(57)【要約】  予測方法によって確率分布の異なる係数情報に応じて符号化を行う可変長符号化装置は画面内方向予測の複数の予測方向に対して設けられ、係数情報の発生確率をそれぞれ推定する複数の確率推定器（２０９）と、画面内方向予測に用いた予測方向の情報に従って確率推定器を選択する切り替え器（２０８）と、切り替え器で選択された確率推定器から得られる係数情報の発生確率に応じて係数情報を符号化する可変長符号化器（２０７）とを含む。
2009107777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化対象画像と予測画像との予測残差を直交変換し、量子化して得られる係数を表す係数情報を符号化する画像符号化装置において、
画面内方向予測の複数の予測方向に対して設けられ、係数情報の発生確率をそれぞれ推定する複数の確率推定器と、
画面内方向予測に用いられた予測方向の情報に従って前記確率推定器を選択する切り替え器と、
前記の切り替え器で選択された確率推定器から得られる係数情報の発生確率に応じて前記係数情報を符号化する可変長符号化器と、
を備える画像符号化装置。
【請求項２】
前記複数の確率推定器のそれぞれは、前記複数の予測方向のそれぞれと一対一に対応する、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３】
前記複数の確率推定器のそれぞれは、前記複数の予測方向を分類した複数の分類予測方向と一対一に対応し、
前記切り替え器は、画面内方向予測に用いられた予測方向が分類されている分類予測方向に対応する確率推定器を選択する、
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】
符号化対象画像と予測画像との予測残差を直交変換し、量子化して得られる係数を表す係数情報を符号化する画像符号化装置において、
画面内方向予測の複数の予測方向に対して設けられる複数の符号表と、
画面内方向予測に用いられた予測方向の情報に従って前記符号表を選択する切り替え器と、
前記の切り替え器で選択された符号表に従って係数情報を符号化する可変長符号化器と、
を備える画像符号化装置。
【請求項５】
前記複数の符号表のそれぞれは、前記複数の予測方向のそれぞれと一対一に対応する、ことを特徴とする請求項４に記載の画像符号化装置。
【請求項６】
前記複数の符号表のそれぞれは、前記複数の予測方向を分類した複数の分類予測方向と一対一に対応し、
前記切り替え器は、前記内方向予測に用いられた予測方向が分類されている分類方向に対応する符号表を選択する、ことを特徴とする請求項４に記載の画像符号化装置。
【請求項７】
入力される符号化データから係数情報を復号し、復号情報を逆量子化し、逆変換して得られる予測残差と既に復号されている画像から生成される予測画像から復号画像を得る画像復号装置において、
画面内方向予測の複数の予測方向に対して設けられ、係数情報の発生確率を推定する複数の確率推定器と、
画面内方向予測に用いられた予測方向の情報を利用して前記確率推定器を選択する切り替え器と、
前記の切り替え器で選択された確率推定器から得られる係数情報の発生確率に応じて係数情報を復号する可変長復号器と、
を備える画像復号化装置。
【請求項８】
前記複数の確率推定器のそれぞれは、前記複数の予測方向のそれぞれと一対一に対応することを特徴とする請求項７に記載の画像復号化装置。
【請求項９】
前記複数の確率推定器のそれぞれは、前記複数の予測方向を分類した複数の分類予測方向と一対一に対応し、
前記切り替え器は、画面内方向予測に用いられた予測方向が分類されている分類予測方向に対応する確率推定器を選択する、
ことを特徴とする請求項７に記載の画像復号化装置。
【請求項１０】
入力される符号化データから係数情報を復号し、復号情報を逆量子化し、逆変換して得られる予測残差と既に復号されている画像から生成される予測画像から復号画像を得る画像復号装置において、
画面内方向予測の複数の予測方向に対して設けられる複数の符号表と、
画面内方向予測に用いられた予測方向の情報に従って前記符号表を選択する切り替え器と、
前記の切り替え器で選択された符号表に従って係数情報を復号する可変長復号器と、
を備える画像復号化装置。
【請求項１１】
前記複数の符号表のそれぞれは、前記複数の予測方向のそれぞれと一対一に対応する、ことを特徴とする請求項１０に記載の画像復号化装置。
【請求項１２】
前記複数の符号表のそれぞれは、前記複数の予測方向を分類した複数の分類予測方向と一対一に対応し、
