專利名稱：編碼裝置和編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及編碼裝置和編碼方法，并且更具體地，涉及可以以高速執(zhí)行編碼的編 碼裝置和編碼方法。
背景技術(shù)：
在2000年，由IS0/IEC(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會)標(biāo)準(zhǔn)化的JPEG(聯(lián) 合圖像專家小組)2000是具有包括高壓縮率、無損和有損壓縮、可伸縮性(分辨率、圖像質(zhì) 量等)、誤差容限等多種功能的圖像編碼系統(tǒng)，其被高度期望成為JPEG的替代技術(shù)。在2004年，JPEG2000部分_1被選作根據(jù)DCI (數(shù)字電影先驅(qū)組織)的標(biāo)準(zhǔn)編碼 器。因此，可以將數(shù)字電影的圖像拍攝、圖像編輯和圖像交付全部集成到JPEG2000下。此外，應(yīng)該有必要將醫(yī)學(xué)圖像、衛(wèi)星照片圖像等以它們的原始狀態(tài)存儲。當(dāng)前，存 在可以將由諸如CCD(電荷耦合器件)或CMOS(互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體)之類的圖像傳 感器獲取的原始數(shù)據(jù)或RGB數(shù)據(jù)以非壓縮狀態(tài)存儲在存儲器卡上的多種數(shù)字單透鏡反射 式照相機(jī)。然而，主要(master)圖像的非壓縮優(yōu)點(diǎn)在于可以阻止圖像數(shù)據(jù)的損失，但缺點(diǎn)在 于數(shù)據(jù)大小變大。為此，這段時間，除了數(shù)字電影之外，例如在如上所述的圖像質(zhì)量被視為 很重要的用途方面，根據(jù)JPEG2000無損壓縮的壓縮和解壓的期望正在增長。日本專利No. 3906630公開了一種圖像編碼裝置，其包括定點(diǎn)類型小波變換器和 整數(shù)類型小波變換器，其可以執(zhí)行無損變換和有損變換，并且可以在圖像質(zhì)量和壓縮率的 選擇中提高自由度。

發(fā)明內(nèi)容
然而，JPEG2000可能是有問題的，在于它的計算負(fù)載顯著大于JPEG，并且特別地， 在無損壓縮的情況下壓縮所有系數(shù)數(shù)據(jù)而沒有損失，這導(dǎo)致了大量的時間。在這樣的用于編碼的JPEG2000技術(shù)中，被稱為EBCOT (利用最佳截斷的嵌入碼塊 編碼)的熵編碼部分具有最大的計算負(fù)荷。該EBCOT利用了算術(shù)編碼在位平面中擴(kuò)展的二 進(jìn)制數(shù)據(jù)、同時以一個像素為單位來建模二進(jìn)制數(shù)據(jù)的技術(shù)。因此，在執(zhí)行順序處理之后， 發(fā)生上一位平面的結(jié)果影響下一位平面的結(jié)果的“依賴性”，從而使得很難并行化碼塊的內(nèi) 部。因此，在對具有高等級分辨率的圖像進(jìn)行編碼和無損壓縮的情況下，如何實現(xiàn)JPEG2000 特別是EBCOT的計算負(fù)荷的高速處理成為了關(guān)鍵問題。因此，期望提供能夠以高速執(zhí)行編碼的編碼裝置和編碼方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種編碼裝置，包括小波變換部件，用于對每個子 帶將圖像數(shù)據(jù)變換為系數(shù)數(shù)據(jù)；碼分塊部件，用于將由小波變換部件生成的系數(shù)數(shù)據(jù)的子 帶的區(qū)域劃分為碼塊；狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件，用于根據(jù)與作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)相鄰的周圍二 進(jìn)制系數(shù)數(shù)據(jù)的值和狀態(tài)，轉(zhuǎn)換作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)；選擇部件，用于根據(jù)由狀 態(tài)轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，選擇編碼通道；以及編碼部件，用于根據(jù)由選擇部件選擇的編碼通道，編碼由碼分塊部件生成的每個碼塊的系數(shù)數(shù)據(jù)。可以通過如下四個變量定義系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)正或負(fù)符號(Sign)、第一狀態(tài)變量 (Matus-O)、第二狀態(tài)變量(Status-I)和系數(shù)的重要性(Sig)?？梢曰谥甘镜谝粻顟B(tài)變量(Matus-O)、第二狀態(tài)變量(Status-I)和重要性 (Sig)這三個變量以及系數(shù)數(shù)據(jù)的七個狀態(tài)之間的相應(yīng)關(guān)系的信息表格，從該三個變量的 值得到系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)。七個狀態(tài)的第一狀態(tài)是由⑶通道編碼系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，其第二狀態(tài)是系數(shù)數(shù)據(jù) 變?yōu)闊o效采樣的狀態(tài)，第三狀態(tài)是沒有在當(dāng)前位平面中編碼系數(shù)數(shù)據(jù)時、存在周圍重要采 樣并且由CU通道編碼系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，第四狀態(tài)是存在周圍重要采樣并且由SP通道編碼 系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，第五狀態(tài)是系數(shù)數(shù)據(jù)重要并且在當(dāng)前位平面中已經(jīng)由SP通道完全編碼 的狀態(tài)，第六狀態(tài)是系數(shù)數(shù)據(jù)重要并且將由MR通道編碼并且下一 MR通道是第一 MR通道的 狀態(tài)，以及第七狀態(tài)是系數(shù)數(shù)據(jù)重要并且將由MR通道編碼并且下一 MR通道是第二 MR通道 的狀態(tài)。在作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)是第一狀態(tài)、并且周圍系數(shù)數(shù)據(jù)中的任何一個 通過CU通道變得重要的情況下，狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件可以將系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第三狀態(tài)。在作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)是第一狀態(tài)、并且通過⑶通道變得重要的情況下，狀 態(tài)轉(zhuǎn)換部件可以將系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第五狀態(tài)。在作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)在第三狀態(tài)中、并且由SP通道編碼的情況下，狀態(tài)轉(zhuǎn) 換部件可以將系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第四狀態(tài)。在作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)在第三狀態(tài)中、并且通過⑶通道變得重要的情況下， 狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件可以將系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第五狀態(tài)。在作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)在第五狀態(tài)中、并且一個位平面中的編碼完全終止的 情況下，狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件可以將系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第六狀態(tài)。在作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)在第六狀態(tài)中、并且一個位平面中的編碼完全終止的 情況下，狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件可以將系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第七狀態(tài)。編碼裝置還可以包括存儲部件，用于存儲由狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換的、作為處理目標(biāo) 的碼塊中的每塊系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，并且選擇部件根據(jù)存儲在存儲部件中的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài) 選擇編碼通道。編碼部件可以包括計算部件，用于根據(jù)由選擇部件選擇的編碼通道對系數(shù)數(shù)據(jù) 執(zhí)行預(yù)定計算；以及算術(shù)編碼部件，用于使用來自計算部件的計算結(jié)果執(zhí)行算術(shù)編碼。計算部件可以包括⑶通道計算部件，用于在由選擇部件選擇⑶通道的情況下， 對系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定計算；SP通道計算部件，用于在由選擇部件選擇SP通道的情況下，對 系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定計算；以及MR通道計算部件，用于在由選擇部件選擇MR通道的情況下， 對系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定計算。CU通道計算部件可以對碼塊中的四塊系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行游程編碼的結(jié)果是零的計算 和游程編碼的結(jié)果是一的計算，并且算術(shù)編碼部件可以使用游程編碼的上下文，對值零的 系數(shù)數(shù)據(jù)和值一的系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行MQ編碼。⑶通道計算部件可以對碼塊中的四塊系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行兩次統(tǒng)一編碼，以及其中算術(shù) 編碼部件可以使用統(tǒng)一上下文，對兩次統(tǒng)一編碼中的每一次MQ編碼系數(shù)零或一。
⑶通道計算部件可以對碼塊的每個系數(shù)數(shù)據(jù)計算是否執(zhí)行⑶編碼，并且算術(shù)編 碼部件可以使用重要性上下文，根據(jù)計算的結(jié)果執(zhí)行MQ編碼。CU編碼計算部件可以對碼塊的每個系數(shù)數(shù)據(jù)計算是否執(zhí)行符號編碼，并且算術(shù)編 碼部件可以使用符號上下文，根據(jù)計算的結(jié)果執(zhí)行MQ編碼。SP通道計算部件可以計算系數(shù)數(shù)據(jù)的值是否是一，并且算術(shù)編碼部件可以使用符 號上下文，根據(jù)計算的結(jié)果執(zhí)行MQ編碼。MR通道計算部件可以計算是否執(zhí)行MR編碼，并且中算術(shù)編碼部件可以使用MR上 下文，根據(jù)計算的結(jié)果執(zhí)行MQ編碼。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種編碼方法，包括如下步驟對每個子帶將圖像 數(shù)據(jù)變換為系數(shù)數(shù)據(jù)；將所變換的系數(shù)數(shù)據(jù)的子帶的區(qū)域劃分為碼塊；對每個所劃分的碼 塊，根據(jù)與作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)相鄰的周圍二進(jìn)制系數(shù)數(shù)據(jù)的值和狀態(tài)，轉(zhuǎn)換作為處 理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)；根據(jù)所轉(zhuǎn)換的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)選擇編碼通道；以及根據(jù)所選擇 的編碼通道，編碼每個所生成的碼塊的系數(shù)數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，對每個子帶將圖像數(shù)據(jù)變換為系數(shù)數(shù)據(jù)；將所變換的系數(shù) 數(shù)據(jù)的子帶的區(qū)域劃分為碼塊；對每個所劃分的碼塊，根據(jù)與作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)相 鄰的周圍二進(jìn)制系數(shù)數(shù)據(jù)的值和狀態(tài)，轉(zhuǎn)換作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)；根據(jù)所轉(zhuǎn)換 的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)選擇編碼通道；以及根據(jù)所選擇的編碼通道，編碼每個所生成的碼塊的 系數(shù)數(shù)據(jù)。根據(jù)實施例，可能編碼圖像，特別是以高速編碼圖像。


圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像編碼裝置的主要配置的例子的框圖。 圖2是圖示子帶的配置的例子的示意圖。 圖3是圖示各個子帶中碼塊的例子的示意圖。 圖4是圖示位平面的例子的示意圖。 圖5是圖示編碼通道(pass)的例子的示意圖。 圖6是圖示系數(shù)的掃描的例子的示意圖。 圖7是圖示狀態(tài)的定義的例子的示意圖。 圖8是圖示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表格的例子的示意圖。 圖9是圖示編碼處理的流程的例子的流程圖。 圖10是圖示EBCOT處理的流程的例子的流程圖。 圖11是圖示CU通道處理的流程的例子的流程圖。 圖12是圖示跟在圖11之后的CU通道處理的流程的例子的流程圖。 圖13是圖示生成⑶通道處理的實際操作的處理的例子的流程圖。 圖14是圖示生成⑶通道處理的實際操作的處理的另一例子的流程圖。 圖15是圖示生成⑶通道處理的實際操作的處理的又一例子的流程圖。 圖16是圖示現(xiàn)有技術(shù)中CU通道處理的流程的例子的流程圖。 圖17是圖示SP通道處理的流程的例子的流程圖； 圖18是圖示現(xiàn)有技術(shù)中SP通道處理的流程的例子的流程圖。
圖19是圖示MR通道處理的流程的例子的流程圖。圖20是圖示現(xiàn)有技術(shù)中MR通道處理的流程的例子的流程圖。圖21是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像編碼裝置的另一配置例子的框圖。圖22是圖示編碼通道的示意圖。圖23A、2!3B和23C是圖示碼塊的分組的示意圖。圖M是圖示并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)的生成的示意圖。圖25是圖示系數(shù)數(shù)據(jù)的并行算術(shù)的示意圖。圖沈是圖示編碼處理的流程的另一例子的流程圖。圖27是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的硬件的例子的示意圖。圖觀是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的個人計算機(jī)的配置的例子的框圖。
具體實施例方式在下文中，將以如下順序描述用于執(zhí)行本發(fā)明的優(yōu)選實施例。1.第一實施例(圖像編碼裝置)2.第二實施例(圖像編碼裝置)3.第三實施例(個人計算機(jī))1.第一實施例[圖像編碼裝置的配置]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像編碼裝置的配置的框圖。圖1中的圖像編碼 裝置100根據(jù)JPEG(聯(lián)合圖像專家小組)2000系統(tǒng)對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行無損或有損編碼。圖像編碼裝置100小波變換圖像數(shù)據(jù)，對每個碼塊將所得到的系數(shù)擴(kuò)展到位平面 中，并對每個位平面執(zhí)行熵編碼。圖像編碼裝置100執(zhí)行被稱為在JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中明確確定的EBCOT (利用最優(yōu)截 斷的嵌入碼塊編碼)的熵編碼(參考文獻(xiàn)IS0/IEC 15444-1，信息技術(shù)-JPEG2000，部分1 核心編碼系統(tǒng))。被稱為EBCOT的熵編碼是如下技術(shù)算術(shù)編碼在位平面中擴(kuò)展的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，同 時以一個像素為單位來建模二進(jìn)制數(shù)據(jù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，在該過程中，因為在執(zhí)行順序處理之后發(fā)生上一位平面的結(jié)果影 響下一位平面的結(jié)果的“依賴性”，所以很難并行化碼塊的內(nèi)部。因此，在對具有高等級分辨 率的圖像進(jìn)行編碼和無損壓縮的情況下，如何實現(xiàn)JPEG2000特別EBCOT中的計算負(fù)荷的高 速處理是關(guān)鍵問題。從而，圖像編碼裝置100執(zhí)行MQ編碼(算術(shù)編碼)而不管EBCOT中的位建模結(jié)果， 以從而實現(xiàn)編碼通道中條件分支的刪除。更具體地，圖像編碼裝置100新定義了碼塊中系 數(shù)的狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，以從而刪除作為現(xiàn)有技術(shù)中處理速度瓶頸的非必要條件分支。因此，圖像 編碼裝置100可以實現(xiàn)EBCOT的高速處理也就是減小JPEG2000中的計算負(fù)荷。如圖1所示，圖像編碼裝置100包括小波變換部分101、量化部分102、碼分塊部 分103、位平面擴(kuò)展部分104、EBCOT 105和編碼碼流生成部分106。典型地，由包括低通濾波器和高通濾波器的濾波器組來實現(xiàn)小波變換部分101。此 外，因為數(shù)字濾波器通常具有多個抽頭長度的脈沖響應(yīng)(濾波器系數(shù))，所以小波變換部分101具有緩沖器用于僅僅提前緩沖將被濾波的輸入圖像量。小波變換部分101獲取濾波所需的最少數(shù)據(jù)量或更多的輸入圖像數(shù)據(jù)(箭頭 131)。小波變換部分101例如使用5X3小波變換濾波器來濾波圖像數(shù)據(jù)以生成小波系數(shù)。 小波變換部分101執(zhí)行濾波使得分別在圖像的垂直和水平方向上圖像數(shù)據(jù)被分為低頻分量和高頻分量。此外，對于被分為垂直方向和水平方向上的低頻分量的子帶，小波變換部分101 遞歸重復(fù)這樣的濾波處理預(yù)定次數(shù)，如圖2所示。這考慮了大部分圖像能量集中在低頻分 量上的事實。圖2是圖示由具有三層劃分等級的小波變換處理生成的子帶的配置的例子。在該 情況下，首先，小波變換部分101濾波整個圖像來生成子帶3LL(未示出)、3HL、3LH和3HH。 接下來，小波變換部分101濾波所生成的子帶3LL以生成子帶2LL(未示出)、2HL、2LH和 2HH。然后，小波變換部分101濾波所生成的子帶2LL以生成子帶ILL、IHLULH和1HH。小波變換的劃分等級數(shù)是任意的。返回圖1，小波變換部分101將對每個子帶通過濾波得到的系數(shù)數(shù)據(jù)(小波系數(shù)) 提供給量化部分102 (箭頭132)。量化部分102量化所提供的系數(shù)數(shù)據(jù)(小波系數(shù))。量化部分102將所得到的系 數(shù)數(shù)據(jù)(量化系數(shù))提供給碼分塊部分103(箭頭13 。在JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中，在無損壓縮 的情況下省略量化過程。在該情況下，將從小波變換部分101輸出的系數(shù)數(shù)據(jù)(小波系數(shù)) 提供給碼分塊部分103 (箭頭134)。碼分塊部分103將所提供的每個位平面的系數(shù)數(shù)據(jù)劃分為預(yù)定尺寸的矩形碼塊， 其是熵編碼的處理單元。根據(jù)JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)的定義，在任何子帶中碼塊的垂直和水平尺寸 是統(tǒng)一的。這里，在圖像(子帶)的相對端或者其上端和下端等，可能不能得到具有相同大 小的碼塊。圖3圖示了如參考圖2描述的每個子帶中的碼塊的位置關(guān)系。例如，在劃分之后， 在所有子帶中生成大約64X64像素尺寸的碼塊。例如，假設(shè)最低劃分等級處的子帶3HH具 有640X320像素的尺寸，例如，子帶3HH包括總共50個64X64像素的碼塊。在接下來的 階段中每個處理部分對每個碼塊執(zhí)行處理。當(dāng)然，碼塊的尺寸(像素數(shù)量)是任意的。返回圖1，對于每個碼塊，碼分塊部分103將系數(shù)數(shù)據(jù)提供給位平面擴(kuò)展部分 104(箭頭 135)。位平面擴(kuò)展部分104將所提供的每個碼塊的系數(shù)數(shù)據(jù)擴(kuò)展到每個比特位置中的 位平面中。對于每個比特也就是在每個位置中，通過劃分(分片)預(yù)定數(shù)量的小波系數(shù)的系 數(shù)組(例如，將在之后描述的碼塊)來得到位平面。也就是，位平面是多塊數(shù)據(jù)相同位置中 的比特(系數(shù)比特)的集合，每塊數(shù)據(jù)具有多個比特的位深度。因此，所擴(kuò)展的位平面的數(shù) 量取決于每個系數(shù)的位深度。圖4示出了位平面的具體例子。圖4中的左側(cè)示意圖示出了總共16個系數(shù)，垂直 方向上的四個系數(shù)和水平方向上的四個系數(shù)。在16個系數(shù)中，具有最大絕對值的系數(shù)是 13，其在二進(jìn)制表示中被表示為1101。位平面擴(kuò)展部分104將這樣的系數(shù)組擴(kuò)展為示出絕 對值的四個位平面(絕對值的位平面)和示出符號的一個位平面(符號的位平面)。也就是，將圖4中左側(cè)的系數(shù)組擴(kuò)展為四個絕對值位平面和一個符號位平面，如圖4中右側(cè)所 示。絕對值位平面的所有元素采用0或1的值。此外，顯示符號的位平面的元素采用指示 系數(shù)的值是正值的值、指示系數(shù)的值是0的值以及指示系數(shù)的值是負(fù)值的值中的一個。因此，被轉(zhuǎn)換到位平面中的系數(shù)組中系數(shù)的數(shù)量是任意的。在下文中，將進(jìn)行如下 描述假設(shè)位平面擴(kuò)展部分104對于每個碼塊將系數(shù)擴(kuò)展到位平面中，以便通過集成處理 單元來便利每個部分中的處理。返回圖1，位平面擴(kuò)展部分104按照從系數(shù)的最重要位(MSB)到其最不重要位 (LSB)的順序，向EBCOT 105提供所擴(kuò)展的位平面。也就是，位平面擴(kuò)展部分104按照從位 深度的高等級一側(cè)到低等級一側(cè)的順序，向EBCOT 105提供所擴(kuò)展的位平面(箭頭136)。EBCOT 105對預(yù)定尺寸的每個塊執(zhí)行編碼，同時測量塊內(nèi)系數(shù)的統(tǒng)計特性。EBCOT 105對碼塊單元中的量化系數(shù)執(zhí)行熵編碼。對于從最重要位(MSB)到最不重要位(LSB)的 每個位平面，獨(dú)立地編碼每個碼塊。碼塊的垂直和水平尺寸是4至256范圍內(nèi)2的冪，并且 通常使用的尺寸包括32X32、64X64、U8X32等。假設(shè)用具有符號的η比特二進(jìn)制數(shù)來表 示量化系數(shù)值，并且零至η-1的位分別代表從LSB到MSB的位。剩下的一個位指示符號。從 MSB 一側(cè)的位平面開始按順序由如下三種類型的編碼通道來編碼碼塊。(1)重要性傳播通道(2)幅值細(xì)化通道(3)清除通道圖5中示出了使用這三種類型的編碼通道的順序。首先，由清除通道來編碼位平 面(n-1) (MSB)。然后，以重要性傳播通道、幅值細(xì)化通道和清除通道的順序，使用三種編碼 通道來朝著LSB —側(cè)順序編碼每個位平面。