(57)【要約】【課題】直交変換及び量子化が施された後の画像データをエントロピー符号化するに際し、複数のエントロピー符号化手段を並列に備え、かつこの複数の手段を効率よく動作させて、高速にエントロピー符号化する。【解決手段】画像データを直交変換する直交変換手段と、前記直交変換で得られた係数を量子化する量子化手段と、前記量子化手段から出力される量子化係数をエントロピー符号化するＮ（２以上の自然数）個のエントロピー符号化手段と、前記各量子化係数に対して、前記Ｎ個のエントロピー符号化手段の１つを選択し、選択されたエントロピー符号化手段に、対応する量子化係数を供給する分配手段と、前記各エントロピー符号化手段の符号化状態を監視し、該監視結果に基づいて、後続する量子化係数に対する、前記Ｎ個のエントロピー符号化手段のうちで最適な供給先を予測する予測手段とを備える。【選択図】　　　図１
2004007555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを直交変換する直交変換手段と、
前記直交変換で得られた係数を量子化する量子化手段と、
前記量子化手段から出力される量子化係数をエントロピー符号化するＮ（２以上の自然数）個のエントロピー符号化手段と、
前記各量子化係数に対して、前記Ｎ個のエントロピー符号化手段の１つを選択し、選択されたエントロピー符号化手段に、対応する量子化係数を供給する分配手段と、
前記各エントロピー符号化手段の符号化状態を監視し、該監視結果に基づいて、後続する量子化係数に対する、前記Ｎ個のエントロピー符号化手段のうちで最適な供給先を予測する予測手段と
を備えることを特徴とするエントロピー符号化装置。
【請求項２】
画像データをＪＰＥＧ、またはＭＰＥＧ方式で符号化するエントロピー符号化装置であって、
量子化係数のストリームをエントロピー符号化する為の、並列設置されたＮ（２以上の自然数）個のエントロピー符号化手段と、
前記Ｎ個のエントロピー符号化手段の１つを選択し、選択されたエントロピー符号化手段へ、量子化係数のストリームを供給する分配手段と、
前記Ｎ個のエントロピー符号化手段のエントロピー符号化状態に基づいて、前記Ｎ個のエントロピー符号化手段のうち、後続する量子化係数のストリームの最適な供給先を判定する分配予測手段と、
前記Ｎ個のエントロピー符号化手段から出力された複数の可変長符号化データを連結する連結手段と、
を備えることを特徴とするエントロピー符号化装置。
【請求項３】
前記エントロピー符号化装置は、前記量子化手段を複数個備え、かつ、第１符号化モードと第２符号化モードを実行可能であって、
前記第１符号化モードにおいては、単一の量子化手段、前記分配手段、前記分配予測手段、前記連結手段とを用いて前記符号化処理を行うことにより１連の可変長符号化データを出力し、
前記第２符号化モードにおいては、前記複数の量子化手段から出力される量子化係数を、各量子化手段に対応付けて予め決められたエントロピー符号化手段に供給し、各エントロピー符号化手段は生成した可変長符号化データを別々の符号化データとして出力することを特徴とする請求項２記載のエントロピー符号化装置。
【請求項４】
前記分配手段の選択は、所定の画素ブロック毎に、行われることを特徴とする請求項２記載のエントロピー符号化装置。
【請求項５】
前記分配手段の選択は、前記８×８画素毎に、行われることを特徴とする請求項２に記載のエントロピー符号化装置。
【請求項６】
前記エントロピー符号化手段は、ランレングス及びカテゴリ符号化手段と可変長符号化手段とから構成されることを特徴とする請求項２に記載のエントロピー符号化装置。
【請求項７】
前記エントロピー符号化状態とは、ＪＰＥＧ圧縮単位となるブロック内のシンボルデータの個数に相当することを特徴とする請求項２に記載のエントロピー符号化装置。
【請求項８】
前記エントロピー符号化状態とは、ＪＰＥＧ圧縮単位となるブロック内の可変長符号化データの長さであることを特徴とする請求項２に記載のエントロピー符号化装置。
【請求項９】
前記分配予測手段は、前記Ｎ個のエントロピー符号化手段の１つを選択するに際し、前記分配手段の過去の分配供給の履歴を参照することを特徴とする請求項２に記載のエントロピー符号化装置。
【請求項１０】
前記分配予測手段は、前記二つのエントロピー符号化手段の１つを選択する毎に、分配供給される量子化係数のストリームの先頭に固有のインデックス番号を付加することを特徴とする請求項２に記載のエントロピー符号化装置。
