(57)【要約】  ピクセルドメインのブロックを周波数ドメインに変換して生成された第１周波数係数マトリックスに対して、行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換を行い、交換の結果として生成された第２周波数係数マトリックスを符号化する映像符号化／復号化方法及びその装置である。
2013509783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像符号化方法において、
所定のブロックを周波数ドメインに変換し、第１周波数係数マトリックスを生成する段階と、
前記第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値よりさらに大きい係数を含むか否かを判断する段階と、
前記判断結果によって選択的に、前記第１周波数係数マトリックスの行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換を所定のアングル・パラメータによって行い、第２周波数係数マトリックスを生成する段階と、
前記判断結果によって選択的に、前記第２周波数係数マトリックスを符号化する段階と、を含み、
前記アングル・パラメータは、前記行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換の程度を示すパラメータであることを特徴とする映像符号化方法。
【請求項２】
前記判断する段階は、
前記第１周波数係数マトリックスが０ではない係数を含むか否かを判断する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の映像符号化方法。
【請求項３】
前記判断する段階は、
前記所定のブロックが、Ｂスライス（bi-directional  predicted  slice）のブロックであるか否かを判断する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の映像符号化方法。
【請求項４】
前記判断する段階は、
前記所定のブロックが、イントラ予測を利用して予測されたブロックであるか否かを判断する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の映像符号化方法。
【請求項５】
前記符号化する段階は、
前記第１周波数係数マトリックスが０ではない係数を含めば、前記第２周波数係数マトリックスを量子化する段階と、
前記アングル・パラメータについての情報と、前記量子化された第２周波数係数マトリックスとをエントロピ符号化する段階と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の映像符号化方法。
【請求項６】
映像復号化方法において、
所定のブロックに係わる第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値よりさらに大きい係数を含むか否かを示す情報を復号化する段階と、
前記復号化された情報に基づいて選択的に、第２周波数係数マトリックスについてのデータを復号化する段階と、
前記復号化された情報に基づいて選択的に、前記第２周波数係数マトリックスの行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換を所定のアングル・パラメータによって行い、第１周波数係数マトリックスを復元する段階と、
前記第１周波数係数マトリックスをピクセルドメインに変換し、前記所定のブロックを復元する段階と、を含み、
前記アングル・パラメータは、前記行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換の程度を示すパラメータであることを特徴とする映像復号化方法。
【請求項７】
前記情報は、
前記第１周波数係数マトリックスが０ではない係数を含むか否かを示す情報であることを特徴とする請求項６に記載の映像復号化方法。
【請求項８】
前記所定のブロックは、
Ｂスライス（bi-directional  predicted  slice）のブロックではないことを特徴とする請求項７に記載の映像復号化方法。
【請求項９】
前記所定のブロックは、
イントラ予測を利用して予測されたブロックであることを特徴とする請求項７に記載の映像復号化方法。
【請求項１０】
前記第２周波数係数マトリックスについてのデータを復号化する段階は、
前記情報の復号化結果、第１周波数係数マトリックスが０ではない係数を含めば、前記アングル・パラメータについての情報と、前記第２周波数係数マトリックスについてのデータとをエントロピ復号化する段階と、
復号化された前記第２周波数係数マトリックスを逆量子化する段階と、を含むことを特徴とする請求項７に記載の映像復号化方法。
【請求項１１】
映像符号化装置において、
所定のブロックを周波数ドメインに変換し、第１周波数係数マトリックスを生成する第１変換部と、
前記第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値よりさらに大きい係数を含むか否かを判断し、前記判断結果によって選択的に、前記第１周波数係数マトリックスの行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換を所定のアングル・パラメータによって行い、第２周波数係数マトリックスを生成する第２変換部と、
前記判断結果によって選択的に、前記第２周波数係数マトリックスを符号化する符号化部と、を含み、
前記アングル・パラメータは、前記行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換の程度を示すパラメータであることを特徴とする映像符号化装置。
【請求項１２】
前記第２変換部は、
前記第１周波数係数マトリックスが０ではない係数を含むか否かを判断することを特徴とする請求項１１に記載の映像符号化装置。
【請求項１３】
映像復号化装置において、
所定のブロックに係わる第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値よりさらに大きい係数を含むか否かを示す情報を復号化し、前記復号化された情報に基づいて選択的に、第２周波数係数マトリックスについてのデータを復号化する復号化部と、
前記復号化された情報に基づいて選択的に、前記第２周波数係数マトリックスの行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換を所定のアングル・パラメータによって行い、第１周波数係数マトリックスを復元する第１逆変換部と、
前記第１周波数係数マトリックスをピクセルドメインに変換し、前記所定のブロックを復元する第２逆変換部と、を含み、
前記アングル・パラメータは、前記行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換の程度を示すパラメータであることを特徴とする映像復号化装置。
【請求項１４】
前記情報は、
前記第１周波数係数マトリックスが０ではない係数を含むか否かを示す情報であることを特徴とする請求項１３に記載の映像復号化装置。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１０のうち、いずれか一項に記載の方法を実行するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像符号化／復号化方法及びその装置に係り、さらに詳細には、ピクセルドメインの映像を周波数ドメインに変換して生成された係数を符号化／復号化する方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ほとんどの映像符号化／復号化方法及びその装置は、映像圧縮のためにピクセルドメインの映像を周波数ドメインに変換して符号化する。離散コサイン変換（ＤＣＴ）は、映像または音声の圧縮に使われる周知の技術である。最近の数年間、さらに効率的なコーディング方式を見い出すための多くの試みがあった。オーディオ・コーディングでは、パラメトリック・コーディングが、ＤＣＴよりさらに望ましい結果を示し、二次元（２Ｄ）データについては、ＫＬＴ（Karhunen  Loeve  transform）係数が最小ビットサイズを有するが、オーバヘッド情報の大きさが非常に大きくなるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする技術的課題は、映像を符号化／復号化する方法及びその装置を提供するところにあって、前記方法を実行するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態による映像符号化方法は、所定のブロックを周波数ドメインに変換して第１周波数係数マトリックスを生成する段階と、前記第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値より大きい係数を含むか否かを判断する段階と、前記判断結果によって選択的に、前記第１周波数係数マトリックスの行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換を所定のアングル・パラメータによって行い、第２周波数係数マトリックスを生成する段階と、前記判断結果によって選択的に、前記第２周波数係数マトリックスを符号化する段階と、を含み、前記アングル・パラメータは、前記行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換の程度を示すパラメータであることを特徴とする。
【０００５】
本発明によるさらに望ましい実施形態によれば、前記判断する段階は、前記第１周波数係数マトリックスが０ではない係数を含むか否かを判断する段階を含む。
【０００６】
本発明によるさらに望ましい実施形態によれば、前記判断する段階は、前記所定のブロックがＢスライス（bi-directional  predicted  slice）のブロックであるか否かを判断する段階をさらに含む。
【０００７】
本発明によるさらに望ましい実施形態によれば、前記判断する段階は、前記所定のブロックがイントラ予測を利用して予測されたブロックであるか否かを判断する段階をさらに含む。
【０００８】
本発明によるさらに望ましい実施形態によれば、前記符号化する段階は、前記第１周波数係数マトリックスが０ではない係数を含めば、前記第２周波数係数マトリックスを量子化する段階と、前記アングル・パラメータについての情報と、前記量子化された第２周波数係数マトリックスとをエントロピ符号化する段階を含む。
【０００９】
