(57)【要約】【課題】原信号を基本階層と付加階層とに分けて階層的に符号化する場合に、その符号化効率を向上させることができるようにする新たな階層符号化技術の提供を目的とする。【解決手段】基本階層の予測残差信号（基本階層の符号化対象信号）に有意係数が存在する場合には、量子化誤差信号（基本階層の復号信号と原信号との差分信号）の符号情報と予測残差信号の符号情報との排他的論理和を算出して、それを符号化対象の符号情報とし、一方、予測残差信号の有意係数が存在しない場合には、量子化誤差信号の符号情報をそのまま符号化対象の符号情報とする。そして、予測残差信号の有意係数が存在する場合には、符号化対象の符号情報と量子化誤差信号とを３次元可変長符号化し、一方、予測残差信号に有意係数が存在しない場合には、従来技術どおり、符号化対象の符号情報については１ビット固定長符号化し、量子化誤差信号については２次元可変長符号化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原信号を基本階層と付加階層とに分けて階層的に符号化する階層符号化方法において、
基本階層の符号化対象信号が零であるのか否かということと、該符号化対象信号の正負を示す符号情報とを検出する過程と、
基本階層の復号信号と原信号との差分信号を算出する過程と、
上記差分信号の正負を示す符号情報を検出する過程と、
上記差分信号をビット平面に展開する過程と、
上記検出した情報に従って、符号化対象の符号情報を決定する過程と、
上記ビット平面ごとに符号化するとともに、上記検出した零・非零を示す情報に基づいて、上記符号化対象の符号情報を符号化する過程とを備えることを、
特徴とする階層符号化方法。
【請求項２】
請求項１に記載の階層符号化方法において、
上記符号化する過程では、上記検出した零・非零を示す情報に従って、符号化アルゴリズムを切り替えることを、
特徴とする階層符号化方法。
【請求項３】
請求項２に記載の階層符号化方法において、
上記符号化する過程では、上記検出した零・非零を示す情報が零を示す場合には、符号化対象の符号情報を固定長符号化し、上記検出した零・非零を示す情報が非零を示す場合には、符号化対象の符号情報を可変長符号化することを、
特徴とする階層符号化方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の階層符号化方法において、
上記決定する過程では、上記検出した零・非零を示す情報が零を示す場合には、符号化対象の符号情報として上記差分情報の符号情報を決定し、上記検出した零・非零を示す情報が非零を示す場合には、上記差分信号の符号情報と上記検出した基本階層の符号情報とから符号化対象の符号情報を決定することを、
特徴とする階層符号化方法。
【請求項５】
請求項４に記載の階層符号化方法において、
上記決定する過程では、上記検出した零・非零を示す情報が非零を示す場合、上記差分信号の符号情報と上記基本階層の符号情報との排他的論理和演算に従って、符号化対象の符号情報を決定することを、
特徴とする階層符号化方法。
【請求項６】
原信号を基本階層と付加階層とに分けて階層的に符号化を行うべく構成されて、基本階層の符号化対象信号が零であるのか否かということと、該符号化対象信号の正負を示す符号情報とを検出し、基本階層の復号信号と原信号との差分信号を算出し、該差分信号の正負を示す符号情報を検出し、該差分信号をビット平面に展開し、検出した情報に従って符号化対象の符号情報を決定して、ビット平面ごとに符号化するとともに、検出した零・非零を示す情報に基づいて該符号化対象の符号情報を符号化する階層符号化方法により生成された符号化ビット列を復号する階層復号方法において、
復号した基本階層の符号化対象信号が零であるのか否かということと、該符号化対象信号の正負を示す符号情報とを検出する過程と、
ビット平面符号化された各ビット平面と符号化対象の符号情報とを復号する過程と、
上記検出した情報と上記復号した符号情報とに従って、付加階層の差分信号の符号情報を特定する過程と、
上記ビット平面に復号した付加階層の復号信号と上記特定した符号情報とに従って、付加階層の差分信号を再構成する過程とを備えることを、
特徴とする階層復号方法。
【請求項７】
請求項６に記載の階層復号方法において、
上記復号する過程では、上記検出した零・非零を示す情報に従って、復号アルゴリズムを切り替えることを、
