(57)【要約】【課題】エントロピー符号化結果における、優勢シンボルの発生確率と、マクロブロックごとのシンボル発生確率との比較に基づき、トレードオフを解決する。【解決手段】処理対象の画像データをマクロブロック単位に直交変換と量子化とを行う変換手段と、量子化データをエントロピー符号化するエントロピー符号化手段と、変換手段に入力される画像データのスライス分割位置を設定する制御手段とを備える動画像符号化装置であって、第１の発生確率を算出する第１の算出手段と、第２の発生確率を算出する第２の算出手段と、第１の発生確率と第２の発生確率とにおける優勢シンボルが同一か否かを判定する判定手段と、判定手段の判定の結果、優勢シンボルが異なる場合に、制御手段はスライス分割位置の設定を行う。【選択図】図１
2009081728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の画像データをマクロブロック単位に直交変換と量子化とを行う変換手段と、
前記量子化された画像データをエントロピー符号化するエントロピー符号化手段と、
前記変換手段に入力される画像データのスライス分割位置を設定する制御手段とを備える動画像符号化装置であって、
エントロピー符号化結果における優勢シンボルの発生確率を示す第１の発生確率を算出する第１の算出手段と、
マクロブロック毎のエントロピー符号化結果におけるシンボルの発生確率を示す第２の発生確率を算出する第２の算出手段と、
前記第１の発生確率と前記第２の発生確率とにおける優勢シンボルが同一か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定の結果、前記優勢シンボルが異なる場合に、前記制御手段は前記スライス分割位置の設定を行うことを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記優勢シンボルが、複数のマクロブロックについて継続して異なる場合に、前記スライス分割位置の設定を行うことを特徴とする請求項１に記載の動画像符号化装置。
【請求項３】
前記第１の算出手段は、前記スライス分割位置の設定が行われた場合に、前記第１の発生確率をリセットすることを特徴とする請求項１又は２に記載の動画像符号化装置。
【請求項４】
前記エントロピー符号化手段は、ＣＡＢＡＣ符号化を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の動画像符号化装置。
【請求項５】
処理対象の画像データをマクロブロック単位に直交変換と量子化とを行う変換手段と、
前記量子化された画像データをエントロピー符号化するエントロピー符号化手段と、
前記変換手段に入力される画像データのスライス分割位置を設定する制御手段とを備える動画像符号化装置の制御方法であって、
第１の算出手段が、エントロピー符号化結果における優勢シンボルの発生確率を示す第１の発生確率を算出する第１の算出工程と、
第２の算出手段が、マクロブロック毎のエントロピー符号化結果におけるシンボルの発生確率を示す第２の発生確率を算出する第２の算出工程と、
判定手段が、前記第１の発生確率と前記第２の発生確率とにおける優勢シンボルが同一か否かを判定する判定工程と、
前記制御手段が、前記判定工程における判定の結果、前記優勢シンボルが異なる場合に、前記スライス分割位置の設定を行う設定工程と
を備えることを特徴とする動画像符号化装置の制御方法。
【請求項６】
前記設定工程では、前記優勢シンボルが、複数のマクロブロックについて継続して異なる場合に、前記スライス分割位置の設定を行うことを特徴とする請求項５に記載の動画像符号化装置の制御方法。
【請求項７】
前記第１の算出工程では、前記スライス分割位置の設定が行われた場合に、前記第１の発生確率がリセットされることを特徴とする請求項５又は６に記載の動画像符号化装置の制御方法。
【請求項８】
前記エントロピー符号化手段は、ＣＡＢＡＣ符号化を行うことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の動画像符号化装置の制御方法。
【請求項９】