【請求項１１】
前記２つのエントロピー符号化手段と前記連結手段の間にはそれぞれバッファが接続され、エントロピー符号化手段から出力される可変長符号化データを一旦格納し、前記連結手段へ出力することを特徴とする請求項２に記載のエントロピー符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静止画像、或いは動画像を効率よくエントロピー符号化するエントロピー符号化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、静止画像や動画像の圧縮符号化技術の一部としてランレングス／カテゴリ符号化、及び可変長符号化を用いるエントロピー符号化技術が良く知られている。
【０００３】
これら技術として、国際標準方式である、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ　Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｅｘｐｅｒｔ　Ｇｒｏｕｐ）符号化方式、及びＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ　Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｅｘｐｅｒｔｓ　Ｇｒｏｕｐ）符号化方式が良く知られている。
【０００４】
これら２つの符号化方式は、共に、直交変換を用いた符号化方式であり、直交変換後に生成される直交変換係数に対して量子化処理を行っている。また、これら量子化された直交変換係数のストリーム（量子化係数）はジグザグ・スキャン順に並び替えられた後、ランレングス（ＲｕｎＬｅｎｇｔｈ）／カテゴリ符号化が施され、シンボル・データとなる。
【０００５】
これらＪＰＥＧ符号化方式及びＭＰＥＧ符号化方式においては、厳密に言えば、若干、ランレングス／カテゴリ符号化の手法が異なるが、値がゼロではない量子化係数と、この係数に先行する値がゼロである連続した量子化係数群の個数とを、１つのランレングス符号化の対象として扱う点で類似している。
【０００６】
図２は、従来技術を用いたエントロピー符号化装置を示したものである。
【０００７】
図２で示されるエントロピー符号化装置は、量子化された直交変換係数のストリームを入力し、可変長符号化データを出力する。このエントロピー符号化装置は、ランレングス／カテゴリ符号化手段２０５と可変長符号化手段２０６から構成される。
【０００８】
例えば、本エントロピー符号化装置でＪＰＥＧ符号化方式を実行する場合には、ランレングス／カテゴリ符号化手段２０５において、シンボル・データであるランレングス（記号ＲＲＲＲ）、カテゴリ（記号ＳＳＳＳ）、及び付加ビットを生成する。
【０００９】
また可変長符号化手段２０６では、シンボル・データを、ハフマン・テーブルを参照することによって可変長符号化し、可変長符号化データを生成する。
【００１０】
なお、図２において、エントロピー符号化装置へ入力される量子化された直交変換係数のストリームは、後段で、１つのＪＰＥＧ符号化データストリームになるものと想定されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
近年は、通信網におけるデータ転送容量の向上や、記憶デバイスの高密度化によって、さまざまな画像システムで扱える画像データの大きさが飛躍的に増大している。これに伴い、高画質な画像を表す画像データを扱いことが多くなっている。
【００１２】
従って、これら画像データを圧縮する符号化装置では、高ビット・レートでの圧縮符号化が求められている。
【００１３】
更にデジタル・カメラやデジタル・ビデオ、或いは複写機、プリンタ等において、画像データを取得する為に使用される読み取りセンサーの画素数も増加している。
【００１４】
よって、上記符号化装置では、高スループットで動作することが必要である。また、その圧縮により生成される可変長符号化データの大きさは出来る限り小さくする機能も求められている。
【００１５】
従来技術を用いたエントロピー符号化装置の場合には、高ビット・レートでの処理が必要とされるシステムや、多い画素数のセンサーが搭載されているシステムにおいて、十分なスループットを満たすことが出来なかった。
【００１６】
