(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像を符号化する符号化装置であって、
入力画像を複数のブロックに分割してブロック画像を生成するブロック分割部と、
前記ブロック画像を予測した予測ブロック画像を生成する予測部と、
前記ブロック画像と前記予測ブロック画像との差を示す残差ブロック画像に対して変換処理を行い、ブロックごとの変換係数を算出する変換部と、
前記ブロックごとの変換係数の一次元配列データと、該一次元配列データを近似する近似曲線との差分値である変換係数差分値を求める近似曲線減算部と、
前記変換係数差分値を量子化ステップで除算して量子化することにより量子化係数を生成する量子化部と、
前記量子化係数、及び前記予測ブロック画像の予測に必要な予測情報のエントロピー符号化を行ってビットストリームを出力するエントロピー符号化部と、
を備え、
前記近似曲線は、前記変換係数の直流成分の量子化係数及び量子化ステップと、近似曲線の絶対値の減衰度合いを表す減衰係数及び近似曲線の振動の度合いを表す位相係数の少なくとも一方と、を用いて生成されることを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
前記近似曲線は、異なる前記減衰係数及び前記位相係数の組み合わせを用いて複数生成され、
前記エントロピー符号化部は、前記減衰係数及び前記位相係数の組み合わせごとに前記エントロピー符号化を行い、コスト値に基づく最適な減衰係数及び位相係数を決定し、該減衰係数及び位相係数を示す近似曲線情報を更に出力することを特徴とする、請求項１に記載の符号化装置。
【請求項３】
前記一次元配列データは、前記変換係数をブロックごとに複数のスキャン方向にスキャンして複数生成され、
前記エントロピー符号化部は、前記スキャン方向ごとに前記エントロピー符号化を行い、コスト値に基づく最適なスキャン方向を決定し、該スキャン方向を示すスキャン方向情報を更に出力することを特徴とする、請求項１又は２に記載の符号化装置。
【請求項４】
変換係数の一次元配列データと該一次元配列データを近似する近似曲線との差分である変換係数差分値の量子化係数を符号化したビットストリームを復号する復号装置であって、
前記ビットストリームを復号して、前記変換係数差分値の量子化係数、及びブロック画像の予測に必要な予測情報を取得するエントロピー復号部と、
前記変換係数差分値の量子化係数に量子化ステップを乗算してブロックごとの変換係数差分値を復元する逆量子化部と、
前記変換係数差分値に前記近似曲線を加算した一次元配列の変換係数を、所定の方向にスキャンして、ブロックごとに二次元に配列された変換係数を復元する変換係数復元部と、
前記二次元に配列された変換係数に対して逆変換を行って残差ブロック画像を復元する逆変換部と、
前記予測情報に従って前記ブロック画像を予測した予測ブロック画像を生成する予測部と、
前記残差ブロック画像及び前記予測ブロック画像を加算して復号ブロック画像を生成する加算部と、
を備え、
前記近似曲線は、前記変換係数の直流成分の量子化係数及び量子化ステップと、近似曲線の絶対値の減衰度合いを表す減衰係数及び近似曲線の振動の度合いを表す位相係数の少なくとも一方と、を用いて生成されることを特徴とする復号装置。
【請求項５】
前記ビットストリームは、前記減衰係数及び前記位相係数を示す情報を含み、
前記変換係数復元部は、前記減衰係数及び前記位相係数を用いて前記近似曲線を生成することを特徴とする、請求項４に記載の復号装置。
【請求項６】
前記ビットストリームは、スキャン方向を示すスキャン方向情報を含み、
前記変換係数復元部は、前記一次元配列の変換係数を前記スキャン方向情報に基づいて前記二次元に配列された変換係数を復元することを特徴とする、請求項４又は５に記載の復号装置。
【請求項７】
コンピュータを、請求項１から３のいずれか一項に記載の符号化装置として機能させるためのプログラム。
【請求項８】
コンピュータを、請求項４から６のいずれか一項に記載の復号装置として機能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、画像を符号化する符号化装置、符号化されたデータを復号する復号装置、及びそれらのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像（静止画像又は動画像）や音声を伝送又は保存する際のデータ量を圧縮するために、符号化方式の研究が行われている。近年、映像符号化技術では８Ｋ−ＳＨＶに代表されるような超高解像度映像の普及も進んでおり、膨大なデータ量の動画像を放送波やＩＰ網で伝送するための手法として、ＩＴＵ−Ｔ Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣや、ＩＴＵ−Ｔ Ｈ．２６５／ＭＰＥＧ−Ｈ ＨＥＶＣなどの符号化方式が知られている。この高圧縮符号化方式では、ブロック分割、直交変換、量子化、エントロピー符号化、イントラ予測、動き補償予測などの要素技術を組み合わせて高効率化を実現している（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
