(57)【要約】【課題】本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、リアルタイムデコード処理が可能な圧縮画像データの符号化装置及び復号装置を提供することにある。【解決手段】  可変長符号化直前の中間コードの１フレーム当りの符号量をＡ、１個の可変長復号手段による１フレーム当りの中間コードへの変換量をＫ、前記可変長復号手段をスライス単位でＮ（Ｎは２以上の整数）個並列に動作させた場合における可変長符号化直前の中間コードのスライス当りの符号量上限値をＸとした場合に、中間コードのスライス当りの符号量上限値Ｘを次式で設定する。    Ｘ≦（Ｎ×Ｋ−Ａ）／（Ｎ−１）【選択図】図１
2008306574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１画面データを複数のスライスに分割してイントラフレーム圧縮する符号化方法であって、
可変長符号後の圧縮画像データのフレーム当り符号量の上限値と、可変長符号化直前の中間コードのフレーム当りの符号量の上限値と、可変長符号化直前の中間コードのスライス当りの符号量の上限値とが規定され、
可変長符号化直前の中間コードの１フレーム当りの符号量をＡ、１個の可変長復号手段による１フレーム当りの中間コードへの変換量をＫ、前記可変長復号手段をスライス単位でＮ（Ｎは２以上の整数）個並列に動作させた場合における可変長符号化直前の中間コードのスライス当りの符号量上限値をＸとした場合に、
次式を満たすように、中間コードのスライス当りの符号量上限値Ｘを設定する、
ことを特徴とする画像データの符号化方法。
Ｘ≦（Ｎ×Ｋ−Ａ）／（Ｎ−１）
【請求項２】
可変長符号は算術符号であることを特徴とする請求項１に記載の画像データの符号化方法。
【請求項３】
１画面を複数のスライスに分割してイントラフレーム圧縮する符号化装置であって、
画像データを量子化パラメータにしたがい量子化する量子化手段と、
前記量子化手段の前記量子化パラメータを制御する量子化制御手段と、
前記量子化された画像データを可変長符号により符号化することで圧縮画像データを生成する符号化手段と、
可変長符号後の圧縮画像データの１フレーム当りの符号量を検出する第１の検出手段と、
可変長符号化直前の中間コードの１フレーム当りの符号量を検出する第２の検出手段と、
可変長符号化直前の中間コードの１スライス当りの符号量を検出する第３の検出手段とを備え、
前記量子化制御手段は、前記第１ないし第３の検出手段からの検出結果を参照し、予め規定された、可変長符号後の圧縮画像データの１フレーム当りの符号量の上限値と、可変長符号化直前の中間コードの１フレーム当りの符号量の上限値と、可変長符号化直前の中間コードの１スライス当りの符号量の上限値とを満たすように前記量子化パラメータを変化させて符号量制御をおこなう
ことを特徴とする画像データの符号化装置。
【請求項４】
前記可変長符号は算術符号であることを特徴とする請求項４に記載の画像データの符号化装置。
【請求項５】
符号化装置によって可変長符号により符号化された圧縮画像データを受けて復号する復号装置であって、
圧縮画像データを復号して、中間コードに変換する可変長復号手段をＮ個備え（Ｎは２以上の整数）、
前記符号化装置における可変長符号化直前の中間コードの１スライス当りの符号量の上限値をＸ、可変長符号化直前の中間コードの１フレーム当りの符号量の上限値をＡとしたときに、前記各可変長復号手段における、１フレームあたりに画像データから変換可能な中間コード量の下限値Ｋが次式を満たす、ことを特徴とする圧縮画像データの復号装置。
Ｋ＝Ｘ＋（Ａ−Ｘ）／Ｎ
【請求項６】
前記可変長符号は算術符号であることを特徴とする請求項５に記載の画像データの符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データの符号化、複合化に係る装置及び方法に関し、特に、低圧縮率の圧縮画像データのリアルタイム復号を実現するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
業務用・放送機器では、１フレーム単位の編集を要求されることから、入力画像データを１フレーム単位で固定長に圧縮して記録する方式が主流になっている。例えば、ＤＶＣＰＲＯ方式の圧縮では、入力映像信号を１／５に圧縮して記録する。
