーム参照、大で過去／未来フレーム参照（符号化装置）＞
項３８の符号化装置において前記可変長符号表生成部は、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも小さいときは現フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定し、また、前記ヒストグラムの類似度が閾値よりも大きいときは、過去又は未来フレームに生起確率算出のための所定範囲を決定する。
【００５６】
〔４０〕＜生起確率の加算更新（符号化装置）＞
項３８の符号化装置において前記可変長符号表生成部は、符号化済みの画像データの前記決定した所定範囲内で算出した統計情報の生起確率と、復号パラメータに基づいて選択された初期生起確率とを加算し、加算して得られた生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する処理を行なう。
【００５７】
〔４１〕＜動きベクトルによる参照範囲決定（符号化装置）＞
本発明の代表的な実施の形態に係る画像符号化装置は量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する装置であって、符号化済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する可変長符号表生成部と、前記第２処理で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う可変長符号化部と、を含む。前記可変長符号表生成部は、符号化済みの画像データの現フレームにおける符号化対象ブロックに対する所定範囲内で動きベクトルを生成し、生成し動きベクトルに基づいて生起確率算出のための所定範囲を決定し、所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する。
【００５８】
〔４２〕
項４１の符号化装置において前記可変長符号表生成部は、生成した動きベクトルが閾値よりも大きいときは現フレームの所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長符号表を生成し、また、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲内の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長符号表を生成する。
【００５９】
〔４３〕
項４１の符号化装置において前記可変長符号表生成部は、生成した動きベクトルが閾値よりも小さいときは、過去又は未来フレームの所定範囲を前記生成した動きベクトルにより補正し、補正した所定範囲内における統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて可変長符号表を生成する。
【００６０】
〔４４〕＜可変長符号化実績による参照範囲決定（符号化装置）＞
本発明の代表的な別の実施の形態に係る画像符号化装置は量子化されたデータを可変長符号化して圧縮する装置であって、符号化済みの画像データの統計情報を格納するメモリと、前記メモリに格納された統計情報に基づいて可変長符号表を生成する可変長符号表生成部と、前記可変長符号表生成部で生成した可変長符号表に基づき可変長符号化を行う可変長符号化部と、を含む。前記可変長符号表生成部は、過去フレームにおける可変長符号化対象とされる符号のビット数が所定ビット数以内とされる範囲内を前記所定範囲とし、当該所定範囲内で算出した統計情報の生起確率の高い統計情報の順に短い符号を割り当てて、可変長符号表を生成する。
【００６１】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
【００６２】
《実施の形態１》
図１は、本発明に係る画像符号化装置の一例を示すブロック図である。同図に示される画像符号化装置は、原画像メモリ２０１、減算器２０２、直交変換部２０３、量子化部２０４、可変長符号化部２０５、逆量子化部２０６、逆直交変換部２０７、加算器２０８、フレームメモリ２０９、予測部２１０、予測モード選択部２１１、統計情報格納メモリ２１２、可変長符号表生成部２１３を備える。
【００６３】
原画像メモリ２０１は、原画像フレームのデータを一時的にバッファリングする。減算器２０２は、原画像と予測画像との差分を取り、差分画像を作成する。直交変換部２０３は、ＤＣＴなどの直交変換手法を用いて、減算器２０２が作成した差分画像を直交変換係数に変換する。量子化部２０４は、直交変換係数を量子化し、量子化係数を出力する。可変長符号化部２０５は、ハフマン符号や算術符号などを用いて、量子化部２０４が出力した量子化係数と、予測モード選択部２１１が出力した予測モードなどを符号化し、画像圧縮情報として出力する。逆量子化部２０６は、量子化部２０４が出力した量子化係数を逆量子化する。逆直交変換部２０７は、逆量子化部２０６が出力した逆量子化係数を逆直交変換する。