JPWO2013046504A1 - 算術復号装置、画像復号装置、および算術復号方法 - Google Patents

Abstract

算術復号装置は、ストリームから取得された位置情報の取りうる範囲を示す区間情報のうち、第１の値の範囲と第２の値の範囲との境界を示す分割情報の候補を、次の２値データが第１及び第２の値のいずれであるかを示す確率情報を用いて算出する分割情報算出部と、分割情報の候補のうち、区間情報に対応する分割情報を選択する分割情報選択部と、分割情報で区分された区間情報のどちらの範囲に位置情報が含まれるかに応じて２値データを生成すると共に、生成された２値データを用いて次の区間情報及び次の位置情報を生成する生成部とを備え、分割情報算出部の処理と生成部の処理とは、パイプライン実行される。２値算術復号処理内をパイプライン実行する。

Description

本発明は、算術復号装置およびその方法に関するものである。

近年、動画像や音声の圧縮符号化技術の進展は著しく、放送、通信および蓄積等の分野で実用化されている。エントロピー符号化は、符号化する値の発生確率に応じて符号長を変化させることで、符号化効率を向上させる圧縮符号化技術の一つである。エントロピー符号化の具体例としては、ハフマン符号化や算術符号化等が知られている。

算術符号化方式として、例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣで採用されているＣＡＢＡＣ（Ｃｏｎｔｅｘｔ−ｂａｓｅｄ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｉｎａｒｙ Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ Ｃｏｄｉｎｇ：コンテキスト適応型２値算術符号化方式）がある。ＣＡＢＡＣによる符号化処理は、主に、確率情報算出処理と、２値算術符号化処理とに分けられる。

確率情報算出処理では、符号化対象の２値データが属するＳＥ（Ｓｙｎｔａｘ Ｅｌｅｍｅｎｔ、シンタックスエレメント）、ｂｉｎＩｄｘ（ＳＥを構成する２値データの並びにおける２値データの位置）、および周囲の状況に応じてｃｔｘＩｄｘ（２値データの確率情報を指定する番号）を算出し、ｃｔｘＩｄｘにより指定された２値データの確率情報を参照し、更新する。２値データの確率情報は、ＭＰＳ（Ｍｏｓｔ Ｐｒｏｂａｂｌｅ Ｓｙｍｂｏｌ、発生確率が高い０、１いずれかのシンボル）とｐＳｔａｔｅＩｄｘ（発生確率テーブルを指定する番号）として、複数保持されている。

図１４は、２値算術符号化処理を説明するための概念図である。２値算術符号化処理では、ｐＳｔａｔｅＩｄｘにより指定された発生確率テーブルに応じて、区間を実数０．０から１．０の間で狭めていく。符号化データは、最終区間を特定する実数値の２進表現になる。実際には、限られた桁数で区間幅を保持するため、最終区間の上位ビットが確定した時点で符号化データを出力し、区間幅を広げる再正規化（Ｒｅｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ）と呼ばれる処理が加わる。

ＣＡＢＡＣによる復号処理は、主に、確率情報算出処理と、２値算術復号処理とに分けられる。確率情報算出処理では、復号対象の２値データが属するＳＥ、ｂｉｎＩｄｘ、および周囲の状況に応じてｃｔｘＩｄｘを算出し、ｃｔｘＩｄｘにより指定された２値データの確率情報を参照し、更新する。２値データの確率情報は、ＭＰＳとｐＳｔａｔｅＩｄｘとして、複数保持されている。

図１５は、２値算術復号処理を説明するための概念図である。２値算術復号処理では、ｐＳｔａｔｅＩｄｘにより指定された発生確率テーブルに応じて、区間をＭＰＳの区間と、ＬＰＳ（Ｌｅａｓｔ Ｐｒｏｂａｂｌｅ Ｓｙｍｂｏｌ、発生確率が低い０、１いずれかのシンボル）の区間とに分割し、最終区間を特定する符号化データがどちらの区間に含まれるかにより、２値データを確定する。実際には、限られた桁数で区間幅を保持するため、最終区間の上位ビットが確定した時点で符号化データを読み進め、区間幅を広げる再正規化（Ｒｅｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ）と呼ばれる処理が加わる。

ＣＡＢＡＣによる復号処理では、現在の復号対象の２値データが確定するまで、次の復号対象の２値データが属するＳＥ、ｂｉｎＩｄｘ、および周囲の状況が確定しないため、ｃｔｘＩｄｘを算出できない。これにより、確率情報算出処理と、２値算術復号処理とを順次実行しなければならず、高速化することができない。

