JP2005528066A - デジタル画像コンテンツのための適応型汎用可変長符号化 - Google Patents
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Abstract
デジタル画像コンテンツの事象の起こり得る結果をエンコードおよびデコードする方法とシステム。デジタル画像コンテンツは、それぞれがイントラの、予測の、または両方向予測のピクチャ、スライス、またはマクロブロックであってよい、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリームから成る。この方法は、起こり得る結果の確率履歴に基づいて定期的に再編成される、ルックアップ・テーブル中のエントリを用いて、結果を表現するビットストリームを生成しデコードすることから成る。起こり得る結果の確率履歴は、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリーム中での、エンコードされた結果およびデコードされた結果それぞれの出現をカウントすることによって演算される。エンコーダおよびデコーダによって使われるルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成は、エンコードされた結果を表現するビットストリームを正しくデコードすることが可能になるように同期される。
Description
本発明は、デジタル画像コンテンツのための適応型汎用可変長符号化に関する。
画像圧縮は、現行のおよび新しく出てきている多くの製品において用いられている。画像圧縮は、デジタル・テレビのセットトップ・ボックス(STB)、デジタル衛星システム(DSS)、高解像度テレビ(HDTV)デコーダ、デジタル多用途ディスク(DVD)プレーヤ、テレビ会議、インターネットの画像およびマルチメディア・コンテンツ、ならびに他のデジタル画像アプリケーションの核心部分である。画像圧縮を使用しないと、デジタル画像コンテンツを表現するのに必要なビット数が極めて多くなり、デジタル画像コンテンツを効率的に格納し、伝送し、または視聴することが困難に、または不可能になる場合もある。
デジタル画像コンテンツは、テレビ受信機、コンピュータのモニタ、またはデジタル画像コンテンツの表示が可能な他の何らかの電子装置上でイメージとして表示することが可能なピクチャのストリームを含む。ある特定のピクチャより前の時間に表示されるピクチャは、その特定のピクチャに対して「逆方向」にある。同様に、ある特定のピクチャより後の時間に表示されるピクチャは、その特定のピクチャに対して「順方向」にある。
デジタル画像コンテンツは、テレビ受信機、コンピュータのモニタ、またはデジタル画像コンテンツの表示が可能な他の何らかの電子装置上でイメージとして表示することが可能なピクチャのストリームを含む。ある特定のピクチャより前の時間に表示されるピクチャは、その特定のピクチャに対して「逆方向」にある。同様に、ある特定のピクチャより後の時間に表示されるピクチャは、その特定のピクチャに対して「順方向」にある。
各ピクチャは、マクロブロック(MB)から成るスライスに分割することが可能である。スライスとは、マクロブロックから成る一群であり、マクロブロックとは、ピクセルから成る矩形の一群である。一般的なマクロブロックの大きさは、16x16ピクセルである。
画像符号化の背景にある一般概念は、デジタル画像コンテンツから、「本質的でない」データを取り除くことである。量が減少したデータは、放送または伝送用に、より狭い帯域幅しか必要としない。圧縮された画像データは、伝送された後、デコード、すなわち圧縮解除されなければならない。この工程において、伝送された画像データは、符号化工程において取り除かれた「本質的でない」データと置き換わる、画像データに入れて置換される近似データを生成するように処理される。
画像符号化により、デジタル画像コンテンツは、圧縮されていないデジタル画像コンテンツよりも狭い空間を用いて格納すること、および狭い帯域幅を用いて伝送することが可能な、圧縮された形に変換される。画像符号化は、画像コンテンツのピクチャの時間的および空間的な冗長性を利用することによって、そうした変換を行う。デジタル画像コンテンツは、ハード・ドライブ、DVD、または他の何らかの不揮発性記憶装置などの記憶媒体に格納することが可能である。
デジタル画像コンテンツを圧縮する画像符号化方法は、数多く存在する。そのため、様々な画像符号化方法が標準化され、そうすることによって、圧縮されたデジタル画像コンテンツが、大多数の画像エンコーダおよびデコーダが認識し得る形式にレンダリングされるようにするために、画像符号化標準が開発されている。たとえば、動画像専門家委員会(Motion Picture Experts Group(MPEG))、および国際電気通信連合(International Telecommunication
Union(ITU−T)が、広く利用されている画像符号化標準を開発している。こうした標準の例として、MPEG−1、MPEG−2、MPEG−4、ITU−T H.261、およびITU−T H.263標準がある。
Union(ITU−T)が、広く利用されている画像符号化標準を開発している。こうした標準の例として、MPEG−1、MPEG−2、MPEG−4、ITU−T H.261、およびITU−T H.263標準がある。
しかし、より高い解像度、より複雑な画像コンテンツ、およびより速い伝送時間に対する要求が高まるにつれ、より優れた画像圧縮方法の必要性も高まっている。この目標のために、現在、新しい画像符号化標準が開発されている。この新しい画像符号化標準は、MPEG−4 Part 10次世代画像符号化(AVC)/H.264標準と呼ばれる。
MPEG−4 Part 10 AVC/H.264標準を始めとする最新の画像符号化標準は、汎用可変長コードワード(universal variable length codeword, UVLC)符号化に部分的に基づいている。UVLC符号化では、ある特定のピクチャ、スライス、またはマクロブロックに関連づけられたシンタックスまたは事象をエンコードするのに、UVLC表が用いられる。事象のある特定の結果をエンコードするのに必要なビット数は、UVLC表中での、その結果の位置に依存する。UVLC表中の特定の結果の位置は、確率分布に基づいて決まる。この符号化手順は、ビットストリームを生成し、このビットストリームは次いで、同様のUVLC表を用いて、デコーダによってデコードされ得る。
