(57)【要約】【課題】処理ブロックを分割して得られる種々のブロックサイズの矩形ブロックについて走査順を定めることができ、かつ、符号化性能を向上させることができる走査順生成装置、動画像符号化装置、動画像復号装置、走査順生成方法、およびプログラムを提供すること。【解決手段】シンボル化部５０は、有意係数有無検出部５１、係数符号検出部５２、有意係数絶対値検出部５３、および長方形走査順生成部５４を備える。このシンボル化部５０は、周波数特性を考慮して、縦にＰｈ：１（ただし、Ｐｈは、Ｐｈ≧０を満たす整数）、横にＰｖ：１（ただし、Ｐｖは、Ｐｖ≧０を満たし、Ｐｈとは独立した整数）で処理ブロックを分割することを想定しており、入力された信号に基づいてシンボルを生成し、出力する。長方形走査順生成部５４は、ブロック分割種別に応じて動的に走査順を導出し、出力する。【選択図】図２
2014158076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理ブロックを複数の矩形ブロックに分割し、当該矩形ブロックにおける走査順を生成する走査順生成装置であって、
前記処理ブロックの走査順を記憶する記憶手段と、
前記処理ブロックの分割比に基づいて、当該処理ブロックから削除する行または列を求める削除行列判定手段と、
前記削除行列判定手段により求められた行または列を前記処理ブロックから削除して、矩形ブロックを求める行列削除手段と、
前記記憶手段により記憶されている走査順に基づいて、前記行列削除手段により求められた矩形ブロックごとに、走査順を導出する走査順導出手段と、を備えることを特徴とする走査順生成装置。
【請求項２】
前記処理ブロックの縦の分割比がＰｈ：１（ただし、Ｐｈは、Ｐｈ≧０を満たす整数）であり、当該処理ブロックの横の分割比がＰｖ：１（ただし、Ｐｖは、Ｐｖ≧０を満たし、Ｐｈとは独立した整数）である場合に、
前記削除行列判定手段は、
下記数式（１）により、前記処理ブロックから削除する行ＲＯＷ１を求めるとともに、下記数式（２）により、当該処理ブロックから削除する行ＲＯＷ２を求め、かつ、
下記数式（３）により、前記処理ブロックから削除する列ＣＯＬ１を求めるとともに、下記数式（４）により、当該処理ブロックから削除する列ＣＯＬ２を求め、
前記行列削除手段は、
前記行ＲＯＷ１および前記列ＣＯＬ１を前記処理ブロックから削除して、第１の矩形ブロックを求め、
前記行ＲＯＷ１および前記列ＣＯＬ２を前記処理ブロックから削除して、第２の矩形ブロックを求め、
前記行ＲＯＷ２および前記列ＣＯＬ１を前記処理ブロックから削除して、第３の矩形ブロックを求め、
前記行ＲＯＷ２および前記列ＣＯＬ２を前記処理ブロックから削除して、第４の矩形ブロックを求めることを特徴とする請求項１に記載の走査順生成装置。
【数１】
2014158076.tif 000018
【数２】
2014158076.tif 000019
【数３】
2014158076.tif 000020
【数４】
2014158076.tif 000021
【請求項３】
前記処理ブロックの縦の分割比がＭｈ：Ｎｈ（ただし、Ｍｈ、Ｎｈは、Ｍｈ≧０かつＮｈ≧０を満たすとともに、Ｍｈ＋Ｎｈ＝１を満たす数）であり、当該処理ブロックの横の分割比がＭｖ：Ｎｖ（ただし、Ｍｖ、Ｎｖは、Ｍｖ≧０かつＮｖ≧０を満たすとともに、Ｍｖ＋Ｎｖ＝１を満たす数であって、ＭｖはＭｈとは独立した数であり、ＮｖはＮｈとは独立した数）である場合に、
前記削除行列判定手段は、
下記数式（５）を満たす整数のうち最小の整数をＩｈとして求めるとともに、下記数式（６）を満たす整数のうち最小の整数をＩｖとして求め、
下記数式（７）により、前記処理ブロックから削除する行ＲＯＷ１を求めるとともに、下記数式（８）により、当該処理ブロックから削除する行ＲＯＷ２を求め、かつ、
下記数式（９）により、前記処理ブロックから削除する列ＣＯＬ１を求めるとともに、下記数式（１０）により、当該処理ブロックから削除する列ＣＯＬ２を求め、
前記行列削除手段は、
前記行ＲＯＷ１および前記列ＣＯＬ１を前記処理ブロックから削除して、第１の矩形ブロックを求め、
前記行ＲＯＷ１および前記列ＣＯＬ２を前記処理ブロックから削除して、第２の矩形ブロックを求め、
前記行ＲＯＷ２および前記列ＣＯＬ１を前記処理ブロックから削除して、第３の矩形ブロックを求め、
前記行ＲＯＷ２および前記列ＣＯＬ２を前記処理ブロックから削除して、第４の矩形ブロックを求めることを特徴とする請求項１に記載の走査順生成装置。
【数５】
2014158076.tif 000022
【数６】
2014158076.tif 000023
【数７】
2014158076.tif 000024
【数８】
2014158076.tif 000025
【数９】
2014158076.tif 000026
【数１０】
2014158076.tif 000027
【請求項４】
前記走査順導出手段は、前記行列削除手段により求められた矩形ブロックごとに、前記記憶手段により記憶されている走査順から、前記行列削除手段により削除された行または列に応じた走査順を削除し、昇順に並び替えて、前記走査順の導出を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の走査順生成装置。
【請求項５】
ｘ次元（ただし、ｘは、ｘ≧３を満たす整数）の処理ブロックを複数のｘ次元の超直方体ブロックに分割し、当該超直方体ブロックにおける走査順を生成する走査順生成装置であって、
前記処理ブロックの走査順を記憶する記憶手段と、
前記処理ブロックの分割比に基づいて、当該処理ブロックから削除する超平面群を求める削除超平面群判定手段と、
前記削除超平面群判定手段により求められた超平面群を前記処理ブロックから削除して、超直方体ブロックを求める超平面群削除手段と、
前記記憶手段により記憶されている走査順に基づいて、前記超平面群削除手段により求められた超直方体ブロックごとに、走査順を導出する走査順導出手段と、を備えることを特徴とする走査順生成装置。
【請求項６】
前記処理ブロックのｘ種類の各辺の分割比がＰ：１（ただし、Ｐは、Ｐ≧０を満たし、ｘ種類の辺ごとに独立した整数）である場合に、
前記削除超平面群判定手段は、
下記数式（１１）、（１２）により、前記処理ブロックから削除する超平面群を複数求め、
前記超平面群削除手段は、
前記複数の超平面群のそれぞれを前記処理ブロックから削除して、複数の超直方体ブロックを求めることを特徴とする請求項５に記載の走査順生成装置。
【数１１】
2014158076.tif 000028
【数１２】
2014158076.tif 000029
【請求項７】
前記処理ブロックのｘ種類の各辺の分割比がＭ：Ｎ（ただし、Ｍ、Ｎは、Ｍ≧０かつＮ≧０を満たすとともに、Ｍ＋Ｎ＝１を満たし、ｘ種類の辺ごとに独立した数）である場合に、
前記削除超平面群判定手段は、
分割する辺ごとに、下記数式（１３）を満たす整数のうち最小の整数をＩとして求め、
下記数式（１４）、（１５）により、前記処理ブロックから削除する超平面群を複数求め、
前記超平面群削除手段は、
前記複数の超平面群のそれぞれを前記処理ブロックから削除して、複数の超直方体ブロックを求めることを特徴とする請求項５に記載の走査順生成装置。
【数１３】
2014158076.tif 000030
【数１４】
2014158076.tif 000031
【数１５】
2014158076.tif 000032
【請求項８】
前記記憶手段は、同一サイズの処理ブロックに対して、走査順を複数種類記憶することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の走査順生成装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の走査順生成装置を備え、動画像を符号化してビットストリームを生成することを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれかに記載の走査順生成装置を備え、ビットストリームを復号することを特徴とする動画像復号装置。
【請求項１１】
ブロック分割種別およびシンボルを、ブロック単位で量子化係数に復号することを特徴とする請求項１０に記載の動画像復号装置。
【請求項１２】