加算器２０８は、逆直交変換部２０７が出力した差分画像と、予測モード選択部２１１が出力する予測画像を加算し、ローカルデコード画像を出力する。フレームメモリ２０９は、加算器２０８が作成したローカルデコード画像を格納する。予測部２１０は、フレームメモリ２０９に格納されているローカルデコード画像を用いて予測を行う。予測モード選択部２１１は、最も予測効率の高い予測モードを１つ選択し、その予測モードと予測画像を出力する。統計情報格納メモリ２１２は、予測モード選択部２１１が出力する予測モードを参照し、符号化対象ブロックのＭＢタイプ（ＭＢＴ）をブロックのアドレス別に格納する。可変長符号表生成部２１３は、統計情報格納メモリ２１２に格納されている符号化済みマクロブロック（ＭＢ）のＭＢタイプを用いてＭＢタイプのヒストグラムを適当な範囲で作成し、初期ヒストグラムに加算した後、生起確率が高い順に短い符号を割り当てることで、好適な可変長符号表を生成する。前記ヒストグラムを作成するとときに参照する範囲とその範囲で参照するＭＢタイプは可変に設定され、また、作成されたヒストグラムは初期ヒストグラムを出発点として加算されて更新される。可変長符号化部２０５は生成された可変長符号表を用いて、予測モード選択部から出力される予測モードであるマクロブロックタイプを符号化する。
【００６４】
可変長符号表を生成する際に、H.２６４規格で用いられている指数ゴロム以外の符号を用いることで圧縮率を高めることができる。例えば、図１９に示すように、小さいモード番号ではできるだけ短い符号語を割り当てるが、大きいモード番号では急激に長い符号語となる符号表Ａを用いる。または、小さいモード番号ではやや長めの符号語を割り当てるが、大きいモード番号でもそれほど長い符号語とならない符号表Ｃを用いる。または符号表Ａと符号表Ｃの中間的な特性を持つ符号表Ｂを用いる。このように、いくつかの符号表を定義しておき、ＭＢタイプの生起確率の分布に応じて適切な符号表を選択することで、圧縮率をさらに高めることができる。適切な符号表を選択する方法としては、上位１位と２位のモードが全出現モードに占める割合を計算し、割合が閾値Ａ以上であれば符号表Ａを用いる、閾値Ｃ以下であれば符号表Ｃを用いる、閾値Ａ以下かつ閾値Ｃ以上であれば符号表Ｂを用いる、などが挙げられる。また、符号表Ａ〜Ｃを用いて各モードの符号語を作成し、生起確率を勘案して平均符号長の期待値が最も小さくなる符号表を選択してもよい。この方法以外の処理によって、適切な符号表を選択しても構わないし、先見的な知識によって使用する符号表を事前に規定しておいても構わない。要するに、ヒストグラムに基づいて符号表を生成するとき、生起確率が高い順に短い符号を割り当てる場合に、どの様な特性若しくは傾向とする符号を用いるかを選択して可変長符号表を生成する。例えば符号表Ｂとして指数ゴロム符号を採用し、符号表Ａおよび符号表Ｃとして図１９に示すような特性を有する符号を採用することができる。
【００６５】
図３は前記可変長符号表生成部２１３の処理流れである。まず、ヒストグラム作成のための参照範囲内において、利用可能なMBタイプを選択する（Ｓ３００１）。例えば、参照範囲に含まれるスライスタイプに基づき、参照範囲内で利用可能なＭＢタイプのみを有効なモードとみなし、ヒストグラム作成のためのベーステーブルを作成する。ここで、参照範囲は、例えば図５Ａに示すように、現在の符号化対象ブロックの周辺を参照するように事前に決めておく。ほかにも、スライス単位（図６）、ピクチャ単位（図７）、シーケンス単位（図８）を参照するように設定しておいても構わない。図５Ｂには図５Ａの参照範囲におけるＭＢタイプの頻度分布の例が示される。特に図示はしないが、ステップＳ３００１の前で、指定された参照範囲を把握する。次に、初期ヒストグラムが設定されているか否かを判定する（Ｓ３００２）。初期ヒストグラムとは、図４に示すように、各ＭＢタイプの生起確率に対してオフセットを与えられるものである。初期ヒストグラムが設定されていなければ、適切な初期ヒストグラムを選択する（Ｓ３００３）。選択の方法としては、画面サイズや初期量子化値などとの関係から一意に初期ヒストグラムを決定する表を事前に定義しておき、この表を利用して符号化パラメーラに基づいて初期ヒストグラムを選択すればよい。ステップＳ３００３で選択した初期ヒストグラムにおいて有効とみなしたＭＢタイプのみを対象に、生起確率が高い順に短い符号を割り当てることで、可変長符号表を生成する（Ｓ３００６）。初期ヒストグラムを用いることによって、一般的に出現しやすいＭＢタイプに対して重みを上げることができるため、先見的な知識と現在の符号化状況の統計の両者を考慮して、効果的に符号化することができる。
【００６６】
