(57)【要約】【課題】残差信号のエントロピー符号化を効率良く実施する。【解決手段】画像符号化装置は、入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、領域の予測信号と画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、領域の残差信号を周波数変換して変換係数を生成する変換手段と、領域の変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する量子化手段と、領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を符号化するゼロ/非ゼロ係数情報符号化手段と、領域の非ゼロ量子化変換係数を符号化する非ゼロ係数符号化手段とを備え、非ゼロ係数符号化手段は、領域内の符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の数に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化に用いる推定確率を選択する。【選択図】図１
2010251946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、
前記領域の予測信号と画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、
前記領域の残差信号を周波数変換して変換係数を生成する変換手段と、
前記領域の変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する量子化手段と、
前記領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を符号化するゼロ/非ゼロ係数情報符号化手段と、
前記領域の非ゼロ量子化変換係数を符号化する非ゼロ係数符号化手段と、を備え、
前記非ゼロ係数符号化手段は、前記領域内の符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の数に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化に用いる推定確率を選択する、
ことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、
前記領域の予測信号と画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、
前記領域の残差信号を周波数変換して変換係数を生成する変換手段と、
前記領域の変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する量子化手段と、
前記領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を符号化するゼロ/非ゼロ係数情報符号化手段と、
前記領域の非ゼロ量子化変換係数を符号化する非ゼロ係数符号化手段と、を備え、
前記非ゼロ係数符号化手段は、前記領域内の符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化に用いる推定確率を選択する、
ことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項３】
前記非ゼロ係数符号化手段は、符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の数がＮ個のとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化することを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項４】
前記非ゼロ係数符号化手段は、符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値の和がＮのとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化することを特徴とする請求項２に記載の画像符号化装置。
【請求項５】
前記非ゼロ係数符号化手段は、前記確率モデルにおける推定確率の数がＭ個であり、上記ＮがＭより大きいとき、Ｍ番目の推定確率を用いて次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の画像符号化装置。
【請求項６】
前記非ゼロ係数符号化手段は、高周波成分の係数から低周波成分の係数に向かう順で、非ゼロ量子化変換係数を符号化することを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の画像符号化装置。
【請求項７】
圧縮データの中から、処理対象である対象領域の残差信号の符号化データを抽出するデータ解析手段と、
前記領域の残差信号の符号化データから、領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を復号するゼロ/非ゼロ係数情報復号手段と、
前記対象領域の残差信号の符号化データから、非ゼロ量子化変換係数を復号する非ゼロ係数復号手段と、
前記領域内の復号した量子化変換係数を逆量子化して再生周波数変換係数を生成する逆量子化手段と、
前記領域の再生周波数変換係数を逆変換して再生残差信号を復元する逆変換手段と、
前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、
前記領域の前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記領域の画素信号を復元する画像復元手段と、を備え、
前記非ゼロ係数復号手段は、前記領域内の復号済みの非ゼロ量子化変換係数の数に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の復号に用いる推定確率を選択する、
ことを特徴とする画像復号装置。
【請求項８】
圧縮データの中から、処理対象である対象領域の残差信号の符号化データを抽出するデータ解析手段と、
前記領域の残差信号の符号化データから、領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を復号するゼロ/非ゼロ係数情報復号手段と、
前記対象領域の残差信号の符号化データから、非ゼロ量子化変換係数を復号する非ゼロ係数復号手段と、
前記領域内の復号した量子化変換係数を逆量子化して再生周波数変換係数を生成する逆量子化手段と、
前記領域の再生周波数変換係数を逆変換して再生残差信号を復元する逆変換手段と、
前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、
前記領域の前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記領域の画素信号を復元する画像復元手段と、を備え、
前記非ゼロ係数復号手段は、前記領域内の復号済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の復号に用いる推定確率を選択する、
ことを特徴とする画像復号装置。
【請求項９】
前記非ゼロ係数復号手段は、復号済みの非ゼロ量子化変換係数の数がＮ個のとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号することを特徴とする請求項７に記載の画像復号装置。
【請求項１０】
前記非ゼロ係数復号手段は、復号済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値の和がＮのとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号することを特徴とする請求項８に記載の画像復号装置。
【請求項１１】
前記非ゼロ係数復号手段は、前記確率モデルにおける推定確率の数がＭ個であり、上記ＮがＭより大きいとき、Ｍ番目の推定確率を用いて次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の画像復号装置。
【請求項１２】
前記非ゼロ係数復号手段は、高周波成分の係数から低周波成分の係数に向かう順で、非ゼロ量子化変換係数を復号することを特徴とする請求項７ないし請求項１１の何れか１項に記載の画像復号装置。
【請求項１３】
画像符号化装置により実行される画像符号化方法であって、
入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、
前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測ステップと、
前記領域の予測信号と画素信号との残差信号を生成する残差信号生成ステップと、
前記領域の残差信号を周波数変換して変換係数を生成する変換ステップと、
前記領域の変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する量子化ステップと、
前記領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を符号化するゼロ/非ゼロ係数情報符号化ステップと、
前記領域の非ゼロ量子化変換係数を符号化する非ゼロ係数符号化ステップと、を備え、
前記非ゼロ係数符号化ステップでは、前記画像符号化装置は、前記領域内の符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の数に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化に用いる推定確率を選択する、
ことを特徴とする画像符号化方法。
【請求項１４】
画像符号化装置により実行される画像符号化方法であって、
入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、
前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測ステップと、
前記領域の予測信号と画素信号との残差信号を生成する残差信号生成ステップと、
前記領域の残差信号を周波数変換して変換係数を生成する変換ステップと、
前記領域の変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する量子化ステップと、
前記領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を符号化するゼロ/非ゼロ係数情報符号化ステップと、
前記領域の非ゼロ量子化変換係数を符号化する非ゼロ係数符号化ステップと、を備え、
前記非ゼロ係数符号化ステップでは、前記画像符号化装置は、前記領域内の符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化に用いる推定確率を選択する、
ことを特徴とする画像符号化方法。
【請求項１５】