前記量子化係数を、走査順に従って２次元量子化係数に変換することを特徴とする請求項１１に記載の動画像復号装置。
【請求項１３】
前記量子化係数を逆直交変換する逆直交変換手段を備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載の動画像復号装置。
【請求項１４】
記憶手段、削除行列判定手段、行列削除手段、および走査順導出手段を備え、処理ブロックを分割した矩形ブロックにおける走査順を生成する走査順生成装置における走査順生成方法であって、
前記記憶手段が、前記処理ブロックの走査順を記憶する第１のステップと、
前記削除行列判定手段が、前記処理ブロックの分割比に基づいて、当該処理ブロックから削除する行または列を求める第２のステップと、
前記行列削除手段が、前記第２のステップにおいて求められた行または列を前記処理ブロックから削除して、矩形ブロックを求める第３のステップと、
前記走査順導出手段が、前記第１のステップにおいて記憶されている走査順に基づいて、前記第３のステップにおいて求められた矩形ブロックごとに、走査順を導出する第４のステップと、を備えることを特徴とする走査順生成方法。
【請求項１５】
記憶手段、削除行列判定手段、行列削除手段、および走査順導出手段を備え、処理ブロックを分割した矩形ブロックにおける走査順を生成する走査順生成装置における走査順生成方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記記憶手段が、前記処理ブロックの走査順を記憶する第１のステップと、
前記削除行列判定手段が、前記処理ブロックの分割比に基づいて、当該処理ブロックから削除する行または列を求める第２のステップと、
前記行列削除手段が、前記第２のステップにおいて求められた行または列を前記処理ブロックから削除して、矩形ブロックを求める第３のステップと、
前記走査順導出手段が、前記第１のステップにおいて記憶されている走査順に基づいて、前記第３のステップにおいて求められた矩形ブロックごとに、走査順を導出する第４のステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査順生成装置、動画像符号化装置、動画像復号装置、走査順生成方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
イントラ予測やインター予測と、残差変換と、を用いた動画像符号化方式は、標準化されている（例えば、非特許文献１参照）とともに、次世代標準として検討されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００３】
これら動画像符号化方式を利用して動画像を符号化する動画像符号化装置は、まず、処理ブロックとしての正方形ブロックに画像を分割した後に、正方形ブロックごとに、原画像と予測画像との誤差（残差）信号を変換および量子化して量子化係数を生成する。次に、生成した量子化係数をシンボルに変換してサイド情報とともに無歪圧縮し、ビットストリームを生成する。
【０００４】
以下に、上述の量子化係数をシンボルに変換する処理について説明する。正方形ブロック内の量子化係数を、ブロック分割種別に応じて予め定められた走査順に並び替え、有意係数有無、係数の符号、係数絶対値などの情報に分解する。
【０００５】
ここで、ブロック分割種別とは、ブロックサイズや符号化モードなどを示す情報のことである。また、有意係数有無とは、量子化係数を走査順に並び替えたものが、ゼロではない有意係数であるか否かのことである。係数の符号とは、量子化係数を走査順に並び替えたもののうちゼロではないものの符号が、プラスであるか、マイナスであるかのことである。係数絶対値とは、量子化係数を走査順に並び替えたもののうちゼロではないものの絶対値のことである。
【０００６】
一方、動画像復号装置は、動画像符号化装置が行った動画像符号化方式と逆の手順で、上述のビットストリームから復号画像を得る。なお、正方形ブロック内の量子化係数を復元する際には、シンボルおよびブロック分割種別によって定まる走査順を用いる。
【０００７】
走査順としては、ジグザグスキャン、フィールドスキャン（例えば、特許文献１、２参照）、斜線スキャンなどが、国際標準として規定されている。正方形ブロックが４×４ブロックである場合における走査順の例を、図１８〜２０に示し、正方形ブロックが８×８ブロックである場合における走査順の例を、図２１に示す。図１８および図２１は、斜線スキャンを示し、図１９は、水平スキャンを示し、図２０は、垂直スキャンを示している。
【０００８】
ブロック内の局所走査を実現する走査順としては、処理ブロックを複数の小ブロックに分割し、これら小ブロックを斜線スキャンにより並び替えるとともに、小ブロックごとに、小ブロック内の係数を斜線スキャンにより並び替えることが考えられる。図２２は、１６×１６ブロックを、４×４ブロックで局所走査する走査順の例を示している。
【０００９】
なお、非特許文献２には、ブロック分割種別と走査順との関係が示されている。この非特許文献２では、変換単位の符号化モードがイントラモードである場合、処理単位の大きさおよびイントラ予測モードに応じて、走査順を以下のように決定する。ブロックサイズが４×４または８×８で、かつ、イントラ予測モードが水平または水平に近い場合には、走査順を垂直走査順に決定する。一方、ブロックサイズが４×４でも８×８でもない場合や、イントラ予測モードが水平でも水平に近くもない場合や、インター予測モードである場合には、走査順を斜線走査順に決定する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】ISO/IEC  14496-10  -  MPEG-4  Part  10,  Advanced  Video  Coding.
【非特許文献２】JCTVC-L1003,  High  Efficiency  Video  Coding  (HEVC)  text  specification  draft  10
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３３６９４２２号公報
【特許文献２】特許第３４４２０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
イントラ符号化方式には、画像をマクロブロックや符号化単位（コーディングユニット）と呼ばれる正方形ブロックへ階層的に分割し、正方形ブロックを対称または非対称に適応分割することで複数の小ブロックに分割して、イントラ予測および変換を行う方式がある。図２３の（ａ）に、正方形ブロックを示し、図２３の（ｂ）〜（ｌ）に、図２３の（ａ）の正方形ブロックの一辺を１：３、１：１、または３：１に適応分割した例を示す。
【００１３】
上述のイントラ予測については、小ブロックのブロックサイズに応じて柔軟に適用することができる。一方、上述の変換については、小ブロックのブロックサイズに応じてＤＣＴを設計して適用することができる。
【００１４】
ここで、既存の標準化されている符号化方式では、上述の小ブロックとして、正方形、または縦横比が２：１の長方形しか想定していない。具体的には、正方形ブロックについては、ジグザグスキャンや対角線スキャンを適用し、縦横比が２：１の長方形ブロックについては、フィールドスキャンを適用することしか想定していない。このため、既存の標準化されている符号化方式では、正方形でも縦横比が２：１の長方形でもない小ブロックについては、走査順を定めることができなかった。
【００１５】
また、上述の非特許文献２に示されている斜線走査順では、１６個の係数ごとに、有意係数が含まれているか否かをＣＢＦ（coded  block  flag）として符号化する。このため、係数の発生頻度を十分には考慮することができず、走査順に従って並べ替えると、ゼロである係数の連続数が小さくなってしまい、その結果、符号化性能が低下するおそれがあった。
【００１６】