一度初期ヒストグラムを設定した後は、符号化が進むたびに初期ヒストグラムを更新する。まず、参照範囲におけるＭＢタイプのヒストグラムを作成する（Ｓ３００４）。次に、ステップＳ３００４で求めた頻度を初期ヒストグラムに加算し、初期ヒストグラムを更新する（Ｓ３００５）。最後に、上記手順によって選択・更新したヒストグラムのうち、有効なＭＢタイプに対して、生起確率が高い順に短い符号を割り当てることで、好適な可変長符号表を生成する（Ｓ３００６）。符号化が進んだ際は、そのたびに参照範囲におけるヒストグラムを作成し、これをＳ３００３で設定した初期ヒストグラムに加算して、同様の手順によって可変長符号表を生成する。なお、生起確率が同じ場合は、初期ヒストグラムの頻度に基づき符号を割り当てるか、割り当ての順序を記述した表に基づき符号を割り当てればよい。
【００６７】
前記ヒストグラム作成方法に関し、参照範囲におけるＭＢタイプには重要度に応じた重みを設定することもできる。例えば、数式１のように、符号化対象ブロックからの距離に応じて重みが小さくなる関数を用いて、ヒストグラムを作成してもよい。
【００６８】
【数１】
2010103969.tif 000003
【００６９】
ここで、x０、y０、t０は符号化対象ブロックの３次元位置、x、y、tは参照範囲におけるブロックの３次元位置、aは重みを調整するパラメータである。または図９に示すように、符号化対象ブロックを中心に、距離に応じてコストが小さくなるフィルタを時空間方向に適用して重みを設定してもかまわない。図９では符号化対象ブロックの重みを５とすると、その周りのブロックにはそれよりも小さな重み１は又３が与えられている。このように重要度に応じた重み付け、即ち、符号化対象ＭＢに対する影響度に応じた重み付けを行うことで、符号化対象ブロックで出現しやすいであろうＭＢタイプがより適切に予測できるため、さらに圧縮率を高めることができる。
【００７０】
図１０は本実施の形態に係る可変長符号化技術により生成した可変長符号表の例である。図２にはマクロブロックタイプとモード番号が固定化されていて実際の出現頻度を考慮せずにモード番号が割り当てられた比較例に係る可変長符号表であり、H.２６４規格を想定してＭＢタイプの割り当てを記述したものである。図１０の場合には、出現頻度の高い順に小さいモード番号と短い符号を割り当てているため、圧縮率を高めることができる。図１０において「（従来）」と記載された欄は図２による割り当てを示し、「（統計情報を考慮）」と記載された欄が本発明による割り当てを示すものである。
【００７１】
なお、図１０に示したＭＢタイプは、H.２６４規格のものを想定して記述したが、規格に定義されていないその他のＭＢタイプを含めても構わない。また、H.２６４規格では独立して符号化されているスキップ（skip）モードを可変長符号表に含めても構わない。もしくは、スキップ（skip）モードに対して符号化を行う際は、H.２６４と同様にスキップ（skip）モードを個別に符号化してもよい。この際、連続していくつのスキップ（skip）マクロブロックが存在しているかを規定するシンタックス要素であるmb_skip_runに対して、指数ゴロム以外の符号を用いて符号化を行っても構わない。
【００７２】
図１１は本発明による画像復号装置の構成を例示する。画像復号装置は、可変長復号部１１０１、統計情報格納メモリ１１０２、可変長符号表生成部１１０３、逆量子化部１１０４、逆直交変換部１１０５、加算器１１０６、フレームメモリ１１０７、及び予測画像生成部１１０８を備える。
【００７３】
可変長復号部１１０１は、伝送されてきた画像圧縮情報を復号する。統計情報格納メモリ１１０２は、ＭＢタイプ（ＭＢＴ）をブロックのアドレス別に格納する。可変長復号表生成部１１０３は、統計情報格納メモリ１１０２に格納されている復号済みのＭＢタイプの生起確率を参照範囲内で求め、初期ヒストグラムに加算した後、有効なＭＢタイプに対して生起確率が高い順に短い符号を割り当てることで、好適な可変長復号表を生成する。この生成手順には、図３等に基づいて説明した前記画像符号化装置における処理フローと同様の手順を採用すればよいから、その詳細な説明は省略する。逆量子化部１１０４は、量子化係数を逆量子化する。逆直交変換部１１０５は、逆量子化部１１０４が出力した逆量子化係数を逆直交変換する。加算器１１０６は、逆直交変換部１１０５が出力した差分画像と、予測画像生成部１１０８が出力する予測画像を加算し、復号画像を出力する。フレームメモリ１１０７は復号画像を格納する。予測画像生成部１１０８は、フレームメモリ１１０７に格納されている復号画像と、可変長復号部１１０３が出力したＭＢタイプに基づき、予測画像を生成する。
【００７４】
以上の説明ではＭＢタイプを例にとったが、Coded Block Pattern（ＣＢＰ）パラメータを可変長符号化する際も同様の方法を適用して圧縮率を高めることができる。例えば、CodedBlockPatternLumaを可変長符号化することを考える。ここで、CodedBlockPatternLumaは１マクロブロックにおける輝度成分のＤＣＴ係数の分布を４ビットで表すものとする。図１６は、CodedBlockPatternLumaの生起確率に基づき可変長符号表を生成する、画像符号化装置の構成の一例である。図１に類似した構成となっているが、量子化部２０４がCodedBlockPatternLuma（ＣＢＰＬ）の情報を出力し、可変長符号化部２１３にてCodedBlockPatternLumaの可変長符号表を生成している点が異なる。図１２はここで説明した方式によってCodedBlockPatternLumaの可変長符号表を作成した例である。１６パターンの符号に対して本方式を適用することにより、生起確率に応じて好適な符号を割り当てることができる。図１２において「（従来）」と記載された欄は生起確率を用いない既存の割り当てを示し、「（統計情報を考慮）」と記載された欄が本発明による割り当てを示すものである。