前記技術的課題を解決するための本発明の一実施形態による映像復号化方法は、所定のブロックに係わる第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値より大きい係数を含むか否かを示す情報を復号化する段階と、前記情報に基づいて選択的に、第２周波数係数マトリックスについてのデータを復号化する段階と、前記情報に基づいて選択的に、前記第２周波数係数マトリックスの行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換を所定のアングル・パラメータによって行い、第１周波数係数マトリックスを復元する段階と、前記第１周波数係数マトリックスをピクセルドメインに変換し、前記所定のブロックを復元する段階と、を含み、前記アングル・パラメータは、前記行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換の程度を示すパラメータであることを特徴とする。
【００１０】
前記技術的課題を解決するための本発明の一実施形態による映像符号化装置は、所定のブロックを周波数ドメインに変換し、第１周波数係数マトリックスを生成する第１変換部；前記第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値より大きい係数を含むか否かを判断し、前記判断結果によって選択的に、前記第１周波数係数マトリックスの行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換を所定のアングル・パラメータによって行い、第２周波数係数マトリックスを生成する第２変換部；及び前記判断結果によって選択的に、前記第２周波数係数マトリックスを符号化する符号化部；を含み、前記アングル・パラメータは、前記行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換の程度を示すパラメータであることを特徴とする。
【００１１】
前記技術的課題を解決するための本発明の一実施形態による映像復号化装置は、所定のブロックに係わる第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値より大きい係数を含むか否かを示す情報を復号化し、前記情報に基づいて選択的に、第２周波数係数マトリックスについてのデータを復号化する復号化部；前記情報に基づいて選択的に、前記第２周波数係数マトリックスの行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換を所定のアングル・パラメータによって行い、第１周波数係数マトリックスを復元する第１逆変換部；及び前記第１周波数係数マトリックスをピクセルドメインに変換し、前記所定のブロックを復元する第２逆変換部；を含み、前記アングル・パラメータは、前記行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換の程度を示すパラメータであることを特徴とする。
【００１２】
前記技術的課題を解決するために本発明の一実施形態は、前記映像符号化方法及び／または映像復号化方法を実行するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、所定ブロックの周波数係数マトリックスが高い圧縮比で符号化される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による映像符号化装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による映像復号化装置のブロック図である。
【図３】発明の一実施形態による階層的符号化単位を図示する図である。
【図４】本発明の一実施形態による符号化単位に基づいた映像符号化部のブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による符号化単位に基づいた映像復号化部のブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態による最大符号化単位、サブ符号化単位及び予測単位を図示する図である。
【図７】本発明の一実施形態による、符号化単位及び変換単位を図示する図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態による符号化単位の分割形態を図示する図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態による予測単位の分割形態を図示する図である。
【図８Ｃ】本発明の一実施形態による予測単位の分割形態を図示する図である。
【図８Ｄ】本発明の一実施形態による変換単位の分割形態を図示する図である。
【図９】本発明の一実施形態による映像符号化装置のブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態による図９に図示された第２変換部のブロック図である。
【図１１Ａ】本発明の一実施形態による回転変換を図示する図である。
【図１１Ｂ】本発明の一実施形態による回転変換を図示する図である。
【図１１Ｃ】本発明の一実施形態による回転変換を図示する図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるオイラー角を図示する図である。
【図１３】本発明の一実施形態による擬似ランダム（pseudo-random）ポイントを図示する図である。
【図１４】本発明の一実施形態による映像復号化装置のブロック図である。
【図１５】本発明の一実施形態による図１４に図示された復号化部のブロック図である。
【図１６】本発明の一実施形態による映像符号化方法のフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施形態による映像復号化方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。構成要素リストに先行する「少なくとも一つ」のような表現は、構成要素リスト全体を変更するものであり、リスト上の構成要素を個別的に変更するものではない。本明細書で、「映像」は、ビデオの静止映像または動映像、すなわち、ビデオそれ自体を示すことができる。
【００１６】
本明細書で、図面の同じ参照番号が、互いに異なる図面で、同じ構成要素を示すのに利用される。明細書で言及した構成や要素は、本発明の望ましい実施形態の幅広い理解のために提供される。しかし、本発明の実施形態は、具体的に言及された構成や要素に限定されずに実施されるのである。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態による映像符号化装置１００のブロック図である。映像符号化装置１００は、例えば、コンピュータ・プロセッサまたはコンピュータ・システムのようなハードウェア装置で具現されてもよい。映像符号化装置１００はまた、コンピュータ・システムによって駆動されるソフトウェア・モジュールとして具現されてもよい。
【００１８】
図１を参照すれば、本発明の一実施形態による映像符号化装置１００は、最大符号化単位分割部１１０、符号化深度決定部１２０、映像データ符号化部１３０及び符号化情報符化部１４０を含む。最大符号化単位分割部１１０、符号化深度決定部１２０、映像データ符号化部１３０及び符号化情報符号化部１４０は、映像符号化装置１００内のハードウェア・モジュールまたはソフトウェア・モジュールとして具現されもし、映像符号化装置１００と別途に具現されもする。
【００１９】
最大符号化単位分割部１１０は、最大サイズの符号化単位である最大符号化単位に基づいて、現在フレームまたは現在スライスを分割することができる。現在フレームまたは現在スライスを、少なくとも１つの最大符号化単位に分割することができる。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、最大符号化単位及び深度（depth）を利用して、符号化単位が表現される。前述のように、最大符号化単位は、現在フレームの符号化単位のうち大きさが最も大きい符号化単位を示し、深度は、符号化単位が階層的に縮小された程度を示す。深度が大きくなりつつ、符号化単位は、最大符号化単位から最小符号化単位まで縮小され、最大符号化単位の深度は、最小深度と定義され、最小符号化単位の深度は、最大深度と定義される。最大符号化単位は、深度が大きくなるにつれて、深度別符号化単位の大きさは減少するので、ｋ深度のサブ符号化単位は、（ｋ＋ｎ）（ｋ，ｎは、１以上の整数）深度の複数個のサブ符号化単位を含んでもよい。
【００２１】
符号化されるフレームの大きさが大きくなるにつれて、さらに大きい単位で映像を符号化すれば、さらに高い映像圧縮率で映像を符号化することができる。しかし、符号化単位を大きくし、その大きさを固定させてしまえば、続けて変わる映像の特性を反映して効率的に映像を符号化することができない。
【００２２】
例えば、海または空に係わる平坦な領域を符号化するときには、符号化単位を大きくするほど圧縮率が向上するが、人またはビルディングに係わる複雑な領域を符号化するときには、符号化単位を小さくするほど圧縮率が向上する。
【００２３】
よって、本発明の一実施形態は、フレームまたはスライスごとに異なる大きさの最大映像符号化単位を設定し、最大深度を設定する。最大深度は、符号化単位が縮小される最大回数を意味するので、最大深度によって、最大映像符号化単位に含まれた最小符号化単位サイズは、可変的に設定される。最大深度は、フレームまたはスライスごとに異って決定されるか、あるいはそれぞれの最大符号化単位ごとに異なって決定される。
【００２４】
符号化深度決定部１２０は、最大映像符号化単位の分割形態を決定する。分割形態は、Ｒ−Ｄコスト（rate-distortion  cost）計算に基づいて決定される。決定された最大映像符号化単位の分割形態は、符号化情報符号化部１４０に出力され、最大符号化単位別映像データは、映像データ符号化部１３０に出力される。
【００２５】
最大符号化単位は、異なる深度によって、異なる大きさのサブ符号化単位に分割され、最大符号化単位に含まれた異なる大きさのサブ符号化単位は、異なる大きさの処理単位に基づいて、予測または周波数変換が行われる。言い換えれば、映像符号化装置１００は、映像符号化のための複数の処理段階を、多様な大きさ及び多様な形態の処理単位に基づいて遂行することができる。映像データの符号化のためには、予測、周波数変換、エントロピ符号化などの処理段階を経るが、あらゆる段階にわたって、同じサイズの処理単位が利用され、段階別に異なる大きさの処理単位を利用することができる。
【００２６】
例えば、映像符号化装置１００は、所定の符号化単位を予測するために、符号化単位と異なる処理単位を選択することができる。
【００２７】
符号化単位の大きさが、２Ｎｘ２Ｎ（ただし、Ｎは、正の整数）である場合、予測のための処理単位は、２Ｎｘ２Ｎ、２ＮｘＮ、Ｎｘ２Ｎ、ＮｘＮであってもよい。言い換えれば、符号化単位の高さまたは幅のうち、少なくとも一つを半分にする形態の処理単位を基に、動き予測が行われもする。以下、予測の基礎になる処理単位は、「予測単位」とする。
【００２８】