しかし、従来のUVLC符号化に伴う問題は、事象の起こり得る結果が固定された確率分布を有することである。言い換えると、事象の使用頻度に関わらず、事象のある特定の結果をエンコードするのに、同じビット数が用いられる。しかし、多くのアプリケーションでは、起こり得る結果の確率は、ピクチャごと、スライスごと、またはマクロブロックごとに大幅に変わり得る。
したがって、当該分野において、符号化工程において使われるビットをより少なくするために、適応UVLCを用いたビットストリーム生成方法が必要とされている。
可能な多くの実施形態の1つにおいて、本発明は、デジタル画像コンテンツの事象の起こり得る結果をエンコードし、エンコードされた結果を生じさせる方法を提供する。デジタル画像コンテンツは、それぞれがイントラの、予測の、または両方向予測のピクチャ、スライス、またはマクロブロックであってよい、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリームを含む。この方法は、起こり得る結果の確率履歴に基づいて定期的に再編成される、ルックアップ・テーブル中のエントリを用いて、エンコードされた結果を表現するビットストリームを生成することから成る。起こり得る結果の確率履歴は、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリーム中での、エンコードされた結果それぞれの出現をカウントすることによって演算される。ルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成は、エンコードされた結果を表現するビットストリームを正しくデコードすることが可能になるように、デコーダによって使われるルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成と同期される。
本発明の別の実施形態は、デジタル画像コンテンツの事象の起こり得る結果をデコードし、デコードされた結果を生じさせる方法を提供する。この方法は、エンコーダによって生成されているとともにエンコードされた結果を表現する、ビットストリームをデコードすることから成る。この方法は、起こり得る結果の確率履歴に基づいて定期的に再編成される、ルックアップ・テーブル中のエントリを用いる。起こり得る結果の確率履歴は、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリーム中での、デコードされた結果それぞれの出現をカウントすることによって演算される。ルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成は、エンコードされた結果を表現するビットストリームを正しくデコードすることが可能になるように、エンコーダによって使われるルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成と同期される。
本発明の別の実施形態は、デジタル画像コンテンツの事象の起こり得る結果をエンコードし、エンコードされた結果を生じさせるエンコーダを提供する。デジタル画像コンテンツは、それぞれがイントラの、予測の、または両方向予測のピクチャ、スライス、またはマクロブロックであってよい、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリームを含む。エンコーダは、起こり得る結果に対応するエントリを有するルックアップ・テーブルを備えている。エントリはそれぞれ、一義的なコードワードに関連づけられる。エンコーダはまた、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリーム中での、エンコードされた結果それぞれの出現をカウントするとともに、起こり得る結果の確率履歴を演算するカウンタを備えている。ルックアップ・テーブル中のエントリは、起こり得る結果の確率履歴に基づいて定期的に再編成され、エンコーダによって、エンコードされた結果を表現するビットストリームを生成するのに用いられる。ルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成は、エンコードされた結果を正しくデコードすることが可能になるように、デコーダによって使われるルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成と同期される。
本発明の別の実施形態は、デジタル画像コンテンツの事象の起こり得る結果をデコードし、デコードされた結果を生じさせるデコーダを提供する。デジタル画像コンテンツは、それぞれがイントラの、予測の、または両方向予測のピクチャ、スライス、またはマクロブロックであってよい、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリームを含む。デコーダは、起こり得る結果に対応するエントリを有するルックアップ・テーブルを備えている。エントリはそれぞれ、一義的なコードワードに関連づけられる。デコーダはまた、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリーム中での、デコードされた結果それぞれの出現をカウントするとともに、起こり得る結果の確率履歴を演算するカウンタを備えている。ルックアップ・テーブル中のエントリは、起こり得る結果の確率履歴に基づいて定期的に再編成され、デコーダによって、エンコードされた結果を表現するビットストリームをデコードするのに用いられる。ルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成は、エンコードされた結果を正しくデコードすることが可能になるように、デコーダによって使われるルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成と同期される。
添付の図面は、本発明の様々な実施形態を示し、本願明細書の一部をなす。図示した実施形態は、本発明の例に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
全図面を通して、同一の参照番号は、同様の要素を示すが、必ずしも同一の要素でなくてよい。
本願明細書は、適応型汎用可変長コードワード(UVLC)符号化を用いたビットストリーム生成方法を提供する。この方法は、ルックアップ・テーブルを用いてエンコードされたビットストリームを生成する、どのデジタル画像符号化方式においても使用することが可能である。具体的には、この方法は、MPEG−4 Part 10 AVC/H.264画像符号化標準において見られる、UVLC符号化方式、およびコンテキスト・ベースの適応バイナリ算術符号化(CABAC)符号化方式として実現することが可能である。