コンピュータを、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の動画像符号化装置として動作させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像符号化装置、動画像符号化装置の制御方法、および、コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラの符号化方式やＤＶＤレコーダのデータ符号化方式には、符号化効率の高いＭＰＥＧ２（Moving Picture Expert Group）が一般的に利用されている。これに対し近年、映像信号のハイビジョン化に伴い、更なる高圧縮・高能率符号化方式としてＩＴＵ−ＴＲｅｃ．Ｈ．２６４｜ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０  ＡＶＣ（ＪＶＴ、以下Ｈ．２６４と呼ぶ）と呼ばれる標準の規格化が行われている。Ｈ．２６４は、ＭＰＥＧ２やＭＰＥＧ４といった従来の符号化方式に比べ、より高い符号化効率が実現されることが知られている。
【０００３】
ここで、Ｈ．２６４の動画像符号化装置の構成について図４を用いて説明する。図４に示すように、動画像符号化装置は、順番並べ替えを終えたカレントピクチャ４０１と、加算器４０２と、整数変換部４０３と、量子化部４０４と、エントロピー符号化部４０５と、逆量子化部４０６と、逆整数変換部４０７と、加算器４０８を含む。また、ループフィルタ４０９と、ローカルデコードピクチャ４１０と、動き予測に使用する参照ピクチャ４１１と、動き予測部４１２と、動き補償部４１３と、イントラ予測部４１４と、スイッチ４１５と、量子化制御部４１６とを含む。なお、カレントピクチャ（処理対象の現画像）４０１、ローカルデコードピクチャ４１０及び参照ピクチャ４１１は、それぞれ画像メモリに記憶された状態である。
【０００４】
図４を参照して、動画像符号化装置におけるイントラ符号化の処理を説明する。イントラ符号化の場合、画面並べ替えを終えたカレントピクチャ４０１から画像データをマクロブロック単位で読み出し、イントラ予測部４１４に供給する。イントラ予測部４１４では、後述する復号画像情報からイントラ予測画像を生成する。生成されたイントラ予測画像はスイッチ４１５を通過して加算器４０２に入力される。加算器４０２は、カレントピクチャとの差分画像を生成し、該差分画像を整数変換部４０３に供給する。整数変換部４０３は、差分画像に対して離散コサイン変換等の整数変換処理を施し、変換係数を量子化部４０４に供給する。量子化部４０４は、整数変換部４０３から供給された変換係数に対して量子化処理を施す。エントロピー符号化部４０５は、量子化部４０４で算出された量子化変換係数や量子化スケール等から符号化モードを決定し、この符号化モードに対してエントロピー符号化等の可逆符号化を施し、画像符号化単位のヘッダ情報を形成する。この符号化された符号化モードは、画像圧縮情報として出力される。
【０００５】
量子化部４０４は、量子化制御部４１６によって制御される。また、量子化部４０４は、量子化後の変換係数を逆量子化部４０６に供給し、逆量子化部４０６で、その変換係数を逆量子化する。逆整数変換部４０７は、逆量子化された変換係数に対して逆整数変換処理を施して差分画像を復号し、加算器４０８に供給する。加算器４０８は、スイッチ４１５から出力されたイントラ予測画像と復号された差分画像とを加算して復号画像情報を生成し、ループフィルタ４０９とイントラ予測部４１４へ供給する。ループフィルタ４０９では、復号画像情報からマクロブロック境界ならびに整数変換ブロック境界のブロック歪を除去した後、ローカルデコードピクチャ４１０として蓄積する。ローカルデコードピクチャ４１０は、後述するインター符号化時に使用する参照ピクチャ４１１として利用される。
【０００６】
次にインター符号化の処理を説明する。インター符号化の場合、画像並べ替えを終えたカレントピクチャ４０１から画像データをマクロブロック単位で読み出し、動き予測部４１２と動き補償部４１３とに供給する。動き予測部４１２と動き補償部４１３とは、参照用の画像データを参照ピクチャ４１１から読み出し、動き予測処理と動き補償処理とを施してインター予測画像を生成する。
【０００７】
生成されたインター予測画像はスイッチ４１５を通過して、加算器４０２に入力される。加算器４０２は、カレントピクチャとの差分画像を生成し、該差分画像を整数変換部４０３に供給する。その後の整数変換、量子化、逆量子化、逆整数変換の流れはイントラ符号化の場合と同じなので省略する。なお、エントロピー符号化部４０５は、動き予測部４１２で算出された動きベクトル情報に対してエントロピー符号化等の可逆符号化処理を施し、画像符号化単位のヘッダ部に挿入される情報を形成する。