特許文献１では、この課題を解決する方法の一つが開示されている。特許文献１に記載の従来の算術復号装置では、確率情報算出処理を、ｃｔｘＩｄｘ算出処理と、ＭＰＳおよびｐＳｔａｔｅＩｄｘ出力処理とに分け、次の次の２値データに対応するｃｔｘＩｄｘ算出処理と、次の２値データに対応するＭＰＳおよびｐＳｔａｔｅＩｄｘ出力処理と、現在の２値データに対応する２値算術復号処理とをパイプライン実行する。

ｃｔｘＩｄｘ算出処理では、現在の２値データと、次の２値データとが取り得る全ての値の組み合わせに対応するｃｔｘＩｄｘ候補を算出し、現在の２値データが確定した時点で、次の次の２値データに対応するｃｔｘＩｄｘ候補を選択する。具体的には、（現在の２値データ、次の２値データ）＝（０、０）、（０、１）、（１、０）、（１、１）となる４種類のｃｔｘＩｄｘ候補を算出し、現在の２値データが確定した時点で、（現在の２値データ、次の２値データ）＝（０、０）、（０、１）、または（現在の２値データ、次の２値データ）＝（１、０）、（１、１）となるいずれか２種類のｃｔｘＩｄｘ候補を選択する。

ＭＰＳおよびｐＳｔａｔｅＩｄｘ出力処理では、ｃｔｘＩｄｘ算出処理により算出されたｃｔｘＩｄｘ候補に対応するＭＰＳおよびｐＳｔａｔｅＩｄｘ候補を出力し、現在の２値データが確定した時点で、次の２値データに対応するＭＰＳおよびｐＳｔａｔｅＩｄｘを選択する。具体的には、現在の２値データ＝０、１となる２種類のＭＰＳおよびｐＳｔａｔｅＩｄｘ候補を出力し、現在の２値データが確定した時点で、いずれかのＭＰＳおよびｐＳｔａｔｅＩｄｘを選択する。

一方、２値算術復号処理では、ＭＰＳおよびｐＳｔａｔｅＩｄｘ出力処理により出力されたＭＰＳおよびｐＳｔａｔｅＩｄｘに応じて、現在の２値データを確定する。

これにより、順次実行しなければならなかった確率情報算出処理と、２値算術復号処理とをパイプライン実行することができ、ＣＡＢＡＣによる復号処理を高速化することができる。

特開２００８−２８９１２５号公報

しかしながら、上記従来の算術復号装置では、確率情報算出処理と２値算術復号処理、および確率情報算出処理内はパイプライン実行することができるが、２値算術復号処理内はパイプライン実行することができないという問題点を有している。これにより、２値算術復号処理に要する処理時間が長い算術符号化方式では、パイプライン時間が２値算術復号処理に要する処理時間に律則し、算術復号処理全体を高速化することができない。

そこで、本発明は上記従来の問題点を解決するもので、２値算術復号処理内の各処理をパイプライン実行することができる算術復号装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一形態に係る算術復号装置は、算術符号化されたストリームを復号して２値データを生成する算術復号装置である。具体的には、算術復号装置は、前記ストリームから取得された位置情報の取りうる範囲を示す区間情報のうち、第１の値の範囲と第２の値の範囲との境界を示す分割情報の候補を、次の２値データが前記第１及び第２の値のいずれであるかを示す確率情報を用いて算出する分割情報算出部と、前記分割情報の候補のうち、前記区間情報に対応する分割情報を選択する分割情報選択部と、前記分割情報で区分された前記区間情報のどちらの範囲に前記位置情報が含まれるかに応じて２値データを生成すると共に、生成された前記２値データを用いて次の前記区間情報及び次の前記位置情報を生成する生成部とを備える。そして、前記分割情報算出部の処理と前記生成部の処理とは、パイプライン実行される。

これにより、２値データに依存せず次の２値データの出現確率が確定する算術符号化方式において、１サイクルで１個の２値データを復号しながら、分割情報の算出処理と２値データの算出処理とをパイプライン実行することができる。その結果、２値算術復号処理を高速化することができる。

さらに、前記算術復号装置は、前記分割情報算出部で算出された前記分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、前記生成部で生成された前記区間情報を記憶する区間情報記憶部と、前記生成部で生成された前記位置情報を記憶する位置情報記憶部とを備えてもよい。前記分割情報選択部は、前記分割情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報に対応するｎ番目の前記分割情報を選択して前記生成部に通知してもよい。前記生成部は、前記分割情報選択部から通知された前記ｎ番目の分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されている前記ｎ番目の区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記位置情報とを用いて、ｎ番目の前記２値データと、（ｎ＋１）番目の前記区間情報と、（ｎ＋１）番目の前記位置情報とを生成してもよい。