本願明細書は、適応型汎用可変長コードワード(UVLC)符号化を用いたビットストリーム生成方法を提供する。この方法は、ルックアップ・テーブルを用いてエンコードされたビットストリームを生成する、どのデジタル画像符号化方式においても使用することが可能である。具体的には、この方法は、MPEG−4 Part 10 AVC/H.264画像符号化標準において見られる、UVLC符号化方式、およびコンテキスト・ベースの適応バイナリ算術符号化(CABAC)符号化方式として実現することが可能である。
上述したように、MPEG−4 Part 10 AVC/H.264標準は、デジタル画像コンテンツをエンコードし圧縮するための新しい標準である。ジョイントビデオチーム(Joint Video Team(JVT))によって2002年8月10日に発行された「Joint Final Committee Draft(JFCD)of Joint Video Specification」(ITU−T承認済みのH.264、およびISO/IEC14496−10 AVC)を含む、MPEG−4 P
art 10 AVC/H.264標準を制定する文書を、本願明細書に援用する。JVTは、MPEGおよびITU−Tの専門家から構成される。MPEG−4 Part 10 AVC/H.264標準は公開されているので、本願明細書は、MPEG−4 Part 10 AVC/H.264画像符号化の既存の側面すべてを記載することは試みず、援用した標準の仕様に依拠する。
art 10 AVC/H.264標準を制定する文書を、本願明細書に援用する。JVTは、MPEGおよびITU−Tの専門家から構成される。MPEG−4 Part 10 AVC/H.264標準は公開されているので、本願明細書は、MPEG−4 Part 10 AVC/H.264画像符号化の既存の側面すべてを記載することは試みず、援用した標準の仕様に依拠する。
この方法は、ビットストリーム生成を必要とする、一般的な、どのデジタル画像符号化アルゴリズムでもシステムでも使用することが可能である。この方法は、特定の標準またはアプリケーションに最も役立つように、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに関連づけられた事象をエンコードし、デコードするように、修正し使用することが可能である。したがって、本願明細書で説明する実施形態は、主としてUVLC符号化を扱うが、他の実施形態は、たとえばCABACなど他の画像符号化方式に適用される。
図1に示すように、画像符号化方法において使うことが可能な好ましくは3タイプのピクチャがある。この3タイプのピクチャは、格納されているデジタル画像コンテンツへのランダム・アクセスをサポートするとともに、動き補償を伴う時間予測を用いて、最大冗長削減を試みるように定義される。こうした3タイプのピクチャは、イントラ(I)ピクチャ(100)、予測(P)ピクチャ(102a、b)、および両方向予測(B)ピクチャ(101a〜d)である。Iピクチャ(100)は、格納されているデジタル画像コンテンツへのランダム・アクセス用のアクセス・ポイントを提供する。イントラ・ピクチャ(100)は、参照ピクチャを参照せずにエンコードされ、中程度の圧縮を用いてエンコードすることが可能である。
予測ピクチャ(102a、b)は、エンコード済みのI、P、またはBピクチャを参照ピクチャとして用いてエンコードされる。参照ピクチャは、エンコード中のPピクチャに対して順時間方向でも、逆時間方向でもよい。予測ピクチャ(102a、b)は、イントラ・ピクチャ(100)よりも高い圧縮を用いてエンコードすることが可能である。
両方向予測ピクチャ(101a〜d)は、2つの時間参照ピクチャを用いてエンコードされる。本発明の態様では、2つの時間参照ピクチャは、エンコード中のBピクチャに対して同じ時間方向でも、異なる時間方向でもよい。両方向予測ピクチャ(101a〜d)は、3つのピクチャ・タイプのうち最も高い圧縮を用いてエンコードすることが可能である。
3つのピクチャ・タイプの間の参照関係(103)を、図1に示す。たとえば、Pピクチャ(102a)は、エンコードされたIピクチャ(100)を、その参照ピクチャとして用いてエンコードすることが可能である。Bピクチャ(101a〜d)は、図1に示すように、エンコードされたIピクチャ(100)およびエンコードされたPピクチャ(102a、b)を、その参照ピクチャとして用いて、エンコードすることが可能である。エンコードされたBピクチャ(101a〜d)は、エンコードされる他のBピクチャ用の参照ピクチャとしても使うことが可能である。たとえば、図1のBピクチャ(101c)は、他の2つのBピクチャ(101bおよび101d)を、その参照ピクチャとして有して示してある。
図1に示すIピクチャ(100)、Bピクチャ(101a〜d)、およびPピクチャ(102a、b)の数と具体的な順序は、ピクチャの例示的な構成として示してあるが、本発明を実現するのに必要なわけではない。ある特定のアプリケーションに最も役立つように、任意の数のI、B、およびPピクチャを、任意の順序で使ってもよい。MPEG−4
Part 10 AVC/H.264標準は、2つの参照ピクチャの間のBピクチャの数に対してどのような制限も課さず、2つのIピクチャの間のピクチャの数も制限しない
。
Part 10 AVC/H.264標準は、2つの参照ピクチャの間のBピクチャの数に対してどのような制限も課さず、2つのIピクチャの間のピクチャの数も制限しない
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図2は、各ピクチャ(200)が、好ましくは、マクロブロックから成るスライスに分割されることを示す。スライス(201)は、マクロブロックから成る一群であり、マクロブロック(202)は、ピクセルから成る矩形の一群である。図2に示すように、好ましいマクロブロック(202)の大きさは、16x16ピクセルである。
ここで、使用され得る好ましいUVLC表を、詳細に説明する。表1は、好ましいUVLCコードワード構造を示す。表1に示すように、各コードワードに関連づけられたコード番号が存在する。
表2は、コードワードと、エンコードされる好ましい事象との間の関係を示す。表2の事象は、例示的な性質のものであり、本発明の実施形態によって符号化することが可能な、事象の唯一のタイプではない。表2に示すように、エンコードされる例示的な事象、またはシンタックスの一部は、RUN、MB_Type Intra、MB_Type Inter、Intra_pred_mode、動きベクトル・データ(MVD)、符号化されたブロック・パターン(CBP)intraおよびinter、Tcoeff_chroma_DC、Tcoeff_chroma_AC、およびTcoeff_lumaである。こうした事象は、MPEG−4 Part 10 AVC/H.264画像符号化標準に詳細に記述されており、したがって本願明細書では説明しない。