前記切り替え器は、前記内方向予測に用いられた予測方向が分類されている分類方向に対応する符号表を選択する、ことを特徴とする請求項１０に記載の画像復号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号化対象画像の予測画像を生成し、予測残差を変換、量子化した係数の情報を符号化／復号する画像符号化／復号装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
H.264/MPEG-4 AVC（以下、H.264、詳細はText of ISO/IEC 14496-10:2004 Advanced Video Coding(second edition), March 2004を参照）で採用されている画像符号化のエントロピー符号化方式としてContext-based Adaptive Binary Arithmetic Coding（以下、CABAC、詳細はD. Marpe, H. Schwarz, and T. Wiegand, “Context-Based Adaptive Binary Arithmetic Coding in the H.264/AVC Video Compression Standard,”IEEE Transactions on Circuit Systems for Video Technology vol. 13, no.7, pp. 620-636 2003を参照）とContext-based Adaptive Variable Length Coding（以下、CAVLC）がある。CABACでは、確率推定器を用いて符号化する情報についての発生確率を推定し、推定した発生確率を用いてエントロピー符号化を行う。CAVLCでは、符号化済みの隣接ブロックに応じて符号表を選択し、それに従ってエントロピー符号化を行う。
【発明の開示】
【０００３】
予測残差を変換・量子化した係数の情報（以下、係数情報と称す）を符号化する場合、予測残差に予測方法に応じた特徴が現れ、その結果として係数情報の確率分布が予測方法によって異なることがある。
【０００４】
H.264のCABACでは、係数情報の発生確率の推定は予測方法に関する情報（以下、予測情報と称す）を利用せず、予測方法によらず同一の確率推定器を用いて行われるため、予測方法に応じた係数情報の発生確率を推定することができず、それらの発生確率に応じた符号化・復号を行うことができなかった。例えば，画面内方向予測が適用された４ｘ４サイズのブロックについて，シンタクスエレメントsignificant_coeff_flagの符号化・復号を行う場合，画面内方向予測の予測方向によらず，各係数位置のシンタクスエレメントsignificant_coeff_flagに対して一つずつ用意された確率推定器を用いて符号化・復号を行う。このため，予測方向によって異なる係数情報の発生確率に応じた符号化・復号を行うことができなかった。
【０００５】
H.264のCAVLCでは、符号表の選択には予測情報を利用せず、予測方法によらず同一の符号表を用いるため、予測方法によって異なる係数情報の発生確率に応じた符号化を行うことができなかった。例えば，画面内方向予測が適用された４ｘ４サイズのブロックについて，シンタクスエレメントrun_beforeの符号化・復号を行う場合，画面内方向予測の予測方向によらず，同一の符号表を用いて符号化・復号を行う。このため，予測方向によって異なる係数情報の発生確率に応じた符号化・復号を行うことができなかった。
【０００６】
本発明の一態様は、符号化対象画像と予測画像との予測残差を直交変換し、量子化して得られる係数を表す係数情報を符号化する画像符号化装置において、画面内方向予測の複数の予測方向に対して設けられ、係数情報の発生確率をそれぞれ推定する複数の確率推定器と、画面内方向予測に用いられた予測方向の情報に従って前記確率推定器を選択する切り替え器と、前記の切り替え器で選択された確率推定器から得られる係数情報の発生確率に応じて前記係数情報を符号化する可変長符号化器と、を備える画像符号化装置を提供する。
【０００７】
本発明の他の態様は、符号化対象画像と予測画像との予測残差を直交変換し、量子化して得られる係数を表す係数情報を符号化する画像符号化装置において、画面内方向予測の複数の予測方向に対して設けられる複数の符号表と、画面内方向予測に用いられた予測方向の情報に従って前記符号表を選択する切り替え器と、前記の切り替え器で選択された符号表に従って係数情報を符号化する可変長符号化器と、を備える画像符号化装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係わる画像符号化装置のブロック図である。