そこで、本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、処理ブロックを分割して得られる種々のブロックサイズの矩形ブロックについて走査順を定めることができ、かつ、符号化性能を向上させることができる走査順生成装置、動画像符号化装置、動画像復号装置、走査順生成方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１）  本発明は、処理ブロック（例えば、図３の８×８処理ブロックに相当）を複数の矩形ブロック（例えば、後述の長方形ブロックＢＬ１〜ＢＬ４に相当）に分割し、当該矩形ブロックにおける走査順を生成する走査順生成装置（例えば、図１のシンボル化部５０に相当）であって、前記処理ブロックの走査順を記憶する記憶手段（例えば、図２の長方形走査順生成部５４に相当）と、前記処理ブロックの分割比（例えば、後述のｐ：１に相当）に基づいて、当該処理ブロックから削除する行または列を求める削除行列判定手段（例えば、図２の長方形走査順生成部５４に相当）と、前記削除行列判定手段により求められた行または列を前記処理ブロックから削除して、矩形ブロックを求める行列削除手段（例えば、図２の長方形走査順生成部５４に相当）と、前記記憶手段により記憶されている走査順に基づいて、前記行列削除手段により求められた矩形ブロックごとに、走査順を導出する走査順導出手段（例えば、図２の長方形走査順生成部５４に相当）と、を備えることを特徴とする走査順生成装置を提案している。
【００１８】
この発明によれば、処理ブロックを複数の矩形ブロックに分割して矩形ブロックにおける走査順を生成する走査順生成装置に、記憶手段、削除行列判定手段、行列削除手段、および走査順導出手段を設けた。また、記憶手段により、処理ブロックの走査順を記憶することとした。また、削除行列判定手段により、処理ブロックの分割比に基づいて、処理ブロックから削除する行または列を求め、行列削除手段により、削除行列判定手段により求められた行または列を処理ブロックから削除して、矩形ブロックを求めることとした。また、走査順導出手段により、記憶手段により記憶されている走査順に基づいて、行列削除手段により求められた矩形ブロックごとに、走査順を導出することとした。
【００１９】
このため、削除行列判定手段および行列削除手段により、分割比に従って処理ブロックを複数の矩形ブロックに分割し、記憶手段および走査順導出手段により、分割した矩形ブロックごとに走査順を導出することができる。したがって、処理ブロックを分割して得られる種々のブロックサイズの矩形ブロックについて、走査順を定めることができる。また、削除行列判定手段により処理ブロックから削除する行または列を求める際に、周波数特性を考慮することで、係数の発生頻度を考慮して、符号化性能を向上させることができる。
【００２０】
（２）  本発明は、（１）の走査順生成装置について、前記処理ブロックの縦の分割比がＰｈ：１（ただし、Ｐｈは、Ｐｈ≧０を満たす整数）であり、当該処理ブロックの横の分割比がＰｖ：１（ただし、Ｐｖは、Ｐｖ≧０を満たし、Ｐｈとは独立した整数）である場合に、前記削除行列判定手段は、下記数式（１）により、前記処理ブロックから削除する行ＲＯＷ１を求めるとともに、下記数式（２）により、当該処理ブロックから削除する行ＲＯＷ２を求め、かつ、下記数式（３）により、前記処理ブロックから削除する列ＣＯＬ１を求めるとともに、下記数式（４）により、当該処理ブロックから削除する列ＣＯＬ２を求め、前記行列削除手段は、前記行ＲＯＷ１および前記列ＣＯＬ１を前記処理ブロックから削除して、第１の矩形ブロックを求め、前記行ＲＯＷ１および前記列ＣＯＬ２を前記処理ブロックから削除して、第２の矩形ブロックを求め、前記行ＲＯＷ２および前記列ＣＯＬ１を前記処理ブロックから削除して、第３の矩形ブロックを求め、前記行ＲＯＷ２および前記列ＣＯＬ２を前記処理ブロックから削除して、第４の矩形ブロックを求めることを特徴とする走査順生成装置を提案している。
【数１】
2014158076.tif 000003
【数２】
2014158076.tif 000004
【数３】
2014158076.tif 000005
【数４】
2014158076.tif 000006
【００２１】
この発明によれば、（１）の走査順生成装置において、処理ブロックを縦にＰｈ：１に分割するとともに横にＰｖ：１に分割する場合に、削除行列判定手段により、上述の数式（１）、（２）を用いて、処理ブロックから削除する行ＲＯＷ１、ＲＯＷ２を求めるとともに、上述の数式（３）、（４）を用いて、処理ブロックから削除する列ＣＯＬ１、ＣＯＬ２を求めることとした。また、行列削除手段により、行ＲＯＷ１および列ＣＯＬ１を処理ブロックから削除して、第１の矩形ブロックを求め、行ＲＯＷ１および列ＣＯＬ２を処理ブロックから削除して、第２の矩形ブロックを求め、行ＲＯＷ２および列ＣＯＬ１を処理ブロックから削除して、第３の矩形ブロックを求め、行ＲＯＷ２および列ＣＯＬ２を処理ブロックから削除して、第４の矩形ブロックを求めることとした。
【００２２】
このため、処理ブロックを縦にＰｈ：１に分割するとともに横にＰｖ：１に分割する場合において、削除行列判定手段により処理ブロックから削除する行や列を求める際に、周波数特性を考慮することができるので、係数の発生頻度を考慮して、符号化性能を向上させることができる。
【００２３】
（３）  本発明は、（１）の走査順生成装置について、前記処理ブロックの縦の分割比がＭｈ：Ｎｈ（ただし、Ｍｈ、Ｎｈは、Ｍｈ≧０かつＮｈ≧０を満たすとともに、Ｍｈ＋Ｎｈ＝１を満たす数）であり、当該処理ブロックの横の分割比がＭｖ：Ｎｖ（ただし、Ｍｖ、Ｎｖは、Ｍｖ≧０かつＮｖ≧０を満たすとともに、Ｍｖ＋Ｎｖ＝１を満たす数であって、ＭｖはＭｈとは独立した数であり、ＮｖはＮｈとは独立した数）である場合に、前記削除行列判定手段は、下記数式（５）を満たす整数のうち最小の整数をＩｈとして求めるとともに、下記数式（６）を満たす整数のうち最小の整数をＩｖとして求め、下記数式（７）により、前記処理ブロックから削除する行ＲＯＷ１を求めるとともに、下記数式（８）により、当該処理ブロックから削除する行ＲＯＷ２を求め、かつ、下記数式（９）により、前記処理ブロックから削除する列ＣＯＬ１を求めるとともに、下記数式（１０）により、当該処理ブロックから削除する列ＣＯＬ２を求め、前記行列削除手段は、前記行ＲＯＷ１および前記列ＣＯＬ１を前記処理ブロックから削除して、第１の矩形ブロックを求め、前記行ＲＯＷ１および前記列ＣＯＬ２を前記処理ブロックから削除して、第２の矩形ブロックを求め、前記行ＲＯＷ２および前記列ＣＯＬ１を前記処理ブロックから削除して、第３の矩形ブロックを求め、前記行ＲＯＷ２および前記列ＣＯＬ２を前記処理ブロックから削除して、第４の矩形ブロックを求めることを特徴とする走査順生成装置を提案している。
【数５】
2014158076.tif 000007
【数６】
2014158076.tif 000008
【数７】
2014158076.tif 000009
【数８】
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【数９】
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【数１０】
2014158076.tif 000012
【００２４】
この発明によれば、（１）の走査順生成装置において、処理ブロックを縦にＭｈ：Ｎｈに分割するとともに横にＭｖ：Ｎｖに分割する場合に、削除行列判定手段により、上述の数式（５）を満たす整数のうち最小の整数をＩｈとして求めるとともに、上述の数式（６）を満たす整数のうち最小の整数をＩｖとして求めることとした。また、削除行列判定手段により、上述の数式（７）、（８）を用いて、処理ブロックから削除する行ＲＯＷ１、ＲＯＷ２を求めるとともに、上述の数式（９）、（１０）を用いて、処理ブロックから削除する列ＣＯＬ１、ＣＯＬ２を求めることとした。また、行列削除手段により、行ＲＯＷ１および列ＣＯＬ１を処理ブロックから削除して、第１の矩形ブロックを求め、行ＲＯＷ１および列ＣＯＬ２を処理ブロックから削除して、第２の矩形ブロックを求め、行ＲＯＷ２および列ＣＯＬ１を処理ブロックから削除して、第３の矩形ブロックを求め、行ＲＯＷ２および列ＣＯＬ２を処理ブロックから削除して、第４の矩形ブロックを求めることとした。
【００２５】
このため、処理ブロックを縦にＭｈ：Ｎｈに分割するとともに横にＭｖ：Ｎｖに分割する場合において、削除行列判定手段により処理ブロックから削除する行や列を求める際に、周波数特性を考慮することができるので、係数の発生頻度を考慮して、符号化性能を向上させることができる。