前記非ゼロ係数符号化ステップでは、前記画像符号化装置は、符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の数がＮ個のとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化することを特徴とする請求項１３に記載の画像符号化方法。
【請求項１６】
前記非ゼロ係数符号化ステップでは、前記画像符号化装置は、符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値の和がＮのとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化することを特徴とする請求項１４に記載の画像符号化方法。
【請求項１７】
画像復号装置により実行される画像復号方法であって、
圧縮データの中から、処理対象である対象領域の残差信号の符号化データを抽出するデータ解析ステップと、
前記領域の残差信号の符号化データから、領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を復号するゼロ/非ゼロ係数情報復号ステップと、
前記対象領域の残差信号の符号化データから、非ゼロ量子化変換係数を復号する非ゼロ係数復号ステップと、
前記領域内の復号した量子化変換係数を逆量子化して再生周波数変換係数を生成する逆量子化ステップと、
前記領域の再生周波数変換係数を逆変換して再生残差信号を復元する逆変換ステップと、
前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測ステップと、
前記領域の前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、を備え、
前記非ゼロ係数復号ステップでは、前記画像復号装置は、前記領域内の復号済みの非ゼロ量子化変換係数の数に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の復号に用いる推定確率を選択する、
ことを特徴とする画像復号方法。
【請求項１８】
画像復号装置により実行される画像復号方法であって、
圧縮データの中から、処理対象である対象領域の残差信号の符号化データを抽出するデータ解析ステップと、
前記領域の残差信号の符号化データから、領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を復号するゼロ/非ゼロ係数情報復号ステップと、
前記対象領域の残差信号の符号化データから、非ゼロ量子化変換係数を復号する非ゼロ係数復号ステップと、
前記領域内の復号した量子化変換係数を逆量子化して再生周波数変換係数を生成する逆量子化ステップと、
前記領域の再生周波数変換係数を逆変換して再生残差信号を復元する逆変換ステップと、
前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測ステップと、
前記領域の前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、を備え、
前記非ゼロ係数復号ステップでは、前記画像復号装置は、前記領域内の復号済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の復号に用いる推定確率を選択する、
ことを特徴とする画像復号方法。
【請求項１９】
前記非ゼロ係数復号ステップでは、前記画像復号装置は、復号済みの非ゼロ量子化変換係数の数がＮ個のとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号することを特徴とする請求項１７に記載の画像復号方法。
【請求項２０】
前記非ゼロ係数復号ステップでは、前記画像復号装置は、復号済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値の和がＮのとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号することを特徴とする請求項１８に記載の画像復号方法。
【請求項２１】
コンピュータを、
入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、
前記領域の予測信号と画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、
前記領域の残差信号を周波数変換して変換係数を生成する変換手段と、
前記領域の変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する量子化手段と、
前記領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を符号化するゼロ/非ゼロ係数情報符号化手段と、
前記領域の非ゼロ量子化変換係数を符号化する非ゼロ係数符号化手段、
として動作させ、
前記非ゼロ係数符号化手段は、前記領域内の符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の数に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化に用いる推定確率を選択する、
ことを特徴とする画像符号化プログラム。
【請求項２２】
コンピュータを、
入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、
前記領域の予測信号と画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、
前記領域の残差信号を周波数変換して変換係数を生成する変換手段と、
前記領域の変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する量子化手段と、
前記領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を符号化するゼロ/非ゼロ係数情報符号化手段と、
前記領域の非ゼロ量子化変換係数を符号化する非ゼロ係数符号化手段、
として動作させ、
前記非ゼロ係数符号化手段は、前記領域内の符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化に用いる推定確率を選択する、
ことを特徴とする画像符号化プログラム。
【請求項２３】
前記非ゼロ係数符号化手段は、符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の数がＮ個のとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化することを特徴とする請求項２１に記載の画像符号化プログラム。
【請求項２４】
前記非ゼロ係数符号化手段は、符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値の和がＮのとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化することを特徴とする請求項２２に記載の画像符号化プログラム。
【請求項２５】
コンピュータを、
圧縮データの中から、処理対象である対象領域の残差信号の符号化データを抽出するデータ解析手段と、
前記領域の残差信号の符号化データから、領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を復号するゼロ/非ゼロ係数情報復号手段と、
前記対象領域の残差信号の符号化データから、非ゼロ量子化変換係数を復号する非ゼロ係数復号手段と、
前記領域内の復号した量子化変換係数を逆量子化して再生周波数変換係数を生成する逆量子化手段と、
前記領域の再生周波数変換係数を逆変換して再生残差信号を復元する逆変換手段と、
前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、
前記領域の前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記領域の画素信号を復元する画像復元手段、
として動作させ、
前記非ゼロ係数復号手段は、前記領域内の復号済みの非ゼロ量子化変換係数の数に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の復号に用いる推定確率を選択する、
ことを特徴とする画像復号プログラム。
【請求項２６】
コンピュータを、
圧縮データの中から、処理対象である対象領域の残差信号の符号化データを抽出するデータ解析手段と、
前記領域の残差信号の符号化データから、領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を復号するゼロ/非ゼロ係数情報復号手段と、
前記対象領域の残差信号の符号化データから、非ゼロ量子化変換係数を復号する非ゼロ係数復号手段と、
前記領域内の復号した量子化変換係数を逆量子化して再生周波数変換係数を生成する逆量子化手段と、
前記領域の再生周波数変換係数を逆変換して再生残差信号を復元する逆変換手段と、
前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、
前記領域の前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記領域の画素信号を復元する画像復元手段、
として動作させ、
前記非ゼロ係数復号手段は、前記領域内の復号済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の復号に用いる推定確率を選択する、
ことを特徴とする画像復号プログラム。
【請求項２７】
前記非ゼロ係数復号手段は、復号済みの非ゼロ量子化変換係数の数がＮ個のとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号することを特徴とする請求項２５に記載の画像復号プログラム。
【請求項２８】
前記非ゼロ係数復号手段は、復号済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値の和がＮのとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号することを特徴とする請求項２６に記載の画像復号プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像符号化装置、方法およびプログラム、並びに、画像復号装置、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像データ（静止画像データおよび動画像データ）の伝送や蓄積を効率よく行うために、従来から画像データを圧縮符号化技術により圧縮することが行われている。このような圧縮符号化技術としては、例えば、動画像データの場合はＭＰＥＧ１〜４やＨ．２６１〜Ｈ．２６４等の方式が広く用いられている。
【０００３】