【図２】図２は図１の画像符号化装置を用いた画像符号化方法を説明するフローチャートである。
【図３】図３は本発明の第１の実施形態に係わるエントロピー符号化器のブロック図である。
【図４】図４は図３のエントロピー符号化器を用いた符号化方法を説明するフローチャートである。
【図５】図５は方向予測を示す図である。
【図６】図６は予測モードと画素ブロックとの対応を示す図である。
【図７】図７は本発明の第２の実施形態に係わるエントロピー符号化器のブロック図である。
【図８】図８は図７のエントロピー符号化器を用いた符号化方法を説明するフローチャートである。
【図９】図９は本発明の第３の実施形態に係わる画像復号装置のブロック図である。
【図１０】図１０は図９の画像復号化装置を用いた画像復号化方法を説明するフローチャートである。
【図１１】図１１は本発明の第３の実施形態に係わるエントロピー復号器のブロック図である。
【図１２】図１２は図１１のエントロピー復号器を用いた復号化方法を説明するフローチャートである。
【図１３】図１３は本発明の第４の実施形態に係わるエントロピー復号器のブロック図である。
【図１４】図１４は図１３のエントロピー復号器を用いた復号方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。【００１０】
（第１の実施形態：符号化装置）
図１を参照して本発明の第１の実施形態に係わる画像符号化装置を説明する。減算器１１４は入力画像信号１０１と予測画像信号１０９を受けて予測残差信号１０２を生成する。減算器１１４の出力端は直交変換器１１５の入力端に接続される。直交変換器１１５は予測残差信号１０２を直交変換して変換係数１０３を出力する。直交変換器１１５の出力端は量子化器１１６の入力端に接続される。量子化器１１６は変換係数１０３を量子化する。量子化器１１６の出力端はエントロピー符号化器１２２の入力端及び逆量子化器１１７の入力端に接続される。エントロピー符号化器１２２は量子化変換係数１０４をエントロピー符号化する。逆量子化器１１７は量子化変換係数１０４を逆量子化する。【００１１】
逆量子化器１１７の出力端は逆直交変換器１１８の入力端に接続される。逆直交変換器１１８は逆量子化器１１７から出力された逆量子化変換係数１０５を逆直交変換する。逆直交変換器１１８の出力端は加算器１１９に接続される。加算器１１９は逆直交変換信号と予測信号とを加算して局部復号画像信号１０７を生成する。即ち、逆量子化器１１７、逆直交変換器１１８及び加算器１１９は局部復号信号生成器を構成する。加算器１１９の出力端はメモリ１２０に接続される。メモリ１２０の出力端は予測画像生成器１２１の入力端に接続される。予測画像生成器１２１は予測画像信号１０９と予測情報１１０を生成する。予測画像生成器１２１の予測画像信号出力端と予測情報出力端は減算器１１４及びエントロピー符号化器１２２の入力にそれぞれ接続される。【００１２】
エントロピー符号化器１２２の係数情報符号化データ出力端及び予測情報符号化データ出力端は多重化器１２３の入力端に接続される。【００１３】
上記構成の画像符号化装置を用いた画像符号化方法を図２のフローチャートを参照して説明する。符号化対象画像の入力画像信号１０１は減算器１１４に入力される。減算器１１４が入力画像信号１０１と予測画像信号１０９との差分を求めることによって、予測残差信号１０２が生成される（Ｓ１１）。予測残差信号１０２は直交変換器１１５によって直交変換され、直交変換係数１０３が生成される（Ｓ１２）。直交変換係数１０３は、量子化器１１６によって量子化される（Ｓ１３）。これにより、量子化器１１６から予測残差信号１０２を直交変換及び量子化した係数の情報、即ち係数情報が出力される。係数情報１０４は、逆量子化器１１７によって逆量子化された後、逆直交変換器１１８によって逆直交変換され、予測残差信号１０２に対応する予測残差信号１０６が再生される（Ｓ１４，Ｓ１５）。加算器１１９では、予測残差信号１０６と予測画像生成器１２１からの予測画像信号１０９とが加算されることによって、局部復号画像信号１０７が生成される（Ｓ１６）。局部復号画像信号１０７はメモリ１２０に蓄積される（Ｓ１７）。メモリ１２０から読み出される局部復号画像信号１０８は、予測画像生成器１２１に入力される。予測画像生成器１２１では、メモリ１２０に蓄積されている局部復号画像信号１０８から予測画像信号１０９が生成される（Ｓ１８）。【００１４】