【００２６】
（４）  本発明は、（１）〜（３）のいずれかの走査順生成装置について、前記走査順導出手段は、前記行列削除手段により求められた矩形ブロックごとに、前記記憶手段により記憶されている走査順から、前記行列削除手段により削除された行または列に応じた走査順を削除し、昇順に並び替えて、前記走査順の導出を行うことを特徴とする走査順生成装置を提案している。
【００２７】
この発明によれば、（１）〜（３）のいずれかの走査順生成装置において、走査順導出手段により、行列削除手段により求められた矩形ブロックごとに、記憶手段により記憶されている走査順から、行列削除手段により削除された行または列に応じた走査順を削除し、昇順に並び替えて、走査順の導出を行うこととした。
【００２８】
このため、記憶手段により記憶されている走査順から、行列削除手段により削除された行または列に応じた走査順を削除すると、走査順が不連続になる。しかしながら、この不連続な走査順を昇順に並び替えるので、連続した走査順を導出できる。
【００２９】
（５）  本発明は、ｘ次元（ただし、ｘは、ｘ≧３を満たす整数）の処理ブロック（例えば、後述の立方体ブロックに相当）を複数のｘ次元の超直方体ブロック（例えば、後述の直方体ブロックに相当）に分割し、当該超直方体ブロックにおける走査順を生成する走査順生成装置であって、前記処理ブロックの走査順を記憶する記憶手段と、前記処理ブロックの分割比（例えば、後述のｍ１：ｎ１、ｍ２：ｎ２、およびｍ３：ｎ３に相当）に基づいて、当該処理ブロックから削除する超平面群を求める削除超平面群判定手段と、前記削除超平面群判定手段により求められた超平面群を前記処理ブロックから削除して、超直方体ブロックを求める超平面群削除手段と、前記記憶手段により記憶されている走査順に基づいて、前記超平面群削除手段により求められた超直方体ブロックごとに、走査順を導出する走査順導出手段と、を備えることを特徴とする走査順生成装置を提案している。
【００３０】
この発明によれば、ｘ次元の処理ブロックを複数のｘ次元の超直方体ブロックに分割して超直方体ブロックにおける走査順を生成する走査順生成装置に、記憶手段、削除超平面群判定手段、超平面群削除手段、および走査順導出手段を設けた。また、記憶手段により、処理ブロックの走査順を記憶することとした。また、削除超平面群判定手段により、処理ブロックの分割比に基づいて、処理ブロックから削除する超平面群を求め、超平面群削除手段により、削除超平面群判定手段により求められた超平面群を処理ブロックから削除して、超直方体ブロックを求めることとした。また、走査順導出手段により、記憶手段により記憶されている走査順に基づいて、超平面群削除手段により求められた超直方体ブロックごとに、走査順を導出することとした。
【００３１】
このため、削除超平面群判定手段および超平面群削除手段により、分割比に従って処理ブロックを複数の超直方体ブロックに分割し、記憶手段および走査順導出手段により、分割した超直方体ブロックごとに走査順を導出することができる。したがって、処理ブロックを分割して得られる種々のブロックサイズの超直方体ブロックについて、走査順を定めることができる。また、削除超平面群判定手段により処理ブロックから削除する行または列を求める際に、周波数特性を考慮することで、係数の発生頻度を考慮して、符号化性能を向上させることができる。
【００３２】
（６）  本発明は、（５）の走査順生成装置について、前記処理ブロックのｘ種類の各辺の分割比がＰ：１（ただし、Ｐは、Ｐ≧０を満たし、ｘ種類の辺ごとに独立した整数）である場合に、前記削除超平面群判定手段は、下記数式（１１）、（１２）により、前記処理ブロックから削除する超平面群を複数求め、前記超平面群削除手段は、前記複数の超平面群のそれぞれを前記処理ブロックから削除して、複数の超直方体ブロックを求めることを特徴とする走査順生成装置を提案している。
【数１１】
2014158076.tif 000013
【数１２】
2014158076.tif 000014
【００３３】
この発明によれば、（５）の走査順生成装置において、処理ブロックをｘ種類の辺ごとにＰ：１に分割する場合に、削除超平面群判定手段により、上述の数式（１１）、（１２）を用いて、処理ブロックから削除する超平面群を複数求め、超平面群削除手段により、複数の超平面群のそれぞれを処理ブロックから削除して、複数の超直方体ブロックを求めることとした。
【００３４】
このため、処理ブロックをｘ種類の辺ごとにＰ：１に分割する場合において、削除超平面群判定手段により処理ブロックから削除する超平面群を求める際に、周波数特性を考慮することができるので、係数の発生頻度を考慮して、符号化性能を向上させることができる。
【００３５】
（７）  本発明は、（５）の走査順生成装置について、前記処理ブロックのｘ種類の各辺の分割比がＭ：Ｎ（ただし、Ｍ、Ｎは、Ｍ≧０かつＮ≧０を満たすとともに、Ｍ＋Ｎ＝１を満たし、ｘ種類の辺ごとに独立した数）である場合に、前記削除超平面群判定手段は、分割する辺ごとに、下記数式（１３）を満たす整数のうち最小の整数をＩとして求め、下記数式（１４）、（１５）により、前記処理ブロックから削除する超平面群を複数求め、前記超平面群削除手段は、前記複数の超平面群のそれぞれを前記処理ブロックから削除して、複数の超直方体ブロックを求めることを特徴とする走査順生成装置を提案している。
【数１３】
2014158076.tif 000015
【数１４】
2014158076.tif 000016
【数１５】
2014158076.tif 000017
【００３６】
この発明によれば、（５）の走査順生成装置において、処理ブロックをｘ種類の辺ごとにＭ：Ｎに分割する場合に、削除超平面群判定手段により、分割する辺ごとに上述の数式（１３）を満たす整数のうち最小の整数をＩとして求め、上述の数式（１４）、（１５）を用いて、処理ブロックから削除する超平面群を複数求めることとした。また、超平面群削除手段により、複数の超平面群のそれぞれを処理ブロックから削除して、複数の超直方体ブロックを求めることとした。
【００３７】
このため、処理ブロックをｘ種類の辺ごとにＭ：Ｎに分割する場合において、削除超平面群判定手段により処理ブロックから削除する超平面群を求める際に、周波数特性を考慮することができるので、係数の発生頻度を考慮して、符号化性能を向上させることができる。
【００３８】
（８）  本発明は、（１）〜（７）のいずれかの走査順生成装置について、前記記憶手段は、同一サイズの処理ブロックに対して、走査順を複数種類記憶することを特徴とする走査順生成装置を提案している。
【００３９】
この発明によれば、（１）〜（７）のいずれかの走査順生成装置において、記憶手段により、同一サイズの処理ブロックに対して、走査順を複数種類記憶することとした。このため、処理ブロックに適した走査順を用いて、矩形ブロックや超直方体ブロックごとに走査順を導出することができ、符号化性能をさらに向上させることができる。
【００４０】
（９）  本発明は、（１）〜（８）のいずれかの走査順生成装置を備え、動画像を符号化してビットストリームを生成することを特徴とする動画像符号化装置を提案している。
【００４１】
この発明によれば、（１）〜（８）のいずれかの走査順生成装置を、動画像を符号化してビットストリームを生成する動画像符号化装置に設けた。このため、動画像符号化装置において、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
（１０）  本発明は、（１）〜（８）のいずれかの走査順生成装置を備え、ビットストリームを復号することを特徴とする動画像復号装置を提案している。
【００４３】
この発明によれば、（１）〜（８）のいずれかの走査順生成装置を、ビットストリームを復号する動画像復号装置に設けた。このため、動画像復号装置において、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００４４】
（１１）  本発明は、（１０）の動画像復号装置について、ブロック分割種別およびシンボルを、ブロック単位で量子化係数に復号することを特徴とする動画像復号装置を提案している。
【００４５】