特徴とする階層復号方法。
【請求項８】
請求項７に記載の階層復号方法において、
上記復号する過程では、上記検出した零・非零を示す情報が零を示す場合には、符号化対象となった符号情報を固定長符号として復号し、上記検出した零・非零を示す情報が非零を示す場合には、符号化対象となった符号情報を可変長符号として復号することを、
特徴とする階層復号方法。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項に記載の階層復号方法において、
上記特定する過程では、上記検出した零・非零を示す情報が零を示す場合には、上記復号した符号情報を上記差分情報の符号情報として特定し、上記検出した零・非零を示す情報が非零を示す場合には、上記復号した符号情報と上記検出した基本階層の符号情報とから上記差分情報の符号情報を特定することを、
特徴とする階層復号方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の階層復号方法において、
上記特定する過程では、上記検出した零・非零を示す情報が非零を示す場合、上記復号した符号情報と上記検出した基本階層の符号情報との排他的論理和演算に従って、上記差分情報の符号情報を特定することを、
特徴とする階層復号方法。
【請求項１１】
原信号を基本階層と付加階層とに分けて階層的に符号化する階層符号化装置において、
基本階層の符号化対象信号が零であるのか否かということと、該符号化対象信号の正負を示す符号情報とを検出する第１の検出手段と、
基本階層の復号信号と原信号との差分信号を算出する算出手段と、
上記差分信号の正負を示す符号情報を検出する第２の検出手段と、
上記差分信号をビット平面に展開する展開手段と、
上記第１及び第２の検出手段の検出した情報に従って、符号化対象の符号情報を決定する決定手段と、
上記ビット平面ごとに符号化するとともに、上記第１の検出手段の検出した零・非零を示す情報に基づいて、上記符号化対象の符号情報を符号化する符号化手段とを備えることを、
特徴とする階層符号化装置。
【請求項１２】
原信号を基本階層と付加階層とに分けて階層的に符号化を行うべく構成されて、基本階層の符号化対象信号が零であるのか否かということと、該符号化対象信号の正負を示す符号情報とを検出し、基本階層の復号信号と原信号との差分信号を算出し、該差分信号の正負を示す符号情報を検出し、該差分信号をビット平面に展開し、検出した情報に従って符号化対象の符号情報を決定して、ビット平面ごとに符号化するとともに、検出した零・非零を示す情報に基づいて該符号化対象の符号情報を符号化する階層符号化方法により生成された符号化ビット列を復号する階層復号装置において、
復号した基本階層の符号化対象信号が零であるのか否かということと、該符号化対象信号の正負を示す符号情報とを検出する検出手段と、
ビット平面符号化された各ビット平面と符号化対象の符号情報とを復号する復号手段と、
上記検出手段の検出した情報と上記復号手段の復号した符号情報とに従って、付加階層の差分信号の符号情報を特定する特定手段と、
上記復号手段が上記ビット平面に復号した付加階層の復号信号と上記特定手段の特定した符号情報とに従って、付加階層の差分信号を再構成する再構成手段とを備えることを、
特徴とする階層復号装置。
【請求項１３】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の階層符号化方法の実現に用いられる処理をコンピュータに実行させるための階層符号化プログラム。
【請求項１４】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の階層符号化方法の実現に用いられる処理をコンピュータに実行させるための階層符号化プログラムを記録した記録媒体。
【請求項１５】
請求項６ないし１０のいずれか１項に記載の階層復号方法の実現に用いられる処理をコンピュータに実行させるための階層復号プログラム。
【請求項１６】