【００７５】
上記については、CodedBlockPatternLuma だけではなく、CodedBlockPatternChromaに対しても同様である。また、図１７に示すように、ＭＢタイプとCodedBlockPatternLumaを同一の可変長符号表で定義するものとして、上記方式によってＭＢタイプとCodedBlockPatternLuma混在の可変長符号表を生成しても構わない。なお、上記の例では１マクロブロックの輝度成分の係数分布を４ビットで表したが、輝度成分と色差成分を合わせて表現しても良い。また１マクロブロックの成分ではなく、数マクロブロックをまとめて表現しても構わない。
【００７６】
以上説明した実施の形態１では、MBタイプやCBPパラメータの生起確率に基づく適応的な可変長符号化が可能となり、圧縮率を高めることができる。また、符号化装置と復号装置で同様の可変長符号表・復号表生成処理を行うことで、伝送時に余分な付加情報を送る必要が無く、圧縮率を高めることができる。また、画像サイズや量子化パラメータに基づき初期ヒストグラムを選択するため、統計長が足りない符号化初期段階でも、高い圧縮率を得ることができる。また、ヒストグラムに基づいて可変長符号表を生成する際、生起確率の分布傾向に基づき、適切な符号語を選択することで、圧縮率を高めることができる。また、ヒストグラム作成時に重要度に応じた重みを設定することによって、より画像の性質に合わせた可変長符号表を生成することができる。可変長符号化で説明した上記技術的事項については可変長復号の処理にも同様に適用することが可能であることは言うまでもない。
【００７７】
《実施の形態２》
可変長符号化・復号に際して用いるパラメータ、例えば前記ヒストグラム生成のための参照範囲などのパラメータを指定する方法について幾つか説明する。図１の可変長符号化部２０５において生成され、また図１１の可変長復号部１１０１において復号される符号化ストリーム情報の記述に着眼して説明する。図１３は当該符号化ストリームを模式化したものである。図に示されるように、符号化ストリームは、シーケンスヘッダ、ピクチャヘッダ、スライスヘッダなどのヘッダ情報と、スライスデータなどの画像情報からなる。ここでは、実施の形態１における参照範囲に関する情報を、上記ヘッダ情報に含める。
【００７８】
例えばシーケンスヘッダで、可変長符号表生成処理部２１３において、事象の生起確率を算出する範囲を規定する参照単位（vlc_reference_unit）を定義する。vlc_reference_unitとは、参照範囲が周辺単位なのか、スライス単位なのか、ピクチャ単位なのか、シーケンス単位なのか、あるいはそれ以外の単位なのかを判定するシンタックス要素である。
【００７９】
このほか、詳細な参照範囲を規定する参照範囲幅（vlc_reference_range）を定義する。周辺単位を参照範囲とする図５Ａの例では、符号化対象ブロックからのブロック幅を示すvlc_reference_block_rangeを定義する。例えば、vlc_reference_block_range=５であれば、符号化対象ブロックを中心として、横１１ブロック×縦６ブロックの矩形を参照範囲とする。符号化対象ブロックの下側全てのブロック、および符号化対象ブロックの右側５ブロックはまだ符号化されていないため、参照範囲には含めない。vlc_reference_block_rangeは上下左右に対して可変とし、符号化対象ブロックからの参照範囲幅をvlc_reference_block_range_left、 vlc_reference_block_range_top、 vlc_reference_block_range_rightのように自由な矩形に設定してもよい。図６および図７の例では、スライス単位の参照範囲幅vlc_reference_slice_rangeやピクチャ単位の参照範囲、図８の例ではシーケンス単位の参照範囲幅vlc_reference_seqence_rangeなどを定義する。この他にも、任意形状の参照範囲を規定するvlc_reference_arbitrary_shape_rangeを設けても良い。vlc_reference_arbitrary_shape_rangeは、ブロック番号や画素番号の羅列でもよいし、ベジエなどのパラメトリック曲線を利用した係数によって任意形状を規定しても構わない。このほか、初期ヒストグラムの更新のタイミングを示すリセットパラメタ（vlc_reset_param）を定義する。例えば、１５フレームごとに初期ヒストグラムを更新するといったパラメータを設定しておく。