表1に示すように、UVLCコードワードのビット長さは、1、3、3、5、5、5、5、7、7、7、...である。このことは、エンコードされる事象が、その結果に対して、1/2、1/8、1/8、1/32、1/32、1/32、1/32、1/128、1/128、...という確率分布を有すると仮定している。たとえば、表3は、表2で与えられる例示的なMB_Type(inter)事象に対する最初の15通りの起こり得る結果を、関連づけられたコード番号、コードワード長、および仮定される確率と共に列挙する。
ンスに対して、最もよく使われる符号化モードになる場合もある。しかし、固定UVLC表を用いた場合、inter_4x4は、1ビットではなく、5ビットでエンコードされなければならない。この状況において、inter_4x4が、5ビットではなく1ビットで符号化することが可能である場合、符号化工程は、より効率的になり、はるかに少ないビットしか必要としない。これに対して、inter_16x16は、ある特定のシーケンスに対して、最も使われないモードである場合がある。しかし、固定UVLC表に基づいて、inter_16x16は、常に1ビットでエンコードされなければならない。この仮定に基づく説明は、事象の実際の確率分布が仮定の確率分布とかけ離れている場合、固定UVLC表の性能がどの程度最適でないかを示す。
ここで、適応UVLC符号化の好ましい方法を、表4および表5に関連して説明する。本発明の実施形態によると、事象(たとえばinter_4x4)の個々の結果は、その確率に従って、UVLC表において上下に移動される。たとえば、inter_4x4が最もよく使われるコード・モードであることを履歴が示す場合、結果inter_4x4は、UVLC表の先頭に移動される。同時に、他の起こり得る結果が、表4に示すように、UVLC表中で繰り下げられる。
同様に、確率の履歴が後になって、inter_16x16が、表4の例における15通りの起こり得る結果の最も使われないinterコード・モードであることを示す場合、inter_16x16は、表5に示すように、UVLC表の一番下に移動される。
確率履歴情報は、好ましくは、エンコーダおよびデコーダ両方に対して利用可能である。したがって、デコーダによって用いられるUVLC表は、正しく更新することが可能であり、コードワードは、正しくデコードすることが可能である。
確率分布の仮定は、適応UVLC符号化のこの好ましい方法では変更されないことに留意されたい。そうではなく、UVLC表中で事象の結果を上下に移動することによって、より使われる結果がより少ないビットでエンコードされ、より使われない結果がより多くのビットでエンコードされる。この適応は、UVLC表中の事象すべて、たとえばRUN、MB_Type(intra)、MVDなどに適用される。
次に、適応UVLC符号化方法の好ましい実現を、図3に関連して説明する。符号化は、表3に示すテーブルなどのデフォルトUVLC表(302)を用いて開始することが可能である。デフォルトUVLC表(302)は、CABAC符号化用の、または他のタイプのデジタル画像符号化用のルックアップ・テーブルでもよい。「UVLC表」という用語は、これ以降、本願明細書および添付の特許請求の範囲において、特段の注記がない限り、適応UVLC符号化において、またはCABAC符号化などの他のタイプのデジタル
画像符号化において使用される、任意のルックアップ・テーブルを指定するのに用いられる。
画像符号化において使用される、任意のルックアップ・テーブルを指定するのに用いられる。
図3に示すように、エンコーダ(300)およびデコーダ(301)は両方とも、好ましくは起こり得る事象それぞれの結果それぞれの出現をカウントするように設定されるカウンタ(303,305)を有する。たとえば、カウンタ(303,305)は、結果inter_4x4が、エンコーダ(300)およびデコーダ(301)の両端末において何度出現するか、カウントする。エンコーダ(300)が事象の結果をエンコードした後、エンコーダの対応するカウンタ(303)は、好ましくは、その特定の結果のエンコードを反映するように、自動的に更新される。同様に、デコーダ(301)が事象の結果をデコードした後、デコーダの対応するカウンタ(305)も、好ましくは、その特定の結果のデコードを反映するように、自動的に更新される。本発明の実施形態によると、カウンタ(303,305)を更新するための規則は、エンコーダ(300)およびデコーダ(301)に対して同一である。したがって、カウンタ(303,305)は、エンコード端末およびデコード端末両方において同期される。
図3に示すように、UVLC表(302,304)は、カウンタ(303,305)の結果を反映するように、定期的に更新される。言い換えると、UVLC表(302,304)は、カウンタ(303,305)によってカウントされる、結果の確率履歴に従って、全体的に並べ替えられる。次いで、カウンタ(303,305)によってカウントされた確率が最も高い結果が、好ましくはUVLC表中の最も高い位置に置かれる。したがって、こうした結果は、比較的短いコードワード長を用いて符号化される。
本発明の別の実施形態によると、UVLC表(302,304)の更新頻度は、ある特定のアプリケーションに最も役立つように変わり得る。更新頻度は、好ましくは、正しいデコードのために、エンコーダのUVLC表(302)およびデコーダのUVLC表(304)両方に対して同じである。たとえば、更新頻度は、ピクチャ単位、フレーム単位、スライス単位、またはマクロブロック単位でよい。別の可能性として、UVLC表(302,304)は、事象の確率分布に大幅な変化が起こると、更新することが可能になる。こうした更新頻度の可能性は、本発明の実施形態による唯一の更新頻度ではない。そうではなく、ある特定のアプリケーションに適合するいかなる更新頻度も、本発明で具現化される。
次に、事象の結果の確率を計算する例示的な方法を説明する。Pr ob(i,j)を、取り決められた更新期間iに対する事象の結果jの確率とする。たとえば、取り決められた更新期間は、毎フレームごとでよい。UVLC表(302,304)を更新するのに使われる事象の結果の確率は、以下のように計算される。
形態によると、新しい場面に遭遇したとき、デフォルトUVLC表値に切換え復帰する必要はない。