また、上記符号化装置が生成する可変長符号化データを記憶する為の記憶媒体の容量が小さい為に、予め可変長符号化データのサイズの上限量が決められている場合などおいては、この装置が最初に生成した可変長符号化データが上限量を超えてしまった時に、別の量子化テーブル（全体的に値の大きな量子化テーブル）を用いて再圧縮処理を行う必要が有る。この様な場合には、圧縮に要する処理時間が増えてしまい、問題である。
【００１７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、直交変換及び量子化が施された後の画像データをエントロピー符号化するに際し、複数のエントロピー符号化手段を並列に備え、かつこの複数の手段を効率よく動作させて、高速にエントロピー符号化することを目的とする。
【００１８】
更に、高いスループットが要求される符号化時と、最終出力するべき可変長符号化データの量に目標量が設定されている場合等に応じて、適切な圧縮を実行可能とすることも目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点の解決する為に、本発明のエントロピー符号化装置によれば、画像データを直交変換する直交変換手段と、前記直交変換で得られた係数を量子化する量子化手段と、前記量子化手段から出力される量子化係数をエントロピー符号化するＮ（２以上の自然数）個のエントロピー符号化手段と、前記各量子化係数に対して、前記Ｎ個のエントロピー符号化手段の１つを選択し、選択されたエントロピー符号化手段に、対応する量子化係数を供給する分配手段と、前記各エントロピー符号化手段の符号化状態を監視し、該監視結果に基づいて、後続する量子化係数に対する、前記Ｎ個のエントロピー符号化手段のうちで最適な供給先を予測する予測手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
本発明に適用可能なエントロピー符号化装置の基本構成を図１に示す。
【００２２】
図１において、１０１は分配手段、１０２はランレングス（ＲＬ）／カテゴリ符号化手段１、１０３はランレングス（ＲＬ）／カテゴリ符号化手段２、１０４は分配予測手段、１０５は可変長符号化手段１、１０６は可変長符号化手段２、１０７はバッファ手段１、１０８はバッファ手段２、１０９は連結手段である。
【００２３】
ＲＬ／カテゴリ符号化手段１及び２、可変長符号化手段１及び２は、上述した図２における同様の名称部分と同様の機能を備える。また、分配手段１０１は、量子化されたＤＣＴ係数（量子化係数）を複数（本実施の形態では２つ）のＲＬ／カテゴリ符号化手段に分配するものである。また、分配予測手段１０４は、上記ＲＬ／カテゴリ符号化手段１及び２、及び可変長符号化手段１及び２における符号化の状態を監視し、この監視結果に基づいて、分配手段１０１が次に量子化係数を供給するべき先（本実施の形態ではＲＬ／カテゴリ符号化手段１及び２のうちの１つ）を予測するものである。また、バッファ手段１　１０７は、上記可変長符号化手段１で生成される可変長符号化データを一時格納し、バッファ手段２　１０８は、上記可変長符号化手段２で生成される可変長符号化データを一時格納する。連結手段１０９は、上記バッファ手段１　１０７及びバッファ手段２
１０８に格納されている可変長符号化データを、１つの符号化データに連結するものである。この連結処理により、上記ＲＬ／カテゴリ符号化手段１及び２、可変長符号化手段１及び２が夫々並列に動作していたとしても、１つのＲＬ／カテゴリ符号化手段と１つの可変長符号化手段で単純にエントロピー符号化した場合と同じ符号化データストリームを得ることができる。
【００２４】
そして、本実施の形態に適用可能な装置は、複数の符号化モードを備えている。１つはシングルモードであり、もう１つはデュアルモードである。
【００２５】
シングルモードとは、単一の圧縮パラメータを用いて１つの符号化データを生成するモードである。シングルモードが動作する場合には、分配手段１０１へは同一の量子化テーブルによって量子化された量子化係数が入力される。そして、分配手段１０１は、ＲＬ／カテゴリ符号化手段１及び２への量子化係数の分配を行う。そして、各ＲＬ／カテゴリ符号化手段から出力されるシンボルデータは、各々に対応して設置された可変長符号化手段１又は２で可変長符号化される。夫々の可変長符号化手段からの出力は、各々に対応して設定されたバッファ手段１又は２に格納される。これら格納されたデータは連結手段１０９で１つに結合される。