【００８０】
以上、これらのパラメータは図１３Ａが示す参照範囲設定例のようにシーケンスヘッダに含めて符号化対象のシーケンス全体で同じ設定を継承してもよいし、図１３Ｂや図１３Ｃのように、ピクチャヘッダやスライスヘッダに個別に含めて、それぞれのレイヤでこれらの設定を可変にしても構わない。パラメータの有効範囲を可変とすることによって、動画像の特徴に応じた参照範囲設定が可能となるため、圧縮率を高めることができる。
【００８１】
実施の形態１で図１に基づいて説明した可変長符号表生成部２１３の処理としては、初期ヒストグラムを選択・更新するのではなく、図１４に示すように、統計長が足りない間は初期の可変長符号表を用いるような手順を採用してもよい。
【００８２】
図１４において、まずは参照範囲において利用可能なＭＢタイプを設定する（Ｓ４００１）。次に、上記シンタックス要素に設定された統計長を十分に満足できるか否かを判定する（Ｓ４００２）。例えば、参照範囲としてピクチャ単位と指定されているとき参照可能な統計情報がその参照範囲で揃っているか否かを判定する。もし統計長が十分でなければ、事前に定義された可変長符号表を選択する（Ｓ４００３）。選択の基準は、実施の形態１と同様に画像サイズや量子化パラメータを用いればよい。統計長が十分であれば、参照範囲におけるＭＢタイプのヒストグラムを作成する（Ｓ４００４）。最後に、求めたヒストグラムに対して、生起確率が高い順に短い符号を割り当てることで、可変長符号表を生成する（Ｓ４００５）。ここで、初期ヒストグラムを用いていないため、頻度が同点となるＭＢタイプが発生する可能性が高くなる。頻度が同点となった場合、ステップＳ４００３の基準で可変長符号表を選択し、このテーブルに定義されているモード番号の小さい順に短い符号を割り当てればよい。
【００８３】
なお、可変長符号表生成部２１３の処理は、図１４の処理を用いても良いし、実施の形態１で説明した図３の処理を用いても良い。或いは、いずれの処理も使用せず、十分な統計長が確保できるまで待ってから可変長符号化を行ってもよい。
【００８４】
また、図１４のステップＳ４００４、Ｓ４００５の処理を、図３のステップＳ３００２、Ｓ３００３、Ｓ３００４、Ｓ３００５、Ｓ３００６に置き換えることも可能である。
【００８５】
以上説明した実施の形態２では、想定するアプリケーションに応じて、ユーザが適切な参照範囲で適応的に可変長符号化を行うことができる。すなわち、通信路の信頼性に応じたエラー耐性を自由に設定することができる。また、初期ヒストグラムと統計情報を併用して可変長符号表を作成しないため、より符号化対象画像の特性に重みを置いた可変長符号表を作成することができる。
【００８６】
なお、実施の形態２で説明した内容は、可変長復号表生成部１１０３の処理に関しても同様に適用可能である。
【００８７】
《実施の形態３》
上記実施の形態１で述べたＭＢタイプは、画像中の類似するブロックでは同じタイプとなることが多い。これはＣＢＰパラメータでも同様である。したがって、図１５に示すように、参照領域内において符号化対象ブロックと類似する領域を抽出しておき、類似度の高い領域は重みを上げ、それ以外の領域は重みを下げるようにして、ヒストグラムを作成することで、より圧縮効率の高い可変長符号表を作成することができる。図１８に重み付きヒストグラムに基づく可変長符号表の生成フローを示す。本処理は、図３に基づいて説明した処理をベースとしており、変更部分以外は図３と同じ参照記号を付してある。図１８において、Ｓ１８００３で符号化対象ブロックと類似する領域を判定する。類似する領域を判定するには、たとえば既に符号化済みのローカルデコード画像を用いて符号化対象ブロックと類似度判定の対象ブロックとのＳＡＤ（Sum of Absolute Difference）または、ＳＳＤ（Sum of Square Difference）を求め、任意の閾値以下の値を類似領域として判定すればよい。また、それ以外にもブロック同士の類似度を算出する基準ならどのような手法を用いても構わない。そのほかにも、動きベクトルの差分の大きさや量子化パラメータの差分を基準として、類似領域を判定してもよい。類似領域を判定した後、ＭＢタイプの重み付きヒストグラムを作成する（Ｓ１８００４）。
【００８８】
なお、符号化装置で類似領域を判定した後、復号装置に類似領域の情報を送る必要がある。この方法としては、類似領域のブロックアドレスを直接送ってもよいし、類似領域を大まかな矩形領域に近似し、矩形の始点と高さ・幅情報のみを送ってもよい。また、領域情報を記述するそのほかの方法を使っても構わない。
【００８９】
類似領域の情報を受け取った後、符号化装置と同様の処理を復号装置が行うことで、復号装置においても同一の可変長符号表を生成することができる。
【００９０】
以上説明した実施の形態３では、符号化対象ブロックに類似する領域に対して重みを上げることで、符号化対象ブロックの情報に対してより短い符号が割り当てられる可能性が高くなり、圧縮率を高めることができる。