本発明の別の実施形態によると、ピクチャ・タイプ、すなわちI、P、およびBそれぞれに対して、別個のUVLC表が用いられる。こうしたUVLC表は、好ましくは図3に関連して説明した方法を用いて更新される。特定のピクチャ・タイプに対応する結果の出現をカウントするUVLC表それぞれに対して、別個のカウンタが存在し得る。ただし、一部のアプリケーションは、異なるピクチャ・タイプに対して別個のUVLC表が用いられることを必要としなくてもよい。たとえば、1つ、2つ、または3つの異なるピクチャ・タイプに対して、ただ1つのUVLC表を用いることが可能である。
本発明の別の実施形態によると、時間経過に伴う画像特性の変化を明らかにするための確率統計値の累積において、スライディング・ウィンドウがカウンタによって使用される。確率カウンタは、好ましくは、「古くなった」すなわちスライディング・ウィンドウの範囲外の結果出現データを放棄する。スライディング・ウィンドウによる方法は、多くのアプリケーションにおいて好ましい。というのは、たとえばこの方法を用いない場合、UVLC表中の順序を変えるために、たとえば11番目のフレームよりも、1001番目のフレームに著しい影響があるからである。
カウンタにおけるスライディング・ウィンドウの実現を、図4に関連して説明する。以下の説明では、1つの事象に対してJ通りの起こり得る結果があり、図4に示すように、スライディング・ウィンドウがn個のフレームに渡ると仮定する。N(i,j)を、フレームiに対する結果jのカウンタとする。スライディング・ウィンドウ中の結果jの総カウンタは、以下のようになる。
適応UVLCの概念は、CABACに適用することが可能である。CABACにおいて、UVLC符号化において符号化することが可能な同じ事象の結果は、適応バイナリ・コードを用いて符号化される。コード番号は、最初にバイナリ・データに変換される。バイナリ・データは次いで、適応バイナリ算術コードに送り込まれる。コード番号が小さいほど、コード番号がバイナリ化されたビット数が少なくなる。各事象の結果へのコード番号の割当ては一般に、固定されている。ただし、各事象の結果へのコード番号の割当ては、結果の確率履歴に従って適応させることが可能である。
適応CABACは、図3の適応UVLC符号化を説明したのと同じ方法を用いて実現される。ただし、UVLC表を更新するのではなく、カウンタが、CABAC符号化用に、各事象の結果へのコード番号の割当てを更新する。
以上、本発明の実施形態を例示し説明するためにのみ、説明を行った。本説明は、本発明を網羅することも、開示した厳密などの形に本発明を限定することも意図していない。上記の教示を鑑みることにより、多くの修正形態および変形形態が可能である。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義されるものとする。
Claims (90)
- それぞれがイントラの、予測の、または両方向予測のピクチャ、スライス、またはマクロブロックであってよい、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリームを含むデジタル画像コンテンツの事象の起こり得る結果をエンコードし、エンコードされた結果を生じさせる方法であって、前記起こり得る結果の確率履歴に基づいて、ルックアップ・テーブル中で定期的に再編成される前記ルックアップ・テーブル中のエントリを用いて、前記エンコードされた結果を表現するビットストリームを生成すること、から成る方法。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリが、前記起こり得る結果に対応し、それぞれ、一義的なコードワードに関連づけられる、請求項1に記載の方法。
- 前記起こり得る結果の前記確率履歴が、前記ピクチャ、前記スライス、または前記マクロブロックの前記ストリーム中での、前記エンコードされた結果それぞれの出現をカウントすることによって演算される、請求項2に記載の方法。
- 前記定期的な再編成が、異なるコードワードに前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを再割当てすることから成る、請求項3に記載の方法。
- 前記再割当てすることが、出現の確率履歴がより高い結果に、より短いコードワードを割り当てること、および出現の確率履歴がより低い結果に、より長いコードワードを割り当てることから成る、請求項4に記載の方法。
- ピクチャ、スライス、またはマクロブロックの前記ストリームにおいて場面の変化が検出されると、前記ルックアップ・テーブルが、そのデフォルト値にリセットされる、請求項5に記載の方法。
- 前記エンコードが、適応型汎用可変長コードワード・エンコードであり、前記ルックアップ・テーブルが、汎用可変長コードワード・テーブルである、請求項1に記載の方法。
- 前記エンコードが、コンテキスト・ベースの適応バイナリ算術エンコードであり、前記ルックアップ・テーブルが、コンテキスト・ベースの適応バイナリ算術符号化テーブルである、請求項1に記載の方法。
- 前記イントラ・ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルが用いられる、請求項1に記載の方法。
- 前記予測ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルが用いられる、請求項1に記載の方法。
- 前記両方向予測ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルが用いられる、請求項1に記載の方法。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、ピクチャごとに1度である、請求項2に記載の方法。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、スライスごとに1度である、請求項2に記載の方法。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、マクロブロック
ごとに1度である、請求項2に記載の方法。 - 前記起こり得る結果の前記確率履歴の前記演算が、スライディング・ウィンドウによって定義された時間より前に起こる、前記エンコードされた結果を無視し、前記スライディング・ウィンドウが、定義可能な数の前記ピクチャ、前記スライス、または前記マクロブロックに渡る、請求項3に記載の方法。
- 前記起こり得る結果の前記確率履歴の前記演算が、時間的に近いピクチャ、スライス、またはマクロブロックを補償するための重みづけ因子を組み込む、請求項3に記載の方法。
- 前記エンコードされた結果のデコードが成功し得るように、前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、デコーダによって使われるルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成と同期される、請求項1に記載の方法。