然而，實際上，EBCOT 105寫下從MSB —側(cè)位平面起哪一號的位平面首先出現(xiàn)在報 頭中，并且不編碼其系數(shù)全是零并從MSB—側(cè)連續(xù)的位平面(將被稱為零位平面)。以上述 順序使用三種類型的編碼通道來重復(fù)執(zhí)行編碼，并在任意位平面的任意編碼通道中終止編 碼，以從而獲取碼量和圖質(zhì)量之間的折衷(執(zhí)行比率控制)。接下來，將參考圖6描述系數(shù)的掃描。將碼塊劃分為每個具有四個系數(shù)高度的條 (strips)。條的寬度等于碼塊的寬度。掃描順序是追蹤(traced) —個碼塊內(nèi)所有系數(shù)的 順序，并且是在碼塊中從上一條到下一條的順序、以及在條中從左列到右列的順序、以及在 列中從上到下的順序。在每個編碼通道中，以該掃描順序來處理碼塊中的所有系數(shù)。在下文中，將描述這三種類型的編碼通道，其被公開在JPEG-2000標(biāo)準(zhǔn)(參考文 獻(xiàn)IS0/IEC 15444-1，信息技術(shù)-JPEG2000，部分1 核心編碼系統(tǒng))中。(1)重要性傳播通道(SP通道)在用于編碼某個位平面的重要性傳播通道中，8個鄰近系數(shù)中的至少一個是重要 的這樣的非重要系數(shù)的位平面中的值經(jīng)歷算數(shù)編碼。當(dāng)位平面的編碼值是一時，指示符號 是正還是負(fù)的信息隨后經(jīng)歷MQ編碼。將描述作為JPEG2000中特定術(shù)語的詞“重要性(significance) ”。重要性指針對 每個系數(shù)編碼器的狀態(tài)，其中重要性的初始值是指示“不重要”的零，當(dāng)在所考慮的系數(shù)中 編碼一時該值改變?yōu)橹甘尽爸匾钡囊?，然后該值繼續(xù)為一。因此，重要性還可以被稱為指 示是否已經(jīng)編碼關(guān)于有效數(shù)字的信息的標(biāo)簽。當(dāng)系數(shù)在某個位平面中變得重要時，該系數(shù)CN 在隨后的位平面中保持重要。(2)幅值細(xì)化通道(MR通道)在用于編碼位平面的幅值細(xì)化通道中，沒有在用于編碼位平面的重要性傳播通道 中編碼的重要系數(shù)的位平面中的值經(jīng)歷MQ編碼。C3)清除通道(⑶通道)在用于編碼位平面的清除通道中，沒有在用于編碼位平面的重要性通道中編碼的 非重要系數(shù)的位平面中的值經(jīng)歷MQ編碼。當(dāng)位平面的編碼值是一時，指示符號是正還是負(fù) 的符號信息隨后經(jīng)歷MQ編碼。在上述三種編碼通道中的MQ編碼中，根據(jù)不同的情況來恰當(dāng)使用諸如ZC(零編 碼)、RLC(游程編碼)、SC(符號編碼)和MR(幅值細(xì)化)之類的方法。這里，在該情況下，使 用被稱為MQ編碼的算術(shù)編碼。MQ編碼是在JBIG2(參考文獻(xiàn)IS0/IEC FDIS 14492,"Lossy/ Lossless Coding of Bi-levellmages”，2000年3月)中定義的學(xué)習(xí)型二進(jìn)制算術(shù)編碼。如圖1所示，EBCOT 105包括執(zhí)行位建模的位建模部分111和執(zhí)行算術(shù)編碼的MQ 編碼部分112。位建模部分111包括狀態(tài)轉(zhuǎn)換生成部分121、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表格122、選擇部分123、 ⑶通道(清除通道)部分124、SP通道(重要性傳播通道)部分125以及MR通道(幅值 細(xì)化通道)部分126。在本實施例中，有效地執(zhí)行在位建模部分111中執(zhí)行位建模時所需的系數(shù)的狀態(tài) 的轉(zhuǎn)換，以從而高速執(zhí)行EBC0T。EBCOT的位建模具有如下特征。(1)碼塊的每個系數(shù)有必要具有“狀態(tài)”。(2) “狀態(tài)”定義了通過什么編碼通道以及以什么方式編碼系數(shù)。(3)在編碼期間根據(jù)周圍系數(shù)或周圍“狀態(tài)”來轉(zhuǎn)換“狀態(tài)”。位建模部分111提供如下四個參數(shù)來定義每個系數(shù)的“狀態(tài)”。1.正或負(fù)符號(Sign)2.狀態(tài)變量 1 (Matus-O)3.狀態(tài)變量 2 (Status-I)4.重要性(Sig)在該方面，可以省略正或負(fù)符號的變量。圖7圖示了針對在參數(shù)中排除正或負(fù)符 號(因為如圖4所示，獨(dú)立指示編碼正或負(fù)符號的符號平面，所以正或負(fù)符號是不必要的) 之外的三個變量的七個狀態(tài)的定義。在現(xiàn)有技術(shù)EBCOT的情況下，雖然僅僅存在⑶通道、SP通道和MR通道這三個通 道，但是位建模部分111還定義了轉(zhuǎn)換到每個編碼通道之前的狀態(tài)。每個狀態(tài)具有如圖7 所示的表格中所表示的意思。狀態(tài)1 由⑶通道執(zhí)行編碼狀態(tài)2:無效采樣狀態(tài)3:存在鄰近重要采樣。當(dāng)在當(dāng)前位平面中沒有執(zhí)行編碼時，由⑶通道執(zhí)行 編碼。狀態(tài)4:存在鄰近重要采樣。由SP通道執(zhí)行編碼。11
狀態(tài)5:重要。已經(jīng)由SP通道完全編碼了當(dāng)前位平面。狀態(tài)6:重要。由MR通道執(zhí)行編碼。下一 MR通道是第一 MR通道。狀態(tài)7:重要。由MR通道執(zhí)行編碼。下一 MR通道是第二 MR通道。⑶通道中的編碼基本上與現(xiàn)有技術(shù)中的情況相同，但是SP通道被劃分為作為從 ⑶通道轉(zhuǎn)換到SP通道之前的階段的預(yù)SP以及執(zhí)行SP通道的狀態(tài)這兩個狀態(tài)。此外，MR 通道被劃分為沒有執(zhí)行MR通道的MR通道之前的預(yù)MR以及在其期間執(zhí)行MR通道的第一和 第二階段以及之后中的第一 MR和第二 MR。以這種方式，位建模部分111子劃分現(xiàn)有技術(shù)中 的三個編碼通道，然后定義各個狀態(tài)之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。返回圖1，狀態(tài)轉(zhuǎn)換生成部分121使用表格來從上述三個變量的值中獲取系數(shù)數(shù) 據(jù)的狀態(tài)。狀態(tài)轉(zhuǎn)換生成部分121存儲每個系數(shù)的狀態(tài)，并管理狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。例如，狀態(tài)轉(zhuǎn) 換生成部分121根據(jù)諸如與處理目標(biāo)系數(shù)相鄰的周圍二進(jìn)制系數(shù)值、它的狀態(tài)等的多種條 件、同時參考狀態(tài)轉(zhuǎn)換表格122(箭頭137和138)，轉(zhuǎn)換作為處理目標(biāo)的系數(shù)或周圍系數(shù)的 狀態(tài)。例如，如圖8所示，將狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件和轉(zhuǎn)換內(nèi)容提前定義為狀態(tài)轉(zhuǎn)換表格122。也就是，執(zhí)行如下狀態(tài)轉(zhuǎn)換。(1)在任何一個周圍系數(shù)通過⑶通道變得重要的情況下，將⑶轉(zhuǎn)換為預(yù)SP。(2)在目標(biāo)系數(shù)通過⑶通道變得重要的情況下，將⑶轉(zhuǎn)換為預(yù)MR。(3)剛好在通過SP通道編碼之前，將預(yù)SP轉(zhuǎn)換為SP。(4)在通過⑶通道變得重要的情況下，將預(yù)SP轉(zhuǎn)換為預(yù)MR。(5)在通過SP通道變得重要的情況下，將SP轉(zhuǎn)換為預(yù)MR。(6)如果終止一個位平面的編碼，則將預(yù)MR轉(zhuǎn)換為第一 MR。(7)如果終止一個位平面的編碼，則將第一 MR轉(zhuǎn)換為第二 MR。返回圖1，狀態(tài)轉(zhuǎn)換生成部分121向選擇部分123提供關(guān)于上述狀態(tài)轉(zhuǎn)換生成的信 息、系數(shù)數(shù)據(jù)等(箭頭139)。選擇部分123根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的存在或不存在或者它的內(nèi)容，選擇端口 12!3B-1至 12!3B-3中的一個，作為與狀態(tài)轉(zhuǎn)換生成部分121相連的端口 123A的連接目標(biāo)(端口 123A 與所選擇的端口 12 相連)。端口 12!3B-1與CU通道部分IM相連，端口 12鄧_2與SP通道部分125相連，以及 端口 12!3B-3與MR通道部分1 相連。也就是，選擇部分123從⑶通道部分124、SP通道 部分125和MR通道部分126中選擇狀態(tài)轉(zhuǎn)換生成部分121的連接目標(biāo)。向所選擇的編碼 通道提供系數(shù)數(shù)據(jù)。如果向⑶通道部分IM提供系數(shù)數(shù)據(jù)等(箭頭140)，則⑶通道部分IM使用系 數(shù)數(shù)據(jù)等來確定CU通道上下文或標(biāo)記(label)。CU通道部分124向MQ編碼部分122提供 與所生成的上下文、標(biāo)記等有關(guān)的信息(箭頭143)。如果向SP通道部分125提供系數(shù)數(shù)據(jù)等(箭頭141)，則SP通道部分125使用系 數(shù)數(shù)據(jù)等來確定CU通道的上下文或標(biāo)記。SP通道部分125向MQ編碼部分112提供與所生 成的上下文標(biāo)記等有關(guān)的信息(箭頭144)。如果向MR通道部分1 提供系數(shù)數(shù)據(jù)等(箭頭142)，則MR通道部分1 使用系 數(shù)數(shù)據(jù)等來確定根據(jù)MR通道的上下文或標(biāo)記。MR通道部分126向MQ編碼部分112提供與所生成的上下文標(biāo)記等有關(guān)的信息(箭頭145)。MQ編碼部分112基于從位建模部分111的各個編碼通道(⑶通道部分124、SP通 道部分125和MR通道部分126)提供的與上下文、標(biāo)記等有關(guān)的信息來執(zhí)行MQ編碼。這里， MQ編碼部分112執(zhí)行MQ編碼而不管每個編碼通道的計算結(jié)果。MQ編碼部分112將算術(shù)編碼結(jié)果提供給編碼碼流生成部分106(箭頭146)。編碼碼流生成部分106校準(zhǔn)(aligns)從EBCOT 105 (MQ編碼部分11 提供的編 碼數(shù)據(jù)，并將所校準(zhǔn)的編碼數(shù)據(jù)輸出作為一個碼流(箭頭147)。[處理的流程]接下來，將參考圖9的流程圖來描述由圖像編碼裝置100執(zhí)行的編碼處理的流程 的例子。如果編碼處理開始，則在步驟SlOl中，小波變換部分101小波變換與一張圖片相 應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)。在步驟S102中，量化部分102量化步驟SlOl中生成的系數(shù)數(shù)據(jù)。在無損 壓縮的情況下，省略步驟S102的過程。在步驟S103中，碼分塊部分103碼分塊系數(shù)數(shù)據(jù)。在步驟S104中，位平面擴(kuò)展部 分104將系數(shù)數(shù)據(jù)在位平面中擴(kuò)展。在步驟S105中，EBCOT 105執(zhí)行EBCOT處理，并編碼系數(shù)數(shù)據(jù)。在步驟S106中，編碼碼流生成部分106校準(zhǔn)在EBCOT 105中生成的編碼數(shù)據(jù)以生 成碼流并輸出。如果步驟S106的處理終止，則編碼處理終止。對于每張圖片執(zhí)行編碼處理。接下來，將參考圖10中的流程圖來詳細(xì)描述圖9中的步驟S105中執(zhí)行的EBCOT處理。如果EBCOT處理開始，則在步驟S121中，狀態(tài)轉(zhuǎn)換生成部分121初始化碼塊的系 數(shù)的狀態(tài)。在步驟S122中，選擇部分123根據(jù)狀態(tài)或系數(shù)來選擇通道。在步驟S123中，選 擇部分123確定是否選擇⑶通道。如果確定選擇⑶通道，則過程前進(jìn)到步驟S124。在步驟SlM中，⑶通道部分IM 和MQ編碼部分112執(zhí)行⑶通道處理用于執(zhí)行通過⑶通道的編碼。如果⑶通道處理終止， 則過程前進(jìn)到步驟SU8。此外，在步驟S123中，如果確定沒有選擇⑶通道，則過程前進(jìn)到步驟S125。在步 驟S125中，選擇部分123確定是否選擇SP通道。如果確定選擇SP通道，則過程前進(jìn)到步驟SU6。在步驟SU6中，SP通道部分125 和MQ編碼部分112執(zhí)行SP通道處理用于執(zhí)行通過SP通道的編碼。如果SP通道處理終止， 則過程前進(jìn)到步驟SU8。此外，在步驟S125中，如果確定沒有選擇SP通道，則過程前進(jìn)到步驟S127。在步 驟S127中，MR通道部分1 和MQ編碼部分112執(zhí)行MR通道處理用于執(zhí)行通過MR通道的 編碼。如果MR通道處理終止，則過程前進(jìn)到步驟SU8。在步驟SU8中，EBCOT 105確定是否終止EBCOT處理。如果確定存在未處理的系 數(shù)數(shù)據(jù)、并且EBCOT處理將不被終止，則過程返回步驟S122，并重復(fù)之后的處理。此外，如果 在步驟SU8中確定圖片中的所有系數(shù)數(shù)據(jù)都處理了，則EBCOT處理終止，然后過程返回圖 9的步驟S105，以從而執(zhí)行步驟S106及其之后的處理。
