JP3491001B1 - Signal encoding method, signal decoding method, signal encoding device, signal decoding device, signal encoding program, and signal decoding program - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 効率的に符号化できる信号符号化方法を提供
する。 【解決手段】 本発明に係る信号符号化方法は、分割区
間単位ごとに符号化対象信号を分析し、その分割区間単
位の符号化対象信号を算術符号化する際に用いられる確
率関連情報の初期値を導出すると共に、符号化対象信号
について別にヘッダに付与する既出の情報と該既出の情
報に所定の方法によって組合わせる調整値とに確率関連
情報の初期値を変換し、該調整値を設定情報として導出
する設定情報導出ステップと、設定情報及び既出の情報
に基づいて、分割区間単位における符号化対象信号を算
術符号化する符号化ステップと、分割区間単位ごとに算
術符号化された信号に設定情報及び既出の情報を含むヘ
ッダを付加する設定情報付加ステップとを備える。A signal encoding method capable of efficiently encoding is provided. A signal encoding method according to the present invention analyzes an encoding target signal for each divided section unit, and initializes probability-related information used when arithmetically encoding the encoding target signal for each divided section unit. In addition to deriving a value, the initial value of the probability-related information is converted into the existing information to be added to the header separately for the encoding target signal and the adjustment value combined with the existing information by a predetermined method, and the adjustment value is set A setting information derivation step derived as information, an encoding step for arithmetically encoding the signal to be encoded in the divided section unit based on the setting information and the already-explained information, and an arithmetically encoded signal for each divided section unit A setting information adding step for adding a header including the setting information and the previously described information.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、モバイル映像伝送
システムなどの画像伝送システムに好適に適用すること
が可能な信号符号化方法、信号復号方法、信号符号化装
置、信号復号装置、及び信号伝送システムに関するもの
である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a signal coding method, a signal decoding method, a signal coding apparatus, a signal decoding apparatus, and a signal transmission which can be suitably applied to an image transmission system such as a mobile video transmission system. It is about the system.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、動画像の符号化方式として、ＩＴ
Ｕ−Ｔ Ｈ．２６ｘシリーズやＩＳＯ/ＩＥＣ ＭＰＥ
Ｇシリーズなどの国際標準化動画像符号化方式が知られ
ている。これらの動画像符号化方式においては、フレー
ム画像を分割したマクロブロックのそれぞれの画像に対
して、動き補償（ＭＣ：Motion Compensation）や離散
コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）
などの所定のデータ変換操作を行うことによって、符号
化対象となる画像データが作成される。2. Description of the Related Art Conventionally, IT has been used as a moving image coding system.
U-TH. 26x series and ISO / IEC MPE
International standardized moving image coding methods such as G series are known. In these moving image coding methods, motion compensation (MC: Motion Compensation) and discrete cosine transform (DCT) are performed on each image of a macro block obtained by dividing a frame image.
Image data to be coded is created by performing a predetermined data conversion operation such as.

【０００３】また、データ変換操作によって作成された
画像データは、さらにエントロピー符号化されて、画像
伝送に用いられる圧縮データである符号化データとな
る。このようなエントロピー符号化方法の１つとして、
算術符号化（ＡＣ：ArithmeticCoding）が用いられてい
る。以下、算術符号化の概要について述べるが、算術符
号化の詳細については、Ｍ．ネルソン／Ｊ．-Ｌ．ゲィ
リー著 萩原剛志／山口英訳「データ圧縮ハンドブッ
ク」等を参照されたい。Further, the image data created by the data conversion operation is further entropy coded to become coded data which is compressed data used for image transmission. As one of such entropy coding methods,
Arithmetic Coding (AC) is used. The outline of the arithmetic coding will be described below. Nelson / J. -L. Please refer to "Data compression handbook" translated by Gary and translated by Takeshi Hagiwara and Hideshi Yamaguchi.

【０００４】一般に、複数種類のシンボルを組み合わせ
た情報源系列（シンボル系列）に対して算術符号化を行
う場合、まず、［０．０，１．０）の数直線（確率数直
線）上において、それぞれのシンボルに対して、シンボ
ルの出現確率に応じて一定の区間を割り当てる。このと
き、シンボルと数直線上の区間との対応関係を表したも
のは、確率テーブルと呼ばれる。算術符号化によって情
報源系列をエントロピー符号化する際には、この確率テ
ーブルを参照することによって、情報源系列を数直線上
で表現した符号語が生成される。In general, when performing arithmetic coding on an information source sequence (symbol sequence) in which a plurality of types of symbols are combined, first, on a number line (probability number line) of [0.0, 1.0]. , A certain section is assigned to each symbol according to the probability of appearance of the symbol. At this time, what represents the correspondence between the symbols and the sections on the number line is called a probability table. When entropy-encoding an information source sequence by arithmetic encoding, a code word expressing the information source sequence on a number line is generated by referring to this probability table.

【０００５】ここで、図１４〜図１６を参照して、算術
符号化について説明する。具体的には、文字列「ＡＲＩ
ＴＨＭＥＴＩＣ」を符号化対象の情報源系列とし、その
算術符号化を例として説明する。Here, the arithmetic coding will be described with reference to FIGS. 14 to 16. Specifically, the character string "ARI
"THMETIC" will be described as an information source sequence to be encoded, and its arithmetic encoding will be described as an example.

【０００６】上記した情報源系列内には、Ａ、Ｃ、Ｅ、
Ｈ、Ｉ、Ｍ、Ｒ、Ｔの８種類の文字（シンボル）が現れ
る。これらの文字に対し、図１４の表に示すように、
［０．０，１．０）の数直線（確率数直線）上で、文字
列における各文字の出現確率に比例した区間長となるよ
うにそれぞれ区間を割り当てる。この文字と数直線上の
区間との対応関係を表す図１４に示した表が、算術符号
化に用いられる確率テーブルとなる。In the above-mentioned information source sequence, A, C, E,
Eight types of characters (symbols) of H, I, M, R, and T appear. For these characters, as shown in the table of FIG.
On the number line (probability number line) of [0.0, 1.0), each section is assigned so that the section length is proportional to the appearance probability of each character in the character string. The table shown in FIG. 14 showing the correspondence between this character and the section on the number line is the probability table used for arithmetic coding.

【０００７】図１５は、図１４に示した確率テーブルを
用いた文字列「ＡＲＩＴＨＭＥＴＩＣ」の符号化につい
て示す図である。算術符号化においては、確率テーブル
に基づいた区間縮小操作を、情報源系列に含まれる各シ
ンボルに対して順次行うことによって、情報源系列を符
号化した符号語を生成する。FIG. 15 is a diagram showing encoding of the character string "ARITHMETIC" using the probability table shown in FIG. In arithmetic coding, a section reduction operation based on a probability table is sequentially performed on each symbol included in an information source sequence to generate a codeword that encodes the information source sequence.

【０００８】図１５に示した例では、まず、符号化対象
である文字列「ＡＲＩＴＨＭＥＴＩＣ」の第１の文字
「Ａ」に対して、図１４に示した確率テーブルを参照し
て、数直線上の区間［０，１）を各文字に対応する８個
の区間に区分する。そして、それらの区間のうちで、文
字「Ａ」に対応する区間［０．０，０．１）へと区間を
縮小する。次に、第２の文字「Ｒ」に対して、確率テー
ブルを参照して、区間［０．０，０．１）を８個の区間
に区分する。そして、それらの区間のうちで、文字
「Ｒ」に対応する区間［０．０７，０．０８）へと区間
を縮小する。In the example shown in FIG. 15, first, with respect to the first character "A" of the character string "ARITHMETIC" to be encoded, the probability table shown in FIG. The section [0, 1) is divided into eight sections corresponding to each character. Then, among these sections, the section is reduced to the section [0.0, 0.1) corresponding to the character “A”. Next, with respect to the second character “R”, the interval [0.0, 0.1) is divided into eight intervals by referring to the probability table. Then, among these sections, the section is reduced to a section [0.07, 0.08) corresponding to the character “R”.

【０００９】以下、この区間縮小による符号化操作を各
文字に対して順次行っていく。そして、最終的に得られ
た数直線上の区間［０．０７５７４５１５３６，０．０
７５７４５１５５２）において、その区間内にある数値
「０．０７５７４５１５３６」が、文字列「ＡＲＩＴＨ
ＭＥＴＩＣ」を算術符号化した符号語として生成され
る。Hereinafter, the encoding operation by the section reduction is sequentially performed on each character. Then, the section on the number line finally obtained [0.075745536, 0.0
757451552), the numerical value "0.0757451536" in the section is replaced by the character string "ARITH
It is generated as a code word obtained by arithmetically encoding "METIC".

【００１０】図１６は、図１４に示した確率テーブルを
用いた符号語「０．０７５７４５１５３６」の文字列
「ＡＲＩＴＨＭＥＴＩＣ」への復号について示す図であ
る。FIG. 16 is a diagram showing decoding of the code word "0.0757451536" into the character string "ARITHMETIC" using the probability table shown in FIG.

【００１１】図１６に示した例では、まず、復号対象で
ある符号語「０．０７５７４５１５３６」に対して、図
１４に示した確率テーブルを参照して、符号語が含まれ
ている区間長０．１の区間［０．０，０．１）を特定す
る。そして、特定された区間に対応する文字「Ａ」を第
１の文字として出力するとともに、（符号語−下限）／
（区間長）によって、新たな符号語「０．７５７４５１
５３６」を生成する。次に、符号語「０．７５７４５１
５３６」に対して、確率テーブルを参照して、符号語が
含まれている区間長０．１の区間［０．７，０．８）を
特定する。そして、特定された区間に対応する文字
「Ｒ」を第２の文字として出力するとともに、新たな符
号語「０．５７４５１５３６」を生成する。In the example shown in FIG. 16, first, with respect to the code word “0.0757451536” to be decoded, the probability length shown in FIG. The section [0.0, 0.1) of 1 is specified. Then, the character "A" corresponding to the specified section is output as the first character, and (code word-lower limit) /
Depending on (section length), a new code word "0.757451
536 ”is generated. Next, the code word "0.757451
536 ”, the probability table is referenced to specify the section [0.7, 0.8) including the codeword and having the section length of 0.1. Then, the character “R” corresponding to the specified section is output as the second character, and a new code word “0.57451536” is generated.

【００１２】以下、この復号操作を符号語に対して順次
行っていく。そして、算術符号化された符号語「０．０
７５７４５１５３６」から、文字列「ＡＲＩＴＨＭＥＴ
ＩＣ」が復元される。Hereinafter, this decoding operation is sequentially performed on the codeword. Then, the arithmetically encoded codeword “0.0
From 757451536 ", the character string" ARITHMET
IC ”is restored.

【００１３】このように、算術符号化を用いた情報源系
列のエントロピー符号化では、情報源系列に含まれるシ
ンボルと数直線上の区間とを対応付けることにより、任
意の情報源系列を［０．０，１．０］の数直線上の符号
語によって表現することができる。また、シンボルと区
間とを対応付ける確率テーブルを各シンボルの出現確率
に応じて設定することにより、情報源系列のエントロピ
ー符号化を効率良く行って、符号化によるデータ圧縮の
効率を向上することができる。As described above, in the entropy coding of the information source sequence using the arithmetic coding, by associating the symbols included in the information source sequence with the sections on the number line, an arbitrary information source sequence can be [0. 0,1.0] can be represented by a code word on the number line. Further, by setting a probability table that associates symbols with intervals according to the appearance probability of each symbol, it is possible to efficiently perform entropy coding of the information source sequence and improve the efficiency of data compression by coding. .

【００１４】[0014]

【非特許文献１】Ｍ．ネルソン／Ｊ．-Ｌ．ゲィリー著
萩原剛志／山口英訳「データ圧縮ハンドブック」[Non-Patent Document 1] M. Nelson / J. -L. By Gary
"Data compression handbook" translated by Takeshi Hagiwara / Hideshi Yamaguchi

【００１５】[0015]

【発明が解決しようとする課題】図５は、上述した算術
符号化によるエントロピー符号化を用いた動画像符号化
方法の一例を示すフローチャートである。図５に示した
画像符号化方法では、ＩＴＵ−Ｔ Ｈ．２６Ｌ動画像符
号化方式で用いられているコンテキストモデリングを用
いたＣＡＢＡＣ（Context-based Adaptive Binary Arit
hmetic Coding）と呼ばれる方法によって、画像データ
の算術符号化を行っている。ＩＴＵ−ＴＨ．２６Ｌ動画
像符号化方式やＣＡＢＡＣについての詳細は、VCEG-M10
H.26L Test Model Long Term Number 8 (TML-8) draft
0 を参照されたい。FIG. 5 is a flowchart showing an example of a moving picture coding method using entropy coding by the above-mentioned arithmetic coding. In the image coding method shown in FIG. 5, ITU-T H.264 is used. CABAC (Context-based Adaptive Binary Arit) using the context modeling used in the 26L video coding method.
Image data is arithmetically encoded by a method called hmetic coding. ITU-TH. For details on the 26L video coding system and CABAC, refer to VCEG-M10.
H.26L Test Model Long Term Number 8 (TML-8) draft
See 0.

【００１６】Ｈ．２６Ｌ動画像符号化方式での動画像デ
ータの符号化においては、まず、符号化対象の画像を所
定サイズの画像ブロックに分割する。この画像ブロック
は、データ処理の単位となる画像ブロックであり、マク
ロブロックと呼ばれる。マクロブロック毎にイントラフ
レーム符号化（Intra-Frame Coding、フレーム内符号
化）やインターフレーム符号化（Inter-Frame Coding、
フレーム間符号化）、ＤＣＴ等の直交変換などの必要な
データ変換操作を行って、マクロブロック内にある画像
を表す画像データを生成する。そして、その画像データ
に対して、算術符号化などを用いてエントロピー符号化
を行って、データ圧縮された符号化データが生成する。H. In encoding moving image data using the 26L moving image encoding method, first, an image to be encoded is divided into image blocks of a predetermined size. This image block is an image block that is a unit of data processing and is called a macro block. For each macroblock, intra-frame coding (Intra-Frame Coding, intra-frame coding) and inter-frame coding (Inter-Frame Coding,
Inter-frame coding), DCT and other orthogonal transformations are performed to generate image data representing an image in a macroblock. Then, the image data is entropy-encoded by using arithmetic encoding or the like to generate data-compressed encoded data.

【００１７】図５に示した動画像符号化方法において
は、特に、あらかじめ固定に設定された条件によって符
号化を行うのではなく、マクロブロック毎の画像データ
を符号化する際に、コンテキストモデリングを行ってい
る（ステップＳ９０１、Context Modeling）。コンテキ
ストモデリングを用いた算術符号化では、画像データの
符号化に用いる確率テーブルについて、符号化対象のマ
クロブロックの画像データに対して適用する確率テーブ
ルが、隣接するマクロブロックでの画像符号化の処理結
果などの符号化条件を参照して切り換えて設定される。In the moving picture coding method shown in FIG. 5, in particular, the context modeling is carried out when the picture data of each macroblock is coded, instead of carrying out the coding under the condition fixed in advance. (Step S901, Context Modeling). In arithmetic coding using context modeling, with regard to the probability table used for encoding image data, the probability table applied to the image data of the macroblock to be encoded is the image encoding process in the adjacent macroblock. It is set by switching with reference to the coding condition such as the result.

【００１８】コンテキストモデリングによる確率テーブ
ルの設定を終了したら、符号化対象の画像データ（例え
ば複数のＤＣＴ係数）を２値化して、算術符号化を行う
べきデータ系列を生成する（Ｓ９０２、Binarizatio
n）。そして、２値化されたデータ系列に対して算術符
号化を行って（Ｓ９０３、Adaptive Binary Arithmetic
Coding）、符号化データを得る。After setting the probability table by context modeling, the image data to be encoded (for example, a plurality of DCT coefficients) is binarized to generate a data sequence to be arithmetically encoded (S902, Binarizatio).
n). Then, arithmetic coding is performed on the binarized data series (S903, Adaptive Binary Arithmetic).
Coding), to obtain encoded data.

【００１９】具体的には、２値化されたデータ系列の各
ビットに対し、コンテキストモデリングによって設定さ
れた確率テーブルを割り当てて確率評価を行う（Ｓ９０
４、Probability Estimation）。そして、割り当てられ
た確率テーブルを用いてデータ系列を算術符号化し、符
号化データである数直線上の符号語を生成する（Ｓ９０
５、Arithmetic Coding）。また、算術符号化の処理結
果に基づいて、符号化したビットの発生頻度などの情報
を確率テーブルへとフィードバックすることによって確
率評価を更新し、符号化の傾向を確率テーブルに反映さ
せる（Ｓ９０６、Probability Estimation Update）。Specifically, a probability table set by context modeling is assigned to each bit of the binarized data series to perform probability evaluation (S90).
4, Probability Estimation). Then, the data sequence is arithmetically encoded using the assigned probability table to generate a code word on the number line that is encoded data (S90).
5, Arithmetic Coding). Further, based on the processing result of the arithmetic coding, the probability evaluation is updated by feeding back information such as the frequency of occurrence of coded bits to the probability table, and the tendency of the coding is reflected in the probability table (S906, Probability Estimation Update).

【００２０】コンテキストモデリングを用いた算術符号
化による上記の動画像符号化方法によれば、符号化条件
や処理結果に応じて使用する確率テーブルを切り換える
ことによって、符号化データでの冗長度を低減すること
が可能である。According to the above-described moving picture coding method by arithmetic coding using context modeling, the probability table to be used is switched according to the coding condition and the processing result, thereby reducing the redundancy in the coded data. It is possible to

【００２１】ここで、フレーム画像を符号化して得られ
る符号化データでは、フレーム画像に対応するフレーム
レイヤに対して、フレームレイヤを１または複数のスラ
イスレイヤに分割して符号化データを作成する場合があ
る。スライスレイヤは、それぞれのスライスの単位で単
独で復号することができるように構成されて、同期コー
ドが付加されたり、パケット化されたりして伝送され
る。したがっていずれかのスライスにて伝送中に誤りが
発生してデータが失われても、次のスライス以降では復
号を再開することができる。In the case of coded data obtained by coding a frame image, the frame layer corresponding to the frame image is divided into one or a plurality of slice layers to create coded data. There is. The slice layer is configured so that each slice can be independently decoded, and a synchronization code is added or packetized for transmission. Therefore, even if an error occurs during transmission in one of the slices and data is lost, decoding can be restarted in the subsequent slices.

【００２２】また各スライスにおいては、算術符号化に
適用される確率テーブルが初期化される。この確率テー
ブルの初期化は、上記した同期の回復と同様に、エラー
の発生により復号不能となった算術符号化情報を復号可
能にするなどの効果がある。Further, in each slice, a probability table applied to arithmetic coding is initialized. The initialization of the probability table has the effect of enabling the decoding of the arithmetically coded information that cannot be decoded due to the occurrence of an error, as in the case of recovering the synchronization described above.

【００２３】この初期化に用いられる確率テーブルの値
として、通常は符号化対象の動画像によらず、平均的な
一定値が用いられる。このため、符号化対象の画像によ
ってはその性質が平均的な画像の性質から大きく外れて
いるために、確率テーブルの初期値として適切でない場
合がある。このような場合、ＣＡＢＡＣでは、符号化を
進めながら符号化対象信号に含まれるシンボルの発生割
合に基づいて確率テーブルを更新させる。これにより、
画像の性質に適した確率テーブルへと学習させていくこ
とができ、最終的には適切な確率テーブルによって効果
的に算術符号化を行うことができる。しかしながら、確
率テーブルの更新が十分なされる前の学習途上において
は、効率的に算術符号化を行うことができない。特に、
利用頻度が少なく、更新が十分になされないような確率
テーブルにおいては、確率テーブルの学習が十分になさ
れず、効率的な符号化を行うことは困難である。また、
確率テーブルは、分割単位ごとに初期化が行われるの
で、分割単位ごとに確率テーブルを学習させる必要があ
る。このため、前述したような学習期間が伝送中に定期
的に数多く発生し、符号化が非効率になる。As a value of the probability table used for this initialization, an average constant value is usually used regardless of the moving image to be encoded. Therefore, depending on the image to be coded, the property thereof is largely deviated from the property of the average image, and thus it may not be appropriate as the initial value of the probability table. In such a case, CABAC updates the probability table based on the occurrence rate of the symbols included in the signal to be coded while advancing the coding. This allows
The probability table suitable for the nature of the image can be learned, and finally the appropriate probability table can be used for effective arithmetic coding. However, in the course of learning before the probability table is sufficiently updated, arithmetic coding cannot be efficiently performed. In particular,
In the probability table that is used less frequently and is not updated sufficiently, learning of the probability table is not performed sufficiently and it is difficult to perform efficient coding. Also,
Since the probability table is initialized for each division unit, it is necessary to learn the probability table for each division unit. For this reason, a large number of learning periods as described above occur regularly during transmission, resulting in inefficient coding.

【００２４】そこで、本発明は上記課題を解決し、効率
的に符号化できる信号符号化方法、信号符号化装置、及
び信号符号化プログラム、符号化された信号を効率的に
復号できる信号復号方法、信号復号装置、及び信号復号
プログラムを提供することを目的とする。Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and a signal coding method, a signal coding apparatus, a signal coding program, and a signal decoding method capable of efficiently decoding a coded signal, which enables efficient coding. , A signal decoding device, and a signal decoding program.

【００２５】[0025]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る信号符号化方法は、符号化の対
象となる符号化対象信号を分割し、その分割区間単位の
先頭で初期化された確率関連情報に基づいて算術符号化
を行う信号符号化方法であって、（１）上記分割区間単
位ごとに符号化対象信号を分析し、その分割区間単位の
符号化対象信号を算術符号化する際に用いられる上記確
率関連情報の初期値を導出すると共に、上記符号化対象
信号について別にヘッダに付与する既出の情報と該既出
の情報に所定の方法によって組合わせる調整値とに上記
確率関連情報の初期値を変換し、該調整値を設定情報と
して導出する設定情報導出ステップと、（２）上記設定
情報及び上記既出の情報に基づいて、上記分割区間単位
における符号化対象信号を算術符号化する符号化ステッ
プと、（３）上記分割区間単位ごとに算術符号化された
信号に上記設定情報及び上記既出の情報を含むヘッダを
付加する設定情報付加ステップとを備えることを特徴と
する。In order to achieve such an object, a signal coding method according to the present invention divides a signal to be coded to be coded and divides it at the beginning of the divided section unit. A signal coding method for performing arithmetic coding based on initialized probability related information, comprising: (1) analyzing a signal to be coded for each division section unit, While deriving the initial value of the probability related information used in arithmetic coding, to the already-existing information separately given to the header for the signal to be coded and the adjustment value to be combined with the already-existing information by a predetermined method. A setting information deriving step of converting an initial value of the probability related information and deriving the adjustment value as setting information; and (2) an encoding pair in the divided section unit based on the setting information and the above-mentioned information. An encoding step of arithmetically encoding the signal; and (3) a setting information adding step of adding a header including the setting information and the already-explained information to the signal arithmetically coded for each divided section unit. Characterize.

【００２６】同様に、本発明に係る信号符号化装置は、
符号化の対象となる符号化対象信号を分割し、その分割
区間単位の先頭で初期化された確率関連情報に基づいて
算術符号化を行う信号符号化装置であって、（１）上記
分割区間単位ごとに符号化対象信号を分析し、その分割
区間単位の符号化対象信号を算術符号化する際に用いら
れる上記確率関連情報の初期値を導出すると共に、上記
符号化対象信号について別にヘッダに付与する既出の情
報と該既出の情報に所定の方法によって組合わせる調整
値とに上記確率関連情報の初期値を変換し、該調整値を
設定情報として導出する設定情報導出手段と、（２）上
記設定情報導出ステップにおいて導出された設定情報及
び上記既出の情報に基づいて、上記分割区間単位におけ
る符号化対象信号を算術符号化する符号化手段と、
（３）上記分割区間単位ごとに算術符号化された信号に
上記設定情報及び上記既出の情報を含むヘッダを付加す
る設定情報付加手段とを備えることを特徴とする。Similarly, the signal coding apparatus according to the present invention is
A signal encoding device that divides an encoding target signal to be encoded and performs arithmetic encoding based on probability-related information initialized at the beginning of the division interval unit, comprising: (1) the division interval The encoding target signal is analyzed for each unit, and the initial value of the probability related information used when arithmetically encoding the encoding target signal of the division section unit is derived, and the encoding target signal is separately in a header. (2) setting information deriving means for converting the initial value of the probability-related information into existing information to be given and an adjustment value to be combined with the existing information by a predetermined method, and deriving the adjustment value as setting information. Based on the setting information derived in the setting information derivation step and the above-mentioned information, an encoding unit that arithmetically encodes the encoding target signal in the divided section unit,
(3) A setting information adding unit for adding a header including the setting information and the already-explained information to the signal arithmetically coded for each of the divided section units.