【０００３】
しかしながら、ＴＶの大画面化による高画質化の要請から、放送方式はＳＤ方式から水平解像度、垂直解像度を夫々２倍にしたＨＤ方式に移行しつつある。ＨＤ方式は入力画像データの量がＳＤ方式の４倍にもなるため、現在の圧縮技術をそのまま採用したのでは、ストレージ容量、通信帯域も４倍になってしまうため、経済的に厳しい。そこで、従来の圧縮方式より効率の良い圧縮方式が要望されている。
【０００４】
現在提案されている画像圧縮方式のひとつにＨ．２６４方式がある。Ｈ．２６４をフレーム固定長圧縮に適応した場合、従来の２倍程度の高圧縮を実現できる。Ｈ．２６４でフレーム内圧縮に有効な新規採用されている技術として以下のものがある。
１）フレーム内予測符号化：隣接ブロックより、対象の圧縮ブロックを予測して符号化する。
２）適応算術符号化：符号化する信号の発生確率を周辺ブロックの状況に応じて更新する。
【０００５】
しかしながら、１）フレーム内予測符号化及び２）適応算術符号化は、共に演算量が多く、リアルタイム処理を行うには大規模なハードウェアが要求される。とりわけ、適応算術符号化はビット処理が必要なため、リアルタイム処理が非常に困難である。
【０００６】
リアルタイムデコード処理を実現する方法として、例えば、図８に示すように、２個の算術復号器（デコーダ）２２−１、２２−２を実装し、１フレーム毎に算術復号器２２−１、２２−２を切り替えて並列処理をおこなうといった手法がある。この場合は、１フレームのデコード処理を１５Ｈｚのスループットで実施すればよいので、算術復号器に要求される処理能力は半分になる。しかしながら、フレーム並列の手法では圧縮デコード処理にかかるレイテンシが大きくなってしまうため、ＶＴＲのようなＪＯＧダイヤルで画面を検索する場合には、応答性が劣化してしまうといった課題が発生する。
【０００７】
また、特許文献１では、Ｈ．２６４については直接触れられていないが、１画面を複数のスライスに分割し、複数個のスライスデコーダを実装し、以下の逐次処理をすることにより、高速デコード処理を実現している。
１）複数のスライスデコーダを並列に動作させる。
２）処理が終了したスライスデコーダに、次のスライスデコード処理を割り当てる。
【０００８】
上記特許文献１の技術を利用し、図８に示すようにデコーダを並列に動作させリアルタイムでデコードする場合について以下考察する。
【０００９】
図９にＨ．２６４を利用したフレーム内固定長圧縮画像の一般的な構成を示す。図９はテレビ画面を分割したスライスの概念図であり、水平方向１９２０画素、垂直方向１０８８画素からなる１フレームのＨＤ映像信号を均等に４分割する。このように分割された単位を「スライス」と呼ぶ。
【００１０】
スライスは複数のマクロブロックによって構成される。マクロブロックとは、水平８画素と垂直８画素からなるＤＣＴブロック４個をまとめたものである。１フレームは｛（１９２０／８）×（１０８８／８）｝／４＝８１６０個のマクロブロックによって構成されるので、１スライスは２０４０（＝８１６０／４）個のマクロブロックによって構成される。
【００１１】
次に、２値コード量と圧縮画像データ量について詳細に考察する。前述したように、適応算術符号は符号化効率のばらつきが大きいため、フレーム内の圧縮画像データ量とフレーム内の２値コード量の相関が画像データの特徴によって変わってしまうといった性質がある。
【００１２】
図１０、図１１、図１２は、２値コード量と、算術符号化後の圧縮画像データ量の相関を説明するための図である。図１０、図１１、図１２において、(ａ)はフレームを構成する各スライスの２値コード量を示し、(ｂ)はフレームを構成する各スライスの算術符号化後の圧縮画像データ量を示す。これらの図に示すように、スライス当りの圧縮画像データ量が一定であっても、符号化前のスライス当りの２値コード量は大きく異なる可能性がある。
【００１３】
図８に示す算術復号器２２−１、２２−２に図１０（ａ）、図１１（ａ)、図１２(ａ)に示す２値コードを入力した場合の動作について説明する。図１３は、図１０で示した各圧縮画像データを２つの算術復号器２２−１、２２−２により２値コード化したタイミングを示す図である。図１３(ａ)は一つの算術復号器（デコーダ）２２−１の出力、同図(ｂ)は別の算術復号器２２−２の出力を示している。