請求項６ないし１０のいずれか１項に記載の階層復号方法の実現に用いられる処理をコンピュータに実行させるための階層復号プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原信号を基本階層と付加階層とに分けて階層的に符号化する場合に、その符号化効率を向上させることができるようにする階層符号化方法及びその装置と、その階層符号化方法により符号化された符号化ビット列を復号する階層復号方法及びその装置と、その階層符号化方法の実現に用いられる階層符号化プログラム及びそのプログラムを記録した記録媒体と、その階層復号方法の実現に用いられる階層復号プログラム及びそのプログラムを記録した記録媒体とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰネットワークでの映像配信システムにおいて、階層符号化方式が注目されている。階層符号化方式は、映像信号をいくつかの階層に分けて符号化する方式である。階層符号化方式を用いれば、伝送する階層数を制御することで、ユーザ環境やネットワーク帯域に応じて伝送速度を切り替えることが出来る。
【０００３】
この階層符号化方式の中で、画品質が変化する階層符号化方式がある。この方式では、伝送速度が増すにつれて、受信映像の画質が向上する。例えば、標準符号化方式ＭＰＥＧ−４のFine Granularity Scalability方式（以下、ＦＧＳ方式と称する）がこれにあたる。
【０００４】
図９および図１０にＦＧＳ方式の構成図を示す。ここで、図９が符号化側の構成であり、図１０が復号側の構成である。
【０００５】
ＦＧＳ方式では、基本階層の局所復号画像と原画像との差分を付加階層としてビット平面符号化する。言い換えれば、基本階層で発生した符号化雑音（その大半は、量子化雑音である）を付加階層で符号化する。
【０００６】
ＦＧＳ方式では、図９に示すように、まず、局所復号画像と原画像との差分信号にＤＣＴを施し、各ＤＣＴ係数ごとに絶対値の最大値を算出して、ビット平面符号化に必要なビット平面数を決定する。続いて、ＤＣＴ係数をビット平面に展開し、符号化する。
【０００７】
このとき、付加階層の各ＤＣＴ係数の正負を表す符号情報については、１ビットの固定長符号化を行う。これは、正負ともにほぼ生起確率が等しくなることが知られているからである。ビット平面に展開したＤＣＴ係数は、０が連続する数（以下、ＲＵＮと称する）とビット平面内の最後の係数かどうかを表すフラグ（以下、ＥＯＰと称する）とに分けられ、２次元可変長符号化を行う。
【０００８】
そして、復号側では、図１０に示すように、この符号化処理の逆の処理を行うことで画像を復号する。
【０００９】
以下に先行技術を示す。
【非特許文献１】ＭＰＥＧ−４：ISO/IEC IS 14496-2, "Information technology-coding of audio/visual objects," Jul. 2001.
【非特許文献２】Weiping Li, "Overview of Fine Granularity Scalability in MPEG-4 Video Standard," IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., vol.11, No.3, Mar. 2001.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のＦＧＳ方式では、量子化誤差信号のＤＣＴ係数の符号情報を固定長符号化している。しかし、信号の特性を分析すると、その頻度に偏りが存在することが分かる。
【００１１】
一般に、基本階層の予測残差信号（図９中に示す減算器αの出力する信号）のＤＣＴ係数は、０近傍に集中し、０から離れるに従い、その生起確率は低下する。また、０を中心として正負対称に分布することが知られている。
【００１２】
図１１に予測残差信号の分布と量子化代表値との関係を示す。図１１の横軸上の点は、量子化代表値を表しており、横軸上の縦線で区切られた範囲の値は、この量子化代表値に量子化されることになる。
【００１３】
次に、基本階層の予測残差信号を正と負の領域に分割して、その性質を分析する。
【００１４】
図１１から、予測残差信号のＤＣＴ係数が正の場合には（図１１の右側）、付加階層で符号化する量子化誤差信号が負、つまり量子化代表値より左側の方が生起確率は高いことが分かる。
【００１５】
逆に、基本階層のＤＣＴ係数が負の場合には（図１１の左側）、付加階層で符号化する量子化誤差信号が正、つまり量子化代表値の右側の方が生起確率が高いことが分かる。
【００１６】
なお、量子化代表値が０になる範囲では、量子化誤差の頻度分布は、正負で対称となっている。