【０００８】
ここで、エントロピー符号化部４０５について詳細に説明する。Ｈ．２６４のエントロピー符号化部４０５では、量子化部４０４、動き補償部４１３或いはイントラ予測部４１４から入力された量子化係数情報、動き情報或いはモード情報等のシンボルに対し、以下のいずれかのエントロピー符号化が適用される。エントロピー符号化の１つは、ＣＡＢＡＣ（Ｃｏｎｔｅｘｔ−ｂａｓｅｄ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｂｉｎａｒｙ  Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  Ｃｏｄｉｎｇ）と呼ばれるエントロピー符号化（以下、ＣＡＢＡＣ）である。もう１つは、ＣＡＶＬＣ（Ｃｏｎｔｅｘｔ−ｂａｓｅｄ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｃｏｄｉｎｇ）と呼ばれる可変長符号化（以下、ＣＡＶＬＣ）である。このいずれかのエントロピー符号化により、符号化信号（ビットストリーム）が出力される。
【０００９】
どちらのエントロピー符号化方式が適用されるかは、ＣＡＢＡＣ／ＣＡＶＬＣ選択情報により決定される。ＣＡＢＡＣ／ＣＡＶＬＣ選択情報は、ＰＰＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｓｅｔ）で決定され、スライス単位に切り替えて使用することが可能である。またＣＡＢＡＣ／ＣＡＶＬＣ選択情報を含んだＰＰＳは、図７に示すようにビットストリームに埋め込まれて出力される。
【００１０】
上述の２つのエントロピー符号化のうち、ＣＡＢＡＣについて図５を参照して説明する。
【００１１】
量子化部４０４、動き予測部４１２、或いは、イントラ予測部４１４から入力された量子化変換係数情報、動き情報、或いは、モード情報が多値シンボルとして２値化部５０１に入力される。２値化部５０１では、入力された多値シンボルを、予め定められた一定規則にもとづき任意の長さの２値シンボル列に変換する。この２値シンボル列は２値算術符号化部５０２に入力され、２値算術符号化部５０２では、入力された２値シンボルに対して２値算術符号化を適用し、その結果をビットストリームとして出力する。
【００１２】
なお、コンテキスト計算部５０３では、２値化部５０１に入力されたシンボル情報と２値化部５０１からの出力である２値信号をもとに、２値信号発生確率を示すコンテキストの計算を行い、２値算術符号化部５０２に入力する。コンテキスト計算部５０３では、符号化処理中に随時更新されるコンテキストとリセット時などに用いられるコンテキストの初期状態が保存される。
【００１３】
ＣＡＢＡＣでは、０以上１未満の領域を、優勢シンボル（ＭＰＳ）と劣勢シンボル（ＬＰＳ）との発生確率に基づいて分割し、入力シンボルによって一方を選択する。さらに、選択された領域に対して、分割を繰り返し（正規化）、最終的に特定された領域内の値を出力としている。
【００１４】
エントロピー符号化にＣＡＢＡＣを用いた場合、ＣＡＢＡＣ符号化アルゴリズムの性質上"０"、"１"のシンボル発生確率に応じて符号化効率が大きく変化することがある。ＣＡＢＡＣは、ＭＰＳが"１"で"１"のシンボル発生確率が５０％以上の場合、２値シンボルを１ビット以下で表現できるためＭＰＥＧ２で採用されているＶＬＣよりも高い圧縮効率が得られると言われている。一方、同じ状況で"１"のシンボル発生確率が５０％未満の場合、２値シンボルを表現するのに多くのビットを必要とする可能性がある。すなわち、ＭＰＳが"０"であり、その発生確率が１００％に近い値に対して、"１"が続くような２値シンボル列が入力された場合、ＣＡＢＡＣを行っても符号化効率は低下してしまう。
【００１５】
図６は、上述した仕組みを簡単に説明するための図である。１枚の画像６０１において、上半分は"０"のシンボル発生確率が１００％、下半分は"１"のシンボル発生確率が１００％であるとする。画像全体で見れば、"０"、"１"のシンボル発生確率はそれぞれ５０％ずつとなるために、ＭＰＳが"０"、"１"どちらのシンボルでも符号化効率は低下する。しかしながら、画面を上下に分けて考えると上半分は"０"のシンボル発生確率が１００％となっているためにＭＰＳが"０"であれば符号化効率は向上する。また同様に画面の下半分は"１"のシンボル発生確率が１００％となっているためＭＰＳが"１"であれば符号化効率は向上する。