この発明によれば、（１０）の動画像復号装置において、ブロック分割種別およびシンボルを、ブロック単位で量子化係数に復号することができる。
【００４６】
（１２）  本発明は、（１１）の動画像復号装置について、前記量子化係数を、走査順に従って２次元量子化係数に変換することを特徴とする動画像復号装置を提案している。
【００４７】
この発明によれば、（１１）の動画像復号装置において、量子化係数を、走査順に従って２次元量子化係数に変換することができる。
【００４８】
（１３）  本発明は、（１１）または（１２）の動画像復号装置について、前記量子化係数を逆直交変換する逆直交変換手段を備えることを特徴とする動画像復号装置を提案している。
【００４９】
この発明によれば、（１１）または（１２）の動画像復号装置に、量子化係数を逆直交変換する逆直交変換手段を設けたので、量子化係数を逆直交変換することができる。
【００５０】
（１４）  本発明は、記憶手段（例えば、図２の長方形走査順生成部５４に相当）、削除行列判定手段（例えば、図２の長方形走査順生成部５４に相当）、行列削除手段（例えば、図２の長方形走査順生成部５４に相当）、および走査順導出手段（例えば、図２の長方形走査順生成部５４に相当）を備え、処理ブロック（例えば、図３の８×８処理ブロックに相当）を分割した矩形ブロック（例えば、後述の長方形ブロックＢＬ１〜ＢＬ４に相当）における走査順を生成する走査順生成装置（例えば、図１のシンボル化部５０に相当）における走査順生成方法であって、前記記憶手段が、処理ブロックの走査順を記憶する第１のステップと、前記削除行列判定手段が、前記処理ブロックの分割比（例えば、後述のｐ：１に相当）に基づいて、当該処理ブロックから削除する行または列を求める第２のステップ（例えば、図４のステップＳ２、Ｓ３に相当）と、前記行列削除手段が、前記第２のステップにおいて求められた行または列を前記処理ブロックから削除して、矩形ブロックを求める第３のステップ（例えば、図４のステップＳ２、Ｓ３に相当）と、前記走査順導出手段が、前記第１のステップにおいて記憶されている走査順に基づいて、前記第３のステップにおいて求められた矩形ブロックごとに、走査順を導出する第４のステップ（例えば、図４のステップＳ４に相当）と、を備えることを特徴とする走査順生成方法を提案している。
【００５１】
この発明によれば、記憶手段により、処理ブロックの走査順を記憶することとした。また、削除行列判定手段により、処理ブロックの分割比に基づいて、処理ブロックから削除する行または列を求め、行列削除手段により、上述の求められた行または列を処理ブロックから削除して、矩形ブロックを求めることとした。また、走査順導出手段により、記憶手段により記憶されている走査順に基づいて、上述の求めた矩形ブロックごとに走査順を導出することとした。このため、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００５２】
（１５）  本発明は、記憶手段（例えば、図２の長方形走査順生成部５４に相当）、削除行列判定手段（例えば、図２の長方形走査順生成部５４に相当）、行列削除手段（例えば、図２の長方形走査順生成部５４に相当）、および走査順導出手段（例えば、図２の長方形走査順生成部５４に相当）を備え、処理ブロック（例えば、図３の８×８処理ブロックに相当）を分割した矩形ブロック（例えば、後述の長方形ブロックＢＬ１〜ＢＬ４に相当）における走査順を生成する走査順生成装置（例えば、図１のシンボル化部５０に相当）における走査順生成方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記記憶手段が、処理ブロックの走査順を記憶する第１のステップと、前記削除行列判定手段が、前記処理ブロックの分割比（例えば、後述のｐ：１に相当）に基づいて、当該処理ブロックから削除する行または列を求める第２のステップ（例えば、図４のステップＳ２、Ｓ３に相当）と、前記行列削除手段が、前記第２のステップにおいて求められた行または列を前記処理ブロックから削除して、矩形ブロックを求める第３のステップ（例えば、図４のステップＳ２、Ｓ３に相当）と、前記走査順導出手段が、前記第１のステップにおいて記憶されている走査順に基づいて、前記第３のステップにおいて求められた矩形ブロックごとに、走査順を導出する第４のステップ（例えば、図４のステップＳ４に相当）と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。
【００５３】
この発明によれば、コンピュータを用いてプログラムを実行することで、記憶手段により、処理ブロックの走査順を記憶することとした。また、削除行列判定手段により、処理ブロックの分割比に基づいて、処理ブロックから削除する行または列を求め、行列削除手段により、上述の求められた行または列を処理ブロックから削除して、矩形ブロックを求めることとした。また、走査順導出手段により、記憶手段により記憶されている走査順に基づいて、上述の求めた矩形ブロックごとに走査順を導出することとした。このため、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００５４】
本発明によれば、処理ブロックを分割して得られる種々のブロックサイズの矩形ブロックについて、走査順を定めることができる。また、処理ブロックから削除する行または列を求める際に、周波数特性を考慮することで、係数の発生頻度を考慮して、符号化性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る動画像符号化装置のブロック図である。
【図２】前記動画像符号化装置が備えるシンボル化部のブロック図である。
【図３】８×８処理ブロックにおける斜線走査順の例を示す図である。
【図４】前記シンボル化部が備える長方形走査順生成部が行う走査順導出処理のフローチャートである。
【図５】前記長方形走査順生成部が走査順を導出する例を説明するための図である。
【図６】前記長方形走査順生成部が走査順を導出する例を説明するための図である。
【図７】前記長方形走査順生成部が走査順を導出する例を説明するための図である。
【図８】前記長方形走査順生成部が走査順を導出する例を説明するための図である。
【図９】前記長方形走査順生成部が走査順を導出する例を説明するための図である。
【図１０】前記長方形走査順生成部が走査順を導出する例を説明するための図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る動画像復号装置のブロック図である。
【図１２】前記動画像復号装置が備える逆シンボル化部のブロック図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る動画像符号化装置のブロック図である。
【図１４】前記動画像符号化装置が備えるシンボル化部のブロック図である。
【図１５】前記シンボル化部が備える長方形走査順生成部が走査順を導出する例を説明するための図である。
【図１６】前記長方形走査順生成部が走査順を導出する例を説明するための図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る動画像復号装置のブロック図である。
【図１８】４×４ブロックにおける走査順の例を示す図である。
【図１９】４×４ブロックにおける走査順の例を示す図である。
【図２０】４×４ブロックにおける走査順の例を示す図である。
【図２１】８×８ブロックにおける走査順の例を示す図である。
【図２２】１６×１６ブロックにおける走査順の例を示す図である。
【図２３】正方形ブロックの分割例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００５７】
＜第１実施形態＞
［動画像符号化装置ＡＡの構成および動作］
図１は、本発明の第１実施形態に係る動画像符号化装置ＡＡのブロック図である。動画像符号化装置ＡＡは、入力画像ａを符号化して、ビットストリームｚを出力する。この動画像符号化装置ＡＡは、イントラ予測部１０、インター予測部２０、変換部３０、ブロック分割種別部４０、シンボル化部５０、エントロピー符号化部６０、逆変換部７０、およびバッファ部８０を備える。
【００５８】