接下來，將參考圖11和12中的流程圖來描述圖10中的步驟SlM中執(zhí)行的⑶通 道處理的流程的例子。假設(shè)條的水平尺寸是64，并且其垂直尺寸是4。此外，在圖11和12 中，虛線箭頭代表數(shù)據(jù)的依賴性關(guān)系。在⑶通道中，當(dāng)從上到下方向在垂直方向上掃描條中的系數(shù)組(在圖6的例子的 情況下為4個系數(shù))時，對于系數(shù)組G個系數(shù))執(zhí)行如下計算(步驟S141至S148)。在步驟S141中，⑶通道部分IM執(zhí)行游程編碼(RLC 游程編碼)的結(jié)果是零的計 算。當(dāng)計算成功時，計算結(jié)果變?yōu)镕F。此外，當(dāng)計算失敗時，計算結(jié)果變?yōu)?0。這些計算結(jié) 果影響步驟S145的處理。如果步驟S141的處理終止，則過程前進(jìn)到步驟S142。在步驟S142中，⑶通道部 分IM執(zhí)行RLC的結(jié)果是一的計算。當(dāng)計算成功時，計算結(jié)果變?yōu)镕F。此外，當(dāng)計算失敗 時，計算結(jié)果變?yōu)?0。這些計算結(jié)果影響步驟S146至S148的處理。如果步驟S142的處理終止，則過程前進(jìn)到步驟S143。在步驟S142中，⑶通道部 分IM執(zhí)行第一統(tǒng)一(uniform)編碼的計算。編碼目標(biāo)是零或一。計算結(jié)果影響步驟S147 的處理。如果步驟S143的處理終止，則過程前進(jìn)到步驟S144。在步驟S144中，⑶通道部 分IM執(zhí)行第二統(tǒng)一編碼的計算。編碼目標(biāo)是零或一。計算結(jié)果影響步驟S148的處理。在⑶通道處理中，在步驟S141中，存在是否執(zhí)行RLC過程的初始分支點(diǎn)。這里， 如圖11所示，在本實施例中，RLC結(jié)果是一的計算和RLC結(jié)果是零的計算都被執(zhí)行。此外， 使用結(jié)果(FF或00)，MQ編碼部分112可以自動確定RLC實際上是否有效。如果步驟S144的處理終止，則過程前進(jìn)到步驟S145。在步驟S145中MQ編碼部分 112使用RLC上下文來MQ編碼值零，并在步驟S146中使用RLC上下文來MQ編碼值一。此外，在步驟S147中MQ編碼部分112使用統(tǒng)一上下文來執(zhí)行第一 MQ編碼，并在 步驟S148中使用統(tǒng)一上下文來執(zhí)行第二 MQ編碼。如果圖11中的步驟S148的處理終止，則過程前進(jìn)到圖12中的步驟S161。在⑶ 通道中，對于上述系數(shù)組G個系數(shù))中的每個系數(shù)，執(zhí)行如下計算(步驟S161至S167)。在步驟S161中，⑶通道部分IM執(zhí)行是否執(zhí)行⑶編碼的計算。例如，當(dāng)執(zhí)行⑶ 編碼時，計算結(jié)果變?yōu)镕F，以及當(dāng)不執(zhí)行CU編碼時，計算結(jié)果變?yōu)?0。計算結(jié)果用于步驟 S163中的MQ編碼。如果步驟S161中的處理終止，則過程前進(jìn)到步驟S162。在步驟S162中，⑶通道 部分IM執(zhí)行重要性上下文的計算。在步驟S163中，MQ編碼部分112使用重要性上下文 來MQ編碼碼元。如果步驟S163的處理終止，則過程前進(jìn)到步驟S164。在步驟S164中，⑶通道部 分1 執(zhí)行是否執(zhí)行符號編碼的計算。例如，在執(zhí)行符號編碼的計算的情況下，計算結(jié)果變 為FF，以及在不執(zhí)行符號編碼的情況下，計算結(jié)果變?yōu)?0。這些計算結(jié)果用于步驟S166的 MQ編碼。此外，這些計算結(jié)果用于更新步驟S167的狀態(tài)。如果步驟S164的處理終止，則過程前進(jìn)到步驟S165。在步驟S165中，⑶通道部 分IM執(zhí)行符號上下文的計算。在步驟S166中，MQ編碼部分112使用符號上下文來MQ編碼符號。在步驟S167中，基于是否執(zhí)行符號編碼的計算結(jié)果，狀態(tài)轉(zhuǎn)換生成部分121將周14圍8個系數(shù)的狀態(tài)更新為預(yù)SP，并將當(dāng)前系數(shù)的狀態(tài)更新為預(yù)MR。具體地，在周圍8個系 數(shù)中的任何一個變?yōu)橐徊⑶抑車禂?shù)被重寫為預(yù)SP的情況下，將當(dāng)前系數(shù)從CU轉(zhuǎn)換為預(yù) SP。此外，在當(dāng)前系數(shù)變?yōu)橐徊⑶冶恢貙憺轭A(yù)MR的情況下，將當(dāng)前系數(shù)從⑶轉(zhuǎn)換為預(yù)MR。在步驟S168中，⑶通道部分IM確定是否處理了作為處理目標(biāo)的系數(shù)組G個系 數(shù))中所有系數(shù)。如果確定存在未處理的系數(shù)，則過程返回步驟S161，然后重復(fù)之后的處 理。此外，如果在步驟S168中確定處理了作為處理目標(biāo)的系數(shù)組G個系數(shù))中所有 系數(shù)，則過程前進(jìn)到步驟S169。在步驟S169中，⑶通道部分IM確定是否處理了作為處理 目標(biāo)的位平面的所有條的所有系數(shù)。如果確定存在未處理的系數(shù)，則過程返回圖11的步驟 S141，并重復(fù)之后的處理。此外，如果在圖12中的步驟S169中確定處理了所有系數(shù)，則過程前進(jìn)到步驟 S170。在一個位平面的結(jié)尾處有必要執(zhí)行⑶通道處理，如圖5所示。因此，在⑶通道處理 的最后步驟S170中，狀態(tài)轉(zhuǎn)換生成部分121對于所有系數(shù)將每個狀態(tài)從第一 MR更新為第 二 MR以及從預(yù)MR更新為第一 MR。如果步驟S170的處理終止，則⑶通道終止，過程返回步驟圖10中的步驟S1M，然 后執(zhí)行步驟SU8和這之后的處理。在上述⑶通道處理中，例如，執(zhí)行RLC結(jié)果是一的計算(步驟S142)，并且在作為 結(jié)果輸出的符號是FF的情況下，這意味著計算有效。在該情況下，即使執(zhí)行RLC結(jié)果是零 的計算(步驟S141)，明顯計算結(jié)果為00 (無效)(因為結(jié)果零和一是對立關(guān)系)。另外，在RLC結(jié)果是一的計算有效的情況下，執(zhí)行兩次統(tǒng)一編碼的計算。在任何情 況下，編碼目標(biāo)是零或一。此外，存在完全不執(zhí)行RLC的情況，作為上述兩種情況之外的情 況。在下文中，對于三種情況，將描述執(zhí)行圖11中步驟S141至S148的每個處理的過程。首先，將參考圖13描述在RLC結(jié)果是零的情況下實際生成操作的處理?！肚闆r1(RLC結(jié)果是零的情況)》(1)如果執(zhí)行RLC結(jié)果是零的計算(步驟S141)，則結(jié)果變?yōu)镕F。(2)如果執(zhí)行RLC結(jié)果是一的計算(步驟S142)，則結(jié)果變?yōu)?0。(3)即使執(zhí)行第一統(tǒng)一編碼的計算(步驟S143)，也不生成碼字。(4)即使執(zhí)行第二統(tǒng)一編碼的計算(步驟S144)，也不生成碼字。(5)使用RLC上下文來MQ編碼值零(步驟S145)，然后輸出碼字。(6)即使使用RLC上下文來MQ編碼值一(步驟S146)，也不生成碼字。(7)即使使用(第一)統(tǒng)一上下文來執(zhí)行MQ編碼(步驟S147)，也不生成碼字。(8)即使使用(第二)統(tǒng)一上下文來執(zhí)行MQ編碼(步驟S148)，也不生成碼字。如上所述，在RLC結(jié)果是零的情況下，雖然執(zhí)行步驟S141至S148的每個處理，但 是實際生成碼字的處理僅僅相應(yīng)于(5)(步驟S145的處理)。接下來，將參考圖14描述在RLC結(jié)果是一的情況下實際生成操作的過程?！肚闆r2(RLC結(jié)果是一的情況)》(1)如果執(zhí)行RLC結(jié)果是零的計算(步驟S141)，則結(jié)果變?yōu)?0。
(2)如果執(zhí)行RLC結(jié)果是一的計算(步驟S142)，則結(jié)果變?yōu)镕F。(3)執(zhí)行第一統(tǒng)一編碼的計算(步驟S143)，然后生成碼字。(4)執(zhí)行第二統(tǒng)一編碼的計算(步驟S144)，然后生成碼字。(5)即使使用RLC上下文來MQ編碼值零(步驟S145)，也不生成碼字。(6)使用RLC上下文來MQ編碼值一(步驟S146)，然后輸出碼字。(7)使用(第一)統(tǒng)一上下文來執(zhí)行MQ編碼(步驟S147)，然后輸出碼字。(8)使用(第二)統(tǒng)一上下文來執(zhí)行MQ編碼(步驟S148)，然后輸出碼字。如上所述，在RLC結(jié)果是一的情況下，雖然執(zhí)行步驟S141至S148的每個處理，但 是實際生成碼字的處理相應(yīng)于(3)(步驟S143)、(4)(步驟S144)、(6)(步驟S146)、⑵(步 驟 S147)和(8)(步驟 S148)。接下來，將參考圖15描述在不執(zhí)行RLC的情況下實際生成操作的過程?！肚闆r3(不執(zhí)行RLC的情況)》(1)如果執(zhí)行RLC結(jié)果是零的計算(步驟S141)，則結(jié)果變?yōu)?0。(2)如果執(zhí)行RLC結(jié)果是一的計算(步驟S142)，則結(jié)果變?yōu)?0。(3)即使執(zhí)行第一統(tǒng)一編碼的計算(步驟S14!3)，也不生成碼字。(4)即使執(zhí)行第二統(tǒng)一編碼的計算(步驟S144)，也不生成碼字。(5)即使使用RLC上下文來MQ編碼值零(步驟S145)，也不生成碼字。(6)即使使用RLC上下文來MQ編碼值一(步驟S146)，也不生成碼字。(7)即使使用(第一)統(tǒng)一上下文來執(zhí)行MQ編碼(步驟S147)，也不生成碼字。(8)即使使用(第二)統(tǒng)一上下文來執(zhí)行MQ編碼(步驟S148)，也不生成碼字。如上所述，在不執(zhí)行RLC的情況下，雖然執(zhí)行步驟S141至S148的每個處理，但是 不存在實際生成碼字的處理。這與現(xiàn)有技術(shù)中在⑶通道處理中不執(zhí)行RLC的情況相同，如 將在之后描述的。在上述描述中，在本實施例中，重要的是執(zhí)行MQ編碼而不管位建模的計算結(jié)果。 例如在某計算結(jié)果為FF的情況下，MQ編碼輸出實際有效的碼字，但是在計算結(jié)果為00的 情況下不輸出碼字。EBCOT 105利用了 MQ編碼的特征，從而，沒有必要執(zhí)行條件確定。在該方面，在圖16中的流程圖中示出了現(xiàn)有技術(shù)中⑶通道處理的流程。也就是，如步驟S181至S186所示，沿著垂直方向執(zhí)行針對條中的系數(shù)組G個系 數(shù))的處理。因此，在是否執(zhí)行RLC (步驟S181)以及4個系數(shù)是否都是零(步驟S182)這 兩個步驟中出現(xiàn)條件分支。在計算機(jī)系統(tǒng)中，如果出現(xiàn)條件分支(如果則否則)，則發(fā)生高速緩存的占用或不 利結(jié)果(penalty)，從而導(dǎo)致在速度方面迅速減小，這是眾所周知的。JPEG2000的EBCOT的 處理負(fù)荷很重從而高速處理很難的一個重要原因就在于存在許多條件分支。在該方面，如上所述，EBCOT 105在垂直方向上對于條中的系數(shù)組G個系數(shù))執(zhí) 行(圖11中步驟S141至S148的)處理，而完全不生成條件分支。從而，相比于現(xiàn)有技術(shù) 中的方法，EBCOT 105可以以高速執(zhí)行編碼。換言之，在現(xiàn)有技術(shù)中的方法的情況下，在系數(shù)單元中隨后的循環(huán)處理(圖16中 的步驟S187至S193)中，存在是否執(zhí)行⑶通道(步驟S187)的條件分支和系數(shù)是否是一 的條件分支(步驟S190)。在垂直方向上對于條中的系數(shù)組G個系數(shù))的每個系數(shù)執(zhí)行這兩個條件分支。因此，由于這些條件分支引起的開銷變得高于由于上述步驟S181和S182 中的條件分支引起的開銷。