【００１６】
このように画面を分割して確率の偏りを発生させる方がＣＡＢＡＣの符号化効率が向上する。なお、これは一つの例であり実際にこのような状況は発生しにくいが説明のためのものとする。
【００１７】
ところで、画像データを符号化する場合、スライスと呼ばれる単位で符号化することが知られている。スライス境界におけるシンボルの発生確率が異なることで符号化効率が低下してしまうことに対する解決策を提案した先行技術として、特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００５−３４７７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
画像をスライス単位に分割することで、スライス単位での復号が可能となるためエラー耐性を高めることが可能となる。しかしながら一方で、スライスを分割し過ぎるとスライスの先頭で、それ以前のスライスのシンボル発生確率をリセットする必要があり符号化効率が低下してしまうという問題が発生する。そのため、エラー耐性向上と符号化効率向上というトレードオフを解決するように符号化を行う必要がある。
【００１９】
特許文献１では、スライス開始時にシンボルの状態を表すレジスタ値をリセットするか否かを示すレジスタリセットフラグと、シンボルの状態（リセットを行わないことを示す場合のみ）とをスライスヘッダに多重化して、トレードオフを解決している。
【００２０】
本発明は、エラー耐性向上と符号化効率向上という上記トレードオフを解決するための他の手法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するための本発明は、
処理対象の画像データをマクロブロック単位に直交変換と量子化とを行う変換手段と、
前記量子化された画像データをエントロピー符号化するエントロピー符号化手段と、
前記変換手段に入力される画像データのスライス分割位置を設定する制御手段とを備える動画像符号化装置であって、
エントロピー符号化結果における優勢シンボルの発生確率を示す第１の発生確率を算出する第１の算出手段と、
マクロブロック毎のエントロピー符号化結果におけるシンボルの発生確率を示す第２の発生確率を算出する第２の算出手段と、
前記第１の発生確率と前記第２の発生確率とにおける優勢シンボルが同一か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定の結果、前記優勢シンボルが異なる場合に、前記制御手段は前記スライス分割位置の設定を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、エントロピー符号化結果における、優勢シンボルの発生確率と、マクロブロックごとのシンボル発生確率との比較に基づき、上記トレードオフを解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付の図面を参照して、発明の実施形態を説明する。
【００２４】
本実施形態における動画像符号化装置は、図１に示すようにカレントピクチャ１０１と、加算器１０２と、整数変換部１０３と、量子化部１０４と、エントロピー符号化部（ＣＡＢＡＣ部）１０５を備える。さらに逆量子化部１０６と、逆整数変換部１０７と、加算器１０８と、ループフィルタ１０９と、ローカルデコードピクチャ１１０と、動き予測に使用する参照ピクチャ１１１と、動き予測部１１２と、動き補償部１１３と、イントラ予測部１１４とを備える。また、スイッチ１１５と、量子化制御部１１６、バッファ１１７、コントローラ１１８とを含んで構成される。なお、カレントピクチャ（処理対象の現画像）１０１、ローカルデコードピクチャ１１０及び参照ピクチャ１１１は、それぞれ画像メモリに記憶された状態で保持される。
【００２５】
次に、動画像符号化装置の動作を説明する。なお、基本的な構成は背景技術の欄で参照した図４と同様である。図１において、イントラ符号化の処理を説明する。
【００２６】