【００９１】
《実施の形態４》
図２０乃至図２２を用いて本発明の第４の実施の形態を説明する。上記実施の形態１乃至３において、ヒストグラム生成のための参照範囲については特に固定的に言及しなかった。本実施の形態では２つの領域間のヒストグラムの類似度に基づいて参照範囲を適応的に選択し、若しくは重み付けを行うようにする。本実施の形態においては、図１及び図１６に示す画像符号化装置、図１１に示す画像復号装置の構成とほぼ同様の構成が適用され、構成及び機能が同一の構成についてはその詳細な説明は省略し、相違点について詳細に説明を行う。
【００９２】
図２０には本実施の形態における前記可変長符号表生成部２１３による処理の流れが例示される。まず、本実施の形態では、図２１に示すように、異なるフレームにおいて領域Ａと領域Ｂをそれぞれ設定する。例えば、領域Ａを過去フレームにおける符号化対象ブロック近傍領域、領域Ｂを現在フレームにおける符号化対象ブロック近傍領域とする。領域Ａと領域Ｂの設定はこれ以外でもよく、例えば、領域Ａを未来フレームにおける符号化対象ブロック近傍領域、領域Ｂを現在フレームにおける符号化対象ブロック近傍領域としても構わない。ここで述べる過去フレームや未来フレームとは、符号化順序のことではなく画像の表示順序である。その後、領域ＡにおけるＭＢタイプのヒストグラムと、領域ＢにおけるＭＢタイプのヒストグラムを作成する。このようにして求めた2つの領域（領域Ａと領域Ｂ）のヒストグラムの類似度を算出する（Ｓ２０００１）。例えば、数式２で示すBhattacharyya係数によって類似度ρを算出する。数式３乃至５は数式２を説明するための数式である。
【００９３】
【数２】
2010103969.tif 000004
【００９４】
【数３】
2010103969.tif 000005
【００９５】
【数４】
2010103969.tif 000006
【００９６】
【数５】
2010103969.tif 000007
【００９７】
ここで、数式３に示されるｐは、領域AにおけるＭＢタイプのヒストグラム、数式４に示されるｑは、領域ＢにおけるＭＢタイプのヒストグラムであり、数式５の関係が成り立ち、ｍはＭＢタイプのビット数である。類似度ρは類似度が高いほど大きな値をとり、完全に一致すると１を返す。類似度は、Bhattacharyya係数に限らず、次の数式６で示すヒストグラムインターセクションやその他の方法を用いて求めても構わない。
【００９８】
【数６】
2010103969.tif 000008
【００９９】
こうして求めた類似度ρと閾値の比較結果に基づき、参照範囲を設定する（Ｓ２０００２）。類似度ρが閾値より小さければ、フレーム間の相関は低いとみなし、現在フレーム中から参照範囲を設定する（Ｓ２０００３）。すなわち、現在フレームにおける情報の信頼度を高いとみなす。類似度ρが閾値より大きければ、フレーム間の相関は高いとみなし、現在フレームだけでなく、過去フレームも含めたフレームから参照範囲を設定する(Ｓ２０００４)。すなわち、現在フレームだけでなく、過去フレームにおける情報の信頼度も同様に高いとみなす。ステップＳ２０００４において、過去フレームだけでなく、未来のフレームから参照範囲を設定しても構わない。
【０１００】
次に、上記手段によって設定した参照範囲内で利用可能なＭＢタイプのみを有効なモードとみなし、ヒストグラム作成のためのベーステーブルを作成する(Ｓ２０００５)。その後、参照範囲内のＭＢタイプのヒストグラムを作成し(Ｓ２０００６)、実施の形態１乃至３と同様にして可変長符号表を生成する(Ｓ２０００７)。
【０１０１】
図２０の処理には図３で説明した初期ヒストグラムを用いる処理手順を追加して例えば図２２の処理手順を採用することができる。図２２においてステップＳ２２００１乃至Ｓ２２００５は図２０のステップＳ２０００１乃至Ｓ２０００５に対応される。図２２のステップＳ２２００６乃至Ｓ２２０１０は図３のステップＳ３００２乃至Ｓ３００６に地王される。
【０１０２】
図２０の処理では、参照範囲を適応的に選択する処理を一例としたが、参照範囲の重みを設定する処理に置き換えても構わない。例えば、ステップＳ２０００１の判定結果において、類似度ρが閾値より小さければ現在フレームにおける任意参照領域の重みを上げる、類似度ρが閾値より大きければ過去フレームにおける任意参照領域の重みを上げるなどの処理に置き換えても構わない。これは、本実施の形態に限らず、以下に説明する実施の形態にも適用して構わない。また、図２０の例では、ＭＢタイプを例に説明したが、ＣＢＰパラメータを対象として同様の手順を適用しても構わない。
【０１０３】
以上説明した実施の形態４では、ヒストグラムの類似度によってフレーム間の相関を求めることで、符号化対象ブロックにおけるＭＢタイプまたはＣＢＰパラメータの出現確率をより好適に反映した可変長符号表を作成することができる。これによって、さらに圧縮率を高めることができる。特に詳細な説明は省略する、実施の形態４で説明した技術的事項は復号装置及び復号方法にも適用可能であることは言うまでもない。
