專利名稱：圖像編碼方法、圖像譯碼方法、圖像編碼裝置、圖像譯碼裝置、程序、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)、以及 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以適合于移動(dòng)式視頻傳送系統(tǒng)等的圖像傳送系統(tǒng)的圖像編碼方法、圖像譯碼方法、圖像編碼裝置、圖像譯碼裝置、程序、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，以及圖像傳送系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，作為運(yùn)動(dòng)圖像的編碼方式，已知有ITU-T H.26x和MPEG序列等的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)圖像編碼方式。在這些圖像編碼方式中，對(duì)分割了這些圖像得到的塊的各自的圖像，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(MCMotion Compensation)和離散余弦變換(DCTDiscrete CosineTransform)等規(guī)定的數(shù)據(jù)變換操作，由此制成成為編碼對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)。
另外，由數(shù)據(jù)變換操作制成的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)一步被可變長(zhǎng)編碼，成為在圖像傳送中使用的作為壓縮數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)。作為這樣的可變長(zhǎng)編碼方法之一，使用算術(shù)編碼(ACArithmetic Coding)。
一般，當(dāng)對(duì)組合了多種符號(hào)的信息源系列(符號(hào)系列)進(jìn)行算術(shù)編碼的情況下，首先，在
與各字符對(duì)應(yīng)的8個(gè)區(qū)間。而后，在這些區(qū)間中，向與字符“A”對(duì)應(yīng)的區(qū)間
進(jìn)行區(qū)間縮小。以下，對(duì)于第2字符“R”，參照概率表，把區(qū)間
劃分為8個(gè)區(qū)間。而后，在這些區(qū)間中，向與字符“R”對(duì)應(yīng)的區(qū)間
縮小區(qū)間。
以下，對(duì)各字符順序進(jìn)行采用該區(qū)間縮小的編碼操作。而后，在最終得到的數(shù)直線上的區(qū)間
中，處于該區(qū)間內(nèi)的數(shù)值“0.0757451536”，被作為算術(shù)編碼了字符串“ARITHMETIC”的代碼字生成。
圖3是展示對(duì)使用了圖1所示的概率表的代碼字“0.0757451536”的字符串“ARITHMETIC”譯碼的圖。
在圖3所示的例子中，首先，對(duì)作為譯碼對(duì)象的代碼字“0.0757451536”，參照?qǐng)D1所示的概率表，特定包含代碼字的區(qū)間長(zhǎng)為0.1的區(qū)間
。而后，在把與特定的區(qū)間對(duì)應(yīng)的字符“A”作為第1字符輸出的同時(shí)，通過(guò)(代碼字-下限)/(區(qū)間長(zhǎng))，生成新的代碼字“0.0757451536”。以下，對(duì)于代碼字“0.0757451536”，參照概率表，特定包含代碼字的區(qū)間長(zhǎng)為0.1的區(qū)間
。而后，在把與特定的區(qū)間對(duì)應(yīng)的字符“R”作為第2字符輸出的同時(shí)，生成新的代碼字“0.757451536”。
以下，對(duì)代碼字順序進(jìn)行該譯碼操作。而后，從算術(shù)編碼后的代碼字“0.0757451536”中復(fù)原字符串“ARITHMETIC”。
這樣，在使用了算術(shù)編碼的信息源系列的可變長(zhǎng)編碼中，通過(guò)使包含在信息源系列中的符號(hào)和數(shù)直線上的區(qū)間對(duì)應(yīng)，可以用[0.0，1.0)的數(shù)直線上的代碼字表現(xiàn)任意的信息源系列。另外，通過(guò)根據(jù)各符號(hào)的出現(xiàn)概率設(shè)定使符號(hào)和區(qū)間對(duì)應(yīng)的概率表，可以高效率地進(jìn)行信息源系列的可變長(zhǎng)編碼，可以提高采用編碼的數(shù)據(jù)壓縮的效率。

發(fā)明內(nèi)容
圖4是展示使用了采用上述算術(shù)編碼的可變長(zhǎng)編碼的圖像編碼方法一例的流程圖。在圖4所示的圖像編碼方法中，用被稱為在ITU-T H.26L視頻編碼方式(參照VCEG-M10 H.26L Test ModelLong Term Number 8(TML-8)draft0)中使用的環(huán)境建模的CBAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)的方法，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的算術(shù)編碼。
在圖像數(shù)據(jù)的編碼中，首先，把編碼對(duì)象的圖像分割為規(guī)定大小的塊，對(duì)每塊進(jìn)行幀內(nèi)編碼(Intra-Frame Coding，幀內(nèi)編碼)或幀間編碼(Inter-Frame Coding，幀間編碼)、DCT等的正交變換等必要的數(shù)據(jù)變換操作，生成表示在塊內(nèi)之圖像的圖像數(shù)據(jù)。而后，對(duì)于該圖像數(shù)據(jù)，使用算術(shù)編碼等進(jìn)行可變長(zhǎng)編碼，生成經(jīng)數(shù)據(jù)壓縮的編碼數(shù)據(jù)。
在圖4所示的圖像編碼方法中，特別是不用預(yù)先被固定設(shè)定的條件進(jìn)行編碼，而是在編碼每塊的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，進(jìn)行環(huán)境建模(步驟S901，Context Modeling)。在使用了環(huán)境建模的算術(shù)編碼中，關(guān)于在圖像數(shù)據(jù)的編碼中使用的概率表，對(duì)編碼對(duì)象的塊中的圖像數(shù)據(jù)所適用的概率表，參照在相鄰塊中進(jìn)行圖像編碼的處理結(jié)果等的編碼條件進(jìn)行切換設(shè)定。
如果結(jié)束了采用環(huán)境建模的概率表的設(shè)定，則2值化編碼對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)(例如多個(gè)DCT系數(shù))，生成應(yīng)該傳送的數(shù)據(jù)系列(S902，Binarization)。而后，對(duì)經(jīng)2值化的數(shù)據(jù)系列進(jìn)行算術(shù)編碼(S903，Adaptive Binary Arithmetic Coding)，得到編碼數(shù)據(jù)。
具體地說(shuō)，對(duì)于經(jīng)2值化的數(shù)據(jù)系列的各位，分配由環(huán)境建模設(shè)定的概率表進(jìn)行概率評(píng)價(jià)(S904，Probability Estimation)。而后，用被分配的概率表算術(shù)編碼數(shù)據(jù)系列，生成作為編碼數(shù)據(jù)的數(shù)直線上的代碼字(S905，Arithmetic Coding)。另外，根據(jù)算術(shù)編碼的處理結(jié)果，把編碼后的位的發(fā)生頻度等的信息反饋到概率表，由此更新概率評(píng)價(jià)，把編碼的趨勢(shì)反映在概率表中(S906，ProbabilityEstimation Update)。
如果采用使用了環(huán)境建模的算術(shù)編碼的上述圖像編碼方法，由于根據(jù)編碼條件和處理結(jié)果切換所使用的概率表，因而可以減少編碼數(shù)據(jù)中的冗長(zhǎng)度。