【００２７】同様に、本発明の信号符号化プログラム
は、符号化の対象となる符号化対象信号を分割し、その
分割区間単位の先頭で初期化された確率関連情報に基づ
いて算術符号化を行うための信号符号化プログラムであ
って、コンピュータに、（１）上記分割区間単位ごとに
符号化対象信号を分析し、その分割区間単位の符号化対
象信号を算術符号化する際に用いられる上記確率関連情
報の初期値を導出すると共に、上記符号化対象信号につ
いて別にヘッダに付与する既出の情報と該既出の情報に
所定の方法によって組合わせる調整値とに上記確率関連
情報の初期値を変換し、該調整値を設定情報として導出
する設定情報導出ステップと、（２）上記設定情報及び
上記既出の情報に基づいて、上記分割区間単位における
符号化対象信号を算術符号化する符号化ステップと、
（３）上記分割区間単位ごとに算術符号化された信号に
上記設定情報及び上記既出の情報を含むヘッダを付加す
る設定情報付加ステップとを実行させることを特徴とす
る。Similarly, the signal coding program of the present invention divides the signal to be coded to be coded, and performs arithmetic coding based on the probability related information initialized at the beginning of the divided interval unit. A signal encoding program to be executed, which is used by a computer for analyzing (1) an encoding target signal for each division section unit and arithmetically encoding the encoding target signal for each division section unit. The initial value of the probability related information is derived, and the initial value of the probability related information is converted into the already-existing information separately given to the header for the signal to be coded and the adjustment value combined with the already-existing information by a predetermined method. Then, a setting information deriving step of deriving the adjustment value as setting information, and (2) calculating an encoding target signal in the divided interval unit based on the setting information and the already-explained information. An encoding step of encoding,
(3) A setting information adding step of adding a header including the setting information and the above-mentioned information to the signal arithmetically coded for each divided section unit is performed.

【００２８】これらの発明によれば、各分割区間単位に
おいて確率関連情報の初期値を導出するための上記の既
出の情報と設定情報とがヘッダに含められるで、分割区
間単位ごとに異なる確率関連情報の初期値を用いて符号
化を行うことができる。そして、各分割区間単位におい
て用いられる設定情報は、それぞれの分割区間単位ごと
に符号化対象信号を分析することによって導出されてい
るので、それぞれの分割区間単位の符号化対象信号に応
じて、効率良く符号化できる設定情報を用いることがで
きる。According to these inventions, since the above-mentioned information for deriving the initial value of the probability related information and the setting information are included in the header in each division section unit, the probability relations different for each division section unit are included. Encoding can be performed using the initial value of information. The setting information used in each divided section unit is derived by analyzing the coding target signal in each divided section unit, and therefore, the efficiency can be improved according to the coding target signal in each divided section unit. It is possible to use setting information that can be encoded well.

【００２９】また、本発明に係る信号復号方法は、符号
化信号を分割区間単位に逆算術符号化する信号復号方法
であって、（１）上記符号化信号のヘッダに既出の情報
と、該既出の情報に所定の方法によって組合わせること
によって上記分割区間単位の符号化対象信号を逆算術符
号化する際に用いられる確率関連情報の初期値を導出す
るための情報であり上記符号化信号のヘッダに含まれる
設定情報とに基づいて、確率関連情報の初期値を設定す
る初期値設定ステップと、（２）上記初期値設定ステッ
プにおいて初期値が設定された確率関連情報に基づいて
分割区間単位ごとに符号化信号の逆算術符号化を行う逆
算術符号化ステップとを備えることを特徴とする。The signal decoding method according to the present invention is a signal decoding method for performing inverse arithmetic coding on a coded signal in units of divided sections, and (1) the above-mentioned information in the header of the coded signal, and It is the information for deriving the initial value of the probability related information used when inversely encoding the encoding target signal of the division interval unit by combining the already-existing information by a predetermined method. An initial value setting step for setting an initial value of the probability related information based on the setting information included in the header, and (2) a division section unit based on the probability related information for which the initial value is set in the initial value setting step. And an inverse arithmetic encoding step of performing inverse arithmetic encoding of the encoded signal for each.

【００３０】また、本発明に係る信号復号装置は、符号
化信号を分割区間単位に逆算術符号化する信号復号装置
であって、（１）上記符号化信号のヘッダに既出の情報
と、該既出の情報に所定の方法によって組合わせること
によって上記分割区間単位の符号化対象信号を逆算術符
号化する際に用いられる確率関連情報の初期値を導出す
るための情報であり上記符号化信号のヘッダに含まれる
設定情報とに基づいて、確率関連情報の初期値を設定す
る初期値設定手段と、（２）上記初期値設定ステップに
おいて初期値が設定された確率関連情報に基づいて分割
区間単位ごとに符号化信号の逆算術符号化を行う逆算術
符号化手段とを備えることを特徴とする。Further, a signal decoding device according to the present invention is a signal decoding device for performing inverse arithmetic coding on a coded signal in units of divided sections, and (1) the above-mentioned information in the header of the coded signal, and It is the information for deriving the initial value of the probability related information used when inversely encoding the encoding target signal of the division interval unit by combining the already-existing information by a predetermined method. Initial value setting means for setting an initial value of the probability related information based on the setting information included in the header; and (2) division interval unit based on the probability related information for which the initial value is set in the initial value setting step. And an inverse arithmetic encoding means for performing inverse arithmetic encoding of the encoded signal.

【００３１】また、本発明に係る信号復号プログラム
は、符号化信号を分割区間単位に逆算術符号化するため
の信号復号プログラムであって、コンピュータに、
（１）上記符号化信号のヘッダに既出の情報と、該既出
の情報に所定の方法によって組合わせることによって上
記分割区間単位の符号化対象信号を逆算術符号化する際
に用いられる確率関連情報の初期値を導出するための情
報であり上記符号化信号のヘッダに含まれる設定情報と
に基づいて、確率関連情報の初期値を設定する初期値設
定ステップと、（２）上記初期値設定ステップにおいて
初期値が設定された確率関連情報に基づいて分割区間単
位ごとに符号化信号の逆算術符号化を行う逆算術符号化
ステップとを実行させることを特徴とする。Further, the signal decoding program according to the present invention is a signal decoding program for inverse arithmetically coding a coded signal in units of divided sections, and
(1) Probability-related information used in inverse arithmetic coding of the signal to be coded in units of divided sections by combining the already-existing information in the header of the coded signal with a predetermined method. An initial value setting step of setting an initial value of the probability related information based on the setting information included in the header of the encoded signal, which is information for deriving the initial value of (2) the initial value setting step In (1), an inverse arithmetic encoding step of performing inverse arithmetic encoding of an encoded signal is performed for each divided section unit based on the probability related information for which an initial value is set.

【００３２】このようにヘッダに含まれる上記の既出の
情報と設定情報とに基づいて確率関連情報の初期値を設
定し、設定された初期値に基づいて分割区間単位ごとに
符号化信号の逆算術符号化を行うことにより、それぞれ
の分割区間単位について設定情報によって符号化された
信号を復号することができる。In this way, the initial value of the probability related information is set based on the above-mentioned already-existing information and the setting information included in the header, and the inverse of the coded signal is divided for each divided section based on the set initial value. By performing arithmetic coding, it is possible to decode the signal coded by the setting information for each divided section unit.

【００３３】また、上記の目的を達成するために、本発
明に係る信号符号化方法は、符号化の対象となる符号化
対象信号を分割し、複数の状態番号各々に確率関連情報
が関連付けられた状態遷移図を用いて、分割された区間
ごとに符号化対象信号を算術符号化する信号符号化方法
であって、（１）上記分割区間単位ごとに符号化対象信
号を分析し、その分割区間単位の符号化対象信号を算術
符号化する際に用いられる確率関連情報の初期値を導出
すると共に、上記符号化対象信号について別にヘッダに
付与する既出の情報に基づいて導出する値と該値に所定
の方法によって組合わせる調整値とに上記確率関連情報
の初期値が関連付けられた状態番号を変換し、該調整値
を設定情報として導出する設定情報導出ステップと、
（２）上記設定情報導出ステップにて導出された確率関
連情報の初期値に基づいて、上記分割区間単位における
符号化対象信号を算出符号化する符号化ステップと、
（３）上記分割区間単位ごとに算術符号化された信号に
上記既出の情報及び上記設定情報を含むヘッダを付加す
る設定情報付加ステップとを備えることを特徴とする。In order to achieve the above object, the signal coding method according to the present invention divides a coding target signal to be coded, and associates probability-related information with each of a plurality of state numbers. Is a signal coding method for arithmetically coding a signal to be coded for each divided section by using the above-mentioned state transition diagram. A value and a value derived based on the already-existing information separately given to the header for the encoding target signal while deriving the initial value of the probability related information used when arithmetically encoding the encoding target signal for each section A setting information derivation step of converting the state number associated with the initial value of the probability related information to an adjustment value to be combined by a predetermined method, and deriving the adjustment value as setting information.
(2) An encoding step of calculating and encoding an encoding target signal in the divided section unit based on the initial value of the probability related information derived in the setting information deriving step,
(3) A setting information adding step of adding a header including the above-mentioned information and the setting information to the signal that has been arithmetically coded for each divided section unit.

【００３４】同様に、本発明に係る信号符号化装置は、
符号化の対象となる符号化対象信号を分割し、複数の状
態番号各々に確率関連情報が関連付けられた状態遷移図
を用いて、分割された区間ごとに符号化対象信号を算術
符号化する信号符号化装置であって、（１）上記分割区
間単位ごとに符号化対象信号を分析し、その分割区間単
位の符号化対象信号を算術符号化する際に用いられる確
率関連情報の初期値を導出すると共に、上記符号化対象
信号について別にヘッダに付与する既出の情報に基づい
て導出する値と該値に所定の方法によって組合わせる調
整値とに上記確率関連情報の初期値が関連付けられた状
態番号を変換し、該調整値を設定情報として導出する設
定情報導出手段と、（２）上記設定情報導出ステップに
て導出された確率関連情報の初期値に基づいて、上記分
割区間単位における符号化対象信号を算出符号化する符
号化手段と、（３）上記分割区間単位ごとに算術符号化
された信号に上記既出の情報及び上記設定情報を含むヘ
ッダを付加する設定情報付加手段とを備えることを特徴
とする。Similarly, the signal coding apparatus according to the present invention is
A signal that divides an encoding target signal to be encoded, and arithmetically encodes the encoding target signal for each divided section using a state transition diagram in which probability related information is associated with each of a plurality of state numbers. An encoding device, (1) deriving an initial value of probability-related information used when analyzing an encoding target signal for each of the above-mentioned divided section units and arithmetically encoding the encoding target signal for each of the divided section units. In addition, the state number in which the initial value of the probability related information is associated with the value derived based on the already-existing information separately given to the header for the encoding target signal and the adjustment value combined with the value by a predetermined method. Based on the initial value of the probability related information derived in (2) the setting information deriving step. Encoding means for calculating and encoding a signal to be encoded, and (3) setting information adding means for adding a header including the above-mentioned information and the setting information to the signal arithmetically coded for each division section unit. It is characterized by being provided.

【００３５】同様に、本発明に係る信号符号化プログラ
ムは、符号化の対象となる符号化対象信号を分割し、複
数の状態番号各々に確率関連情報が関連付けられた状態
遷移図を用いて、分割された区間ごとに符号化対象信号
を算術符号化するための信号符号化プログラムであっ
て、コンピュータに、（１）上記分割区間単位ごとに符
号化対象信号を分析し、その分割区間単位の符号化対象
信号を算術符号化する際に用いられる確率関連情報の初
期値を導出すると共に、上記符号化対象信号について別
にヘッダに付与する既出の情報に基づいて導出する値と
該値に所定の方法によって組合わせる調整値とに上記確
率関連情報の初期値が関連付けられた状態番号を変換
し、該調整値を設定情報として導出する設定情報導出ス
テップと、（２）上記設定情報導出ステップにて導出さ
れた確率関連情報の初期値に基づいて、上記分割区間単
位における符号化対象信号を算出符号化する符号化ステ
ップと、（３）上記分割区間単位ごとに算術符号化され
た信号に上記既出の情報及び上記設定情報を含むヘッダ
を付加する設定情報付加ステップとを実行させることを
特徴とする。Similarly, the signal coding program according to the present invention divides a coding target signal to be coded, and uses a state transition diagram in which probability related information is associated with each of a plurality of state numbers, A signal encoding program for arithmetically encoding an encoding target signal for each divided section, comprising: (1) analyzing the encoding target signal for each divided section unit, and The initial value of the probability related information used when arithmetically encoding the encoding target signal is derived, and a value derived based on the already-existing information separately given to the header for the encoding target signal and a predetermined value for the value. A setting information deriving step of converting a state number in which an initial value of the probability related information is associated with an adjustment value to be combined according to a method, and deriving the adjustment value as setting information; A coding step of calculating and coding a coding target signal in the division section unit based on the initial value of the probability related information derived in the constant information deriving step; and (3) arithmetic coding in the division section unit. A setting information adding step of adding a header including the above-described information and the setting information to the generated signal is performed.

【００３６】これらの発明によれば、各分割区間単位に
おいて符号化対象信号の算術符号化に用いられる確率関
連情報の初期値と関連付けられている初期の状態番号を
導出するための上記の既出の情報と設定情報とがヘッダ
に含められるで、分割区間単位ごとに異なる確率関連情
報の初期値を用いて符号化を行うことができる。そし
て、各分割区間単位において用いられる設定情報は、そ
れぞれの分割区間単位ごとに符号化対象信号を分析する
ことによって導出されているので、それぞれの分割区間
単位の符号化対象信号に応じて、効率良く符号化できる
設定情報を用いることができる。According to these aspects of the invention, the above-mentioned publication for deriving the initial state number associated with the initial value of the probability related information used for the arithmetic coding of the signal to be coded in each divided section unit. Since the information and the setting information are included in the header, the encoding can be performed using the initial value of the probability related information that is different for each divided section unit. The setting information used in each divided section unit is derived by analyzing the coding target signal in each divided section unit, and therefore, the efficiency can be improved according to the coding target signal in each divided section unit. It is possible to use setting information that can be encoded well.

【００３７】また、本発明に係る信号復号方法は、複数
の状態番号各々に確率関連情報が関連付けられた状態遷
移図を用いて、符号化信号を分割区間単位に逆算術符号
化する信号復号方法であって、（１）上記分割区間単位
の符号化対象信号を逆算術符号化する際に用いられる確
率関連情報の初期値が関連付けられている初期の状態番
号を所定の方法によって導出するために上記符号化信号
のヘッダに含められた既出の情報及び該既出の情報に組
合わせる設定情報とに基づいて、初期の状態番号を導出
する初期値設定ステップと、（２）上記初期の状態番号
に関連付けられている確率関連情報に基づいて上記符号
化信号を逆算出符号化する逆算術符号化ステップとを備
えることを特徴とする。Further, the signal decoding method according to the present invention uses the state transition diagram in which the probability related information is associated with each of the plurality of state numbers, and performs the inverse arithmetic coding on the encoded signal in units of divided intervals. (1) In order to derive an initial state number associated with an initial value of the probability related information used when inversely encoding the encoding target signal in units of divided sections by a predetermined method. An initial value setting step of deriving an initial state number on the basis of the already-existing information included in the header of the encoded signal and the setting information to be combined with the already-existing information; And an inverse arithmetic encoding step of inversely encoding and encoding the encoded signal based on the associated probability related information.

【００３８】また、本発明に係る信号復号装置は、複数
の状態番号各々に確率関連情報が関連付けられた状態遷
移図を用いて、符号化信号を分割区間単位に逆算術符号
化する信号復号装置であって、（１）上記分割区間単位
の符号化対象信号を逆算術符号化する際に用いられる確
率関連情報の初期値が関連付けられている初期の状態番
号を所定の方法によって導出するために上記符号化信号
のヘッダに含められた既出の情報及び該既出の情報に組
合わせる設定情報とに基づいて、初期の状態番号を導出
する初期値設定手段と、（２）上記初期の状態番号に関
連付けられている確率関連情報に基づいて上記符号化信
号を逆算出符号化する逆算術符号化手段とを備えること
を特徴とする。Further, the signal decoding device according to the present invention uses the state transition diagram in which the probability related information is associated with each of the plurality of state numbers, and performs the inverse arithmetic coding on the encoded signal in units of divided intervals. (1) In order to derive an initial state number associated with an initial value of the probability related information used when inversely encoding the encoding target signal in units of divided sections by a predetermined method. Initial value setting means for deriving an initial state number based on already-existing information included in the header of the encoded signal and setting information to be combined with the already-existing information; and (2) the initial state number. Inverse arithmetic coding means for inversely calculating and coding the coded signal based on the associated probability related information.

【００３９】また、本発明に係る信号復号プログラム
は、複数の状態番号各々に確率関連情報が関連付けられ
た状態遷移図を用いて、符号化信号を分割区間単位に逆
算術符号化するための信号復号プログラムであって、コ
ンピュータに、（１）上記分割区間単位の符号化対象信
号を逆算術符号化する際に用いられる確率関連情報の初
期値が関連付けられている初期の状態番号を所定の方法
によって導出するために上記符号化信号のヘッダに含め
られた既出の情報及び該既出の情報に組合わせる設定情
報とに基づいて、初期の状態番号を導出する初期値設定
ステップと、（２）上記初期の状態番号に関連付けられ
ている確率関連情報に基づいて上記符号化信号を逆算出
符号化する逆算術符号化ステップとを実行させることを
特徴とする。Further, the signal decoding program according to the present invention uses a state transition diagram in which probability-related information is associated with each of a plurality of state numbers, and uses the state transition diagram to inverse-encode the encoded signal in units of divided intervals. It is a decoding program, and (1) a predetermined method for setting an initial state number associated with an initial value of probability related information used in inverse arithmetic coding of a signal to be coded in units of divided sections An initial value setting step of deriving an initial state number based on already-existing information included in the header of the encoded signal and setting information to be combined with the already-existing information for deriving by And an inverse arithmetic encoding step of inversely computing and encoding the encoded signal based on the probability related information associated with the initial state number.

【００４０】このようにヘッダに含まれる上記の既出の
情報と設定情報とに基づいて確率関連情報の初期値が関
連付けられている初期の状態番号を導出することがで
き、この初期の状態番号に関連付けられている確率関連
情報を用いて分割区間単位ごとに符号化信号の逆算術符
号化を行うことにより、それぞれの分割区間単位につい
て設定情報によって符号化された信号を復号することが
できる。In this way, the initial state number associated with the initial value of the probability related information can be derived based on the above-mentioned information contained in the header and the setting information. By performing inverse arithmetic coding of the coded signal for each divided section unit using the associated probability related information, it is possible to decode the signal encoded by the setting information for each divided section unit.

【００４１】また、本発明に係る信号符号化方法は、符
号化の対象となる符号化対象信号を分割し、その分割区
間単位の先頭で初期化された確率関連情報に基づいて算
術符号化を行う信号符号化方法であって、（１）上記分
割区間単位ごとに符号化対象信号を分析し、その分割区
間単位の符号化対象信号を算術符号化する際に用いられ
る上記確率関連情報を初期化するための初期値に関する
情報を設定情報として導出する設定情報導出ステップ
と、（２）上記設定情報に基づいて、上記分割区間単位
における符号化対象信号を算術符号化する符号化ステッ
プと、（３）上記分割区間単位ごとに算術符号化された
信号に上記設定情報を含むヘッダを付加する設定情報付
加ステップとを備え、上記設定情報導出ステップでは、
符号化対象信号を分析することによって導出された確率
関連情報の初期値と、符号化対象信号の既出の情報とし
て別にヘッダに付与する情報を、所定の方法によって組
み合わせることによって上記設定情報を導出することを
特徴とする。Further, the signal coding method according to the present invention divides the signal to be coded to be coded, and performs arithmetic coding based on the probability related information initialized at the beginning of the divided interval unit. A signal encoding method to be performed, comprising: (1) initializing the probability-related information used when analyzing the encoding target signal for each division section unit and arithmetically encoding the encoding target signal in the division section unit. A setting information derivation step of deriving, as setting information, information related to an initial value to be encoded, and (2) an encoding step of arithmetically encoding the encoding target signal in the divided interval unit based on the setting information. 3) A setting information adding step of adding a header including the setting information to the signal arithmetically coded for each divided section unit, and the setting information deriving step includes:
The setting information is derived by combining the initial value of the probability related information derived by analyzing the signal to be encoded and the information to be separately added to the header as the already-existing information of the signal to be encoded by a predetermined method. It is characterized by

【００４２】この発明によれば、各分割区間単位におい
て確率関連情報の初期値を導出するための上記の既出の
情報と設定情報とがヘッダに含められるで、分割区間単
位ごとに異なる確率関連情報の初期値を用いて符号化を
行うことができる。そして、各分割区間単位において用
いられる設定情報は、それぞれの分割区間単位ごとに符
号化対象信号を分析することによって導出されているの
で、それぞれの分割区間単位の符号化対象信号に応じ
て、効率良く符号化できる設定情報を用いることができ
る。According to the present invention, the above-mentioned information for deriving the initial value of the probability related information and the setting information are included in the header in each divided section unit, so that the probability related information different for each divided section unit. The encoding can be performed using the initial value of. The setting information used in each divided section unit is derived by analyzing the coding target signal in each divided section unit, and therefore, the efficiency can be improved according to the coding target signal in each divided section unit. It is possible to use setting information that can be encoded well.

【００４３】また、本発明に係る信号復号方法は、符号
化信号を分割区間単位に逆算術符号化する信号復号方法
であって、（１）上記分割区間単位の符号化対象信号を
逆算術符号化する際に用いられる確率関連情報を初期化
するための初期値に関する情報であり符号化信号に付加
されたヘッダに含まれる設定情報に基づいて確率関連情
報の初期値を設定する初期値設定ステップと、（２）上
記初期値設定ステップにおいて初期値が設定された確率
関連情報に基づいて分割区間単位ごとに符号化信号の逆
算術符号化を行う逆算術符号化ステップとを備え、上記
初期値設定ステップにおいて、符号化信号に付加された
ヘッダに含まれる設定情報と、符号化信号のヘッダにて
既出である情報を所定の方法により組み合わせて確率関
連情報の初期値を設定することを特徴とする。The signal decoding method according to the present invention is a signal decoding method for performing inverse arithmetic coding on a coded signal in units of divided sections, wherein (1) an inverse arithmetic code is applied to a signal to be coded in units of divided sections. Initial value setting step for setting the initial value of the probability related information based on the setting information included in the header added to the encoded signal, which is the information related to the initial value for initializing the probability related information used when converting And (2) an inverse arithmetic encoding step of performing inverse arithmetic encoding of the encoded signal for each divided section based on the probability related information for which the initial value is set in the initial value setting step, In the setting step, the setting information included in the header added to the encoded signal and the information already existing in the header of the encoded signal are combined by a predetermined method to obtain the initial value of the probability related information. Characterized in that it constant.