予測モードは、イントラモード、インターモード及びスキップモードのうち少なくとも一つであり、特定予測モードは、特定サイズまたは形態の予測単位に対してのみ遂行される。例えば、イントラモードは、正方形である２Ｎｘ２Ｎ，ＮｘＮサイズの予測単位についてのみ遂行される。また、スキップモードは、２Ｎｘ２Ｎサイズの予測単位についてのみ遂行される。符号化単位の内部に、複数の予測単位があるならば、それぞれの予測単位に対して予測を行い、符号化誤差が最も小さい予測モードが選択される。
【００２９】
また、映像符号化装置１００は、符号化単位と異なる大きさの処理単位に基づいて映像データを周波数変換することができる。符号化単位の周波数変換のために、符号化単位より小さいか、あるいは同じサイズのデータ単位を基に、周波数変換が行われる。以下、周波数変換の基礎になる処理単位を「変換単位」とする。周波数変換は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）またはＫＬＴ（Karhunen  Loeve  transform）であってもよい。
【００３０】
符号化深度決定部１２０は、ラグランジュ乗数（Lagrangian  multiplier）基盤の率歪曲最適化技法（rate-distortion  optimization）を利用して、最大符号化単位に含まれたサブ符号化単位を決定することができる。言い換えれば、最大符号化単位が、いかなる形態の複数のサブ符号化単位に分割されるか決定することができるが、ここで、複数のサブ符号化単位は、深度によって大きさが異なる。その後、映像データ符号化部１３０は、符号化深度決定部１２０で決定された分割形態に基づいて、最大符号化単位を符号化してビットストリームを出力する。
【００３１】
符号化情報符号化部１４０は、符号化深度決定部１２０で決定された最大符号化単位の符号化モードについての情報を符号化する。最大符号化単位の分割形態についての情報、最大深度についての情報及び深度別サブ符号化単位の符号化モードについての情報を符号化し、ビットストリームを出力する。サブ符号化単位の符号化モードについての情報は、サブ符号化単位の予測単位についての情報、予測単位別予測モード情報、サブ符号化単位の変換単位についての情報などを含んでもよい。
【００３２】
最大符号化単位の分割形態についての情報は、それぞれの符号化単位の分割いかんを示すフラグ情報であってもよい。例えば、最大符号化単位を分割して符号化する場合、最大符号化単位に対する分割いかんを示す情報が符号化される。また、最大符号化単位を分割し、生成されたサブ符号化単位をさらに分割して符号化する場合にも、それぞれのサブ符号化単位に対する分割いかんを示す情報が符号化される。
【００３３】
最大符号化単位ごとに異なる大きさのサブ符号化単位が存在し、それぞれのサブ符号化単位ごとに、符号化モードについての情報が決定されねばならないので、１つの最大符号化単位については、少なくとも１つの符号化モードについての情報が決定される。
【００３４】
映像符号化装置１００は、深度が大きくなるにつれて、最大符号化単位を、高さ及び幅を半分にしてサブ符号化単位を生成することができる。すなわち、ｋ深度の符号化単位の大きさが２Ｎｘ２Ｎであるならば、ｋ＋１深度の符号化単位の大きさは、ＮｘＮである。
【００３５】
従って、一実施形態による映像符号化装置１００は、映像の特性を考慮した最大符号化単位の大きさ及び最大深度を基に、それぞれの最大符号化単位ごとに、最適の分割形態を決定することができる。映像特性を考慮して、可変的に最大符号化単位の大きさを調節し、異なる深度のサブ符号化単位に最大符号化単位を分割して映像を符号化することによって、多様な解像度の映像をさらに効率的に符号化することができる。
【００３６】
図２は、本発明の一実施形態による映像復号化装置２００のブロック図である。映像復号化装置２００は、例えば、コンピュータ・プロセッサまたはコンピュータ・システムのようなハードウェア装置で具現される。映像復号化装置２００は、コンピュータ・システムによって駆動されるソフトウェア・モジュールとして具現されもする。
【００３７】
図２を参照すれば、本発明の一実施形態による映像復号化装置２００は、映像データ獲得部２１０、符号化情報抽出部２２０及び映像データ復号化部２３０を含む。
【００３８】
映像関連データ獲得部２１０は、映像復号化装置２００が受信したビットストリームをパージングし、最大符号化単位別に映像データを獲得し、映像データ復号化部２３０に出力する。映像データ獲得部２１０は、現在フレームまたはスライスに係わるヘッダから、現在フレームまたはスライスの最大符号化単位についての情報を抽出することができる。言い換えれば、ビットストリームを最大符号化単位に分割し、映像データ復号化部２３０に、最大符号化単位ごとに映像データを復号化させる。
【００３９】
符号化情報抽出部２２０は、映像復号化装置２００が受信したビット列をパージングし、現在フレームに係わるヘッダから、最大符号化単位、最大深度、最大符号化単位の分割形態、サブ符号化単位の符号化モードについての情報を抽出する。分割形態及び符号化モードについての情報は、映像データ復号化部２３０に出力される。
【００４０】
最大符号化単位の分割形態についての情報は、最大符号化単位に含まれた深度によって異なる大きさのサブ符号化単位についての情報を含んでもよい。分割形態についての情報は、それぞれの符号化単位に対して符号化された分割いかんを示すフラグ情報であってもよい。
【００４１】
符号化モードについての情報は、サブ符号化単位別予測単位についての情報、予測モードについての情報及び変換単位についての情報などを含んでもよい。
【００４２】
映像データ復号化部２３０は、符号化情報抽出部で抽出された情報に基づいて、それぞれの最大符号化単位の映像データを復号化して現在フレームを復元する。
【００４３】
最大符号化単位の分割形態についての情報に基づいて、映像データ復号化部２３０は、最大符号化単位に含まれたサブ符号化単位を復号化することができる。復号化過程は、イントラ予測及び動き補償を含む動き予測過程、及び周波数逆変換過程を含んでもよい。
【００４４】
映像データ復号化部２３０は、サブ符号化単位の予測のために、サブ符号化単位別予測単位についての情報、及び予測モードについての情報に基づいて、イントラ予測またはインター予測を行うことができる。また、映像データ復号化部２３０は、サブ符号化単位の変換単位についての情報に基づいて、サブ符号化単位ごとに、周波数逆変換を行うことができる。
【００４５】
図３は、本発明の一実施形態による階層的符号化単位を図示している。図３を参照すれば、本発明による階層的符号化単位は、幅ｘ高さが６４ｘ６４である符号化単位から、３２ｘ３２、１６ｘ１６、８ｘ８及び４ｘ４を含んでもよい。正方形の符号化単位以外にも、幅ｘ高さが６４ｘ３２、３２ｘ６４、３２ｘ１６、１６ｘ３２、１６ｘ８、８ｘ１６、８ｘ４、４ｘ８である符号化単位が存在しうる。
【００４６】
図３を参照すれば、解像度が１９２０ｘ１０８０である映像データ３１０について、最大符号化単位の大きさが６４ｘ６４、最大深度が２に設定されている。
【００４７】
解像度が１９２０ｘ１０８０である他の映像データ３２０について、最大符号化単位の大きさが６４ｘ６４、最大深度が３に設定されている。解像度が３５２ｘ２８８であるビデオデータ３３０について、最大符号化単位の大きさが１６ｘ１６、最大深度が１に設定されている。
【００４８】
解像度が高いか、あるいはデータ量が多い場合、圧縮率の向上だけではなく、映像特性を正確に反映するために、符号化サイズの最大サイズが相対的に大きいことが望ましい。従って、映像データ３３０に比べて、解像度の高い映像データ３１０及び３２０は、最大符号化単位の大きさが６４ｘ６４に選択される。
【００４９】
最大深度は、階層的符号化単位での総階層数を示す。映像データ３１０の最大深度が２であるから、映像データ３１０の符号化単位３１５は、長軸サイズが６４である最大符号化単位から、深度が増加するにつれて、長軸サイズが３２，１６であるサブ符号化単位まで含んでもよい。
【００５０】
一方、映像データ３３０の最大深度が１であるから、映像データ３３０の符号化単位３３５は、長軸サイズが１６である最大符号化単位から、深度が増加するにつれて、長軸サイズが８，４の符号化単位まで含んでもよい。
【００５１】
映像データ３２０の最大深度が３であるから、ビデオデータ３２０の符号化単位３２５は、長軸サイズが６４である最大符号化単位から、深度が増加するにつれて、長軸サイズが３２，１６，８であるサブ符号化単位まで含んでもよい。深度が増加するほど、さらに小さいサブ符号化単位に基づいて映像を符号化するので、さらに精密な場面を含む映像を符号化するのに適する。
【００５２】
図４は、本発明の一実施形態による符号化単位に基づいた映像符号化部４００のブロック図である。
【００５３】
イントラ予測部４１０は、現在フレーム４０５において、イントラモードの予測単位に対してイントラ予測を行い、動き推定部４２０及び動き補償部４２５は、インターモードの予測単位に対して、現在フレーム４０５及び参照フレーム４９５を利用して、インター予測及び動き補償を行う。
【００５４】
イントラ予測部４１０、動き推定部４２０及び動き補償部４２５から出力された予測単位に基づいて、残差値（residual  value）が生成され、生成された残差値は、変換部４３０及び量子化部４４０を経て、量子化された変換係数として出力される。
【００５５】
量子化された変換係数は、逆量子化部４６０、逆変換部４７０を介して、さらに残差値に復元され、復元された残差値は、デブロッキング部４８０及びループ・フィルタリング部４９０を経て後処理され、参照フレーム４９５として出力される。量子化された変換係数は、エントロピ符号化部４５０を経て、ビットストリーム４５５として出力される。
【００５６】
本発明の一実施形態による映像符号化方法によって符号化するために、映像符号化部４００の構成要素であるイントラ予測部４１０、動き推定部４２０、動き補償部４２５、変換部４３０、量子化部４４０、エントロピ符号化部４５０、逆量子化部４６０、逆変換部４７０、デブロッキング部４８０及びループ・フィルタリング部４９０は、いずれも最大符号化単位、深度によるサブ符号化単位、予測単位及び変換単位に基づいて、映像符号化過程を処理する。
【００５７】
図５は、本発明の一実施形態による符号化単位に基づいた映像復号化部５００のブロック図である。
【００５８】
ビットストリーム５０５が、パージング部５１０を経て、復号化対象である符号化された映像データ及び復号化のために必要な符号化情報がパージングされる。符号化された映像データは、エントロピ復号化部５２０及び逆量子化部５３０を経て、逆量子化されたデータとして出力され、逆変換部５４０を経て、残差値に復元される。残差値は、イントラ予測部５５０のイントラ予測の結果または動き補償部５６０の動き補償の結果と加算され、符号化単位別に復元される。復元された符号化単位は、デブロッキング部５７０及びループ・フィルタリング部５８０を経て、次の符号化単位または次のフレームの予測に利用される。
【００５９】