予測画像生成器１２１により抽出された予測情報１１０はエントロピー符号化器１２２に送られる。エントロピー符号化器１２２では、係数情報１０４及び予測情報１１０が可変長符号化され、係数情報１０４、予測情報１１０それぞれの符号化データが生成される（Ｓ１９）。係数情報の符号化データ１１１及び予測情報の符号化データ１１２は多重化器１２３に入力される。多重化器１２３では、係数情報の符号化データ１１１及び予測情報の符号化データ１１２が多重化され、多重化された符号化データ１１３が生成される（Ｓ２０）。【００１５】
次に予測画像生成器１２１について説明する。【００１６】
予測画像生成器１２１では、画面内方向予測によって局部復号画像信号１０８から予測画像信号１０９が生成される。また、予測画像生成器１２１では、画面内方向予測の予測方向が求められ、予測方法に関する情報、即ち予測情報１１０が生成される。この予測情報１１０がエントロピー符号化器１２２に送られる。画面内方向予測については、例えばH.264のIntra Prediction（Text of ISO/IEC 14496-10:2004 Advanced Video Coding (second edition) の８．３節を参照）を用いる。Intra_4x4 Predictionが適用されるブロックについては、9つの予測モードのうち予測に用いられたものを予測情報１１０としてエントロピー符号化器１２２に送る。Intra_4x4以外のIntra Predictionが適用されるブロックについても同様にする。【００１７】
次に、図３を参照してエントロピー符号化器１２２について説明する。【００１８】
エントロピー符号化器１２２は図1の予測情報１１０に対応する予測情報２０５を受ける切り替え器２０８、切り替え器２１０及び可変長符号化器２１１を有する。切り替え器２０８は後述する係数情報２０３の発生確率を推定する複数の確率推定器２０９に接続される。これら確率推定器２０９は画面内方向予測の複数の予測方向に応じて係数情報の発生確率をそれぞれ推定するために設けられている。確率推定器２０９の出力端は切り替え器２１０を介して可変長符号化器２０７に接続される。【００１９】
上記構成のエントロピー符号化器１２２を用いたエントロピー符号化方法を図４のフローチャートを参照して説明する。図1の予測情報１１０に対応する予測情報２０５は切り替え器２０８、切り替え器２１０及び可変長符号化器２１１に入力される。図１の係数情報１０４に対応する係数情報２０１は可変長符号化器２０７に入力される。可変長符号器２１１は予測情報２０５を可変長符号し、予測情報の符号化データ２０６を出力する（Ｓ３１）。切り替え器２１０は確率推定器２０９を予測情報２０５に応じて選択し（Ｓ３２）、選択された確率推定器の保持する発生確率情報２０４を可変長符号化器２０７に送る。可変長符号化器２０７は切り替え器２１０を介して発生確率情報２０４を取得し（Ｓ３３）、入力された係数情報２０１を発生確率情報２０４に応じて可変長符号化し（Ｓ３４）、係数情報２０１の符号化データ２０２を出力すると共に、符号化された係数情報２０３を切り替え器２０８に出力する。切り替え器２０８は確率推定器２０９を予測情報２０５に応じて選択し（Ｓ３５）、符号化された係数情報２０３を選択した確率推定器に送る。切り替え器２０８に選択された確率推定器は、切り替え器２０８を介して符号化された係数情報２０３を取得し、発生確率情報を更新する（Ｓ３６）。【００２０】
確率推定器２０９は予測方向毎に係数情報の直交変換／量子化係数の発生確率を推定する。そのため、図５及び図６に示すような画面内方向予測の各予測方向（各予測モード０〜８）に対して一つずつ確率推定器２０９が備えられているとする。図６には、１６×１６画素ブロック、８×８画素ブロック及び４×４画素ブロックについての予測方向が示されている。「Ｎ／Ａ」は対応する予測方法が定義されていないことを示す。本実施形態では、各予測方向の予測画像の予測残差を求めて、予測残差が最も少なくなる予測方向の予測画像を生成したものとして説明する。【００２１】