在此，在編碼幀圖像得到的編碼數(shù)據(jù)中，對(duì)于與幀圖像對(duì)應(yīng)的幀層，有把幀層分割為1個(gè)或者多個(gè)切片層(slice layered)制成編碼數(shù)據(jù)的情況。切片層是為了數(shù)據(jù)的多重化和轉(zhuǎn)送的高效率，或者是為了把傳送錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)的影響限制在最小限度而使用的。
另一方面，在各切片層中，適用在算術(shù)編碼中的概率表被初始化。在該概率表的初始化中，具有即使在錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)也可以再開(kāi)始譯碼的效果。但是，如圖4所示當(dāng)用在概率表中反映編碼趨勢(shì)的方法進(jìn)行算術(shù)編碼的情況下，存在通過(guò)在切片層中概率表的初始化，損失了被反映在概率表中的信息的問(wèn)題。
即，作為在初始化中使用的概率表，通常是不按編碼對(duì)象的圖像，而使用一定的概率表。因此，如果被初始化為和該圖像不一致的概率表，則在每次初始化時(shí)編碼的效率下降。另外，在發(fā)生頻度少的編碼位中，因?yàn)樵诰幋a趨勢(shì)被反映在概率表中之前被初始化，使用效率降低。
另外，初始化，如上所述是為了從傳送錯(cuò)誤中恢復(fù)而進(jìn)行的，在傳送路中未必一定發(fā)生傳送錯(cuò)誤。當(dāng)未發(fā)生傳送錯(cuò)誤的情況下，或者在傳送錯(cuò)誤少的情況下，概率表的初始化效率低。這樣，當(dāng)在切片層中概率表被不必要地初始化的情況下，在編碼數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)壓縮效率將下降。
本發(fā)明，就是為了解決上述的問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種對(duì)于具有采用切片層和幀層的分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)，在編碼數(shù)據(jù)的整體中適宜地設(shè)定概率表，可以提高在編碼數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)壓縮效率的圖像編碼方法、圖像譯碼方法、圖像編碼裝置、圖像譯碼裝置、程序、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，以及圖像傳送系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的圖像編碼方法，是把圖像分割為規(guī)定大小的塊，對(duì)每塊編碼圖像數(shù)據(jù)的編碼方法，其特征在于具備(1)對(duì)在幀圖像內(nèi)的塊的各自的圖像進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)變換操作，制成成為編碼對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)的變換步驟；(2)通過(guò)使用了規(guī)定概率表的算術(shù)編碼可變長(zhǎng)編碼圖像數(shù)據(jù)，生成具有采用由多個(gè)塊組成的切片層、和由1個(gè)或者多個(gè)切片層組成與幀圖像對(duì)應(yīng)的幀層的分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)的編碼步驟，(3)在編碼步驟中，對(duì)于切片層設(shè)定概率表的初始化的有無(wú)，在包含該切片層的編碼數(shù)據(jù)中的規(guī)定的層的標(biāo)題上，附加表示被設(shè)定的初始化有無(wú)的標(biāo)志，與此同時(shí)，當(dāng)被設(shè)定為有初始化的情況下，初始化概率表。
同樣，本發(fā)明的圖像編碼裝置，是把圖像分割為規(guī)定大小的塊，為每塊編碼圖像數(shù)據(jù)的編碼裝置，其特征在于具備(1)對(duì)在幀圖像內(nèi)的塊的各自的圖像進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)變換操作，制成成為編碼對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)的變換裝置；(2)通過(guò)使用了規(guī)定概率表的算術(shù)編碼可變長(zhǎng)編碼圖像數(shù)據(jù)，生成具有采用由多個(gè)塊組成的切片層、和由1個(gè)或者多個(gè)切片層組成與幀圖像對(duì)應(yīng)的幀層的分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)的編碼裝置，(3)在編碼裝置中，對(duì)于切片層設(shè)定概率表初始化的有無(wú)，在包含該切片層的編碼數(shù)據(jù)中的規(guī)定的層的標(biāo)題上，附加表示已被設(shè)定的初始化有無(wú)的標(biāo)志，與此同時(shí)，當(dāng)被設(shè)定為有初始化的情況下，初始化概率表。
另外，本發(fā)明的圖像編碼程序，其特征在于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述的圖像編碼方法。另外，其特征在于本發(fā)明的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，被包含在載波上，承載用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述的圖像編碼方法的圖像編碼程序。
在上述的圖像編碼方法、裝置、程序，以及計(jì)算機(jī)信號(hào)中，在對(duì)幀圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和正交變換等的數(shù)據(jù)變換操作設(shè)置成編碼對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)后，通過(guò)使用規(guī)定概率表算術(shù)編碼該圖像數(shù)據(jù)，生成經(jīng)數(shù)據(jù)壓縮的編碼數(shù)據(jù)。而后，在生成編碼數(shù)據(jù)的可變長(zhǎng)編碼中，對(duì)于切片層，在各切片層中在設(shè)定是否初始化概率表的同時(shí)，在規(guī)定層的標(biāo)題上附加表示初始化有無(wú)的標(biāo)志。
由此，在切片層中可以防止不必要地初始化概率表。因而，對(duì)于具有采用切片層和幀層的分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)，通過(guò)在編碼數(shù)據(jù)的整體中適宜地設(shè)定概率表，可以提高在編碼數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)壓縮的效率。
另外，本發(fā)明的圖像譯碼方法，是把幀圖像分割為規(guī)定大小的塊，譯碼對(duì)每塊編碼圖像數(shù)據(jù)后的編碼數(shù)據(jù)的譯碼方法，其特征在于包含(1)在通過(guò)使用了規(guī)定概率表的反算數(shù)編碼可變長(zhǎng)譯碼具有采用由多個(gè)塊組成的切片層，和由1個(gè)或者多個(gè)切片層組成與幀圖像對(duì)應(yīng)的幀層的分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)，生成圖像數(shù)據(jù)的譯碼步驟；(2)對(duì)在幀圖像內(nèi)的塊的各自的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)復(fù)原操作，復(fù)原幀圖像的復(fù)原步驟，(3)在譯碼步驟中，從包含在切片層的編碼數(shù)據(jù)中的規(guī)定層的標(biāo)題中，讀取對(duì)該切片層表示概率表初始化有無(wú)的標(biāo)志，在設(shè)定概率表的初始化有無(wú)的同時(shí)，當(dāng)設(shè)定為有初始化的情況下初始化概率表。