【００１７】
このように、付加階層の量子化誤差信号の符号情報と、基本階層の予測残差信号の符号情報との間には、相関があるにもかかわらず、従来技術では利用していない。つまり、従来技術に従っていると、符号化効率が低下している可能性がある。
【００１８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、原信号を基本階層と付加階層とに分けて階層的に符号化する場合に、その符号化効率を向上させることができるようにする新たな階層符号化技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
（１）本発明の階層符号化装置の構成
上記の目的を達成するために、本発明の階層符号化装置は、原信号を基本階層と付加階層とに分けて階層的に符号化するときにあって、（イ）基本階層の符号化対象信号が零であるのか否かということと、その符号化対象信号の正負を示す符号情報とを検出する第１の検出手段と、（ロ）基本階層の復号信号と原信号との差分信号を算出する算出手段と、（ハ）算出手段の算出した差分信号の正負を示す符号情報を検出する第２の検出手段と、（ニ）算出手段の算出した差分信号をビット平面に展開する展開手段と、（ホ）第１及び第２の検出手段の検出した情報に従って、符号化対象の符号情報を決定する決定手段と、（ヘ）展開手段の展開したビット平面ごとに符号化するとともに、第１の検出手段の検出した零・非零を示す情報に基づいて、決定手段の決定した符号化対象の符号情報を符号化する符号化手段とを備える。
【００２０】
この構成を採るときにあって、符号化手段は、第１の検出手段の検出した零・非零を示す情報が零を示す場合には、符号化対象の符号情報を固定長符号化し、第１の検出手段の検出した零・非零を示す情報が非零を示す場合には、符号化対象の符号情報を可変長符号化するというように、第１の検出手段の検出した零・非零を示す情報に従って、符号化アルゴリズムを切り替えることになる。
【００２１】
このとき、決定手段は、第１の検出手段の検出した零・非零を示す情報が零を示す場合には、第２の検出手段の検出した差分信号の符号情報を符号化対象の符号情報として決定し、第１の検出手段の検出した零・非零を示す情報が非零を示す場合には、第２の検出手段の検出した差分信号の符号情報と第１の検出手段の検出した基本階層の符号情報との排他的論理和演算に従って符号化対象の符号情報を求めて、その求めた符号情報を符号化対象の符号情報として決定することになる。
【００２２】
ここで、本発明の階層符号化装置の備える各処理手段はコンピュータプログラムで実現できるものであり、このコンピュータプログラムは、半導体メモリなどの記録媒体に記録して提供したり、ネットワークを介して提供することができる。
【００２３】
（２）本発明の階層復号装置の構成
本発明の階層復号装置は、本発明の階層符号化装置により生成された符号化ビット列を復号するために、（イ）復号した基本階層の符号化対象信号が零であるのか否かということと、その符号化対象信号の正負を示す符号情報とを検出する検出手段と、（ロ）ビット平面符号化された各ビット平面と符号化対象の符号情報とを復号する復号手段と、（ハ）検出手段の検出した情報と復号手段の復号した符号情報とに従って、付加階層の差分信号の符号情報を特定する特定手段と、（ニ）復号手段がビット平面に復号した付加階層の復号信号と特定手段の特定した符号情報とに従って、付加階層の差分信号を再構成する再構成手段とを備える。
【００２４】
この構成を採るときにあって、復号手段は、検出手段の検出した零・非零を示す情報が零を示す場合には、符号化対象となった符号情報を固定長符号として復号し、検出手段の検出した零・非零を示す情報が非零を示す場合には、符号化対象となった符号情報を可変長符号として復号するというように、検出手段の検出した零・非零を示す情報に従って、復号アルゴリズムを切り替えることになる。
【００２５】
このとき、特定手段は、検出手段の検出した零・非零を示す情報が零を示す場合には、復号手段の復号した符号情報を差分情報の符号情報として特定し、検出手段の検出した零・非零を示す情報が非零を示す場合には、復号手段の復号した符号情報と検出手段の検出した基本階層の符号情報との排他的論理和演算に従って符号情報を求めて、その求めた符号情報を差分情報の符号情報として特定することになる。
【００２６】