在該方面，如上所述，在對于每個系數(shù)的處理(圖12中的步驟S161至S167)中 EBCOT 105完全不生成條件分支。從而，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的方法，EBCOT 105可以以高速 執(zhí)行編碼。接下來，將參考圖17中的流程圖來描述在圖10中的步驟SU6中執(zhí)行的SP通道 處理的流程的例子。虛線箭頭代表數(shù)據(jù)的依賴性關(guān)系。如果SP通道處理開始，則在步驟S211中，狀態(tài)轉(zhuǎn)換生成部分121將當(dāng)前系數(shù)的狀 態(tài)從預(yù)SP轉(zhuǎn)換為SP。在步驟S212中，SP通道部分125執(zhí)行是否執(zhí)行SP編碼的計算。例 如，在執(zhí)行SP編碼的情況下，計算結(jié)果變?yōu)镕F，以及在不執(zhí)行SP編碼的情況下，計算結(jié)果變 為00。計算結(jié)果用于步驟S214中的MQ編碼。如果步驟S212的處理終止，則過程前進(jìn)到步驟S213。在步驟S213中，SP通道部 分125執(zhí)行重要性上下文的計算。在步驟S214中，MQ編碼部分112使用重要性上下文來 MQ編碼碼元。如果步驟S214的處理終止，則過程前進(jìn)到步驟S215。在步驟S215中，SP通道部 分125執(zhí)行系數(shù)是否是一的計算。例如，在系數(shù)是一的情況下，計算結(jié)果變?yōu)镕F，以及在系 數(shù)是零的情況下，計算結(jié)果變?yōu)?0。計算結(jié)果用于步驟S217中的MQ編碼。此外，計算結(jié)果 用于步驟S218中的狀態(tài)更新。如果步驟S215的處理終止，則過程前進(jìn)到步驟S216。在步驟S216中，SP通道部 分125執(zhí)行符號上下文的計算。在步驟S217中，MQ編碼部分112使用符號上下文來MQ編碼符號。在步驟S218中，基于系數(shù)是否是一的計算結(jié)果，狀態(tài)轉(zhuǎn)換生成部分121將周圍8 個系數(shù)的狀態(tài)更新為預(yù)SP，并將當(dāng)前系數(shù)的狀態(tài)更新為預(yù)MR。具體地，在周圍8個系數(shù)的 任何一個變?yōu)橐徊⑶抑車禂?shù)被重寫為預(yù)SP的情況下，將當(dāng)前系數(shù)從CU轉(zhuǎn)化為預(yù)SP。此 外，在當(dāng)前系數(shù)變?yōu)橐徊⑶冶恢貙憺轭A(yù)MR的情況下，將當(dāng)前系數(shù)從CU轉(zhuǎn)換為預(yù)MR。在步驟S219中，SP通道部分125確定是否處理了作為處理目標(biāo)的系數(shù)組G個系 數(shù))中的所有系數(shù)。如果確定存在未處理的系數(shù)，則過程返回步驟S211，并重復(fù)之后的處 理。此外，如果在步驟S219中確定處理了作為處理目標(biāo)的系數(shù)組G個系數(shù))中的所 有系數(shù)，則過程前進(jìn)到步驟S220。在步驟S220中，SP通道部分125確定是否處理了作為處 理目標(biāo)的位平面中所有條的所有系數(shù)。如果確定存在未處理的系數(shù)，則過程返回步驟S211， 并重復(fù)之后的處理。此外，在步驟S220中，如果確定處理了所有系數(shù)，則SP通道處理終止。然后，過程 返回圖10中的步驟S126，并且執(zhí)行步驟SU8和這之后的處理。在SP通道處理的情況下，以與⑶通道的情況相似的方式，執(zhí)行MQ編碼而不管位 建模的計算結(jié)果。EBCOT 105利用了 MQ編碼的特征，從而也沒有必要在SP通道處理中執(zhí)行 條件確定。在該方面，在圖18中的流程圖中示出了現(xiàn)有技術(shù)中的SP通道處理的流程。也就是，存在是否執(zhí)行SP編碼(步驟S241)的條件分支，以及系數(shù)是否是一(步驟S244)的條件分支。在垂直方向上對于條中的系數(shù)組G個系數(shù))的每個系數(shù)來執(zhí)行這 兩個條件分支。因此，由于這些條件分支引起的開銷，速度可能顯著降低。在該方面，如上所述，在針對每個系數(shù)的處理(圖17中的步驟S211至S218)中， EBCOT 105完全不生成任何條件分支。從而，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的方法，EBCOT 105可以以 高速執(zhí)行編碼。接下來，將使用圖19中的流程圖來描述在圖10中的步驟S127中執(zhí)行的MR通道 處理的流程的例子。虛線箭頭代表數(shù)據(jù)的依賴性關(guān)系。如果MR通道處理開始，則在步驟S261中，MR通道部分1 執(zhí)行是否執(zhí)行MR編碼 的計算。例如，在執(zhí)行MR編碼的情況下，計算結(jié)果變?yōu)镕F，以及在不執(zhí)行MR編碼的情況下， 計算結(jié)果變?yōu)?0。計算結(jié)果用于步驟S263的MQ編碼。如果步驟S261的處理終止，則過程前進(jìn)到步驟S262。在步驟S262中，MQ通道部 分1 執(zhí)行MR上下文的計算。在步驟S263中，MQ編碼部分112使用MR上下文來MQ編碼碼元。如果步驟S263的處理終止，則過程前進(jìn)到步驟S264。在步驟S264中，MR通道部 分126確定是否處理了作為處理目標(biāo)的系數(shù)組G個系數(shù))中所有系數(shù)。如果確定存在未 處理的系數(shù)，則過程返回步驟S261，然后重復(fù)之后的處理。如果在步驟S264中確定處理了作為處理目標(biāo)的系數(shù)組G個系數(shù))中所有系數(shù)， 則過程前進(jìn)到步驟S265。在步驟S265中，MR通道部分1 確定是否處理了作為處理目標(biāo) 的位平面中所有條的所有系數(shù)。如果確定存在未處理的系數(shù)，則過程返回步驟S261，然后重 復(fù)之后的處理。此外，在步驟S265中，如果確定處理了所有系數(shù)，則MR通道處理終止。然后，過程 返回圖10中的步驟S127，然后執(zhí)行步驟SU8和這之后的處理。在MR通道處理的情況下，以與⑶通道或SP通道相似的方式，執(zhí)行MQ編碼而不管 位建模的計算結(jié)果。EBCOT 105利用了 MQ編碼的特征，從而，也沒有必要在MR通道處理中 執(zhí)行條件確定。在該方面，在圖20中的流程圖中示出了現(xiàn)有技術(shù)中的MR通道處理的流程。也就是，存在是否執(zhí)行MR編碼的條件分支(步驟S281)。對于垂直方向上條中的 系數(shù)組G個系數(shù))的每個系數(shù)來執(zhí)行該條件分支。因此，由于條件分支引起的開銷，速度 可能顯著降低。在該方面，如上所述，在針對每個系數(shù)的處理(圖19中的步驟S261至S263)中 EBCOT 105完全不生成條件分支。從而，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的方法，EBCOT 105可以以高速 執(zhí)行編碼。如上所述，EBCOT 105新定義了碼塊中系數(shù)的狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，從而通過基于提前得到 的計算結(jié)果進(jìn)行的處理而完全不需要在系數(shù)單元中執(zhí)行條件分支，這些條件分支在現(xiàn)有技 術(shù)中的EBCOT編碼中導(dǎo)致明顯的問題。因此，圖像編碼裝置100可以以更高的速度來執(zhí)行 編碼處理。2.第二實施例[圖像編碼裝置的配置]可以并行執(zhí)行針對多個碼塊的EBC0T，使得可以高速執(zhí)行編碼處理。
圖21是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像編碼裝置的配置的例子的框圖。圖21所 示的圖像編碼裝置200基本上具有與圖1中的圖像編碼裝置100相同的配置，但是是根據(jù) JEPG2000系統(tǒng)可逆或不可逆編碼圖像數(shù)據(jù)的編碼裝置。這里，圖像編碼裝置200針對多個碼塊并行執(zhí)行EBCOT。在現(xiàn)有技術(shù)中的EBCOT中，因為在執(zhí)行順序處理之后，出現(xiàn)上一位平面的結(jié)果影 響下一位平面的結(jié)果的“依賴性”，所以很難并行化碼塊的內(nèi)部。因此，在對具有高等級分辨 率的圖像執(zhí)行編碼或無損壓縮的情況下，如何實現(xiàn)JPEG2000特別是EBCOT中的計算負(fù)荷的 高速處理已經(jīng)是一個關(guān)鍵問題。因此，圖像編碼裝置200恰當(dāng)分組碼塊來生成并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)，并且并行執(zhí)行 多個EBCOT處理。從而，圖像編碼裝置200可以實現(xiàn)EBCOT的高速處理也就是JPEG2000中 計算負(fù)荷的減小。如圖21所示，圖像編碼裝置200基本上具有與圖1中的圖像編碼裝置100相同的 配置。也就是，圖像編碼裝置200包括與圖1中的小波變換部分101相同的小波變換部分 201 ；與圖1中的量化部分102相同的量化部分202 ；與圖1中的碼分塊部分103相同的碼 分塊部分203 ；以及與圖1中的位平面擴(kuò)展部分104相同的位平面擴(kuò)展部分204。然而，圖像編碼裝置200具有EBCOT 208而不是圖1中的EBCOT 105，并且具有編 碼碼流生成部分209而不是圖1中的編碼碼流生成部分106。此外，圖像編碼裝置200包括參數(shù)生成部分205、分組部分206和并行算術(shù)系數(shù)數(shù) 據(jù)生成部分207。例如，小波變換部分201使用5X3小波變換濾波器來濾波輸入圖像數(shù)據(jù)(箭頭 221)以生成小波系數(shù)。小波變換部分210將對每個子帶通過濾波得到的系數(shù)數(shù)據(jù)(小波系 數(shù))提供給量化部分202 (箭頭222)。量化部分202量化所提供的系數(shù)數(shù)據(jù)(小波系數(shù))。量化部分202將所得到的系 數(shù)數(shù)據(jù)(量化系數(shù))提供給碼分塊部分203(箭頭22 。在無損壓縮的情況下省略量化過 程。在該情況下，將從小波變換部分201輸出的系數(shù)數(shù)據(jù)(小波系數(shù))提供給碼分塊部分 203(箭頭 224)。碼分塊部分203將所提供的系數(shù)數(shù)據(jù)劃分為預(yù)定尺寸的矩形碼塊，其是熵編碼的 處理單元。對于每個碼塊，碼分塊部分203將系數(shù)數(shù)據(jù)提供給位平面擴(kuò)展部分204(箭頭 225)。此外，碼分塊部分203將關(guān)于每個碼塊的信息提供給參數(shù)生成部分205(箭頭226)。位平面擴(kuò)展部分204將所提供的每個碼塊的系數(shù)數(shù)據(jù)擴(kuò)展到每個比特位置中的 位平面中。位平面擴(kuò)展部分204按照從系數(shù)的最重要位(MSB)到其最不重要位(LSB)的順 序?qū)⑺鶖U(kuò)展的位平面提供給并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207。也就是，位平面擴(kuò)展部分204 按照從位深度的高級別一側(cè)到低級別一側(cè)的順序?qū)⑺鶖U(kuò)展的位平面提供給并行算術(shù)系數(shù) 數(shù)據(jù)生成部分207 (箭頭230)。此外，位平面擴(kuò)展部分204將關(guān)于位平面擴(kuò)展的信息提供給 參數(shù)生成部分205(箭頭227)參數(shù)生成部分205基于從碼分塊部分203和位平面擴(kuò)展部分204提供的信息，來 生成指示每個碼塊的特征的參數(shù)。作為參數(shù)，可以使用指示碼塊的特征的任何東西，其可以包括例如碼塊的水平尺 寸(h_size)、碼塊的垂直尺寸(v_siZe)、子帶類型(LL、HL、LH和HH)以及所計算的編碼通19道數(shù)(num_paSS)，如將在之后描述的。當(dāng)然，可以包括其他參數(shù)。在任意方法中表達(dá)這些參數(shù)相應(yīng)于什么碼塊。例如，這可以與關(guān)于碼塊的識別信 息(碼塊號等)有關(guān)。在圖22中，水平軸代表碼塊(CBtl至CBn (n+1)項的碼塊)，以及垂直軸代表位平 面。其系數(shù)全是零并跟在MSB的位平面之后的位平面被稱為零位平面，而其他位平面被稱 為有效位平面。此外，在圖22中，“kro. Bits”代表零位平面的數(shù)量，以及“Max. Bits”代 表編碼之前所定義的最大位深度(LSB或MSB)。因此，根據(jù)如下公式1來計算指示在一個碼塊中使用的編碼通道的數(shù)量的編碼通 道數(shù)(num_pass)。