【００４４】このようにヘッダに含まれる上記の既出の
情報と設定情報とに基づいて確率関連情報の初期値を設
定し、設定された初期値に基づいて分割区間単位ごとに
符号化信号の逆算術符号化を行うことにより、それぞれ
の分割区間単位について設定情報によって符号化された
信号を復号することができる。In this way, the initial value of the probability related information is set based on the above-mentioned already-existing information and setting information included in the header, and the inverse of the coded signal is divided for each divided section based on the set initial value. By performing arithmetic coding, it is possible to decode the signal coded by the setting information for each divided section unit.

【００４５】[0045]

【発明の実施の形態】以下、図面とともに本発明による
信号符号化方法、信号復号方法、信号符号化装置、信号
復号装置、及びそれを用いた信号伝送システムの好適な
実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明に
おいては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を
省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ず
しも一致していない。Preferred embodiments of a signal coding method, a signal decoding method, a signal coding apparatus, a signal decoding apparatus, and a signal transmission system using the same according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. . In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Further, the dimensional ratios in the drawings do not always match those described.

【００４６】まず、本実施形態に係る信号符号化方法に
ついて説明する。ここでは、動画像（映像情報）に所定
のデータ変換操作を行うことによって得られた映像符号
化関連信号を算術符号化する動画像符号化方法を例とし
て説明する。First, the signal coding method according to this embodiment will be described. Here, a moving picture coding method for arithmetically coding a video coding related signal obtained by performing a predetermined data conversion operation on a moving picture (video information) will be described as an example.

【００４７】図１は、本実施形態に係る動画像符号化方
法を概略的に示すフローチャートである。符号化方法
は、動画像でのフレーム画像である入力フレーム画像Ｄ
１に対して所定のデータ変換操作及び符号化操作を行っ
て、動画像伝送システムにおいて伝送可能なデータ圧縮
された符号化データＤ７を生成する動画像符号化方法で
ある。FIG. 1 is a flowchart schematically showing the moving picture coding method according to this embodiment. The encoding method is the input frame image D which is a frame image in a moving image.
1 is a moving picture coding method in which a predetermined data conversion operation and a coding operation are performed on 1 to generate coded data D7 that is data compressed and can be transmitted in a moving picture transmission system.

【００４８】まず、入力フレーム画像Ｄ１を所定サイズ
（所定の画素数）のマクロブロックに分割し（ステップ
Ｓ１００）、フレーム画像Ｄ１内にあるマクロブロック
のそれぞれの画像に対して所定のデータ変換操作を行っ
て、符号化対象となる画像データＤ６を作成する（Ｓ１
０１、変換ステップ）。本実施形態においては、この変
換ステップは２つのステップＳ１０２、Ｓ１０３からな
る。First, the input frame image D1 is divided into macroblocks of a predetermined size (predetermined number of pixels) (step S100), and a predetermined data conversion operation is performed on each image of the macroblocks in the frame image D1. Then, the image data D6 to be encoded is created (S1).
01, conversion step). In the present embodiment, this conversion step includes two steps S102 and S103.

【００４９】具体的には、フレーム画像Ｄ１に対して所
定のデータ処理操作を行って画像データを変換し、空間
座標によって表された画像データ（空間画像データ）Ｄ
５とする（ステップＳ１０２）。ここで行われるデータ
処理操作としては、例えば、動画像でのフレーム画像に
対してインターフレーム符号化（フレーム間符号化）を
行う場合の動き補償（ＭＣ：Motion Compensation）フ
レーム間予測がある。また、フレーム画像に対してイン
トラフレーム符号化（フレーム内符号化）を行う場合に
は、例えば、入力フレーム画像Ｄ１の画像データがその
まま空間画像データＤ５となる。Specifically, a predetermined data processing operation is performed on the frame image D1 to convert the image data and the image data (spatial image data) D represented by the spatial coordinates.
5 (step S102). The data processing operation performed here is, for example, motion compensation (MC) interframe prediction when interframe coding (interframe coding) is performed on a frame image in a moving image. When intraframe coding (intraframe coding) is performed on the frame image, for example, the image data of the input frame image D1 becomes the spatial image data D5 as it is.

【００５０】次に、空間画像データＤ５に対して直交変
換操作を行って、空間周波数によって表された画像デー
タ（周波数画像データ）である複数の直交変換係数Ｄ６
を生成する（Ｓ１０３、直交変換ステップ）。この直交
変換は、フレーム画像を分割したマクロブロック毎に行
われ、入力フレーム画像Ｄ１に含まれる各マクロブロッ
クに対して、それぞれ直交変換係数が得られる。また、
この直交変換係数に対して、必要に応じて量子化操作が
さらに行われ、エントロピー符号化対象の画像データと
なる量子化直交変換係数が生成される。Next, the orthogonal transform operation is performed on the spatial image data D5 to obtain a plurality of orthogonal transform coefficients D6 which are image data represented by spatial frequencies (frequency image data).
Is generated (S103, orthogonal transformation step). This orthogonal transformation is performed for each macroblock obtained by dividing the frame image, and orthogonal transformation coefficients are obtained for each macroblock included in the input frame image D1. Also,
The orthogonal transform coefficient is further subjected to a quantization operation as necessary, and a quantized orthogonal transform coefficient that becomes image data to be entropy coded is generated.

【００５１】続いて、複数の直交変換係数Ｄ６に対して
算術符号化を用いてエントロピー符号化を行い、圧縮デ
ータである符号化データＤ７を生成する（Ｓ１０４、符
号化ステップ）。すなわち、量子化直交変換係数Ｄ６に
対して適用する確率テーブル（確率関連情報）を所定の
確率テーブルに設定する（Ｓ１０５）。Subsequently, entropy coding is performed on the plurality of orthogonal transform coefficients D6 using arithmetic coding to generate coded data D7 which is compressed data (S104, coding step). That is, the probability table (probability related information) applied to the quantized orthogonal transform coefficient D6 is set to a predetermined probability table (S105).

【００５２】ここで、符号化データＤ７は、スライスレ
イヤとフレームレイヤとシーケンスレイヤによる階層構
造を有する。スライスレイヤは複数のマクロブロックか
らなるレイヤ、フレームレイヤは、１または複数のスラ
イスレイヤからなると共にフレーム画像に対応するレイ
ヤ、シーケンスレイヤは符号化データ全体に対応するレ
イヤである。また、エントロピー符号化に用いられる確
率テーブルの初期値は、それぞれのスライスレイヤのデ
ータを効率的に符号化できるように決定されるが、この
方法については後述する。そして、設定された確率テー
ブルを用いて量子化直交変換係数Ｄ６を算術符号化して
（Ｓ１０６）、符号化データＤ７とする。そして、符号
化データを生成するために用いた確率テーブルの初期値
を設定情報として符号化データのヘッダに付加する（Ｓ
１０７）。また、Ｓ１０７にて、画像全体もしくはスラ
イス全体を符号化するための条件、例えばフレーム内符
号化もしくはフレーム間符号化のいずれかを示すための
情報もあわせて付加する。Here, the encoded data D7 has a hierarchical structure including a slice layer, a frame layer and a sequence layer. The slice layer is a layer including a plurality of macroblocks, the frame layer is a layer including one or a plurality of slice layers and corresponding to a frame image, and the sequence layer is a layer corresponding to the entire encoded data. The initial value of the probability table used for entropy coding is determined so that the data of each slice layer can be efficiently coded, and this method will be described later. Then, the quantized orthogonal transform coefficient D6 is arithmetically coded using the set probability table (S106) to obtain coded data D7. Then, the initial value of the probability table used to generate the encoded data is added to the header of the encoded data as setting information (S
107). Further, in S107, information for indicating a condition for encoding the entire image or the entire slice, for example, information indicating either intra-frame encoding or inter-frame encoding is also added.

【００５３】図２は、本発明による動画像符号化装置の
一実施形態の構成を示すブロック図である。以下、図２
に示した動画像符号化装置を参照しつつ、図１に示した
動画像符号化方法についてさらに説明する。なお、以下
においては、符号化対象として動画像符号化装置に入力
される入力フレーム画像Ｄ１について、主に時系列のフ
レーム画像からなる動画像を想定している。ただし、本
発明による動画像符号化方法及び動画像符号化装置は、
図２における動き補償関連のブロック図がないこととし
て省略すれば、１フレームからなる静画像に対しても同
様に適用することが可能である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the moving picture coding apparatus according to the present invention. Below, FIG.
The moving picture coding method shown in FIG. 1 will be further described with reference to the moving picture coding apparatus shown in FIG. In the following, it is assumed that the input frame image D1 input to the moving image encoding device as an encoding target is a moving image mainly composed of time-series frame images. However, the moving picture coding method and the moving picture coding apparatus according to the present invention are
If it is omitted because there is no block diagram related to motion compensation in FIG. 2, it can be similarly applied to a still image including one frame.

【００５４】符号化対象として入力された入力フレーム
画像Ｄ１は、まず、フレーム画像分割部１０によって１
６画素×１６ラインのサイズのマクロブロックへと分割
される。なお、後述するＤＣＴ（直交変換）では、例え
ばＨ．２６Ｌ符号化方式では、４画素×４ラインのサイ
ズのＤＣＴブロックが用いられる。この場合、１個のマ
クロブロックは、ＤＣＴにおいて、１６個の輝度（Lum
a）ブロックと、８個の色差（Chroma）ブロックとを有
する。画像符号化はこれらのブロック毎に行われる。The input frame image D1 input as an object to be encoded is first set to 1 by the frame image dividing unit 10.
It is divided into macroblocks having a size of 6 pixels × 16 lines. In DCT (orthogonal transform) described later, for example, H.264. In the 26L encoding method, a DCT block having a size of 4 pixels × 4 lines is used. In this case, one macroblock has 16 luminances (Lum) in the DCT.
a) It has a block and eight color difference (Chroma) blocks. Image coding is performed for each of these blocks.

【００５５】フレーム画像Ｄ１は動き検出部１１に入力
され、マクロブロック内の画像の動きが検出される。動
き検出部１１は、動きを検出しようとするマクロブロッ
クでの画像データと、参照されるフレーム画像での画像
データとを比較して、画像の動きを示す動きベクトルＤ
２を検出する。The frame image D1 is input to the motion detector 11, and the motion of the image in the macroblock is detected. The motion detection unit 11 compares the image data of the macro block whose motion is to be detected with the image data of the frame image to be referenced, and calculates the motion vector D indicating the motion of the image.
2 is detected.

【００５６】具体的には、動き検出部１１では、符号化
済のフレーム画像としてフレームメモリ２０に格納され
ている局所復号画像Ｄ８内の所定の画像領域を参照し
て、現在の符号化対象となっている入力フレーム画像Ｄ
１のマクロブロックと類似するパターンを見つけ出す。
そして、その類似パターンとマクロブロックとの間の空
間的な移動量によって、動きベクトルＤ２を決定する。
また、このとき、動き補償について用意された複数の符
号化モードから、マクロブロックでの動き補償に用いら
れる符号化モードが選択される。Specifically, the motion detecting section 11 refers to a predetermined image area in the locally decoded image D8 stored in the frame memory 20 as an encoded frame image, and refers to the current encoding target. Input frame image D
Find a pattern that is similar to one macroblock.
Then, the motion vector D2 is determined by the amount of spatial movement between the similar pattern and the macro block.
At this time, the coding mode used for the motion compensation in the macroblock is selected from the plurality of coding modes prepared for the motion compensation.

【００５７】図３は、動き補償について用意される符号
化モードの一例を示す模式図である。この図３に例示し
た符号化モードでは、動き補償を行わないスキップ（Ｓ
ｋｉｐ）モード０と、それぞれ異なる動き補償用ブロッ
クへのブロック区分を用いてインターフレーム符号化を
行うインターモード１〜７と、それぞれ異なるブロック
区分を用いてイントラフレーム符号化を行うイントラモ
ード８、９との１０個の符号化モードが用意されてい
る。なお、上記した動きベクトルＤ２は、インターフレ
ーム符号化を行うインターモード１〜７の各マクロブロ
ックに対して、図３に示した区分された動き補償用ブロ
ック毎に付与される。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of an encoding mode prepared for motion compensation. In the coding mode illustrated in FIG. 3, skip without motion compensation (S
kip) mode 0, inter modes 1 to 7 that perform inter-frame coding using block divisions into different motion compensation blocks, and intra modes 8 and 9 that perform intra-frame coding using different block divisions, respectively. And 10 coding modes are prepared. The motion vector D2 described above is added to each of the divided motion compensation blocks shown in FIG. 3 for each macroblock in inter modes 1 to 7 in which interframe coding is performed.

【００５８】動きベクトルＤ２が求められたら、動き補
償部１２において、動き検出部１１からの動きベクトル
Ｄ２と、フレームメモリ２０からの局所復号画像Ｄ８と
を用いて、動き予測画像を生成する。フレーム画像Ｄ１
に含まれる全てのマクロブロックについて動きベクトル
Ｄ２を決定して動き予測画像を生成することにより、入
力フレーム画像Ｄ１に対する予測フレーム画像Ｄ４が得
られる。続いて、減算器１３において、入力フレーム画
像Ｄ１と予測フレーム画像Ｄ４との間の差分（予測残
差）フレーム画像Ｄ５が生成される。また、イントラフ
レーム符号化によるフレーム画像の符号化がなされる場
合には、予測フレーム画像Ｄ４は作成されず、入力フレ
ーム画像Ｄ１がそのままフレーム画像Ｄ５とされる。こ
のフレーム画像Ｄ５は、入力フレーム画像Ｄ１と同様に
空間座標によって表された画像データであり、この空間
画像データＤ５が以後の直交変換及び算術符号化の対象
となる。When the motion vector D2 is obtained, the motion compensation unit 12 uses the motion vector D2 from the motion detection unit 11 and the locally decoded image D8 from the frame memory 20 to generate a motion predicted image. Frame image D1
Prediction frame image D4 for input frame image D1 is obtained by determining motion vector D2 for all the macroblocks included in and generating a motion prediction image. Then, the subtracter 13 generates a difference (prediction residual) frame image D5 between the input frame image D1 and the prediction frame image D4. In addition, when the frame image is encoded by the intra frame encoding, the predicted frame image D4 is not created and the input frame image D1 is directly used as the frame image D5. The frame image D5 is image data represented by spatial coordinates like the input frame image D1, and the spatial image data D5 is a target of subsequent orthogonal transformation and arithmetic coding.

【００５９】フレーム画像Ｄ５の画像データは、直交変
換部（直交変換手段）１４へと入力される。直交変換部
１４では、空間座標によるフレーム画像Ｄ５に対して、
マクロブロックに含まれる直交変換ブロック（例えば１
６個の輝度ブロックと８個の色差ブロック）毎に直交変
換が行われる。そして、空間周波数による画像データと
して、複数の直交変換係数が生成される。また、この直
交変換係数は、量子化部１５において所定の量子化パラ
メータによって量子化されて、算術符号化の対象となる
最終的な量子化直交変換係数Ｄ６が得られる。The image data of the frame image D5 is input to the orthogonal transformation section (orthogonal transformation means) 14. In the orthogonal transformation unit 14, with respect to the frame image D5 in spatial coordinates,
Orthogonal transform block (eg 1
The orthogonal transformation is performed for each of 6 luminance blocks and 8 color difference blocks. Then, a plurality of orthogonal transform coefficients are generated as the image data according to the spatial frequency. Further, the orthogonal transform coefficient is quantized in the quantizing unit 15 by a predetermined quantization parameter, and a final quantized orthogonal transform coefficient D6 to be subjected to arithmetic coding is obtained.

【００６０】図４は、画像データの直交変換について示
す図である。フレーム画像Ｄ５内にある直交変換用に分
割された各ブロックの画像データは空間画像データであ
り、図４（ａ）に４×４の画像成分によって例示するよ
うに、水平座標と垂直座標とで規定される４×４の空間
画像成分ａ11〜ａ44によって表される。直交変換部１４
は、この空間画像データを所定の変換方法で直交変換す
ることによって、図４（ｂ）に示す画像データへと変換
する。この画像データは周波数画像データであり、水平
周波数と垂直周波数とで規定される４×４の周波数画像
成分である直交変換係数ｆ11〜ｆ44によって表される。FIG. 4 is a diagram showing orthogonal transformation of image data. The image data of each block in the frame image D5, which is divided for orthogonal transformation, is spatial image data. It is represented by the defined 4 × 4 spatial image components a11 to a44. Orthogonal transformation unit 14
Converts the spatial image data into the image data shown in FIG. 4B by orthogonally transforming the spatial image data by a predetermined conversion method. This image data is frequency image data, and is represented by orthogonal transform coefficients f11 to f44 which are 4 × 4 frequency image components defined by horizontal frequency and vertical frequency.

【００６１】具体的な直交変換としては、例えば、離散
コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）
を適用することができる。ＤＣＴは、フーリエ変換のコ
サインの項を用いる直交変換であり、画像符号化におい
て多く用いられている。空間画像データに対してＤＣＴ
を行うことにより、周波数画像データであるＤＣＴ係数
ｆ11〜ｆ44が生成される。なお、ＤＣＴにおいては、例
えばＨ．２６Ｌ符号化方式では、直交変換用のブロック
として、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したように４×
４のＤＣＴブロックが用いられる。As a specific orthogonal transform, for example, a discrete cosine transform (DCT)
Can be applied. DCT is an orthogonal transform that uses the cosine term of the Fourier transform, and is often used in image coding. DCT for spatial image data
By performing the above, DCT coefficients f11 to f44, which are frequency image data, are generated. In the DCT, for example, H.264. In the 26L encoding method, as a block for orthogonal transformation, 4 × as shown in FIGS. 4A and 4B.
4 DCT blocks are used.

【００６２】直交変換部１４及び量子化部１５によって
生成された量子化直交変換係数Ｄ６は、エントロピー符
号化部（符号化手段、設定情報導出手段に相当）１６に
おいて、所定の確率テーブルを用いた算術符号化によっ
てエントロピー符号化される。これにより、入力フレー
ム画像Ｄ１の圧縮データである符号化データＤ７が生成
される。The quantized orthogonal transform coefficient D6 generated by the orthogonal transform section 14 and the quantizing section 15 uses a predetermined probability table in the entropy coding section (corresponding to coding means and setting information deriving means) 16. Entropy coded by arithmetic coding. As a result, encoded data D7 that is compressed data of the input frame image D1 is generated.

【００６３】また、動きベクトルＤ２及び符号化モード
情報Ｄ３の算術符号化においては、通常は、量子化直交
変換係数Ｄ６の算術符号化とは異なる確率テーブルが用
いられる。また、量子化直交変換係数Ｄ６の算術符号化
においても、輝度ブロックの算術符号化と色差ブロック
の算術符号化とで、異なる確率テーブルを用いても良
い。なお、図示されていないが、画像全体もしくはスラ
イス全体を符号化するための条件、例えばフレーム内符
号化もしくはフレーム間符号化のいずれかを示すための
情報もあわせてヘッダに付加される。Further, in the arithmetic encoding of the motion vector D2 and the encoding mode information D3, a probability table different from the arithmetic encoding of the quantized orthogonal transform coefficient D6 is usually used. Also, in the arithmetic coding of the quantized orthogonal transform coefficient D6, different probability tables may be used for the arithmetic coding of the luminance block and the arithmetic coding of the color difference block. Although not shown, information for indicating a condition for encoding the entire image or the entire slice, for example, information indicating either intra-frame encoding or inter-frame encoding is also added to the header.

【００６４】また、直交変換部１４及び量子化部１５に
よって生成された量子化直交変換係数Ｄ６は、本動画像
符号化装置内において、逆量子化部１７及び逆直交変換
部１８によって復号される。そして、復号された画像デ
ータと予測フレーム画像Ｄ４とが加算器１９において加
算されて、局所復号画像Ｄ８が生成される。この局所復
号画像Ｄ８はフレームメモリ２０に格納されて、他のフ
レーム画像の動き補償に利用される。The quantized orthogonal transform coefficient D6 generated by the orthogonal transform unit 14 and the quantizing unit 15 is decoded by the inverse quantizing unit 17 and the inverse orthogonal transform unit 18 in the moving picture coding apparatus. . Then, the decoded image data and the predicted frame image D4 are added by the adder 19 to generate a locally decoded image D8. The locally decoded image D8 is stored in the frame memory 20 and used for motion compensation of other frame images.

【００６５】次に、算術符号化ステップ（Ｓ１０６、図
１参照）についてより詳細に説明する。ここでは、図５
を参照しながら算術符号化の一例を説明する。まず、算
術符号化に用いる確率テーブルが、コンテクストモデリ
ングによって切り替える数だけ用意されている。本実施
形態ではコンテクストモデリングとして隣接するマクロ
ブロックでの画像符号化処理結果(フレーム間なのかフ
レーム内なのかetc)に応じた複数の確率テーブルを用意
する。また一つの確率テーブルには信号[1]の発生頻度
を記憶するカウンタａと、信号全体(信号[0]+信号[1]の
回数)の発生頻度を記憶するカウンタｂが備えられる。
まず、スライス内の符号化を始める前に、この確率テー
ブル全てのカウンタに初期値を代入する。そして、エン
トロピー符号化部１６において、入力された符号化デー
タを元にしたコンテクストモデリング（図５、Ｓ９０
１）と、符号化テーブルの２値化処理を行い（図５、Ｓ
９０２）、２値化処理された各ビットに対し使用する確
率テーブルを決定する。その後適応２値算術符号化部に
おいて、まず使用する確率テーブル内のカウンタから信
号[1]の発生する確率ａ／ｂを算出し、この確率を用い
て算術符号化を行う。この算術符号化を行った後、確率
テーブルの学習を行うために、使用した確率テーブルの
カウンタに対し、符号化したのが信号[0]であった場合
には、カウンタｂに１を加え、信号[1]であった場合に
はカウンタａとｂに１を加える。なお、算術符号化の途
中結果である区間の上限を保持するバッファの大きさに
よっては、確率を細かくしてしまうと、計算結果に不備
が生ずることがあるので、カウンタｂの値が有る一定値
になった場合、カウンタａ，ｂ共に２で割り、カウンタ
の値を減らす。この一連の処理をスライス内の全ての符
号化データに対して行うことによりCABACによるエント
ロピー符号化が行える。Next, the arithmetic coding step (S106, see FIG. 1) will be described in more detail. Here, FIG.
An example of arithmetic coding will be described with reference to. First, as many probability tables as are used for arithmetic coding are prepared for switching by context modeling. In this embodiment, as context modeling, a plurality of probability tables are prepared according to the image coding processing results (whether between frames or within a frame, etc.) in adjacent macroblocks. Further, one probability table is provided with a counter a that stores the occurrence frequency of the signal [1] and a counter b that stores the occurrence frequency of the entire signal (the number of times of the signal [0] + the signal [1]).
First, before starting the encoding within the slice, the initial values are assigned to all the counters of this probability table. Then, in the entropy encoding unit 16, context modeling based on the input encoded data (FIG. 5, S90) is performed.
1) and the encoding table is binarized (FIG. 5, S
902) Determine a probability table to be used for each binarized bit. After that, in the adaptive binary arithmetic coding unit, first, the probability a / b that the signal [1] is generated is calculated from the counter in the probability table to be used, and the arithmetic coding is performed using this probability. After performing this arithmetic coding, in order to perform learning of the probability table, when the signal [0] is coded with respect to the counter of the probability table used, 1 is added to the counter b, If it is the signal [1], 1 is added to the counters a and b. Note that depending on the size of the buffer that holds the upper limit of the interval that is the intermediate result of arithmetic encoding, if the probability is made fine, the calculation result may be inadequate. When it becomes, both the counters a and b are divided by 2 to decrease the counter value. Entropy coding by CABAC can be performed by performing this series of processing on all coded data in the slice.

【００６６】次に、本実施形態の特徴の一つであるエン
トロピー符号化における初期値の設定方法について、具
体的に説明する。Next, a method of setting an initial value in entropy coding, which is one of the features of this embodiment, will be specifically described.