これらの符号化方式では、符号化の対象となる画像データを複数のブロックに分割した上で符号化処理を行う。そして、符号化対象となる対象ブロック内の画素信号に対する予測信号を生成する。ここで予測信号を生成するための予測方法には、画面内の符号化済み領域の復号信号から予測する画面内予測と、過去に符号化した画面の復号信号から予測する画面間予測とがある。
【０００４】
このうち画面内予測としては、符号化の対象ブロックに隣接する既再生の画素値を所定の方向に外挿して予測信号を生成する方法がある（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００５】
一方、通常の画面間予測では、符号化の対象ブロックについて、その画素信号に類似する信号を既に再生済みの画面から探索するという方法で予測信号を生成する。そして、探索により得られた信号が構成する領域と対象ブロックとの間の空間的な変位量である動きベクトルを符号化する。
【０００６】
Ｈ．２６４では、画像の局所的な特徴の変化に対応するため、対象ブロック（例えば１６×１６）を異なるブロックサイズ（１６×１６に加えて、例えば８×８、８×１６、１６×８、８×４、４×８、４×４など）のサブブロックに分割し、サブブロック毎に予測信号を生成する方法が用いられている。Ｈ．２６４における予測ブロックサイズについては、例えば特許文献２に記載されている。
【０００７】
次に、対象ブロックの予測信号から対象ブロックの画素信号を差し引いた残差信号を生成し、離散コサイン変換等により周波数変換する。一般に、変換ブロック内の残差信号に起伏がなければ、周波数変換のブロックサイズは大きいほど変換効率が高い。しかしながら、予測ブロック境界は信号が不連続となるため、予測ブロック境界を跨ぐ残差信号をまとめた大きな残差ブロックに周波数変換を施すと、高周波成分が増加し、それにより符号化効率が低下する。そのため、周波数変換は、予測信号生成時と同じブロック単位又は予測信号生成時よりも小さいブロック単位で実施される。
【０００８】
そして、周波数変換された変換係数は量子化され、量子化変換係数としてエントロピー符号化される。各ブロックの量子化変換係数には０値が多く含まれる傾向があり、この傾向は予測効率が高くなるほど強くなる。０値係数を効率良く符号化する方法には、ゼロツリー符号化がある。この方法では、ブロック内の量子化変換数を木構造のリーフ（木構造の下端）にマッピングし、リーフの係数値に基づいて、木構造のノード（木構造の途中の分岐点）とリーフの状態（０または１）を更新する。そして、木構造の状態と非ゼロ量子化変換係数の値を符号化する。そのため、木構造のあるノードより下のノードとリーフが０値となるように、ブロック内の量子化変換係数を木構造のリーフにマップすることにより、値０の量子化変換係数を少ない符号量で纏めて符号化することが可能になる。ゼロツリー符号化については、例えば下記特許文献３に記載されている。
【０００９】
非ゼロ量子化変換係数については、例えば、高周波成分の係数から低周波成分の係数に向かって順に、各係数の絶対値と正負の符号が算術符号化される（算術符号化については例えば特許文献４に記載）。非ゼロ量子化変換係数の絶対値は図３に示すようにUnary方式のビット列に変換され、各binの値が用意された推定確率を用いてバイナリー算術符号化される。係数の正負も正を０、負を１として正負符号の推定確率を用いてバイナリー算術符号化される。
【００１０】
図４は周波数変換を４×４ブロック単位で行った場合の非ゼロ量子化変換係数の符号化の例である。ブロック３０１内のC[0]からC[15]は１６個の量子化変換係数を表している。各変換係数の絶対値のバイナリー算術符号化/復号には、それぞれその周波数成分の変換係数用に予め用意された推定確率P[0]からP[15]を用いる。非ゼロ量子化変換係数は、係数列３０２に示すように高周波成分から低周波成分に向かって逆ジグザグスキャンの順で並べてバイナリー算術符号化/復号する。
【００１１】
係数列３０２では、まずC[6]の絶対値“１”のUnary方式のビット列である“０”が確率P[6]にて算術符号化される。続いて正の符号を示す“０”が正負符号の推定確率で符号化される。
【００１２】
同様にC[3]、C[5]、C[8]、C[1]、C[0]の絶対値は図４に従ってUnary方式のビット列に変換され、変換された各ビットはそれぞれP[3]、P[5]、P[8]、P[1]、P[0]の推定確率を用いてバイナリー算術符号化/復号される。なお、各推定確率は符号化の過程において実際の符号化/復号した係数の確率に基づいて更新される。この更新処理は、符号化と復号側で同様の処理ができるため符号化処理と復号処理でミスマッチは発生しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許公報第６７６５９６４号
【特許文献２】米国特許公報第７００３０３５号
【特許文献３】米国特許公開公報２００６−１３３６８０号
【特許文献４】米国特許公報第６９０６６４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来技術では、非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化ならびに復号を、それぞれ、その周波数成分に割り当てられた固定の推定確率を用いて実施する。しかしながら、量子化変換係数の絶対値は画像の局所的特徴や予測符号化の予測性能によって変化するため、一般的には、ブロック内の各周波数成分とその量子化変換係数の絶対値には強い相関はない。そのため、従来技術では、特に、画面内の変化が激しい画像などで、十分な符号化効率が得られない場合がある。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、残差信号のエントロピー符号化を効率良く実施することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記課題を解決すべく、ブロック内の符号化/復号済みの量子化変換係数の数、または、当該量子化変換係数の絶対値に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化・復号に用いる推定確率を選択することにより、残差信号のエントロピー符号化を効率良く実施する。
【００１７】
即ち、本発明に係る画像符号化装置は、入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、前記領域の予測信号と画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、前記領域の残差信号を周波数変換して変換係数を生成する変換手段と、前記領域の変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する量子化手段と、前記領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を符号化するゼロ/非ゼロ係数情報符号化手段と、前記領域の非ゼロ量子化変換係数を符号化する非ゼロ係数符号化手段と、を備え、前記非ゼロ係数符号化手段は、前記領域内の符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の数に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化に用いる推定確率を選択する、ことを特徴とする。なお、このとき、非ゼロ係数符号化手段は、符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の数がＮ個のとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化する構成とすることが望ましい。
【００１８】
本発明に係る画像符号化装置は、前述した画像符号化装置以外に、以下の態様を採用することができる。即ち、本発明に係る画像符号化装置は、入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、前記領域の予測信号と画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、前記領域の残差信号を周波数変換して変換係数を生成する変換手段と、前記領域の変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する量子化手段と、前記領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を符号化するゼロ/非ゼロ係数情報符号化手段と、前記領域の非ゼロ量子化変換係数を符号化する非ゼロ係数符号化手段と、を備え、前記非ゼロ係数符号化手段は、前記領域内の符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化に用いる推定確率を選択する、ことを特徴とする。なお、このとき、非ゼロ係数符号化手段は、符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値の和がＮのとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化する構成とすることが望ましい。
【００１９】
上記のような画像符号化装置では、非ゼロ係数符号化手段は、前記確率モデルにおける推定確率の数がＭ個であり、上記ＮがＭより大きいとき、Ｍ番目の推定確率を用いて次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化する構成とすることが望ましい。
【００２０】
また、非ゼロ係数符号化手段は、高周波成分の係数から低周波成分の係数に向かう順で、非ゼロ量子化変換係数を符号化する構成とすることが望ましい。
【００２１】
本発明に係る画像復号装置は、圧縮データの中から、処理対象である対象領域の残差信号の符号化データを抽出するデータ解析手段と、前記領域の残差信号の符号化データから、領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を復号するゼロ/非ゼロ係数情報復号手段と、前記対象領域の残差信号の符号化データから、非ゼロ量子化変換係数を復号する非ゼロ係数復号手段と、前記領域内の復号した量子化変換係数を逆量子化して再生周波数変換係数を生成する逆量子化手段と、前記領域の再生周波数変換係数を逆変換して再生残差信号を復元する逆変換手段と、前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、前記領域の前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記領域の画素信号を復元する画像復元手段と、を備え、前記非ゼロ係数復号手段は、前記領域内の復号済みの非ゼロ量子化変換係数の数に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の復号に用いる推定確率を選択する、ことを特徴とする。なお、このとき、非ゼロ係数復号手段は、復号済みの非ゼロ量子化変換係数の数がＮ個のとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号する構成とすることが望ましい。