【００１４】
一般に、算術復号器はビット処理を行い、１クロックに１ビット処理を実施した場合には、算術復号後の２値コード量と復号処理時間が比例関係になる。
【００１５】
図１３の例では、スライス０を算術復号器２２−１で、スライス１を算術復号器２２−２で同時に復号を開始する。２値コード量が少ないスライス１が先に算術復号を終了する。このため、スライス２は算術復号器２２ｂに供給される。そして、算術復号器２２−１でスライス０の復号が終了すると、スライス３が算術復号器２２−１に供給される。
【００１６】
このように、復号処理が先に終了した算術復号器に順次スライスを供給することによって、並列処理を実行して高速化を実現している。同図ではスライス３の算術復号処理は１フレーム以内に終了したため、１フレーム後に映像信号を出力することが可能となる。
【００１７】
【特許文献１】特開２００２−５７９８６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
スライスの２値コード量のバラツキがより多い圧縮画像データを並列に算術復号した場合について考察する。図１４は、図１２で示した各圧縮画像データを算術復号器により２値コード化したときの出力タイミングを示す図である。図１４（ａ）は算術復号器２２−１の出力、（ｂ）は算術復号器２２−２の出力を示している。同図では、スライス３の算術復号処理は１フレーム以内に終了していないため、１フレーム後に映像信号を出力することができないため、出力映像信号が途切れてしまうといった課題が発生する。
【００１９】
このように、Ｈ．２６４の圧縮画像データのデコード処理において、処理負荷の大きい算術復号器を２つ並列に備え、スライス単位に算術復号処理をした場合、平均的に処理は高速になるが、リアルタイム再生が保証できないといった課題があった。
【００２０】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、リアルタイムデコード処理が可能な圧縮画像データの符号化装置及び復号装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の第１の態様において、１画面データを複数のスライスに分割してイントラフレーム圧縮する符号化方法が提供される。符号化方法は、可変長符号後の圧縮画像データのフレーム当り符号量の上限値と、可変長符号化直前の中間コードのフレーム当りの符号量の上限値と、可変長符号化直前の中間コードのスライス当りの符号量の上限値とが規定される。可変長符号化直前の中間コードの１フレーム当りの符号量をＡ、１個の可変長復号手段による１フレーム当りの中間コードへの変換量をＫ、前記可変長復号手段をスライス単位でＮ（Ｎは２以上の整数）個並列に動作させた場合における可変長符号化直前の中間コードのスライス当りの符号量上限値をＸとした場合に、次式を満たすように、中間コードのスライス当りの符号量上限値Ｘを設定する。
Ｘ≦（Ｎ×Ｋ−Ａ）／（Ｎ−１）
【００２２】
本発明の第２の態様において、１画面を複数のスライスに分割してイントラフレーム圧縮する符号化装置が提供される。符号化装置は、画像データを量子化パラメータにしたがい量子化する量子化手段と、量子化手段の前記量子化パラメータを制御する量子化制御手段と、量子化された画像データを可変長符号により符号化することで圧縮画像データを生成する符号化手段と、可変長符号後の圧縮画像データの１フレーム当りの符号量を検出する第１の検出手段と、可変長符号化直前の中間コードの１フレーム当りの符号量を検出する第２の検出手段と、可変長符号化直前の中間コードの１スライス当りの符号量を検出する第３の検出手段とを備える。
【００２３】
量子化制御手段は、第１ないし第３の検出手段からの検出結果を参照し、予め規定された、可変長符号後の圧縮画像データの１フレーム当りの符号量の上限値と、可変長符号化直前の中間コードの１フレーム当りの符号量の上限値と、可変長符号化直前の中間コードの１スライス当りの符号量の上限値とを満たすように前記量子化パラメータを変化させて符号量制御をおこなう。
【００２４】