本発明の一実施形態による映像復号化方法によって復号化するために、映像復号化部４００の構成要素であるパージング部５１０、エントロピ復号化部５２０、逆量子化部５３０、逆変換部５４０、イントラ予測部５５０、動き補償部５６０、デブロッキング部５７０及びループ・フィルタリング部５８０が、いずれも最大符号化単位、深度によるサブ符号化単位、予測単位及び変換単位に基づいて映像復号化過程を処理する。
【００６０】
特に、イントラ予測部５５０、動き補償部５６０は、最大符号化単位及び深度を考慮して、サブ符号化単位内の予測単位及び予測モードを決定し、逆変換部５４０は、変換単位の大きさを考慮して、周波数逆変換を行う。
【００６１】
図６は、本発明の一実施形態による最大符号化単位、サブ符号化単位及び予測単位を図示している。
【００６２】
本発明の一実施形態による映像符号化装置１００及び映像復号化装置２００は、映像特性を考慮して符号化／復号化を遂行するために、階層的な符号化単位を利用する。最大符号化単位及び最大深度は、映像の特性によって適応的に設定されたり、あるいはユーザの要求によって多様に設定される。
【００６３】
本発明の一実施形態による符号化単位の階層構造６００は、最大符号化単位６１０の高さ及び幅が６４であり、最大深度が４である場合を図示している。符号化単位の階層構造６００の縦軸に沿って深度が増加し、深度の増加によって、サブ符号化単位６２０ないし６５０の高さ及び幅が縮小される。また、符号化単位の階層構造６００の横軸に沿って、最大符号化単位６１０及びサブ符号化単位６２０ないし６５０の予測単位が図示されている。
【００６４】
最大符号化単位６１０は、深度が０であり、符号化単位の大きさ、すなわち、高さ及び幅が６４ｘ６４である。縦軸に沿って深度が増加し、大きさ３２ｘ３２である深度１のサブ符号化単位６２０、大きさ１６ｘ１６である深度２のサブ符号化単位６３０、大きさ８ｘ８である深度３のサブ符号化単位６４０、大きさ４ｘ４である深度４のサブ符号化単位６５０が存在する。大きさ４ｘ４である深度４のサブ符号化単位６５０は、最小符号化単位であり、最小符号化単位は、さらに小さい予測単位に分割される。
【００６５】
図６を参照すれば、それぞれの深度別に、横軸に沿って予測単位の例示が図示されている。すなわち、深度０の最大符号化単位６１０の予測単位は、大きさ６４ｘ６４の符号化単位６１０と同一であるか、あるいはそれより小さいサイズである大きさ６４ｘ６４の予測単位６１０、大きさ６４ｘ３２の予測単位６１２、大きさ３２ｘ６４の予測単位６１４、大きさ３２ｘ３２の予測単位６１６であってもよい。
【００６６】
深度１の大きさ３２ｘ３２の符号化単位６２０の予測単位は、大きさ３２ｘ３２の符号化単位６２０と同一であるか、あるいはそれより小さいサイズである大きさ３２ｘ３２の予測単位６２０、大きさ３２ｘ１６の予測単位６２２、大きさ１６ｘ３２の予測単位６２４、大きさ１６ｘ１６の予測単位６２６であってもよい。
【００６７】
深度２の大きさ１６ｘ１６の符号化単位６３０の予測単位は、大きさ１６ｘ１６の符号化単位６３０と同一であるか、あるいはそれより小さいサイズである大きさ１６ｘ１６の予測単位６３０、大きさ１６ｘ８の予測単位６３２、大きさ８ｘ１６の予測単位６３４、大きさ８ｘ８の予測単位６３６であってもよい。
【００６８】
深度３の大きさ８ｘ８の符号化単位６４０の予測単位は、大きさ８ｘ８の符号化単位６４０と同一であるか、あるいはそれより小さいサイズである大きさ８ｘ８の予測単位６４０、大きさ８ｘ４の予測単位６４２、大きさ４ｘ８の予測単位６４４、大きさ４ｘ４の予測単位６４６であってもよい。
【００６９】
深度４の大きさ４ｘ４の符号化単位６５０は、最小符号化単位であり、最大深度の符号化単位である。大きさ４ｘ４の最小符号化単位６５０の予測単位は、大きさ４ｘ４の最小符号化単位６５０と同一であるか、あるいはそれより小さいサイズである大きさ４ｘ４の予測単位６５０、大きさ４ｘ２の予測単位６５２、大きさ２ｘ４の予測単位６５４、大きさ２ｘ２の予測単位６５６であってもよい。
【００７０】
図７は、本発明の一実施形態による、符号化単位及び変換単位を図示している。
【００７１】
本発明の一実施形態による映像符号化装置１００及び映像復号化装置２００は、最大符号化単位そのまま符号化したり、あるいは最大符号化単位より小さいか、あるいは同じサブ符号化単位で最大符号化単位を分割して符号化する。符号化過程において、周波数変換のための変換単位の大きさは、それぞれの符号化単位ほど大きくない変換単位に選択される。例えば、現在符号化単位７１０が６４ｘ６４サイズであるとき、３２ｘ３２サイズの変換単位７２０を利用して周波数変換が行われる。
【００７２】
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ及び図８Ｄは、本発明の一実施形態による、符号化単位、予測単位及び周波数変換単位の分割形態を図示している。
【００７３】
図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の一実施形態による符号化単位及び予測単位を図示している。
【００７４】
図８Ａは、最大符号化単位８１０を符号化するために、本発明の一実施形態による映像符号化装置１００が選択した分割形態を図示している。映像符号化装置１００は、多様な形態に最大符号化単位８１０を分割し、符号化した後、多様な分割形態の符号化結果をＲ−Ｄコストに基づいて比較し、最適の分割形態を選択する。最大符号化単位８１０を、そのまま符号化するのが最適である場合には、図８Ａないし図８Ｄのように、最大符号化単位８１０を分割せずに、最大符号化単位８１０を符号化することも可能である。
【００７５】
図８Ａを参照すれば、深度０である最大符号化単位８１０は、深度１以上のサブ符号化単位に分割されて符号化される。すなわち、最大符号化単位８１０は、４個の深度１のサブ符号化単位に分割され、全部または一部の深度１のサブ符号化単位は、さらに深度２のサブ符号化単位に分割される。
【００７６】
深度１のサブ符号化単位のうち、右側上部に位置したサブ符号化単位、及び左側下部に位置したサブ符号化単位は、深度２以上のサブ符号化単位に分割された。深度２以上のサブ符号化単位のうち一部は、さらに深度３以上のサブ符号化単位に分割される。
【００７７】
図８Ｂは、最大符号化単位８１０に係わる予測単位の分割形態を図示している。図８Ｂを参照すれば、最大符号化単位に係わる予測単位８６０は、最大符号化単位８１０と異なって分割される。言い換えれば、サブ符号化単位それぞれに係わる予測単位は、サブ符号化単位よりさらに小さい。
【００７８】
例えば、深度１のサブ符号化単位８１２，８５４において、右側下部に位置したサブ符号化単位８５４に係わる予測単位は、サブ符号化単位８５４よりさらに小さい。深度２のサブ符号化単位８１４，８１６，８１８，８２８，８５０，８５２において、一部サブ符号化単位８１５，８１６，８５０，８５２に係わる予測単位は、サブ符号化単位８１５，８１６，８５０，８５２それぞれよりさらに小さい。
【００７９】
また、深度３のサブ符号化単位８２２，８３２，８４８に係わる予測単位は、サブ符号化単位８２２，８３２，８４８よりさらに小さい。予測単位は、それぞれのサブ符号化単位を、高さ方向または幅方向に半分にした形態でもあり、高さ方向及び幅方向に４分した形態でもある。
【００８０】
図８Ｃ及び図８Ｄは、本発明の一実施形態による予測単位及び変換単位を図示している。
【００８１】
図８Ｃは、図８Ｂに図示された最大符号化単位８１０に係わる予測単位の分割形態を図示し、図８Ｄは、最大符号化単位８１０の変換単位の分割形態を図示している。
【００８２】
図８Ｄを参照すれば、変換単位８７０の分割形態は、予測単位８６０と異って設定されてもよい。
【００８３】
例えば、深度１の符号化単位８５４に係わる予測単位が、高さを半分した形態で選択されても、変換単位は、深度１の符号化単位８５４の大きさと同じサイズに選択される。同様に、深度２の符号化単位８１４，８５０に係わる予測単位が、深度２の符号化単位８１４，８５０の高さを半分にした形態で選択されても、変換単位は、深度２の符号化単位８１４，８５０の本来の大きさと同じサイズに選択される。
【００８４】
予測単位よりさらに小さいサイズに変換単位が選択されもする。例えば、深度２の符号化単位８５２に係わる予測単位が、幅を半分にした形態で選択された場合、変換単位は、予測単位よりさらに小さいサイズである高さ及び幅を半分にした形態で選択される。
【００８５】
図９は、本発明の一実施形態による映像符号化装置を図示している。図９に図示された映像符号化装置９００は、図１の映像符号化装置１００または図４の映像符号化部４００に含まれて、後述する映像符号化過程を遂行するモジュールであってもよい。図９を参照すれば、本発明の一実施形態による映像符号化装置９００は、第１変換部９１０、第２変換部９２０及び符号化部９３０を含む。
【００８６】
第１変換部９１０は、所定のブロックを入力されて周波数ドメインに変換し、第１周波数係数マトリックスを生成する。周波数ドメインへの変換は、離散コサイン変換（discrete  cosine  transform）でもあり、入力される所定のブロックは、残差ブロックであってもよい。また、符号化のために入力されるブロックは、図７または図８Ｄと関連して述べた変換単位であってもよい。変換の結果、入力されたピクセルドメインのブロックは、周波数ドメインの係数に変換される。ピクセルドメインのブロックを離散コサイン変換し、離散コサイン係数マトリックスを生成する。
【００８７】
第２変換部９２０は、周波数ドメインの係数が所定の絶対値以上であるか否かによって、離散コサイン係数マトリックスの行同士及び列同士のうち、少なくとも一つを部分的に交換する後処理を行う。第２変換部９２０の動作については、図１０、図１１Ａないし図１１Ｃを参照して詳細に説明する。
【００８８】
図１０は、本発明の一実施形態による第２変換部９２０のブロック図である。図１０を参照すれば、本発明の一実施形態による第２変換部９２０は、判断部１０１０及びＲＯＴ（rotational  transform）遂行部１０２０を含む。
【００８９】
判断部１０１０は、第１変換部９１０で生成された第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値よりさらに大きい係数を含むか否かを判断する。第１変換部９１０で生成された第１周波数係数マトリックスが、絶対値が「０」よりさらに大きい係数を含むか否かを判断することができる。言い換えれば、第１周波数係数マトリックスが「０」ではない係数を含むか否かを判断する。
【００９０】
第１変換部９１０で生成された第１周波数係数マトリックスが「０」である係数だけ含む場合には、第１周波数係数マトリックスの行同士及び列同士のうち少なくとも一つを部分的に交換する回転変換を行う必要がない。従って、判断部１０１０は、第１周波数係数マトリックスが「０」ではない係数を含むか否かを判断する。予測が正確に行われ、残差ブロックのピクセル値がいずれも「０」である場合、第１周波数係数マトリックスが「０」である係数だけ含んでもよい。
【００９１】