ここで、本発明の階層符号化装置の備える各処理手段はコンピュータプログラムで実現できるものであり、このコンピュータプログラムは、半導体メモリなどの記録媒体に記録して提供したり、ネットワークを介して提供することができる。
【００２７】
（３）本発明の詳細な構成
次に、以上に説明した本発明の構成について、さらに具体的に説明する。
【００２８】
本発明では、付加階層での量子化誤差信号（基本階層の復号信号と原信号との差分信号）の符号化の際、同じ位置に存在する基本階層の予測残差信号（基本階層の符号化対象信号）のＤＣＴ係数の正負の符号を利用して、量子化誤差信号の符号情報を符号化する。一方、復号側では、復号した基本階層の予測残差信号の符号情報を利用して、量子化誤差信号の符号情報を復号する。
【００２９】
（３−１）符号化側の構成
図１に符号化側の構成を図示する。符号化側は、大きな構成要素として、基本階層符号検出部１０と、符号情報算出部１１と、符号化部１２とを備える。
【００３０】
基本階層符号検出部１０では、予測残差信号の符号だけでなく、予測残差信号の非零係数（以下、有意係数と称する）の有無を検出する。従って、その出力は、（負，０，正）となる。
【００３１】
符号情報算出部１１では、量子化誤差信号の符号情報と予測残差信号の符号情報と予測残差信号の有意係数の有無情報とから、符号化対象の符号情報を算出する。符号化対象の符号情報の算出方法は、予測残差信号の有意係数の有無により切り替える。
【００３２】
具体的には、予測残差信号の有意係数が存在する場合には、量子化誤差信号の符号情報と予測残差信号の符号情報との排他的論理和を算出して、それを符号化対象の符号情報として符号化部１２へ送る。一方、予測残差信号の有意係数が存在しない場合には、量子化誤差信号の符号情報をそのまま符号化対象の符号情報として決定して、それを符号化部１２へ送る。
【００３３】
符号化部１２でも、同様に、予測残差信号の有意係数の有無によって、符号化方法を切り替える。
【００３４】
例えば、符号情報とＲＵＮとＥＯＰとを符号化する場合にあって、予測残差信号に有意係数が存在する場合には、符号情報とＲＵＮとＥＯＰとを３次元可変長符号化（符号情報とＲＵＮとＥＯＰとに１つの符号を与える符号化方式）し、一方、予測残差信号に有意係数が存在しない場合には、従来技術どおり、符号情報については１ビット固定長符号化し、ＲＵＮとＥＯＰとについては２次元可変長符号化（ＲＵＮとＥＯＰとに１つの符号を与える符号化方式）する。
【００３５】
（３−２）復号側の構成
図２に復号側の構成を図示する。復号側は、大きな構成要素として、基本階層符号検出部２０と、復号部２１と、符号情報復号部２２とを備える。
【００３６】
基本階層符号検出部２０では、予測残差信号の符号と予測残差信号の符号の有意係数の有無とを検出する。
【００３７】
復号部２２では、予測残差信号の有意係数の有無により、復号方法を切り替えて、符号情報とＲＵＮとＥＯＰとを復号する。
【００３８】
符号情報復号部２２では、予測残差信号の有意係数の有無から符号情報の算出方法を切り替えて、量子化誤差信号の符号情報を復号する。
【００３９】
具体的には、予測残差信号に有意係数が存在する場合には、復号部２１の復号した符号情報と予測残差信号の符号情報との排他的論理和を算出して、それを量子化誤差信号の符号情報として出力する。一方、予測残差信号に有意係数が存在しない場合には、復号部２１の復号した符号情報をそのまま量子化誤差信号の符号情報として出力する。
【００４０】
（３−３）本発明により符号化効率を向上できる理由
このように構成される本発明によれば、原信号を基本階層と付加階層とに分けて階層的に符号化するときにあって、次の理由により符号化効率を向上できるようになる。
【００４１】
予測残差信号の分布と量子化代表値との間には、上述したように図３に示すような関係がある。
【００４２】
すなわち、図中に示す領域Ａ（予測残差信号が正の値を示し、かつ、量子化誤差信号が負の値を示す領域）は、図中に示す領域Ｂ（予測残差信号が正の値を示し、かつ、量子化誤差信号が正の値を示す領域）よりも生起確率が高い。したがって、領域Ａに存在する量子化誤差信号に対して、領域Ｂに存在する量子化誤差信号よりも短い符号を割り当てれば、符号化効率を向上できることになる。
【００４３】