num_pass = (Max. Bits-Zero. Bits) X 3-2(1)返回圖21，參數(shù)生成部分205將如上所述生成的參數(shù)提供給分組部分206(箭頭 228)。分組部分206基于從參數(shù)生成部分205提供的參數(shù)來分組碼塊。分組部分206獲 取與一張圖片相應(yīng)的碼塊的參數(shù)。如圖23A所示的例子，圖片中碼塊的尺寸(水平和垂直尺寸)并不都相同。如上 所述，執(zhí)行碼分塊來基本上為相同的尺寸(基本尺寸)，但是在圖像(子帶)的相對側(cè)、上和 下側(cè)等，可能不能保證基本尺寸。在這樣的部分中的碼塊的尺寸小于基本尺寸。此外，如上所述，因為對系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行碼分塊，所以圖像中每個碼塊所屬的子帶不 都相同。此外，因為在各個碼塊中零位平面的數(shù)量(有效位平面的數(shù)量)彼此獨(dú)立，所以在 各個碼塊中編碼通道的數(shù)量可能彼此不同。分組部分206比較圖片中每個碼塊的參數(shù)值，并分組所有值相同的碼塊，如圖2 所示。在圖23B中，組301至組304是以這種方式根據(jù)參數(shù)分類的碼塊組，換言之，在每 個組中所有碼塊的所有參數(shù)值相同。分組部分206恰當(dāng)劃分根據(jù)參數(shù)分類的組，使得每個組最多由16個碼塊形成。在 圖23C中的例子中示出的組311至316是通過進(jìn)一步劃分圖23B中的每個組得到的組的一 部分，使得碼塊的數(shù)量最多變?yōu)?6。例如，通過進(jìn)一步劃分圖2 中的組301得到圖23C中 的組311至313，以及通過進(jìn)一步劃分圖23B中的組302得到圖23C中的組314和315。圖 23C中的組316相應(yīng)于圖23B中的組304，但是因為屬于組304的碼塊的數(shù)量是16或更少， 所以組316具有與組304相同的碼塊的數(shù)量。返回圖21，分組部分206將諸如參數(shù)等的關(guān)于每個碼塊的信息和關(guān)于分組的信息 提供給并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207 (箭頭229)。并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207重新布置每個組中每個碼塊的系數(shù)數(shù)據(jù)以生成 并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)，使得可以并行計算(熵編碼)組中的碼塊。如果并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207從位平面擴(kuò)展部分204得到系數(shù)數(shù)據(jù)，則并 行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207將系數(shù)數(shù)據(jù)存儲在存儲器(未示出)中。如果并行算術(shù)系數(shù) 數(shù)據(jù)生成部分207得到(存儲)與一張圖片相應(yīng)的系數(shù)數(shù)據(jù)，則并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部 分207根據(jù)分組部分206的分組，從上到下且從左到右讀取屬于處理目標(biāo)組的每個碼塊中 相同位置中的系數(shù)數(shù)據(jù)，并將所讀取的系數(shù)數(shù)據(jù)布置在存儲器中的寄存器中。并行算術(shù)系20數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207對每個位平面執(zhí)行系數(shù)數(shù)據(jù)的讀取。圖M圖示了從64X64尺寸的碼塊的組中生成并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)的例子。圖M 中上面部分中的碼塊0至碼塊15圖示了屬于處理目標(biāo)組的16個碼塊。在其下面部分中， 示出了布置(重新布置)在寄存器中的系數(shù)數(shù)據(jù)。如圖M所示，對于每個位平面，讀取每個碼塊位于相同位置中的系數(shù)數(shù)據(jù)8個比 特(寬度8X高度1X1比特)，將其布置在寄存器中。例如，在符號位平面中，從碼塊0讀 取8比特的系數(shù)數(shù)據(jù)321-1，從碼塊1讀取8比特的系數(shù)數(shù)據(jù)321-2。類似地，從碼塊3至碼 塊14讀取系數(shù)數(shù)據(jù)，然后從碼塊15讀取8比特的系數(shù)數(shù)據(jù)321-16。將系數(shù)數(shù)據(jù)321-1至 系數(shù)數(shù)據(jù)321-16并行放置在寄存器中。也就是，這變成了 128比特(寬度1 X高度1X1 比特)的并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)(寄存器的尺寸是128比特或更大)。如將在之后描述的，如果對8比特的每個系數(shù)數(shù)據(jù)并行化并編碼寄存器中的并行 算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)，則從碼塊0讀取8比特的下一系數(shù)數(shù)據(jù)322-1，從碼塊1讀取8比特的下一 系數(shù)數(shù)據(jù)322-2。類似地，從碼塊3至碼塊14讀取8比特的下一系數(shù)數(shù)據(jù)，以及從碼塊15 讀取8比特的下一系數(shù)數(shù)據(jù)322-16。以與系數(shù)數(shù)據(jù)321-1至321-16相似的方式，將系數(shù)數(shù) 據(jù)322-1至322-16并行布置在寄存器中。也就是，這變成了 128比特的并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù) (寬度U8X高度1X1比特)。還對8比特的每個系數(shù)數(shù)據(jù)并行化并編碼并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)。對于碼塊中的所有 系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行這樣的處理。這時，屬于相同組的碼塊中的參數(shù)(水平尺寸、垂直尺寸、編碼通道數(shù)(有效位平 面數(shù))和子帶類型)的值彼此都相同。也就是，碼塊0至碼塊15中的每一個的采樣的數(shù)量 (64X64 = 4096)、MSB或LSB的位平面的數(shù)量等彼此都相同。也就是，相同組中的每個碼塊具有可以以相同方法執(zhí)行編碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。換言之， 每個碼塊具有使得可以進(jìn)行最簡單的并行化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。另外，因為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)彼此相同，所以可以通過上述重新布置處理來容易地重新布 置每個碼塊的系數(shù)數(shù)據(jù)，使得恰當(dāng)執(zhí)行并行化。在群中的碼塊的數(shù)量小于16的情況下，并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207補(bǔ)充啞數(shù) 據(jù)(例如，零值)作為對抗手段(在偽方式中碼塊的數(shù)量變?yōu)?6)。返回圖21，并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207向EBCOT 208提供并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)。 EBCOT 208對系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行位建模，然后，算術(shù)編碼系數(shù)的位平面。這里，EBCOT208 具有 EBCOT 208-1 至 EBCOT 208-16。EBCOT 208-1 至 EBCOT 208-16分別對系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行位建模，然后算術(shù)編碼系數(shù)的位平面。也就是，EBCOT 208以最 多并行16個的方式來執(zhí)行熵編碼。EBCOT 208-1至EBCOT 208-16分別具有與圖1中的EBCOT 105相同的配置，并類 似地執(zhí)行EBC0T。也就是，EBCOT 208-1至EBCOT 208-16分別新定義了碼塊中系數(shù)的狀態(tài)的 轉(zhuǎn)換，從而通過基于提前得到的計算結(jié)果進(jìn)行的處理而完全不需要在系數(shù)單元中執(zhí)行條件 分支，這些條件分支在現(xiàn)有技術(shù)中的EBCOT編碼中導(dǎo)致明顯的問題。也就是，EBCOT 208-1 至EBC0T208-16可以分別以高速執(zhí)行^COT。并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207分別向EBCOT 208-1至EBCOT 208-16提供8比特 的寄存器的并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)也就是從每個碼塊讀取的系數(shù)數(shù)據(jù)(箭頭203-1至203-16)。
EBCOT 208_1至EBCOT 208-16相互并行地編碼所提供的系數(shù)數(shù)據(jù)來生成編碼數(shù)據(jù)。圖25是圖示每次進(jìn)行16個并行處理來操作圖M中128比特寄存器中的系數(shù)的 狀態(tài)的示意圖。在該圖中，從左側(cè)到右側(cè)處理由8個像素劃分的二進(jìn)制值，同時移位一個比 特。在現(xiàn)有技術(shù)中，以如下順序執(zhí)行編碼。
步驟 1 :CB0 的 X- > Y- > ... 0 步驟 2 =CB1 的 X- > Y- > ... 0 步驟 3 =CB2 的 X- > Y- > ... 0步驟 15 =CB14 的 X- > Y- > ... 0 步驟 16 =CB15 的 X- > Y- > ... 0因此，如步驟1至步驟16所示，花費(fèi)了與16個碼塊X8比特相應(yīng)的時間。 另一方面，在本實施例中，一次(并行)編碼位于16個碼塊的相同位置中的系數(shù)t也就是，在本實施例中，以如下順序執(zhí)行編碼。步驟1CB0、CB1、CB2、...、CB14、CB15 的 X步驟2CB0、CB1、CB2、..·、CB14、CB15 的 Y步驟3CB0、CB1、CB2、...、CB14、CB15 的 0步驟4CB0、CB1、CB2、...、CB14、CB15 的 0步驟5CB0、CB1、CB2、...、CB14、CB15 的 0步驟6CB0、CB1、CB2、...、CB14、CB15 的 0步驟7CB0、CB1、CB2、...、CB14、CB15 的 0步驟8CB0、CB1、CB2、...、CB14、CB15 的 0因此，EBCOT 208可以在與步驟1至步驟8的8個比特相應(yīng)的時間中編碼。是，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的情況，EBCOT 208可以高速執(zhí)行編碼。如上所述，因為EBCOT 208-1至EBCOT 208-16可以分別省略條件分支，所以可以 減小每個并行過程的處理時間，并且還可以減小各個過程的處理時間之間的差別。從而， EB⑶T 208也可以高速執(zhí)行編碼。返回圖21，EBCOT 208-1至EBCOT 208-16將所生成的編碼數(shù)據(jù)提供給編碼碼流生 成部分209 (箭頭232-1至232-16)。編碼碼流生成部分209以與現(xiàn)有技術(shù)中編碼數(shù)據(jù)的布置相同的順序來重新布置 從EBCOT 208-1至EBCOT 208-16提供的編碼數(shù)據(jù)，并輸出重新布置的編碼數(shù)據(jù)作為一個碼 流(箭頭233)。如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，順序編碼在位平面中擴(kuò)展的系數(shù)數(shù)據(jù)的各個碼塊。編碼 碼流生成部分209以與以這樣的順序編碼并生成的系數(shù)數(shù)據(jù)相同的布置順序來重新布置 各個編碼數(shù)據(jù)的順序。例如，通過在現(xiàn)有技術(shù)中將由EBCOT 208-1至EBCOT 208-16生成的每個編碼數(shù)據(jù) 存儲在存儲器中，并通過以編碼順序來讀取所存儲的編碼數(shù)據(jù)，來執(zhí)行編碼數(shù)據(jù)的重新布置。22