上述した従来の符号化方式では、直交変換によって低域側にエネルギー集中させると同時に重み付け量子化を行っており、視覚的に目立たない高周波成分に対しては粗い量子化を施し、信号成分上で重要な低周波成分に対しては細かい量子化を施すことで、視覚特性を考慮した圧縮処理を行っている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】大久保榮監修、「インプレス標準教科書シリーズ  Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ教科書」、株式会社インプレスジャパン、２０１３年１０月２１日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の符号化方式では、予測残差が多い場合、変換係数の絶対値が大きくなり、それに伴って量子化処理後の量子化係数の絶対値も大きく残ってしまう。そのため、符号化後のデータ量が増加するという課題があった。
【０００６】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、変換係数の絶対値を減少させ、符号化効率を改善することが可能な符号化装置、復号装置、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る符号化装置は、入力画像を符号化する符号化装置であって、入力画像を複数のブロックに分割してブロック画像を生成するブロック分割部と、前記ブロック画像を予測した予測ブロック画像を生成する予測部と、前記ブロック画像と前記予測ブロック画像との差を示す残差ブロック画像に対して変換処理を行い、ブロックごとの変換係数を算出する変換部と、前記ブロックごとの変換係数の一次元配列データと、該一次元配列データを近似する近似曲線との差分値である変換係数差分値を求める近似曲線減算部と、前記変換係数差分値を量子化ステップで除算して量子化することにより量子化係数を生成する量子化部と、前記量子化係数、及び前記予測ブロック画像の予測に必要な予測情報のエントロピー符号化を行ってビットストリームを出力するエントロピー符号化部と、を備え、前記近似曲線は、前記変換係数の直流成分の量子化係数及び量子化ステップと、近似曲線の絶対値の減衰度合いを表す減衰係数及び近似曲線の振動の度合いを表す位相係数の少なくとも一方と、を用いて生成されることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明に係る符号化装置において、前記近似曲線は、異なる前記減衰係数及び前記位相係数の組み合わせを用いて複数生成され、前記エントロピー符号化部は、前記減衰係数及び前記位相係数の組み合わせごとに前記エントロピー符号化を行い、コスト値に基づく最適な減衰係数及び位相係数を決定し、該減衰係数及び位相係数を示す近似曲線情報を更に出力することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明に係る符号化装置において、前記一次元配列データは、前記変換係数をブロックごとに複数のスキャン方向にスキャンして複数生成され、前記エントロピー符号化部は、前記スキャン方向ごとに前記エントロピー符号化を行い、コスト値に基づく最適なスキャン方向を決定し、該スキャン方向を示すスキャン方向情報を更に出力することを特徴とする。
【００１１】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る復号装置は、変換係数の一次元配列データと該一次元配列データを近似する近似曲線との差分である変換係数差分値の量子化係数を符号化したビットストリームを復号する復号装置であって、前記ビットストリームを復号して、前記変換係数差分値の量子化係数、及びブロック画像の予測に必要な予測情報を取得するエントロピー復号部と、前記変換係数差分値の量子化係数に量子化ステップを乗算してブロックごとの変換係数差分値を復元する逆量子化部と、前記変換係数差分値に前記近似曲線を加算した一次元配列の変換係数を、所定の方向にスキャンして、ブロックごとに二次元に配列された変換係数を復元する変換係数復元部と、前記二次元に配列された変