【００６７】確率テーブルの初期値を符号化対象の動画
像の特性に合うような値に設定するには、符号化対象の
動画像全体を分析して決定することが望ましい。これを
実現する方法を説明する。まず符号化対象の原映像信号
に対し動き補償、直交変換等の図１において説明した符
号化を進め、算術符号化を行う対象データである量子化
直交変換係数や動きベクトル等のデータを作成する。次
に作成したデータに対してCABACにおけるコンテクスト
モデリングと２値化処理を行い、コンテクストモデリン
グによって割り当てられた各確率テーブルの、[0]と[1]
のシンボル発生回数を集計する。このとき実際に算術符
号化の処理をする必要はなく、各確率テーブルにおける
[0]と[1]の発生頻度がわかればよい。そして、ここで求
めた確率テーブルごとのシンボルの発生頻度から、符号
化に適した初期値を算出する。なお、この算出の方法と
しては、[0]と[1]の頻度の比と同程度の整数比となる初
期値が得られるような方法であることが望ましい。ま
た、CABACにおいて確率テーブルの表現できる値の最大
値を超えないようにする必要がある。例えば、集計の結
果が[0]：４０００、[1]：１０００であり、確率テーブ
ルの採りうる最大値が[０]と[１]合計で５０であった場
合，設定する初期値は([０]：[１])=(４：１)，(８：
２)，(１２：３)，・・・，(３６：９)のいずれかであ
ることが望ましい．このとき，０と１の発生の傾向が各
スライスを通してほぼ一定であるならば，(４：１)のよ
うな小さい値ではなく、もっと大きい初期値にして、確
率の変動を緩やかにするほうが望ましい。逆にスライス
ごとに[0]と[1]の発生傾向の変化が大きいときは、初期
値を小さくして学習速度が速くなるようにすることが望
ましい。In order to set the initial value of the probability table to a value that matches the characteristics of the moving image to be encoded, it is desirable to analyze and determine the entire moving image to be encoded. A method for realizing this will be described. First, the original video signal to be encoded is subjected to the encoding described in FIG. 1 such as motion compensation and orthogonal transformation, and data such as quantized orthogonal transformation coefficient or motion vector, which is the target data for arithmetic encoding, is created. . Next, the CABAC context modeling and binarization processing are performed on the created data, and [0] and [1] of each probability table assigned by the context modeling.
The number of symbol occurrences of is aggregated. At this time, it is not necessary to actually perform arithmetic coding processing, and in each probability table
It suffices to know the frequency of occurrence of [0] and [1]. Then, an initial value suitable for encoding is calculated from the symbol occurrence frequency for each probability table obtained here. It should be noted that the calculation method is preferably a method that can obtain an initial value that is an integer ratio similar to the ratio of the frequencies of [0] and [1]. In CABAC, it is necessary not to exceed the maximum value that can be expressed in the probability table. For example, if the result of aggregation is [0]: 4000, [1]: 1000, and the maximum possible value of the probability table is [0] and [1], the total value is 50. 0]: [1]) = (4: 1), (8:
2), (12: 3), ..., (36: 9). At this time, if the tendency of occurrence of 0 and 1 is almost constant throughout each slice, it is preferable to use a larger initial value rather than a small value such as (4: 1) to moderate the fluctuation of the probability. . On the contrary, when there is a large change in the tendency of occurrence of [0] and [1] for each slice, it is desirable to reduce the initial value to increase the learning speed.

【００６８】また、初期化直後の符号化効率の改善を目
指すという観点から、画像全体の代わりに各スライスに
ついてのみ分析し、上記の符号化処理及び集計を行っ
て、初期値を求めても良い。こうすることによって、上
記の手法のような映像全体の特徴を見るための符号化処
理をより軽減することができ、かつ初期化直後の符号化
効率の向上も行える。なお、上記の実施形態では、符号
化対象となる画像／スライスを分析して初期値を設定し
たが、符号化対象となる画像／スライスより前に符号化
された画像／スライスの統計量に基づいて初期値を設定
してもよい。Further, from the viewpoint of improving the coding efficiency immediately after initialization, only each slice may be analyzed instead of the entire image, and the above-mentioned coding processing and aggregation may be performed to obtain the initial value. . By doing so, it is possible to further reduce the coding processing for viewing the characteristics of the entire video as in the above method, and it is also possible to improve the coding efficiency immediately after initialization. In the above embodiment, the image / slice to be coded is analyzed and the initial value is set. However, based on the statistical amount of the image / slice coded before the image / slice to be coded. The initial value may be set by setting.

【００６９】また、H.26L方式においてはHigh Complexi
ty Modeという最適化手法を用いることができるが、こ
のモード上における上記初期値設定は以下に示す方法に
より実現できる。図６にHigh Complexity Mode上での処
理の流れを示す。In the H.26L system, High Complexi
Although an optimization method called ty Mode can be used, the initial value setting in this mode can be realized by the method described below. FIG. 6 shows the flow of processing in High Complexity Mode.

【００７０】High Complexity Modeでは、最初に初期値
を設定し（Ｓ３００）、その初期値に基づいて図３に示
すような各符号化モードそれぞれにつき実際に符号化を
行って（Ｓ３０２）、その符号化結果による復号画像の
品質と符号化するのに必要なビット量を求め、その２つ
の結果が符号化効率の観点で最も良い符号化モードを選
択することを行う（Ｓ３０４）。これにより、初期値を
変えない場合での最高の符号化効率を得ることのできる
符号化モードを探索することができる。符号化の分割区
間単位である１スライスを構成する全てのマクロブロッ
クについて、このフローを繰り返し（Ｓ３０６）、最適
な符号化モードを探索する。続いて、本実施形態の初期
値設定を当モードにて行う場合には、選択されたモード
の結果について各確率テーブル内のカウンタに記録され
た回数を集計しておき（Ｓ３０８）、１つのスライス内
の全てのマクロブロックについての計算が終了したあと
で、最終的に得られたカウンタの値に基づき、各確率テ
ーブルの初期値を算出する（Ｓ３１０）。次に、算出さ
れた初期値とステップＳ３００においてあらかじめ設定
された初期値との差に基づいて、初期値の最適化を行う
かどうかを判定する（Ｓ３１２）。最適化を続けないと
判定された場合には、算出された初期値によって再度そ
のスライスについてのHigh Complexity Modeによる符号
化を行う（Ｓ３１４）。こうすることにより、最適な初
期値探索と同時にHigh Complexity Modeによる符号化を
行うことができる。また、この作業を、そのスライスに
ついて、設定した確率テーブルの初期値と、上記算出後
に最終的に得られる確率テーブルの値とが一定範囲内に
収束するまで行うことにより、最適な初期値と、その初
期値による効率最大の符号化結果を得ることができる符
号化モードを探索できる。In High Complexity Mode, an initial value is first set (S300), and based on the initial value, actual coding is performed for each coding mode as shown in FIG. 3 (S302), and the code The quality of the decoded image and the amount of bits required for encoding are obtained according to the encoding result, and the two results select the best encoding mode from the viewpoint of encoding efficiency (S304). With this, it is possible to search for a coding mode that can obtain the highest coding efficiency when the initial value is not changed. This flow is repeated (S306) for all the macroblocks forming one slice, which is a unit of divided section for encoding, and the optimum encoding mode is searched. Then, when the initial value setting of the present embodiment is performed in this mode, the number of times recorded in the counter in each probability table regarding the result of the selected mode is aggregated (S308) and one slice is recorded. After the calculation is completed for all the macro blocks in the table, the initial value of each probability table is calculated based on the finally obtained counter value (S310). Next, based on the difference between the calculated initial value and the initial value preset in step S300, it is determined whether or not to optimize the initial value (S312). If it is determined that the optimization is not continued, the slice is encoded again in the High Complexity Mode with the calculated initial value (S314). By doing so, it is possible to perform the encoding in the High Complexity Mode at the same time as the optimum initial value search. Further, by performing this work for the slice, until the initial value of the set probability table and the value of the probability table finally obtained after the above calculation converge within a certain range, the optimum initial value, It is possible to search for a coding mode that can obtain a coding result with the maximum efficiency based on the initial value.

【００７１】なお、ここで説明した初期値の算出方法は
本実施形態の一例であり、他の方法によって初期値を算
出することとしても良い。例えば、初期値となるべきい
くつかの候補値と、それらの候補値を使うことが適当で
あるような動画像の信号値変動の性質との関係を調べて
おき、符号化時には事前符号化をせず、符号化すべき動
画像の信号値変動の解析のみを行い、それから用いられ
るべき初期値を判断するようにしても良い。The method of calculating the initial value described here is an example of this embodiment, and the initial value may be calculated by another method. For example, the relationship between some candidate values that should be initial values and the nature of signal value fluctuations of moving images for which it is appropriate to use those candidate values is investigated, and precoding is performed at the time of coding. Instead, only the fluctuation of the signal value of the moving image to be encoded may be analyzed, and then the initial value to be used may be determined.

【００７２】また本実施形態ではＩＴＵ−Ｔ H.26L動画
像符号化方式に準じた構成について述べたが、本発明は
H.26L方式あるいは動画像符号化方式に限定されること
はなく、符号化対象信号に対して分割区間単位での算術
符号化が行われ、かつ区間毎に算術符号化の確率関連情
報が初期化されるような、様々な信号符号化方式に適用
可能である。In the present embodiment, the configuration conforming to the ITU-T H.26L moving picture coding system has been described.
Not limited to the H.26L system or the moving image coding system, the coding target signal is subjected to arithmetic coding in divided section units, and the probability related information of the arithmetic coding is initially set for each section. The present invention can be applied to various signal coding methods such as H.264.

【００７３】次に、設定情報付加部（設定情報付加手段
に相当）３０が確率テーブルの初期値に関する設定情報
をヘッダに付加する方法について説明する。Next, a method in which the setting information adding unit (corresponding to setting information adding means) 30 adds setting information regarding the initial value of the probability table to the header will be described.

【００７４】設定情報をヘッダに含ませる手法として
は、初期値を２値化し、それをそのまま固定長の符号と
して含ませることとしてもよいし、ハフマン符号等によ
るエントロピー符号化を用いて伝送しても良い。ハフマ
ン符号を利用する場合には例えばH.26Lで用いられてい
る、UVLC(Universal VLC)を用いても良い。UVLCによる
符号化の例を図７に挙げる。図７のように定義すれば、
どのような初期値でも符号化することができる。なお、
設定情報を通知するタイミングは、対象のレイヤ内の算
術符号化データより前である必要がある。シーケンスレ
イヤのヘッダに設定情報を付加した場合のデータ伝送の
例について図８を参照しながら説明する。As a method of including the setting information in the header, the initial value may be binarized and included as it is as a fixed-length code, or it may be transmitted by using entropy coding such as Huffman code. Is also good. When using the Huffman code, for example, UVLC (Universal VLC) used in H.26L may be used. An example of encoding by UVLC is shown in FIG. If defined as in Figure 7,
Any initial value can be encoded. In addition,
The timing of notifying the setting information needs to be earlier than the arithmetically coded data in the target layer. An example of data transmission when setting information is added to the header of the sequence layer will be described with reference to FIG.

【００７５】図８によれば、シーケンスの符号化を開始
し（Ｓ４００）、前述の初期値決定を行った後（Ｓ４０
２）、決定した初期値を出力する（Ｓ４０４）。その
後、フレームレイヤの符号化を開始し（Ｓ４０６）、続
いてスライスレイヤの符号化を開始する（Ｓ４０８）。
スライスレイヤの符号化において、決定した初期値によ
って確率テーブルの初期化を行い（Ｓ４１０）、その確
率テーブルを用いてスライスレイヤ内の算術符号化を行
う（Ｓ４１２）。算術符号化が終了すると、算術符号化
済データを通知し（Ｓ４１４）、スライスレイヤの符号
化が終了する（Ｓ４１６）。以下、同様にしてフレーム
内の全てのスライスレイヤを符号化するまで繰り返し符
号化を行い（Ｓ４１８）、フレームレイヤの符号化が終
了すると（Ｓ４２０）、同様にしてシーケンス内の全て
のフレームレイヤを符号化するまで繰り返し符号化を行
い（Ｓ４２２）、全てのフレームを符号化するとシーケ
ンスレイヤの符号化は終了する（Ｓ４２４）。According to FIG. 8, coding of the sequence is started (S400), and after the above-mentioned initial value determination is performed (S40).
2) The determined initial value is output (S404). Then, the coding of the frame layer is started (S406), and then the coding of the slice layer is started (S408).
In encoding the slice layer, the probability table is initialized by the determined initial value (S410), and arithmetic coding in the slice layer is performed using the probability table (S412). When the arithmetic encoding is completed, the arithmetic encoded data is notified (S414), and the slice layer encoding is completed (S416). Thereafter, similarly, the coding is repeatedly performed until all the slice layers in the frame are coded (S418), and when the coding of the frame layer is completed (S420), all the frame layers in the sequence are coded in the same manner. Coding is repeated until the coding is completed (S422), and coding of the sequence layer ends when all the frames are coded (S424).

【００７６】図２３は、図８に示す処理によって生成さ
れるデータフォーマットを示す。図２３に示すデータフ
ォーマットには、シーケンスヘッダ１０１０と、フレー
ムヘッダ１０１１と、スライスヘッダ１０１２及び１０
１４、スライスの画像データ１０１３及び１０１５と、
設定情報の符号化データ１０１６とが含まれている。シ
ーケンスヘッダ１０１０は、シーケンスの開始を示すも
のである。シーケンスヘッダ１０１０には、例えば、画
像サイズ、順次走査か飛び越し操作かといったシーケン
ス全体に関する共通情報が格納される。フレームヘッダ
には、フレーム内符号化もしくはフレーム間符号化とい
った符号化の種類を示す情報のようにフレーム画像に関
する共通情報が格納される。図２３においては、シーケ
ンスの第１フレームのフレームヘッダ１０１１が示され
ている。スライスヘッダには、スライスにおけるデータ
を量子化するための量子化ステップ初期値といったスラ
イスに関する共通情報が格納される。図２３において
は、第１フレームにおける第１スライスのスライスヘッ
ダ１０１２と、第２スライスのスライスヘッダ１０１４
が示されている。図８に示す処理では、算術符号化に用
いられる初期値に関する設定情報の符号化データ１０１
６は、シーケンスヘッダ１０１０内に格納される。FIG. 23 shows a data format generated by the processing shown in FIG. The data format shown in FIG. 23 includes a sequence header 1010, a frame header 1011 and slice headers 1012 and 1012.
14, slice image data 1013 and 1015,
The encoded data 1016 of the setting information is included. The sequence header 1010 indicates the start of the sequence. The sequence header 1010 stores common information regarding the entire sequence, such as image size, sequential scanning or interlaced operation. The frame header stores common information about the frame image, such as information indicating the type of coding such as intra-frame coding or inter-frame coding. In FIG. 23, the frame header 1011 of the first frame of the sequence is shown. The slice header stores common information about the slice, such as a quantization step initial value for quantizing the data in the slice. In FIG. 23, the slice header 1012 of the first slice and the slice header 1014 of the second slice in the first frame.
It is shown. In the process shown in FIG. 8, the encoded data 101 of the setting information regarding the initial value used for the arithmetic encoding
6 is stored in the sequence header 1010.

【００７７】本実施形態では確率テーブルの初期値の情
報をシーケンスヘッダに含ませて通知することとしてい
るが、シーケンスレイヤよりも下位のレイヤにあたるフ
レームレイヤ、スライスレイヤのヘッダに設定情報を入
れるようにしても良い。この場合、シーケンスヘッダに
入れる場合に比べて頻繁に設定情報を変動させることが
できるため、シーンチェンジにより途中で映像の特徴が
大きく変わることが頻繁にある動画像や、動きが激しく
同じフレーム内で動画像の特徴が大きく変わるような動
画像の場合などのように、同一シーケンスの中でも確率
テーブルの初期化時に用いられるべき設定情報を様々に
変化させた方がよい場合に効果がある。この場合、初期
値は当該フレーム・スライス内の符号化結果をもとにフ
レーム毎、スライス毎に判断することが望ましい。In this embodiment, the information of the initial value of the probability table is included in the sequence header for notification, but the setting information is inserted in the headers of the frame layer and slice layer, which are lower layers than the sequence layer. May be. In this case, the setting information can be changed more frequently than when it is inserted in the sequence header. This is effective when it is better to change various setting information to be used at the time of initialization of the probability table even in the same sequence, such as in the case of a moving image in which the characteristics of the moving image change greatly. In this case, it is desirable to determine the initial value for each frame or for each slice based on the coding result in the frame / slice.

【００７８】なお、各フレームレイヤ・スライスレイヤ
に設定情報を入れると、追加する設定情報の情報量が初
期値を変更することによる効果分より大きくなってしま
い、全体として符号化効率が上がらなくなるということ
もある。そのため、設定情報の変更があるか否かを示す
フラグを各フレームレイヤのヘッダまたは各スライスレ
イヤのヘッダ、あるいはその両方に含ませることとし、
初期値の変更による効果が十分ある場合には、フラグを
ＯＮにするとともに設定情報を通知し、効果が少ないと
判断される場合にはフラグをＯＦＦとして設定情報は通
知しないようにすることとしても良い。この際、初期値
を通知しないとしたときに初期化に用いる設定情報とし
ては、直前のスライスやフレームにおいて用いた設定情
報でもよいし、シーケンスレイヤやフレームレイヤな
ど、より上位のレイヤにて決定された設定情報でもよ
い。前者であれば、動画像にシーンチェンジによる性質
変動が生じて、変更した初期値が長く用いられる場合に
有効であるし、後者であれば、動画像の性質変化が局所
的なものであり、変更した初期値により効率的な符号化
が可能となるのが、当該スライスもしくは当該フレーム
のみとなる場合に効果がある。また、これらの初期値を
変更しない場合に用いられる設定情報の判別方法とし
て、以下のような方法を用いることにより、明示的に通
知せずとも符号化側と復号側とで設定情報の判別を一致
させることができる。すなわち、通常は設定情報の変更
が当該スライスのみにて用いられることとして後者のよ
うにより上位のレイヤにて決定された設定情報に回復さ
れることとし、設定情報の変更が複数のスライスもしく
はフレームに連続しその回数が一定の閾値を越えた際に
は、設定情報が持続的に変化したものとして前者のよう
に直前のスライスやフレームにおいて用いた設定情報が
用いられることとすることができる。When the setting information is inserted in each frame layer / slice layer, the amount of information of the setting information to be added becomes larger than the effect of changing the initial value, and the coding efficiency as a whole cannot be improved. Sometimes. Therefore, a flag indicating whether or not the setting information is changed is included in the header of each frame layer, the header of each slice layer, or both,
If the effect of changing the initial value is sufficient, the flag may be turned ON and the setting information may be notified, and if the effect is small, the flag may be turned OFF and the setting information may not be notified. good. At this time, the setting information used for the initialization when the initial value is not notified may be the setting information used in the immediately previous slice or frame, or may be determined by a higher layer such as a sequence layer or a frame layer. Setting information may be used. In the former case, it is effective when the property changes due to a scene change in the moving image and the changed initial value is used for a long time, and in the latter case, the property change of the moving image is local. The changed initial value enables efficient encoding when there is only the slice or the frame. Further, as a method of determining the setting information used when these initial values are not changed, the following method is used to determine the setting information between the encoding side and the decoding side without explicit notification. Can be matched. That is, normally, it is assumed that the change of the setting information is used only in the slice and the setting information determined in the higher layer is recovered as in the latter case, and the change of the setting information is performed in a plurality of slices or frames. When the number of consecutive times exceeds a certain threshold value, the setting information used in the immediately previous slice or frame can be used as in the former case, as the setting information is continuously changed.

【００７９】次に、スライスのヘッダにて設定情報を通
知する場合の符号化及びデータ排出手法の一例に関する
フローを図９に示す。まず、シーケンスレイヤの符号化
が開始され（Ｓ５００）、続いて、シーケンスレイヤ内
のフレームレイヤの符号化が開始され（Ｓ５０２）、さ
らに、フレームレイヤ内のスライスレイヤの符号化が開
始される（Ｓ５０４）。まず、スライスレイヤを初期化
するための初期値を設定し（Ｓ５０６）、設定された初
期値が通知され（Ｓ５０８）、その初期値によって確率
テーブルが初期化される（Ｓ５１０）。初期値が設定さ
れた確率テーブルによってスライスレイヤの算術符号化
が行われ（Ｓ５１２）、算出符号化が終了すると算術符
号化済データが通知され（Ｓ５１４）、スライスレイヤ
の符号化が終了する（Ｓ５１６）。以下、同様にしてフ
レーム内の全てのスライスレイヤを符号化するまで繰り
返し符号化を行い（Ｓ５１８）、フレームレイヤの符号
化が終了すると（Ｓ５２０）、同様にしてシーケンス内
の全てのフレームレイヤを符号化するまで繰り返し符号
化を行い（Ｓ５２２）、全てのフレームを符号化すると
シーケンスレイヤの符号化は終了する（Ｓ５２４）。Next, FIG. 9 shows a flow relating to an example of the encoding and data discharging method when setting information is notified by the slice header. First, the coding of the sequence layer is started (S500), the coding of the frame layer in the sequence layer is started (S502), and the coding of the slice layer in the frame layer is started (S504). ). First, an initial value for initializing the slice layer is set (S506), the set initial value is notified (S508), and the probability table is initialized by the initial value (S510). The slice layer is arithmetically encoded by the probability table in which the initial value is set (S512). When the calculation and encoding is completed, the arithmetically encoded data is notified (S514) and the encoding of the slice layer is completed (S516). ). Thereafter, similarly, the coding is repeatedly performed until all the slice layers in the frame are coded (S518), and when the coding of the frame layer is completed (S520), all the frame layers in the sequence are coded in the same manner. Coding is repeated until the coding is completed (S522), and coding of the sequence layer ends when all the frames are coded (S524).

【００８０】図２４は、図９に示す処理によって生成さ
れるデータフォーマットを示す。図２４に示すデータフ
ォーマットには、シーケンスヘッダ１０２０と、フレー
ムヘッダ１０２１と、スライスヘッダ１０２２及び１０
２４、スライスの画像データ１０２３及び１０２５と、
設定情報の符号化データ１０２６及び１０２７とが含ま
れている。シーケンスヘッダ１０２０は、シーケンスの
開始を示すものである。シーケンスヘッダ１０２０に
は、例えば、画像サイズ、順次走査か飛び越し操作かと
いったシーケンス全体に関する共通情報が格納される。
フレームヘッダには、フレーム内符号化もしくはフレー
ム間符号化といった符号化の種類を示す情報のようにフ
レーム画像に関する共通情報が格納される。図２４にお
いては、シーケンスの第１フレームのフレームヘッダ１
０２１が示されている。スライスヘッダには、スライス
におけるデータを量子化するための量子化ステップ初期
値といったスライスに関する共通情報が格納される。図
２４においては、第１フレームにおける第１スライスの
スライスヘッダ１０２２と、第２スライスのスライスヘ
ッダ１０２４が示されている。図９に示す処理では、算
術符号化に用いられる初期値に関する設定情報の符号化
データ１０２６、１０２７はそれぞれ、対応するスライ
スへッダ１０２２、１０２４に格納される。FIG. 24 shows a data format generated by the processing shown in FIG. The data format shown in FIG. 24 includes a sequence header 1020, a frame header 1021, and slice headers 1022 and 10
24, slice image data 1023 and 1025,
The coded data 1026 and 1027 of the setting information are included. The sequence header 1020 indicates the start of the sequence. The sequence header 1020 stores common information regarding the entire sequence, such as image size and whether to perform sequential scanning or an interlaced operation.
The frame header stores common information about the frame image, such as information indicating the type of coding such as intra-frame coding or inter-frame coding. In FIG. 24, the frame header 1 of the first frame of the sequence
021 is shown. The slice header stores common information about the slice, such as a quantization step initial value for quantizing the data in the slice. In FIG. 24, the slice header 1022 of the first slice and the slice header 1024 of the second slice in the first frame are shown. In the process shown in FIG. 9, the encoded data 1026 and 1027 of the setting information regarding the initial value used for the arithmetic encoding are stored in the corresponding slice headers 1022 and 1024, respectively.