【００２６】
デュアルモードとは、複数の圧縮パラメータを用いて複数個の符号化データストリームを同時に生成するものである。デュアルモードが動作する場合には、分配手段１０１へは２種類の量子化テーブルによって量子化された量子化係数が並列に入力される。そして、分配手段１０１は、ＲＬ／カテゴリ符号化手段１及び２への量子化係数の分配を適応的に行う。そして、各ＲＬ／カテゴリ符号化手段から出力されるシンボルデータは、各々に対応して設置された可変長符号化手段１又は２で可変長符号化される。夫々の可変長符号化手段は、別の符号化データとして並列に後段へ出力される。
【００２７】
ここで説明するエントロピー符号化装置においては、上記２つのモードを選択的に実行できる点も大きな特徴の１つである。
【００２８】
なお、図１において、複数個（Ｎ個）のランレングス（ＲＬ）／カテゴリ符号化手段と、複数の可変長符号化手段を備えることが大きな特徴であるが、説明を簡単にする為に、Ｎ＝２として説明している。
【００２９】
念の為、図８に、Ｎが２以上の場合についての概略図を示しておくが、詳細な説明を省略する。ここでは、図１と同様の番号が付いている処理部には同様の機能が有るものとして認識して欲しい。
【００３０】
（シングルモード）
図３は、エントロピー符号化処理において、高いスループットが要求されるシングルモードを実施する場合のＪＰＥＧ符号化システムを説明する図である。
【００３１】
本エントロピー符号化装置では、１つの画像を表す為の、１つの可変長符号化データを高速に生成する。よって、このモードにおいては、例えば画像の同一箇所を示す、画像データに対して異なる量子化テーブルを用いて量子化したりすることは無い。
【００３２】
なお、本モードの説明においても、複数個のランレングス（ＲＬ）／カテゴリ符号化手段と、複数の可変長符号化手段を備えることが大きな特徴であるが、説明を簡単にする為、その並列数Ｎ＝２の場合について説明する。
【００３３】
また、本符号化モードにおける説明を他の説明とを区別する為に、図１ではなく、図３を用いて説明するが、図１と図３は実質的に同じものであり、特に注釈が無ければ、図３の各部手段は、図１の同位置の各部手段と同じものと理解して構わない。
【００３４】
本符号化モードにおいては、入力された画像データは、ＤＣＴ手段３０１及びＱＴＺ（ｑｕａｎｔｉｚｅｒ）３０２によって、ＪＰＥＧとして公知の直交変換及び量子化された、量子化された直交変換係数（量子化係数）のストリームが生成される。
【００３５】
量子化テーブル３０４には、８×８のＤＣＴブロックの各要素に対応する６４個の量子化値が記憶されている。量子化テーブル３０４は、例えばＳＲＡＭやＲＯＭ等などの公知の記憶手段を用いて構成する事が可能である。一方、選択手段３０３は、複数の量子化テーブルから一つを、現在処理を行っている８×８のＤＣＴブロックに対して用いられるものを選択する機能を有する。この選択は、ＪＰＥＧの圧縮パラメータの一つとして知られるＴｑ〜Ｔｑ４パラメータ（量子化テーブルの選択）を基に行われる。
【００３６】
なお、量子化された直交変換係数のストリームが、本エントロピー符号化装置（ＲＬ／カテゴリ符号化手段）に入力されるレートは、従来技術を如何に利用するかによって異なるが、本実施形態においては、説明を理解し易くするために、１サイクル当たり４個の量子化された直交変換係数が入力されるものとする。
【００３７】
しかしながら本発明は、入力される量子化された直交変換係数ストリームのレートに依存するものではなく、様々な量子化された直交変換係数のストリームの入力レートに対応するものである。
ここで、図７に、本エントロピー符号化装置の内部において各手段が処理する、入出力インタフェースのサイクル毎のデータの個数を示す。
【００３８】
次に、図３及び図７を参照して、エントロピー符号化装置における符号化処理性能の指標の１つであるスループットと、符号化処理時に発生する各データとの関係を説明する。
【００３９】
分配手段３０５のスループットは、内部において量子化された直交変換係数値に応じた演算処理を行っていないので量子化された直交変換係数の値自体には依存せず、入力されたレートと同じレート（４個／サイクル）で量子化された直交変換係数が出力される。
【００４０】