判断部１０１０は、第１周波数係数マトリックスが、Ｂスライス（bi-directional  predicted  slice）のブロックに係わる第１周波数係数マトリックスであるか否かを追加して判断することもできる。Ｂスライスのブロックに係わる第１周波数係数マトリックスは、回転変換を行っても、圧縮率の向上が大きくないことが実験的に証明されている。従って、判断部１０１０は、第１周波数係数マトリックスがＢスライスのブロックに係わるマトリックスである場合、言い換えれば、符号化のために映像符号化装置９００に入力された所定のブロックが、Ｂスライスのブロックではない場合にだけ、回転変換を行うように判断することができる。
【００９２】
また、判断部１０１０は、第１周波数係数マトリックスがイントラ予測されたブロックに係わる第１周波数係数マトリックスであるか否かを追加して判断することもできる。インター予測されたブロックに係わる第１周波数係数マトリックスは、回転変換を行っても圧縮率の向上が大きくないことが実験的に証明されている。従って、判断部１０１０は、第１周波数係数マトリックスが、イントラ予測されたブロックに係わるマトリックスである場合、言い換えれば、符号化のために映像符号化装置９００に入力された所定のブロックが、イントラ予測されたブロックである場合にだけ回転変換を行うように判断することができる。
【００９３】
第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値よりさらに大きい係数を含むか否かに係わる判断、符号化のために入力された所定のブロックが、Ｂスライスのブロックであるか否かに係わる判断、及び符号化のために入力された所定のブロックが、イントラ予測されたブロックであるか否かに係わる判断の判断順序には、制限がなく、任意の順序によって判断される。また、判断部１０１０は、３種の判断のうち１種または２種についてのみ判断し、回転変換の遂行いかんを決定することができる。
【００９４】
ＲＯＴ遂行部１０２０は、判断部１０１０の判断結果によって選択的に、本発明による回転変換（rotational  transform）を行い、第２周波数係数マトリックスを生成する。回転変換は、行同士及び列同士のうち、少なくとも一つに対して部分的な交換を行う変換である。図１１Ａないし図１１Ｃを参照しつつ、回転変換について詳細に説明する。第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値または（例えば、「０」）よりさらに大きい係数を含む場合にのみ回転変換が行われ、それ以外の場合は、回転変換を行う必要なしに、第１周波数係数マトリックスをそのまま符号化する。また前述のように、符号化のために入力されたブロックが、Ｂスライスのブロックであるか否かに係わる判断、及び／またはイントラ予測されたブロックであるか否かに係わる判断に基づいて選択的に、第１周波数係数マトリックスを回転変換することもできる。
【００９５】
図１１Ａないし図１１Ｃは、本発明の一実施形態による回転変換を図示している。
【００９６】
本発明によるＲＯＴ遂行部１０２０は、判断部１０１０の判断結果によって選択的に、第１周波数係数マトリックスの行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換を行う。図１１Ａないし図１１Ｃを参照しつつ、第１周波数係数マトリックスの行同士及び列同士の交換について説明する。
【００９７】
本発明で、行同士の部分的な交換、または列同士の部分的な交換とは、特定行または列の値を無条件に１：１に交換するのではなく、三角関数のような特定関数を利用し、２行同士または２列同士の値を部分的に交換することを意味する。
【００９８】
例えば、２行の行ＡとＢとの交換は、パラメータａの値によって、次の数式（１）のように定義される。
【００９９】
行Ａ（new）＝ｃｏｓ（ａ）＊行Ａ（old）＋ｓｉｎ（ａ）＊行Ｂ（old）
行Ｂ（new）＝ｓｉｎ（ａ）＊行Ａ（old）＋ｃｏｓ（ａ）＊行Ｂ（old）    （１）
数式（１）を参照すれば、パラメータａは、角（angle）の役割を行うことが分かる。従って、本発明では、このように、ＤＣＴ変換マトリックスの行同士と列同士との部分的な交換の程度を示すパラメータを、アングル・パラメータと定義する。
【０１００】
パラメータａの値が０°である場合、交換が起こらない場合を意味する。また、パラメータａの値が９０°である場合、行同士の全部交換が起こる場合を意味する。
【０１０１】
また、パラメータａの値が９０°よりも大きく、１８０°よりも小さい値を有する場合、行同士の交換と共に、エレメント値の符号（ｓｉｇｎ）が変更される場合を示す。パラメータａの値が１８０°である場合、行同士の交換が起こらないが、それぞれの行に含まれたエレメントの符号がいずれも変更される。本発明で、列同士の部分的な交換も、前記行同士の部分的な交換と同じ方式で定義される。
【０１０２】
図１１Ａは、４ｘ４周波数係数マトリックスを回転変換する場合を図示している。図１１Ａを参照すれば、第１周波数係数マトリックスの行同士の部分的な交換に、３個のパラメータ
【０１０３】
【数１】
2013509783.tif 000003
が使われ、列同士の部分的な交換に、３個のパラメータ
【０１０４】
【数２】
2013509783.tif 000004
が使われる。
【０１０５】
また、図１１Ｂは、８ｘ８周波数係数マトリックスを回転変換する場合を図示している。図１１Ｂの場合には、
【０１０６】
【数３】
2013509783.tif 000005
が行同士の部分的な交換に利用されており、
【０１０７】
【数４】
2013509783.tif 000006
が列同士の部分的な交換に利用されている。
【０１０８】
図１１Ｃは、１６ｘ１６以上のサイズの周波数係数マトリックスを回転変換する場合を図示している。
【０１０９】
図１１Ａ、図１１Ｂと関連して述べたように、第１周波数係数マトリックスの大きさが大きくなるほど、アングル・パラメータの個数は増加する。図１１Ａの４ｘ４第１周波数係数マトリックスを回転変換するためには、６個のアングル・パラメータが必要であり、図１１Ｂの８ｘ８第１周波数係数マトリックスを回転変換するためには、全てで１２個のアングル・パラメータが必要である。
【０１１０】
第１周波数係数マトリックスを回転変換して第２周波数係数マトリックスを生成し、量子化、エントロピ符号化して圧縮率を向上させても、アングル・パラメータの個数が増加してオーバヘッドが増加するならば、全体データの量は少なくならない。従って、所定サイズ、例えば、１６ｘ１６以上のサイズの第１周波数係数マトリックスを回転変換するときには、係数サンプリング（sampling）を利用する。
【０１１１】
言い換えれば、ＲＯＴ遂行部１０２０は、図１１Ｃに図示されているように、第１周波数係数マトリックス１１１０の一部係数だけ含むサンプリングされた周波数係数マトリックス１１２０を選択した後、選択された周波数係数マトリックス１１２０に対して回転変換を行う。第１周波数係数マトリックス１１１０の残りの部分１１３０については、回転変換を行わない。
【０１１２】
大きいサイズの周波数係数マトリックスについても、回転変換の効果が正常に発生するためには、選択された周波数係数マトリックス１１２０に含まれた係数は、映像データの圧縮に影響を及ぼす係数でなければならない。従って、ＲＯＴ遂行部１０２０は、「０」ではない値を有する確率が高い低い周波数成分に係わる係数だけ選択して回転変換を行う。
【０１１３】
一般的に、変換の結果として生成された周波数係数マトリックスは、マトリックスの左側上部に低い周波数成分に係わる係数が含まれている。従って、ＲＯＴ遂行部１０２０は、図１１Ｃに図示されているように、第１周波数係数マトリックス１１１０の左側上部に位置した係数だけを選択して回転変換を行う。図１１Ｃに図示された実施形態では、ＲＯＴ遂行部１０２０で、８ｘ８サイズの周波数係数マトリックス１１２０を、図１１Ｂに図示された回転変換と同じ方法で回転変換する。
【０１１４】
図１１Ａに図示された４ｘ４周波数係数マトリックスの回転変換について述べれば、アングル・パラメータ
【０１１５】
【数５】
2013509783.tif 000007
の適用順序によって、互いに異なる結果が導き出される。すなわち、３つのアングル・パラメータは、互いに独立しているものではない。アングル・パラメータ
【０１１６】
【数６】
2013509783.tif 000008
をまず適用してアングル・パラメータ
【０１１７】
【数７】
2013509783.tif 000009
を適用した場合と、アングル・パラメータ
【０１１８】
【数８】
2013509783.tif 000010
をまず適用してアングル・パラメータ
【数９】
2013509783.tif 000011
を適用する場合とで、交換の結果として生成される第２周波数係数マトリックスは異なる。これについて、図１２を参照して詳細に説明する。
【０１１９】
図１２は、本発明の一実施形態によるオイラー角を図示している。図１２を参照すれば、本発明によるマトリックスの行同士または列同士の交換は、三次元上の座標軸の回転と類似していることが分かる。すなわち、３行または３列がそれぞれ三次元座標上のＸ，Ｙ，Ｚ軸に対応する。
【０１２０】
三次元上の座標軸の回転においても、どの軸をまず回転させるかによって、結果が変わる。従って、三次元上の座標軸の回転を示す方式について多くの試みがあり、そのうち、代表的なものがオイラー角（Euler  angles）である。
【０１２１】
図１２で、
【０１２２】
【数１０】
2013509783.tif 000012
の３つの角は、オイラー角を示している。図１２で、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸は、回転前の座標軸を示し、Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’軸は、回転後の座標軸を示す。Ｎ軸は、ＸＹ平面とＸ’Ｙ’平面との交線（intersection）である。Ｎ軸をline  of  nodesと呼ぶ。
【０１２３】
角αは、Ｚ軸を回転軸とするＸ軸とＮ軸との角度である。角βは、Ｎ軸を回転軸とするＺ軸とＺ’軸との角度である。角γは、Ｚ’軸を回転軸とするＮ軸とＸ’軸との角度である。
【０１２４】
オイラー角を適用した座標軸の回転をマトリックス形態で示せば、次の数式（２）の通りである。
【０１２５】
【数１１】
2013509783.tif 000013
最初のマトリックスは、Ｚ’軸を回転軸とする回転（rotation around  Ｚ’）を示す。２番目のマトリックスは、Ｎ軸を回転軸とする回転（rotation  around  Ｎ）を示す。３番目のマトリックスは、Ｚ軸を回転軸とする回転（rotation  aroundＺ）を示す。
【０１２６】
本発明では、マトリックスの行同士と列同士との交換を、オイラー角を使用する座標軸の回転で示すことが望ましい。
【０１２７】