【００８１】なお、フレームレイヤのヘッダにて設定情
報を通知する場合に関しても、初期値決定と初期値情報
通知をフレームレイヤの開始とスライスレイヤ開始の間
に行うようにすればよい。Even when the setting information is notified by the header of the frame layer, the initial value determination and the initial value information notification may be performed between the start of the frame layer and the start of the slice layer.

【００８２】また、ヘッダに含ませる設定情報について
は、設定情報として確率テーブルの初期値をそのまま送
るのではなく、前述の前フレームやスライスの初期値と
の差分を送っても良いし、より上位のレイヤにて設定さ
れた初期値との差分を送ることとしても良い。このよう
な形で設定情報を含ませることにより、ハフマン符号等
によるエントロピー符号化により設定情報を通知する場
合には、設定情報の発生確率を偏らせることができるの
で、適切な可変長符号の設計によって設定情報に必要な
オーバーヘッドを低減することができる。Regarding the setting information included in the header, the initial value of the probability table may not be sent as the setting information as it is, but the difference from the initial value of the previous frame or slice may be sent, or a higher order. The difference from the initial value set in the layer may be sent. By including the setting information in such a form, when the setting information is notified by entropy coding such as Huffman coding, the probability of occurrence of the setting information can be biased. Can reduce the overhead required for the setting information.

【００８３】次に、第１実施形態にかかる動画像符号化
プログラムについて説明する。この動画像符号化プログ
ラムは、コンピュータに上述した動画像符号化方法を実
行させるためのプログラムである。すなわち、この動画
像符号化プログラムは、符号化対象フレームをマクロブ
ロックに分割するステップ（Ｓ１００）と、動き補償フ
レーム間予測（Ｓ１０２）及び直交変換及び量子化（Ｓ
１０３）を含む変換ステップ（ステップＳ１０１）と、
確率テーブルの初期値の設定及び設定情報の導出（Ｓ１
０５、設定情報導出ステップ）及び算術符号化（Ｓ１０
６）を含む符号化ステップ（Ｓ１０４）と、設定情報を
含むヘッダを符号化信号に付加するステップ（Ｓ１０
７、設定情報付加ステップ）とをコンピュータに実行さ
せるプログラムである。かかる動画像符号化プログラム
は、例えば、搬送波に重畳されたコンピュータデータ信
号として提供されるものである。Next, the moving picture coding program according to the first embodiment will be described. This moving picture coding program is a program for causing a computer to execute the moving picture coding method described above. That is, the moving picture coding program divides the coding target frame into macroblocks (S100), motion-compensated interframe prediction (S102), orthogonal transform and quantization (S).
103) and a conversion step (step S101),
Initialization of probability table and derivation of setting information (S1
05, setting information derivation step) and arithmetic coding (S10)
6) including an encoding step (S104) and a step of adding a header including setting information to the encoded signal (S10).
7, setting information addition step). Such a moving image coding program is provided, for example, as a computer data signal superimposed on a carrier wave.

【００８４】次に、第１実施形態に係る動画像符号化方
法及び動画像符号化装置の効果について説明する。Next, the effects of the moving picture coding method and the moving picture coding apparatus according to the first embodiment will be described.

【００８５】図１に示した動画像符号化方法において
は、フレーム画像Ｄ１に対して動き補償や直交変換など
のデータ変換操作を行ってエントロピー符号化対象の量
子化直交変換係数Ｄ６とした後、その量子化直交変換係
数Ｄ６を所定の確率テーブルを用いて算術符号化するこ
とによって、データ圧縮された符号化データＤ７を生成
する。そして、符号化データＤ７を最終的に出力する際
に、確率テーブルの初期値をヘッダに挿入している。In the moving picture coding method shown in FIG. 1, data conversion operations such as motion compensation and orthogonal transform are performed on the frame image D1 to obtain quantized orthogonal transform coefficients D6 to be entropy coded. The quantized orthogonal transform coefficient D6 is arithmetically coded using a predetermined probability table to generate data-compressed coded data D7. Then, when the encoded data D7 is finally output, the initial value of the probability table is inserted into the header.

【００８６】これにより、算術符号化に利用する確率テ
ーブルの初期値を符号化側で自由に設計できるようにな
る。すなわち、本実施形態で説明したように符号化対象
の動画像の特性に合うような値に初期値を設定すること
により、確率テーブルが初期化された直後に、確率テー
ブルが更新され学習されるまでの間に生じる符号化効率
の低下を小さくすることができる。As a result, the initial value of the probability table used for arithmetic coding can be freely designed on the coding side. That is, as described in the present embodiment, the probability table is updated and learned immediately after the probability table is initialized by setting the initial value to a value that matches the characteristics of the moving image to be encoded. It is possible to reduce the decrease in coding efficiency that occurs up to.

【００８７】また、本実施形態に係る動画像符号化装置
も、上記動画像符号化方法と同様に、確率テーブルの初
期値をヘッダに挿入するので各分割区間単位で適切な初
期値を設定することができる。本実施形態で説明したよ
うに、符号化対象の動画像の特性に合うような値に初期
値を設定することにより、確率テーブルが初期化された
直後に、確率テーブルが更新され学習されるまでの間に
生じる符号化効率の低下を小さくすることができる。Also, the moving picture coding apparatus according to this embodiment also inserts the initial value of the probability table into the header, as in the above moving picture coding method, so that an appropriate initial value is set for each divided interval. be able to. As described in the present embodiment, by setting the initial value to a value that matches the characteristics of the moving image to be encoded, immediately after the probability table is initialized, until the probability table is updated and learned. It is possible to reduce the decrease in coding efficiency that occurs during the period.

【００８８】次に、本発明を利用した動画像復号方法及
び動画像復号装置について説明する。Next, a moving picture decoding method and a moving picture decoding apparatus using the present invention will be described.

【００８９】図１０は、本発明による動画像復号方法の
一実施形態を概略的に示すフローチャートである。本復
号方法は、図１に示した動画像符号化方法によって生成
された符号化データＤ７に対して所定の復号操作及びデ
ータ復元操作を行って、入力フレーム画像Ｄ１に対応す
る画像として出力フレーム画像Ｄ１０を復元する動画像
復号方法である。FIG. 10 is a flow chart schematically showing an embodiment of the moving picture decoding method according to the present invention. This decoding method performs a predetermined decoding operation and data restoration operation on the encoded data D7 generated by the moving image encoding method shown in FIG. 1, and outputs an output frame image as an image corresponding to the input frame image D1. This is a moving image decoding method for restoring D10.

【００９０】図１０に示した画像復号方法においては、
まず、符号化データＤ７に対して逆算術符号化を用いて
エントロピー復号を行い、空間周波数によって表された
画像データである複数の量子化直交変換係数Ｄ６を生成
する（Ｓ２０１、復号ステップ）。In the image decoding method shown in FIG. 10,
First, the encoded data D7 is subjected to entropy decoding by using inverse arithmetic coding to generate a plurality of quantized orthogonal transform coefficients D6 which are image data represented by spatial frequencies (S201, decoding step).

【００９１】また符号化データＤ７は、スライスレイ
ヤ、フレームレイヤとシーケンスレイヤによる階層構造
を有しており、各スライスレイヤにおいて、確率テーブ
ルの初期化を行う。ここで、本実施形態においては、確
率テーブルの初期値をヘッダに付加された設定情報に基
づいて確率テーブルの初期値を設定する。すなわち、符
号化データＤ７に対して適用される確率テーブルの初期
値が、符号化データＤ７のヘッダにおいて通知され、こ
れが確率テーブルの初期値として設定される（Ｓ２０
２）。そして、この初期値により初期化された確率テー
ブルを用いて符号化データＤ７を逆算術符号化して（Ｓ
２０３）、周波数画像データである量子化直交変換係数
Ｄ６とする。The coded data D7 has a hierarchical structure of a slice layer, a frame layer and a sequence layer, and the probability table is initialized in each slice layer. Here, in the present embodiment, the initial value of the probability table is set based on the setting information added to the header. That is, the initial value of the probability table applied to the encoded data D7 is notified in the header of the encoded data D7, and this is set as the initial value of the probability table (S20).
2). Then, the coded data D7 is subjected to inverse arithmetic coding using the probability table initialized by this initial value (S
203), and a quantized orthogonal transform coefficient D6 which is frequency image data.

【００９２】次に、フレーム画像内にあるマクロブロッ
クのそれぞれについての画像データである量子化直交変
換係数Ｄ６に対して所定のデータ復元操作を行って、フ
レーム画像を復元する（Ｓ２００、復元ステップ）。本
実施形態においては、この復元ステップは、２つのステ
ップＳ２０４、Ｓ２０５からなる。Next, a predetermined data restoration operation is performed on the quantized orthogonal transform coefficient D6 which is the image data of each macroblock in the frame image to restore the frame image (S200, restoration step). .. In this embodiment, this restoration step consists of two steps S204 and S205.

【００９３】具体的には、量子化直交変換係数Ｄ６に対
して逆量子化操作及び逆直交変換操作を順次行って、空
間座標によって表された画像データ（空間画像データ）
Ｄ９を生成する（Ｓ２０４、逆直交変換ステップ）。そ
して、空間画像データＤ９に対して所定のデータ処理操
作を行って画像データを変換し、出力フレーム画像Ｄ１
０を復元する（Ｓ２０５）。Specifically, image data represented by spatial coordinates (spatial image data) is obtained by sequentially performing an inverse quantization operation and an inverse orthogonal transform operation on the quantized orthogonal transform coefficient D6.
D9 is generated (S204, inverse orthogonal transform step). Then, a predetermined data processing operation is performed on the spatial image data D9 to convert the image data, and the output frame image D1 is output.
0 is restored (S205).

【００９４】図１１は、本発明による動画像復号装置の
一実施形態の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the moving picture decoding apparatus according to the present invention.

【００９５】復号対象として入力された符号化データＤ
７はエントロピー復号部（初期値設定手段、逆算術符号
化手段に相当）２１に入力されて所定の確率テーブルを
用いた逆算術符号化によってエントロピー復号され、符
号化モード情報Ｄ３と動きベクトルＤ２，及び周波数画
像データである量子化直交変換係数Ｄ６等を生成する。
ここで、エントロピー復号部２１における逆算術符号化
に用いられる確率テーブルの設定及び初期化、確率テー
ブルの初期値の受信については、図１０に示したフロー
チャートにおける説明として上述したとおりである。Encoded data D input as a decoding target
7 is input to an entropy decoding unit (corresponding to an initial value setting unit and an inverse arithmetic encoding unit) 21 and is entropy decoded by inverse arithmetic encoding using a predetermined probability table, and encoding mode information D3 and motion vector D2. And the quantized orthogonal transform coefficient D6, which is frequency image data.
Here, the setting and initialization of the probability table used for inverse arithmetic coding in the entropy decoding unit 21 and the reception of the initial value of the probability table are as described above in the description of the flowchart shown in FIG. 10.

【００９６】エントロピー復号部２１において復号され
た量子化直交変換係数Ｄ６は、逆量子化部２２、逆直交
変換部２３、動き補償部２４、及び加算器２６を含んで
構成された復元手段に入力される。復元手段は、フレー
ム画像内にあるブロックのそれぞれについての画像デー
タである量子化直交変換係数Ｄ６に対して所定のデータ
復元操作を行って、フレーム画像Ｄ１０を復元する。The quantized orthogonal transform coefficient D6 decoded by the entropy decoding unit 21 is input to the restoration means including an inverse quantization unit 22, an inverse orthogonal transformation unit 23, a motion compensation unit 24, and an adder 26. To be done. The restoration unit restores the frame image D10 by performing a predetermined data restoration operation on the quantized orthogonal transform coefficient D6 which is the image data of each block in the frame image.

【００９７】まず、量子化直交変換係数Ｄ６は、逆量子
化部２２及び逆直交変換部（逆直交変換手段）２３によ
って逆量子化、逆直交変換される。これにより、空間画
像データである復元フレーム画像Ｄ９が生成される。こ
の復元フレーム画像Ｄ９は、符号化前のフレーム画像Ｄ
５に対応したフレーム画像である。First, the quantized orthogonal transform coefficient D6 is inversely quantized and inversely orthogonally transformed by the inverse quantization unit 22 and the inverse orthogonal transformation unit (inverse orthogonal transformation means) 23. As a result, the restored frame image D9 that is the spatial image data is generated. This restored frame image D9 is the frame image D before encoding.
5 is a frame image corresponding to 5.

【００９８】一方、動きベクトルＤ２は、動き補償部２
４へと入力される。動き補償部２４では、エントロピー
復号部２１からの動きベクトルＤ２と、フレームメモリ
２５に格納されている復号済みのフレーム画像とを用い
て、予測フレーム画像Ｄ４が生成される。そして、加算
器２６において、復元フレーム画像Ｄ９と予測フレーム
画像Ｄ４とが加算されて、復元されたフレーム画像が出
力フレーム画像Ｄ１０として出力される。なお，イント
ラフレーム符号化による符号化がなされていた場合に
は、復元フレーム画像Ｄ９をそのまま出力フレーム画像
Ｄ１０として出力する。On the other hand, the motion vector D2 is calculated by the motion compensation unit 2
4 is input. The motion compensation unit 24 uses the motion vector D2 from the entropy decoding unit 21 and the decoded frame image stored in the frame memory 25 to generate a predicted frame image D4. Then, in the adder 26, the restored frame image D9 and the predicted frame image D4 are added, and the restored frame image is output as the output frame image D10. If the intra-frame coding has been performed, the restored frame image D9 is output as it is as the output frame image D10.

【００９９】次に、第１実施形態に係る動画像復号プロ
グラムについて説明する。この動画像復号プログラム
は、コンピュータに上述した動画像復号方法を実行させ
るためのプログラムである。すなわち、この動画像復号
プログラムは、符号化信号のヘッダに含まれる設定情報
に基づいて確率テーブルの初期値を設定するステップ
（Ｓ２０２、初期値設定ステップ）、及び初期値を設定
した確率テーブルに基づいて逆算術符号化を行うステッ
プ（Ｓ２０３、逆算術符号化ステップ）を含む復号ステ
ップ（Ｓ２０１）と、復号されたデータを逆量子化及び
逆直交変換するステップ（Ｓ２０４）、及び所定のデー
タ処理操作によって画像データを復元するステップ（Ｓ
２０５）を含む復元ステップ（Ｓ２００）とをコンピュ
ータに実行させるためのプログラムである。かかる動画
像復号プログラムは、例えば、搬送波に重畳されたコン
ピュータデータ信号として提供されるものである。Next, the moving picture decoding program according to the first embodiment will be described. This moving picture decoding program is a program for causing a computer to execute the moving picture decoding method described above. That is, this moving image decoding program is based on the step of setting the initial value of the probability table based on the setting information included in the header of the encoded signal (S202, initial value setting step), and the probability table in which the initial value is set. Decoding step (S201) including a step (S203, inverse arithmetic coding step) of performing inverse arithmetic coding, dequantizing and inverse orthogonal transforming the decoded data (S204), and a predetermined data processing operation To restore image data by (S
And a restoring step (S200) including 205). Such a moving image decoding program is provided as, for example, a computer data signal superimposed on a carrier wave.

【０１００】本実施形態による動画像復号方法の効果に
ついて説明する。The effect of the moving picture decoding method according to the present embodiment will be described.

【０１０１】図１０に示した動画像復号方法において
は、符号化データＤ７に対して所定の確率テーブルを用
いて逆算術符号化を行って画像データＤ６とした後、そ
の画像データＤ６に対してデータ復元操作を行って、フ
レーム画像Ｄ１０を復元する。そして、逆算術符号化に
使用する確率テーブルの初期値を、ヘッダから読み取っ
た値で設定している。In the moving picture decoding method shown in FIG. 10, the coded data D7 is subjected to inverse arithmetic coding using a predetermined probability table to form image data D6, and then the image data D6 is processed. A data restoration operation is performed to restore the frame image D10. Then, the initial value of the probability table used for inverse arithmetic coding is set by the value read from the header.

【０１０２】これにより、符号化側でそれぞれの動画像
の性質に合わせて好適に設定した確率テーブルを、復号
側においても使用することができる。したがって、スラ
イスレイヤ、フレームレイヤとシーケンスレイヤとによ
る階層構造を有する符号化データＤ７に対し、確率テー
ブルが好適に設定されて、データ圧縮の効率が向上され
た符号化データＤ７から、フレーム画像を好適に復元す
ることが可能となる。As a result, the probability table that is suitably set on the encoding side according to the characteristics of each moving image can also be used on the decoding side. Therefore, for the encoded data D7 having the hierarchical structure of the slice layer, the frame layer and the sequence layer, the probability table is preferably set, and the frame image is preferable from the encoded data D7 in which the efficiency of data compression is improved. Can be restored to.

【０１０３】次に、本発明の第２実施形態に係る動画像
符号化方法（装置）及び動画像復号方法（装置）につい
て説明する。第２実施形態に係る動画像符号化方法（装
置）及び動画像復号方法（装置）は、第１実施形態に係
る動画像符号化方法（装置）及び動画像復号方法（装
置）と基本的なフローは同じであるので、同じ図面（図
１、図２、図１０、図１１）を参照しながら説明する。
以下、第２実施形態に係る動画像符号化方法（装置）及
び動画像復号方法（装置）について第１実施形態と異な
る部分についてのみ説明を行う。Next, a moving picture coding method (apparatus) and a moving picture decoding method (apparatus) according to the second embodiment of the present invention will be described. The moving picture coding method (apparatus) and the moving picture decoding method (apparatus) according to the second embodiment are basically the same as the moving picture coding method (apparatus) and the moving picture decoding method (apparatus) according to the first embodiment. Since the flow is the same, description will be given with reference to the same drawings (FIG. 1, FIG. 2, FIG. 10, FIG. 11).
In the following, only the parts of the moving picture coding method (apparatus) and the moving picture decoding method (apparatus) according to the second embodiment that are different from the first embodiment will be described.

【０１０４】第２実施形態における動画像符号化方法
（装置）では、符号化に用いられた確率テーブルの初期
値を、設定情報付加ステップで（設定情報付加手段
が）、既知、もしくはヘッダにて通知される初期値リス
トの中から選択し、設定情報としてヘッダに挿入する点
が第１実施形態の動画像符号化方法とは異なる。また、
第２実施形態に係る動画像符号化方法をコンピュータに
実現させるための第２実施形態の動画像符号化プログラ
ムも、コンピュータに実行させる設定情報導出ステップ
及び設定情報付加ステップが第１実施形態の動画像符号
化プログラムと異なる。すなわち、第２実施形態の動画
像符号化プログラムがコンピュータに実行させる設定情
報導出ステップでは、符号化に用いられた確率テーブル
の初期値が、既知、もしくはヘッダにて通知される初期
値リストの中から選択され、設定情報付加ステップでは
初期値リストの中から選択された値が設定情報としてヘ
ッダに挿入される。これにより、第２実施形態の動画像
符号化方法（装置）は、第１実施形態の場合と同じく、
算術符号化に利用する確率テーブルの初期値を符号化側
で指定することができるようになる。このとき指定する
初期値を、符号化対象の動画像の特性に合うような値に
設定しておけば、確率テーブルが初期化された直後に、
確率テーブルが更新され学習されるまでの間に生じる符
号化効率の低下を小さくすることができる。さらに、実
際に伝送するものが初期値そのものではなく、初期値リ
スト内の番号であるので、各スライスヘッダにおいて通
知することとしても、通知に必要な符号量は大きく増加
しないという利点がある。In the moving picture coding method (apparatus) according to the second embodiment, the initial value of the probability table used for coding is known in the setting information adding step (by the setting information adding means) or in the header. This is different from the moving picture coding method of the first embodiment in that it is selected from the notified initial value list and is inserted into the header as setting information. Also,
The moving picture coding program of the second embodiment for realizing the moving picture coding method according to the second embodiment in the computer also has the setting information deriving step and the setting information adding step to be executed by the computer in the moving image of the first embodiment. Different from the image coding program. That is, in the setting information derivation step that the moving picture coding program of the second embodiment causes the computer to execute, the initial values of the probability table used for coding are known or in the initial value list notified by the header. In the setting information adding step, the value selected from the initial value list is inserted into the header as setting information. As a result, the moving image coding method (apparatus) of the second embodiment is similar to that of the first embodiment.
The initial value of the probability table used for arithmetic coding can be specified on the coding side. If the initial value specified at this time is set to a value that matches the characteristics of the moving image to be encoded, immediately after the probability table is initialized,
It is possible to reduce a decrease in coding efficiency that occurs until the probability table is updated and learned. Further, since what is actually transmitted is not the initial value itself, but the number in the initial value list, even if notification is made in each slice header, there is an advantage that the code amount required for notification does not increase significantly.

【０１０５】第２実施形態に係る動画像復号方法（装
置）は、ヘッダにて確率テーブルの初期値を示す番号を
受け取り、その番号と初期化リストを照合して初期値を
取り出し、その値によって当該スライスの初期化を行
う。また、第２実施形態に係る動画像復号方法をコンピ
ュータに実行させるための第２実施形態の動画像復号プ
ログラムも、コンピュータに実行させる初期値設定ステ
ップが第１実施形態の動画像復号プログラムと異なる。
すなわち、第２実施形態の動画像復号プログラムがコン
ピュータに実行させる初期値設定ステップでは、ヘッダ
にて確率テーブルの初期値を示す番号が受け取られ、そ
の番号と初期化リストを照合して確率テーブルの初期値
が設定される。このため第２実施形態では、符号化側で
それぞれの動画像の性質に合わせて好適に設定した確率
テーブルを、復号側においても使用することができる。
従って、スライスレイヤ、フレームレイヤとシーケンス
レイヤとによる階層構造を有する符号化データＤ７に対
し、確率テーブルが好適に設定されて、データ圧縮の効
率が向上された符号化データＤ７から、フレーム画像を
好適に復元することが可能となる。The moving picture decoding method (apparatus) according to the second embodiment receives the number indicating the initial value of the probability table in the header, collates the number with the initialization list, extracts the initial value, and uses the value. Initialize the slice. Also, the moving picture decoding program of the second embodiment for causing a computer to execute the moving picture decoding method according to the second embodiment is different from the moving picture decoding program of the first embodiment in the initial value setting step to be executed by the computer. .
That is, in the initial value setting step that the moving picture decoding program according to the second embodiment causes the computer to execute, the number indicating the initial value of the probability table is received in the header, and the number is compared with the initialization list to check the probability table. The initial value is set. Therefore, in the second embodiment, the probability table that is suitably set according to the characteristics of each moving image on the encoding side can also be used on the decoding side.
Therefore, for the encoded data D7 having the hierarchical structure of the slice layer, the frame layer and the sequence layer, the probability table is preferably set, and the frame image is preferable from the encoded data D7 in which the efficiency of data compression is improved. Can be restored to.

【０１０６】以下、初期値リスト内から選択し、選択し
た初期値を通知する手法について説明する。A method of selecting from the initial value list and notifying the selected initial value will be described below.

【０１０７】動画像の統計情報として、各確率テーブル
のシンボルの発生頻度が得られた際、最適な初期値をリ
スト内から選択する方法としては、[0]と[1]の発生頻度
の比を求め、その比に最も近い初期値をリスト内から選
択することが望ましい。図１２に初期値リストとそのコ
ードテーブルの例を示す。例えば頻度が[0]：２００
０、[1]：３０００であった場合は、図１２（ａ）のリ
スト内から選択するとすれば、（２，３）の初期値を選
択することが望ましい。When the frequency of occurrence of the symbols in each probability table is obtained as the statistical information of the moving image, the method of selecting the optimum initial value from the list is the ratio of the frequency of occurrence of [0] and [1]. It is desirable to obtain the initial value and select the initial value closest to the ratio from the list. FIG. 12 shows an example of the initial value list and its code table. For example, the frequency is [0]: 200
In the case of 0, [1]: 3000, if the selection is made from the list in FIG.