ＲＬ／カテゴリ符号化手段１　３０６及びＲＬ／カテゴリ符号化手段２　３０７においては、前記の様に量子化された直交変換係数ストリームからそれぞれ対応するシンボル・データＲＲＲＲ／ＳＳＳＳ１及びＲＲＲＲ／ＳＳＳＳ２に変換される。
【００４１】
本実施形態におけるＲＬ／カテゴリ符号化手段１　３０６、及び２　３０７のスループットは、２シンボル／サイクルとする。すなわち、サイクル毎に入力される４個の直交変換係数のうち有意係数が２個以下である場合には、滞りなくＲＬ／カテゴリ符号化処理を行うことが可能であるが、有意係数が３個以上の場合には前段の分配手段３０５に対して入力をウエイトさせる必要がある。すなわち、ＲＬ／カテゴリ符号化手段１　３０６及び２　３０７のスループットは有意係数の個数に依存していることが分かる。
【００４２】
可変長符号化手段１　　３０９、及び可変長符号化手段２　　３１０においては、前記ＲＬ／カテゴリ符号化手段１　３０６及び２　３０７からシンボル・データＲＲＲＲ／ＳＳＳＳ１及びＲＲＲＲ／ＳＳＳＳ２がそれぞれ２シンボル／サイクルのレートで入力される。
【００４３】
本実施形態における可変長符号化手段１　３０９及び２　３１０においては、それぞれサイクル毎に２つのシンボル・データを同時に可変長符号語に変換するものとする。ここで、可変長符号化手段１　３０９及び２　３１０のスループットを考えると、出力レートが４バイト／サイクルであるから２個のシンボル・データから変換された２個の可変長符号語長が４バイト以下である場合には、滞りなく可変長符号化処理を行うことが可能であるが、それ以上である場合には上記ＲＬ／カテゴリ符号化手段１　３０６及びＲＬ／カテゴリ符号化手段２　３０７に対してウエイトさせる必要がある。すなわち、可変長符号化手段１　３０９及び可変長符号化手段２　３１０のスループットは、２つのシンボル・データの種類によって、一意に決定される可変長符号語に依存していることがわかる。
【００４４】
以降のバッファ手段１　３１１、バッファ手段２　３１２、及び連結手段３１３については、分配手段３０５と同様に、内部において演算処理を行っていないので、入力されたレートと同じレートで出力される。すなわち、スループットは４バイト／サイクルとなる。
【００４５】
以上、本エントロピー符号化装置のスループットの特徴から、分配予測手段３０８においてＲＬ／カテゴリ符号化手段１　３０６と可変長符号化手段１　３０９、或いは、ＲＬ／カテゴリ符号化手段２　３０７と可変長符号化手段２　３１０とにより、並列に構成される２つのエントロピー符号化手段でうちの何れかを選択するべきかを判定する為の情報として、シンボル・データの個数、及び可変長符号語の長さが有効であることが分かる。
【００４６】
上記点を考慮し、本実施の形態では図３に示す様に信号線を備える。
【００４７】
図３における信号線「ＲＬ／カテゴリ符号化結果１」及び「ＲＬ／カテゴリ符号化結果２」は、シンボル・データの個数を表すものであり、「可変長符号化結果１」及び「可変長符号化結果２」は、可変長符号語の長さを表すものである。
【００４８】
分配予測手段３０８においては、上記各結果を用いて、分配手段３０５に入力されてくる量子化された直交変換係数（量子化係数）のストリームを、ＲＬ／カテゴリ符号化手段１　３０６及びＲＬ／カテゴリ符号化手段２　３０７の何れに供給するかを決定する。
【００４９】
なお、この分配手段３０５が、その手段に入力された量子化された直交変換係数（量子化係数）のストリームの後段（ＲＬ／カテゴリ符号化手段）に分配・供給する先を切り換えるタイミングは、本実施形態において、ＪＰＥＧ符号化方式を符号化する最小単位：ＭＣＵ（Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｃｏｄｅｄ　Ｕｎｉｔ）単位である。更に本実施例においては説明が解りやすい様にＭＣＵのコンポーネント数が１で、かつそのコンポーネントが１つのブロックから構成されるものとする。即ち分配・供給する先を切りかえるタイミングが８×８画素毎となる。
【００５０】
図４は、本エントロピー符号化装置を構成する各手段が、各符号化処理に要する時間を示したものであり、横軸は時間軸を表す。ただし、各手段の処理時間に対応する横軸の長さは符号データ量と必ずしも比例している訳ではなく、各手段が各ＭＣＵを処理している時間の長さを示したものである。
【００５１】