また、図中に示す領域Ａ’（予測残差信号が負の値を示し、かつ、量子化誤差信号が正の値を示す領域）は、図中に示す領域Ｂ’（予測残差信号が負の値を示し、かつ、量子化誤差信号が負の値を示す領域）よりも生起確率が高い。したがって、領域Ａ’に存在する量子化誤差信号に対して、領域Ｂ’に存在する量子化誤差信号よりも短い符号を割り当てれば、符号化効率を向上できることになる。
【００４４】
このためには、量子化誤差信号が領域Ａ／Ａ’に属するのか、領域Ｂ／Ｂ’に属するのかを判別する必要がある。
【００４５】
一方、領域Ａでは、予測残差信号が正の値を示し、かつ、量子化誤差信号が負の値を示すことから、その排他的論理和は不一致を示す値をとる。そして、領域Ａ’では、予測残差信号が負の値を示し、かつ、量子化誤差信号が正の値を示すことから、その排他的論理和は不一致を示す値をとる。
【００４６】
また、領域Ｂでは、予測残差信号が正の値を示し、かつ、量子化誤差信号が正の値を示すことから、その排他的論理和は一致を示す値をとる。そして、領域Ｂ’では、予測残差信号が負の値を示し、かつ、量子化誤差信号が負の値を示すことから、その排他的論理和は一致を示す値をとる。
【００４７】
これから、量子化誤差信号の符号情報と予測残差信号の符号情報との排他的論理和を算出すれば、量子化誤差信号が領域Ａ／Ａ’に属するのか、領域Ｂ／Ｂ’に属するのかを判別できることになる。
【００４８】
ただし、量子化代表値が０になる範囲では生起確率は正負で対称となっており、この観点に立った符号化効率の向上は望めない。
【００４９】
本発明では、以上に説明した点に着目して、（イ）予測残差信号の有意係数が存在する場合には、量子化誤差信号の符号情報と予測残差信号の符号情報との排他的論理和を算出して、それを符号化対象の符号情報とし、一方、予測残差信号の有意係数が存在しない場合には、量子化誤差信号の符号情報をそのまま符号化対象の符号情報とし、そして、（ロ）予測残差信号の有意係数が存在する場合には、符号化対象の符号情報と量子化誤差信号とを３次元可変長符号化し、一方、予測残差信号に有意係数が存在しない場合には、従来どおり、符号化対象の符号情報については１ビット固定長符号化し、量子化誤差信号については２次元可変長符号化することで、符号化効率の向上を実現するのである。
【発明の効果】
【００５０】
このようにして、本発明によれば、原信号を基本階層と付加階層とに分けて階層的に符号化する場合に、基本階層の情報を利用することで、その符号化効率を向上させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、実施の形態に従って本発明を詳細に説明する。
【００５２】
本実施形態例では、階層符号化方式としてＦＧＳ方式を用い、予測残差信号に有意係数がある場合には、符号情報とＲＵＮとＥＯＰとを３次元可変長符号化し、予測残差信号に有意係数がない場合には、従来技術どおり、符号情報については１ビット固定長符号化し、ＲＵＮとＥＯＰとについては２次元可変長符号化するという構成を採っている。
【００５３】
図４に、本発明を具備する階層符号化装置の一実施形態例を図示する。
【００５４】
本発明の階層符号化装置において、基本階層の符号化については、従来の動き補償予測＋ＤＣＴを用いた符号化方式と同様であるので、本発明の特徴部分である付加階層の符号化について説明する。
【００５５】
付加階層では、減算器１００で、入力された映像信号と基本階層で局所復号した映像信号との差分信号を算出し、これを符号化する。この差分の主な要因は量子化による誤差であるため、この差分信号を上述したように量子化誤差信号と呼んでいる。
【００５６】
ＤＣＴ変換部１０１で、この量子化誤差信号にＤＣＴを施し、ＤＣＴ係数をビット平面に展開し、符号化処理を行う。
【００５７】
このために、まず、量子化誤差信号のＤＣＴ係数について、最大値検出部１０２で、ＤＣＴ係数の絶対値の最大値を検出する。この最大値から付加階層の符号化に必要なビット平面数を決定する。
【００５８】
続いて、必要なビット平面数が判明した後、ビット平面展開部１０３で、図５（ａ）に示すように、量子化誤差信号の絶対値をビット平面に展開し、各ビット平面毎にＲＵＮとＥＯＰとを求める。このＲＵＮとＥＯＰについては、図５（ｂ）に示すような順番に従って、ＦＧＳ方式符号化部１０４と３次元可変長符号化部１０５とに送られる。
【００５９】