H.264のIntra_4x4 Predictionにより予測画像を生成し、予測残差の係数はH.264のResidual Block CABAC Syntaxに従ったデータ構造で符号化され、係数情報として4x4ブロック内のｉ番目の係数位置のシンタクスエレメントsignificant_coeff_flagを符号化する場合を例に説明する。画像符号化装置は、Intra_4x4 Predictionの９つの予測モードと一対一に対応する９つの確率推定器２０９を備える。切り替え器２０８は入力された予測モードに対応する確率推定器２０９を選択するとともに、符号化されたシンタクスエレメントsignificant_coeff_flagの値を選択された確率推定器２０９に送る。確率推定器２０９のそれぞれは、CABACの確率推定器と同様な構成を有する。【００２２】
切り替え器２０８によって選択された確率推定器２０９のpStateIdx，valMPSの値が、入力されたシンタクスエレメントsignificant_coeff_flagの値を用いて更新される。切り替え器２０８により選択された確率推定器２０９はpStateIdx，valMPSの値を切り替え器２１０に送る。切り替え器２１０は、入力された予測モードに対応する確率推定器２０９を選択し、選択した確率推定器２０９から得られるpStateIdx、valMPSの値を可変長符号化器２０７に送る。可変長符号化器２０７は、切り替え器２１０から得られるpStateIdx，valMPSの値に応じてシンタクスエレメントsignificant_coeff_flagをCABACと同様の処理で可変長符号化し、係数情報の符号化データ２０２を出力する。シンタクスエレメントsignificant_coeff_flagの値は可変長符号化器２０７から切り替え器２０８に送られる。可変長符号化器２１１は入力された予測モード２０５を可変長符号化し、予測モードの符号化データ２０６を出力する。可変長符号化器２１１は予測モード２０５の情報をH.264と同様な方法で可変長符号化する。【００２３】
本実施形態の画像符号化装置は，画面内方向予測の各予測方向に対して確率推定器を一つずつ備えるが，予め分類された画面内方向予測の予測方向が属する各分類に対して確率推定器を一つずつ備えていても構わない。例えば、前記シンタクスエレメントsingnificant_coeff_flagの符号化の例において、予測モード０，５，７は分類Ａ、予測モード１，６，８は分類Ｂ、予測モード２，３，４は分類Ｃとするように９つの予測モードを3つに分類し、各分類について一つずつ，合計３つの確率推定器を備えるとしてもよい。【００２４】
（第２の実施形態：符号化装置）
本発明の第２の実施形態に係わる画像符号化装置について説明する。本実施形態に関する画像符号化装置の基本構成は、図１に示した第１の実施形態に関する画像符号化装置の基本構成と同様である。【００２５】
図７を参照して本実施形態のエントロピー符号化器について説明する。本実施形態のエントロピー符号化器は、複数の符号表３０７を有する。符号表３０７は切り替え器３０８を介して可変長符号化器３０６に接続される。可変長符号化器３０６は符号表３０７を用いて係数情報３０１を可変長符号化する。切り替え器３０８は予測情報３０４に応じて可変長符号化器３０６に接続する符号表３０７を切り替える。可変長符号化器３０９は予測情報３０４を符号化する。【００２６】
上記構成のエントロピー符号化器を用いた符号化処理を図８を参照して説明する。予測情報３０４が切り替え器３０８及び可変長符号化器３０９に入力されると、切り替え器３０８は予測情報３０４が示す予測モードに応じて符号表３０７を選択し（Ｓ５１）、選択した符号表３０７の情報３０３を可変長符号化器３０６に送る。可変長符号化器３０６は入力される係数情報３０１を選択された符号表３０７の情報３０３に従って可変長符号化し（Ｓ５２）、係数情報の符号化データ３０２を出力する。【００２７】
符号表３０７は画面内方向予測の各予測方向に対して一つずつ備えられている。可変長符号化器３０９は、入力された予測情報３０４を可変長符号化し（Ｓ５３）、予測情報の符号化データ３０５を出力する。【００２８】
H.264のIntra_4x4 Predictionにより予測画像を生成し、予測残差の係数はH.264のResidual Block CAVLC Syntaxに従ったデータ構造で符号化され、係数情報としてrun_beforeを符号化する場合の例を説明する。画像符号化装置は、Intra_4x4 Predictionの９つの予測モードと一対一に対応した９つの符号表３０７を備える。各符号表については、H.264と同様にrun_before，zerosLeftの値の組と符号語の対応関係を示すものを復号装置と共通で用いる。切り替え器３０８は入力された予測情報３０４の予測モードと対応する符号表を選択し、その符号表の情報３０３を可変長符号化器３０６に送る。【００２９】