同樣，本發(fā)明的圖像譯碼裝置，是把幀圖像分割為規(guī)定大小的塊，譯碼為每塊編碼圖像數(shù)據(jù)得到的編碼數(shù)據(jù)的譯碼裝置，其特征在于包含(1)在通過(guò)使用了規(guī)定概率表的反算數(shù)編碼可變長(zhǎng)譯碼具有采用由多個(gè)塊組成的切片層、和由1個(gè)或者多個(gè)切片層組成與幀圖像對(duì)應(yīng)的幀層的分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)，生成圖像數(shù)據(jù)的譯碼裝置；(2)對(duì)在幀圖像內(nèi)的塊各自的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)復(fù)原操作，復(fù)原幀圖像的復(fù)原裝置，(3)在譯碼裝置，從在包含切片層的編碼數(shù)據(jù)中的規(guī)定層的標(biāo)題中，讀取對(duì)該切片層表示概率表的初始化有無(wú)的標(biāo)志，在設(shè)定概率表的初始化的有無(wú)的同時(shí)，當(dāng)設(shè)定為有初始化的情況下初始化概率表。
另外，本發(fā)明的圖像譯碼程序，其特征在于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述的圖像譯碼方法。另外，其特征在于本發(fā)明的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，被包含在載波上，搬送用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述的圖像譯碼方法的圖像譯碼程序。
在上述的圖像譯碼方法、裝置、程序，以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)中，在對(duì)編碼數(shù)據(jù)使用規(guī)定概率表進(jìn)行反算術(shù)編碼設(shè)置成圖像數(shù)據(jù)后，對(duì)該圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)原操作，復(fù)原幀圖像。而后，在譯碼編碼數(shù)據(jù)的可變長(zhǎng)譯碼中，對(duì)于切片層，用表示從規(guī)定切片層的標(biāo)題中讀出的初始化有無(wú)的標(biāo)志，在各切片層中設(shè)定是否初始化概率表。
由此，和上述的算術(shù)編碼的情況一樣，在切片層中可以防止概率表被不必要地初始化。因而，對(duì)具有采用切片層和幀層的分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)，在編碼數(shù)據(jù)的整體中適宜地設(shè)定概率表，從數(shù)據(jù)壓縮效率提高的編碼數(shù)據(jù)中，可以適宜地復(fù)原幀圖像。
另外，本發(fā)明的圖像傳送系統(tǒng)，是把圖像分割為規(guī)定大小的塊，通過(guò)對(duì)每塊編碼圖像數(shù)據(jù)后的編碼數(shù)據(jù)傳送圖像的圖像傳送系統(tǒng)，其特征在于包含(1)從幀圖像中生成編碼數(shù)據(jù)并輸出的上述圖像編碼裝置；(2)輸入來(lái)自圖像編碼裝置的編碼數(shù)據(jù)復(fù)原幀圖像的上述圖像譯碼裝置。
如果采用這樣的圖像傳送系統(tǒng)，則可以在編碼數(shù)據(jù)的整體中適宜設(shè)定概率表，使用數(shù)據(jù)壓縮效率提高后的編碼數(shù)據(jù)，高效率地傳送圖像。


圖1是展示在算術(shù)編碼中使用的概率表一例的表。
圖2是展示使用了圖1所示的概率表的字符串的編碼的圖。
圖3是展示使用了圖1所示的概率表的字符串的譯碼的圖。
圖4是展示使用了算術(shù)編碼的圖像編碼方法一例的流程圖。
圖5是概略地展示圖像編碼方法一實(shí)施方式的流程圖。
圖6是展示圖像編碼裝置一實(shí)施方式構(gòu)成的方框圖。
圖7A～圖7J是展示在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中使用的編碼模式一例的模式圖。
圖8A以及圖8B是展示圖像數(shù)據(jù)的正交變換的圖。
圖9是概略地展示圖像譯碼方法一實(shí)施方式的流程圖。
圖10是展示圖像譯碼裝置一實(shí)施方式構(gòu)成的方框圖。
圖11A～圖11B，是展示編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)構(gòu)造一例的圖。
圖12是展示編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)系列一例的圖。
圖13是展示圖像傳送系統(tǒng)的一實(shí)施方式構(gòu)成的模式圖。
具體實(shí)施例方式
以下，和圖面一同詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的圖像編碼方法、圖像譯碼方法、圖像編碼裝置、圖像譯碼裝置、程序、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，以及使用它的圖像傳送系統(tǒng)的適宜的實(shí)施方式。進(jìn)而，在圖面的說(shuō)明中在同一要素上標(biāo)注相同符號(hào)，并省略重復(fù)的說(shuō)明。另外，圖面的尺寸比率，不一定和說(shuō)明中的一致。
首先，說(shuō)明圖像編碼方法以及圖像編碼裝置。
圖5是概略展示本發(fā)明的圖像編碼方法一實(shí)施方式的流程圖。本編碼方法，是對(duì)作為靜止圖像或者運(yùn)動(dòng)圖像的幀圖像的輸入幀圖像D1進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)變換操作以及編碼處理操作，在移動(dòng)式視頻傳送系統(tǒng)等的圖像傳送系統(tǒng)中生成可以傳送的被數(shù)據(jù)壓縮后的編碼數(shù)據(jù)D7的圖像編碼方法。
在圖5所示的圖像編碼方法中，首先，把輸入幀圖像D1分割為規(guī)定大小(規(guī)定像素?cái)?shù))的塊，對(duì)在幀圖像D1內(nèi)的各塊的圖像進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)變換操作，制成成為編碼對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)D6(步驟S100，變換步驟)。在本實(shí)施方式中，該變換步驟由2個(gè)步驟S101、S102組成。
具體地說(shuō)，對(duì)幀圖像D1進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)處理操作變換圖像數(shù)據(jù)，設(shè)置成用空間坐標(biāo)表示的圖像數(shù)據(jù)(空間圖像數(shù)據(jù))D5(步驟S101)。作為在此進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理操作，例如，有對(duì)在運(yùn)動(dòng)圖像中的幀圖像進(jìn)行幀間編碼時(shí)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(MCMotion Compensation)的幀間預(yù)測(cè)。另外，當(dāng)對(duì)幀圖像進(jìn)行幀內(nèi)編碼時(shí)，例如，輸入幀圖像D1的圖像數(shù)據(jù)直接成為空間圖像數(shù)據(jù)D5。
以下，對(duì)空間圖像數(shù)據(jù)D5進(jìn)行正交變換操作，生成用空間頻率表現(xiàn)的作為圖像數(shù)據(jù)(頻率圖像數(shù)據(jù))的多個(gè)正交變換系數(shù)D6(102，正交變換步驟)。該正交變換，對(duì)分割幀圖像后得到的每塊進(jìn)行，對(duì)被包含在輸入幀圖像D1中的各塊，分別得到正交變換系數(shù)D6。另外，對(duì)該正交變換系數(shù)，根據(jù)需要進(jìn)一步進(jìn)行量化操作，生成成為編碼對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)的正交變換系數(shù)(量化系數(shù))。