- それぞれがイントラの、予測の、または両方向予測のピクチャ、スライス、またはマクロブロックであってよい、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリームを含むデジタル画像コンテンツの事象の起こり得る結果をデコードし、デコードされた結果を生じさせる方法であって、前記起こり得る結果の確率履歴に基づいて、ルックアップ・テーブル中で定期的に再編成される前記ルックアップ・テーブル中のエントリを用いて、エンコードされた結果を表現するビットストリームをデコードすること、から成る方法。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリが、前記起こり得る結果に対応し、それぞれ、一義的なコードワードに関連づけられる、請求項18に記載の方法。
- 前記起こり得る結果の前記確率履歴が、前記ピクチャ、前記スライス、または前記マクロブロックの前記ストリーム中での、前記デコードされた結果それぞれの出現をカウントすることによって演算される、請求項19に記載の方法。
- 前記定期的な再編成が、異なるコードワードに前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを再割当てすることから成る、請求項20に記載の方法。
- 前記再割当てすることが、出現の確率履歴がより高い結果に、より短いコードワードを割り当てること、および出現の確率履歴がより低い結果に、より長いコードワードを割り当てることから成る、請求項21に記載の方法。
- ピクチャ、スライス、またはマクロブロックの前記ストリームにおいて場面の変化が検出されると、前記ルックアップ・テーブルが、そのデフォルト値にリセットされる、請求項22に記載の方法。
- 前記デコードが、適応型汎用可変長コードワード・デコードであり、前記ルックアップ・テーブルが、汎用可変長コードワード・テーブルである、請求項18に記載の方法。
- 前記デコードが、コンテキスト・ベースの適応バイナリ算術デコードであり、前記ルックアップ・テーブルが、コンテキスト・ベースの適応バイナリ算術符号化テーブルである、請求項18に記載の方法。
- 前記イントラ・ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルが用いられる、請求項18に記載の方法。
- 前記予測ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テ
ーブルが用いられる、請求項18に記載の方法。 - 前記両方向予測ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルが用いられる、請求項18に記載の方法。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、ピクチャごとに1度である、請求項19に記載の方法。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、スライスごとに1度である、請求項19に記載の方法。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、マクロブロックごとに1度である、請求項19に記載の方法。
- 前記起こり得る結果の前記確率履歴の前記演算が、スライディング・ウィンドウによって定義された時間より前に起こる、前記デコードされた結果を無視し、前記スライディング・ウィンドウが、定義可能な数の前記ピクチャ、前記スライス、または前記マクロブロックに渡る、請求項20に記載の方法。
- 前記起こり得る結果の前記確率履歴の前記演算が、時間的に近いピクチャ、スライス、またはマクロブロックを補償するための重みづけ因子を組み込む、請求項20に記載の方法。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、エンコーダによって使われるルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成と同期される、請求項18に記載の方法。
- それぞれがイントラの、予測の、または両方向予測のピクチャ、スライス、またはマクロブロックであってよい、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリームを含むデジタル画像コンテンツの事象の起こり得る結果をエンコードし、エンコードされた結果を生じさせるエンコーダであって、
前記起こり得る結果に対応するとともに、それぞれが一義的なコードワードに関連づけられるエントリを有するルックアップ・テーブルと、
前記ピクチャ、前記スライス、または前記マクロブロックの前記ストリーム中での、前記エンコードされた結果それぞれの出現をカウントするとともに、前記起こり得る結果の確率履歴を演算するカウンタと、を備え
前記エントリが、前記ルックアップ・テーブル中で、前記起こり得る結果の前記確率履歴に基づいて定期的に編成されるとともに、前記エンコーダによって、前記エンコードされた結果を表現するビットストリームを生成するのに用いられる、エンコーダ。 - 前記定期的な再編成が、異なるコードワードに前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを再割当てすることから成る、請求項35に記載のエンコーダ。
- 前記再割当てすることが、出現の確率履歴がより高い結果に、より短いコードワードを割り当てること、および出現の確率履歴がより低い結果に、より長いコードワードを割り当てることから成る、請求項36に記載のエンコーダ。
- 前記エンコーダが、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックの前記ストリームにおいて場面の変化を検出すると、前記ルックアップ・テーブルが、そのデフォルト値にリセットされる、請求項35に記載のエンコーダ。
- 前記ルックアップ・テーブルが、汎用可変長コードワード・テーブルである、請求項35に記載のエンコーダ。
- 前記ルックアップ・テーブルが、コンテキスト・ベースの適応バイナリ算術符号化テーブルである、請求項35に記載のエンコーダ。
- 前記イントラ・ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルが用いられる、請求項35に記載のエンコーダ。
- 前記予測ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルが用いられる、請求項35に記載のエンコーダ。