換係数に対して逆変換を行って残差ブロック画像を復元する逆変換部と、前記予測情報に従って前記ブロック画像を予測した予測ブロック画像を生成する予測部と、前記残差ブロック画像及び前記予測ブロック画像を加算して復号ブロック画像を生成する加算部と、を備え、前記近似曲線は、前記変換係数の直流成分の量子化係数及び量子化ステップと、近似曲線の絶対値の減衰度合いを表す減衰係数及び近似曲線の振動の度合いを表す位相係数の少なくとも一方と、を用いて生成されることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る復号装置において、前記ビットストリームは、前記減衰係数及び前記位相係数を示す情報を含み、前記変換係数復元部は、前記減衰係数及び前記位相係数を用いて前記近似曲線を生成することを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明に係る復号装置において、前記ビットストリームは、スキャン方向を示すスキャン方向情報を含み、前記変換係数復元部は、前記一次元配列の変換係数を前記スキャン方向情報に基づいて前記二次元に配列された変換係数を復元することを特徴とする。
【００１５】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記符号化装置として機能させることを特徴とする。
【００１６】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記復号装置として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、変換係数の絶対値を減少させ、符号化効率を改善することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る符号化装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る符号化装置における近似曲線減算部の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る符号化装置における近似曲線減算部によるスキャン方向の第１の例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る符号化装置における近似曲線減算部によるスキャン方向の第２の例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る符号化装置における近似曲線減算部による近似曲線の第１の例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る符号化装置における近似曲線減算部による近似曲線の第２の例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る符号化装置により生成される量子化係数の従来との比較例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る復号装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る復号装置における変換係数復元部の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について、符号化装置について説明した後、復号装置について説明する。
【００２０】
（符号化装置）
本発明の一実施形態に係る符号化装置について、以下に説明する。図１に、本発明の第１の実施形態に係る符号化装置の構成例を示す。図１に示す符号化装置１は、ブロック分割部１１と、減算部１２と、変換部１３と、近似曲線減算部１４と、量子化部１５と、逆量子化部１６と、第１加算部１７と、逆変換部１８と、第２加算部１９と、記憶部２０と、予測部２１と、エントロピー符号化部２２とを備える。
【００２１】
ブロック分割部１１は、入力画像を複数のブロックに分割し、ブロック画像を減算部１２及び予測部２１に出力する。ブロックのサイズは可変サイズであってもよく、例えば３２×３２画素、１６×１６画素、８×８画素、又は４×４画素とする。
【００２２】
減算部１２は、ブロック分割部１１から入力されたブロック画像の各画素値から、後述する予測部２１から入力された予測ブロック画像の各画素値を減算して、ブロック画像と予測ブロック画像との差を示す残差ブロック画像を生成し、変換部１３に出力する。
【００２３】
変換部１３は、減算部１２から入力された残差ブロック画像に対して直交変換などの変換処理を行って二次元変換処理された変換係数を算出し、ブロックごとの変換係数を近似曲線減算部１４に出力する。また、直流成分（基準点）の変換係数を量子化部１５に出力する。なお、変換部１３は直交変換以外の変換を行ってもよい。