可変長符号化器３０６は、切り替え器３０８から得られる符号表の情報３０３に従って係数情報３０１を可変長符号化を行い、係数情報の符号化データ３０２を出力する。可変長符号化器３０９は入力された予測モード３０４を可変長符号化し、予測モードの符号化データ３０５を出力する。可変長符号化器３０９は予測モード３０４の情報を、H.264と同様な方法で可変長符号化する。【００３０】
本実施形態の画像符号化装置は画面内方向予測の各予測方向に対して符号表を一つずつ備えるが，予め分類された画面内方向予測の予測方向が属する各分類に対して符号表を一つずつ備えていても構わない。例えば、前記のrun_beforeの符号化の例において、予測モード０，５，７は分類Ａ、予測モード１，６，８は分類Ｂ、予測モード２，３，４は分類Ｃとするように９つの予測モードを3つに分類し、各分類について一つずつ，合計３つの符号表を備えていても構わない。【００３１】
（第３の実施形態：復号装置）
図９を参照して本発明の第３の実施形態に係わる画像復号装置について説明する。【００３２】
画像復号装置は多重化符号化データ４０１を係数情報の符号化データ４０２と予測情報の符号化データ４０３に分離する多重化分離器４１１及び係数情報の符号化データ４０２と予測情報の符号化データ４０３をエントロピー復号するエントロピー復号器４１２を備えている。エントロピー復号器４１２の出力端は逆量子化器４１３と予測画像生成器４１７に接続される。逆量子化器４１３の出力端は逆直交変換器４１４を介して加算器４１５の一方の入力端に接続される。加算器４１５の出力端はメモリ４１６を介して予測画像生成器４１７に接続される。予測画像生成器４１７の出力端が加算器４１５の他方の入力端に接続される。【００３３】
上記構成の画像復号化装置を用いた画像復号化方法を図１０のフローチャートを参照して説明する。符号化データ４０１が多重化分離器４１１に入力されると、符号化データ４０１は逆多重化され、係数情報の符号化データ４０２と予測情報の符号化データ４０３に分離される（Ｓ６１）。係数情報の符号化データ４０２と予測情報の符号化データ４０３はエントロピー復号器４１２に入力される。エントロピー復号器４１２では、係数情報の符号化データ４０２及び予測情報の符号化データ４０３がそれぞれエントロピー復号（可変長復号）され（Ｓ６２）、係数情報４０４及び予測情報４０７が生成される。係数情報４０４は逆量子化器４１３に、予測情報４０７は予測画像生成器４１７に入力される。【００３４】
係数情報４０４は逆量子化器４１３によって逆量子化され（Ｓ６３）、その後逆直交変換器４１４によって逆直交変換される（Ｓ６４）。これによって予測残差信号４０６が得られる。加算器４１５で予測残差信号４０６と予測画像信号４１０とが加算されることにより復号画像信号４０８が再生される（Ｓ６５）。再生された復号画像信号４０８は、メモリ４１６に蓄積される（Ｓ６６）。予測画像生成器４１７は、予測情報４０７によって指定される予測方法を用いて、メモリに蓄積されている復号画像信号４０９から予測画像信号４１０を生成する。【００３５】
次に、予測画像生成器４１７について説明する。【００３６】
予測画像生成器４１７では、予測情報４０７によって指定される画面内方向予測によって予測画像信号４１０が生成される。画面内方向予測は符号化装置の予測画像生成器と共通のものを用いる。例えば、H.264のIntra Predictionを用いる。Intra_4x4 Predictionが適用されるブロックについては、9つの予測モードのうち予測に用いるものが予測情報４０７で指定され、指定された予測モードで予測を行って予測画像信号４１０が生成される。Intra_4x4以外のIntra Predictionが適用されるブロックについても同様にすればよい。【００３７】
次に、図１１を参照してエントロピー復号器について説明する。【００３８】
エントロピー復号器は可変長復号器５１０を備える。可変長復号器５１０は予測情報の符号化データ５０４を可変長復号する。可変長復号器５１０の出力端は切り替え器５０７及び５０９に接続される。切り替え器５０７、５０９の間に複数の確率推定器５０８が接続される。切り替え器５０９の出力端は可変長復号器５０６に接続される。可変長復号器５０６は係数情報の符号化データ５０１を可変長復号する。可変長復号器５０６の出力端は切り替え器５０７の入力端子に接続される。【００３９】