接著，對(duì)多個(gè)正交變換系數(shù)D6使用算術(shù)編碼進(jìn)行可變長(zhǎng)編碼，生成作為壓縮數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)D7(S103，編碼步驟)。即，對(duì)于正交變換系數(shù)D6把適用的概率表設(shè)定為規(guī)定的概率表(S104)。而后，用已設(shè)定的概率表算術(shù)編碼正交變換系數(shù)D6(S105)，生成編碼數(shù)據(jù)D7。
在此，在本實(shí)施方式的圖像編碼方法中，在算術(shù)編碼作為編碼對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)的正交變換系數(shù)D6得到的編碼數(shù)據(jù)D7中，如具有采用切片層和幀層的分層構(gòu)造那樣生成編碼數(shù)據(jù)。切片層，是由多個(gè)塊組成的層。另外，幀層，由1個(gè)或者多個(gè)切片層組成，是與幀圖像對(duì)應(yīng)的層。
切片層，是為了數(shù)據(jù)多重化或轉(zhuǎn)送的高效率，或者，把傳送錯(cuò)誤產(chǎn)生時(shí)的影響限制在最小限度而使用的。另外，在切片層中，通常，初始化被適用在算術(shù)編碼中的概率表。與此相反，在本圖像編碼方法中，對(duì)各切片層設(shè)定概率表初始化的有無(wú)，在包含該切片層的編碼數(shù)據(jù)D7中的規(guī)定的層的標(biāo)題上，附加表示被設(shè)定的初始化有無(wú)的標(biāo)志，當(dāng)被設(shè)定為有初始化時(shí)初始化概率表。
下面說(shuō)明本實(shí)施方式的圖像編碼方法的效果。
在圖5所示的圖像編碼方法中，在對(duì)幀圖像D1進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和正交變換等的數(shù)據(jù)變換操作生成作為編碼對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)D6后，通過(guò)用規(guī)定的概率表算術(shù)編碼該圖像數(shù)據(jù)D6，生成經(jīng)數(shù)據(jù)壓縮的編碼數(shù)據(jù)D7。而后，在生成編碼數(shù)據(jù)D7的可變長(zhǎng)編碼中，設(shè)定在各切片層中是否初始化概率表，在規(guī)定層的標(biāo)題上附加表示初始化有無(wú)的標(biāo)志。
由此，可以在切片層中防止概率表被不必要地初始化。因而，對(duì)于具有采用切片層和幀層的分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)D7，在編碼數(shù)據(jù)D7的整體中適宜地設(shè)定概率表，可以提高在編碼數(shù)據(jù)D7中的數(shù)據(jù)壓縮的效率。進(jìn)而，對(duì)于具體的標(biāo)志附加方法等，后面詳細(xì)敘述。
圖6是展示本發(fā)明的圖像編碼裝置一實(shí)施方式構(gòu)成的方框圖。以下，參照?qǐng)D6所示的圖像編碼裝置，進(jìn)一步說(shuō)明圖5所示的圖像編碼方法。進(jìn)而，以下，對(duì)于作為編碼對(duì)象被輸入到圖像編碼裝置中的輸入幀圖像D1，假設(shè)主要是由時(shí)間系列的幀圖像組成的運(yùn)動(dòng)圖像。但是，本發(fā)明的圖像編碼方法以及圖像編碼裝置，對(duì)于由1幀構(gòu)成的靜止圖像也同樣可以適用。
作為編碼對(duì)象輸入的輸入幀圖像D1，首先，用16像素×16行的大小分割為正方形的圖像塊，該圖像塊，是作為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)鹊臄?shù)據(jù)處理單位的圖像塊，被稱為宏塊(macro block)。進(jìn)而，在后述的DCT(正交變換)中，例如在H.26L編碼方式中，使用4像素×4行大小的DCT塊。這種情況下，1個(gè)宏塊，在DCT中，具有16個(gè)亮度(Luma)塊，8個(gè)色差(Chroma)塊。圖像編碼對(duì)這些塊的每個(gè)進(jìn)行。
幀圖像D1被輸入到包含運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元11，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元12、減法器13、正交變換單元14，以及量化單元14構(gòu)成的變換裝置。變換裝置，對(duì)在幀圖像D1內(nèi)的各塊的圖像進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)變換操作，制成成為編碼對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)D6。
首先，幀圖像D1被輸入運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元11，對(duì)每個(gè)宏塊檢測(cè)圖像的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元11，比較要檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的宏塊中的圖像數(shù)據(jù)和輸入幀圖像或者其它幀圖像中的其它宏塊中的圖像數(shù)據(jù)，檢測(cè)表示圖像運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)向量D2。
具體地說(shuō)，在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元11中，作為編碼后的幀圖像參照被存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器20中的局單元譯碼圖像D8內(nèi)的規(guī)定的圖像區(qū)域，發(fā)現(xiàn)和成為現(xiàn)在的編碼對(duì)象的輸入幀圖像D1的宏塊類似的圖案。而后，用該類似圖案和宏塊之間的空間移動(dòng)量，確定運(yùn)動(dòng)向量D2。另外，這時(shí)，從對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償準(zhǔn)備的多個(gè)編碼模式中，選擇在宏塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中使用的編碼模式。
圖7A～圖7J是展示對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償準(zhǔn)備的編碼模式一例的模式圖。在該圖7A～圖7J所示的多個(gè)編碼模式中，準(zhǔn)備不進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)奶S(Skip)模式0、用對(duì)分別不同的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償用塊的塊劃分進(jìn)行的幀間編碼模式1～7、用分別不同的塊劃分進(jìn)行幀內(nèi)編碼的幀內(nèi)模式8、9這10個(gè)編碼模式。進(jìn)而，上述運(yùn)動(dòng)向量D2，對(duì)于各宏塊，被付與已劃分出的每個(gè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償用塊。
如果求得運(yùn)動(dòng)向量D2，則在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元12中，用來(lái)自運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元11的運(yùn)動(dòng)向量D2、來(lái)自幀存儲(chǔ)器20的局單元譯碼圖像D8，生成運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)圖像。通過(guò)對(duì)包含在幀圖像D1中的全單元的宏塊確定運(yùn)動(dòng)向量D2生成運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)圖像，得到相對(duì)輸入幀圖像D1的預(yù)測(cè)幀圖像D4。接著，在減法器13中，生成輸入幀圖像D1和預(yù)測(cè)幀圖像D4之間的差分(預(yù)測(cè)殘差)幀圖像D5。另外，當(dāng)未制成預(yù)測(cè)幀圖像D4的情況下，把輸入幀圖像D1直接作為幀圖像D5。