まず、分配手段３０５は、ＱＴＺ（ｑｕａｎｔｉｚｅｒ）３０２から出力されたＭＣＵ０に対応する量子化された直交変換係数（量子化係数）のストリームが処理されるべきエントロピー符号化手段として、ＲＬ／カテゴリ符号化手段１
３０６及び可変長符号化手段１　３０９の組を選択する。
【００５２】
次に、分配手段３０５は、続いて出力されるＭＣＵ１に対応する直交変換係数（量子化係数）のストリームが処理されるべきエントロピー符号化手段として、ＲＬ／カテゴリ符号化手段２　３０７及び可変長符号化手段２　３１０の組を選択する。
【００５３】
ここまでの選択は、夫々のエントロピー符号化手段（１つのＲＬ／カテゴリ符号化手段と１つの可変長符号化手段の組からなる処理手段）の最初の処理に相当するので、分配予測手段３０８による特別な予測制御は要らないかもしれない。
【００５４】
すなわち、以降ＭＣＵ毎の分配手段３０５における、ＲＬ／カテゴリ符号化手段１　３０５或いはＲＬ／カテゴリ符号化手段２　３０７何れか一方の選択は、原則、交互に行われる事となる。
【００５５】
ただし、夫々のエントロピー符号化手段の処理の状況によっては、分配予測手段３０８によって前記原則と異なる判断が行われる場合がある。
【００５６】
その一例として、次に、後続するＭＣＵ２に対応する量子化された直交変換係数（量子化係数）のストリームに対するエントロピー符号化手段の選択について考える。
【００５７】
この場合において、分配予測手段３０８は、信号線ＲＬ／カテゴリ符号化結果１から得られたシンボルの個数及び可変長符号化結果１から得られた可変長符号語の長さからＭＣＵ０が非常に符号データ量が多く、スループットが低下するであろうと予測・判断する。
【００５８】
なお、信号線ＲＬ／カテゴリ符号化結果１から得られるシンボルの個数及び可変長符号化結果１か得られる符号長の値は、各ＭＣＵ毎の値を表しており、各ＭＣＵの先頭で初期化された値である。また、分配予測手段３０８における予測・判断時においてＲＬ／カテゴリ符号化手段２　３０６においてＭＣＵの処理を行っている途中の場合には、当該ＭＣＵにおける途中結果である。なお、信号線ＲＬ／カテゴリ符号化結果２についても同様である。
【００５９】
この判断の結果、分配予測手段３０８は、分配手段３０５に対して、ＭＣＵ１に連続してＲＬ／カテゴリ符号化手段２　３０７及び可変長符号化手段２　３１０にＭＣＵ２の量子化された直交変換係数（量子化係数）のストリームを分配・供給する様に指示する。
【００６０】
この様な適応的な分配予測手段３０８による選択によって、ＭＣＵ毎の符号データ量の差異が大きい場合であっても、複数のエントロピー符号化手段（１つのＲＬ／カテゴリ符号化手段と１つの可変長符号化手段の組からなる処理手段）を効率よく並行してパイプライン処理させることができる。
【００６１】
本実施例における分配予測手段３０８におけるＭＣＵ２の分配・供給先の判断方法は次の２つのステップから構成される。
【００６２】
＜ＳＴＥＰ１＞
ＳＴＥＰ１においては、原則通りに直前のＭＣＵに対して選択されたＲＬ／カテゴリ符号化手段と異なる一方のＲＬ／カテゴリ符号化手段を選択するか否かを判断する。
【００６３】
まず、分配手段３０５はＭＣＵ２の分配先の候補として、ＭＣＵ毎に交互に直前のＭＣＵであるＭＣＵ１に対して分配先としてＲＬ／カテゴリ符号化手段２
３０７を選択した事から、原則としてＲＬ／カテゴリ符号化手段１　３０６となる。ここで、原則通りに分配するか否かの判断は以下の加算演算を行う事によって実現される。
Ｗ１＝Ｓ１＋Ｌ１−（１）
ＩＦ（Ｗ１＞ＴＨＲＥＴＨＯＬＤ）
原則通り
ＥＬＳＥ
原則と異なる　　−（２）
ただし、Ｓ１は分配予測手段３０８に信号線ＲＬ／カテゴリ符号化結果１から得られたシンボルの個数を図９のグラフの横軸値とした場合の、縦軸の重み係数Ｓに相当する値である。またＬ１は同様に可変長符号化結果１から得られた符号量を図１０のグラフの横軸とした場合の縦軸の重み係数Ｌに相当する値である。またＴＨＲＥＴＨＯＬＤは静的な定数であり、本エントロピー符号化装置の動作が起動される前に設定される値である。本実施例ではＴＨＲＥＴＨＯＬＤ＝５とする。
【００６４】
ＭＣＵ２の分配先の予測・判断時において、Ｓ１が４でありＬ１が３である場合にはＷ１が７となり原則と異なる判断が必要となる。なお、Ｗ１がＴＨＲＥＴＨＯＬＤ以下である場合には、ＳＴＥＰ２の処理を行うまでもなく、原則通りに分配先としてＲＬ／カテゴリ符号化手段１　３０６を選択する。
【００６５】