上述のエントロピー復号器を用いたエントロピー復号処理を図１２のフローチャートを参照して説明する。予測情報の符号化データ５０４が可変長復号器５１０に入力されると、可変長復号器５１０は予測情報の符号化データ５０４を可変長復号し（Ｓ７１）、復号予測情報５０５を出力する。復号予測情報５０５は切り替え器５０７、５０９にも出力される。切り替え器５０９は確率推定器５０８を復号予測情報５０５に応じて選択し（Ｓ７２）、選択された確率推定器の保持する発生確率情報５０３を可変復号器５０６に送る。可変長復号器５０６は切り替え器５０９を介して発生確率情報５０３を取得し（Ｓ７３）、入力された係数情報の符号化データ５０１を発生確率情報５０３に応じて可変長復号し（Ｓ７４）、係数情報５０２を出力する。復号された係数情報５０２は可変長復号器５０６から切り替え器５０７に送られる。切り替え器５０７は確率推定器５０８を復号予測情報５０５に応じて選択し（Ｓ７５）、復号された係数情報５０２を選択した確率推定器に送る。切り替え器５０７に選択された確率推定器は、切り替え器５０７を介して復号された係数情報５０２を取得し、発生確率情報を更新する（Ｓ７６）。【００４０】
H.264のIntra_4x4 Predictionにより予測画像が生成され、予測残差の係数がH.264のResidual Block CABAC Syntaxに従ったデータ構造で符号化されていて、係数情報として4x4ブロック内のｉ番目の係数位置のシンタクスエレメントsignificant_coeff_flagを復号する場合を例に説明する。本実施形態の画像復号装置は、Intra_4x4 Predictionの９つの予測モードと一対一に対応した９つの確率推定器を備える。切り替え器５０７は入力された予測モードに対応する確率推定器５０８を選択する。復号されたシンタクスエレメントsignificant_coeff_flagの値は、選択された確率推定器５０８に送られる。確率推定器５０８はCABACの確率推定器と同様な構成を有する。切り替え器５０７により選択された確率推定器５０８のpStateIdx，valMPSの値が、入力されたシンタクスエレメントsignificant_coeff_flagの値を用いて更新される。切り替え器５０９により選択された確率推定器５０８はpStateIdx，valMPSの値を切り替え器５０９に送る。切り替え器５０９は、入力された予測モードに対応する確率推定器を選択し、選択した確率推定器５０８から得られるpStateIdx，valMPSの値を可変長復号器５０６に送る。可変長復号器５０６は、切り替え器５０９から得られるpStateIdx，valMPSの値に応じてシンタクスエレメントsignificant_coeff_flagの符号化データをCABACと同様の処理で可変長復号し、シンタクスエレメントsignificant_coeff_flagの値を出力する。シンタクスエレメントsignificant_coeff_flagの値は可変長復号器５０６から切り替え器５０７に送られる。可変長復号器５１０は入力された予測モードの符号化データ５０４を可変長復号化し、予測モードを出力する。可変長復号器５１０は、H.264と同様な方法で予測モードの情報を可変長復号する。【００４１】
本実施形態の画像復号化装置は，画面内方向予測の各予測方向に対して確率推定器を一つずつ備えるが，予め分類された画面内方向予測の予測方向が属する各分類に対して確率推定器を一つずつ備えていても構わない。例えば、前記のシンタクスエレメントsingnificant_coeff_flagの符号化の例において、予測モード０，５，７は分類Ａ、予測モード１，６，８は分類Ｂ、予測モード２，３，４は分類Ｃとするように９つの予測モードを3つに分類し、各分類について一つずつ，合計３つの確率推定器を備えていても構わない。【００４２】
（第４の実施形態：復号装置）
本発明の第４の実施形態に係わる画像復号装置について説明する。本実施形態に関する画像復号装置の基本構成は、図９に示した第３の実施形態に関する画像復号装置の基本構成と同様である。【００４３】
図１３を参照してエントロピー復号器について説明する。【００４４】
本実施形態のエントロピー復号器は予測情報の符号化データを可変長復号する可変長復号器６０９を備える。可変長復号器６０９の出力端は切り替え器６０８に接続される。切り替え器６０８は複数の符号表６０７と可変長復号器６０６との間に接続され、復号予測情報の予測モードに応じて符号表６０７を選択する。【００４５】