一方、付加階層符号検出部１０６では、ＤＣＴ変換部１０１の出力するＤＣＴ係数の符号情報ｓｉｇｎe を検出する。この量子化誤差信号の符号情報ｓｉｇｎe については、ＦＧＳ方式符号化部１０４と符号情報算出部１０７とに送られる。
【００６０】
ＦＧＳ方式符号化部１０４では、従来のＦＧＳ方式の符号化部と同様に、ＲＵＮとＥＯＰとを２次元符号化（ＲＵＮとＥＯＰとに１つの符号を与える符号化方式）し、符号情報ｓｉｇｎe を１ビット固定長符号化する。
【００６１】
一方、基本階層符号検出部１０８では、基本階層でＤＣＴ・量子化された予測残差信号を入力として、予測残差信号の符号情報および有意係数の有無を検出する。したがって、この符号情報は、ｓｉｇｎb ＝−，０，＋の３種類の値をとりうる。
【００６２】
これを受けて、符号情報算出部１０７では、基本階層の符号情報ｓｉｇｎb が非零、つまり有意係数が存在する場合には、付加階層の符号情報ｓｉｇｎe と基本階層の符号情報ｓｉｇｎb との排他的論理和
ｓｉｇｎx ＝ＸＯＲ（ｓｉｇｎb ，ｓｉｇｎe ）
を求めることで、符号化対象の符号情報ｓｉｇｎx を求める。この符号化対象の符号情報ｓｉｇｎx については、３次元可変長符号化部１０５に送られる。
【００６３】
３次元可変長符号化部１０５では、ＲＵＮとＥＯＰ、符号情報ｓｉｇｎx の３つパラメータから３次元可変長符号化（符号情報とＲＵＮとＥＯＰとに１つの符号を与える符号化方式）を行う。
【００６４】
ＦＧＳ方式符号化部１０４の出力と３次元可変長符号化部１０５の出力とは、スイッチ１０９に接続される。このスイッチ１０９は、基本階層の符号情報ｓｉｇｎb によって制御され、基本階層の符号情報ｓｉｇｎb が０の場合には、ＦＧＳ方式符号化部１０４の出力を選択して出力し、基本階層の符号情報ｓｉｇｎb が非零の場合には、３次元可変長符号化部１０５の出力を選択して出力する。
【００６５】
この図４に示す構成に従って、本発明の階層符号化装置は、本発明を実現するために、図６の処理フローに示す処理を実行する。
【００６６】
すなわち、本発明の階層符号化装置は、図６の処理フローに示すように、先ず最初に、ステップ１０で、予測残差信号の符号情報ｓｉｇｎb と量子化誤差信号の符号情報ｓｉｇｎe とを検出し、続くステップ１１で、予測残差信号の有意係数の有無をチェックする。
【００６７】
続いて、ステップ１２で、このチェック処理に従って、予測残差信号の有意係数が存在しないのか否かを判断して、予測残差信号の有意係数が存在しない場合には、ステップ１３に進んで、量子化誤差信号の符号情報ｓｉｇｎe を符号化対象の符号情報として決定する。そして、続くステップ１４で、符号化対象の符号情報ｓｉｇｎe を１ビット固定長符号化し、ＲＵＮとＥＯＰとを２次元可変長符号化して、復号側に送信する。
【００６８】
一方、ステップ１２の判断処理に従って、予測残差信号の有意係数が存在する場合には、ステップ１５に進んで、付加階層の符号情報ｓｉｇｎe と基本階層の符号情報ｓｉｇｎb との排他的論理和を求めることで符号化対象の符号情報ｓｉｇｎx を求めて、その符号情報ｓｉｇｎx を符号化対象の符号情報として決定する。そして、続くステップ１６で、符号化対象の符号情報ｓｉｇｎx とＲＵＮとＥＯＰとを３次元可変長符号化して、復号側に送信する。
【００６９】
次に、本発明を具備する階層復号装置について説明する。
【００７０】
図７に、本発明を具備する階層復号装置の一実施形態例を図示する。
【００７１】
本発明の階層復号装置において、基本階層の復号については、従来方式と同様であるので、本発明の特徴部分である付加階層の復号について説明する。
【００７２】
付加階層では、基本階層符号検出部２００で、基本階層で復号されたＤＣＴ係数の符号情報ｓｉｇｎb および有意係数の有無を検出する。
【００７３】
一方、付加階層の入力端子はスイッチ２０１に接続されている。このスイッチ２０１は、基本階層の符号情報ｓｉｇｎb によって制御されて、基本階層の符号情報ｓｉｇｎb が零の場合には、ＦＧＳ方式復号部２０２への入力に切り替え、非零の場合には、３次元可変長符号復号部２０３への入力に切り替える。
【００７４】
ＦＧＳ方式復号部２０２では、従来方式の復号処理に従って、量子化誤差信号の符号情報ｓｉｇｎe については固定長符号として復号することで、入力されたビット列からＲＵＮとＥＯＰと量子化誤差信号の符号情報ｓｉｇｎe とを復号する。３次元可変長符号復号部２０３では、３次元可変長符号の復号処理に従って、符号対象となった符号情報ｓｉｇｎx については可変長符号として復号することで、入力されたビット列からＲＵＮとＥＯＰと符号情報ｓｉｇｎx とを復号する。