在由并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207補(bǔ)充啞數(shù)據(jù)之后執(zhí)行編碼的情況下，編碼碼 流生成部分209刪除與啞數(shù)據(jù)相應(yīng)的編碼數(shù)據(jù)(不將其包括在碼流中)。[處理的流程]將參考圖沈的流程圖來描述上述這樣的編碼處理的流程的例子。如果編碼處理開始，則在步驟S301中，小波編碼部分201小波編碼與一張圖片相 應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)。在步驟S302中，量化部分202量化步驟S301中生成的系數(shù)數(shù)據(jù)。在無損 編碼的情況下省略步驟S202的過程。在步驟S303中，碼分塊部分203碼分塊系數(shù)數(shù)據(jù)。在步驟S304中，位平面擴(kuò)展部 分204在位平面中擴(kuò)展系數(shù)數(shù)據(jù)。在步驟S305中，參數(shù)生成部分205生成每個碼塊的參數(shù)(例如，h_size、v_siZe、 num_pass和sub_type)。在步驟S306中，分組部分206基于參數(shù)來分組每個碼塊。如上所 述。分組部分206最多將參數(shù)值都相同的16個碼塊收集到一個組中。在步驟S307中，并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207在步驟S306中生成的各個組中 從未處理組中選擇處理目標(biāo)組。在步驟S308中，并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207確定在處理目標(biāo)組中是否存在16 個碼塊。如果確定在處理目標(biāo)組中存在16個碼塊，則過程前進(jìn)到步驟S310。此外，如果在步驟S308中確定在處理目標(biāo)組中不存在16個碼塊，則過程前進(jìn)到步 驟S309。在步驟S309中，并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207添加與對于16項所缺少的碼塊 數(shù)相應(yīng)的碼塊的 數(shù)據(jù)。例如，并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207將在其中所有系數(shù)值是零 的碼塊添加到處理目標(biāo)組的碼塊，作為啞數(shù)據(jù)。通過步驟S309的過程，如果處理目標(biāo)組的碼塊數(shù)變?yōu)榘▎?shù)據(jù)的16項，則過程 前進(jìn)到步驟S310。在步驟S310中，并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207使用處理目標(biāo)組中每個碼塊的系 數(shù)數(shù)據(jù)來生成并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)。在步驟S311中，EBCOT 208使用并行算術(shù)系數(shù)數(shù)據(jù)通過 16個并行處理來執(zhí)行熵編碼。在步驟S312中，并行系數(shù)數(shù)據(jù)生成部分207確定是否存在未處理組。如果確定存 在未處理組，則過程返回步驟S307，然后重復(fù)之后的過程。此外，如果在步驟S312中確定處 理了圖片中所有的組，則過程前進(jìn)到步驟S313。在步驟S313中，編碼碼流生成部分209重新布置在EBCOT 208中生成的編碼數(shù)據(jù) 以生成用于輸出的碼流。如果S313的過程終止，則編碼處理終止。對于每張圖片執(zhí)行編碼處理。如上所述，圖像編碼裝置200基于指示每個碼塊的特征的參數(shù)，對多個碼塊并行 執(zhí)行熵編碼，同時省略編碼中的條件分支。從而，圖像編碼裝置200可以更加顯著地減小編 碼處理的計算負(fù)荷，并且可以高速執(zhí)行編碼。[應(yīng)用例子]在上述描述中，寄存器的長度是128比特，但是寄存器的長度可以是任意的。此 外，EBCOT的并行數(shù)量是16個，但是本發(fā)明不限于此，從而可以是任意的。當(dāng)然，當(dāng)增加并 行數(shù)量時，以更高的速度來執(zhí)行編碼處理。在圖21中，EBCOT 208包括EBCOT 208-1至EBCOT 208-16，但是這是在可執(zhí)行的并行過程是16個的情況下的配置例子。也就是，根據(jù)并行數(shù)量來確定EBCOT 208的配置。 例如，在并行數(shù)量是N的情況下，raCOT 208包括raCOT 208-1至raCOT 208-N。這里，EBCOT的并行數(shù)量取決于寄存器的長度及其處理單元數(shù)據(jù)量。例如，如上所 述，在寄存器長度是128比特并且處理單元是8比特的情況下，并行數(shù)量變?yōu)?28/8 = 16。 也就是，EBCOT的并行數(shù)量N可以被表達(dá)為通過將計算機(jī)或硬件的L比特的數(shù)據(jù)寄存器長 度除以數(shù)據(jù)處理單元的D比特的比特長度而得到的值(N = L/D) (N、L和D是自然數(shù))。通常，在初始設(shè)計階段確定計算機(jī)或硬件的數(shù)據(jù)寄存器的長度。也就是，EBCOT的 最大并行數(shù)量主要取決于硬件規(guī)范。圖27是圖示圖21中的圖像編碼裝置200所應(yīng)用到的 硬件的配置例子的示意圖。圖27所示的配置是具有在被稱為CBE (單元寬帶引擎)的處理器中存在的8個子 處理器的SPE(協(xié)處理器單元)的配置。如圖27所示，SPE被配置來使得對于256KB的本 地存儲(高速緩存存儲器)以128比特為單位來讀或?qū)?讀/寫)是有可能的。也就是， 這相應(yīng)于128比特的寄存器長度。此外，在對128比特寄存器度讀或?qū)?讀/寫)中，可以使用8比特X16個并行 處理、16比特X 8個并行處理或者32比特X 4個并行處理。因此，16個并行處理是SPE中 的最大并行處理，但是例如在其他計算機(jī)系統(tǒng)或硬件中，可以使用4比特X32個并行處理 或者2比特X64個并行處理。在該情況下，可以以更高的速度來執(zhí)行編碼處理。3.第三實施例[個人計算機(jī)]可以通過硬件或者可以通過軟件來實現(xiàn)上述過程序列。在該情況下，通過例子的 方式，可以使用圖觀所示的個人計算機(jī)。在圖28中，個人計算機(jī)500的CPU(中央處理單元)501根據(jù)存儲在R0M(只讀存 儲器)502中的程序或者從存儲部分513裝載到RAM(隨機(jī)存取存儲器)503中的程序來執(zhí) 行多種過程。在RAM 503中，還恰當(dāng)存儲CPU 501執(zhí)行多種過程所需的數(shù)據(jù)等。CPU 50UROM 502和RAM 503通過總線504互連。輸入和輸出接口 510也與總線 504相連。將如下連接到輸入和輸出接口 510 包括鍵盤、鼠標(biāo)等的輸入部分511，包括諸如 CRT(陰極射線管)或LCD(液晶顯示器)之類的顯示器、揚(yáng)聲器等的輸出部分512，以及包 括硬盤等的存儲部分513 ；以及包括調(diào)制解調(diào)器等的通信部分514。通信部分514通過包括 互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)來執(zhí)行通信過程。此外，驅(qū)動515與輸入和輸出接口 510相連，并在需要時，將諸如磁盤、光盤、磁光 盤、半導(dǎo)體存儲器等的可移動介質(zhì)521恰當(dāng)?shù)匕惭b到輸入和輸出接口 510。在通過軟件執(zhí)行上述過程序列的情況下，從網(wǎng)絡(luò)或記錄介質(zhì)安裝用于形成軟件的程序。如圖觀所示，可以通過包括磁盤(包括軟盤)、光盤(包括⑶-ROM(壓縮盤-只讀 存儲器)和DVD (數(shù)字多功能盤))、磁光盤(包括MD (迷你盤))、半導(dǎo)體存儲器等的可移動 介質(zhì)521來配置該記錄介質(zhì)，在其中記錄有程序并發(fā)給用戶來交付從主裝置體單獨(dú)提供的 程序，或者可以通過R0M502、包括在存儲部分513中的硬盤等來配置該記錄介質(zhì)，在其中記 錄有程序并提前以裝配在主裝置體中的狀態(tài)分給用戶。
可以按照在該描述中提到的順序以時間序列的方式來處理由計算機(jī)執(zhí)行的程序， 可以并行處理由計算機(jī)執(zhí)行的程序，或者可以在調(diào)用程序這樣的必要定時處處理由計算機(jī) 執(zhí)行的程序。此外，在該描述中，描述記錄在記錄介質(zhì)中的程序的步驟可以包括按照所描述的 順序以時間序列方式執(zhí)行的過程，或者可以包括不同于時間序列過程的并行或獨(dú)立執(zhí)行的 過程。此外，在該描述中，術(shù)語“系統(tǒng)”指包括多個設(shè)備的整個裝置。在該方面，可以將被描述為單一設(shè)備(或處理部分)的配置劃分為多個設(shè)備(或 處理部分)。與此相反，可以將被描述為多個設(shè)備(或處理部分)的配置集成到單一設(shè)備 (或處理部分)中。此外，可以將不同配置添加到每個設(shè)備(或處理部分)的配置。此外， 只要整個系統(tǒng)的配置或操作基本上相同，就可以將特定設(shè)備(或處理部分)的部分配置集 成到不同設(shè)備(或處理部分)的配置中。也就是，本發(fā)明的實施例不限于上述描述，并且可 以進(jìn)行各種各樣的修改而不脫離本發(fā)明的精神。例如，可以將本發(fā)明的實施例應(yīng)用到數(shù)字電影編輯裝置、文獻(xiàn)系統(tǒng)、廣播臺中的圖 像傳輸裝置、圖像數(shù)據(jù)庫、醫(yī)學(xué)圖像記錄系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、非線性編輯裝置、游戲機(jī)、電視 機(jī)系統(tǒng)、HDD記錄器、個人計算機(jī)上的創(chuàng)作工具、其軟件模塊等。本發(fā)明包括與2009年10月21日提交日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)專利申請 JP2009-242769中公開的主題相關(guān)的主題，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，取決于設(shè)計要求和其他因素，可以發(fā)生各種各樣 的修改、組合、子組合和改變，只要它們在所附權(quán)利要求或其等價物的范圍內(nèi)即可。
權(quán)利要求
1.一種編碼裝置，包括小波變換部件，用于對每個子帶將圖像數(shù)據(jù)變換為系數(shù)數(shù)據(jù)；碼分塊部件，用于將由所述小波變換部件生成的系數(shù)數(shù)據(jù)的子帶的區(qū)域劃分為碼塊；狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件，用于根據(jù)與作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)相鄰的周圍二進(jìn)制系數(shù)數(shù)據(jù)的值 和狀態(tài)，轉(zhuǎn)換作為所述處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)；選擇部件，用于根據(jù)由所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，選擇編碼通道；以及編碼部件，用于根據(jù)由所述選擇部件選擇的編碼通道，編碼由所述碼分塊部件生成的 每個碼塊的系數(shù)數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼裝置，其中通過如下四個變量定義系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)正或負(fù)符號(Sign)、第一狀態(tài)變量 (Matus-O)、第二狀態(tài)變量(Status-I)和系數(shù)的重要性(Sig)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼裝置，其中基于指示第一狀態(tài)變量(Status-O)、第二狀態(tài)變量(Status-I)和重要性(Sig)這 三個變量以及系數(shù)數(shù)據(jù)的七個狀態(tài)之間的相應(yīng)關(guān)系的信息表格，從該三個變量的值得到系 