差分幀圖像D5的圖像數(shù)據(jù)，被輸入到正交變換單元(正交變換裝置)14。在正交變換單元14中，對(duì)于采用空間坐標(biāo)的差分幀圖像D5，對(duì)包含在宏塊中的每個(gè)正交變換塊(例如16個(gè)亮度塊和8個(gè)色差塊)進(jìn)行正交變換，生成作為頻率圖像數(shù)據(jù)的正交變換系數(shù)。另外，該正交變換系數(shù)，在量化單元15中被規(guī)定的量化參數(shù)量化，得到成為算術(shù)編碼中的編碼圖像數(shù)據(jù)的最終的正交變換系數(shù)(量化系數(shù))D6。
圖8A以及圖8B是展示圖像數(shù)據(jù)的正交變換的圖。被分割在幀圖像D5內(nèi)的正交變換用中各塊的圖像數(shù)據(jù)是空間圖像數(shù)據(jù)，如圖8A用4×4像素成分示例那樣，通過(guò)以水平坐標(biāo)和垂直坐標(biāo)規(guī)定的4×4空間像素成分a11～a44表示。正交變換單元14，通過(guò)以規(guī)定的變換方法正交變換該空間圖像數(shù)據(jù)，變換為圖8B所示的圖像數(shù)據(jù)。該圖像數(shù)據(jù)是頻率圖像數(shù)據(jù)，是用水平頻率和垂直頻率規(guī)定的作為4×4的頻率圖像成分的正交變換系數(shù)f11～f44表示。
作為具體的正交變換，例如，可以適用離散余弦變換(DCTDiscrete Cosine Transform)。DCT是使用傅立葉變換的余弦項(xiàng)的正交變換，在圖像編碼中經(jīng)常使用。通過(guò)對(duì)空間圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行DCT，生成作為頻率圖像數(shù)據(jù)的DCT系數(shù)f11～f44。進(jìn)而，在DCT中，例如，在H.26L編碼方式中，作為正交變換用塊，如圖8A以及8B所示那樣使用4×4的DCT塊。
由正交變換單元14以及量化單元15生成的正交變換系數(shù)D6，在可變長(zhǎng)編碼單元(編碼裝置)16中，通過(guò)使用了規(guī)定概率表的算術(shù)編碼進(jìn)行可變長(zhǎng)編碼。由此，生成作為輸入幀圖像D1的壓縮數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)D7。
具體地說(shuō)，例如，圖8B所示的正交變換系數(shù)D6的2維數(shù)據(jù)由曲折掃描變換為1維數(shù)據(jù)，進(jìn)而在變換為級(jí)別(Level)以及行程長(zhǎng)度(Run)的數(shù)據(jù)后，被2值化。而后，通過(guò)算術(shù)編碼得到的2值化圖案，制成編碼數(shù)據(jù)D7。
另外，在可變長(zhǎng)編碼單元16中，除了正交變換系數(shù)D6外，輸入由運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元11檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)向量D2，和表示在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元11中被選擇的編碼模式的編碼模式信息D3。這些運(yùn)動(dòng)向量D2以及編碼模式信息D3，在可變長(zhǎng)編碼單元16中，和正交變換系數(shù)D6一樣，通過(guò)使用了規(guī)定概率表的算術(shù)編碼進(jìn)行可變長(zhǎng)編碼，被多重化在編碼數(shù)據(jù)D7上。
在此，對(duì)于在可變長(zhǎng)編碼單元16中在算術(shù)編碼中使用的概率表的設(shè)定以及初始化、對(duì)切片層的初始化有無(wú)的設(shè)定，以及對(duì)編碼數(shù)據(jù)的標(biāo)志附加，和有關(guān)圖5所示的圖像編碼方法一樣。另外，在運(yùn)動(dòng)向量D2以及編碼模式信息D3的算術(shù)編碼中，通常，使用和正交變換系數(shù)D6的算術(shù)編碼不同的概率表。另外，即使在正交變換系數(shù)D6的算術(shù)編碼中，也可以在亮度塊的算術(shù)編碼和色差塊的算術(shù)編碼中，使用不同的概率表。
另外，用正交變換單元14以及量化單元15生成的正交變換系數(shù)D6，在本圖像編碼裝置內(nèi)，用反量化單元17以及反正交變換單元18譯碼。而后，在加法器19中加算譯碼后的圖像數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)幀圖像D4，生成局單元譯碼圖像D8。該局單元譯碼圖像D8被存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器20中，在另一幀圖像的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中使用。
以下，說(shuō)明圖像譯碼方法以及圖像譯碼裝置。
圖9是概略展示本發(fā)明的圖像譯碼方法一實(shí)施方式的流程圖。本譯碼方法，是對(duì)用圖5所示的圖像編碼方法生成的編碼數(shù)據(jù)D7進(jìn)行規(guī)定的譯碼處理操作以及數(shù)據(jù)復(fù)原操作，作為與輸入幀圖像D1對(duì)應(yīng)的圖像復(fù)原幀圖像D10的圖像譯碼方法。
在圖9所示的圖像譯碼方法中，首先，對(duì)于編碼數(shù)據(jù)D7使用反算術(shù)編碼進(jìn)行可變長(zhǎng)譯碼，生成作為由空間頻率表示的圖像數(shù)據(jù)的多個(gè)正交變換系數(shù)(量化系數(shù))D6(S201，譯碼步驟)。即，對(duì)編碼數(shù)據(jù)D7把適用的概率表設(shè)定為規(guī)定的概率表(S202)。而后，使用已設(shè)定的概率表反算術(shù)編碼數(shù)據(jù)D7(S203)，生成作為頻率圖像數(shù)據(jù)的正交變換系數(shù)D6。
在此，在本實(shí)施方式的圖像譯碼方法中，對(duì)于具有由切片層和幀層構(gòu)成的分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)D7中的各切片層，從在包含切片層的編碼數(shù)據(jù)D7中的規(guī)定的層的標(biāo)題中，讀取表示對(duì)該切片層有無(wú)概率表的初始化的標(biāo)志，通過(guò)它設(shè)定在切片層中是否進(jìn)行概率表的初始化，當(dāng)被設(shè)定為有初始化的情況下初始化概率表。
以下，對(duì)在幀圖像內(nèi)的塊各自的圖像數(shù)據(jù)的正交變換系數(shù)D6進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)譯碼操作，譯碼幀圖像(S200，譯碼步驟)。在本實(shí)施方式中，該譯碼步驟，由2個(gè)步驟S204、S205組成。
具體地說(shuō)，對(duì)正交變換系數(shù)D6順序進(jìn)行反量化操作以及正交變換操作，生成由空間坐標(biāo)表示的圖像數(shù)據(jù)(空間圖像數(shù)據(jù))D9(S204，反正交變換步驟)。而后，對(duì)于空間圖像數(shù)據(jù)D9進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)處理操作變換圖像數(shù)據(jù)，譯碼輸出幀圖像D10。
下面說(shuō)明本實(shí)施方式的圖像譯碼方法的效果。
在圖9所示的圖像譯碼方法中，在對(duì)編碼數(shù)據(jù)D7使用了規(guī)定的概率表進(jìn)行反算術(shù)編碼生成圖像數(shù)據(jù)D6后，對(duì)該圖像數(shù)據(jù)D6進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)原操作，復(fù)原幀圖像D10。而后，在譯碼編碼數(shù)據(jù)D7的可變長(zhǎng)譯碼中，用表示從規(guī)定層的標(biāo)題讀出的初始化有無(wú)的標(biāo)志，設(shè)定在各切片層中是否初始化概率表。