さらに、前記算術復号装置は、前記分割情報選択部で選択された前記分割情報を記憶する分割情報記憶部と、前記生成部で生成された前記区間情報を記憶する区間情報記憶部と、前記生成部で生成された前記位置情報を記憶する位置情報記憶部とを備えてもよい。前記分割情報選択部は、前記分割情報算出部で算出されたｎ番目の前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報に対応するｎ番目の前記分割情報を選択して前記分割情報記憶部に記憶させてもよい。前記生成部は、前記分割情報記憶部に記憶されている前記ｎ番目の分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記位置情報とを用いて、ｎ番目の前記２値データと、（ｎ＋１）番目の前記区間情報と、（ｎ＋１）番目の前記位置情報とを生成してもよい。

これにより、分割情報記憶部を１個だけ備えればよいので、必要資源を抑制することができる。

また、前記分割情報算出部は、直前の２値データが前記第１の値である場合の前記確率情報、及び前記直前の２値データが前記第２の値である場合の前記確率情報のそれぞれを用いて前記分割情報の候補を算出してもよい。前記分割情報選択部は、前記生成部で生成された前記直前の２値データに対応する前記確率情報を用いて算出された前記分割情報のうち、前記区間情報に対応する前記分割情報を選択してもよい。

これにより、２値データに依存して次の２値データの出現確率が確定する算術符号化方式において、１サイクルで１個の２値データを復号しながら、分割情報の算出処理と２値データの算出処理とをパイプライン実行できる。その結果、２値算術復号処理を高速化することができる。

さらに、前記算術復号装置は、前記分割情報算出部で算出された前記分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、前記生成部で生成された前記区間情報を記憶する区間情報記憶部と、前記生成部で生成された前記位置情報を記憶する位置情報記憶部と、前記生成部で生成された前記２値データを記憶する２値データ記憶部とを備えてもよい。前記分割情報選択部は、前記分割情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記分割情報の候補のうち、前記２値データ記憶部に記憶されている（ｎ−１）番目の前記２値データ及び前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報に対応するｎ番目の前記分割情報を選択して前記生成部に通知してもよい。前記生成部は、前記分割情報選択部から通知された前記ｎ番目の分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されている前記ｎ番目の区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記位置情報とを用いて、ｎ番目の前記２値データと、（ｎ＋１）番目の前記区間情報と、（ｎ＋１）番目の前記位置情報とを生成してもよい。

さらに、前記算術復号装置は、前記分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、前記生成部で生成された前記区間情報を記憶する区間情報記憶部と、前記生成部で生成された前記位置情報を記憶する位置情報記憶部とを備えてもよい。前記分割情報選択部は、前記分割情報算出部で算出されたｎ番目の前記分割情報の候補のうち、前記生成部で生成された（ｎ−１）番目の前記２値データに対応する分割情報の候補を選択して前記分割情報記憶部に記憶させる第１の分割情報選択部と、前記分割情報記憶部に記憶されている前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報に対応するｎ番目の前記分割情報を選択して前記生成部に通知する第２の分割情報選択部とを備えてもよい。前記生成部は、前記第２の分割情報選択部から通知された前記ｎ番目の分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記位置情報とを用いて、ｎ番目の前記２値データと、（ｎ＋１）番目の前記区間情報と、（ｎ＋１）番目の前記位置情報とを生成してもよい。

これにより、分割情報記憶部を区間情報の値域に対応する個数だけ備えればよいので、必要資源を抑制することができる。

さらに、前記算術復号装置は、前記分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、前記生成部で生成された前記２値データを記憶する２値データ記憶部と、前記生成部で生成された前記区間情報を記憶する区間情報記憶部と、前記生成部で生成された前記位置情報を記憶する位置情報記憶部とを備えてもよい。前記分割情報選択部は、前記分割情報算出部で算出されたｎ番目の前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報に対応する分割情報の候補を選択して前記分割情報記憶部に記憶させる第１の分割情報選択部と、前記分割情報記憶部に記憶されている前記分割情報の候補のうち、前記２値データ記憶部に記憶されている（ｎ−１）番目の前記２値データに対応するｎ番目の前記分割情報を選択して前記生成部に通知する第２の分割情報選択部とを備えてもよい。そして、前記生成部は、前記第２の分割情報選択部から通知された前記ｎ番目の分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記位置情報とを用いて、ｎ番目の前記２値データと、（ｎ＋１）番目の前記区間情報と、（ｎ＋１）番目の前記位置情報とを生成してもよい。