數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的編碼裝置，其中，所述七個狀態(tài)的第一狀態(tài)是由⑶通道編碼系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，其第二狀態(tài)是系數(shù) 數(shù)據(jù)變?yōu)闊o效采樣的狀態(tài)，第三狀態(tài)是沒有在當(dāng)前位平面中編碼系數(shù)數(shù)據(jù)時、存在周圍重 要采樣并且由CU通道編碼系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，第四狀態(tài)是存在周圍重要采樣并且由SP通道 編碼系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，第五狀態(tài)是系數(shù)數(shù)據(jù)重要并且在當(dāng)前位平面中已經(jīng)由SP通道完全 編碼的狀態(tài)，第六狀態(tài)是系數(shù)數(shù)據(jù)重要并且將由MR通道編碼并且下一 MR通道是第一 MR通 道的狀態(tài)，以及第七狀態(tài)是系數(shù)數(shù)據(jù)重要并且將由MR通道編碼并且下一 MR通道是第二 MR 通道的狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的編碼裝置，其中在作為所述處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)是所述第一狀態(tài)、并且所述周圍系數(shù)數(shù)據(jù) 中的任何一個通過所述CU通道變得重要的情況下，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件將系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài) 轉(zhuǎn)換為所述第三狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的編碼裝置，其中在作為所述處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)在所述第一狀態(tài)中、并且通過所述CU通道變得 重要的情況下，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件將系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第五狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的編碼裝置，其中在作為所述處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)在所述第三狀態(tài)中、并且由所述SP通道編碼的 情況下，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件將系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第四狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的編碼裝置，其中在作為所述處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)在所述第三狀態(tài)中、并且通過所述CU通道變得 重要的情況下，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件將系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第五狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的編碼裝置，其中在作為所述處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)在所述第五狀態(tài)中、并且一個位平面中的編碼完 全終止的情況下，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件將系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第六狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的編碼裝置，其中在作為所述處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)在所述第六狀態(tài)中、并且一個位平面中的編碼完 全終止的情況下，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件將系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為所述第七狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼裝置，還包括存儲部件，用于存儲由所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換部件 轉(zhuǎn)換的、作為所述處理目標(biāo)的碼塊中的每塊系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，其中所述選擇部件根據(jù)存儲在所述存儲部件中的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)選擇所述編碼通道。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼裝置， 其中所述編碼部件包括計算部件，用于根據(jù)由所述選擇部件選擇的編碼通道對系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定計算；以及 算術(shù)編碼部件，用于使用來自所述計算部件的計算結(jié)果執(zhí)行算術(shù)編碼。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的編碼裝置， 其中所述計算部件包括⑶通道計算部件，用于在由所述選擇部件選擇⑶通道的情況下，對系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定 計算；SP通道計算部件，用于在由所述選擇部件選擇SP通道的情況下，對系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定 計算；以及MR通道計算部件，用于在由所述選擇部件選擇MR通道的情況下，對系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定計算。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的編碼裝置，其中所述CU通道計算部件對碼塊中的四塊系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行游程編碼的結(jié)果是零的計算 和游程編碼的結(jié)果是一的計算，以及其中所述算術(shù)編碼部件使用所述游程編碼的上下文，對值零的系數(shù)數(shù)據(jù)和值一的系數(shù) 數(shù)據(jù)進(jìn)行MQ編碼。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的編碼裝置，其中所述CU通道計算部件對碼塊中的四塊系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行兩次統(tǒng)一編碼，以及 其中所述算術(shù)編碼部件使用統(tǒng)一上下文，對兩次統(tǒng)一編碼中的每一次MQ編碼系數(shù)零或一。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的編碼裝置，其中所述CU通道計算部件對碼塊的每個系數(shù)數(shù)據(jù)計算是否執(zhí)行CU編碼，以及 其中所述算術(shù)編碼部件使用重要性上下文，根據(jù)計算的結(jié)果執(zhí)行MQ編碼。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的編碼裝置，其中所述CU編碼計算部件對碼塊的每個系數(shù)數(shù)據(jù)計算是否執(zhí)行符號編碼，以及 其中所述算術(shù)編碼部件使用符號上下文，根據(jù)計算的結(jié)果執(zhí)行MQ編碼。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的編碼裝置，其中所述SP通道計算部件計算系數(shù)數(shù)據(jù)的值是否是一，以及 其中所述算術(shù)編碼部件使用符號上下文，根據(jù)計算的結(jié)果執(zhí)行MQ編碼。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的編碼裝置，其中所述MR通道計算部件計算是否執(zhí)行MR編碼，以及其中所述算術(shù)編碼部件使用MR上下文，根據(jù)計算的結(jié)果執(zhí)行MQ編碼。
20.一種編碼方法，包括如下步驟 對每個子帶將圖像數(shù)據(jù)變換為系數(shù)數(shù)據(jù)；將所變換的系數(shù)數(shù)據(jù)的子帶的區(qū)域劃分為碼塊；對每個所劃分的碼塊，根據(jù)與作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)相鄰的周圍二進(jìn)制系數(shù)數(shù)據(jù)的 值和狀態(tài)，轉(zhuǎn)換作為所述處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)； 根據(jù)所轉(zhuǎn)換的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)選擇編碼通道；以及 根據(jù)所選擇的編碼通道，編碼每個所生成的碼塊的系數(shù)數(shù)據(jù)。
21.—種編碼裝置，包括小波變換部分，其對每個子帶將圖像數(shù)據(jù)變換為系數(shù)數(shù)據(jù)； 碼分塊部分，其將由所述小波變換部分生成的系數(shù)數(shù)據(jù)的子帶的區(qū)域劃分為碼塊； 狀態(tài)轉(zhuǎn)換部分，其根據(jù)與作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)相鄰的周圍二進(jìn)制系數(shù)數(shù)據(jù)的值和 狀態(tài)，轉(zhuǎn)換作為所述處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)；選擇部分，其根據(jù)由所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，選擇編碼通道；以及 編碼部分，根據(jù)由所述選擇部分選擇的編碼通道，編碼由所述碼分塊部分生成的每個 碼塊的系數(shù)數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種編碼裝置包括小波變換部分，對每個子帶將圖像數(shù)據(jù)變換為系數(shù)數(shù)據(jù)；碼分塊部分，將由小波變換部分生成的系數(shù)數(shù)據(jù)的子帶的區(qū)域劃分為碼塊；狀態(tài)轉(zhuǎn)換部分，根據(jù)與作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)相鄰的周圍二進(jìn)制系數(shù)數(shù)據(jù)的值和狀態(tài)，轉(zhuǎn)換作為處理目標(biāo)的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)；選擇部分，根據(jù)由狀態(tài)轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換的系數(shù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，選擇編碼通道；以及編碼部分，根據(jù)由選擇部分選擇的編碼通道，編碼由碼分塊部分生成的每個碼塊的系數(shù)數(shù)據(jù)。
文檔編號H04N7/30GK102045565SQ20101051180
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者原耕司, 安藤勝俊, 福原隆浩 申請人:索尼公司