【００２２】
本発明に係る画像復号装置は、前述した画像復号装置以外に、以下の態様を採用することができる。即ち、本発明に係る画像復号装置は、圧縮データの中から、処理対象である対象領域の残差信号の符号化データを抽出するデータ解析手段と、前記領域の残差信号の符号化データから、領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を復号するゼロ/非ゼロ係数情報復号手段と、前記対象領域の残差信号の符号化データから、非ゼロ量子化変換係数を復号する非ゼロ係数復号手段と、前記領域内の復号した量子化変換係数を逆量子化して再生周波数変換係数を生成する逆量子化手段と、前記領域の再生周波数変換係数を逆変換して再生残差信号を復元する逆変換手段と、前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、前記領域の前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記領域の画素信号を復元する画像復元手段と、を備え、前記非ゼロ係数復号手段は、前記領域内の復号済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の復号に用いる推定確率を選択する、ことを特徴とする。なお、このとき、非ゼロ係数復号手段は、復号済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値の和がＮのとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号する構成とすることが望ましい。
【００２３】
上記のような画像復号装置では、非ゼロ係数復号手段は、前記確率モデルにおける推定確率の数がＭ個であり、上記ＮがＭより大きいとき、Ｍ番目の推定確率を用いて次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号する構成とすることが望ましい。
【００２４】
また、非ゼロ係数復号手段は、高周波成分の係数から低周波成分の係数に向かう順で、非ゼロ量子化変換係数を復号する構成とすることが望ましい。
【００２５】
ところで、上述した画像符号化装置に係る発明は、画像符号化方法に係る発明として捉えることもでき、以下のように記述することができる。
【００２６】
本発明に係る画像符号化方法は、画像符号化装置により実行される画像符号化方法であって、入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測ステップと、前記領域の予測信号と画素信号との残差信号を生成する残差信号生成ステップと、前記領域の残差信号を周波数変換して変換係数を生成する変換ステップと、前記領域の変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する量子化ステップと、前記領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を符号化するゼロ/非ゼロ係数情報符号化ステップと、前記領域の非ゼロ量子化変換係数を符号化する非ゼロ係数符号化ステップと、を備え、前記非ゼロ係数符号化ステップでは、前記画像符号化装置は、前記領域内の符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の数に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化に用いる推定確率を選択する、ことを特徴とする。なお、このとき、非ゼロ係数符号化ステップでは、前記画像符号化装置は、符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の数がＮ個のとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化することが望ましい。
【００２７】
本発明に係る画像符号化方法は、前述した画像符号化方法以外に、以下の態様を採用することができる。即ち、本発明に係る画像符号化方法は、画像符号化装置により実行される画像符号化方法であって、入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測ステップと、前記領域の予測信号と画素信号との残差信号を生成する残差信号生成ステップと、前記領域の残差信号を周波数変換して変換係数を生成する変換ステップと、前記領域の変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する量子化ステップと、前記領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を符号化するゼロ/非ゼロ係数情報符号化ステップと、前記領域の非ゼロ量子化変換係数を符号化する非ゼロ係数符号化ステップと、を備え、前記非ゼロ係数符号化ステップでは、前記画像符号化装置は、前記領域内の符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化に用いる推定確率を選択する、ことを特徴とする。なお、このとき、非ゼロ係数符号化ステップでは、前記画像符号化装置は、符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値の和がＮのとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化することが望ましい。
【００２８】
また、上述した画像復号装置に係る発明は、画像復号方法に係る発明として捉えることもでき、以下のように記述することができる。
【００２９】
本発明に係る画像復号方法は、画像復号装置により実行される画像復号方法であって、圧縮データの中から、処理対象である対象領域の残差信号の符号化データを抽出するデータ解析ステップと、前記領域の残差信号の符号化データから、領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を復号するゼロ/非ゼロ係数情報復号ステップと、前記対象領域の残差信号の符号化データから、非ゼロ量子化変換係数を復号する非ゼロ係数復号ステップと、前記領域内の復号した量子化変換係数を逆量子化して再生周波数変換係数を生成する逆量子化ステップと、前記領域の再生周波数変換係数を逆変換して再生残差信号を復元する逆変換ステップと、前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測ステップと、前記領域の前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、を備え、前記非ゼロ係数復号ステップでは、前記画像復号装置は、前記領域内の復号済みの非ゼロ量子化変換係数の数に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の復号に用いる推定確率を選択する、ことを特徴とする。なお、このとき、非ゼロ係数復号ステップでは、前記画像復号装置は、復号済みの非ゼロ量子化変換係数の数がＮ個のとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号することが望ましい。
【００３０】
本発明に係る画像復号方法は、前述した画像復号方法以外に、以下の態様を採用することができる。即ち、本発明に係る画像復号方法は、画像復号装置により実行される画像復号方法であって、圧縮データの中から、処理対象である対象領域の残差信号の符号化データを抽出するデータ解析ステップと、前記領域の残差信号の符号化データから、領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を復号するゼロ/非ゼロ係数情報復号ステップと、前記対象領域の残差信号の符号化データから、非ゼロ量子化変換係数を復号する非ゼロ係数復号ステップと、前記領域内の復号した量子化変換係数を逆量子化して再生周波数変換係数を生成する逆量子化ステップと、前記領域の再生周波数変換係数を逆変換して再生残差信号を復元する逆変換ステップと、前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測ステップと、前記領域の前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、を備え、前記非ゼロ係数復号ステップでは、前記画像復号装置は、前記領域内の復号済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の復号に用いる推定確率を選択する、ことを特徴とする。なお、このとき、非ゼロ係数復号ステップでは、前記画像復号装置は、復号済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値の和がＮのとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号することが望ましい。
【００３１】
ところで、上述した画像符号化装置に係る発明は、画像符号化プログラムに係る発明として捉えることもでき、以下のように記述することができる。
【００３２】
本発明に係る画像符号化プログラムは、コンピュータを、入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、前記領域の予測信号と画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、前記領域の残差信号を周波数変換して変換係数を生成する変換手段と、前記領域の変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する量子化手段と、前記領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を符号化するゼロ/非ゼロ係数情報符号化手段と、前記領域の非ゼロ量子化変換係数を符号化する非ゼロ係数符号化手段、として動作させ、前記非ゼロ係数符号化手段は、前記領域内の符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の数に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化に用いる推定確率を選択する、ことを特徴とする。なお、このとき、非ゼロ係数符号化手段は、符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の数がＮ個のとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化することが望ましい。
【００３３】