【０１０８】リスト内から選択した初期値を通知するに
は、その初期値を示す番号を通知すればよい。この番号
の通知方法としては、第１実施形態にて初期値の通知方
法として述べたように、固定長の符号を利用したり、ハ
フマン符号のような可変長符号を利用したりすることが
できる。特に後者の方法によれば、初期値の発生確率に
応じて符号長を決めることができるので、効率的な符号
化が行える。ハフマン符号による番号の符号化の例を図
１２（ａ）のコードに示す。この例によれば、初期値の
値が小さくなるにつれて符号長が短くなり、効率的に符
号化が行える。また、第１実施形態にて述べたように、
動画像の特徴の変化の大きさに対応するために、初期値
コードに続いて、初期値に対する乗数を示す乗数コード
をつけるようにして、既定の初期値の倍数を用いること
ができるようにしても良い。このようにより大きな初期
値を用いることにより、初期化後の学習による確率テー
ブル更新の影響を制御して、学習途上における確率テー
ブル更新が算術符号化の効率に悪影響を与えないように
することができる。To notify the initial value selected from the list, the number indicating the initial value may be notified. As a method of notifying this number, a fixed-length code or a variable-length code such as Huffman code can be used as described as the method of notifying the initial value in the first embodiment. . In particular, according to the latter method, the code length can be determined according to the probability of occurrence of the initial value, so that efficient coding can be performed. An example of encoding the numbers by the Huffman code is shown in the code of FIG. According to this example, the code length becomes shorter as the initial value becomes smaller, and the coding can be performed efficiently. In addition, as described in the first embodiment,
In order to correspond to the magnitude of change in the characteristics of the moving image, a multiplier code indicating a multiplier for the initial value is attached after the initial value code so that a multiple of the default initial value can be used. Is also good. By using a larger initial value in this way, it is possible to control the influence of the probability table update due to the learning after initialization so that the probability table update during learning does not adversely affect the efficiency of arithmetic coding. .

【０１０９】乗数コードの例を図１２（ｂ）に示す。例
えば、図１２（ａ）にて（２，３）、乗数として２を選
択する場合は、（２，３）を示す"11100"の後コード"1
0"を付加する。これにより初期値を（４，６）として符
号化・復号することが可能となる。An example of the multiplier code is shown in FIG. For example, when (2, 3) in FIG. 12 (a) and 2 is selected as a multiplier, the code after "11100" indicating (2, 3) is "1.
0 "is added. With this, it becomes possible to perform encoding / decoding with the initial value set to (4, 6).

【０１１０】なお、これらの初期値リストおよび初期値
コードテーブルに関しては一例であり、他の初期値リス
ト・初期値コードテーブルを用いることも考えられる。
例えば０の発生する確率が大変高いことがあらかじめわ
かっているような場合には、図１２（ｃ）のように０の
確率が高い初期値の符号長が短くなる初期値リスト・初
期値コードテーブルを利用すればよい。またこのような
複数の初期値リスト・初期値コードテーブルを確率テー
ブルの種別毎に使い分けるようにしても良い。この場
合、使い分けのパターンは、前もって符号化器・復号器
で共有しておいても良いし、あるいは初期値リスト毎に
番号を割り当てておき、シーケンスヘッダにて、確率テ
ーブルの種別毎に使用する初期値リストを示す情報を送
って指定することとしても良い。The initial value list and the initial value code table are merely examples, and it is conceivable to use another initial value list / initial value code table.
For example, when it is known in advance that the probability of occurrence of 0 is very high, the initial value list / initial value code table in which the code length of the initial value having a high probability of 0 becomes short as shown in FIG. 12C. Should be used. Further, such a plurality of initial value lists / initial value code tables may be selectively used for each type of probability table. In this case, the pattern of proper use may be shared in advance by the encoder / decoder, or a number may be assigned to each initial value list and used in the sequence header for each type of probability table. Information indicating the initial value list may be sent and designated.

【０１１１】また、初期値リスト内にて、あるスライス
の符号化に適した初期値が無かった場合には、当該スラ
イスについては初期値の番号ではなく、実際の初期値が
通知されることとすることができる。この通知の手法と
しては、リスト内のどの初期値コードにも当てはまらな
いエスケープコードが伝送されることとし、その後に初
期値の値を通知することが望ましい。こうすることによ
り、初期値リスト内に算術符号化の効率を向上できるよ
うな確率テーブルの初期値が無かった場合においても、
適切な初期値を伝送して算術符号化の効率向上を図るこ
とができる。If there is no initial value suitable for encoding a certain slice in the initial value list, the actual initial value is notified instead of the initial value number for that slice. can do. As a method of this notification, it is desirable to transmit an escape code that does not apply to any initial value code in the list, and then to notify the value of the initial value. By doing so, even when there is no initial value of the probability table that can improve the efficiency of arithmetic coding in the initial value list,
An appropriate initial value can be transmitted to improve the efficiency of arithmetic coding.

【０１１２】また、ひとつの初期値番号によって制御で
きる初期値の数としては、ひとつでもよいし、複数の確
率テーブルをグループ化してまとめて制御することとし
ても良い。前者であれば、細かい初期値設定が可能とな
るし、後者であれば伝送が必要な初期値番号の情報量を
減らすことが出来る。なお、このときの確率テーブルの
組み合わせ方として、似た性質を示す符号化要素の確率
テーブルを一つにグループ化することが望ましい。例え
ば、図３に示すマクロブロックモードの符号化において
は、用いられる確率テーブルはひとつではなく、モード
情報が二値化された情報に対して複数の確率テーブルが
用いられて算術符号化が行われる。このようにひとつの
符号化要素に関わる確率テーブルであれば、他のテーブ
ルとの相関関係が存在すると思われることから、それら
すべてをまとめたひとつのグループで初期値を制御する
ことが望ましい。また、画面全体が暗くなる場合など、
スライス全体で輝度が変化するような場合においては、
輝度に関わる、ＤＣＴ係数のうちのＤＣ係数に関する性
質が変化すると考えられる。ＤＣ係数の符号化において
も、用いられる確率テーブルはひとつではなく、ＤＣ係
数が２値化された情報に対して複数の確率テーブルが用
いられて算術符号化が行われることから、これらの確率
テーブルをまとめて処理することが望ましい。The number of initial values that can be controlled by one initial value number may be one, or a plurality of probability tables may be grouped and collectively controlled. In the former case, fine initial value setting is possible, and in the latter case, the amount of information of the initial value number that needs to be transmitted can be reduced. As a method of combining the probability tables at this time, it is desirable to group the probability tables of the coding elements having similar properties into one. For example, in the macroblock mode encoding shown in FIG. 3, not one probability table is used, but arithmetic coding is performed using a plurality of probability tables for binarized mode information. . As described above, in the case of a probability table relating to one coding element, it is considered that there is a correlation with other tables. Therefore, it is desirable to control the initial value by one group that combines all of them. Also, if the entire screen becomes dark,
If the brightness changes across the slice,
It is considered that the property regarding the DC coefficient of the DCT coefficient related to the brightness changes. Also in the coding of DC coefficients, there is not only one probability table used, but since a plurality of probability tables are used for the information in which the DC coefficient is binarized, the arithmetic coding is performed. It is desirable to process all together.

【０１１３】複数の確率テーブルをグループ化してまと
めて制御しようとする場合、全ての確率テーブルの初期
値をひとつののコードによって制御することとしても良
い。例えば、映像のジャンルごとに初期値を定義する方
法がある。スポーツ系の映像であれば、動き情報が大き
くなる傾向があるので、動きが大きくなるものが効率が
良くなるように、それぞれの確率テーブルの初期値のセ
ットを用意して設定するようにすればよいし、風景映像
であれば、単純な動きであるので、動きが小さくなるも
のの効率が良くなるよう設定すればよい。When a plurality of probability tables are grouped and collectively controlled, the initial values of all the probability tables may be controlled by one code. For example, there is a method of defining an initial value for each video genre. Since motion information tends to be large for sports videos, it is recommended to prepare and set a set of initial values for each probability table so that those with large motion will be more efficient. If it is a landscape image, since it is a simple movement, it may be set so that the movement is small but the efficiency is high.

【０１１４】また、ここではスライスヘッダにて情報を
送る手法について説明したが、本実施形態で示したよう
な初期値の番号は、他のシーケンスヘッダやスライスヘ
ッダにて伝送されることとしても良いし、スライスヘッ
ダを含めた複数種類のレイヤにて同時に行われることと
しても良い。Further, although the method of transmitting information by the slice header has been described here, the number of the initial value as shown in this embodiment may be transmitted by another sequence header or slice header. However, it may be performed simultaneously in a plurality of types of layers including the slice header.

【０１１５】次に、本発明の第３実施形態に係る動画像
符号化方法（装置）及び動画像復号方法（装置）につい
て説明する。第３実施形態に係る動画像符号化方法（装
置）及び動画像復号方法（装置）は、第１実施形態およ
び第２実施形態に係る動画像符号化方法（装置）及び動
画像復号方法（装置）と基本的なフローは同じであるの
で、同じ図面（図１、図２、図１０、図１１）を参照し
ながら説明する。以下、第１実施形態および第２実施形
態に係る動画像符号化方法（装置）及び動画像復号方法
（装置）について第１実施形態および第２実施形態と異
なる部分についてのみ説明を行う。Next, a moving picture coding method (apparatus) and a moving picture decoding method (apparatus) according to the third embodiment of the present invention will be described. A moving picture coding method (apparatus) and a moving picture decoding method (apparatus) according to the third embodiment are a moving picture coding method (apparatus) and a moving picture decoding method (apparatus) according to the first and second embodiments. Since the basic flow is the same as that of (), the description will be made with reference to the same drawings (FIG. 1, FIG. 2, FIG. 10, FIG. 11). In the following, the moving picture coding method (apparatus) and the moving picture decoding method (apparatus) according to the first embodiment and the second embodiment will be described only about the differences from the first embodiment and the second embodiment.

【０１１６】第３実施形態における動画像符号化方法
（装置）では、符号化に用いられた確率テーブルの初期
値を、設定情報付加ステップにてヘッダに挿入した設定
情報と、ヘッダに含まれる既出情報を組み合わせて求め
る点が第１実施形態および第２実施形態の動画像符号化
方法とは異なる。また、第３実施形態に係る動画像符号
化方法をコンピュータに実現させるための第３実施形態
の動画像符号化プログラムも、コンピュータに実行させ
る設定情報導出ステップ及び設定情報付加ステップが第
１及び第２の実施形態の動画像符号化プログラムと異な
る。すなわち、第３実施形態の動画像符号化プログラム
がコンピュータに実行させる設定情報付加ステップで
は、符号化に用いられた確率テーブルの初期値が、ヘッ
ダに含められる既出の情報とヘッダに挿入する設定情報
との所定の方法による組み合わせに変換され、設定情報
付加ステップでは符号化信号のヘッダに上記の既出の情
報と設定情報とが含められる。これにより、第３実施形
態の動画像符号化方法（装置）は、第１実施形態および
第２実施形態の場合と同じく、算術符号化に利用する確
率テーブルの初期値を符号化側で指定することができる
ようになる。このとき指定する初期値を、符号化対象の
動画像の特性に合うような値に設定しておけば、確率テ
ーブルが初期化された直後に、確率テーブルが更新され
学習されるまでの間に生じる符号化効率の低下を小さく
することができる。さらに、ヘッダに既出の情報も用い
るため、算術符号化の初期値と画像サイズ、量子化ステ
ップ値、フレーム内符号化・フレーム間符号化などとの
相関を利用することにより、初期値の通知に必要な情報
量を削減することができる。In the moving picture coding method (apparatus) according to the third embodiment, the initial value of the probability table used for coding is inserted into the header in the setting information adding step and the existing information included in the header. The point that the information is obtained by combining is different from the moving picture coding methods of the first and second embodiments. Also, the moving picture coding program of the third embodiment for causing the computer to realize the moving picture coding method according to the third embodiment has the setting information deriving step and the setting information adding step which are executed by the computer. This is different from the moving picture coding program of the second embodiment. That is, in the setting information adding step executed by the computer in the moving picture coding program according to the third embodiment, the initial value of the probability table used for coding is the existing information included in the header and the setting information to be inserted in the header. Is converted into a combination by a predetermined method, and in the setting information adding step, the above-mentioned information and setting information are included in the header of the encoded signal. As a result, the moving picture coding method (apparatus) of the third embodiment specifies the initial value of the probability table used for arithmetic coding on the coding side, as in the first and second embodiments. Will be able to. If the initial value specified at this time is set to a value that matches the characteristics of the moving image to be encoded, immediately after the probability table is initialized and before the probability table is updated and learned. It is possible to reduce the reduction in coding efficiency that occurs. Furthermore, since the already-existing information is also used in the header, it is possible to notify the initial value by using the correlation between the initial value of arithmetic coding and the image size, quantization step value, intraframe coding / interframe coding, etc. The amount of required information can be reduced.

【０１１７】第３実施形態に係る動画像復号方法（装
置）は、ヘッダにて確率テーブルの初期値を示す設定情
報を受け取り、その設定情報とヘッダに既出の情報と組
み合わせて初期値を算出し、その値によって当該スライ
スの初期化を行う。また、第３実施形態に係る動画像復
号方法をコンピュータに実行させるための第３実施形態
の動画像復号プログラムも、コンピュータに実行させる
初期値設定ステップが第１及び第２の実施形態の動画像
復号プログラムと異なる。すなわち、第３実施形態の動
画像復号プログラムがコンピュータに実行させる初期値
設定ステップでは、ヘッダにて確率テーブルの初期値を
示す設定情報が受け取られ、その設定情報とヘッダに既
出の情報と組み合わせて確率テーブルの初期値が算出さ
れる。このため第３実施形態では、符号化側でそれぞれ
の動画像の性質に合わせて好適に設定した確率テーブル
を、復号側においても使用することができる。従って、
スライスレイヤ、フレームレイヤとシーケンスレイヤと
による階層構造を有する符号化データＤ７に対し、確率
テーブルが好適に設定されて、データ圧縮の効率が向上
された符号化データＤ７から、フレーム画像を好適に復
元することが可能となる。The moving picture decoding method (apparatus) according to the third embodiment receives the setting information indicating the initial value of the probability table in the header and calculates the initial value by combining the setting information and the information already described in the header. , The slice is initialized according to the value. Also, in the moving image decoding program of the third embodiment for causing a computer to execute the moving image decoding method according to the third embodiment, the initial value setting step to be executed by the computer is the moving image of the first and second embodiments. Different from the decryption program. That is, in the initial value setting step that the moving picture decoding program according to the third embodiment causes the computer to execute, the setting information indicating the initial value of the probability table is received in the header, and the setting information is combined with the information already described in the header. The initial value of the probability table is calculated. Therefore, in the third embodiment, the probability table that is suitably set on the encoding side according to the properties of each moving image can also be used on the decoding side. Therefore,
For the encoded data D7 having a hierarchical structure of a slice layer, a frame layer, and a sequence layer, a probability table is preferably set, and a frame image is preferably restored from the encoded data D7 with improved data compression efficiency. It becomes possible to do.

【０１１８】以下、ヘッダに既出の情報を用いて、初期
値を通知する手法について説明する。A method of notifying the initial value using the already-existing information in the header will be described below.

【０１１９】動画像の各種ヘッダに記載される情報とし
ては、映像サイズ、量子化ステップ値、タイムコード、
フレームの符号化種類（フレーム内、フレーム間）など
がある。これらのパラメータは符号化する映像パラメー
タと密接な相関がある。たとえば映像サイズと、映像内
の動きの大きさを表す動きベクトルの間には、映像サイ
ズが大きくなればなるほど動きベクトルも大きくなりや
すい、という相関関係がある。また量子化ステップ値が
大きくなると、直交変換係数が小さくなったり、０にな
ったりすることが多くなる。タイムコードからは一定時
間当たりのフレーム数がわかるため、動きベクトルの大
きさの傾向の目安となる。Information recorded in various headers of moving images includes video size, quantization step value, time code,
There are coding types of frames (intraframe, interframe) and the like. These parameters have a close correlation with the video parameters to be encoded. For example, there is a correlation between the video size and the motion vector representing the magnitude of motion in the video, as the video size increases, the motion vector tends to increase. Further, when the quantization step value becomes large, the orthogonal transform coefficient often becomes small or becomes zero. Since the number of frames per fixed time can be known from the time code, it can be used as a measure of the tendency of the magnitude of the motion vector.

【０１２０】これらのヘッダ情報と初期値情報を組み合
わせる方法としては、大まかな初期値の値をヘッダに既
出となる情報で決定し、細かい調整を初期値設定情報に
て行うようにすればよい。ヘッダ情報から初期値を決定
する例を図１７に示す。図１７は、動きベクトル情報の
符号化に用いる確率テーブルの1つを示している。図１
７に示すｂｉｎ番号は、動きベクトル情報をあらわすバ
イナリ信号の各Bitを示しており、０の初期値・1の初期
値はそれぞれ各ｂｉｎにおける算術符号化の確率テーブ
ルの初期値をあらわしている。また、この例では、画像
サイズがＱＣＩＦ（１７６ｘ１４４ピクセル）である場
合と、ＣＩＦ（３５２ｘ２８８ピクセル）である場合に
よって、確率テーブルの初期値を変動させている。例え
ばｂｉｎ番号０は、動きベクトルが存在するかしない
か、つまり動きの有無を示すコンテクストであるが、Ｑ
ＣＩＦサイズでは動きとして判別できない動きも、ＣＩ
Ｆサイズになると判別できるようになることが増えるた
め、このｂｉｎにおけるシンボルの発生確率に差がつく
ことが予想される。そこで図１７のように初期値に差を
つけることにより、初期値として採用すべき値に近づけ
ることができる。そしておおまかな初期値に対し加減算
するための値を設定情報としてヘッダに付与する。この
設定情報は、第１実施形態にて述べたような手法にて値
をそのまま付与してもよいし、第２実施形態にて述べた
ようにリストを用意し、その中から選択した値を固定符
号や可変長符号にて付与してもよい。図１８に、第２実
施形態にて述べたリストによる初期値設定の例を示す。
この例によれば、直接初期値を指定するよりも少ない情
報量で符号化が可能となる。As a method of combining the header information and the initial value information, the value of the rough initial value may be determined by the information already described in the header, and the fine adjustment may be performed by the initial value setting information. FIG. 17 shows an example of determining the initial value from the header information. FIG. 17 shows one of the probability tables used for coding the motion vector information. Figure 1
The bin number shown in 7 represents each bit of the binary signal representing the motion vector information, and the initial value of 0 and the initial value of 1 represent the initial value of the probability table of arithmetic coding in each bin. In this example, the initial value of the probability table is changed depending on whether the image size is QCIF (176x144 pixels) or CIF (352x288 pixels). For example, the bin number 0 is a context indicating whether or not a motion vector exists, that is, whether or not there is a motion vector.
Even if the CIF size cannot be identified as a motion, the CI
Since it becomes more possible to discriminate when the size becomes the F size, it is expected that there will be a difference in the probability of occurrence of symbols in this bin. Therefore, by making a difference in the initial value as shown in FIG. 17, it is possible to bring the value closer to the value to be adopted as the initial value. Then, a value for adding / subtracting from the rough initial value is added to the header as setting information. This setting information may be given a value as it is by the method described in the first embodiment, or a list may be prepared as described in the second embodiment, and the value selected from the list may be set. It may be given by a fixed code or a variable length code. FIG. 18 shows an example of initial value setting by the list described in the second embodiment.
According to this example, encoding can be performed with a smaller amount of information than when the initial value is directly specified.

【０１２１】なお、ここで示したヘッダ情報と初期値情
報を組み合わせる方法に関しては一例であり、他の方法
を用いることも考えられる。例えば、初期値設定情報
を、図１８で示すような加減算のための値ではなく、図
１２（ｂ）で示した乗数コードとしてもよいし、両方の
コードを用意して置き，共に用いるようにしても良い。
またヘッダに既出の情報を用いた初期値リストを複数用
意しておき、初期値設定情報として使用するリストを示
すコードを通知することとしても良い。その例を図１９
に示す。図１９では、画面サイズによるｂｉｎ０の切り
替えに加え、同一画面サイズにおいて、動きの大きさに
よって３通りの初期値リストを用意し、利用したリスト
情報を初期値設定情報としている。また、使用するヘッ
ダ既出情報の種類は１種類でも良いし複数種類でも良
い。The method of combining the header information and the initial value information shown here is an example, and other methods may be used. For example, the initial value setting information may be the multiplier code shown in FIG. 12B instead of the value for addition and subtraction as shown in FIG. 18, or both codes may be prepared and stored and used together. May be.
It is also possible to prepare a plurality of initial value lists using already-existing information in the header and notify the code indicating the list used as the initial value setting information. An example is shown in FIG.
Shown in. In FIG. 19, in addition to the switching of bin0 depending on the screen size, three types of initial value lists are prepared according to the magnitude of motion in the same screen size, and the list information used is used as the initial value setting information. Further, the type of header already-existing information to be used may be one type or plural types.

【０１２２】またヘッダ既出情報を組み入れた計算式か
ら初期値を算出しても良い。例えば量子化ステップ値
は、Ｈ．２６Ｌでは０から３１まで１刻みで設定できる
ため、全ての量子化ステップに対し図１７，１９のよう
なリストを設定していては、リストの情報量が多くな
り、メモリを圧迫することが考えられる。そこで量子化
ステップ値を用いた関数式にて初期値設定を行うことに
より、メモリ消費を抑えることができる。関数式の一例
として、直交変換係数を符号化するコンテクストの初期
値の場合を示す。直交変換係数においては、量子化ステ
ップ値が小さくなると係数が０となる確率が下がり、逆
に量子化ステップ値が大きくなると係数が０となる確率
が上がる。以下に関数式の例を挙げるThe initial value may be calculated from a calculation formula incorporating the header already-existing information. For example, the quantization step value is H.264. 26L can be set in 1 steps from 0 to 31, so if the list as shown in FIGS. 17 and 19 is set for all the quantization steps, the amount of information in the list will increase and it may pressure the memory. To be Therefore, it is possible to suppress the memory consumption by setting the initial value with a functional expression using the quantization step value. As an example of the functional expression, the case of the initial value of the context for encoding the orthogonal transform coefficient is shown. Regarding the orthogonal transform coefficient, the probability that the coefficient becomes 0 decreases as the quantization step value decreases, and conversely the coefficient becomes 0 when the quantization step value increases. Here is an example of a function expression

【０１２３】ｌｎｉ（０）＝（設定値）＋ＱＰ／１０Lni (0) = (set value) + QP / 10

【０１２４】ｌｎｉ（１）＝（設定値）−ＱＰ／１０
（ＱＰ：量子化ステップ値）Lni (1) = (set value) -QP / 10
(QP: quantization step value)

【０１２５】ここで上記の関数で求められた０の初期値
をＩｎｉ（０）とし、1の初期値をＩｎｉ（１）とす
る。また、設定値とはヘッダに付与する初期値設定情報
から、上記コードテーブルなどで導出する値である。上
記例のようにすることによって、量子化ステップ値を初
期値設定に有効に利用することができ、初期値設定情報
に必要な情報量を減らすことが出来る。なお、ここでは
既出ヘッダ情報として量子化ステップ値を利用したが、
その他のパラメータでもよい。たとえば，スライスヘッ
ダには、スライス内のマクロブロック数、つまりスライ
スの大きさが記載される。このためスライス内マクロブ
ロック数からは、学習可能期間がわかるため、この値に
よって初期値設定情報に対して乗算する値を変え、学習
速度を制御させてもよい。The initial value of 0 obtained by the above function is Ini (0), and the initial value of 1 is Ini (1). The set value is a value derived from the above-mentioned code table or the like from the initial value setting information given to the header. By adopting the above example, the quantization step value can be effectively used for initial value setting, and the amount of information required for the initial value setting information can be reduced. Note that here, the quantization step value is used as the already-existing header information,
Other parameters may be used. For example, the slice header describes the number of macroblocks in the slice, that is, the slice size. For this reason, the learnable period is known from the number of macroblocks in a slice. Therefore, the learning speed may be controlled by changing the value by which the initial value setting information is multiplied.