イントラ予測部１０は、入力画像ａと、バッファ部８０から供給される後述の局所復号値ｋと、を入力とする。このイントラ予測部１０は、入力画像ａおよび局所復号値ｋを用いてイントラ予測を行って、イントラ予測モードｂおよび予測画像ｃを出力する。
【００５９】
インター予測部２０は、入力画像ａおよび局所復号値ｋを入力とする。このインター予測部２０は、入力画像ａおよび局所復号値ｋを用いてインター予測を行って、インター予測モードｄおよび予測画像ｅを出力する。
【００６０】
変換部３０は、入力画像ａと、予測画像ｃまたは予測画像ｅと、の残差信号を入力とする。この変換部３０は、入力された残差信号を変換および量子化して量子化係数ｆを生成し、出力する。
【００６１】
ブロック分割種別部４０は、イントラ予測モードｂまたはインター予測モードｄを入力とする。このブロック分割種別部４０は、イントラ予測モードｂまたはインター予測モードｄに基づいてブロック分割種別ｇを生成し、出力する。
【００６２】
シンボル化部５０は、量子化係数ｆおよびブロック分割種別ｇを入力とする。このシンボル化部５０は、周波数特性を考慮して、縦にＰｈ：１（ただし、Ｐｈは、Ｐｈ≧０を満たす整数）、横にＰｖ：１（ただし、Ｐｖは、Ｐｖ≧０を満たし、Ｐｈとは独立した整数）で処理ブロックを分割することを想定しており、入力された信号に基づいてシンボルｈを生成し、出力する。このシンボル化部５０の詳細については、図２〜９を用いて後述する。
【００６３】
エントロピー符号化部６０は、イントラ予測モードｂまたはインター予測モードｄと、シンボルｈと、を入力とする。このエントロピー符号化部６０は、入力された信号をエントロピー符号化し、ビットストリームｚとして出力する。
【００６４】
逆変換部７０は、量子化係数ｆを入力とする。この逆変換部７０は、量子化係数ｆを逆量子化および逆変換して、逆変換された残差信号ｊを生成し、出力する。
【００６５】
バッファ部８０は、逆変換された残差信号ｊと、予測画像ｃまたは予測画像ｅと、の和をとった信号である局所復号値ｋを入力とする。このバッファ部８０は、入力された局所復号値ｋを蓄積し、適宜、イントラ予測部１０やインター予測部２０に供給する。
【００６６】
（シンボル化部５０の構成および動作）
図２は、シンボル化部５０のブロック図である。シンボル化部５０は、有意係数有無検出部５１、係数符号検出部５２、有意係数絶対値検出部５３、および長方形走査順生成部５４を備える。
【００６７】
長方形走査順生成部５４は、ブロック分割種別ｇを入力とする。この長方形走査順生成部５４は、図４を用いて後述する走査順導出処理を行って、ブロック分割種別ｇに応じて動的に走査順ｉを導出し、出力する。
【００６８】
また、分割前の処理ブロックには、視覚特性や周波数特性を考慮した走査順が予め定められており、この走査順が長方形走査順生成部５４に記憶されているものとする。視覚特性とは、例えば、処理ブロック内の上端または左端に近くなるに従って視覚に与える影響が大きくなるという特性のことである。また、周波数特性とは、例えば、処理ブロック内の上端または左端に近くなるに従って周波数が低くなるという特性のことである。これら特性を考慮した走査順の例を、図３に示す。図３は、８×８処理ブロックにおける斜線走査順を、１〜６４の数字で示している。
【００６９】
図４は、長方形走査順生成部５４が行う走査順導出処理のフローチャートである。
【００７０】
ステップＳ１において、長方形走査順生成部５４は、正方形走査順判定処理を行い、ステップＳ２に処理を移す。長方形走査順生成部５４は、分割前の処理ブロックのブロックサイズおよび符号化モードごとに、処理ブロックの走査順を予め記憶している。そして、正方形走査順判定処理では、長方形走査順生成部５４は、予め記憶している走査順を参照して、ブロック分割種別ｇに基づいて処理ブロックの走査順を判定する。
【００７１】
ステップＳ２において、長方形走査順生成部５４は、行削除処理を行い、ステップＳ３に処理を移す。この行削除処理では、長方形走査順生成部５４は、ブロック分割種別ｇに基づいて、処理ブロックから削除する行を求め、求めた行を処理ブロックから削除する。
【００７２】
ステップＳ３において、長方形走査順生成部５４は、列削除処理を行い、ステップＳ４に処理を移す。この列削除処理では、長方形走査順生成部５４は、ブロック分割種別ｇに基づいて、行削除処理で行を削除した処理ブロックから削除する列を求め、求めた列を、行削除処理で行を削除した処理ブロックから削除する。
【００７３】
以上の行削除処理および列削除処理によれば、分割比Ｐｈ：１に基づいて、処理ブロックから削除する行を求めるとともに、分割比Ｐｖ：１に基づいて、処理ブロックから削除する列を求め、求めた行および列を処理ブロックから削除して、長方形ブロックを求めることができる。
【００７４】
具体的には、上述の行削除処理や列削除処理により、処理ブロックから、この処理ブロックの上端からＲＯＷ１番目の行を削除するとともに、この処理ブロックの左端からＣＯＬ１番目の列を削除したものを、左上の長方形ブロックＢＬ１とする。また、処理ブロックから、この処理ブロックの上端からＲＯＷ１番目の行を削除するとともに、この処理ブロックの左端からＣＯＬ２番目の列を削除したものを、右上の長方形ブロックＢＬ２とする。また、処理ブロックから、この処理ブロックの上端からＲＯＷ２番目の行を削除するとともに、この処理ブロックの左端からＣＯＬ１番目の列を削除したものを、左下の長方形ブロックＢＬ３とする。また、処理ブロックから、この処理ブロックの上端からＲＯＷ２番目の行を削除するとともに、この処理ブロックの左端からＣＯＬ２番目の列を削除したものを、右下の長方形ブロックＢＬ４とする。
【００７５】
なお、ＲＯＷ１、ＲＯＷ２、ＣＯＬ１、ＣＯＬ２のそれぞれについては、上述の数式（１）〜（４）のそれぞれにより求める。
【００７６】
ステップＳ４において、長方形走査順生成部５４は、走査順更新処理を行い、図４に示した走査順導出処理を終了する。この走査順更新処理では、長方形走査順生成部５４は、上述の行削除処理および列削除処理により行および列を削除したことにより、ブロック内の数字が不連続になったため、これら数字を昇順に並び替えて、走査順ｉを導出する。具体的には、上述の長方形ブロックＢＬ１〜ＢＬ４のそれぞれにおいて、ブロック内の数字を昇順に並び替えて、走査順ｉとする。
【００７７】
例えば、図３の８×８処理ブロックを横に３：１で分割して、得られた２つの長方形ブロックのそれぞれの走査順を導出する場合について、図５〜８を用いて以下に説明する。なお、この場合、Ｐｈ＝０、Ｐｖ＝３となる。
【００７８】
上述の数式（１）にＰｈ＝０を代入すると、削除する行は１〜８行目であることが分かり、上述の数式（２）にＰｈ＝０を代入すると、削除する行はないことが分かる。また、上述の数式（３）にＰｖ＝３を代入すると、削除する列は４列目および８列目であることが分かり、上述の数式（４）にＰｖ＝３を代入すると、削除する列は２〜４列目および６〜８列目であることが分かる。
【００７９】
このため、図３の８×８処理ブロックを横に３：１で２つに分割すると、長方形ブロックＢＬ３と、長方形ブロックＢＬ４と、の２つに分割されることになる。
【００８０】
長方形ブロックＢＬ３は、図５に示すように、図３の８×８処理ブロックから４列目および８列目を削除したものである。そこで、この長方形ブロックＢＬ３について、図６に示すように、ブロック内の数字を昇順に並び替える。これによれば、長方形ブロックＢＬ３について、ブロック分割種別に応じて動的に走査順を導出することができる。
【００８１】
また、長方形ブロックＢＬ４は、図７に示すように、図３の８×８処理ブロックから２〜４列目および６〜８列目を削除したものである。そこで、この長方形ブロックＢＬ４について、図８に示すように、ブロック内の数字を昇順に並び替える。これによれば、長方形ブロックＢＬ４について、ブロック分割種別に応じて動的に走査順を導出することができる。
【００８２】
また、例えば、図３の８×８処理ブロックを縦に１：１で分割するとともに横に３：１で分割して、得られた４つの長方形ブロックのうち左上の６×４の長方形ブロックＢＬ１の走査順を導出する場合について、図９、１０を用いて以下に説明する。この場合、Ｐｈ＝１、Ｐｖ＝３となる。
【００８３】