イントラ符号化の場合、画面並べ替えを終えたカレントピクチャ１０１から画像データをマクロブロック単位で読み出し、イントラ予測部１１４に供給する。イントラ予測部１１４で後述するローカルデコードピクチャから予測画像を生成する。イントラ予測画像はスイッチ１１５を通過し、加算器１０２に入力される。加算器１０２では、イントラ予測画像とカレントピクチャとの差分画像を生成し、整数変換部１０３に供給する。整数変換部１０３は、マクロブロック毎の差分画像に対して離散コサイン変換を施し、変換係数（直交変換データ）を量子化部１０４に供給する。量子化部１０４は、整数変換部１０３から供給された変換係数に対して量子化処理を施し、量子化データを生成する。エントロピー符号化部１０５は、量子化部１０４で算出された量子化変換係数や量子化スケール等から符号化モードを決定し、この符号化モードに対してエントロピー符号化等の可逆符号化を施し、画像符号化単位のヘッダ情報を形成する。この符号化された符号化モードは、画像圧縮情報として出力される。
【００２７】
量子化部１０４は、量子化制御部１１６によって制御される。また、量子化部１０４は、量子化後の変換係数を逆量子化部１０６に供給し、逆量子化部１０６で、その変換係数を逆量子化する。逆整数変換部１０７は、逆量子化された変換係数に対して逆直交変換処理を施して復号画像情報を生成する。その後、ループフィルタ１０９でマクロブロック境界ならびに整数変換ブロック境界のブロック歪を除去した後、ローカルデコードピクチャ１１０として蓄積して、後述するインター符号化時に使用する参照ピクチャ１１１として利用される。
【００２８】
次にインター符号化の処理を説明する。インター符号化の場合、画像並べ替えを終えたカレントピクチャ１０１から画像データをマクロブロック単位で読み出し、動き予測部１１２ならびに動き補償部１１３に供給する。動き予測部１１２ならびに動き補償部１１３は、参照される画像データを参照ピクチャ１１１から読み出し、動き予測ならびに補償処理を施して参照画像を生成する。スイッチ１１５はインター予測画像を通過させ、加算器１０２においてカレントピクチャとの差分を生成し、整数変換部１０３に供給される。その後の整数変換、量子化、整数逆変換、逆量子化の流れはイントラ符号化を同じなので省略する。
【００２９】
なお、エントロピー符号化部１０５は、動き予測部１１２で算出された動きベクトル情報に対してエントロピー符号化等の可逆符号化処理を施し、画像符号化単位のヘッダ部に挿入される情報を形成する。ここで、エントロピー符号化部１０５においてＣＡＢＡＣ／ＣＡＶＬＣ選択情報はＰＰＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｓｅｔ）で決められ、スライス単位に切り替えて使用することが可能である。またＣＡＢＡＣ／ＣＡＶＬＣ選択情報を含んだＰＰＳは図７に示すようにビットストリームに埋め込まれて出力される。
【００３０】
次に、図２および図３を参照して、優勢シンボル（ＭＰＳ）の発生確率とマクロブロック毎のシンボル発生確率に応じてスライスを分割する、本実施形態における処理を説明する。
【００３１】
図２において、画像２０２は、符号化対象の画像であり、エントロピー符号化結果において画像の上半分（Ａ領域）では"０"のシンボル発生確率が高く（１００％）なっている。また、画像の下半分（Ｂ領域）では"１"のシンボル発生確率が高く（１００％）なっている。
【００３２】
グラフ２０１は、マクロブロックナンバーとエントロピー符号化効率との関係を示したグラフである。グラフ２０１は、横軸にマクロブロックナンバーを、縦軸にエントロピー符号化効率を示している。マクロブロックナンバーとは符号化の単位であるマクロブロックに対して左上から順番に符号化順序（例えば、ラスタスキャン順）に従ってつけられた番号である。
【００３３】
エントロピー符号化効率とは、マクロブロック単位のエントロピー符号化前後の符号量の比率を示す。より詳細に該比率は、量子化データのマクロブロック単位の積算値（エントロピー符号化前積算符号量）に対する、エントロピー符号化部１０５の出力データのマクロブロック単位の積算値（エントロピー符号化後積算符号量）の比率である。このエントロピー符号化効率の値が大きければ、符号化前後で符号量が十分に減少していないことを意味するので、エントロピー符号化の処理効率が悪いことになる。逆にこの値が小さければ、符号化前後で符号量が十分に減少していることを意味するので、処理効率が良いことになる。