再び図９及び図１０を参照すれば、第２変換部９２０のＲＯＴ遂行部１０２０で、第１周波数係数マトリックスを回転変換して生成された第２周波数係数マトリックスは、符号化部９３０に入力される。
【０１２８】
符号化部９３０は、判断部１０１０の判断結果によって選択的に、回転変換して生成された第２周波数係数マトリックスを符号化する。
【０１２９】
判断部１０１０の判断結果に基づいて、第１周波数係数マトリックスを回転変換して第２周波数係数マトリックスが生成された場合には、第２周波数係数マトリックスに含まれた係数を所定の量子化ステップによって量子化し、量子化された第２周波数係数マトリックスをエントロピ符号化する。エントロピ符号化は、ＣＡＢＡＣ（context-adaptive binary  arithmetic  coding）またはＣＡＶＬＣ（context-adaptive  variable  length  coding）によって行われる。第１周波数係数マトリックスの大きさが大きく、一部の係数のみ含むマトリックス１１２０についてのみ回転変換を行った場合には、回転変換された一部の係数を含むマトリックス１１２０及び回転変換されていない残りの部分１１３０を含む全体マトリックス１１１０を量子化し、エントロピ符号化することができる。
【０１３０】
符号化部９３０は、第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値よりさらに大きい係数を含むことを示す情報も符号化することができる。例えば、第１周波数係数マトリックスが「０」ではない係数を含むことを示すフラグ情報を符号化することができる。
【０１３１】
また、符号化部９３０は、第２変換部９２０で回転変換に利用されたアングル・パラメータもエントロピ符号化するが、映像符号化装置９００が回転変換に利用する最適のアングル・パラメータを決定するための過程は、次の通りである。
【０１３２】
映像符号化装置９００が圧縮を効率的に行うための最適のアングル・パラメータを探すのは、パラメータに係わる強いノンスムース依存性（strongly  non-smooth  dependence  on  parameters）を有する古典的なマルチパラメータ問題（multi  parameter  problem）である。このような問題を解決するために、モンテカルロ法（Monte  Carlo  method）が使われる。モンテカルロ法におけるランダム・ポイントの生成には、レーマーの乱数シーケンス（Lemer’s  random  sequence  number）が利用される。レーマーのシーケンスを使用することによって、パラメータとして使われるアングル・パラメータ自体を保存したり伝送する代わりに、シーケンス番号を示す１つの整数だけを保存したり伝送することができる。従って、回転変換に利用されたアングル・パラメータをデコーダ側に知らせるために必要なオーバヘッドが減少する。
【０１３３】
すなわち、最適のアングル・パラメータ組み合わせを決定するために考慮する事項は、次の通りである。
【０１３４】
１．ＤＣＴ変換マトリックスの可逆変換
２．さらに効率的なコーディングのためのエネルギーの再配置
３．レーマーの乱数シーケンスを使用した付加される情報の最小化
図１１Ａないし図１１Ｃを再び参照すれば、第１周波数係数マトリックスで、回転によって修正される部分は、黒色で、修正されない部分は、白色で示している。図１１Ａの４ｘ４周波数係数マトリックスでは、６個のアングル・パラメータが行同士と列同士との交換による１５個の係数の修正を示している。図１１Ｂの８ｘ８周波数係数マトリックスでは、１２個のアングル・パラメータが６０個の係数の修正に関係する。
【０１３５】
図１１Ａを参照すれば、行同士の交換のために、３個のアングル・パラメータが必要であり、列同士の交換のために、さらに３個のアングル・パラメータが必要であることが分かる。従って、４ｘ４ブロックにおいては、６個のアングル・パラメータが必要である。
【０１３６】
図１１Ｂを参照すれば、行同士の交換のために、６個のアングル・パラメータが必要であり、列同士の交換のために、６個のアングル・パラメータが必要である。従って、８ｘ８ブロックにおいては、全てで１２個のアングル・パラメータが必要である。
【０１３７】
本発明の一実施形態による映像符号化装置９００の前述の回転変換は、次のような段階を介して行われる。
【０１３８】
１段階−直交トランスフォームファミリー・パラメータ化（orthogonal  transform  family  parameterization）
２段階−モンテカルロ法（Monte  Carlo  method）
３段階−レーマーの擬似乱数（Lemer’s  pseudo-random  numbers）
４段階−最適化されたアングル・パラメータのための変域のローカリゼーション（localization  of  diapason  for  optimal  angle  parameters）
５段階−準最適化されたベーシス（quasi-optimal  basis）
前述のように、回転変換を利用して映像の圧縮率を向上させても、追加されるパラメータの数が過度に多くなるならば、いっそのこと圧縮を使用せずに、ビデオ信号自体を伝送することが望ましくもある。例えば、４ｘ４周波数係数マトリックスでイメージ信号を圧縮し、ほぼ０に近い大きさにしたとしても、１６個の追加的なパラメータを必要とするならば、回転変換を行う必要がないのである。なぜならば、それは、１６個のピクセル値をそのままデコーダに伝送するのが、さらに効率的でもあるからである。従って、映像信号を圧縮すると同時に追加されるオーバヘッドを最小化することが望ましいということが分かる。
【０１３９】
このために、ＲＯＴ遂行部１０２０は、次のような段階で、オーバヘッドを最小化しつつ最適のアングル・パラメータを見い出す。
【０１４０】
＜１段階−直交変換ファミリー・パラメータ化＞
現在の回転変換を最適化するために、ベーシスを固有に記述するパラメータの集合を決定する必要がある。ベーシスは、回転変換のためのマトリックスによって表現される。
【０１４１】
ベーシス修正の主な方法として、ベーシス回転を選択する。本発明でベーシスの回転は、アングル・パラメータを使用して行われる。アングル・パラメータを利用したベーシスの回転を利用することが、新規アイディアである。本発明で前記アングル・パラメータは、オイラー角であることが望ましい。しかし、マトリックスの行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換の程度を示すものであるならば、いかなるものでも本発明によるアングル・パラメータになり、従って、本発明によるアングル・パラメータは、オイラー角に限定されるものではない。以下では、オイラー角を使用した実施形態について説明する。
【０１４２】
オイラー角回転は、第１周波数係数マトリックスＤの左側積Ｒhorizontal及び右側積Ｒverticalを使用して、次の数式（３）のように定義される。
【０１４３】
Ｄ’＝ＲhorizontalｘＤｘＲvertical        （３）
（Ｄ’は、回転変換された第２周波数係数マトリックスである）
マトリックスＲhorizontalは、第１周波数係数マトリックスＤの行同士の交換を行う。マトリックスＲverticalは、第１周波数係数マトリックスＤの列同士の交換を行う。
【０１４４】
４ｘ４ブロックにおけるマトリックスＲhorizontalの一例は、次の数式（４）の通りである。
【０１４５】
【数１２】
2013509783.tif 000014
前記数式（４）で、
【０１４６】
【数１３】
2013509783.tif 000015
は、オイラー角である。
【０１４７】
従って、４ｘ４周波数係数マトリックスの場合、オイラー角は、６個のパラメータ
【０１４８】
【数１４】
2013509783.tif 000016
の集合によって、１５個の周波数係数の修正を記述する。８ｘ８周波数係数マトリックスについては、１２個のオイラー角
【０１４９】
【数１５】
2013509783.tif 000017
が６０個の周波数係数の修正を記述する。
【０１５０】
＜２段階−モンテカルロ法（Monte  Carlo  method）＞
自由度が６個のアングル・パラメータ（８ｘ８周波数係数マトリックスの場合、１２個のアングル・パラメータ）に減少した後、最適化の問題をビット節約の観点から説明する必要がある。すなわち、アングル・パラメータの集合を選択する方法を最適化せねばならない。
【０１５１】
このような最適化問題には、パラメータの高次元ドメイン（６個または１２個のアングル・パラメータ）が使われるという点と、イメージの圧縮が使われたパラメータにノンスムース（non-smooth）に依存するという点とに困難さがある。このような問題は、伝統的にモンテカルロ法によって解決された。
【０１５２】
モンテカルロ法の核心を要約すれば、多数の試みを行うということである。すなわち、さまざまなポイントでの圧縮率を測定し、最良のポイントを選択することである。モンテカルロ法では、多次元ドメインでのランダム・ポイントの品質（quality）が非常に重要である（特に、次元が上昇するにつれてさらに重要である）。このようなアプリケーションでは、均一なグリッド（uniform  grid）ポイントよりは、擬似ランダム（pseudo-random）ポイントがさらに好まれることが知られている。簡単に二次元のケースについて述べれば、図１３の通りである。
【０１５３】
図１３は、本発明の一実施形態による擬似ランダム（pseudo-random）ポイントを図示している。図１３の左側には、均一なグリッド・ポイントが図示されており、右側には、擬似ランダムによる最初の１６個のポイントが図示されている。
【０１５４】
均一なグリッド・ポイントを使用する場合、モンテカルロ法の１６番のポイントにもかかわらず、最初のパラメータ（及び２番目のパラメータ）について、ただ４個の異なる値のみ検査されている。一方、擬似ランダム・ポイントを使用する場合、１６番のポイントによって、最初のパラメータ（及び２番目のパラメータ）について、１６個の互いに異なる値を検査している。すなわち、擬似ランダム・ポイントを使用する場合、１６個のポイントについて、最初のパラメータと２番目のパラメータとの多様な値についてチェックすることが可能である。特に、パラメータの数が増加するにつれて、モンテカルロ方式において、均一グリッド・ポイントよりは、擬似ランダム・ポイントを使用するのが有利であるということが容易に分かるのである。
【０１５５】
＜３段階−レーマーの擬似乱数（Lemer’s  pseudo-random  numbers）＞
擬似乱数シーケンス（pseudo-random  sequence）を生成する方式には、さまざまなものがある。最も効率的な方式の１つであるレーマーの数を使用することである。これは、人工的に生成される数列であり、均一に分布された実際の乱数に最も近い性質を有している。レーマーの数列を生成するアルゴリズムは周知であるので、本明細書では、詳細な説明を省略する。本発明で目的とするところを満足させるためには、少なくとも１０１３個の反復されないポイントを提供せねばならない。レーマーの数列は、生成アルゴリズムが知られている人工的な数列であるから、デコーダ側で容易に再計算することができる。