- 前記両方向予測ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルが用いられる、請求項35に記載のエンコーダ。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、ピクチャごとに1度である、請求項35に記載のエンコーダ。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、スライスごとに1度である、請求項35に記載のエンコーダ。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、マクロブロックごとに1度である、請求項35に記載のエンコーダ。
- 前記カウンタが、スライディング・ウィンドウからなり、前記スライディング・ウィンドウが、前記スライディング・ウィンドウによって定義された時間より前に起こる、前記エンコードされた結果を前記カウンタが無視することを可能にするとともに、定義可能な数の前記ピクチャ、前記スライス、または前記マクロブロックに渡る、請求項35に記載のエンコーダ。
- 前記カウンタが、時間的に近いピクチャ、スライス、またはマクロブロックを補償するための重みづけ因子を組み込む、請求項35に記載のエンコーダ。
- 前記エンコードされた結果のデコードが成功し得るように、前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、デコーダによって使われるルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成と同期される、請求項35に記載のエンコーダ。
- それぞれがイントラの、予測の、または両方向予測のピクチャ、スライス、またはマクロブロックであってよい、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリームを含むデジタル画像コンテンツの事象の起こり得る結果をデコードし、デコードされた結果を生じさせるデコーダであって、
前記起こり得る結果に対応するとともに、それぞれが一義的なコードワードに関連づけられるエントリを有するルックアップ・テーブルと、
前記ピクチャ、前記スライス、または前記マクロブロックの前記ストリーム中での、前記デコードされた結果それぞれの出現をカウントするとともに、前記起こり得る結果の確率履歴を演算するカウンタと、を備え、
前記エントリが、前記ルックアップ・テーブル中で、前記起こり得る結果の前記確率履歴に基づいて定期的に再編成されるとともに、前記デコーダによって、エンコードされた結果を表現するビットストリームをデコードするのに用いられる、デコーダ。 - 前記定期的な再編成が、異なるコードワードに前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを再割当てすることから成る、請求項50に記載のデコーダ。
- 前記再割当てすることが、出現の確率履歴がより高い結果に、より短いコードワードを割り当てること、および出現の確率履歴がより低い結果に、より長いコードワードを割り当てることから成る、請求項51に記載のデコーダ。
- 前記デコーダが、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックの前記ストリームにおいて場面の変化を検出すると、前記ルックアップ・テーブルが、そのデフォルト値にリセットされる、請求項50に記載のデコーダ。
- 前記ルックアップ・テーブルが、汎用可変長コードワード・テーブルである、請求項50に記載のデコーダ。
- 前記ルックアップ・テーブルが、コンテキスト・ベースの適応バイナリ算術符号化テーブルである、請求項50に記載のデコーダ。
- 前記イントラ・ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルが用いられる、請求項50に記載のデコーダ。
- 前記予測ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルが用いられる、請求項50に記載のデコーダ。
- 前記両方向予測ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルが用いられる、請求項50に記載のデコーダ。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、ピクチャごとに1度である、請求項50に記載のデコーダ。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、スライスごとに1度である、請求項50に記載のデコーダ。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、マクロブロックごとに1度である、請求項50に記載のデコーダ。
- 前記カウンタが、スライディング・ウィンドウからなり、前記スライディング・ウィンドウが、前記スライディング・ウィンドウによって定義された時間より前に起こる、前記デコードされた結果を前記カウンタが無視することを可能にするとともに、定義可能な数の前記ピクチャ、前記スライス、または前記マクロブロックに渡る、請求項50に記載のデコーダ。
- 前記カウンタが、時間的に近いピクチャ、スライス、またはマクロブロックを補償するための重みづけ因子を組み込む、請求項50に記載のデコーダ。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成が、エンコーダによって使われるルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成と同期される、請求項50に記載のデコーダ。
- それぞれがイントラの、予測の、または両方向予測のピクチャ、スライス、またはマクロ
ブロックであってよい、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリームを含むデジタル画像コンテンツの事象の起こり得る結果をエンコードし、エンコードされた結果を生じさせるエンコード・システムであって、
前記ピクチャの前記ストリーム中での、前記エンコードされた結果それぞれの出現をカウントすることによって、前記起こり得る結果の確率履歴を演算する手段と、
前記起こり得る結果に対応し、一義的なコードワードを有し、前記起こり得る結果の前記確率履歴に基づいて定期的に再編成される、ルックアップ・テーブル中のエントリを用いて、前記エンコードされた結果を表現するビットストリームを生成する手段と、を備えたシステム。 - 異なるコードワードに前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを再割当てする手段をさらに備える、請求項65に記載のシステム。