【００３４】
ＭＰＳ遷移確率２０３は、ＭＰＳの発生確率をマクロブロックナンバーに応じて示したものであり、棒グラフ２０４から２０７は、"０"、"１"シンボルのＭＰＳ発生確率を示す。棒グラフ２０４は画面の左上、即ちピクチャ符号化開始直後のＭＰＳ発生確率を示す。棒グラフ２０５および２０６は、画像２０２のＡ領域とＢ領域との境界付近のＡ領域側とＢ領域側の各ＭＰＳ発生確率を示す。棒グラフ２０７は画面の右下、即ちピクチャ符号化終了直前のＭＰＳ発生確率を示す。このようにＭＰＳ遷移確率２０３は、マクロブロック番号を基準として、これらのＭＰＳ発生確率を時系列に並べたものを意味する。
【００３５】
画面の左上（ピクチャ符号化開始直後）では、エントロピー符号化部１０５はＭＰＳをリセットする。すなわち、棒グラフ２０４のようにシンボル"０"、"１"のＭＰＳ遷移確率は５０％として符号化を開始する。符号化が進むにつれて画面の上半分まではシンボル"０"の発生度合いが高くなるために、ＭＰＳは"０"となりＭＰＳ遷移確率２０３は棒グラフ２０５のように０が優勢となる。この間、ＭＰＳが"０"で、そのシンボル発生確率が高いため、エントロピー符号化効率は上昇（値が減少）していくことになる。
【００３６】
一方、符号化処理が画像２０２のＢ領域側に入っていくと、シンボル"１"の発生度合いが高くなるため、ＭＰＳ遷移確率２０３は棒グラフ２０６のように"０"が優勢のままであるが、"０"の割合は棒グラフ２０５の時と比べて小さくなっていく。やがて、画面の右下（ピクチャ符号化終了直前）まで符号化が進むと、その間シンボル"１"の発生度合いが高くなっていたために、棒グラフ２０７に示すようにＭＰＳ発生確率はシンボル"０"、"１"の割合が５０％ずつとほぼ同じ状態になる。この間はＭＰＳが"０"であるにも関わらず、シンボル"１"の発生度合いが高いため、エントロピー符号化効率は悪いことになる。
【００３７】
このようなエントロピー符号化効率の悪化を解消する手法を、本実施形態では提案する。具体的に図３を参照して、本実施形態に対応する処理を説明する。
【００３８】
図３において、画像３０２は、画像２０２と同様の符号化対象画像であって、画像の上半分（Ａ領域）では"０"のシンボル発生確率が高く、下半分（Ｂ領域）では"１"のシンボル発生確率が高くなっている。
【００３９】
グラフ３０１もグラフ２０１と同様に、横軸にマクロブロックナンバーを、縦軸にエントロピー符号化効率を示したグラフである。ＭＰＳ遷移確率３０３もＭＰＳ遷移確率２０３と同様に、ＭＰＳの発生確率（第１の発生確率）をマクロブロックナンバーに応じて示したものであり、エントロピー符号化部１０５における第１の算出部において算出される。棒グラフ３０４から３０７も棒グラフ２０４から２０７と同様に、"０"、"１"シンボルの発生確率をそれぞれ示す。
【００４０】
瞬時発生確率３０８は、現在符号化を行っているマクロブロックのシンボル発生確率（第２の発生確率）を示し、エントロピー符号化部１０５における第２の算出部において算出される。すなわち、ＭＰＳとは関係なく、符号化処理対象のマクロブロックの"０"、"１"発生確率を示しており、これを瞬時発生確率と呼ぶ。画像３０２のＡ領域では、シンボル"０"の発生度合いが高いため、瞬時発生確率は棒グラフ３０９と３１０とに示すように"０"のシンボル発生確率が高くなる。一方、画像３０２のＢ領域では、シンボル"１"の発生度合いが高いため、瞬時発生確率は３１１ならびに３１２に示すように"１"のシンボル発生確率が高くなる。
【００４１】
次に、本実施形態に対応するエントロピー符号化部１０５およびコントローラ１１８の動作を説明する。
【００４２】
コントローラ１１８には、量子化部１０４から出力された量子化データ（エントロピー符号化前符号量）と、エントロピー符号化部１０５から出力された符号化データ（エントロピー符号化後符号量）とが入力される。また、エントロピー符号化部１０５から、該エントロピー符号化部１０５内部で利用するＭＰＳ発生確率がコントローラ１１８に入力される。
【００４３】
コントローラ１１８は、これらの入力されたデータのうち、エントロピー符号化後の符号化データにおける"０"、"１"シンボル発生確率である瞬時確率をマクロブロック毎に算出する。同様にＭＰＳ発生確率もマクロブロック毎に入力されるので、これらの発生確率の遷移を所定期間観測する。所定期間は、マクロブロック数により定義することができる。