【０１５６】
レーマーの数列を使用することにより、アングル・パラメータの組み合わせを１つの情報（すなわち、ランダムシーケンス上の番号）を使用してコーディングすることができる。六次元（４ｘ４周波数係数マトリックスの場合）または１２次元（８ｘ８周波数係数マトリックスの場合）のパラメータドメインで、アングル・パラメータの組み合わせに対応するランダム・ポイントを生成し、これを利用して圧縮を行って圧縮率を測定した後、最適のポイントを選択する。アングル・パラメータの集合自体を保存したり伝送する代わりに、前記最適のパラメータポイントが対応するレーマーシーケンスの番号を保存したり伝送すればよい。
【０１５７】
もしモンテカルロ法で、２ｐ個のポイント、すなわち、アングル・パラメータの組み合わせに係わる回転変換を行ったならば、ｐビットの情報だけをオーバヘッドとして有する。
【０１５８】
＜４段階−最適化されたアングル・パラメータのための変域のローカリゼーション（localization  of  diapason  for  optimal  angle  parameters）＞
本発明の発明者らは、実験を介して、最適化された回転アングルが、０°近くまたは１８０°（πラジアン）近くの値を有するということを発見した。これは、周波数ドメインへの変換ベーシス、例えば、離散コサイン変換ベーシスが、すでにほぼ最適化された状態であるということを示す。
【０１５９】
従って、本発明によるアングル・パラメータは、部分的な列同士及び行同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換（オイラー角の場合、０°近くのアングル）を行ったり、部分的な交換及びベーシス・エレメントの符号の変更（オイラー角の場合、１８０°近くのアングル）を行う必要があるのみである。すなわち、本発明で使われるパラメータの変域（diapason）は、ドメインの特定部分に限定されるものであるが、これをローカリゼーション（localization）という。
【０１６０】
パラメータの変域に係わるローカリゼーションを行うことにより、オーバヘッドに係わるビット数が減少する。図１３で検査せねばならないポイントが特定部分に限定される場合を仮定すれば、最適のアングル・パラメータ組み合わせを見い出すために検査しなければならないポイントの個数が少なくなる。
【０１６１】
また、検査するポイントの数が固定されているならば（すなわち、オーバヘッドとして使用するビット数が固定されている場合）、ローカリゼーションが適用される場合、さらに狭いアングルの範囲内で、さらに多くのポイントを検査できるようになるので、圧縮率がさらに上昇する。
【０１６２】
＜５段階−準最適化されたベーシス（quasi-optimal  basis）＞
前記１段階ないし４段階の具現によって、あらゆるブロック（４ｘ４、８ｘ８、またはそれ以上のサイズのブロック）に係わる最適化されたベーシスを選択することが可能になる。高いビットレートでは、ブロック当たり８または１０バイトのオーバヘッドが追加されもする。ビットレートが低くなる場合、準最適化されたベーシスを選択することが望ましい。
【０１６３】
準最適化されたベーシスとは、１つのスライスまたはピクチャに含まれたあらゆる変換単位または一部変換単位の集合に対して、同じ回転を適用することを意味する。それぞれのブロックに対して最適化された回転を適用するならば、イメージ自体に係わる圧縮率は上昇するが、オーバヘッドが増加する。
【０１６４】
１つの変換単位、１つの変換単位集合、１つのスライス、１つのピクチャのうち、どの単位に対して同じ回転を適用するかについては、多様な実験によって決定される。
【０１６５】
低いビットレートでは、周波数ドメインに変換した後、周波数係数マトリックスの多くの部分で、量子化係数値が０になる。従って、かような周波数係数マトリックスについては、敢えて回転変換を適用して回転アングル値に係わる付加情報を伝送する必要がない。
【０１６６】
要するに、本発明の一実施形態による映像符号化装置９００は、モンテカルロ法を利用し、複数のアングル・パラメータ組み合わせに対して回転変換を行い、第２周波数係数マトリックスの量子化及びエントロピ符号化を反復遂行し、最適のアングル・パラメータ組み合わせを決定する。また、決定された最適のアングル・パラメータ組み合わせについての情報として、アングル・パラメータそのままではないアングル・パラメータ組み合わせに対応するレーマーの擬似乱数シーケンスの番号を符号化する。このとき、ローカリゼーションと、準最適化されたベーシスとを利用すれば、さらに高い効率でアングル・パラメータについての情報を符号化することができる。
【０１６７】
再び図９及び１０を参照すれば、判断部１０１０の判断結果によって、第２変換部９２０が第１周波数係数マトリックスを回転変換して第２周波数係数マトリックスを生成しない場合、符号化部９３０は、回転変換されていない第１周波数係数マトリックスをそのまま符号化する。
【０１６８】
また、第１周波数係数マトリックスが「０」である係数だけ含む場合には、第１周波数係数マトリックスも符号化する必要なく、入力された所定のブロックに係わる第１周波数係数マトリックスが「０」である係数だけ含むことを示す情報のみ符号化する。第１周波数係数マトリックスが「０」である係数だけ含むことを示す情報は、フラグ情報であってもよい。
【０１６９】
図１４は、本発明の一実施形態による映像復号化装置を図示している。図１４に図示された映像復号化装置１４００は、図２の映像復号化装置２００、または図５の映像復号化部４００に含まれ、後述する映像復号化過程を行うモジュールであってもよい。図１４を参照すれば、本発明の一実施形態による映像復号化装置１４００は、復号化部１４１０、第１逆変換部１４２０及び第２逆変換部１４３０を含む。
【０１７０】
復号化部１４１０は、ビットストリームを受信し、所定のブロックを周波数ドメインに変換して生成された第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値よりさらに大きい係数を含むか否かを示す情報を復号化する。第１周波数係数マトリックスが「０」ではない係数を含むか否かを示すフラグ情報を復号化することができる。
【０１７１】
その後、復号化部１４１０は、復号化された情報に基づいて選択的に、第２周波数係数マトリックスについてのデータを復号化する。第２周波数係数マトリックスは、第１周波数係数マトリックスに対して回転変換を行って生成されたマトリックスである。図１５を参照して詳細に説明する。
【０１７２】
図１５は、本発明の一実施形態による復号化部を図示している。図１５を参照すれば、本発明の一実施形態による復号化部１４１０は、判断部１５１０及びエントロピ復号化部１５２０を含む。
【０１７３】
判断部１５１０は、復号化された情報、すなわち、第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値よりさらに大きい係数を含むか否かを示す情報に基づいて、第２周波数係数マトリックスを復号化するか否かを判断する。第１周波数係数マトリックスが「０」ではない係数を含むか否かを示すフラグ情報に基づいて、第２周波数係数マトリックスを復号化するか否かを判断する。
【０１７４】
前述のように、第１周波数係数マトリックスが「０」である周波数ドメインの係数だけ含む場合には、符号化時に、第１周波数係数マトリックスに対して回転変換を行わず、従って、第２周波数係数マトリックスについてのデータが、ビットストリームに含まれていない。その場合、復号化部１４１０が、第２周波数係数マトリックスについてのデータを復号化する必要がない。
【０１７５】
しかし、第１周波数係数マトリックスが「０」よりさらに大きい係数を含む場合には、第１周波数係数マトリックスを回転変換した第２周波数係数マトリックスについてのデータがビットストリームに含まれているので、復号化部１４１０は、第２周波数係数マトリックスについてのデータを復号化する。
【０１７６】
エントロピ復号化部１５２０は、判断部１５１０の判断結果に基づいて選択的に、第２周波数係数マトリックスについてのデータをエントロピ復号化する。第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値（例えば、「０」）よりさらに大きい係数を含んでおり、回転変換された場合には、第２周波数係数マトリックスについてのデータが、ビットストリームに含まれている。エントロピ復号化部１５２０は、ビットストリームに含まれている第２周波数係数マトリックスについてのデータをエントロピ復号化する。エントロピ復号化は、エントロピ符号化部９３０と同様に、ＣＡＢＡＣまたはＣＡＶＬＣによって行われる。また、エントロピ復号化部１５２０は、逆回転変換のために回転変換に利用されたアングル・パラメータについての情報を復号化することができる。
【０１７７】
エントロピ復号化部１５２０でエントロピ復号化された第２周波数係数マトリックスは、符号化時に利用された所定の量子化ステップによって逆量子化される。
【０１７８】
再び図１４を参照すれば、第１逆変換部１４２０は、復号化部１４１０で逆量子化された第２周波数係数マトリックスを逆回転変換し、第１周波数係数マトリックスを生成する。
【０１７９】
第１逆変換部１４２０は、第１周波数係数マトリックスが「０」ではない係数を含んでおり、復号化部１４１０が第２周波数係数マトリックスについてのデータを復号化した場合、第２周波数係数マトリックスを逆回転変換し、第２周波数係数マトリックスを生成する。
【０１８０】
また、第１逆変換部１４２０は、前述のように、第１周波数係数マトリックスがＢスライスのブロックに係わるマトリックスではないか、あるいはイントラ予測されたブロックに係わるマトリックスである場合にのみ、第２周波数係数マトリックスを逆回転変換し、第１周波数係数マトリックスを生成することができる。
【０１８１】
第１逆変換部１４２０は、図１１Ａないし図１１Ｃ、図１２及び図１３と関連して述べた回転変換を逆に行い、逆量子化された第２周波数係数マトリックスを逆回転変換する。このとき、復号化部１４１０でエントロピ復号化されたアングル・パラメータについての情報を参照して逆回転変換を行うことができる。アングル・パラメータについての情報によって、第２周波数係数マトリックスの行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換を行い、第１周波数係数マトリックスを生成する。
【０１８２】
第１周波数係数マトリックス１１１０のうち一部の係数だけ含むマトリックス１１２０に対して回転変換が行われた場合には、一部の係数のみ含むマトリックス１１２０を逆回転変換し、第１周波数係数マトリックス１１１０を生成する。
【０１８３】