上述のエントロピー復号器を用いたエントロピー復号化方法を図１４のフローチャートを参照して説明する。符号化データ６０４が可変長復号器６０９に入力されると、可変長復号器６０９は入力された予測情報の符号化データ６０９を可変長復号し（Ｓ８１）、復号予測情報６０５を出力すると共にそれを切り替え器６０８に入力する。切り替え器６０８は復号予測情報６０５の予測モードに従って符号表６０７を選択し（Ｓ８２）、選択符号表６０７の符号表情報６０３を可変長復号器６０６に送る。可変長復号器６０６は入力される符号化データ６０１の係数情報を符号表情報６０３に従って復号し、係数情報６０２を出力する（Ｓ８３）。符号表は画面内方向予測の各予測方向に対して一つずつ備えられているとする。【００４６】
H.264のIntra_4x4 Predictionにより予測画像を生成し、係数をH.264のResidual Block CAVLC Syntaxと同様の構成とし、係数情報としてrun_beforeを復号する場合を例に説明する。画像復号装置は、Intra_4x4 Predictionの９つの予測モードと一対一に対応した９つの符号表を備える。各符号表については、H.264と同様にrun_before，zerosLeftの値の組と符号語の対応関係を示すものを符号化装置と共通で用いる。切り替え器６０８は入力された予測モードと対応する符号表を選択し、符号表の情報６０３を可変長復号器６０６に送る。可変長復号器６０６は、切り替え器６０８から得られる符号表の情報６０３に従って可変長復号を行い、run_beforeの値を出力する。可変長復号器６０９は入力された予測モードの符号化データ６０４を可変長復号し、予測モード６０５を出力する。可変長復号器６０９での予測モードの可変長復号はH.264と同様にすればよい。【００４７】
本実施形態では，画面内方向予測の各予測方向に対して符号表を一つずつ備えるとしたが，予め分類された画面内方向予測の予測方向が属する各分類に対して符号表を一つずつ備えるとしてもよい。例えば、前記のrun_beforeの符号化の例において、予測モード０，５，７は分類Ａ、予測モード１，６，８は分類Ｂ、予測モード２，３，４は分類Ｃとするように９つの予測モードを3つに分類し、各分類について一つずつ，合計３つの符号表を備えるとしてもよい。【００４８】
上述したように本発明によれば、画面内方向予測の複数の予測方向又は複数の予測方向を分類した分類予測方向に対する係数情報の発生確率をそれぞれ推定し、画面内方向予測に用いる予測情報に従って推定された発生確率から係数情報の推定された発生確率を選択し、選択された発生確率に応じて係数情報を可変長符号化する。【００４９】
また、画面内方向予測の複数の予測方向又は複数の予測方向を分類した複数の分類予測方向に対してそれぞれ複数の符号表を用意し、複数の符号表から画面内方向予測に用いる予測方向又は分類予測方向の情報に対応する符号表を選択し、選択された符号表に従って係数情報を可変長符号化する。【００５０】
また、画面内方向予測の複数の予測方向又は複数の予測方向を分類した複数の分類予測方向に対する係数情報の発生確率をそれぞれ推定し、画面内方向予測に用いた予測方向の情報を利用して推定発生確率から係数情報の発生確率を選択し、選択された発生確率に応じて係数情報を可変長復号する。【００５１】
また、画面内方向予測の複数の予測方向又は複数の予測方向を分類した複数の分類予測方向に対してそれぞれ複数の符号表を用意し、複数の符号表から画面内方向予測に用いた予測方向又は分類予測方向の情報に対応する符号表を選択し、選択された符号表に従って係数情報を可変長復号する。【００５２】
本発明によれば、画面内方向予測の予測方向の情報を利用して係数情報の確率推定器又は符号表を選択することにより、予測方向によって異なる係数情報に応じて符号化を行うことが可能になり、符号化効率が向上する。【００５３】
本発明の実施の形態に記載した本発明の手法は、コンピュータによって実行させることができ、また、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明にかかる画像符号化及び復号化方法及び装置は、通信メディア、蓄積メディアおよび放送メディアなどにおける画像圧縮処理に使用される。
【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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【国際調査報告】
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