本発明に係る画像符号化プログラムは、前述した画像符号化プログラム以外に、以下の態様を採用することができる。即ち、本発明に係る画像符号化プログラムは、コンピュータを、入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、前記領域の予測信号と画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、前記領域の残差信号を周波数変換して変換係数を生成する変換手段と、前記領域の変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する量子化手段と、前記領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を符号化するゼロ/非ゼロ係数情報符号化手段と、前記領域の非ゼロ量子化変換係数を符号化する非ゼロ係数符号化手段、として動作させ、前記非ゼロ係数符号化手段は、前記領域内の符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化に用いる推定確率を選択する、ことを特徴とする。なお、このとき、非ゼロ係数符号化手段は、符号化済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値の和がＮのとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を符号化することが望ましい。
【００３４】
また、上述した画像復号装置に係る発明は、画像復号プログラムに係る発明として捉えることもでき、以下のように記述することができる。
【００３５】
本発明に係る画像復号プログラムは、コンピュータを、圧縮データの中から、処理対象である対象領域の残差信号の符号化データを抽出するデータ解析手段と、前記領域の残差信号の符号化データから、領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を復号するゼロ/非ゼロ係数情報復号手段と、前記対象領域の残差信号の符号化データから、非ゼロ量子化変換係数を復号する非ゼロ係数復号手段と、前記領域内の復号した量子化変換係数を逆量子化して再生周波数変換係数を生成する逆量子化手段と、前記領域の再生周波数変換係数を逆変換して再生残差信号を復元する逆変換手段と、前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、前記領域の前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記領域の画素信号を復元する画像復元手段、として動作させ、前記非ゼロ係数復号手段は、前記領域内の復号済みの非ゼロ量子化変換係数の数に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の復号に用いる推定確率を選択する、ことを特徴とする。なお、このとき、非ゼロ係数復号手段は、復号済みの非ゼロ量子化変換係数の数がＮ個のとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号することが望ましい。
【００３６】
本発明に係る画像復号プログラムは、前述した画像復号プログラム以外に、以下の態様を採用することができる。即ち、本発明に係る画像復号プログラムは、コンピュータを、圧縮データの中から、処理対象である対象領域の残差信号の符号化データを抽出するデータ解析手段と、前記領域の残差信号の符号化データから、領域内の各量子化変換係数がゼロ係数か非ゼロ係数かを示す情報を復号するゼロ/非ゼロ係数情報復号手段と、前記対象領域の残差信号の符号化データから、非ゼロ量子化変換係数を復号する非ゼロ係数復号手段と、前記領域内の復号した量子化変換係数を逆量子化して再生周波数変換係数を生成する逆量子化手段と、前記領域の再生周波数変換係数を逆変換して再生残差信号を復元する逆変換手段と、前記領域に含まれる画素信号に対する予測信号を生成する予測手段と、前記領域の前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記領域の画素信号を復元する画像復元手段、として動作させ、前記非ゼロ係数復号手段は、前記領域内の復号済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値に基づいて、複数の推定確率から成る確率モデルから、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の復号に用いる推定確率を選択する、ことを特徴とする。なお、このとき、非ゼロ係数復号手段は、復号済みの非ゼロ量子化変換係数の絶対値の和がＮのとき、複数の推定確率から成る確率モデルからＮ番目の推定確率を用いて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値を復号することが望ましい。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、ブロック内の過去に符号化した量子化変換係数の状況に応じて非ゼロ量子化変換係数の符号化・復号に用いる推定確率を選択できるため、残差信号のエントロピー符号化を効率良く実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態に係る画像符号化装置のブロック図である。
【図２】量子化変換係数からゼロツリーへのマッピング処理を示す模式図である。
【図３】非ゼロ量子化変換係数の絶対値をUnary方式のビット列に変換するための対応表である。
【図４】従来の非ゼロ量子化変換係数の符号化/復号に用いる推定確率選択処理を説明する模式図である。
【図５】本発明の非ゼロ量子化変換係数の符号化/復号に用いる推定確率選択処理を説明する模式図である。
【図６】本実施形態に係る画像符号化方法を説明するための流れ図である。
【図７】本実施形態に係る非ゼロ量子化変換係数の符号化手順を説明するための流れ図である。
【図８】本実施形態に係る画像復号装置のブロック図である。
【図９】本実施形態に係る画像復号方法を説明するための流れ図である。
【図１０】本実施形態に係る非ゼロ量子化変換係数の復号手順を説明するための流れ図である。
【図１１】記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成図である。
【図１２】図１１のコンピュータの斜視図である。
【図１３】画像符号化プログラムのモジュール構成例を示すブロック図である。
【図１４】画像復号プログラムのモジュール構成例を示すブロック図である。
【図１５】本実施形態における非ゼロ量子化変換係数の符号化・復号に用意される確率モデルを説明するためのグラフである。
【図１６】本発明の非ゼロ量子化変換係数の符号化/復号に用いる推定確率選択処理の別の例を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１６を用いて説明する。
（画像符号化装置について）
図１には、本発明に係る画像符号化装置１００のブロック図を示す。画像符号化装置１００は、入力端子１０１、ブロック分割器１０２、差分器１０３、変換器１０４、量子化器１０５、ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー符号化器１０６、非ゼロ係数エントロピー符号化器１０７、フレームメモリ１０８、逆量子化器１０９、逆変換器１１０、加算器１１２、予測器１１３、予測パラメータ符号化器１１５および出力端子１１４を備えている。
【００４０】
以下、上記のように構成された画像符号化装置１００の動作を述べる。複数枚の画像からなる動画像の信号は入力端子１０１に入力される。符号化の対象となる画像はブロック分割器１０２にて、複数の領域に分割される。本実施形態では一例として、８×８の画素からなるブロックに分割されるが、それ以外のブロックのサイズまたは形に分割してもよい。
【００４１】
次に、符号化処理の対象となる領域（以下「対象ブロック」とよぶ）は、差分器１０３に入力される。
【００４２】
予測器１１３は、対象ブロックの画素信号に対する予測信号を生成し、差分器１０３に出力する。予測方法には、画面間予測と画面内予測がある。画面間予測では、過去に符号化されたのちに復元された再生画像を参照画像として、当該参照画像から、サブブロックに対する誤差の最も小さい予測信号を与える動き情報を求める。一方、画面内予測では、サブブロックに空間的に隣接する既再生の画素値を用いた所定の方法に基づくコピー処理（サブブロック内の各画素の位置へのコピー処理）により画面内予測信号を生成する。具体的な予測信号の生成方法については本発明では限定しない。予測信号の生成に要する付加情報（予測方法、動き情報など）は予測パラメータ符号化器１１５にてエントロピー符号化（算術符号、可変長符号など）され、出力端子１１４に出力される。
【００４３】
差分器１０３は、対象ブロックの画像信号と予測信号との差分を算出することで対象ブロックの残差信号を生成し、変換器１０４に出力する。
【００４４】
残差信号は、４個の４×４画素のサブブロック毎に変換器１０４にて離散コサイン変換され、変換後の各サブブロックの変換係数は量子化器１０５に出力される。なお、本実施形態ではサブブロックのサイズを４×４画素としているがそれ以外のサイズでもよい。また分割しなくてもよい。
【００４５】
量子化器１０５は、サブブロックの変換係数を量子化することで量子化変換係数を生成し、ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー符号化器１０６と非ゼロ係数エントロピー符号化器１０７に出力する。同時に、各サブブロックの量子化変換係数は逆量子化器１０９に出力される。
【００４６】
ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー符号化器１０６は、サブブロック内の各量子化変換係数のゼロ値・非ゼロ値の状態をエントロピー符号化し、非ゼロ係数エントロピー符号化器１０７はサブブロック内の非ゼロ量子化変換係数の値をエントロピー符号化する。符号化データは、残差信号の符号化データとして出力端子１１４経由で出力される。エントロピー符号化は、本実施形態では算術符号化として説明する。以下、ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー符号化器１０６および非ゼロ係数エントロピー符号化器１０７それぞれによるエントロピー符号化について、説明する。
【００４７】
ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー符号化器１０６は、各サブブロックについて、量子化変換係数を、予め用意された木構造のリーフにマッピングし、各リーフの係数値に従って木構造のノードとリーフの状態を更新する。そして、木構造のノードとリーフの状態をエントロピー符号化する。
【００４８】
ここで、木構造、サブブロック分割およびゼロツリー符号化について説明する。本実施形態では、対象ブロックが８×８画素で対象ブロックを１６画素から成る４つのサブブロックに分割する方法を例にして説明する。
【００４９】
木構造の生成方法を図２にて説明する。木構造では、ｘ印でしめす分岐点を「ノード」と呼び、数字で示す木の下端を「リーフ」と呼ぶ。ノードとリーフの状態は０または１の値で示され、各ノードの状態は、２つの枝先のノードあるいはリーフの状態によって決定する。ｘで示したあるノード（対象ノード）について、枝先の２つのノード（あるいはリーフ）の状態が共に０のときは対象ノードの状態は０となり、２つの枝先のノード（あるいはリーフ）の状態のいずれか一方あるいは両方が１のときは対象ノードの状態は１となる。