上述の数式（１）にＰｈ＝１を代入すると、削除する行は２行目、４行目、６行目、および８行目であることが分かる。また、数式（３）にＰｖ＝３を代入すると、削除する列は４列目および８列目であることが分かる。そこで、図９に示すように、図３の８×８処理ブロックから、２行目、４行目、６行目、および８行目を削除するとともに、４列目および８列目を削除した後に、図１０に示すように、ブロック内の数字を昇順に並び替える。これによれば、上述の左上の６×４の長方形ブロックＢＬ１について、ブロック分割種別に応じて動的に走査順を導出することができる。
【００８４】
図２に戻って、有意係数有無検出部５１は、量子化係数ｆおよび走査順ｉを入力とする。この有意係数有無検出部５１は、長方形ブロック内の量子化係数ｆを走査順ｉに従って並べ替え、有意係数の有無を２値シンボルで表現して出力する。
【００８５】
係数符号検出部５２は、量子化係数ｆおよび走査順ｉを入力とする。この係数符号検出部５２は、長方形ブロック内の量子化係数ｆを走査順ｉに従って並べ替え、有意係数のみについて、正負の符号を２値シンボルで表現して出力する。
【００８６】
有意係数絶対値検出部５３は、量子化係数ｆおよび走査順ｉを入力とする。この有意係数絶対値検出部５３は、長方形ブロック内の量子化係数ｆを走査順ｉに従って並べ替え、有意係数の絶対値を２値シンボルで表現して出力する。なお、有意係数の絶対値を２値シンボルする際には、例えば指数ゴロム符号を用いる。
【００８７】
これら有意係数有無検出部５１、係数符号検出部５２、および有意係数絶対値検出部５３から出力された２値シンボルは、１つにまとめられ、シンボルｈとしてシンボル化部５０から出力される。
【００８８】
以上の動画像符号化装置ＡＡによれば、以下の効果を奏することができる。
【００８９】
動画像符号化装置ＡＡは、長方形走査順生成部５４により、分割比に従って処理ブロックを複数の長方形ブロックに分割し、分割した長方形ブロックごとに走査順を導出することができる。したがって、処理ブロックを分割して得られる種々のブロックサイズの長方形ブロックについて、走査順を定めることができる。
【００９０】
また、動画像符号化装置ＡＡは、上述の数式（１）〜（４）を用いて走査順を求める。このため、周波数特性を考慮することができるので、係数の発生頻度を考慮して、符号化性能を向上させることができる。
【００９１】
［動画像復号装置ＢＢの構成および動作］
図１１は、本発明の第１実施形態に係る動画像復号装置ＢＢのブロック図である。動画像復号装置ＢＢは、動画像符号化装置ＡＡにおいて生成されたビットストリームｚを復号して、復号画像Ａを出力する。この動画像復号装置ＢＢは、エントロピー復号部１１０、ブロック分割種別部１２０、逆シンボル化部１３０、逆変換部１４０、イントラ予測部１５０、インター予測部１６０、およびバッファ部１７０を備える。
【００９２】
エントロピー復号部１１０は、ビットストリームｚを入力とする。このエントロピー復号部１１０は、符号化データ構造に従ってビットストリームｚに記載されている内容を解析し、エントロピー復号して、エントロピー復号の結果として得られるイントラ予測モードＢまたはインター予測モードＣと、シンボルＤと、を出力する。
【００９３】
ブロック分割種別部１２０は、イントラ予測モードＢまたはインター予測モードＣを入力とする。このブロック分割種別部１２０は、イントラ予測モードＢまたはインター予測モードＣに基づいてブロック分割種別Ｅを生成し、出力する。
【００９４】
逆シンボル化部１３０は、シンボルＤと、ブロック分割種別Ｅと、を入力とする。この逆シンボル化部１３０は、シンボル化部５０が行う上述の手順と逆の手順で、入力された信号に基づいて量子化係数Ｆを生成し、出力する。この逆シンボル化部１３０について、図１２を用いて以下に説明する。
【００９５】
（逆シンボル化部１３０の構成および動作）
図１２は、逆シンボル化部１３０のブロック図である。逆シンボル化部１３０は、有意係数有無検出部１３１、係数符号検出部１３２、有意係数絶対値検出部１３３、および長方形走査順生成部１３４を備える。
【００９６】
長方形走査順生成部１３４は、ブロック分割種別Ｅを入力とする。この長方形走査順生成部１３４は、長方形走査順生成部５４と同様に、ブロック分割種別Ｅに応じて動的に走査順Ｇを導出し、出力する。
【００９７】
有意係数有無検出部１３１は、シンボルＤのうち有意係数の有無を２値シンボルで表現したものと、走査順Ｇと、を入力とする。この有意係数有無検出部１３１は、長方形ブロック内の有意係数の有無を、走査順Ｇに従って復元し、出力する。
【００９８】
係数符号検出部１３２は、シンボルＤのうち有意係数の正負の符号を２値シンボルで表現したものと、走査順Ｇと、を入力とする。この係数符号検出部１３２は、有意係数の正負の符号を、走査順Ｇに従って復元し、出力する。
【００９９】
有意係数絶対値検出部１３３は、シンボルＤのうち有意係数の絶対値を２値シンボルで表現したものと、走査順Ｇと、を入力とする。この有意係数絶対値検出部１３３は、有意係数の絶対値を、走査順Ｇに従って復元し、出力する。
【０１００】
これら有意係数有無検出部１３１、係数符号検出部１３２、および有意係数絶対値検出部１３３の出力は、１つにまとめられ、量子化係数Ｆとしてシンボル化部５０Ａから出力される。
【０１０１】
図１１に戻って、逆変換部１４０は、量子化係数Ｆを入力とする。この逆変換部１４０は、量子化係数Ｆに対して逆量子化および逆変換して、残差信号Ｈを生成し、出力する。
【０１０２】
イントラ予測部１５０は、イントラ予測モードＢと、バッファ部１７０から供給される後述の復号画像Ａと、を入力とする。このイントラ予測部１５０は、復号画像Ａを元に、イントラ予測モードＢに従ってイントラ予測値Ｊを生成し、出力する。
【０１０３】
インター予測部１６０は、インター予測モードＣおよび復号画像Ａを入力とする。このインター予測部１６０は、復号画像Ａを元に、インター予測モードＣに従ってインター予測値Ｋを生成し、出力する。
【０１０４】
バッファ部１７０は、残差信号Ｈと、イントラ予測値Ｊまたはインター予測値Ｋと、の和をとった信号である復号画像Ａを、入力とする。このバッファ部１７０は、入力された復号画像Ａを蓄積し、適宜、イントラ予測部１５０やインター予測部１６０に供給する。
【０１０５】
以上の動画像復号装置ＢＢによれば、以下の効果を奏することができる。
【０１０６】
動画像復号装置ＢＢは、長方形走査順生成部１３４により、分割比に従って処理ブロックを複数の長方形ブロックに分割し、分割した長方形ブロックごとに走査順を導出することができる。したがって、処理ブロックを分割して得られる種々のブロックサイズの長方形ブロックについて、走査順を定めることができる。
【０１０７】
また、動画像復号装置ＢＢは、上述の数式（１）〜（４）を用いて走査順を求める。このため、周波数特性を考慮することができるので、係数の発生頻度を考慮して、符号化性能を向上させることができる。
【０１０８】
＜第２実施形態＞
［動画像符号化装置ＣＣの構成および動作］
図１３は、本発明の第２実施形態に係る動画像符号化装置ＣＣのブロック図である。動画像符号化装置ＣＣは、図１に示した本発明の第１実施形態に係る動画像符号化装置ＡＡとは、シンボル化部５０の代わりにシンボル化部５０Ａを備える点が異なる。なお動画像符号化装置ＣＣにおいて、動画像符号化装置ＡＡと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１０９】
シンボル化部５０Ａは、量子化係数ｆおよびブロック分割種別ｇを入力とする。このシンボル化部５０Ａは、周波数特性を考慮して、縦にＭｈ：Ｎｈ（ただし、Ｍｈ、Ｎｈは、Ｍｈ≧０かつＮｈ≧０を満たすとともに、Ｍｈ＋Ｎｈ＝１を満たす数）、横にＭｖ：Ｎｖ（ただし、Ｍｖ、Ｎｖは、Ｍｖ≧０かつＮｖ≧０を満たすとともに、Ｍｖ＋Ｎｖ＝１を満たす数であって、ＭｖはＭｈとは独立した数であり、ＮｖはＮｈとは独立した数）で処理ブロックを分割することを想定しており、入力された信号に基づいてシンボルｈを生成し、出力する。このシンボル化部５０Ａの詳細について、図１４〜１６を用いて後述する。
【０１１０】
（シンボル化部５０Ａの構成および動作）
図１４は、シンボル化部５０Ａのブロック図である。シンボル化部５０Ａは、図２に示したシンボル化部５０とは、長方形走査順生成部５４の代わりに長方形走査順生成部５４Ａを備える点が異なる。