本発明の第３の態様において、符号化装置によって可変長符号により符号化された圧縮画像データを受信し、復号する復号装置が提供される。復号装置は、圧縮画像データを復号して、中間コードに変換する可変長復号手段をＮ個備える（Ｎは２以上の整数）。符号化装置における可変長符号化直前の中間コードの１スライス当りの符号量の上限値をＸ、可変長符号化直前の中間コードの１フレーム当りの符号量の上限値をＡとしたときに、各可変長復号手段における、１フレームあたりに画像データから変換可能な中間コード量の下限値Ｋが次式を満たす。
Ｋ＝Ｘ＋（Ａ−Ｘ）／Ｎ
【発明の効果】
【００２５】
本発明の符号化方法によれば、可変長符号後の圧縮画像データのフレーム当り符号量の上限値と可変長符号化直前の中間コードのフレーム当りの符号量の上限値に加え、可変長符号化直前の中間コードのスライス当りの符号量の上限値を規定している。ゆえに、当該符号装置で符号化された圧縮画像データを復号する場合、スライス単位に並列動作させる可変長復号手段の数と、当該可変長復号手段１個のフレーム当りのスループットの下限値を規定できる。
【００２６】
また、可変長復号手段１個のフレーム当りのスループットに合わせて並列動作数を設定すれば、可変長復号手段のスループットを実用的なレートに押さえ込んだ低遅延の復号装置を提供することが可能である。
【００２７】
さらに、圧縮画像データの基本符号量（例えば２５Ｍｂｐｓ）と、高精細モード（例えば５０Ｍｂｐｓ）の２つのモードを扱うようなシステムにおいて、高精細モードでは可変長復号手段を２つ並列実装することを前提に、当該可変長復号手段１個のフレーム当りのスループットおよび、可変長符号化の直前の中間コードのスライス当りの符号量の上限値を規定することで、異なる圧縮レートを扱うシステムで有効となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付の図面を参照し、本発明に係る圧縮画像データの符号化装置、復号装置の実施形態について説明する。
【００２９】
１．符号化装置の構成
図１は、本発明に係る画像データの符号化装置の構成を示す図である。
ブロック化部１は、入力映像信号をマクロブロックに分割する。演算器２は、入力マクロブロックの各画素と、後述するイントラ予測部で作成された画素との差分を演算する。ＤＣＴ部３は演算器２の出力をＤＣＴ変換する。量子化器４は、後述する量子化制御部１４により決定された量子化パラメータにより、ＤＣＴ部３からの出力を量子化する。逆量子化器５は、量子化器４からの出力を逆量子化する。逆ＤＣＴ部６は、逆量子化器５の出力を逆ＤＣＴして画素データに変換する。イントラ予測部７は、逆ＤＣＴ部６によって復元されたマクロブロックの画素データから、次のマクロブロックの画素を予測して作成する。シンタクス作成部８は、量子化器４の出力をＨ．２６４で規定されたシンタクスに変換する。２値コード化部９は、シンタクスを２値コード（中間コード）に変換する。算術符号化器１０は２値コードを算術符号化し、圧縮画像データを生成する。
【００３０】
フレーム内圧縮画像データ量検出部１１は、フレーム内での圧縮画像データ量の履歴を観測する。フレーム内２値コード量検出部１２は、フレーム内での２値コード量の履歴を観測する。スライス内２値コード量検出部１３は、スライス内での２値コード量の履歴を観測する。
【００３１】
量子化制御部１４は、フレーム内圧縮画像データ量検出部１１、フレーム内２値コード量検出部１２、及びスライス内２値コード量検出部１３の観測結果を参照にしながら、１フレーム当りの圧縮画像データ量と、フレーム当りの圧縮画像データ量より、フォーマットで規定された１フレーム当たりの２値コード量の最大値と、後述する方法により規定された１スライス当りの２値コード量の最大値とを満たすように、量子化器４における量子化パラメータを制御する。
【００３２】
すなわち、量子化制御部１４は、フレーム内圧縮画像データ量検出部１１からの観測結果に基づき、１フレーム当りの圧縮画像データ量が、その上限値内に収まるように、量子化パラメータを制御する。また、量子化制御部１４は、フレーム内２値コード量検出部１２からの観測結果に基づき、フレーム当りの圧縮画像データ量が、その上限値内に収まるように、量子化パラメータを制御する。さらに、量子化制御部１４は、スライス内２値コード量検出部１３からの観測結果に基づき、２値コード部９により生成された２値コードの１スライス当たりの２値コード量が、その上限値内に収まるように、量子化パラメータを制御する。