【００４４】
観測の結果、ＭＰＳ発生確率と瞬時発生確率との優勢シンボルが同一であれば、そのまま次のマクロブロックの符号化を続けていく。一方、ＭＰＳ発生確率と瞬時発生確率の優勢シンボルが異なれば、コントローラ１１８は、次のマクロブロックでスライス分割を行うように、モジュール１１９に指示を行ってスライス分割位置と設定する。該モジュール１１９は、動き予測部１１２、動き補償部１１３、イントラ予測部１１４、ループフィルタ１０９を含む。またスライスを分割した場合、ＭＰＳの学習過程をリセットする必要があるためにエントロピー符号化部１０５に対してＭＰＳ発生確率のリセットを指示する。
【００４５】
具体的な動作について図３を用いて説明する。これから符号化する画像３０２に対して、画面の左上である符号化開始直後において、"０"、"１"のＭＰＳ遷移確率３０３は棒グラフ３０４に示すように５０％ずつである。一方、瞬時発生確率３０８は棒グラフ３０９に示すように"０"の割合が高くなっている。この状態でエントロピー符号化を行うと、エントロピー符号化効率はさほど高くない。このまま符号化が進むに連れて、画面の上半分ではシンボル"０"の発生度合いが高いため、ＭＰＳはシンボル"０"に傾いていき、ＭＰＳ発生確率は棒グラフ３０４から３０５のように変化していく。この時エントロピー符号化効率は高いものとなる。また、コントローラ１１８ではＭＰＳ発生確率と瞬時発生確率とが、同一シンボルが優勢の傾向を示すために、スライス分割を行わずにそのまま符号化処理を進めていく。
【００４６】
次に、符号化処理対象が画像３０２のＢ領域側のマクロブロックとなると、シンボル"１"の発生度合いが高くなるが、ＭＰＳとしては棒グラフ３０５と同様にシンボル"０"のＭＰＳ発生確率が高い状態となっている。
【００４７】
この状態では、ＭＰＳ発生確率と瞬時発生確率における優勢シンボルは異なっている。コントローラ１１８は、このような優勢シンボルの逆転状態が所定マクロブロック数継続しているかどうかを判定する。もし、係る逆転状態が継続する場合には、後続マクロブロックの符号化効率が悪くなるので、モジュール１１９に対してスライス分割指示を行ってスライス分割位置を設定し、エントロピー符号化部１０５に対してもＭＰＳリセットを指示する。これにより棒グラフ３０６のように"０"、"１"のシンボル発生確率が５０％ずつとなる。
【００４８】
スライス分割された後のマクロブロックに対するエントロピー符号化は、開始直後では"０"、"１"のＭＰＳ発生確率が５０％ずつなのでさほど効率が良いとは言えない。しかし、符号化が進むに連れてＭＰＳ発生確率における"１"の割合が棒グラフ３０７のように高くなるため、グラフ３０１に示すようにスライス分割を行わない場合よりも符号化効率が向上されていく。
【００４９】
図３ｂは、本実施形態に対応する上述の処理の一例を示すフローチャートである。当該処理は、コントローラ１１８において実現される。該コントローラ１１８は、対応する処理プログラムを実行することにより、フローチャートに対応する処理を実現することができる。
【００５０】
まず、ステップＳ３０１において、コントローラ１１８は、エントロピー符号化部１０５から、処理対象のマクロブロックにおけるＭＰＳ発生確率と瞬時発生確率とを取得する。続くステップＳ３０２では、ＭＰＳ発生確率と瞬時発生確率との優勢シンボルが同一であるか否かを判定する。もし、同一である場合には（ステップＳ３０２において「ＹＥＳ」）、ステップＳ３０１に戻って処理を継続する。一方、優勢シンボルが異なる場合には（ステップＳ３０２において「ＮＯ」）、ステップＳ３０３に移行する。
【００５１】
ステップＳ３０３では、優勢シンボルが異なる状態が複数（所定数）のマクロブロックについて継続したか否かを判定する。もし、複数（所定数）継続していない場合には（ステップＳ３０３において「ＮＯ」）、ステップＳ３０１に戻って処理を継続する。一方、所定マクロブロック数継続した場合には（ステップＳ３０３において「ＹＥＳ」）、ステップＳ３０４に移行する。
【００５２】
ステップＳ３０４では、モジュール１１９にスライス分割を行うように指示する。続くステップＳ３０５では、エントロピー符号化部１０５に対してＭＰＳ発生確率のリセットを行うように指示する。その後、処理を終了する。