【０１１１】
長方形走査順生成部５４Ａは、ブロック分割種別ｇを入力とする。この長方形走査順生成部５４Ａは、図４の走査順導出処理を行って、ブロック分割種別ｇに応じて動的に走査順ｉを導出し、出力する。
【０１１２】
具体的には、長方形走査順生成部５４Ａは、長方形走査順生成部５４と同様に、処理ブロックを長方形ブロックＢＬ１〜ＢＬ４に分割し、長方形ブロックＢＬ１〜ＢＬ４のそれぞれにおいて、ブロック内の数字を昇順に並び替えて、走査順を導出する。
【０１１３】
なお、ＲＯＷ１、ＲＯＷ２、ＣＯＬ１、ＣＯＬ２のそれぞれについては、上述の数式（７）〜（１０）のそれぞれにより求める。
【０１１４】
また、数式（７）、（８）において、Ｉｈは、上述の数式（５）を満たす整数のうち最小の整数であり、以下では周期と呼ぶこととする。また、数式（９）、（１０）において、Ｉｖは、上述の数式（６）を満たす整数のうち最小の整数であり、以下では周期と呼ぶこととする。
【０１１５】
例えば、図３の８×８処理ブロックを縦に０．３３３：０．６６７（周期Ｉｈ＝３）で分割するとともに横に０．４：０．６（周期Ｉｖ＝５）で分割して、得られた４つのブロックのうち左上の４×３の長方形ブロックＢＬ１の走査順を導出する場合について、図１５、１６を用いて以下に説明する。この場合、Ｍｈ＝０．３３３、Ｎｈ＝０．６６７、Ｍｖ＝０．４、Ｎｖ＝０．６となる。
【０１１６】
上述の数式（７）にＭｈ＝０．３３３を代入すると、削除するのは２行目、３行目、５行目、６行目、および８行目であることが分かる。また、数式（９）にＭｖ＝０．４を代入すると、削除するのは３列目、４列目、５列目、および８列目であることが分かる。そこで、図１５に示すように、図３の８×８処理ブロックから、２行目、３行目、５行目、６行目、および８行目を削除するとともに、３列目、４列目、５列目、および８列目を削除した後に、図１６に示すように、ブロック内の数字を昇順に並び替える。これによれば、上述の左上の４×３の長方形ブロックＢＬ１について、ブロック分割種別に応じて動的に走査順を導出することができる。
【０１１７】
以上の動画像符号化装置ＣＣによれば、以下の効果を奏することができる。
【０１１８】
動画像符号化装置ＣＣは、長方形走査順生成部５４Ａにより、分割比に従って処理ブロックを複数の長方形ブロックに分割し、分割した長方形ブロックごとに走査順を導出することができる。したがって、処理ブロックを分割して得られる種々のブロックサイズの長方形ブロックについて、走査順を定めることができる。
【０１１９】
また、動画像符号化装置ＣＣは、上述の数式（５）〜（１０）を用いて走査順を求める。このため、周波数特性を考慮することができるので、係数の発生頻度を考慮して、符号化性能を向上させることができる。
【０１２０】
［動画像復号装置ＤＤの構成および動作］
図１７は、本発明の第２実施形態に係る動画像復号装置ＤＤのブロック図である。動画像復号装置ＤＤは、動画像符号化装置ＣＣにおいて生成されたビットストリームｚを復号して、復号画像Ａを出力する。この動画像復号装置ＤＤは、図１１に示した本発明の第１実施形態に係る動画像復号装置ＢＢとは、逆シンボル化部１３０の代わりに逆シンボル化部１３０Ａを備える点が異なる。なお、動画像復号装置ＤＤにおいて、動画像復号装置ＢＢと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１２１】
逆シンボル化部１３０Ａは、シンボルＤと、ブロック分割種別Ｅと、を入力とする。この逆シンボル化部１３０Ａは、シンボル化部５０Ａが行う上述の手順と逆の手順で、入力された信号に基づいて量子化係数Ｆを生成し、出力する。
【０１２２】
以上の動画像復号装置ＤＤによれば、以下の効果を奏することができる。
【０１２３】
動画像復号装置ＤＤは、逆シンボル化部１３０Ａにより、分割比に従って処理ブロックを複数の長方形ブロックに分割し、分割した長方形ブロックごとに走査順を導出することができる。したがって、処理ブロックを分割して得られる種々のブロックサイズの長方形ブロックについて、走査順を定めることができる。
【０１２４】
また、動画像復号装置ＢＢは、上述の数式（５）〜（１０）を用いて走査順を求める。このため、周波数特性を考慮することができるので、係数の発生頻度を考慮して、符号化性能を向上させることができる。
【０１２５】
なお、本発明の動画像符号化装置ＡＡ、ＣＣや動画像復号装置ＢＢ、ＤＤの処理を、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを動画像符号化装置ＡＡ、ＣＣや動画像復号装置ＢＢ、ＤＤに読み込ませ、実行することによって、本発明を実現できる。
【０１２６】
ここで、上述の記録媒体には、例えば、ＥＰＲＯＭやフラッシュメモリといった不揮発性のメモリ、ハードディスクといった磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどを適用できる。また、この記録媒体に記録されたプログラムの読み込みおよび実行は、動画像符号化装置ＡＡ、ＣＣや動画像復号装置ＢＢ、ＤＤに設けられたプロセッサによって行われる。
【０１２７】
また、上述のプログラムは、このプログラムを記憶装置などに格納した動画像符号化装置ＡＡ、ＣＣや動画像復号装置ＢＢ、ＤＤから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネットなどのネットワーク（通信網）や電話回線などの通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
【０１２８】
また、上述のプログラムは、上述の機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述の機能を動画像符号化装置ＡＡ、ＣＣや動画像復号装置ＢＢ、ＤＤにすでに記録されているプログラムとの組み合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【０１２９】
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計なども含まれる。
【０１３０】
例えば、上述の第１実施形態や第２実施形態では、処理ブロックが２次元であるものとしたが、これに限らず、処理ブロックがｘ次元（ただし、ｘは、ｘ≧３を満たす整数）であってもよい。例えば処理ブロックが３次元である場合の例として、動画像符号化装置に入力画像として時空間画像を入力した場合を、以下に説明する。
【０１３１】
まず、時空間画像を立方体ブロックに分割し、立方体ブロックごとに、周波数領域への変換および量子化を行って量子化係数を生成し、これらの係数をシンボルに変換してサイド情報とともに無歪圧縮し、ビットストリームを生成する。
【０１３２】
ここで、立方体ブロックの縦、横、および奥行きのそれぞれの辺をＭ１：Ｎ１、Ｍ２：Ｎ２、およびＭ３：Ｎ３（ただし、Ｍ１、Ｎ１は、Ｍ１≧０かつＮ１≧０を満たすとともに、Ｍ１＋Ｎ１＝１を満たす数。また、Ｍ２、Ｎ２は、Ｍ２≧０かつＮ２≧０を満たすとともに、Ｍ２＋Ｎ２＝１を満たす数。また、Ｍ３、Ｎ３は、Ｍ３≧０かつＮ３≧０を満たすとともに、Ｍ３＋Ｎ３＝１を満たす数。また、Ｍ１〜Ｍ３は、互いに独立した数。また、Ｎ１〜Ｎ３は、互いに独立した数。）で複数の直方体ブロックに分割する場合、辺ごとに、分割比から決定される平面を削除して、削除後の走査順を求める。そして、各辺について走査順を求めた後に、この走査順を表す数字を昇順に並び替えて、直方体ブロックごとの走査順を導出する。なお、処理ブロックがｘ次元である場合には、超立方体ブロックにおける走査順から超平面群を削除して、超直方体ブロックごとに走査順を導出する。
【符号の説明】
【０１３３】
ＡＡ、ＣＣ・・・動画像符号化装置
ＢＢ、ＤＤ・・・動画像復号装置
５０、５０Ａ・・・シンボル化部
５１、１３１・・・有意係数有無検出部
５２、１３２・・・係数符号検出部
５３、１３３・・・有意係数絶対値検出部
５４、１３４・・・長方形走査順生成部
１３０、１３０Ａ・・・逆シンボル化部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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