【００３３】
図２は量子化制御部１４の動作を説明するための図である。図２は、フレーム中のブロック位置と、そのブロックを符号化したときの符号量との関係を示した図である。量子化パラメータを大きくすると符号量が減少し、量子化パラメータを小さくすると符号量が増えるという特性がある。この特性を利用し、フレームでターゲット符号量以内になるように量子化パラメータを制御する。同図の曲線（ａ）は、予想より符号量が多かったので、量子化パラメータを順次大きくしてターゲット符号量に収めるよう制御した場合であり、同図の曲線（ｂ）は、逆に予想より符号量が少なかったので、量子化パラメータを順次小さくしてターゲット符号量に近づけるように制御した場合を示す。
【００３４】
２．復号装置の構成
以上の符号化装置１００により生成された圧縮画像データを復号する復号装置について説明する。図３は圧縮画像データの復号装置の構成図である。復号装置２００は並列に算術復号器を備え、これにより復号処理の高速化を図っている。
【００３５】
スライス検出部２０は、入力圧縮画像データにおいて、予約された連続３バイト（００００００又は０００００１又は０００００２又は０００００３）を検出することによって、スライスの先頭位置を検出する。スライスメモリ２１は圧縮画像データをスライス毎に一時記録する。
【００３６】
算術復号器２２ａ、２２ｂが並列に設けられ、これらの算術復号器２２ａ、２２ｂは、スライスメモリ２１から読み出された圧縮画像データを２値コードに変換する。このように、算術復号化処理はスライス単位で並列化されている。
【００３７】
シンタクス化部２３ａ、２３ｂは、算術復号器２２ａ、２２ｂから出力された２値コードをＨ．２６４で規定されたシンタクスに変換する、並列化部２４は、スライスメモリ２１の読み出し動作を制御し、２つの算術復号器２２ａ、２２ｂに、スライス単位で圧縮画像データを供給する。フレームメモリ２５はシンタクス化されたデータを一時記録する。逆量子化器２６はフレームメモリ２５から読み出されたシンタクス化されたデータのシンタクスを解釈して逆量子化処理を行う。逆ＤＣＴ部２７は、逆量子化器２６の出力を逆ＤＣＴ変換する。逆ブロック化部２７は逆ＤＣＴ器２７の出力から映像信号を生成する。
【００３８】
３．１スライス内の２値コード量の上限値及び算術復号器の処理能力
本実施形態における符号化処理の特徴の１つは、２値コードにおいて１スライス当たりの２値コード量に上限値を設けたことである。すなわち、符号化装置１００において、スライス内２値コード量検出部１３は、２値コード部９により生成された２値コードの、１スライス当たりの２値コード量を検出する。量子化制御部１４は、その検出結果に基づき、２値コード部９により生成された２値コードの１スライス当たりの２値コード量が、その上限値内に収まるように、量子化パラメータを制御する。
【００３９】
以下、本実施形態の符号化装置１００における、１スライス当りの２値コード量の上限値の設定方法を説明する。なお、以下では、１フレームが４スライスを含むことを例にとり説明する。また、以下の設定方法は、図３に示すような並列に設けられた２個の算術復号器２２ａ、２２ｂを備えた復号装置２００による復号を前提とする。
【００４０】
Ｈ．２６４のフォーマットによれば、４スライスの２値コードの総和は、圧縮画像データの約１．６倍に規制されている。スライスＮの２値コード量をＢ（Ｎ）（Ｎ＝０，１，２，３）、１フレームすなわち４スライスの２値コードの総和の上限値をＡとすると次式が成り立つ。
Ｂ（０）＋Ｂ（１）＋Ｂ（２）＋Ｂ（３）≦  Ａ          (１)
【００４１】
また算術復号器２２ａ、２２ｂの１フレーム当りに復号可能な２値コード量をＫ、１スライスの２値コード量の上限値をＸとすると次式が成り立つ。
Ａ−Ｋ  ≦  Ｘ  ≦  Ｋ          （２）
【００４２】
ここで、例えばＫ＝Ａ／２とすれば、Ｘ＝Ａ／２となる。このことは、１スライスの２値コードの上限値Ｘを、１フレームの２値コードの上限値Ａの半分に設定すれば、１フレームの２値コード量の半分のデータ量を処理可能な算術復号器を２個並列にして動作させることにより、１フレーム期間以内に復号処理が完了することを示している。
【００４３】