【０１２６】次に、本発明の第４実施形態に係る動画像
符号化方法（装置）及び動画像復号方法（装置）につい
て説明する。本実施形態では算術符号化方式として図２
０のような確率状態遷移図を利用する。状態遷移図に関
して詳しくは「小野文孝，渡辺裕共著，"国際標準画像
符号化の基礎技術"，コロナ社」を参照されたい。ここ
では簡単に説明をする。また算術符号化方式以外の第４
実施形態に係る動画像符号化方法（装置）及び動画像復
号方法（装置）については第３実施形態までの実施例と
フローは同じであるので、説明は省略する。Next, a moving picture coding method (apparatus) and a moving picture decoding method (apparatus) according to the fourth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the arithmetic coding method shown in FIG.
A stochastic state transition diagram such as 0 is used. For details on the state transition diagram, refer to "Fumitaka Ono, Yutaka Watanabe," Basic Technology for International Standard Image Coding ", Corona Publishing Co., Ltd. A brief description will be given here. In addition, the fourth method other than the arithmetic coding method
The flow of the moving picture coding method (apparatus) and the moving picture decoding method (apparatus) according to the embodiment is the same as that of the examples up to the third embodiment, and thus the description thereof is omitted.

【０１２７】状態遷移図による算術符号化では，確率の
変動・適応化を、複数の確率状態を持った確率推定テー
ブル上を遷移させていくことにより行う。図２０は確率
推定テーブルの状態遷移図の一例である。ここでは、０
と１のうち発生数が支配的であるほうを優性シンボル、
逆を劣性シンボルとして扱う。図２０のうち＃が状態を
示すアドレス値、ＬＳＺが劣性シンボルの確率の１６進
数表記、ＮＭが優性シンボルが選択されたときの次に遷
移する状態のコード値、ＮＬが劣性シンボルが選択され
たときの次に遷移する状態のアドレス、ＳＷがその状態
において劣性シンボルが選択された際に、優性シンボル
と劣性シンボルを切り替えることを示している。＃０の
状態において、確率はほぼ５０％に設定されている。In the arithmetic coding based on the state transition diagram, the fluctuation / adaptation of the probability is performed by making a transition on the probability estimation table having a plurality of probability states. FIG. 20 is an example of a state transition diagram of the probability estimation table. Here, 0
The dominant symbol is the dominant symbol,
Treat the opposite as a recessive symbol. 20, # is the address value indicating the state, LSZ is the hexadecimal notation of the probability of the recessive symbol, NM is the code value of the state to transition to next when the dominant symbol is selected, and NL is the recessive symbol. When the recessive symbol is selected in the address, SW, which is the address of the next transition state, the dominant symbol and the recessive symbol are switched. In the state of # 0, the probability is set to almost 50%.

【０１２８】図２０を用いた算術符号化においては、ま
ず初期状態として＃０、すなわち優性シンボルと劣性シ
ンボルの確率がほぼ同一であるところからスタートす
る。そして符号化の際に＃０のＬＳＺを確率に適用した
後、選択されたシンボルによって、別の状態へと確率を
遷移させる。例えば＃０において優性シンボルが選択さ
れた場合は、＃１に遷移し、次のシンボルの符号化では
＃１のＬＳＺを計算に適用する。逆に劣性シンボルが選
択された場合には＃１に遷移すると共に、優性シンボル
と劣性シンボルを入れ替える。このように徐々に遷移さ
せていくことによって、確率を符号化対象に適用させな
がら変動させていくことが可能となっている。また遷移
図の構成としては、確率を早く定常的な値へと学習させ
るために、状態遷移による確率の変動を、符号化開始時
は大きく変化させ、符号化が進むにつれて小さく変化す
るように設定されている。例にあげた図２０の遷移図に
おいては＃０から＃５、＃６から＃１３、＃１４から＃
４５までの３段階に分けられている。In the arithmetic coding using FIG. 20, first, the initial state starts from # 0, that is, the probabilities of the dominant symbol and the recessive symbol are almost the same. Then, at the time of encoding, the LSZ of # 0 is applied to the probability, and then the probability is transited to another state according to the selected symbol. For example, when the dominant symbol is selected in # 0, the process transits to # 1 and the LSZ of # 1 is applied to the calculation in the encoding of the next symbol. On the contrary, when the recessive symbol is selected, the process transits to # 1 and the dominant symbol and the recessive symbol are exchanged. By gradually transitioning in this way, it is possible to vary the probability while applying it to the coding target. The configuration of the transition diagram is set so that, in order to quickly learn the probability to a steady value, the fluctuation of the probability due to the state transition is changed greatly at the start of encoding, and changes slightly as the encoding progresses. Has been done. In the transition diagram of FIG. 20 taken as an example, # 0 to # 5, # 6 to # 13, # 14 to #
It is divided into three stages up to 45.

【０１２９】第４実施形態における動画像符号化方法
（装置）では、符号化に用いられた状態遷移図の初期状
態を、設定情報付加ステップにて付与する。これによ
り、第４実施形態の動画像符号化方法（装置）は、これ
までの実施形態の場合と同じく、算術符号化に利用する
確率の初期値を符号化側で指定することができるように
なる。このとき指定する初期値を、符号化対象の動画像
の特性に合うような値に設定しておけば、確率が初期化
された直後に、状態遷移による確率の変動が定常化状態
へと進むまでの間に生じる符号化効率の低下を小さくす
ることができる。In the moving picture coding method (apparatus) of the fourth embodiment, the initial state of the state transition diagram used for coding is added in the setting information adding step. As a result, the moving picture coding method (apparatus) of the fourth embodiment enables the coding side to specify the initial value of the probability used for arithmetic coding, as in the case of the previous embodiments. Become. If the initial value specified at this time is set to a value that matches the characteristics of the moving image to be encoded, the fluctuation of the probability due to the state transition progresses to the steady state immediately after the probability is initialized. It is possible to reduce the decrease in coding efficiency that occurs up to.

【０１３０】第４実施形態に係る動画像復号方法（装
置）は、ヘッダにて状態遷移図の初期状態を示す設定情
報を受け取り、その値によって当該スライスの初期化を
行う。このため第４実施形態では、符号化側でそれぞれ
の動画像の性質に合わせて好適に設定した確率を、復号
側においても使用することができる。従って、スライス
レイヤ、フレームレイヤとシーケンスレイヤとによる階
層構造を有する符号化データＤ７に対し、確率が好適に
設定されて、データ圧縮の効率が向上された符号化デー
タＤ７から、フレーム画像を好適に復元することが可能
となる。The moving picture decoding method (apparatus) according to the fourth embodiment receives the setting information indicating the initial state of the state transition diagram in the header, and initializes the slice according to the value. For this reason, in the fourth embodiment, the probability that is suitably set on the encoding side according to the characteristics of each moving image can also be used on the decoding side. Therefore, for the encoded data D7 having the hierarchical structure of the slice layer, the frame layer, and the sequence layer, the probability is preferably set, and the frame image is preferably used from the encoded data D7 in which the data compression efficiency is improved. It becomes possible to restore.

【０１３１】以下、状態遷移図の初期状態を通知する手
法について説明する。A method of notifying the initial state of the state transition diagram will be described below.

【０１３２】初期状態を通知する手法としては、状態を
示す番号を固定符号や可変長符号に変換し、ヘッダに付
与することが考えられる。しかしながら、図２０の状態
遷移図では４６状態存在しているため、用意すべき符号
長が大きくなり、また平均符号長も長くなってしまうと
いう問題がある。そこで第３実施形態にて述べたよう
に、ヘッダに既出の情報を用いて付与する情報量を削減
することが望ましい。その例を図２１，２２に示す。図
２１では動きベクトルの算術符号化に関する状態遷移図
の初期状態を、既出のパラメータである画面サイズを利
用して定めている。ここで、ｂｉｎ番号は第３実施形態
で示したものと同じく、動きベクトル情報の各ビットの
番号であり、初期開始位置はそのビットのコンテクスト
における、状態遷移図の初期状態番号、優性シンボル
は、「０」と「１」のうち初期状態において優性シンボ
ルとするシンボルを示している。図２２は、図２１に示
したｂｉｎごとの初期開始位置を変換するための設定情
報を定めている．図２２において「番号」は各設定情報
に設けられた通し番号であり，遷移値は図２１の初期状
態番号からの遷移量を示す。「方向」は、遷移の方向を
示すものであり、遷移の方向によって正負の値が割り当
てられている。「コード」は各設定情報に割り当てられ
た可変長符号であり、この符号を各種ヘッダに含ませる
ことにより、設定情報の付加が可能となる。As a method of notifying the initial state, it is possible to convert the number indicating the state into a fixed code or a variable length code and add it to the header. However, since there are 46 states in the state transition diagram of FIG. 20, there is a problem that the code length to be prepared becomes large and the average code length also becomes long. Therefore, as described in the third embodiment, it is desirable to reduce the amount of information added to the header by using already-existing information. An example thereof is shown in FIGS. In FIG. 21, the initial state of the state transition diagram regarding the arithmetic coding of the motion vector is defined by using the screen size which is the parameter already mentioned. Here, the bin number is the number of each bit of the motion vector information as in the third embodiment, and the initial start position is the initial state number of the state transition diagram and the dominant symbol in the context of that bit, Among the "0" and "1", the symbol that is the dominant symbol in the initial state is shown. FIG. 22 defines setting information for converting the initial start position for each bin shown in FIG. In FIG. 22, “number” is a serial number provided in each setting information, and the transition value indicates the transition amount from the initial state number of FIG. The “direction” indicates the direction of transition, and positive and negative values are assigned depending on the direction of transition. The “code” is a variable-length code assigned to each setting information, and setting information can be added by including this code in various headers.

【０１３３】図２１と図２２による復号時の初期状態番
号の設定の手順を図２５に示す．図２５に示すように、
復号時の初期状態番号の設定を行うために、まず映像情
報のヘッダから映像の大きさに関わるデータを読み取る
（Ｓ６０１）。次に、ｂｉｎNに関わる情報として、ヘ
ッダからｂｉｎＮに関する設定情報Ｓを読み取る（Ｓ６
０２）。次に、上記の映像の大きさから図２１に示すｂ
ｉｎＮの初期開始位置Ｐ０、優性シンボルＭ０を読み取
る（Ｓ６０３）。そして、設定情報Ｓに基づき、初期開
始位置Ｐ０、優性シンボルＭ０を変換させ、変換初期開
始位置P、変換優性シンボルMを得る（Ｓ６０４）。設定
情報Ｓによる変換方法は、遷移値がプラス方向であるな
らば、その遷移値回数分ＭＰＳ側が選択されたとして、
遷移値がマイナスであれば、遷移値回数分ＬＰＳが選択
されたとして、状態遷移図上を遷移させることにより行
う。例えば、状態遷移図を図２０とし、初期開始状態P
０・・・３０、優性シンボルＭ０＝１、設定情報Ｓの遷
移値・・・３であったならば、求める変換初期開始位置
Ｐは３３となる。この場合では変換優性シンボルＭはM
０と変わらず１となる。このように変換されて得られた
Ｐ，ＭをｂｉｎＮの初期開始位置として設定する（Ｓ６
０５）。その後この処理をすべてのｂｉｎについて繰り
返す（Ｓ６０６、Ｓ６０７）。なお、これらの初期状態
コードテーブルや変換方法は一例であり、他の初期状態
コードテーブルや変換方法を用いることもできる。FIG. 25 shows the procedure for setting the initial state number at the time of decoding according to FIGS. 21 and 22. As shown in FIG.
In order to set the initial state number at the time of decoding, first, the data relating to the size of the image is read from the header of the image information (S601). Next, as the information related to binN, the setting information S related to binN is read from the header (S6
02). Next, from the size of the above image, b shown in FIG.
The initial start position P0 of inN and the dominant symbol M0 are read (S603). Then, based on the setting information S, the initial start position P0 and the dominant symbol M0 are converted to obtain the converted initial start position P and the converted dominant symbol M (S604). If the transition value is in the positive direction, the conversion method based on the setting information S assumes that the MPS side has been selected by the number of transition values.
If the transition value is negative, it is determined that LPS has been selected by the number of transition values, and the transition is performed on the state transition diagram. For example, assume that the state transition diagram is shown in FIG.
If 0 ... 30, the dominant symbol M0 = 1, and the transition value of the setting information S ... 3, the conversion initial start position P to be obtained is 33. In this case, the transformed dominant symbol M is M
It becomes 1 without changing from 0. P and M obtained by the above conversion are set as the initial start position of binN (S6).
05). After that, this process is repeated for all bins (S606, S607). Note that these initial state code tables and conversion methods are examples, and other initial state code tables and conversion methods can also be used.

【０１３４】またここでは画面サイズ情報を利用した
が、これは一例であり、これに限定するものではない。
例えば画像符号化するための符号化条件である量子化パ
ラメータ値を用いて、第３実施形態で示した関数式を定
義して初期状態を設定するようにしてもよく、画像をフ
レーム内もしくはフレーム間で符号化するかに関する情
報を用いてもよい。また，図２０の状態遷移図のよう
に、確率の変動が段階的になっている場合には、開始時
の確率変動を変更できるように、設定情報にて、どの変
動状態から開始するようにするか伝えてもよい。例えば
図２０においては、＃０と＃６と＃１４は同一確率であ
るが、確率変動の傾きが異なっている。そこで、上記の
各状態に対し固定符号や可変長符号を割り当て、設定情
報としてヘッダに付与するようにしてもよい。Although the screen size information is used here, this is an example and the present invention is not limited to this.
For example, a quantization parameter value that is an encoding condition for image encoding may be used to define the functional expression shown in the third embodiment to set the initial state. Information about whether to encode between may be used. Further, as shown in the state transition diagram of FIG. 20, when the variation of the probability is stepwise, the variation state in the setting information is set so that the variation of the probability at the start can be changed. You may tell me whether to do it. For example, in FIG. 20, # 0, # 6, and # 14 have the same probability, but the gradient of the probability variation is different. Therefore, a fixed code or a variable length code may be assigned to each of the above states and added to the header as setting information.

【０１３５】次に、第４実施形態に係る動画像符号化方
法をコンピュータに実現させるための第４実施形態の動
画像符号化プログラムについて説明する。この動画像符
号化プログラムがコンピュータに実行させる設定情報付
加ステップでは、符号化に用いられた初期の確率テーブ
ルが関連付けられている初期の状態番号がヘッダに付与
する上記の既出の情報と上記の設定情報との所定の方法
による組合わせに変換される。また、符号化ステップに
おいては、上述したように状態遷移図を用いて状態番号
を遷移させることによって確率テーブルを更新しつつ算
術符号化が行われる。また、設定情報付加ステップに
て、上記の既出の情報と設定情報とが、符号化信号に付
加するヘッダに含められる。Next, a moving picture coding program of the fourth embodiment for causing a computer to realize the moving picture coding method according to the fourth embodiment will be described. In the setting information adding step that the moving picture coding program causes the computer to execute, the above-mentioned already-existing information and the above-mentioned setting that the initial state number associated with the initial probability table used for coding is given to the header It is converted into a combination with information in a predetermined method. Also, in the encoding step, arithmetic coding is performed while updating the probability table by transitioning the state numbers using the state transition diagram as described above. Further, in the setting information adding step, the above-mentioned information and setting information are included in the header added to the encoded signal.

【０１３６】次に、第４実施形態に係る動画像復号方法
をコンピュータに実現させるための第４実施形態の動画
像復号プログラムについて説明する。この動画像復号プ
ログラムがコンピュータに実行させる設定初期値設定ス
テップでは、符号化に用いられた初期の確率テーブルが
関連付けられている初期の状態番号がヘッダに付与され
た上記の既出の情報と上記の設定情報との所定の方法に
よる組合わせによって導出される。また、逆算術符号化
ステップでは、上述したように状態遷移図を用いて状態
番号を遷移させることによって確率テーブルを更新しつ
つ逆算術符号化が行われる。Next, a moving picture decoding program of the fourth embodiment for causing a computer to realize the moving picture decoding method according to the fourth embodiment will be described. In the setting initial value setting step that the moving picture decoding program causes the computer to execute, the above-mentioned already-existing information in which the initial state number associated with the initial probability table used for encoding is added to the header and the above-mentioned information It is derived by combination with the setting information by a predetermined method. In the inverse arithmetic encoding step, inverse arithmetic encoding is performed while updating the probability table by transitioning the state number using the state transition diagram as described above.

【０１３７】上記第３、第４の実施形態で、第２の実施
形態のようにリストにて初期値設定情報および初期状態
設定情報を設定する場合においては、ひとつの初期値設
定情報および初期状態設定情報によって制御できる初期
値の数としては、ひとつでもよいし、複数の確率情報を
グループ化してまとめて制御することとしても良い。前
者であれば、細かい初期確率設定が可能となるし、後者
であれば伝送が必要な初期値設定情報および初期状態設
定情報の情報量を減らすことが出来る。なお、このとき
の確率情報の組み合わせ方として、似た性質を示す符号
化要素の確率情報を一つにグループ化することが望まし
い。例えば、図３に示すマクロブロックモードの符号化
においては、用いられる確率情報はひとつではなく、モ
ード情報が二値化された情報に対して複数の確率情報が
用いられて算術符号化が行われる。このようにひとつの
符号化要素に関わる確率情報であれば、他の確率情報と
の相関関係が存在すると思われることから、それらすべ
てをまとめたひとつのグループで初期値を制御すること
が望ましい。また、画面全体が暗くなる場合など、スラ
イス全体で輝度が変化するような場合においては、輝度
に関わる、ＤＣＴ係数のうちのＤＣ係数に関する性質が
変化すると考えられる。ＤＣ係数の符号化においても、
用いられる確率情報はひとつではなく、ＤＣ係数が２値
化された情報に対して複数の確率情報が用いられて算術
符号化が行われることから、これらの確率情報をまとめ
て処理することが望ましい。In the third and fourth embodiments, when the initial value setting information and the initial state setting information are set in the list as in the second embodiment, one initial value setting information and one initial state are set. The number of initial values that can be controlled by the setting information may be one, or a plurality of pieces of probability information may be grouped and collectively controlled. In the former case, fine initial probability setting can be performed, and in the latter case, the information amount of the initial value setting information and the initial state setting information that need to be transmitted can be reduced. As a method of combining the probability information at this time, it is desirable to group together the probability information of the coding elements having similar properties. For example, in the macroblock mode coding shown in FIG. 3, the probability information used is not one, and arithmetic coding is performed by using a plurality of probability information for binarized mode information. . Since it is considered that the probability information relating to one coding element has a correlation with other probability information as described above, it is desirable to control the initial value by a single group including all of them. Further, in the case where the brightness changes in the entire slice such as when the entire screen becomes dark, it is considered that the property relating to the DC coefficient among the DCT coefficients related to the brightness changes. Even in the coding of DC coefficients,
The probability information used is not one, and a plurality of pieces of probability information are used for arithmetic coding on the information in which the DC coefficient is binarized. Therefore, it is desirable to collectively process these pieces of probability information. .

【０１３８】複数の確率情報をグループ化してまとめて
制御しようとする場合、全ての確率情報の初期値をひと
つのコードによって制御することとしても良い。例え
ば、映像のジャンルごとに初期値を定義する方法があ
る。スポーツ系の映像であれば、動き情報が大きくなる
傾向があるので、動きが大きくなるものが効率が良くな
るように、それぞれの確率情報の初期値のセットを用意
して設定するようにすればよいし、風景映像であれば、
単純な動きであるので、動きが小さくなるものの効率が
良くなるよう設定すればよい。When a plurality of pieces of probability information are grouped and collectively controlled, the initial values of all pieces of probability information may be controlled by one code. For example, there is a method of defining an initial value for each video genre. Since motion information tends to be large in sports videos, it is necessary to prepare and set a set of initial values for each probability information so that those with large motion will be more efficient. Good, if it's a landscape video,
Since it is a simple movement, it may be set so that the movement is small but the efficiency is high.

【０１３９】最後に、本発明による信号伝送システムの
実施形態について説明する。ここでは、映像情報を符号
化して伝送する画像伝送システムを例として説明する。
図１３は、実施形態に係る画像伝送システム（例えば、
モバイル映像伝送システム）の構成を示す図である。画
像伝送システムは、図１に示した画像符号化方法が実現
される画像符号化装置（例えば、図２に示した画像符号
化装置）と、図１０に示した画像復号方法が実現される
画像復号装置（例えば、図１１に示した画像復号装置）
とを備えて構成される。Finally, an embodiment of the signal transmission system according to the present invention will be described. Here, an image transmission system that encodes and transmits video information will be described as an example.
FIG. 13 shows an image transmission system according to the embodiment (for example,
It is a figure which shows the structure of a mobile video transmission system. The image transmission system includes an image encoding device that implements the image encoding method shown in FIG. 1 (for example, the image encoding device shown in FIG. 2) and an image that implements the image decoding method shown in FIG. Decoding device (for example, the image decoding device shown in FIG. 11)
And is configured.

【０１４０】本システムにおいて、入力フレーム画像Ｄ
１は、画像符号化装置１において符号化されて符号化デ
ータＤ７が生成され、有線または無線の所定の伝送路へ
と出力される。そして、画像符号化装置１から伝送路を
伝送された符号化データＤ７は、画像復号装置２に入力
され、出力フレーム画像Ｄ１０として復元される。In this system, the input frame image D
1 is encoded by the image encoding device 1 to generate encoded data D7, which is output to a predetermined wired or wireless transmission path. Then, the encoded data D7 transmitted through the transmission path from the image encoding device 1 is input to the image decoding device 2 and is restored as an output frame image D10.

【０１４１】このような画像伝送システムによれば、そ
れぞれの分割区間単位で画像データが効率良く符号化さ
れて、効率的に画像を伝送することができる。According to such an image transmission system, the image data can be efficiently encoded in each divided section unit, and the image can be transmitted efficiently.

【０１４２】[0142]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
効率的に符号化できる信号符号化方法、信号符号化装
置、及び信号符号化プログラム、符号化された信号を効
率的に復号できる信号復号方法、信号復号装置、及び信
号復号プログラムが提供される。As described above, according to the present invention,
Provided are a signal coding method, a signal coding device, and a signal coding program capable of efficiently coding, a signal decoding method, a signal decoding device, and a signal decoding program capable of efficiently decoding a coded signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】画像符号化方法の一実施形態を概略的に示すフ
ローチャートである。FIG. 1 is a flowchart schematically showing an embodiment of an image encoding method.

【図２】画像符号化装置の一実施形態の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an image encoding device.

【図３】動き補償に用いられる符号化モードの一例を示
す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a coding mode used for motion compensation.

【図４】画像データの直交変換について示す図である。FIG. 4 is a diagram showing orthogonal transformation of image data.

【図５】算術符号化を用いた画像符号化方法の一例を示
すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an example of an image coding method using arithmetic coding.

【図６】High Complexity Mode上での初期化処理の流れ
を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a flow of initialization processing in High Complexity Mode.

【図７】UVLCによる符号化の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of encoding by UVLC.

【図８】シーケンスレイヤのヘッダに設定情報を付加し
た場合のデータ伝送の例について説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of data transmission when setting information is added to a header of a sequence layer.

【図９】スライスレイヤのヘッダに設定情報を付加した
場合のデータ伝送の例について説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of data transmission when setting information is added to a slice layer header.

【図１０】画像復号方法の一実施形態を概略的に示すフ
ローチャートである。FIG. 10 is a flowchart schematically showing an embodiment of an image decoding method.

【図１１】画像復号装置の一実施形態の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an image decoding device.

【図１２】初期値リストとそのコードテーブルの例を示
す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of an initial value list and its code table.

【図１３】画像伝送システムの一実施形態の構成を示す
模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing a configuration of an embodiment of an image transmission system.