【０１０４】
《実施の形態５》
図２３を用いて、本発明の第５の実施の形態を説明する。上記実施の形態１乃至３において、ヒストグラム生成のための参照範囲については特に固定的に言及しなかった。本実施の形態では動きベクトル例えばその代表値に基づき、参照範囲を適応的に選択し、もしくは重み付けを行うようにする。本実施の形態においては、図１及び図１６に示す画像符号化装置、図１１に示す画像復号装置の構成とほぼ同様の構成が適用され、構成及び機能が同一の構成についてはその詳細な説明は省略し、相違点について詳細に説明を行う。
【０１０５】
図２３には本実施の形態における前記可変長符号表生成部２１３による処理の流れが例示される。まず現在フレームの参照範囲内における各ＭＢの動きベクトルの平均値を求め、動きベクトルの代表値とする(Ｓ２３００１)。ここで、平均値ではなく、中央値や最頻値などを代表値としても構わない。こうして求めた動きベクトルの代表値と閾値とを比較し（Ｓ２３００２）、その比較結果に基づいて参照範囲を設定する。動きベクトルの代表値が閾値よりも大きければ、現在フレームにおける任意領域を参照範囲に設定する(Ｓ２３００３）。動きベクトルの代表値が閾値よりも小さければ、過去、未来、又は現在フレームにおける任意領域を参照範囲に設定する(Ｓ２３００)。ステップＳ２３００４においては、例えば過去フレームと現在フレームから参照範囲を設定する、過去フレームのみから参照範囲を設定する、過去フレームと未来フレームから参照範囲を設定するなどの変形例を採用することが可能である。以降のステップＳ２０００５乃至Ｓ２０００７については図２０の処理と同様であり、同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【０１０６】
なお、図２３の処理フローに関しても図２２と同様に初期ヒストグラムを用いる処理（Ｓ２２００乃至Ｓ２２０１０）を追加してもかまわない。
【０１０７】
以上説明した実施の形態５では、動きベクトルの代表値によってフレーム間の相関を間接的に求めることで、符号化対象ブロックにおけるＭＢタイプまたはＣＢＰパラメータの出現確率をより好適に反映した可変長符号表を作成することができる。これは、動きベクトルが小さければ、過去や未来のフレームにおいて、ＭＢタイプやＣＢＰパラメータの空間分布は大きく変化しないという現象に基づいている。これによって、さらに圧縮率を高めることができる。特に詳細な説明は省略する、実施の形態５で説明した技術的事項は復号装置及び復号方法にも適用可能であることは言うまでもない。
【０１０８】
《実施の形態６》
図２４を用いて本発明の第６の実施の形態を説明する。本実施の形態６では、任意領域内の動きベクトルの代表値によって、参照範囲の補正を行う。本実施の形態においては、図１及び図１６に示す画像符号化装置、図１１に示す画像復号装置の構成とほぼ同様の構成が適用され、構成及び機能が同一の構成についてはその詳細な説明は省略し、相違点について詳細に説明を行う。
【０１０９】
図２４には本実施の形態における前記可変長符号表生成部２１３による補正処理が概念的に例示される。本実施例においても、図２３の実施の形態５と同様に、現在フレームにおける参照範囲内で代表ベクトルを求める。そして図２３のステップＳ２３００４において過去又は未来フレームから参照範囲を設定するとき、求めた代表ベクトルに基づき、過去フレームもしくは未来フレームにおける参照範囲を補正する。すなわち、過去フレームもしくは未来フレームにおける参照範囲を代表ベクトル分だけ移動させ、移動させた先を参照範囲として用いる。代表ベクトルを用いて過去フレームもしくは未来フレームにおける領域を移動さして移動先を参照範囲として用いる点については他の実施の形態においても併用することが可能である。
【０１１０】
以上説明した実施の形態６では、動きベクトルの代表値によって参照範囲を補正することで、符号化対象ブロックにおけるＭＢタイプまたはＣＢＰパラメータの出現確率をより好適に反映した可変長符号表を作成することができる。これによって、さらに圧縮率を高めることができる。特に詳細な説明は省略する、実施の形態６で説明した技術的事項は復号装置及び復号方法にも適用可能であることは言うまでもない。
【０１１１】
《実施の形態７》
図２５を用いて本発明の第７の実施の形態を説明する。本実施の形態７では、符号化済の過去フレームにおける可変長符号化の結果に基づいて特定ブロックを参照範囲として可変長符号化を行うようにするものである。本実施の形態においては、図１及び図１６に示す画像符号化装置、図１１に示す画像復号装置の構成とほぼ同様の構成が適用され、構成及び機能が同一の構成についてはその詳細な説明は省略し、相違点について詳細に説明を行う。
【０１１２】
図２５には符号化済の過去フレームにおける可変長符号化の結果としての正解率が例示される。本実施の形態では、図２５に示すように、各ブロックに対して正解率を割り当てる。正解率とは、各ブロックのＭＢタイプまたはＣＢＰパラメータを事前に設定されたビット数以内で記述できたか否かを、符号化済みの過去数フレームにおいて算出したものである。すなわち、画像の表示順では未来フレームも含まれる場合がある。