しかしながら、上記の考察では不十分な場合がある。以下これを説明する。たとえば、Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）の順に２並列の算術復号器で復号処理される場合を検討する。
【００４４】
Ｂ（０）またはＢ（１）が２／Ａであった場合（図４（ａ）参照）は、２つの算術復号器２２ａ、２２ｂのうちのいずれか一方でＡ／２のデータ量の２値コードを復号し、他方で残る３スライスを復号すればよい。この場合は上記の考察は妥当である。
【００４５】
次に、Ｂ（２）がＡ／２の場合を考える（図４（ｂ）参照）。スライス２のデコード時において、２個の算術復号器２２ａ、２２ｂはすでにスライス０、１について２値コードをデコードしており、早く終了した方にスライス２の復号が割り当てられる。Ｂ（２）がＡ／２の場合、残りのスライス０、１、３の２値コード値の総計はＡ／２となる。そして、スライス０、１、３が少なくとも２つの算術復号器に処理されることを考えると、スライス０の大きさは最大Ａ／４になり得ると考えられる。よって、Ｂ（２）がＡ／２の場合、スライス２を復号する算術復号器の処理可能２値コード量Ｋは次式を満たす必要がある。
Ｋ  ≧  Ａ／４＋Ａ／２＝（３／４）×Ａ        （３）
【００４６】
上式（３）は１フレームの２値コードの上限値Ａの半分の処理能力で復号できる算術復号器を２個並列にして動作させても、１フレーム以内にデコード処理が完了しないことを示している。この場合は、算術復号器の能力Ｋは少なくとも（３／４）×Ａ必要となる。
【００４７】
Ｂ（３）がＡ／２の場合について考察する。スライス３の算術復号の開始時点における、先に復号が終了した方の算術復号器の２値コード処理量は、同時に終了した場合に等しく、Ａ／４となる。よって、この場合も上記と同様、スライス３を復号する算術復号器の処理すべき２値コード量Ｋは式（３）を満たす必要がある。
【００４８】
図５は、本実施形態の符号化装置１００の出力のタイミングを示す図である。従来の符号化装置によれば、図１２（ａ）に示す２値コード量及び図１２（ｂ）に示す圧縮画像データ量となる、１フレームの画像データに対して、本実施形態の符号化装置を適応した場合の２値コード量（図４（ａ））及び圧縮画像データ量（図４（ｂ））を示している。図４に示す斜線部は、本実施形態により削減されたデータ量を示す。この例では、スライス３の２値コード量が１フレームの符号量の上限値の半分になるように、量子化制御部１４により量子化パラメータが制御される。
【００４９】
図６は、本実施形態による復号装置２００における算術復号器２２ａ、２２ｂの出力タイミングを示す図である。従来の復号装置による図１４で示すタイミングとなる。図６（ａ）は算術復号器２２ａから出力される２値コード量を示し、図６（ｂ）は算術復号器２２ｂから出力される２値コード量を示している。同図の斜線部は、本実施形態により削減されたデータ量である。スライス３の２値コード量が１フレームの符号量の上限値の半分になるように量子化制御部１４により制御された結果、１フレーム期間内で算術復号処理が終了している。
【００５０】
以上のように、スライス当りの２値コード量の上限値をフレーム当りの２値コード量の上限値の半分に制限し、さらに、２個の算術復号器の２値コード処理量の保証性能を（３／４）×Ａとすれば、算術復号処理を１フレーム以内に収めることができ、リアルタイム復号処理を実現できる。
【００５１】
なお、当実施の形態では簡単のために１フレームを４スライスとして説明したが、４スライスに限られるものではない。他のスライス数でも、２並列であれば、式（３）は成立する。
【００５２】
さらに、並列して設ける算術復号器の数は２としたが、並列数を増加させることもできる。例えば、３並列でスライスの２値コード量の上限値をＡ／２とすると、残る半分の符号量を３等分することになる。よって、算術復号器の並列数を３とした場合、算術復号器の処理する２値コード量の保証値Ｋは次式で表される。
Ｋ  ＝  （１／２）×（１／３）×Ａ＋Ａ／２＝（２／３）×Ａ        （４）
【００５３】
最後に、復号装置において算術復号器の並列数をＮに一般化した場合を検討する。
【００５４】