【００２４】
近似曲線減算部１４は、変換部１３から入力されたブロックごとの変換係数の一次元配列を曲線近似し、一次元配列と近似曲線の成分（要素）ごとの差分値である変換係数差分値を量子化部１５に出力する。近似曲線減算部１４の詳細については後述する。
【００２５】
量子化部１５は、近似曲線減算部１４から入力されたブロックごとの変換係数差分値を量子化ステップで除算して量子化することにより量子化係数を生成し、逆量子化部１６及びエントロピー符号化部２２に出力する。ただし、視覚的な画質調整に用いる量子化重み付け係数も量子化ステップに含まれるものとする。
【００２６】
また、量子化部１５は、変換部１３から入力された直流成分の変換係数を、直流成分の量子化ステップＳＤＣで除算して直流成分の量子化係数ｑＤＣを生成し、近似曲線減算部１４に出力する。
【００２７】
逆量子化部１６は、量子化部１５から入力された量子化係数に対して、量子化ステップを乗ずることによりブロックごとの変換係数差分値を復元し、第１加算部１７に出力する。
【００２８】
第１加算部１７は、逆量子化部１６から入力された変換係数差分値に、近似曲線減算部１４から入力された近似曲線の値を加算してブロックごとの変換係数を復元し、逆変換部１８に出力する。
【００２９】
逆変換部１８は、第１加算部１７から入力された変換係数に対して、変換部１３で行った変換の逆変換を行って残差ブロック画像を復元し、第２加算部１９に出力する。例えば、変換部１３が離散コサイン変換を行った場合には、逆変換部１８は逆離散コサイン変換を行う。
【００３０】
第２加算部１９は、逆変換部１８から入力された残差ブロック画像と、予測部２１から入力された予測ブロック画像の各画素値とを加算し、その結果を復号ブロック画像として記憶部２０に出力する。
【００３１】
記憶部２０は、第２加算部１９から入力された復号ブロック画像を記憶するメモリである。
【００３２】
予測部２１は、記憶部２０に記憶された復号済みの復号画像を参照して、対象ブロック内の画素値を予測して予測ブロック画像を生成し、減算部１２及び第２加算部１９に出力する。また、予測ブロック画像の生成に必要な情報である予測情報（動きベクトルやイントラ予測モード）をエントロピー符号化部２２に出力する。
【００３３】
エントロピー符号化部２２は、量子化部１５から入力された量子化係数、及び予測部２１から入力された予測情報に対してエントロピー符号化を行い、データ圧縮を行ってビットストリームを生成し、符号化装置１の外部に出力する。エントロピー符号化は、０次指数ゴロム符号やＣＡＢＡＣ（Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding；コンテキスト適応型２値算術符号）など、任意のエントロピー符号化方式を用いることができる。
【００３４】
（近似曲線減算部）
つぎに、近似曲線減算部１４の詳細について説明する。図２に、近似曲線減算部１４の構成例を示す。図２に示す近似曲線減算部１４は、一次元配列データ生成部１４１と、近似曲線生成部１４２と、変換係数差分値生成部１４３とを備える。
【００３５】
一次元配列データ生成部１４１は、変換部１３から入力された変換係数をブロックごとに所定の方向にスキャンして一次元配列化した一次元配列データを生成し、変換係数差分値生成部１４３に出力する。ブロック画像のサイズが８×８画素である場合、一次元配列データ生成部１４１から６４個の変換係数がスキャン順に変換係数差分値生成部１４３に入力される。
【００３６】
図３に、ブロック画像のサイズが８×８画素である場合の、一次元配列データ生成部１４１によるスキャン方向の例を示す。図３（ａ）（ｂ）はジグザグスキャンのスキャン方向を示しており、図３（ｃ）（ｄ）は斜めスキャンのスキャン方向を示しており、図３（ｅ）（ｆ）は４×４画素のサブブロックごとの斜めスキャンのスキャン方向を示している。
【００３７】
また、イントラ予測モード時には、水平や垂直に近い予測方向のときに残差値が規則的に並ぶ場合がある。そのため、一次元配列データ生成部１４１は、イントラ予測方向を示す情報を入力して、垂直スキャン・水平スキャンを適応的に利用するようにしてもよい。図４に、ブロック画像のサイズが４×４画素である場合の、垂直スキャン・水平スキャンのスキャン方向を示す。図４（ａ）は垂直スキャンのスキャン方向を示しており、図４（ｂ）は水平スキャンのスキャン方向を示している。
【００３８】
これらのスキャン方法のいずれを使うかについては、あらかじめ符号化側・復号側で一意に決めてもよい。また、複数のスキャン方法を試行して、所定の計算による最適な選択を行い、復号側で同一のスキャン方法を用いるようにしてもよい。なお、ブロック画像のサイズに応じて選択内容を変更してもよい。