【００７５】
続いて、符号情報復号部２０４で、３次元可変長符号復号部２０３により復号された符号情報ｓｉｇｎx と、基本階層符号検出部２００により検出された基本階層の符号情報ｓｉｇｎb との排他的論理和
ｓｉｇｎe ＝ＸＯＲ（ｓｉｇｎb ，ｓｉｇｎx ）
を求めることで、付加階層の符号情報ｓｉｇｎe を復号する。
【００７６】
続いて、ＤＣＴ係数再構成部２０５で、各復号部で復号したＲＵＮとＥＯＰと量子化誤差信号の符号情報ｓｉｇｎe とから、量子化誤差信号のＤＣＴ係数を求める。
【００７７】
そして、求めた量子化誤差信号のＤＣＴ係数を逆ＤＣＴし、基本階層の復号信号と加えることで、付加階層の映像信号を再生する。
【００７８】
この図７に示す構成に従って、本発明の階層復号装置は、本発明を実現するために、図８の処理フローに示す処理を実行する。
【００７９】
すなわち、本発明の階層符号化装置は、図８の処理フローに示すように、先ず最初に、ステップ２０で、予測残差信号の符号情報ｓｉｇｎb と量子化誤差信号の符号情報ｓｉｇｎe とを検出し、続くステップ２１で、予測残差信号の有意係数の有無をチェックする。
【００８０】
続いて、ステップ２２で、このチェック処理に従って、予測残差信号の有意係数が存在しないのか否かを判断して、予測残差信号の有意係数が存在しない場合には、ステップ２３に進んで、符号化対象となった符号情報ｓｉｇｎe を固定長符号として復号することで、量子化誤差信号の符号情報ｓｉｇｎe を特定して、処理を進めていく。
【００８１】
一方、ステップ２２の判断処理に従って、予測残差信号の有意係数が存在する場合には、ステップ２４に進んで、符号化対象となった符号情報ｓｉｇｎx を可変長符号として復号する。
【００８２】
続いて、ステップ２５で、復号した符号情報ｓｉｇｎx と予測残差信号の符号情報ｓｉｇｎb との排他的論理和を求めることで量子化誤差信号の符号情報ｓｉｇｎe を求めて、処理を進めていく。
【００８３】
このようにして、本発明では、（イ）予測残差信号の有意係数が存在する場合には、量子化誤差信号の符号情報と予測残差信号の符号情報との排他的論理和を算出して、それを符号化対象の符号情報とし、一方、予測残差信号の有意係数が存在しない場合には、量子化誤差信号の符号情報をそのまま符号化対象の符号情報とし、そして、（ロ）予測残差信号の有意係数が存在する場合には、符号化対象の符号情報と量子化誤差信号とを３次元可変長符号化し、一方、予測残差信号に有意係数が存在しない場合には、従来どおり、符号化対象の符号情報については１ビット固定長符号化し、量子化誤差信号については２次元可変長符号化することで、符号化効率を向上を実現するのである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の符号化側の構成図である。
【図２】本発明の復号側の構成図である。
【図３】予測残差信号の分布と量子化代表値との関係を示す図である。
【図４】本発明の階層符号化装置の一実施形態例である。
【図５】ビット平面展開処理の説明図である。
【図６】本発明の階層符号化装置の実行する処理フローである。
【図７】本発明の階層復号装置の一実施形態例である。
【図８】本発明の階層復号装置の実行する処理フローである。
【図９】従来技術の説明図である。
【図１０】従来技術の説明図である。
【図１１】予測残差信号の分布と量子化代表値との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  基本階層符号検出部
１１  符号情報算出部
１２  符号化部
２０  基本階層符号検出部
２１  復号部
２２  符号情報復号部
【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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【図１０】
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【図１１】
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