- 異なるコードワードに前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを再割当てする前記手段が、出現の確率履歴がより高い結果に、より短いコードワードを割り当てること、および出現の確率履歴がより低い結果に、より長いコードワードを割り当てることから成る、請求項66に記載のシステム。
- ピクチャ、スライス、またはマクロブロックの前記ストリームにおいて場面の変化が検出されると、前記ルックアップ・テーブルを、そのデフォルト値にリセットする手段をさらに備える、請求項65に記載のシステム。
- 前記イントラ・ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルを用いる手段をさらに備える、請求項65に記載のシステム。
- 前記予測ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルを用いる手段をさらに備える、請求項65に記載のシステム。
- 前記両方向予測ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルを用いる手段をさらに備える、請求項65に記載のシステム。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを、ピクチャごとに1度再編成する手段をさらに備える、請求項65に記載のシステム。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを、スライスごとに1度再編成する手段をさらに備える、請求項65に記載のシステム。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを、マクロブロックごとに1度再編成する手段をさらに備える、請求項65に記載のシステム。
- 定義可能な数の前記ピクチャ、前記スライス、または前記マクロブロックに渡るスライディング・ウィンドウによって定義された時間より前に起こる、前記エンコードされた結果を、前記起こり得る結果の前記確率履歴の前記演算において無視する手段をさらに備える、請求項65に記載のシステム。
- 前記起こり得る結果の前記確率履歴の前記演算に、時間的に近いピクチャ、スライス、またはマクロブロックを補償するための重みづけ因子を組み込む手段をさらに備える、請求項65に記載のシステム。
- 前記エンコードされた結果のデコードが成功し得るように、前記ルックアップ・テーブル
中の前記エントリの前記定期的な再編成を、デコーダによって使われるルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成と同期する手段をさらに備える、請求項65に記載のシステム。 - それぞれがイントラの、予測の、または両方向予測のピクチャ、スライス、またはマクロブロックであってよい、ピクチャ、スライス、またはマクロブロックのストリームを含むデジタル画像コンテンツの事象の起こり得る結果をデコードし、デコードされた結果を生じさせるデコード・システムであって、
前記ピクチャの前記ストリーム中での、前記デコードされた結果それぞれの出現をカウントすることによって、前記起こり得る結果の確率履歴を演算する手段と、
前記起こり得る結果に対応し、一義的なコードワードを有し、前記起こり得る結果の前記確率履歴に基づいて定期的に再編成される、ルックアップ・テーブル中のエントリを用いて、エンコードされた結果を表現するビットストリームをデコードする手段と、から成るシステム。 - 異なるコードワードに前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを再割当てする手段をさらに備える、請求項78に記載のシステム。
- 異なるコードワードに前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを再割当てする前記手段が、出現の確率履歴がより高い結果に、より短いコードワードを割り当てること、および出現の確率履歴がより低い結果に、より長いコードワードを割り当てることから成る、請求項79に記載のシステム。
- ピクチャ、スライス、またはマクロブロックの前記ストリームにおいて場面の変化が検出されると、前記ルックアップ・テーブルを、そのデフォルト値にリセットする手段をさらに備える、請求項78に記載のシステム。
- 前記イントラ・ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルを用いる手段をさらに備える、請求項78に記載のシステム。
- 前記予測ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルを用いる手段をさらに備える、請求項78に記載のシステム。
- 前記両方向予測ピクチャ、スライス、またはマクロブロックに対して、別個のルックアップ・テーブルを用いる手段をさらに備える、請求項78に記載のシステム。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを、ピクチャごとに1度再編成する手段をさらに備える、請求項78に記載のシステム。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを、スライスごとに1度再編成する手段をさらに備える、請求項78に記載のシステム。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリを、マクロブロックごとに1度再編成する手段をさらに備える、請求項78に記載のシステム。
- 定義可能な数の前記ピクチャ、前記スライス、または前記マクロブロックに渡るスライディング・ウィンドウによって定義された時間より前に起こる、前記デコードされた結果を、前記起こり得る結果の前記確率履歴の前記演算において無視する手段をさらに備える、請求項78に記載のシステム。
- 前記起こり得る結果の前記確率履歴の前記演算に、時間的に近いピクチャ、スライス、またはマクロブロックを補償するための重みづけ因子を組み込む手段をさらに備える、請求項78に記載のシステム。
- 前記ルックアップ・テーブル中の前記エントリの前記定期的な再編成を、エンコーダによって使われるルックアップ・テーブル中のエントリの定期的な再編成と同期する手段をさらに備える、請求項78に記載のシステム。
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