【００３９】
近似曲線生成部１４２は、量子化部１５から入力された量子化情報（直流成分の量子化係数及び量子化ステップ）に基づき、ブロックごとに一次元配列データの近似曲線を生成し、近似曲線の値を変換係数差分値生成部１４３及び第１加算部１７に出力する。また、近似曲線の生成に用いた係数を示す近似曲線情報をエントロピー符号化部２２に出力する。
【００４０】
近似曲線は数式で決定するものとする。近似曲線はあらかじめ符号化側・復号側で一意に決めてもよい。また、複数の係数値（パラメータ値）を試行して近似曲線を生成し、所定の計算による最適な選択を行い、復号側で同一の係数値を用いるようにしてもよい。なお、ブロック画像のサイズに応じて選択内容を変更してもよい。近似曲線の数式の例を式（１）に示す。
【００４１】
【数１】
0006681731.tif 000002
【００４２】
ここで、xは一次元配列データにおけるスキャン順を表している。ＳＤＣは変換係数の直流成分の量子化ステップを示し、ｑＤＣは変換係数の直流成分の量子化係数を示す。α、βはそれぞれ近似曲線における減衰係数と位相係数を表し、近似曲線情報を選択する場合は、このα、βを選択する。減衰係数は近似曲線の絶対値の減衰度合いを表しており、値が大きくなるほど減衰率も大きくなる。また位相係数は近似曲線の振動の度合いを表しており、単調に減衰するときは０であり、値が大きくなるほど振動しながら減衰する性質を持つ。
【００４３】
図５に、ブロック画像のサイズが４×４の場合の、変換係数値に対応する近似曲線の第１の例を示す。図５（ａ）は１次元配列データとその近似曲線を示し、図５（ｂ）は二次元配列の変換係数値を示し、図５（ｃ）は図５（ｂ）に対応する近似曲線の値を示している。この例では変換係数は図５（ｂ）に示すように負側に偏っている。一次元配列データのスキャン方向は斜めスキャンとし、近似曲線は式（１）において減衰係数α＝０．５、位相係数β＝０とした単調減衰する近似曲線としている。
【００４４】
図６に、ブロック画像のサイズが４×４の場合の、変換係数値に対応する近似曲線の第２の例を示す。図６（ａ）は１次元配列データとその近似曲線を示し、図６（ｂ）は二次元配列の変換係数値を示し、図６（ｃ）は図６（ｂ）に対応する近似曲線の値を示している。この例では変換係数は図６（ｂ）に示すように正負に分散している。一次元配列データのスキャン方向は斜めスキャンとし、近似曲線は式（１）において減衰係数α＝０．３、位相係数β＝１とした振動減衰する近似曲線としている。
【００４５】
変換係数差分値生成部１４３は、一次元配列データ生成部１４１により生成された一次元配列データと、近似曲線生成部１４２により生成された近似曲線との成分ごとの差分値である変換係数差分値を求め、量子化部１５に出力する。復号側では変換係数差分値の量子化係数と近似曲線情報が得られるので、成分ごとに変換係数差分値と近似曲線の合算を行うことで、ブロック全体の変換係数が得られる。ただし、直流成分の変換係数だけは復号側でも近似曲線作成時に使用するため、減算を行わないものとする。
【００４６】
一次元配列データ生成部１４１にて、複数のスキャン方向にスキャンして複数の一次元配列データを生成した場合には、例えば、エントロピー符号化部２２にて、試行したスキャン方法ごとに、符号化データ情報量と復号画像の歪み量を用いたコスト計算を行い、客観指標となるコスト値を算出して比較し、最適なスキャン方法を決定する。そして、決定したスキャン方向を用いて生成されたビットストリームと、該スキャン方向を示すスキャン方向情報（識別情報）とを出力する。ここで、コスト値とは、符号化データ情報量及び歪み量からなるコスト関数により決定される値であり、コスト値に基づき符号化効率を評価することができる。仮にコスト値が小さいほど符号化効率が優れているとみなせるようなコスト関数を適用するとすれば、コスト値を最小化することでレートと歪みに基づいた最適化処理を実現することができる。
【００４７】
同様に、近似曲線生成部１４２にて、複数の減衰係数α及び位相係数βの組み合わせを用いて複数の近似曲線を生成した場合には、例えば、エントロピー符号化部２２にて、試行した減衰係数α及び位相係数βの組み合わせごとに、符号化データ情報量と復号画像の歪み量を用いたコスト計算を行い、客観指標となるコスト値を算出して比較し、最適な減衰係数α及び位相係数βを決定する。そして、決定した減衰係数α及び位相係数βを用いて生成されたビットストリームと、該減衰係数α及び位相係数βを示す近似曲線情報（識別情報）とを出力する。
【００４８】