【００５０】
サブブロック６１の数字は各量子化変換係数のサブブロック内の位置を示しており、木構造のツリー６２の数字に対応する。サブブロック６１の各量子化変換係数をツリー６２の同じ数字のリーフにマッピングする。各リーフの状態は、マッピングされた量子化変換係数が非ゼロの場合は１、ゼロの場合は０となる。リーフの状態が決まると、木構造の右下から左上に向かってｘ印のノードの状態は順に決まる。よって、ｘの状態が０の場合には、当該ノードを起点とする木に属するリーフに対応する量子化変換係数の値がすべて０であることが分かる。
【００５１】
ゼロツリー符号化では、木構造のノードとリーフの状態を予め定めた手順（例えば、ｘ印を左上から右下に向かって順にサーチすること）で符号化する。この際、あるノードの状態が０であれば、そのノードを起点とする木に属するノードとリーフの状態はすべて０となるので、それらのノードとリーフの状態は符号化する必要がない。したがって、木構造のリーフと各量子化変換係数の対応を示すマップは、量子化変換係数のゼロ係数が少ない符号量で効率良く符号化されるように、決定される。ここで、確率モデルとは、１つの符号化要素（ここではノード）が０になる確率（あるいは１になる確率）を各符号化要素（ここではノードならびにリーフ）について設定したものである。なお、予め定めておけば、複数のノードとリーフの状態の符号化に同じ確率モデルを用いても良い。また、算術符号の場合、確率モデルは、発生した符号に基づいて更新されてもよい。
【００５２】
このように、ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー符号化器１０６は、ノードとリーフの状態をエントロピー符号化する。そして、対象ブロックにおけるノードとリーフの状態の符号化データを出力端子１１４に出力する。
【００５３】
非ゼロ係数エントロピー符号化器１０７は、入力された対象ブロックにおけるサブブロック内の非ゼロ量子化変換係数を符号化し、出力端子１１４に出力する。
【００５４】
図５を用いて、本発明における非ゼロ量子化変換係数の符号化方法を説明する。
【００５５】
非ゼロ量子化変換係数の符号化については、高周波成分の係数から低周波成分の係数に向かって順に、各係数の絶対値と正負の符号を算術符号化する。具体的には、非ゼロ量子化変換係数の絶対値を図３に示すようにUnary方式のビット列に変換する。サブブロック内の各量子化変換係数をバイナリー化したビット列の符号化に用いる確率モデルには、０の生起確率が異なる複数の推定確率が用意される。そして、各binの値を、サブブロック内のそれまでに符号化した変換係数の絶対値に基づいて選択した推定確率でバイナリー算術符号化する。係数の正負も正を0、負を1として正負符号の推定確率を用いて算術符号化する。
【００５６】
図５は、周波数変換を４×４ブロック単位で行った場合について、非ゼロ量子化変換係数の符号化/復号時の推定確率選択処理を示している。ブロック３０１内のC[0]からC[15]は１６個の量子化変換係数を表している（[]内はブロック内量子化変換係数の位置を識別するインデックス）。各変換係数の絶対値のバイナリー算術符号化/復号に用いる確率モデルとしては、バイナリー値が０である頻度が異なる１６個の推定確率(P[0]からP[15]；[]内は推定確率を識別するインデックス)を用意する。本実施形態では、P[0]からP[15]へ向かうにしたがって０値の生起確率が小さくなるよう設定された１６個の推定確率が用意されている。図１５は、この確率モデルの初期データを示す。図１５の横軸は推定確率のインデックスを、縦軸は次の符号化/復号対象のbinが０となる確率を、それぞれ表している。
【００５７】
非ゼロ量子化変換係数は、係数列３０２に示すように高周波成分から低周波成分に向かって逆ジグザグスキャンの順で並べてバイナリー算術符号化/復号する。
【００５８】
係数列３０２の例では、まず、逆ジグザグスキャンの順で係数列をサーチし、非ゼロの係数を検出する（図５の例ではC[6]）。そして、C[6]の絶対値“１”のUnary方式のビット列である“０”を確率P[0]にて算術符号化/復号する。続いて正の符号を示す“０”を正負符号の推定確率（例えば、符号が正である確率）で符号化/復号する。なお、最初は、１６個の推定確率のうち、P[0]から始まる。
【００５９】
第２に、C[6]から逆ジグザグスキャン順で係数列をサーチし、非ゼロの係数を検出する（図５の例ではC[3]）。そして、C[3]の絶対値“１”のUnary方式のビット列である“０”を確率P[1]にて算術符号化/復号する。この際、直前に符号化/復号した係数の絶対値が１であるため、その符号化/復号にはP[0]のインデックスに１を加えたP[1]を用いる。続いて正の符号を示す“１”を正負符号の推定確率で符号化/復号する。
【００６０】
同様に第３に、C[3]から逆ジグザグスキャン順で係数列をサーチし、非ゼロの係数を検出する（図５の例ではC[5]）。そして、C[5]の絶対値“２”のUnary方式のビット列である“１０”の各binを確率P[2]にて算術符号化/復号し、続いて正の符号を示す“０”を正負符号の推定確率で符号化/復号する。この際、直前に符号化/復号した係数の絶対値が１であるため、その符号化/復号にはP[1]のインデックスに１を加えたP[2]を用いる。
【００６１】
第４に、C[5]から逆ジグザグスキャン順で係数列をサーチし、非ゼロの係数を検出する（図５の例ではC[8]）。そして、C[8]の絶対値“３”のUnary方式のビット列である“１１０”を確率P[4]にて算術符号化/復号し、続いて正の符号を示す“０”を正負符号の推定確率で符号化/復号する。この際、直前に符号化/復号した係数の絶対値が２であるため、その符号化/復号にはP[2]のインデックスに２を加えたP[4]を用いる。
【００６２】
第５に、C[8]から逆ジグザグスキャン順で係数列をサーチし、非ゼロの係数を検出する（図５の例ではC[1]）。そして、C[1]の絶対値“１”のUnary方式のビット列である“０”を確率P[7]にて算術符号化/復号し、続いて正の符号を示す“０”を正負符号の推定確率で符号化/復号する。この際、直前に符号化/復号した係数の絶対値が３であるため、その符号化/復号にはP[4]のインデックスに３を加えたP[7]を用いる。
【００６３】
最後に、C[1]から逆ジグザグスキャン順で係数列をサーチし、非ゼロの係数を検出する（図５の例ではC[0]）。そして、C[0]の絶対値“４”のUnary方式のビット列である“１１１０”を確率P[8]にて算術符号化/復号し、続いて正の符号を示す“０”を正負符号の推定確率で符号化/復号する。この際、直前に符号化/復号した係数の絶対値が１であるため、その符号化/復号にはP[7]のインデックスに１を加えたP[8]を用いる。
【００６４】
このように、直前に符号化/復号した量子化変換係数の絶対値に基づいて、次の量子化変換係数の絶対値を符号化/復号する際の推定確率を選択する。なお、次に使用する推定確率のインデックスが確率モデルに用意された最大値（本実施形態では１５）を超えてしまった場合には、図５に示すようにP[15]を繰り返し用いる。
【００６５】
ここでは、サブブロック内の符号化/復号済みバイナリー値の数に基づいて次の量子化変換係数の絶対値の符号化/復号に用いる推定確率を選択している。例えば、直前に符号化/復号した量子化変換係数の絶対値が２のとき（上記のC[5]の例）、次の量子化変換係数の絶対値（上記のC[8]の例）を符号化/復号するときには、直前の量子化変換係数の絶対値の符号化/復号に用いたP[x]のインデックス（この例ではx=2）に２を加えたP[x+2]を用いる。
【００６６】
図５の方法とは別の例として、サブブロック内の符号化/復号済み量子化変換係数の数に基づいて、次の非ゼロ量子化変換係数の符号化/復号に用いる推定確率を選択する方法がある。図１６に、当該別の例を示す。図１６では、直前の係数をP[x]で符号化/復号した場合（例えばC[6]をP[0]で符号化/復号）、次に符号化/復号する係数にはP[x+1]が用いられる（C[3]をP[1]で符号化/復号）。つまり、用いられる推定確率のインデックスは１つずつ加算され、これにより、符号化/復号済み量子化変換係数の数に対応したインデックスの推定確率が選択されることになる。
【００６７】
また、各推定確率は符号化/復号の過程において、初期データから実際の符号化/復号した係数の頻度に基づいて更新されてもよい。この更新処理は、符号化/復号と復号側で同様の処理ができるため符号化処理と復号処理でミスマッチは発生しない。
【００６８】
逆量子化器１０９は、各サブブロックの量子化変換係数を逆量子化して変換係数を復元し、逆変換器１１０に出力する。
【００６９】
逆変換器１１０は、各サブブロックの変換係数を逆変換して残差信号を復元し、加算器１１２に出力する。
【００７０】
加算器１１２は、各サブブロックの復元した残差信号と対象ブロックの予測信号とを加算して対象ブロックの再生信号を復元する。
【００７１】
復元された再生信号は、フレームメモリ１０８に出力され、予測処理に用いる参照画像として保存される。
【００７２】
（画像符号化方法について）
以下、図６を用いて、画像符号化装置１００により実行される画像符号化方法に係る処理を説明する。図は１ブロック分の符号化処理を示している。ここでは、対象ブロックを８×８画素のブロックとする。
【００７３】
まず、予測器１１３は、対象ブロックの予測信号を生成し、予測信号の生成に要する付加情報を符号化する（Ｓ１０１）。続いて、差分器１０３は、４×４画素のサブロック毎に、対象ブロックの予測信号と画像信号との残差信号を生成する。変換器１０４は４×４画素のサブロック毎に残差信号の変換を行い、量子化器１０５は４×４画素のサブロック毎に上記変換後の残差信号の量子化を行い、それにより量子化変換係数を生成する（Ｓ１０２）。
【００７４】
次に、ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー符号化器１０６は、図２にて説明した処理により、サブブロック６１の量子化変換係数を木構造６２のリーフにマッピングし、各リーフの係数値にしたがって、木構造のノードとリーフの状態を更新する。そして、木構造のリーフとノードの状態を符号化する（Ｓ１０３）。
【００７５】
次に、非ゼロ係数エントロピー符号化器１０７は、図５に示す推定確率選択処理に基づいて、サブブロックの量子化変換係数のうち非ゼロ係数を符号化する（Ｓ１０４）。詳細は後述する。
【００７６】
次に、逆量子化器１０９は各サブブロックの量子化変換係数に逆量子化を行い、逆変換器１１０は上記逆量子化後の量子化変換係数に逆変換を行い、それにより各サブブロックの残差信号を復元する（Ｓ１０５）。
【００７７】
次に、加算器１１２は、対象ブロックの予測信号と各サブブロックの残差信号とを加算することにより対象ブロックの再生信号を復元する（Ｓ１０６）。
【００７８】