図７（ａ）に示すように復号装置において中間コードに変換する算術復号器の数をＮ（Ｎは２以上の整数）とし、符号化装置における算術符号化の直前の中間コードのスライス当りの符号量の上限値をＸ、算術符号化の直前の中間コードのフレーム当りの符号量の上限値をＡとすると、１個のフレームあたりの算術復号器が処理すべき２値コード量の保証値Ｋは次式で表される（図７（ｂ）参照）。
Ｋ  ＝  Ｘ＋（Ａ−Ｘ）／Ｎ                  （５）
【００５５】
また、上式(５)から、符号化装置における算術符号化直前の２値コード（中間コード）のスライス当りの符号量の上限値Ｘは次式で求まる。
Ｘ  ＝  （Ｎ×Ｋ−Ａ）／（Ｎ−１）          （６）
【００５６】
すなわち、上式は、算術符号化の直前の２値コード（中間コード）のスライス当りの符号量の上限値を式（５）の示す値に規定すれば、１フレーム当り処理する２値コード量の保証値がＫである算術復号器をＮ個実装してスライスを並列で復号する場合に、低遅延でリアルタイム復号が可能な画像データの符号化、復号化装置を提供できることを示している。
【００５７】
符号化装置１００により生成されるストリームにおいては下記の情報を含めてもよい。
・スライス当たりの２値コードの符号量の最大値を示す情報
・スライス当たりの２値コードの符号量の最大値が制限される所定の方法で、ストリームがエンコードされていることを示す情報
【００５８】
また、本発明の思想を、圧縮画像データの基本符号量（例えば２５Ｍｂｐｓ）のモードと共に高精細モード（例えば５０Ｍｂｐｓ）の２つのモードを扱うようなシステムに対して適用し、高精細モードで可変長復号器を２個並列に実装することを前提に、当該可変長復号器１個のフレーム当りのスループットおよび、可変長符号化直前の中間コードのスライス当りの符号量の上限値を規定すれば、異なる圧縮レートを扱うシステムで有効な運用が可能となることはいうまでもない。
【００５９】
以上、本実施の形態では算術符号について説明したが、他の可変長符号においても適用可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係る画像データの符号化装置は、復号時における並列処理による低遅延復号が可能なため、編集点を検索する用途で有効である。よって、本発明は１フレーム編集を要求される放送用、業務用機器の画像データの符号化／復号装置の製造に関連する映像機器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る画像データの符号化装置の構成を示す図
【図２】符号化装置の量子化制御部の説明図
【図３】本発明に係る圧縮画像データの復号化装置の構成を示す図
【図４】１スライス当たりの２値コード量の上限値を説明するための図
【図５】本発明の実施形態の符号化装置の出力タイミングを説明した図
【図６】本発明の実施形態の復号装置の算術復号器の出力タイミングを説明した図
【図７】（ａ）並列に接続されたＮ個の算術復号器を示す図、（ｂ）Ｎ個の算術復号器を備えた復号装置における１スライス当たりの２値コード量の上限値を説明するための図
【図８】２個並列に接続された算術復号器を示す図
【図９】スライスを説明した図
【図１０】（ａ）算術符号化前の圧縮画像データのデータ量を示す図、（ｂ）算術符号化後の圧縮画像データのデータ量を示す図
【図１１】（ａ）算術符号化前の圧縮画像データのデータ量を示す図、（ｂ）算術符号化後の圧縮画像データのデータ量を示す図
【図１２】（ａ）算術符号化前の圧縮画像データのデータ量を示す図、（ｂ）算術符号化後の圧縮画像データのデータ量を示す図
【図１３】算術復号化器の出力のタイミングを説明した図
【図１４】算術復号化器の出力のタイミングを説明した図
【符号の説明】
【００６２】
１  ブロック化器
３  ＤＣＴ手段
４  量子化器
９  ２値コード化部
１０  算術符号化器
１１  フレーム内圧縮画像データ量検出部
１２  フレーム内２値コード量検出部
１３  スライス内２値コード量検出部
１４  量子化制御部
２２ａ、２２ｂ、２２−１〜２２−Ｎ  算術復号器
１００  符号化装置
２００  復号装置
【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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