【図１４】算術符号化に用いられる確率テーブルの一例
を示す表である。FIG. 14 is a table showing an example of a probability table used for arithmetic coding.

【図１５】図１４に示した確率テーブルを用いた文字列
の符号化について示す図である。15 is a diagram showing encoding of a character string using the probability table shown in FIG.

【図１６】図１４に示した確率テーブルを用いた文字列
の復号について示す図である。16 is a diagram showing decoding of a character string using the probability table shown in FIG.

【図１７】ヘッダ情報から初期値を決定する例を示す図
である。FIG. 17 is a diagram showing an example of determining an initial value from header information.

【図１８】第２実施形態で述べたリストによる初期値設
定の例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an example of initial value setting by the list described in the second embodiment.

【図１９】ヘッダに既出の情報を用いた初期値リストを
複数用意しておき、初期値設定情報として使用するリス
トを示すコードを通知する例を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing an example in which a plurality of initial value lists using already-existing information are prepared in the header, and a code indicating a list used as initial value setting information is notified.

【図２０】確立状態遷移図の例を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an example of an established state transition diagram.

【図２１】動きベクトルの算術符号化に関する状態遷移
図の初期状態を、既出のパラメータである画面サイズを
利用して定めた例を示す図である。[Fig. 21] Fig. 21 is a diagram illustrating an example in which an initial state of a state transition diagram regarding arithmetic encoding of a motion vector is determined by using a screen size that is a parameter already described.

【図２２】設定情報の例を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing an example of setting information.

【図２３】シーケンスレイヤのヘッダに設定情報を付加
した場合のデータフォーマットを概略的に示す図であ
る。FIG. 23 is a diagram schematically showing a data format when setting information is added to a header of a sequence layer.

【図２４】スライスレイヤのヘッダに設定情報を付加し
た場合のデータフォーマットを概略的に示す図である。FIG. 24 is a diagram schematically showing a data format when setting information is added to the header of a slice layer.

【図２５】状態遷移図を用いた算術符号化における初期
状態番号の設定の手順を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a procedure for setting an initial state number in arithmetic coding using a state transition diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…フレーム画像分割部、１１…動き検出部、１２…
動き補償部、１３…減算器、１４…直交変換部、１５…
量子化部、１６…エントロピー符号化部、１７…逆量子
化部、１８…逆直交変換部、１９…加算器、２０…フレ
ームメモリ、２１…可変長復号部、２２…逆量子化部、
２３…逆直交変換部、２４…動き補償部、２５…フレー
ムメモリ、２６…加算器、３０…設定情報付加部、Ｄ１
…入力フレーム画像、Ｄ２…動きベクトル、Ｄ３…符号
化モード情報、Ｄ４…予測フレーム画像、Ｄ５…差分フ
レーム画像、Ｄ６…直交変換係数、Ｄ７…符号化デー
タ、Ｄ８…局所復号画像、Ｄ９…復元差分フレーム画
像、Ｄ１０…出力フレーム画像。10 ... Frame image division unit, 11 ... Motion detection unit, 12 ...
Motion compensation section, 13 ... Subtractor, 14 ... Orthogonal transformation section, 15 ...
Quantization unit, 16 ... Entropy coding unit, 17 ... Inverse quantization unit, 18 ... Inverse orthogonal transformation unit, 19 ... Adder, 20 ... Frame memory, 21 ... Variable length decoding unit, 22 ... Inverse quantization unit,
23 ... Inverse orthogonal transformation unit, 24 ... Motion compensation unit, 25 ... Frame memory, 26 ... Adder, 30 ... Setting information addition unit, D1
... input frame image, D2 ... motion vector, D3 ... coding mode information, D4 ... prediction frame image, D5 ... difference frame image, D6 ... orthogonal transform coefficient, D7 ... coded data, D8 ... locally decoded image, D9 ... restoration Difference frame image, D10 ... Output frame image.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブン チュンセン 東京都千代田区永田町二丁目11番１号 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ内 (56)参考文献 特開 平５−122534（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−130428（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−121359（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−341496（ＪＰ，Ａ) 特開2000−209442（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03M 3/00 - 11/00 H04N 7/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Bun Chun Sen 2-11-1, Nagata-cho, Chiyoda-ku, Tokyo NTT Docomo Co., Ltd. (56) Reference JP 5-122534 (JP, A) ) JP 5-130428 (JP, A) JP 9-121359 (JP, A) JP 11-341496 (JP, A) JP 2000-209442 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) H03M 3/00-11/00 H04N 7/24

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 符号化の対象となる符号化対象信号を分
割し、その分割区間単位の先頭で初期化された確率関連
情報に基づいて算術符号化を行う信号符号化方法であっ
て、 前記分割区間単位ごとに符号化対象信号を分析し、その
分割区間単位の符号化対象信号を算術符号化する際に用
いられる前記確率関連情報の初期値を導出すると共に、
前記符号化対象信号について別にヘッダに付与する既出
の情報と該既出の情報に所定の方法によって組合わせる
調整値とに前記確率関連情報の初期値を変換し、該調整
値を設定情報として導出する設定情報導出ステップと、 前記設定情報及び前記既出の情報に基づいて、前記分割
区間単位における符号化対象信号を算術符号化する符号
化ステップと、 前記分割区間単位ごとに算術符号化された信号に前記設
定情報及び前記既出の情報を含むヘッダを付加する設定
情報付加ステップとを備えることを特徴とする信号符号
化方法。1. A signal encoding method for dividing an encoding target signal to be encoded and performing arithmetic encoding based on probability-related information initialized at the beginning of the division interval unit, comprising: An encoding target signal is analyzed for each division section unit, and an initial value of the probability related information used in arithmetically encoding the encoding target signal of the division section unit is derived,
The initial value of the probability-related information is converted into already-existing information separately added to the header of the signal to be encoded and an adjustment value that combines the already-existing information by a predetermined method, and the adjustment value is derived as setting information. Setting information derivation step, based on the setting information and the above-mentioned information, an encoding step of arithmetically encoding a signal to be coded in the division section unit, and a signal arithmetically coded for each division section unit. A setting information adding step of adding a header including the setting information and the already-existing information. 【請求項２】 符号化信号を分割区間単位に逆算術符号
化する信号復号方法であって、 前記符号化信号のヘッダに既出の情報と、該既出の情報
に所定の方法によって組合わせることによって前記分割
区間単位の符号化対象信号を逆算術符号化する際に用い
られる確率関連情報の初期値を導出するための情報であ
り前記符号化信号のヘッダに含まれる設定情報とに基づ
いて、確率関連情報の初期値を設定する初期値設定ステ
ップと、 前記初期値設定ステップにおいて初期値が設定された確
率関連情報に基づいて分割区間単位ごとに符号化信号の
逆算術符号化を行う逆算術符号化ステップとを備えるこ
とを特徴とする信号復号方法。2. A signal decoding method for performing inverse arithmetic coding on a coded signal in units of divided sections, the information being already present in the header of the coded signal, and the information being previously combined by a predetermined method. Based on the setting information included in the header of the encoded signal, which is information for deriving the initial value of the probability related information used when inversely encoding the encoding target signal in the divided section units, the probability An initial value setting step of setting an initial value of the related information, and an inverse arithmetic code for performing an inverse arithmetic coding of the coded signal for each divided interval unit based on the probability related information having the initial value set in the initial value setting step. A signal decoding method, comprising: 【請求項３】 符号化の対象となる符号化対象信号を分
割し、その分割区間単位の先頭で初期化された確率関連
情報に基づいて算術符号化を行う信号符号化装置であっ
て、 前記分割区間単位ごとに符号化対象信号を分析し、その
分割区間単位の符号化対象信号を算術符号化する際に用
いられる前記確率関連情報の初期値を導出すると共に、
前記符号化対象信号について別にヘッダに付与する既出
の情報と該既出の情報に所定の方法によって組合わせる
調整値とに前記確率関連情報の初期値を変換し、該調整
値を設定情報として導出する設定情報導出手段と、 前記設定情報及び前記既出の情報に基づいて、前記分割
区間単位における符号化対象信号を算術符号化する符号
化手段と、 前記分割区間単位ごとに算術符号化された信号に前記設
定情報及び前記既出の情報を含むヘッダを付加する設定
情報付加手段とを備えることを特徴とする信号符号化装
置。3. A signal encoding device for dividing an encoding target signal to be encoded and performing arithmetic encoding based on probability related information initialized at the beginning of the divided interval unit, An encoding target signal is analyzed for each division section unit, and an initial value of the probability related information used in arithmetically encoding the encoding target signal of the division section unit is derived,
The initial value of the probability-related information is converted into already-existing information separately added to the header of the signal to be encoded and an adjustment value that combines the already-existing information by a predetermined method, and the adjustment value is derived as setting information. Setting information deriving means, based on the setting information and the already-existing information, coding means for arithmetically coding the signal to be coded in the division section unit, and to the signal that is arithmetically coded for each division section unit. A signal coding apparatus, comprising: a setting information adding unit that adds a header including the setting information and the already-existing information. 【請求項４】 符号化信号を分割区間単位に逆算術符号
化する信号復号装置であって、 前記符号化信号のヘッダに既出の情報と、該既出の情報
に所定の方法によって組合わせることによって前記分割
区間単位の符号化対象信号を逆算術符号化する際に用い
られる確率関連情報の初期値を導出するための情報であ
り前記符号化信号のヘッダに含まれる設定情報とに基づ
いて、確率関連情報の初期値を設定する初期値設定手段
と、 前記初期値設定ステップにおいて初期値が設定された確
率関連情報に基づいて分割区間単位ごとに符号化信号の
逆算術符号化を行う逆算術符号化手段とを備えることを
特徴とする信号復号装置。4. A signal decoding device for performing inverse arithmetic coding on a coded signal in units of divided sections, the information being already present in a header of the coded signal, and the information being previously combined by a predetermined method. Based on the setting information included in the header of the encoded signal, which is information for deriving the initial value of the probability related information used when inversely encoding the encoding target signal in the divided section units, the probability Initial value setting means for setting an initial value of the related information, and an inverse arithmetic code for performing an inverse arithmetic coding of the coded signal for each division interval unit based on the probability related information having the initial value set in the initial value setting step. A signal decoding device, comprising: 【請求項５】 符号化の対象となる符号化対象信号を分
割し、その分割区間単位の先頭で初期化された確率関連
情報に基づいて算術符号化を行うための信号符号化プロ
グラムであって、 コンピュータに、 前記分割区間単位ごとに符号化対象信号を分析し、その
分割区間単位の符号化対象信号を算術符号化する際に用
いられる前記確率関連情報の初期値を導出すると共に、
前記符号化対象信号について別にヘッダに付与する既出
の情報と該既出の情報に所定の方法によって組合わせる
調整値とに前記確率関連情報の初期値を変換し、該調整
値を設定情報として導出する設定情報導出ステップと、 前記設定情報及び前記既出の情報に基づいて、前記分割
区間単位における符号化対象信号を算術符号化する符号
化ステップと、 前記分割区間単位ごとに算術符号化された信号に前記設
定情報及び前記既出の情報を含むヘッダを付加する設定
情報付加ステップとを実行させることを特徴とする信号
符号化プログラム。5. A signal encoding program for dividing an encoding target signal to be encoded and performing arithmetic encoding based on the probability related information initialized at the beginning of the divided interval unit. In the computer, the coding target signal is analyzed for each of the divided section units, and an initial value of the probability related information used when arithmetically coding the coding target signal of the divided section unit is derived,
The initial value of the probability-related information is converted into already-existing information separately added to the header of the signal to be encoded and an adjustment value that combines the already-existing information by a predetermined method, and the adjustment value is derived as setting information. Setting information derivation step, based on the setting information and the above-mentioned information, an encoding step of arithmetically encoding a signal to be coded in the division section unit, and a signal arithmetically coded for each division section unit. And a setting information adding step of adding a header including the setting information and the already-existing information. 【請求項６】 符号化信号を分割区間単位に逆算術符号
化するための信号復号プログラムであって、 コンピュータに、 前記符号化信号のヘッダに既出の情報と、該既出の情報
に所定の方法によって組合わせることによって前記分割
区間単位の符号化対象信号を逆算術符号化する際に用い
られる確率関連情報の初期値を導出するための情報であ
り前記符号化信号のヘッダに含まれる設定情報とに基づ
いて、確率関連情報の初期値を設定する初期値設定ステ
ップと、 前記初期値設定ステップにおいて初期値が設定された確
率関連情報に基づいて分割区間単位ごとに符号化信号の
逆算術符号化を行う逆算術符号化ステップとを実行させ
ることを特徴とする信号復号プログラム。6. A signal decoding program for performing inverse arithmetic coding on a coded signal in units of divided sections, the method comprising: a computer, the information already appearing in a header of the coded signal, and a predetermined method for the information already appearing. And setting information included in the header of the encoded signal, which is information for deriving the initial value of the probability related information used when inversely encoding the encoding target signal in units of divided sections by combining An initial value setting step of setting an initial value of probability related information, and inverse arithmetic coding of a coded signal for each divided interval unit based on the probability related information having an initial value set in the initial value setting step. And an inverse arithmetic coding step for executing the signal decoding program. 【請求項７】 符号化の対象となる符号化対象信号を分
割し、複数の状態番号各々に確率関連情報が関連付けら
れた状態遷移図を用いて、分割された区間ごとに符号化
対象信号を算術符号化する信号符号化方法であって、 前記分割区間単位ごとに符号化対象信号を分析し、その
分割区間単位の符号化対象信号を算術符号化する際に用
いられる確率関連情報の初期値を導出すると共に、前記
符号化対象信号について別にヘッダに付与する既出の情
報に基づいて導出する値と該値に所定の方法によって組
合わせる調整値とに前記確率関連情報の初期値が関連付
けられた状態番号を変換し、該調整値を設定情報として
導出する設定情報導出ステップと、 前記設定情報導出ステップにて導出された確率関連情報
の初期値に基づいて、前記分割区間単位における符号化
対象信号を算出符号化する符号化ステップと、 前記分割区間単位ごとに算術符号化された信号に前記既
出の情報及び前記設定情報を含むヘッダを付加する設定
情報付加ステップとを備えることを特徴とする信号符号
化方法。7. A coding target signal to be coded is divided, and a coding target signal is divided for each divided section by using a state transition diagram in which probability related information is associated with each of a plurality of state numbers. A signal encoding method for arithmetic encoding, wherein an encoding target signal is analyzed for each division section unit, and an initial value of probability-related information used when arithmetically encoding an encoding target signal in each division section unit And an initial value of the probability related information is associated with a value derived based on already-existing information separately given to the header for the signal to be encoded and an adjustment value to be combined with the value by a predetermined method. Based on the setting information derivation step of converting the state number and deriving the adjustment value as the setting information, the division interval unit based on the initial value of the probability related information derived in the setting information derivation step. A coding step of calculating and coding a coding target signal in the coding step, and a setting information adding step of adding a header including the already-explained information and the setting information to the arithmetically coded signal for each division section unit. A signal encoding method characterized by: 【請求項８】 複数の状態番号各々に確率関連情報が関
連付けられた状態遷移図を用いて、符号化信号を分割区
間単位に逆算術符号化する信号復号方法であって、 前記分割区間単位の符号化対象信号を逆算術符号化する
際に用いられる確率関連情報の初期値が関連付けられて
いる初期の状態番号を所定の方法によって導出するため
に前記符号化信号のヘッダに含められた既出の情報及び
該既出の情報に組合わせる設定情報とに基づいて、初期
の状態番号を導出する初期値設定ステップと、 前記初期の状態番号に関連付けられている確率関連情報
に基づいて前記符号化信号を逆算出符号化する逆算術符
号化ステップとを備えることを特徴とする信号復号方
法。8. A signal decoding method for performing inverse arithmetic coding on a coded signal in units of divided sections using a state transition diagram in which probability related information is associated with each of a plurality of state numbers, wherein An already-existing header included in the header of the encoded signal for deriving by a predetermined method an initial state number associated with an initial value of probability related information used in inverse arithmetic encoding of a signal to be encoded. An initial value setting step of deriving an initial state number on the basis of information and setting information to be combined with the already-existing information, and the encoded signal based on probability related information associated with the initial state number. And an inverse arithmetic encoding step of performing inverse calculation encoding. 【請求項９】 符号化の対象となる符号化対象信号を分
割し、複数の状態番号各々に確率関連情報が関連付けら
れた状態遷移図を用いて、分割された区間ごとに符号化
対象信号を算術符号化する信号符号化装置であって、 前記分割区間単位ごとに符号化対象信号を分析し、その
分割区間単位の符号化対象信号を算術符号化する際に用
いられる確率関連情報の初期値を導出すると共に、前記
符号化対象信号について別にヘッダに付与する既出の情
報に基づいて導出する値と該値に所定の方法によって組
合わせる調整値とに前記確率関連情報の初期値が関連付
けられた状態番号を変換し、該調整値を設定情報として
導出する設定情報導出手段と、 前記設定情報導出ステップにて導出された確率関連情報
の初期値に基づいて、前記分割区間単位における符号化
対象信号を算出符号化する符号化手段と、 前記分割区間単位ごとに算術符号化された信号に前記既
出の情報及び前記設定情報を含むヘッダを付加する設定
情報付加手段とを備えることを特徴とする信号符号化方
法。9. A coding target signal to be coded is divided, and a coding target signal is divided for each divided section by using a state transition diagram in which probability related information is associated with each of a plurality of state numbers. A signal encoding device for arithmetic encoding, wherein an encoding target signal is analyzed for each division section unit, and an initial value of probability related information used when arithmetically encoding an encoding target signal of the division section unit. And an initial value of the probability related information is associated with a value derived based on already-existing information separately given to the header for the signal to be encoded and an adjustment value to be combined with the value by a predetermined method. Setting information derivation means for converting the state number and deriving the adjustment value as setting information, and based on the initial value of the probability related information derived in the setting information derivation step Coding means for calculating and coding a signal to be coded, and setting information adding means for adding a header including the already-explained information and the setting information to the signal arithmetically coded for each division section unit. A signal encoding method characterized by: 【請求項１０】 複数の状態番号各々に確率関連情報が
関連付けられた状態遷移図を用いて、符号化信号を分割
区間単位に逆算術符号化する信号復号装置であって、 前記分割区間単位の符号化対象信号を逆算術符号化する
際に用いられる確率関連情報の初期値が関連付けられて
いる初期の状態番号を所定の方法によって導出するため
に前記符号化信号のヘッダに含められた既出の情報及び
該既出の情報に組合わせる設定情報とに基づいて、初期
の状態番号を導出する初期値設定手段と、 前記初期の状態番号に関連付けられている確率関連情報
に基づいて前記符号化信号を逆算出符号化する逆算術符
号化手段とを備えることを特徴とする信号復号装置。10. A signal decoding device that performs inverse arithmetic coding on a coded signal in units of divided sections using a state transition diagram in which probability related information is associated with each of a plurality of state numbers, wherein An already-existing header included in the header of the encoded signal for deriving by a predetermined method an initial state number associated with an initial value of probability related information used in inverse arithmetic encoding of a signal to be encoded. Initial value setting means for deriving an initial state number based on information and setting information to be combined with the already-existing information; and the encoded signal based on probability related information associated with the initial state number. A signal decoding device, comprising: an inverse arithmetic encoding unit for performing inverse calculation encoding. 【請求項１１】 符号化の対象となる符号化対象信号を
分割し、複数の状態番号各々に確率関連情報が関連付け
られた状態遷移図を用いて、分割された区間ごとに符号
化対象信号を算術符号化するための信号符号化プログラ
ムであって、 コンピュータに、 前記分割区間単位ごとに符号化対象信号を分析し、その
分割区間単位の符号化対象信号を算術符号化する際に用
いられる確率関連情報の初期値を導出すると共に、前記
符号化対象信号について別にヘッダに付与する既出の情
報に基づいて導出する値と該値に所定の方法によって組
合わせる調整値とに前記確率関連情報の初期値が関連付
けられた状態番号を変換し、該調整値を設定情報として
導出する設定情報導出ステップと、 前記設定情報導出ステップにて導出された確率関連情報
の初期値に基づいて、前記分割区間単位における符号化
対象信号を算出符号化する符号化ステップと、 前記分割区間単位ごとに算術符号化された信号に前記既
出の情報及び前記設定情報を含むヘッダを付加する設定
情報付加ステップとを実行させることを特徴とする信号
符号化プログラム。11. A coding target signal to be coded is divided, and a coding target signal is divided for each divided section using a state transition diagram in which probability related information is associated with each of a plurality of state numbers. A signal coding program for arithmetic coding, wherein a computer analyzes a signal to be coded for each division section unit, and a probability used when arithmetically coding the signal to be coded in each division section unit. An initial value of the probability related information is derived from a value derived based on the already-existing information separately given to the header for the target signal to be encoded and an adjustment value to be combined with the value by a predetermined method. A setting information derivation step of converting a state number associated with a value and deriving the adjustment value as setting information; and an initial stage of probability-related information derived in the setting information derivation step. An encoding step of calculating and encoding an encoding target signal in the division section unit based on a value; and adding a header including the already-existing information and the setting information to the signal arithmetically encoded for each division section unit. And a setting information adding step for executing the signal encoding program. 【請求項１２】 複数の状態番号各々に確率関連情報が
関連付けられた状態遷移図を用いて、符号化信号を分割
区間単位に逆算術符号化するための信号復号プログラム
であって、 コンピュータに、 前記分割区間単位の符号化対象信号を逆算術符号化する
際に用いられる確率関連情報の初期値が関連付けられて
いる初期の状態番号を所定の方法によって導出するため
に前記符号化信号のヘッダに含められた既出の情報及び
該既出の情報に組合わせる設定情報とに基づいて、初期
の状態番号を導出する初期値設定ステップと、 前記初期の状態番号に関連付けられている確率関連情報
に基づいて前記符号化信号を逆算出符号化する逆算術符
号化ステップとを実行させることを特徴とする信号復号
プログラム。12. A signal decoding program for performing inverse arithmetic coding on a coded signal in units of divided intervals by using a state transition diagram in which probability related information is associated with each of a plurality of state numbers, the program comprising: In the header of the coded signal in order to derive an initial state number associated with an initial value of the probability related information used when inversely encoding the signal to be coded in the unit of division by a predetermined method. An initial value setting step of deriving an initial state number based on the included already-existing information and setting information to be combined with the already-existing information, and based on probability related information associated with the initial state number. An inverse arithmetic coding step of performing inverse calculation encoding of the encoded signal, and a signal decoding program. 【請求項１３】 符号化信号を分割区間単位に逆算術符
号化する信号復号方法であって、 前記分割区間単位の符号化対象信号を逆算術符号化する
際に用いられる確率関連情報を初期化するための初期値
に関する情報であり符号化信号に付加されたヘッダに含
まれる設定情報に基づいて確率関連情報の初期値を設定
する初期値設定ステップと、 前記初期値設定ステップにおいて初期値が設定された確
率関連情報に基づいて分割区間単位ごとに符号化信号の
逆算術符号化を行う逆算術符号化ステップとを備え、 前記初期値設定ステップにおいて、符号化信号に付加さ
れたヘッダに含まれる設定情報と、符号化信号のヘッダ
にて既出である情報を所定の方法により組み合わせて確
率関連情報の初期値を設定することを特徴とする信号復
号方法。 13. An inverse arithmetic code for a coded signal in units of divided intervals.
A signal decoding method for encoding , wherein the signal to be coded in units of divided sections is inverse arithmetically coded.
Initial value for initializing the probability related information used when
Information on the header, which is included in the header added to the encoded signal.
Set the initial value of probability related information based on the setting information
The initial value setting step and that the initial value was set in the initial value setting step.
Based on the rate-related information,
And an inverse arithmetic encoding step for performing inverse arithmetic encoding, wherein the inverse signal is added to the encoded signal in the initial value setting step.
Information included in the encoded header and the encoded signal header
It is possible to combine the information already published in
Signal recovery characterized by setting initial value of rate related information
No. method.