＜ＳＴＥＰ２＞
ＳＴＥＰ２においては、原則とは異なるＲＬ／カテゴリ符号化手段の符号化状況を考慮する事により、最終判断を行う。
Ｗ２＝Ｓ２＋Ｌ２−（３）
ＩＦ（Ｗ２＞Ｗ１）
原則通り
ＥＬＳＥ
原則と異なる　　−（４）
ただし、Ｓ２は同様に分配予測手段３０８に信号線ＲＬ／カテゴリ符号化結果２から得られたシンボルの個数を図９のグラフの横軸値とした場合の、縦軸の重み係数Ｓに相当する値である。またＬ２は同様に可変長符号化結果２から得られた符号量を図１０のグラフの横軸とした場合の縦軸の重み係数Ｌに相当する値である。
【００６６】
ＭＣＵ２の分配先の予測・判断時において、Ｓ２が２でありＬ１が２である場合にはＷ２が４となり、式（４）から原則とは異なる分配先としてＲＬ／カテゴリ符号化手段２　３０７を選択する。
【００６７】
図４においては説明の便宜上、ＭＣＵ０からＭＣＵ２までの動作のみを示しているが、後続する複数のＭＣＵに対しても同様に分配予測手段３０８の動作は何ら変わらない。すなわち、信号線ＲＬ／カテゴリ符号化結果１及び２で得られた各々のシンボル数、更には可変長符号化結果１及び２で得られた可変長符号語の符号長からスループット低下を予測・判断し、並列に構成されるＲＬ／カテゴリ符号化手段１　３０６及び２　３０７から一つを選択してＭＣＵを分配する事となる。
【００６８】
例えば図示しない後続するＭＣＵ３については、一つ前のＭＣＵであるＭＣＵ２がＲＬ／カテゴリ符号化手段２　３０７及び可変長符号化手段２　３１０に分配・供給されていることから、原則の分配先をＲＬ／カテゴリ符号化手段１　３０６として、分配予測手段３０８において予測・判断される。
【００６９】
次に本実施形態を動画符号化方式であるＭＰＥＧ−１或いはＭＰＥＧ−２符号化方式に適応した場合について説明する。ＭＰＥＧ−１或いはＭＰＥＧ−２符号化方式におけるエントロピー符号化手段に用いられる技術がＪＰＥＧ符号化方式と非常に似通っている。これは、ＭＰＥＧ−１或いはＭＰＥＧ−２符号化方式においても、エントロピー符号化手段が、量子化されたＤＣＴ係数値を入力として、連続するゼロの値及びレベルの値からシンボル・データを生成するＲＬ／カテゴリ符号化手段、更には、シンボル・データからハフマン・テーブルに基づき可変長符号化を行う可変長符号化手段の二つの手段から構成されることからも、明白である。すなわち、図３に示した実施形態が、そのままＭＰＥＧ−１或いはＭＰＥＧ−２方式に適用出来る。
【００７０】
（デュアルモード）
次にデュアルモードの動作について詳細に説明する。
【００７１】
このデュアルモードは、夫々が異なる符号化パラメータ（圧縮率）を用いて１つの符号化対象画像を符号化することができるモードであり、１つの画像を表す為の複数種類の可変長符号化データ（各符号化データは符号長が異なる）を生成することができる。従って、何らかの理由で、最終的に生成・出力される可変長符号化データの量が定められている場合に適しており、例えば、最終的に複数種類の可変長符号化データの何れか１つのみを選択することもできる。
【００７２】
図５は、デュアルモードを実施する場合のＪＰＥＧ符号化システムを説明する図である。
【００７３】
デュアルモードを実施する場合のエントロピー符号化装置では、ビット・レートの異なる２種類のＪＰＥＧ符号化データを同時に生成する。なお、本符号化モードにおいても、複数個のランレングス（ＲＬ）／カテゴリ符号化手段と、複数の可変長符号化手段を備えることが大きな特徴であるが、説明を簡単にする為、その並列数Ｎ＝２の場合について説明する。
【００７４】
また、本符号化モードにおける説明を他の説明とを区別する為に、図１ではなく、図５を用いて説明するが、図１と図５は実質的に同じものであり、特に注釈が無ければ、図５の各部手段は、図１の同位置の各部手段と同じものと理解して構わない。
【００７５】
本符号化モードにおいては、入力された画像データは、ＤＣＴ手段５０１によって、ＪＰＥＧとして公知の直交変換が行われる。
【００７６】
続いて、２つの独立したＱＴＺ（ｑｕａｎｔｉｚｅｒ）１　５０２及びＱＴＺ（ｑｕａｎｔｉｚｅｒ）２　５０３によって、上記直交変換により得られた直交変換係数が、異なる符号化パラメータ（量子化パラメータ）を用いて量子化される。なお、ＱＴＺ（ｑｕａｎｔｉｚｅｒ）１　５０２及びＱＴＺ（ｑｕａｎｔｉｚｅｒ）２　５０３の両方に入力される直交変換係数は全く同一のものである。
【００７７】