また、一次元配列データ生成部１４１にて、複数のスキャン方向にスキャンして複数の一次元配列データを生成し、且つ近似曲線生成部１４２にて、複数の減衰係数α及び位相係数βの組み合わせを用いて複数の近似曲線を生成した場合には、例えば、エントロピー符号化部２２にて、試行したスキャン方法、減衰係数α、及び位相係数βの組み合わせごとに、符号化データ情報量と復号画像の歪み量を用いたコスト計算を行い、客観指標となるコスト値を算出して比較し、最適なスキャン方法、減衰係数α、及び位相係数βを決定する。そして、決定したスキャン方向、減衰係数α、及び位相係数βを用いて生成されたビットストリームと、該スキャン方向を示すスキャン方向情報と、減衰係数α及び位相係数βを示す近似曲線情報とを出力する。
【００４９】
なお、上述した符号化装置１として機能させるためにコンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、符号化装置１の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。なお、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録可能である。
【００５０】
上述したように、符号化装置１又はそのプログラムは、ブロックごとの変換係数の一次元配列データの各成分と、一次元配列データを近似する近似曲線の各成分との差分である変換係数差分値を求め、変換係数差分値の量子化係数をエントロピー符号化する。そのため、量子化係数の絶対値が少なくなり零付近に偏らせることができ、すなわち有意係数（非ゼロ係数）の数を減らすことができ、符号化効率を高めることが可能となる。
【００５１】
ここで例として、図６の例における単調減衰の近似曲線を利用して量子化係数を求めたときの従来法により生成される量子化係数を図７（ａ）に示し、本発明に係る符号化装置１により生成される量子化係数を図７（ｂ）に示す。図７から、本発明によれば、量子化係数の絶対値が小さくなり、非零係数の数が減っている様子が分かる。なお、直流成分の量子化係数については、従来法と本発明による手法とで同一の値となり、図７ではともに−６である。
【００５２】
また、一般的なブロックの変換係数は、統計的には低周波数成分の絶対値が大きく、高周波数成分の絶対値が小さくなる。しかし変換係数は正負が混在するため、単純に低域側から高域側へスキャンしても、その統計的特性の利用が難しい。そこで、符号化装置１は、変換係数の一次元配列化の順番（スキャン方向）、及び減衰パターンの異なる近似曲線を複数通り作成し、近似曲線との残差の変換係数が最も少なくなるものを選択してブロックごとに最適化処理を行うようにしてもよい。これにより、大域的には絶対値の統計性を追従しながら、正負のランダム性にも対応するような近似曲線を作成でき、更に符号化劣化を改善することができるようになる。
【００５３】
（復号装置）
つぎに、本発明の一実施形態に係る復号装置について説明する。図８に、本発明の一実施形態に係る復号装置の構成例を示す。図８に示す復号装置２は、エントロピー復号部３１と、逆量子化部３２と、変換係数復元部３３と、逆変換部３４と、加算部３５と、記憶部３６と、予測部３７とを備える。
【００５４】
復号装置２は、符号化装置１により符号化されたビットストリームを復号する。すなわち、変換係数の一次元配列データと該一次元配列データを近似する近似曲線との差分である変換係数差分値の量子化係数を符号化したビットストリームを復号する。
【００５５】
エントロピー復号部３１は、符号化装置１のエントロピー符号化部２２と対をなし、エントロピー符号化部２２で符号化されたビットストリームを復号し、変換係数差分値の量子化係数、及びブロック画像の予測処理に必要な情報である予測情報を取得する。そして、量子化係数を逆量子化部３２に出力し、予測情報を予測部３７に出力する。また、符号化装置１からスキャン方向情報を受信した場合には、スキャン方向情報を復号して変換係数復元部３３に出力する。また、符号化装置１から近似曲線情報を受信した場合には、近似曲線情報を復号し、変換係数復元部３３に出力する。
【００５６】
逆量子化部３２は、エントロピー復号部３１から入力された変換係数差分値の量子化係数に量子化ステップを乗算してブロックごとの変換係数差分値を復元し、変換係数復元部３３に出力する。量子化ステップは符号化装置１から取得してもよいし、予め符号化装置１と共通の量子化テーブルを有していてもよい。
【００５７】
変換係数復元部３３は、符号化装置１によりにより生成された近似曲線を生成し、逆量子化部３２から入力された変換係数差分値に近似曲線の値を成分ごとに加算して、二次元に配列してブロックごとの変換係数を復元し、逆変換部３４に出力する。変換係数復元部３３の詳細については後述する。