【０１１３】
例えば、あるブロックにおけるＭＢタイプの可変長符号化の結果を見たとき、符号化済みの過去５フレーム分のＭＢタイプ記述に要した符号長が、[５、１、１、３、１]の各ビット長であったとする。３ビット以内の記述を正解と定義する場合、当該ブロックの正解率は４/５となる。正解率を算出するフレーム数は可変とすることができ、過去１フレーム以上の任意の値を設定することが可能である。正解率算出に用いるフレーム数は、符号化ストリーム中にシンタックス要素（正解率算出幅）として記述すればよい。
【０１１４】
本実施の形態では、上記のように算出した正解率が閾値Ｔｈｄ以上となるブロックのみを参照範囲として、ＭＢタイプまたはＣＢＰパラメータの可変長符号化を行う。または、正解率に応じて、重み付きヒストグラムを作成することも可能である。
【０１１５】
以上説明した実施の形態７では、符号化済みの過去フレームにおける正答率に応じて可変長符号表を作成することで、符号化対象ブロックにおけるＭＢタイプまたはＣＢＰパラメータの出現確率をより好適に反映した可変長符号表を作成することができる。これによって、さらに圧縮率を高めることができる。また、符号化装置と復号装置でシンタックス要素（正解率算出幅）を共用して同一規則で参照範囲を適応的に選択することにより、付加ビットを伝送することなく、さらなる高圧縮化を実現できる。特に詳細な説明は省略する、実施の形態７で説明した技術的事項は復号装置及び復号方法にも適用可能であることは言うまでもない。
【０１１６】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明
はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であ
ることは言うまでもない。
【０１１７】
例えば、本発明はH.２６４／ＡＶＣ規格に準拠した動画像符号
化・復号技術だけに適用可能なものではなく、その他の手法による画像処理技術にも広く
適用することができる。
【０１１８】
また、上記では最大１６画素×１６画素のブロックサイズを例に説明したが、これは３２画素×３２画素、６４画素×６４画素、およびこれ以上のブロックサイズ、また３２画素×１６画素、６４画素×３２画素、などといったブロックサイズに関する可変長符号化にも適用することができる。
【０１１９】
また、ＭＢタイプだけでなく、サブＭＢタイプに対しても、本発明による可変長符号化を適用することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
２０１…原画像メモリ
２０２…減算器
２０３…直交変換部
２０４…量子化部
２０５…可変長符号化部
２０６…逆量子化部
２０７…逆直交変換部
２０８…加算器
２０９…フレームメモリ
２１０…予測部
２１１…予測モード判定部
２１２…統計情報格納メモリ
２１３…可変長符号表生成部
１１０１…可変長復号部
１１０２…統計情報格納メモリ
１１０３…可変長符号復号表生成部
１１０４…量子化部
１１０５…逆直交変換部
１１０６…加算器
１１０７…フレームメモリ
１１０８…予測画像生成部
【図１】
2010103969.tif 000009
【図２】
2010103969.tif 000010
【図３】
2010103969.tif 000011
【図４】
2010103969.tif 000012
【図５Ａ】
2010103969.tif 000013
【図５Ｂ】
2010103969.tif 000014
【図６】
2010103969.tif 000015
【図７】
2010103969.tif 000016
【図８】
2010103969.tif 000017
【図９】
2010103969.tif 000018
【図１０】
2010103969.tif 000019
【図１１】
2010103969.tif 000020
【図１２】
2010103969.tif 000021
【図１３Ａ】
2010103969.tif 000022
【図１３Ｂ】
2010103969.tif 000023
【図１３Ｃ】
2010103969.tif 000024
【図１４】
2010103969.tif 000025
【図１５】
2010103969.tif 000026
【図１６】
2010103969.tif 000027
【図１７】
2010103969.tif 000028
【図１８】
2010103969.tif 000029
【図１９】
2010103969.tif 000030
【図２０】
2010103969.tif 000031
【図２１】
2010103969.tif 000032
【図２２】
2010103969.tif 000033
【図２３】
2010103969.tif 000034
【図２４】
2010103969.tif 000035
【図２５】
2010103969.tif 000036