これらのＱＴＺに続いて、シングルモードにおいて説明したものと同様のエントロピー符号化装置が設置される。
【００７８】
上記ＤＣＴ手段５０１は、上述したシングルモードで使用したものと全く同一のものである。
【００７９】
また、ＱＴＺ（ｑｕａｎｔｉｚｅｒ）１　５０２及びＱＴＺ（ｑｕａｎｔｉｚｅｒ）２　５０３ついても、その機能は上記シングルモードにおいて使用したＱＴＺ（ｑｕａｎｔｉｚｅｒ）３０２と同一である。
【００８０】
ただし、同様のものを２つ並列に配置してあることにより、完全に独立した２つのＴＱパラメータ（Ｔｑ１〜Ｔｑ４）を設定することが可能となり、更には、完全に独立した２種類の量子化テーブルを設定することも可能となる。
【００８１】
上述した様に、ＱＴＺ（ｑｕａｎｔｉｚｅｒ）１　５０１及びＱＴＺ（ｑｕａｎｔｉｚｅｒ）２　５０３に入力される直交変換係数ストリームは同一のものであるが、異なるＴＱパラメータ及び異なる量子化テーブルを使用しているので、２種類の異なるＪＰＥＧ符号化データを同時に生成していることになる。
なお、図５の本エントロピー符号化装置の内部の各手段における入出力インタフェースのスループットは、シングルモードにおいて適用されたものと同一である。
【００８２】
上記シングルモードとデュアルモードとの間で大きく異なる点は、デュアルモードでは、分配予測手段５１１において分配予測を行わない点である。分配手段５０８では、ＱＴＺ１　５０４から出力される量子化係数のストリームは、常時、ＲＬ／カテゴリ符号化手段１　５０９へ供給され、ＱＴＺ２　５０５から出力される量子化係数のストリームは、常時、ＲＬ／カテゴリ符号化手段２　５１０へ供給される。
【００８３】
また、デュアルモードでは、バッファ手段１　５１４及びバッファ手段２　５１５及び連結手段５１６は使用しない。本ＪＰＥＧ符号化システムの２つのＪＰＥＧ符号化データは、可変長符号化手段５１２及び可変長符号化手段５１３からそれぞれエントロピー符号化手段の外部へ出力される。
【００８４】
図６は、本エントロピー符号化装置を構成する各手段における符号化処理に要する時間を示すものであり、横軸は時間軸を表す。
【００８５】
なお、デュアルモードを実行する場合の本エントロピー符号化装置のスループットは、従来技術を使用して２つのＪＰＥＧ符号化をする場合と同一であるが、上述したシングルモードを実施可能なエントロピー装置を利用して、２種類のＪＰＥＧ符号化データを同時に生成することができる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、直交変換及び量子化が施された後の画像データをエントロピー符号化するに際し、複数のエントロピー符号化手段を並列に備え、かつこの複数の手段を効率よく動作させて、高速にエントロピー符号化することが可能となる。
【００８７】
特に、高いスループットが要求される符号化時には、上記複数のエントロピー符号化手段の各処理の負荷がバランス良く割り当てられる様にすることにより、高速にエントロピー符号化できる。一方、最終出力するべき可変長符号化データの量に目標量が設定されている場合等には、ビット・レートの異なる複数の可変長符号化データを同時に生成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエントロピー符号化装置を示す図（エントロピー符号化手段が２個の場合）
【図２】従来技術を使用したエントロピー符号化装置を示す図
【図３】シングルモードの動作を説明する為のエントロピー符号化装置を示す図
【図４】図３の各手段における符号化処理に要する時間を表す図
【図５】デュアルモードの動作を説明する為のエントロピー符号化装置を示す図
【図６】図４の各手段における符号化処理に要する時間を表す図
【図７】エントロピー符号化装置の各手段における入出力インタフェースのデータ量を示す図
【図８】本発明によるエントロピー符号化装置を示す図（エントロピー符号化手段がＮ個の場合）
【図９】分配予測手段３０８における、シンボル数に対する予測・分配の判断テーブルを示す図
【図１０】分配予測手段３０８における、符号長に対する予測・分配の判断テーブルを示す図
【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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