【００５３】
以上に説明した処理を行うことで、スライス分割によるエラー耐性の向上とエントロピー符号化の符号化効率向上のトレードオフを解決することが可能である。本実施形態では、簡単のためにスライスを画面の上下２分割にする例を示したが、分割形状を問わず、ＭＰＳ発生確率と瞬時発生確率における優勢シンボルの状態に応じてＮ分割することができる。
【００５４】
またコントローラ１１８において、観測するマクロブロック期間を短くすれば、エントロピー符号化効率は多少下降するものの積極的にスライス分割を行ってエラー耐性を高めることができる。一方、さほどエラー耐性を高めなくても良い状況では、観測するマクロブロック期間を長くすることで、あまりスライス分割を行わないようにすることも可能である。
【００５５】
この観測期間は、図３ｂのステップＳ３０１における情報の取得タイミングを調整することにより、調整可能である。
【００５６】
［その他の実施形態］
本発明の目的は、前述した機能を実現するコンピュータプログラムのコードを記録した記憶媒体を、システムに供給し、そのシステムがコンピュータプログラムのコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムのコード自体が前述した実施形態の機能を実現し、そのコンピュータプログラムのコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。また、そのプログラムのコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した機能が実現される場合も含まれる。
【００５７】
さらに、以下の形態で実現しても構わない。すなわち、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムコードを、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込む。そして、そのコンピュータプログラムのコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行って、前述した機能が実現される場合も含まれる。
【００５８】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するコンピュータプログラムのコードが格納されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】発明の実施形態に対応する動画像符号化装置の構成の一例を示す図である。
【図２】ＭＰＳ遷移確率と符号化効率との関係を説明する図である。
【図３ａ】発明の実施形態に対応する、ＭＰＳ遷移確率と符号化効率との関係を説明する図である。
【図３ｂ】発明の実施形態に対応する処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】従来の動画像符号化装置の構成を示す図である。
【図５】エントロピー符号化器であるＣＡＢＡＣの構成を示す図である。
【図６】従来の処理を説明するための画像のシンボル発生確率を示す図である。
【図７】符号化ストリームを説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０１  カレントピクチャ
１０２  加算器
１０３  整数変換部
１０４  量子化部
１０５  エントロピー符号化部
１０６  逆量子化部
１０７  逆整数変換部
１０８  加算器
１０９  ループフィルタ
１１０  ローカルデコードピクチャ
１１１  参照ピクチャ
１１２  動き予測部
１１３  動き補償部
１１４  イントラ予測部
１１５  スイッチ
１１６  量子化制御部
１１７  バッファ
１１８  コントローラ
１１９  モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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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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