最後に、画像符号化装置１００は、符号化した木構造のゼロツリー符号化データおよび非ゼロ量子化変換係数の符号化データと、予測信号の生成に用いる付加情報の符号化データとを出力端子１１４から出力する（Ｓ１０７）。
【００７９】
図７は、非ゼロ係数エントロピー符号化器１０７により実行される、１つの４×４画素のサブブロックに対する量子化変換係数の非ゼロ係数符号化処理（図６のステップＳ１０４の処理）を示している。図７のフローチャートにおけるZ[k]は、図５の量子化変換係数ブロック３０１の各係数のインデックスｋを、逆ジグザグスキャンにより係数列３０２に変換したときの変換後のインデックスZ[k]を表す。変換前のインデックスｋと変換後のインデックスZ[k]の対応は、図５の表３０３に示されている。
【００８０】
最初に、非ゼロ係数エントロピー符号化器１０７は、サブブロック内の量子化変換係数の符号化順序を示すkと、推定確率のインデックスを示すmを、０に初期化する（Ｓ５０１）。
【００８１】
次に、非ゼロ係数エントロピー符号化器１０７は、図５に示す量子化変換係数C[Z[k]]を読み込み（Ｓ５０２）、その値が０であるときには、Ｓ５０８に進み、０でないときにはＳ５０４に進む（Ｓ５０３）。
【００８２】
Ｓ５０４では、非ゼロ係数エントロピー符号化器１０７は、C[Z[k]]の絶対値に対応するビット列をP[m]でバイナリー算術符号化し、続いて、C[Z[k]の正負符号のバイナリー値を符号化する。バイナリー算術符号化については図５にて説明済みであるため、ここでは詳細を割愛する。
【００８３】
非ゼロ係数エントロピー符号化器１０７は、Ｓ５０５では、mにC[Z[k]]の絶対値を加算してmの値を更新し、Ｓ５０６では、mの値が16以上か否かを調べる。ここで、mの値が16以上のときにはＳ５０７にてmの値を15に設定し、mの値が15より小さいときはＳ５０８にて、次の量子化変換係数の符号化のために、kの値に１を加える。
【００８４】
以降、kの値が16となり、サブブロック内のすべての量子化変換係数の符号化が終了するまで、Ｓ５０２からＳ５０８までの処理を繰り返す（Ｓ５０９）。
【００８５】
なおステップＳ５０５では、mにC[Z[k]]の絶対値を加算してmの値を更新しているが、C[Z[k]]の絶対値に代わり、１を加算するようにしてもよい。
【００８６】
（画像復号装置について）
図８には、本発明に係る画像復号装置９００のブロック図を示す。画像復号装置９００は、入力端子９０１、データ解析器９０２、ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー復号器９０３、非ゼロ係数エントロピー復号器９０４、逆量子化器９０６、逆変換器９０７、加算器９０８、フレームメモリ９１０、予測パラメータ復号器９０５、予測器９１１および出力端子９０９を備えている。
【００８７】
以下、上記のように構成された画像復号装置９００の動作を述べる。符号化されたビットストリームが入力端子９０１に入力されると、データ解析器９０２は、処理対象の対象ブロックを復号するために必要な符号化データをビットストリームから切り出す。そして、データ解析器９０２は、次の復号対象となる８×８画素（本発明のブロックサイズは８×８には限定されない）の対象ブロックに関する符号化データを、残差信号の符号化データ（即ち、木構造のノードとリーフの状態をゼロツリー符号化して得られた符号化データ、および非ゼロ量子化変換係数の符号化データ）と、予測信号の生成に要する付加情報の符号化データとに分離する。木構造のノードとリーフの状態をゼロツリー符号化して得られた符号化データは、ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー復号器９０３に出力され、非ゼロ量子化変換係数の符号化データは、非ゼロ係数エントロピー復号器９０４に出力され、予測信号の生成に要する付加情報の符号化データは、予測パラメータ復号器９０５に出力される。
【００８８】
ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー復号器９０３は、対象ブロック内の各サブブロック（ここでは、サブブロックのサイズは４×４画素とするが、このサイズには限定されない）の木構造のノードとリーフの状態をエントロピー復号する。そして、ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー復号器９０３は、復号されたリーフの状態が１を示す量子化変換係数（非ゼロ量子化変換係数）の情報をラインＬ９０３経由で非ゼロ係数エントロピー復号器９０４に出力する。
【００８９】
非ゼロ係数エントロピー復号器９０４は、ラインＬ９０３経由で入力される量子化変換係数のゼロ/非ゼロ情報に基づいて、入力された非ゼロ量子化変換係数の符号化データをエントロピー復号し、量子化変換係数の値を復元する。復元された各サブブロックの量子化変換係数の復号値は、逆量子化器９０６に出力される。
【００９０】
非ゼロ量子化変換係数の復号については、高周波成分の係数から低周波成分の係数に向かって順に、各係数の絶対値と正負の符号を算術復号する。具体的には、まず、サブブロック内のそれまでに復号した変換係数の絶対値に基づいて次の変換係数の復号に用いる推定確率を選択する。次に、選択した推定確率を用いて、図３に示すUnary方式のビット列のいずれかに合致するまで、binをバイナリー算術復号する。そして、図３に従い、非ゼロ量子化変換係数の絶対値が決定される。続いて、係数の正負も正を0、負を1として正負符号の推定確率を用いて算術復号する。非ゼロ量子化変換係数の復号処理ならびに非ゼロ係数エントロピー復号器９０４における非ゼロ量子化変換係数の復号時の推定確率選択処理については、図５と図１５と図１６に基づき説明済みのため、ここでは詳細な説明を割愛する。
【００９１】
逆量子化器９０６は、各サブブロックの量子化変換係数の復号値を逆量子化し、各サブブロックの変換係数を復元する。逆変換器９０７は、各サブブロックの変換係数を逆変換することで再生残差信号を生成する。
【００９２】
一方、予測パラメータ復号器９０５は、予測信号の生成に要する付加情報の符号化データを復元し、続いて予測器９１１は対象ブロックの予測信号を生成する。
【００９３】
加算器９０８は、各サブブロックの再生残差信号と対象ブロックの予測信号とを加算して対象ブロックの再生信号を復元する。復元された再生信号はフレームメモリ９１０に出力され、予測処理に用いる参照画像として保存される。
【００９４】
（画像復号方法について）
以下、図９を用いて、画像復号装置９００により実行される画像復号方法に係る処理を説明する。図は１ブロック分の復号処理を示している。ここでは、対象ブロックを８×８画素のブロックとする。
【００９５】
まず、画像復号装置９００では、圧縮データが入力されると（Ｓ９０１）、データ解析器９０２が対象ブロックの符号化データを抽出する（Ｓ９０２）。即ち、ここでは、対象ブロックの各サブブロック（４×４画素）に関する木構造のノードとリーフの状態の符号化データと、非ゼロ量子化変換係数（木構造で状態が１のリーフに対応する係数）の符号化データと、予測信号の生成に要する付加情報の符号化データとが抽出される。そして、木構造のノードとリーフの状態の符号化データはゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー復号器９０３に出力され、非ゼロ量子化変換係数の符号化データは非ゼロ係数エントロピー復号器９０４に出力され、付加情報の符号化データは予測パラメータ復号器９０５に出力される。
【００９６】
予測パラメータ復号器９０５は、付加情報の符号化データを復号し、予測器９１１は、予測パラメータ復号器９０５にて復号された付加情報に基づいて、対象ブロックの予測信号を生成する（Ｓ９０３）。
【００９７】
続いて、ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー復号器９０３は、各サブブロック（４×４画素）に関する木構造のノードとリーフの状態の符号化データを復号し、木構造のノードとリーフの状態を復元する（Ｓ９０４）。
【００９８】
非ゼロ係数エントロピー復号器９０４は、復号された各サブブロックの木構造のノードとリーフの状態に基づいて、リーフの状態が１を示す量子化変換係数（非ゼロ量子化変換係数）の値を復元する（Ｓ９０５）。非ゼロ量子化変換係数の復号については後述する。
【００９９】
また、逆量子化器９０６は、各サブブロックの量子化変換係数に対し逆量子化を行い、逆変換器９０７は、逆量子化後の量子化変換係数に対し逆変換を行い、それにより残差信号を復元する（Ｓ９０６）。
【０１００】
最後に、加算器９０８は、復元された残差信号に予測信号を加算して対象ブロックの再生信号を復元する。復元された再生信号は、フレームメモリ９１０に一時格納される（Ｓ９０７）。
【０１０１】
図１０は、非ゼロ係数エントロピー復号器９０４により実行される、１つの４×４画素のサブブロックに対する量子化変換係数の非ゼロ係数復号処理（図９のステップＳ９０５の処理）を示している。図１０のフローチャートにおけるZ[k]は、図５の量子化変換係数ブロック３０１の各係数のインデックスｋを、逆ジグザグスキャンにより係数列３０２に変換したときの変換後のインデックスZ[k]を表す。変換前のインデックスｋと変換後のインデックスZ[k]の対応は、図５の表３０３に示されている。
【０１０２】
最初に、非ゼロ係数エントロピー復号器９０４は、サブブロック内の量子化変換係数の復号順序を示すkと、推定確率のインデックスを示すmを、０に初期化する（Ｓ６０１）。
【０１０３】
次に、非ゼロ係数エントロピー復号器９０４は、図５に示す量子化変換係数C[Z[k]]に対応する木構造のリーフの値leaf[Z[k]]を読み込み（Ｓ６０２）、その値が０であるときにはＳ６０８にてC[Z[k]]の値を０で復号し、０でないときにはＳ６０４に進む（Ｓ６０３）。
【０１０４】
Ｓ６０４では、非ゼロ係数エントロピー復号器９０４は、C[Z[k]]の絶対値をP[m]でバイナリー算術復号し、続いて、C[Z[k]の正負符号のバイナリー値を復号する。バイナリー算術復号については図５にて説明済みであるため、ここでは詳細を割愛する。
【０１０５】
そして、非ゼロ係数エントロピー復号器９０４は、Ｓ６０５ではmにC[Z[k]]の絶対値を加算してmの値を更新し、Ｓ６０６では、mの値が16以上か否かを調べる。ここで、mの値が16以上のときにはＳ６０７にてmの値を15に設定し、mの値が15より小さいときはＳ６０９にて、次の量子化変換係数の符号化のために、kの値に１を加える。
【０１０６】
以降、kの値が16となり、サブブロック内のすべての量子化変換係数の符号化が終了するまで、Ｓ６０２からＳ６０９までの処理を繰り返す（Ｓ６１０）。
【０１０７】
なおステップＳ６０５では、mにC[Z[k]]の絶対値を加算し、mの値を更新しているが、C[Z[k]]の絶対値に代わり、１を加算するようにしてもよい。
【０１０８】
（変形例）