由此，和上述的算術(shù)編碼的情況一樣，在切片層中可以防止概率表被不必要地初始化。因而，對(duì)具有由切片層和幀層構(gòu)成的分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)D7，從在編碼數(shù)據(jù)D7的整個(gè)中適宜地設(shè)定概率表提高了數(shù)據(jù)壓縮效率后的編碼數(shù)據(jù)D7中，可以適宜地復(fù)原幀圖像。
圖10是展示本發(fā)明的圖像譯碼裝置一實(shí)施方式構(gòu)成的方框圖。
作為譯碼對(duì)象輸入的編碼數(shù)據(jù)D7被輸入到可變長(zhǎng)譯碼單元(譯碼裝置)21，通過(guò)使用了規(guī)定概率表的反算術(shù)編碼進(jìn)行可變長(zhǎng)譯碼，生成作為圖像數(shù)據(jù)的正交變換系數(shù)D6?？勺冮L(zhǎng)譯碼單元21，對(duì)于被數(shù)據(jù)壓縮的編碼數(shù)據(jù)D7，檢測(cè)出幀層的開(kāi)頭，以后，譯碼在每個(gè)宏塊中包含在編碼數(shù)據(jù)D7中的各數(shù)據(jù)，生成作為頻率圖像數(shù)據(jù)的正交變換數(shù)據(jù)D6，以及運(yùn)動(dòng)向量D2等。另外，對(duì)于包含在幀層中的各切片層，從規(guī)定層的標(biāo)題中讀出表示概率表的初始化有無(wú)的標(biāo)志，如果指示初始化，則進(jìn)行概率表的初始化。
在可變長(zhǎng)譯碼單元21中被譯碼的正交變換系數(shù)D6，被輸入到由反量化單元22、反正交變換單元23、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元24，以及加法器26構(gòu)成的復(fù)原裝置。復(fù)原裝置，對(duì)于與作為在幀圖像內(nèi)的塊各自有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)的正交變換系數(shù)D6進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)復(fù)原操作，復(fù)原幀圖像D10。
首先，正交變換系數(shù)D6，由反量化單元22以及反正交變換單元(反正交變換裝置)23反量化、反正交變換。由此，生成作為空間圖像數(shù)據(jù)的復(fù)原差分幀圖像D9。該復(fù)原差分幀圖像D9是與編碼前的差分幀圖像D5對(duì)應(yīng)的幀圖像。
另一方面，運(yùn)動(dòng)向量D2被輸入到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元24。在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元24中，使用來(lái)自可變長(zhǎng)譯碼單元21的運(yùn)動(dòng)向量D2，和被存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器25中的其它幀圖像，生成預(yù)測(cè)幀圖像D4。而后，在加法器26中，將復(fù)原差分幀圖像D9和預(yù)測(cè)幀圖像D4相加，把復(fù)原后的幀圖像作為輸出幀圖像D10輸出。
在此，與在上述的圖像編碼裝置中執(zhí)行的圖像編碼方法對(duì)應(yīng)的處理，可以通過(guò)用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行圖像編碼的圖像編碼程序?qū)崿F(xiàn)。另外，與在圖像譯碼裝置中執(zhí)行的圖像譯碼方法對(duì)應(yīng)的處理，可以通過(guò)使計(jì)算機(jī)執(zhí)行圖像譯碼的圖像譯碼程序?qū)崿F(xiàn)。
例如，圖像編碼裝置，由連接存儲(chǔ)在圖像編碼處理動(dòng)作中所需要的各軟件程序等的ROM，和在程序執(zhí)行中暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的RAM的CPU構(gòu)成。在這樣的構(gòu)成中，通過(guò)由CPU執(zhí)行規(guī)定的圖像編碼程序，實(shí)現(xiàn)圖像編碼裝置。
同樣，圖像譯碼裝置，可以由連接存儲(chǔ)在圖像譯碼處理動(dòng)作中所需要的軟件程序等的ROM，和在程序執(zhí)行中暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的RAM的CPU構(gòu)成。在這樣的構(gòu)成中，通過(guò)由CPU執(zhí)行規(guī)定的圖像譯碼程序，可以實(shí)現(xiàn)圖像譯碼裝置。
另外，用于使CPU執(zhí)行為了圖像編碼或者圖像譯碼的各處理的上述程序，可以記錄在計(jì)算機(jī)可以讀取的記錄介質(zhì)上頒布。在這樣的記錄介質(zhì)中，例如，包含硬盤以及軟盤等的磁性介質(zhì)、CD-ROM以及DVD-ROM等的光學(xué)介質(zhì)、閃盤等的磁性光學(xué)介質(zhì)，或者，如執(zhí)行或者存儲(chǔ)程序命令那樣特別配置的，例如RAM、ROM，以及半導(dǎo)體非易失性存儲(chǔ)器等硬盤等。
另外，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行圖像編碼或者圖像譯碼的上述程序，可以設(shè)置成包含在載波中的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。由此，可以把圖像編碼程序或者圖像譯碼程序經(jīng)由有線或者無(wú)線傳送線路等傳送。
以下，有關(guān)在圖5、圖6所示的圖像編碼方法以及圖像編碼裝置中的切片層的概率表的初始化有無(wú)的設(shè)定，以及對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)志的附加，以ITU-T H.26L編碼方式為例子具體地說(shuō)明。進(jìn)而，有關(guān)以下說(shuō)明的設(shè)定方法等，即使對(duì)于圖9、圖10所示的圖像譯碼方法以及圖像譯碼裝置也同樣可以適用。另外，有關(guān)具體的編碼方式，并不限于上述的H.26L編碼方式。
圖11A以及圖11B是展示編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)構(gòu)造一例的圖。另外，圖12是展示編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)系列一例的圖。
圖11A是展示編碼數(shù)據(jù)的分層構(gòu)造一例的圖。在本數(shù)據(jù)構(gòu)造中，編碼數(shù)據(jù)，從下位數(shù)據(jù)開(kāi)始順序具有塊層(以下，用B表示)，宏塊層(M)、切片層(S)、幀層(F)、序列層(Q)這6個(gè)層。
塊層B，是與在從空間圖像數(shù)據(jù)向頻率圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行正交變換時(shí)成為變換單位的塊對(duì)應(yīng)的層。例如當(dāng)作為正交變換使用DCT的情況下，該塊層與DCT塊對(duì)應(yīng)。
另外，宏塊層M，是與對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償幀間預(yù)測(cè)時(shí)成為預(yù)測(cè)單位的宏塊對(duì)應(yīng)的層。該宏塊層M，如圖12所示，由多個(gè)塊層B(例如16個(gè)亮度DCT塊和8個(gè)色差DCT塊的24個(gè)DCT塊層)組成。另外，在宏塊層M的標(biāo)題(圖12所示的M標(biāo)題)中，包含該宏塊的屬性信息等。
切片層S，與把1個(gè)幀圖像分割為1個(gè)或者多個(gè)的各像素區(qū)域?qū)?yīng)，與這些被分割后的切片層S一致，變?yōu)榕c幀圖像對(duì)應(yīng)的幀層(圖像層)F。幀層F，是與幀圖像對(duì)應(yīng)的層，為在圖像編碼中的基本編碼單位。