第２逆変換部１４３０は、第１逆変換部１４２０から第１周波数係数マトリックスを受信し、受信された第１周波数係数マトリックスを逆周波数変換する。離散コサイン変換を逆に行うことによって、第１周波数係数マトリックスを逆周波数変換することができる。逆周波数変換の結果、ピクセルドメインの所定のブロックが復元される。
【０１８４】
図１６は、本発明の一実施形態による映像符号化方法について説明するためのフローチャートである。図１６を参照すれば、本発明の一実施形態による映像符号化装置は、段階１６１０で、所定のブロックを周波数ドメインに変換し、第１周波数係数マトリックスを生成する。所定のブロックを入力されて離散コサイン変換し、離散コサイン係数を含む第１周波数係数マトリックスを生成する。
【０１８５】
段階１６２０で映像符号化装置は、段階１６１０で生成された第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値よりさらに大きい係数を含むか否かを判断する。第１周波数係数マトリックスが、絶対値が「０」よりさらに大きい係数を含むか否かを判断することができる。また、映像符号化装置は、符号化を入力されたブロックが、Ｂスライスのブロックであるか否か、及びイントラ予測されたブロックであるか否かについて判断することもできる。
【０１８６】
段階１６３０で映像符号化装置は、段階１６２０の判断結果によって選択的に、第１周波数係数マトリックスの行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換を行い、第２周波数係数マトリックスを生成する。第１周波数係数マトリックスに対して、図１１Ａないし図１１Ｃ、図１２及び図１３と関連して説明した回転変換を行い、第２周波数係数マトリックスを生成する。
【０１８７】
第１周波数係数マトリックスの大きさが大きい場合（例えば、１６ｘ１６以上の大きさ）には、第１周波数係数マトリックスで、一部の係数だけ含むマトリックスを選択し、選択された一部の係数だけ含むマトリックスを回転変換することができる。一部の係数だけ含むマトリックスを選択するにおいて、低い周波数成分に係わる係数だけ含むマトリックスを選択することもできる。
【０１８８】
段階１６４０で映像符号化装置は、段階１６２０の判断結果によって選択的に、第２周波数係数マトリックスを符号化する。段階１６３０で、段階１６２０の判断結果に基づいて回転変換を行い、第２周波数係数マトリックスを生成した場合、生成された第２周波数係数マトリックスを符号化する。
【０１８９】
第２周波数係数マトリックスを所定の量子化ステップによって量子化し、量子化された第２周波数係数マトリックスをエントロピ符号化する。ＣＡＢＡＣまたはＣＡＶＬＣによってエントロピ符号化する。
【０１９０】
段階１６４０で映像符号化装置は、段階１６３０で、行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換に利用されたアングル・パラメータについての情報も、エントロピ符号化する。アングル・パラメータは、行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換の程度を示すパラメータである。また、映像符号化装置は、第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値以上である係数を含むか否かを示す情報も符号化することができる。例えば、第１周波数係数マトリックスが「０」ではない係数を含むか否かを示すフラグ情報を符号化することができる。
【０１９１】
本発明による映像符号化装置は、段階１６３０ないし１６４０を、複数のアングル・パラメータ組み合わせに対して反復遂行し、最適のアングル・パラメータを決定することができる。複数のアングル・パラメータ組み合わせに対して符号化を反復し、最上の圧縮率を示すアングル・パラメータを選択する。
【０１９２】
複数のアングル・パラメータ組み合わせは、前述のモンテカルロ法によって選択され、レーマーの擬似乱数に対応する。レーマーの擬似乱数に、複数のアングル・パラメータ組み合わせを対応させる場合、段階１６４０で符号化されるアングル・パラメータについての情報は、決定された最適のアングル・パラメータに対応するレーマーの擬似乱数シーケンスの番号であってもよい。
【０１９３】
図１７は、本発明の一実施形態による映像復号化方法について説明するためのフローチャートである。図１７を参照すれば、段階１７１０で、本発明の一実施形態による映像復号化装置は、所定のブロックに係わるビットストリームを受信し、所定のブロックに係わる第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値よりさらに大きい係数を含むか否かを示す情報を復号化する。第１周波数係数マトリックスが、絶対値が「０」よりさらに大きい係数を含むか否かを示すフラグ情報を復号化することができる。
【０１９４】
図１６と関連して述べたように、符号化時に、第１周波数係数マトリックスが「０」ではない係数を含む場合にのみ、第１周波数係数マトリックスを回転変換して第２周波数係数マトリックスを生成し、エントロピ符号化する。従って、第２周波数係数マトリックスについてのデータをエントロピ復号化するか否かを判断するために、第１周波数係数マトリックスが、絶対値が「０」よりさらに大きい係数を含むか否かを示す情報をまず復号化する。第２周波数係数マトリックスは、第１周波数係数マトリックスが回転変換されて生成されたマトリックスである。
【０１９５】
段階１７２０で映像復号化装置は、段階１７１０で復号化された情報に基づいて、第２周波数係数マトリックスを復号化する。段階１７１０で復号化された情報に基づいて、第１周波数係数マトリックスが、絶対値が所定値よりさらに大きい係数を含む場合にのみ、第２周波数係数マトリックスについてのデータをエントロピ復号化し、エントロピ復号化された第２周波数係数マトリックスの係数を逆量子化する。映像符号化時に利用された量子化ステップによって、第２周波数係数マトリックスの係数を逆量子化する。
【０１９６】
段階１７３０で映像復号化装置は、段階１７２０で復号化された第２周波数係数マトリックスに対して、行同士及び列同士のうち、少なくとも１つの部分的な交換を行い、第１周波数係数マトリックスを生成する。段階１７１０でエントロピ復号化されたアングル・パラメータについての情報を参照し、図１１Ａないし図１１Ｃ、図１２及び図１３と関連して説明した回転変換を逆に行い、第１周波数係数マトリックスを生成する。
【０１９７】
前述のように、符号化過程で、第１周波数係数マトリックスの一部係数だけ含むマトリックスが回転変換された場合には、一部係数だけ含むマトリックスを逆回転変換し、第１周波数係数マトリックスを生成する。
【０１９８】
段階１７４０で映像復号化装置は、段階１７３０で生成された第１周波数係数マトリックスを逆周波数変換する。第１周波数係数マトリックスを逆離散コサイン変換し、ピクセルドメインのブロックを復元する。
【０１９９】
前述のように、本発明の一実施形態による映像符号化／復号化方法及びその装置は、強力な数学的基礎に基づいて、周波数係数マトリックスをさらに高い圧縮率で符号化することができ、全体映像符号化の圧縮率を大きく向上させることができる。
【０２００】
以上のように本発明は、たとえ限定された実施形態と図面とによって説明されたにしても、本発明が、前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野で当業者であるならば、かような記載から、多様な修正及び変形が可能であろう。従って、本発明の思想は、特許請求の範囲によってのみ把握され、それと均等であるか、あるいは等価的な変形は、いずれも本発明思想の範疇に属するものである。また、本発明によるシステムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に、コンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。
【０２０１】
例えば、本発明の例示的な実施形態による映像符号化装置、映像復号化装置、映像符号化部及び映像復号化部は、図１、図２、図４、図５、図９、図１０、図１４及び図１５に図示されたような装置のそれぞれのユニットにカップリングされたバス、前記バスに結合された少なくとも１つのプロセッサを含んでもよい。また、命令、受信されたメッセージまたは生成されたメッセージを保存するために、前記バスに結合され、前述のような命令を行うための少なくとも１つのプロセッサにカップリングされたメモリを含んでもよい。
【０２０２】
また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータ・システムによって読み取り可能なデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。記録媒体の例としては、ＲＯＭ（read-only  memory）、ＲＡＭ（random-access  memory）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などがあり、またキャリアウェーブ（例えばインターネットを介した伝送）の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータ・システムに分散され、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードが保存されて実行される。
【図１】
2013509783.tif 000018
【図２】
2013509783.tif 000019
【図３】
2013509783.tif 000020
【図４】
2013509783.tif 000021
【図５】
2013509783.tif 000022
【図６】
2013509783.tif 000023
【図７】
2013509783.tif 000024
【図８Ａ】
2013509783.tif 000025
【図８Ｂ】
2013509783.tif 000026
【図８Ｃ】
2013509783.tif 000027
【図８Ｄ】
2013509783.tif 000028
【図９】
2013509783.tif 000029
【図１０】
2013509783.tif 000030
【図１１Ａ】
2013509783.tif 000031
【図１１Ｂ】
2013509783.tif 000032
【図１１Ｃ】
2013509783.tif 000033
【図１２】
2013509783.tif 000034
【図１３】
2013509783.tif 000035
【図１４】
2013509783.tif 000036
【図１５】
2013509783.tif 000037
【図１６】
2013509783.tif 000038
【図１７】
2013509783.tif 000039
【国際調査報告】
2013509783.tif 000040
2013509783.tif 000041