上記では、非ゼロ量子化変換係数の符号化と復号を高周波成分から低周波成分に向けて逆ジグザグスキャンの順で実施されているが、この順番には限定されない。例えば、ブロック３０１内の係数をラスタスキャン順（ブロック３０１では、C[0],C[1],C[2]…の順）、ジグザグスキャン順（ブロック３０１では、C[0],C[1],C[4],C[8]…の順、係数列３０２の逆）、逆ラスタスキャン順などでも本発明は適用可能である。
【０１０９】
上記では、用意している確率モデル（P[0]〜P[15]にて構成）を一通りとしているが、予測方法やブロックサイズなどに応じて個別に用意してもよい。また、確率モデルに含まれる推定確率の個数はブロック内の変換係数の数と同じにする必要はない。符号化側と復号側で同じ確率モデルを有していれば、推定確率は任意の数であっても、本発明は実施することができる。
【０１１０】
また、上記では、選択する推定確率の番号が用意した推定確率より大きくなってしまった場合、最も０の生起頻度が低い推定確率を選択しているが、任意の推定確率を予め定めておいても良いし、別途推定確率を用意しておいても良い。
【０１１１】
上記では、量子化変換係数をUnary方式でバイナリー符号に変換しているが、別の方法でよい。例えば、値のレベルを制限したTruncated  unary方式、値のレベルを２段階に分けるConcatenated  unary方式や固定長方式などでも本発明は適用可能である。
【０１１２】
上記では、算術符号化を用いているが、可変長符号化でも本発明は適用可能である。この場合、例えば、ブロック内の符号化/復号済み量子化変換係数の数や絶対値に基づいて、複数用意された可変長符号表から、次の量子化変換係数の符号化/復号に用いる符号表を用いる。
【０１１３】
上記では、ブロック内の量子化変換係数のゼロ/非ゼロ係数の状態をゼロツリー符号化にて符号化しているが、この方法には限定されない。例えば、ブロック内の非ゼロ係数の数と位置を符号化する方法などでもよいし、ブロック内の連続するゼロの数を符号化するゼロラン符号化などを用いてもよい。
【０１１４】
（画像符号化プログラム、画像復号プログラムについて）
画像符号化装置に係る発明は、コンピュータを画像符号化装置として機能させるための画像符号化プログラムに係る発明として捉えることができる。あるいは、本実施形態に係る画像符号化方法をプログラムとして記録媒体に格納して提供することもできる。また、画像復号装置に係る発明は、コンピュータを画像復号装置として機能させるための画像復号プログラムに係る発明として捉えることができる。あるいは、本実施形態に係る画像復号方法をプログラムとして記録媒体に格納して提供することもできる。
【０１１５】
画像符号化プログラム及び画像復号プログラムは、例えば、記録媒体に格納されて提供される。記録媒体としては、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体、あるいはＲＯＭ等の記録媒体、あるいは半導体メモリ等が例示される。
【０１１６】
図１３には、コンピュータを画像符号化装置として機能させるための画像符号化プログラムのモジュールを示す。図１３に示すように、画像符号化プログラムＰ１００は、入力モジュールＰ１０１、ブロック分割モジュールＰ１０２、差分モジュールＰ１０３、変換モジュールＰ１０４、量子化モジュールＰ１０５、ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー符号化モジュールＰ１０６、非ゼロ係数エントロピー符号化モジュールＰ１０７、記憶モジュールＰ１０８、逆量子化モジュールＰ１０９、逆変換モジュールＰ１１０、加算モジュールＰ１１２、予測モジュールＰ１１３、出力モジュールＰ１１４、および予測パラメータ符号化モジュールＰ１１５を備えている。
【０１１７】
上記各モジュールが実行されることにより実現される機能は、上述した図１の画像符号化装置１００の機能と同じである。即ち、機能面において、図１１の入力モジュールＰ１０１は図１の入力端子１０１に、ブロック分割モジュールＰ１０２はブロック分割器１０２に、差分モジュールＰ１０３は差分器１０３に、変換モジュールＰ１０４は変換器１０４に、量子化モジュールＰ１０５は量子化器１０５に、ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー符号化モジュールＰ１０６はゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー符号化器１０６に、非ゼロ係数エントロピー符号化モジュールＰ１０７は非ゼロ係数エントロピー符号化器１０７に、記憶モジュールＰ１０８はフレームメモリ１０８に、逆量子化モジュールＰ１０９は逆量子化器１０９に、逆変換モジュールＰ１１０は逆変換器１１０に、加算モジュールＰ１１２は加算器１１２に、予測モジュールＰ１１３は予測器１１３に、出力モジュールＰ１１４は出力端子１１４に、予測パラメータ符号化モジュールＰ１１５は予測パラメータ符号化器１１５に、それぞれ相当する。
【０１１８】
図１４には、コンピュータを画像復号装置として機能させるための画像復号プログラムのモジュールを示す。図１４に示すように、画像復号プログラムＰ９００は、入力モジュールＰ９０１、データ解析モジュールＰ９０２、ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー復号モジュールＰ９０３、非ゼロ係数エントロピー復号モジュールＰ９０４、予測パラメータ復号モジュールＰ９０５、逆量子化モジュールＰ９０６、逆変換モジュールＰ９０７、加算モジュールＰ９０８、出力モジュールＰ９０９、記憶モジュールＰ９１０、および予測モジュールＰ９１１を備えている。
【０１１９】
上記各モジュールが実行されることにより実現される機能は、上述した図９の画像復号装置９００の機能と同じである。即ち、機能面において、図１４の入力モジュールＰ９０１は図８の入力端子９０１に、データ解析モジュールＰ９０２はデータ解析器９０２に、ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー復号モジュールＰ９０３はゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー復号器９０３に、非ゼロ係数エントロピー復号モジュールＰ９０４は非ゼロ係数エントロピー復号器９０４に、予測パラメータ復号モジュールＰ９０５は予測パラメータ復号器９０５に、逆量子化モジュールＰ９０６は逆量子化器９０６に、逆変換モジュールＰ９０７は逆変換器９０７に、加算モジュールＰ９０８は加算器９０８に、出力モジュールＰ９０９は出力端子９０９に、記憶モジュールＰ９１０はフレームメモリ９１０に、予測モジュールＰ９１１は予測器９１１に、それぞれ相当する。
【０１２０】
上記のように構成された画像符号化プログラムＰ１００および画像復号プログラムＰ９００は、図１１に示す記録媒体１０に記憶され、後述するコンピュータ３０により実行される。
【０１２１】
図１１は、記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図であり、図１２は、記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの斜視図である。コンピュータとして、ＣＰＵを具備しソフトウエアによる処理や制御を行うＤＶＤプレーヤ、セットトップボックス、携帯電話などを含む。
【０１２２】
図１１に示すように、コンピュータ３０は、フレキシブルディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＤＶＤドライブ装置等の読取装置１２と、オペレーティングシステムを常駐させた作業用メモリ（ＲＡＭ）１４と、記録媒体１０に記憶されたプログラムを記憶するメモリ１６と、ディスプレイといった表示装置１８と、入力装置であるマウス２０及びキーボード２２と、データ等の送受を行うための通信装置２４と、プログラムの実行を制御するＣＰＵ２６とを備えている。コンピュータ３０は、記録媒体１０が読取装置１２に挿入されると、読取装置１２から記録媒体１０に格納された画像符号化プログラムＰ１００にアクセス可能になり、当該画像符号化プログラムＰ１００によって、本発明に係る画像符号化装置として動作することが可能になる。また、コンピュータ３０は、記録媒体１０が読取装置１２に挿入されると、読取装置１２から記録媒体１０に格納された画像復号プログラムＰ９００にアクセス可能になり、当該画像復号プログラムＰ９００によって、本発明に係る画像復号装置として動作することが可能になる。
【０１２３】
図１２に示すように、画像符号化プログラムもしくは画像復号プログラムは、搬送波に重畳されたコンピュータデータ信号４０としてネットワークを介して提供されるものであってもよい。この場合、コンピュータ３０は、通信装置２４によって受信した画像符号化プログラムもしくは画像復号プログラムをメモリ１６に格納し、当該画像符号化プログラムもしくは画像復号プログラムを実行することができる。
【０１２４】
以上説明した本実施形態によれば、サブブロック内の符号化/復号済みの量子化変換係数の数、または、当該量子化変換係数の絶対値に基づいて、次の非ゼロ量子化変換係数の絶対値の符号化・復号に用いる推定確率を選択するため、ブロックの特徴やブロック内の過去に符号化した量子化変換係数の状況に応じて、効率よく予測誤差信号の符号化を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【０１２５】
１００…画像符号化装置、１０１、９０１…入力端子、１０２…ブロック分割器、１０３…差分器、１０４…変換器、１０５…量子化器、１０６…ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー符号化器、１０７…非ゼロ係数エントロピー符号化器、１０８、９１０…フレームメモリ、１０９、９０６…逆量子化器、１１０、９０７…逆変換器、１１２、９０８…加算器、１１３、９１１…予測器、１１４、９０９…出力端子、１１５…予測パラメータ符号化器、９００…画像復号装置、９０２…データ解析器、９０３…ゼロ/非ゼロ係数情報エントロピー復号器、９０４…非ゼロ係数エントロピー復号器、９０５…予測パラメータ復号器。
【図１】
2010251946.tif 000003
【図２】
2010251946.tif 000004
【図３】
2010251946.tif 000005
【図４】
2010251946.tif 000006
【図５】
2010251946.tif 000007
【図６】
2010251946.tif 000008
【図７】
2010251946.tif 000009
【図８】
2010251946.tif 000010
【図９】
2010251946.tif 000011
【図１０】
2010251946.tif 000012
【図１１】
2010251946.tif 000013
【図１２】
2010251946.tif 000014
【図１３】
2010251946.tif 000015
【図１４】
2010251946.tif 000016
【図１５】
2010251946.tif 000017
【図１６】
2010251946.tif 000018