另外，在時(shí)間序列中由多個(gè)幀圖像組成的運(yùn)動(dòng)圖像的編碼數(shù)據(jù)中，包含這些幀層F全體的層，被作為序列層Q。另外，作為幀層F和序列層Q的中間層，可以設(shè)置由多個(gè)幀層F組成的GOP層。
圖11B是展示將幀圖像向多個(gè)切片層分割例子的圖。在編碼數(shù)據(jù)的制作中，幀圖像被分割為1個(gè)或者多個(gè)限幅(例如在圖11B中是8個(gè)限幅)。這些限幅S，如圖12所示，由1個(gè)或者多個(gè)宏塊M組成，其構(gòu)成是從圖像的左上開(kāi)始按照光柵掃描順序接著向右下掃描得到的宏塊的集合。進(jìn)而，在圖11B中，8個(gè)限幅的各自長(zhǎng)度不同，但也可以相同。
分割了幀層F的切片層S，在圖像數(shù)據(jù)的編碼以及譯碼中，是成為同步再生單位的層。為了該同步再生，在作為切片層S之標(biāo)題的限幅標(biāo)題(S標(biāo)題)中，附加同步代碼。
在上述的圖像編碼方法以及裝置中，對(duì)于各切片層S，設(shè)定在采用限幅標(biāo)題的同步代碼的同步再生過(guò)程中設(shè)定是否初始化在算術(shù)編碼中使用的概率表。而后，在包含該切片層S的規(guī)定的層的標(biāo)題中，附加表示被設(shè)定的初始化的有無(wú)的標(biāo)志。由此，防止在切片層中概率表被不必要地初始化。
作為對(duì)各切片層S附加用于指示概率表初始化有無(wú)的標(biāo)志的標(biāo)題，例如，數(shù)據(jù)構(gòu)成是可以在成為初始化有無(wú)的設(shè)定對(duì)象的切片層自身的限幅標(biāo)題(S標(biāo)題)上附加標(biāo)志。這種情況下，對(duì)于包含在靜止圖像或者運(yùn)動(dòng)圖像中的每個(gè)限幅，可以設(shè)定在切片層中概率表初始化的有無(wú)。
另外，其數(shù)據(jù)構(gòu)成是可以在包含成為初始化有無(wú)的設(shè)定對(duì)象的切片層的幀層之幀標(biāo)題(F標(biāo)題)上附加標(biāo)志。這種情況下，對(duì)于包含在靜止圖像或者運(yùn)動(dòng)圖像中的每個(gè)幀上，對(duì)包含在該幀層中的切片層的各自，可以設(shè)定在切片層中概率表初始化的有無(wú)。
或者，在由多個(gè)幀圖像組成的運(yùn)動(dòng)圖像中，數(shù)據(jù)構(gòu)成可以是在作為整個(gè)層的序列層的順序標(biāo)題(Q標(biāo)題)上附加標(biāo)志。由此，對(duì)于由多個(gè)幀圖像組成的運(yùn)動(dòng)圖像(視頻圖像)的全體，可以設(shè)定在切片層中的概率表初始化的有無(wú)。
另外，編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)系列，不是如圖12所示那樣形式的數(shù)據(jù)，當(dāng)作為采用分組的數(shù)據(jù)發(fā)送的情況下，在切片層上不附加同步代碼。在這樣的情況下，可以使用在分組開(kāi)頭的標(biāo)題單元分上附加表示初始化有無(wú)的標(biāo)志的構(gòu)成。
進(jìn)而，有關(guān)由標(biāo)志指示的概率表初始化的有無(wú)，當(dāng)在圖像數(shù)據(jù)的算術(shù)編碼中適用在亮度塊和色差塊中不同的概率表等，使用多個(gè)概率表的情況下，可以對(duì)多個(gè)概率表的各自，分別指示初始化有無(wú)?；蛘?，也可以對(duì)多個(gè)概率表的全體指示初始化的有無(wú)。另外，關(guān)于對(duì)運(yùn)動(dòng)向量和編碼模式信息適用的概率表，也同樣可以指示概率表初始化的有無(wú)。
另外，關(guān)于對(duì)各切片層的概率表初始化有無(wú)的設(shè)定方法，對(duì)于語(yǔ)法結(jié)構(gòu)(syntax)或者概率表的各自，也可以分別預(yù)先設(shè)定初始化的有無(wú)?；蛘?，也可以根據(jù)需要切換設(shè)定初始化的有無(wú)。
圖13是展示本發(fā)明的圖像傳送系統(tǒng)(例如，移動(dòng)式視頻傳送系統(tǒng))一實(shí)施方式構(gòu)成的模式圖。本圖像傳送系統(tǒng)，其構(gòu)成具備實(shí)現(xiàn)圖5所示的圖像編碼方法圖像編碼裝置(例如圖6所示的圖像編碼裝置)1；實(shí)現(xiàn)圖9所示的圖像譯碼方法的圖像譯碼裝置(例如圖10所示的圖像譯碼裝置)2。
在本系統(tǒng)中，輸入幀圖像D1，在圖像編碼裝置1中被編碼后生成編碼數(shù)據(jù)D7，輸出到有線或者無(wú)線的規(guī)定傳送線路。而后，從圖像編碼裝置1傳送到傳送線路的編碼數(shù)據(jù)D7，被輸入圖像譯碼裝置2，作為輸出幀圖像D10復(fù)原。
如果采用這樣的圖像傳送系統(tǒng)，則使用通過(guò)在編碼數(shù)據(jù)的整體中適宜地設(shè)定概率表提高了數(shù)據(jù)壓縮效率的編碼數(shù)據(jù)，可以高效率地傳送圖像。
本發(fā)明的圖像編碼方法、圖像譯碼方法、圖像編碼裝置、圖像譯碼裝置、程序、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，以及圖像傳送系統(tǒng)，可以作為對(duì)具有采用切片層和幀層的分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)，在編碼數(shù)據(jù)的整體中適宜地設(shè)定概率表，提高在編碼數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)壓縮效率的方法以及裝置等。
即，在算術(shù)編碼圖像數(shù)據(jù)生成編碼數(shù)據(jù)的可變長(zhǎng)編碼中，對(duì)于切片層，在各切片層中設(shè)定是否初始化概率表，如果采用在規(guī)定層的標(biāo)題上附加表示初始化有無(wú)的標(biāo)志的構(gòu)造，則在切片層中可以防止概率表被不必要地初始化。因而，對(duì)于具有采用切片層和幀層的分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)，可以適宜地在編碼數(shù)據(jù)的整體中設(shè)定概率表，提高在編碼數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)壓縮效率。
權(quán)利要求
1.一種圖像編碼方法，把幀圖像分割為規(guī)定大小的塊，對(duì)上述每塊編碼圖像數(shù)據(jù)，其特征在于包含，對(duì)在上述幀圖像內(nèi)的上述塊的各自的圖像進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)變換操作，制成成為編碼對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)的變換步驟；通過(guò)使用了規(guī)定概率表的算術(shù)編碼可變長(zhǎng)編碼上述圖像數(shù)據(jù)，生成由多個(gè)上述塊組成的切片層、和由1個(gè)或者多個(gè)上述切片層組成與上述幀圖像對(duì)應(yīng)的幀層構(gòu)成的、具有分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)的編碼步驟；在上述編碼步驟中，對(duì)在上述切片層設(shè)定上述概率表的初始化的有無(wú)，在包含該切片層的上述編碼數(shù)據(jù)中的規(guī)定的層的標(biāo)題中，附加表示已設(shè)定的上述初始化有無(wú)的標(biāo)志，當(dāng)被設(shè)定為有初始化的情況下初始化上述概率表。
2.權(quán)利要求1所述的圖像編碼方法，其特征在于在上述編碼步驟中，在上述切片層自身的標(biāo)題，或者包含上述切片層的上述幀層的標(biāo)題中附加上述標(biāo)志。
3.權(quán)利要求1所述的圖像編碼方法，其特征在于在上述編碼步驟中，在由多個(gè)上述幀層組成的序列層的標(biāo)題中附加上述標(biāo)志。