【００５８】
逆変換部３４は、変換係数復元部３３から入力された変換係数に対して逆変換を行って残差ブロック画像を復元し、加算部３５に出力する。逆変換は符号化装置１の逆変換部１８と同じ処理である。
【００５９】
加算部３５は、逆変換部３４から入力された残差ブロック画像と、予測部３７から入力された予測ブロック画像の各画素値とを加算し、その結果を復号ブロック画像として記憶部３６、及び復号装置２の外部に出力する。
【００６０】
記憶部３６は、加算部３５から入力された復号ブロック画像を記憶するメモリである。
【００６１】
予測部３７は、記憶部３６に記憶された復号済みの復号ブロック画像を参照し、エントロピー復号部３１から入力された予測情報に従って予測処理を行って予測ブロック画像を生成し、加算部３５に出力する。
【００６２】
（変換係数復元部）
つぎに、変換係数復元部３３の詳細について説明する。図９に、変換係数復元部３３の構成例を示す。図９に示す例では、変換係数復元部３３は、近似曲線生成部３３１と、近似曲線加算部３３２と、二次元配列データ生成部３３３とを備える。
【００６３】
近似曲線生成部３３１は、あらかじめ符号化側・復号側で一意に決められている近似曲線を生成するか、あるいはエントロピー復号部３１から入力された近似曲線情報に基づいて近似曲線を生成し、近似曲線加算部３３２に出力する。近似曲線の一例は上述したように、変換係数の直流成分の量子化係数及び量子化ステップと、近似曲線の絶対値の減衰度合いを表す減衰係数αと、近似曲線の振動の度合いを表す位相係数βとを用いて、式（１）により生成される。すなわち、近似曲線生成部３３１は、符号化装置１の近似曲線生成部１４２と同一の近似曲線を生成する。
【００６４】
近似曲線加算部３３２は、近似曲線生成部３３１から入力された近似曲線に変換係数差分値を加算して一次元配列の変換係数を復元し、二次元配列データ生成部３３３に出力する。
【００６５】
二次元配列データ生成部３３３は、近似曲線加算部３３２から入力された一次元配列の変換係数に対して、あらかじめ符号化側・復号側で一意に決められているスキャン方向によりスキャンして二次元に配列するか、あるいはエントロピー復号部３１から入力されたスキャン方向情報に基づいてスキャンして二次元に配列することによりブロックごとの変換係数を復元する。すなわち、二次元配列データ生成部３３３は、符号化装置１の一次元配列データ生成部１４１による配列変換を元に戻すように二次元に配列する。
【００６６】
なお、上述した復号装置２として機能させるためにコンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、復号装置２の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。なお、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録可能である。
【００６７】
上述したように、復号装置２又はそのプログラムは、変換係数の一次元配列データと該一次元配列データを近似する近似曲線との差分である変換係数差分値の量子化係数を符号化したビットストリームを復号し、変換係数差分値に近似曲線を加算した一次元配列の変換係数を、所定の方向にスキャンして、ブロックごとに二次元に配列された変換係数を復元する。変換係数差分値の量子化係数は絶対値が少なく、有意係数（非ゼロ係数）の数を減らすことができるため、符号化効率を高めることが可能となる。
【００６８】
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１      符号化装置
２      復号装置
１１    ブロック分割部
１２    減算部
１３    変換部
１４    近似曲線減算部
１５    量子化部
１６    逆量子化部
１７    第１加算部
１８    逆変換部
１９    第２加算部
２０    記憶部
２１    予測部
２２    エントロピー符号化部
３１    エントロピー復号部
３２    逆量子化部
３３    変換係数復元部
３４    逆変換部
３５    加算部
３６    記憶部
３７    予測部
１４１  一次元配列データ生成部
１４２  近似曲線生成部
１４３  変換係数差分値生成部
３３１  近似曲線生成部
３３２  近似曲線加算部
３３３  二次元配列データ生成部
【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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