4.一種圖像譯碼方法，將把幀圖像分割為規(guī)定大小的塊、對(duì)上述每塊編碼圖像數(shù)據(jù)而得到的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，其特征在于通過(guò)使用了規(guī)定概率表的反算術(shù)編碼可變長(zhǎng)譯碼由多個(gè)上述塊組成的切片層、和由1個(gè)或者多個(gè)上述切片層組成且與上述幀圖像對(duì)應(yīng)的幀層的構(gòu)成的、具有分層構(gòu)造的上述編碼數(shù)據(jù)，生成圖像數(shù)據(jù)的譯碼步驟；對(duì)于與在上述幀圖像內(nèi)的上述塊的各自有關(guān)的上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)復(fù)原操作，復(fù)原上述幀圖像的復(fù)原步驟，在上述譯碼步驟中，從包含上述切片層的上述編碼數(shù)據(jù)中的規(guī)定的層標(biāo)題中，讀出表示對(duì)該切片層的上述概率表的初始化的有無(wú)的標(biāo)志，在設(shè)定上述概率表的上述初始化的有無(wú)，當(dāng)被設(shè)定為有初始化的情況下初始化上述概率表。
5.權(quán)利要求4所述的圖像譯碼方法，其特征在于在上述譯碼步驟中，從上述切片層自身的標(biāo)題，或者包含上述切片層的上述幀層的標(biāo)題中讀取上述標(biāo)志。
6.權(quán)利要求4所述的圖像編碼方法，其特征在于在上述譯碼步驟中，從由多個(gè)上述幀層組成的序列層的標(biāo)題中讀取上述標(biāo)志。
7.一種圖像編碼裝置，把幀圖像分割為規(guī)定大小的塊，對(duì)上述每塊編碼圖像數(shù)據(jù)，其特征在于具備，對(duì)于上述幀圖像內(nèi)的上述塊的各自的圖像進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)變換操作，制成成為編碼對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)的變換裝置；通過(guò)使用了規(guī)定概率表的算術(shù)編碼可變長(zhǎng)編碼上述圖像數(shù)據(jù)，生成具有采用由多個(gè)上述塊組成的切片層、和由1個(gè)或者多個(gè)上述切片層組成且與上述幀圖像對(duì)應(yīng)的幀層的分層構(gòu)造的編碼數(shù)據(jù)的編碼裝置，上述編碼裝置，對(duì)上述切片層設(shè)定上述概率表的初始化的有無(wú)，在包含該切片層的上述編碼數(shù)據(jù)中的規(guī)定的層的標(biāo)題中，附加表示已設(shè)定的上述初始化有無(wú)的標(biāo)志，當(dāng)被設(shè)定為有初始化的情況下初始化上述概率表。
8.權(quán)利要求7所述的圖像編碼裝置，上述編碼步驟，在上述切片層自身的標(biāo)題，或者包含上述切片層的上述幀層的標(biāo)題中附加上述標(biāo)志。
9.權(quán)利要求7所述的圖像編碼裝置，其特征在于上述編碼裝置，在由多個(gè)上述幀層組成的序列層的標(biāo)題中附加上述標(biāo)志。
10.一種圖像譯碼裝置，將把幀圖像分割為規(guī)定大小的塊、對(duì)上述每塊編碼圖像數(shù)據(jù)而得到的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，其特征在于通過(guò)使用了規(guī)定的概率表的反算術(shù)編碼可變長(zhǎng)譯碼具有采用以多個(gè)上述塊組成的切片層、和以1個(gè)或者多個(gè)上述切片層構(gòu)成且與上述幀圖像對(duì)應(yīng)的幀層的分層構(gòu)造的上述編碼數(shù)據(jù)，生成圖像數(shù)據(jù)的譯碼裝置；對(duì)于與在上述幀圖像內(nèi)的上述塊的各自有關(guān)的上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)復(fù)原操作，復(fù)原上述幀圖像的復(fù)原裝置，在上述譯碼裝置，從包含上述切片層的上述編碼數(shù)據(jù)中的規(guī)定的層的標(biāo)題中，讀出表示對(duì)該切片層的上述概率表的初始化的有無(wú)的標(biāo)志，在設(shè)定上述概率表的上述初始化的有無(wú)，當(dāng)被設(shè)定為有初始化的情況下初始化上述概率表。
11.權(quán)利要求10所述的圖像譯碼裝置，其特征在于上述譯碼裝置從上述切片層自身的標(biāo)題，或者包含上述切片層的上述幀層的標(biāo)題中讀取上述標(biāo)志。
12.權(quán)利要求10所述的圖像譯碼裝置，其特征在于在上述譯碼裝置，從由多個(gè)上述幀層組成的序列層的標(biāo)題中讀取上述標(biāo)志。
13.一種圖像編碼程序，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1～3的任意一項(xiàng)所述的圖像編碼方法。
14.一種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，包含在載波中，用于承載使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1～3的任意一項(xiàng)所述的圖像編碼方法。
15.一種圖像譯碼程序，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求4～6的任意一項(xiàng)所述的圖像譯碼方法。
16.一種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，包含在載波中，用于承載使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求4～6的任意一項(xiàng)所述的圖像譯碼方法。
17.一種圖像傳送系統(tǒng)，通過(guò)把幀圖像分割為規(guī)定大小的塊、對(duì)上述每塊編碼圖像數(shù)據(jù)得到的編碼數(shù)據(jù)傳送上述幀圖像的圖像傳送系統(tǒng)，其特征在于具備從上述幀圖像中生成上述編碼數(shù)據(jù)并輸出的權(quán)利要求7～9的任意一項(xiàng)所述的圖像編碼裝置；輸入來(lái)自上述圖像編碼裝置的上述編碼數(shù)據(jù)，復(fù)原上述幀圖像的權(quán)利要求10～12的任意一項(xiàng)所述的圖像譯碼裝置。
全文摘要
對(duì)幀圖像D1進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)變換操作，生成作為編碼對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)的正交變換系數(shù)D6(步驟S100)，用規(guī)定的概率表算術(shù)編碼其正交變換系數(shù)D6，生成編碼數(shù)據(jù)D7(S103)。而后，在生成編碼數(shù)據(jù)D7的可變長(zhǎng)編碼中，在各切片層中設(shè)定是否初始化概率表，并在規(guī)定的層標(biāo)題上附加表示初始化有無(wú)的標(biāo)志。由此，實(shí)現(xiàn)可以在編碼數(shù)據(jù)的整體中適宜地設(shè)定概率表，提高在編碼數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)壓縮效率的圖像編碼方法、圖像譯碼方法、圖像編碼裝置、圖像譯碼裝置、程序、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，以及圖像傳送系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04N7/26GK1529988SQ0280824
公開(kāi)日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2002年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月16日
發(fā)明者小林充, 榮藤稔 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