これにより、分割情報記憶部を２個だけ備えればよいので、必要資源を抑制することができる。

さらに、前記算術復号装置は、前記分割情報を記憶する分割情報記憶部と、前記生成部で生成された前記区間情報を記憶する区間情報記憶部と、前記生成部で生成された前記位置情報を記憶する位置情報記憶部とを備えてもよい。前記分割情報選択部は、前記分割情報算出部で算出されたｎ番目の前記分割情報の候補のうち、前記算出部で算出された（ｎ−１）番目の前記２値データ及びｎ番目の前記区間情報に対応するｎ番目の前記分割情報を選択して前記分割情報記憶部に記憶させてもよい。前記生成部は、前記分割情報記憶部に記憶されている前記ｎ番目の分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されている前記ｎ番目の区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記位置情報とを用いて、ｎ番目の前記２値データと、（ｎ＋１）番目の前記区間情報と、（ｎ＋１）番目の前記位置情報とを生成してもよい。

これにより、分割情報記憶部を１個だけ備えればよいので、必要資源を抑制することができる。

また、前記分割情報算出部は、前記確率情報と前記区間情報の上限値との組み合わせに対応する確率情報を保持するルックアップテーブルを参照して、前記分割情報の候補を算出してもよい。

また、前記算術復号装置は、複数の前記分割情報算出部を備えてもよい。そして、前記複数の分割情報算出部それぞれは、前記区間情報の上限値が固定された前記ルックアップテーブルを参照して、前記分割情報の候補を算出してもよい。

これにより、分割情報の算出処理を簡略化することができる。

また、前記分割情報算出部は、前記確率情報と前記区間情報の上限値との乗算処理を用いて、前記分割情報の候補を算出してもよい。

また、前記算術復号装置は、複数の前記分割情報算出部を備えてもよい。そして、前記複数の分割情報算出部それぞれは、前記区間情報の上限値が固定した前記乗算処理を用いて、前記分割情報の候補を算出してもよい。

これにより、分割情報の算出処理を簡略化することができる。

さらに、前記算術復号装置は、前記分割情報選択部で使用される前記確率情報を算出する確率情報算出部を備えてもよい。

これにより、どのような算術符号化方式においても、確率情報算出処理と２値算術復号処理、確率情報算出処理内、および２値算術復号処理内を全てパイプライン実行することができる。その結果、算術復号処理全体を高速化することができる。

本発明の他の形態に係る算術復号装置は、算術符号化されたストリームを復号して２値データを生成する。具体的には、算術復号装置は、前記ストリームから取得された位置情報の取りうる範囲を示す区間情報を記憶する区間情報記憶部と、前記位置情報を記憶する位置情報記憶部と、前記２値データを記憶する２値データ記憶部と、前記区間情報のうち、第１の値の範囲と第２の値の範囲との境界を示す分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、分割情報算出部と、分割情報選択部と、２値データ生成部と、区間・位置情報生成部とを備える。前記分割情報算出部は、次の前記２値データが前記第１及び第２の値のいずれであるかを示す確率情報を用いて前記分割情報の候補を算出して前記分割情報記憶部に記憶させる。前記分割情報選択部は、前記分割情報記憶部に記憶されている前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されている前記区間情報に対応する分割情報を選択して前記２値データ生成部に通知する。前記２値データ生成部は、前記分割情報選択部から通知された前記分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されている前記区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されている前記位置情報とを用いて、前記分割情報で区分された前記区間情報のどちらの範囲に前記位置情報が含まれるかに応じて前記２値データを生成して前記２値データ記憶部に記憶させる。前記区間・位置情報生成部は、前記２値データ算出部で算出された前記２値データを用いて、前記区間情報及び前記位置情報を生成して前記区間情報記憶部及び前記位置情報記憶部に記憶させる。

本発明の他の形態に係る算術復号装置は、算術符号化されたストリームを復号して２値データを生成する。具体的には、算術復号装置は、前記ストリームから取得された位置情報の取りうる範囲を示す区間情報を記憶する区間情報記憶部と、前記位置情報を記憶する位置情報記憶部と、前記区間情報のうち、第１の値の範囲と第２の値の範囲との境界を示す分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、分割情報算出部と、第１の分割情報選択部と、第２の分割情報選択部と、２値データ生成部と、区間・位置情報生成部とを備える。前記分割情報算出部は、次の前記２値データが前記第１及び第２の値のいずれであるかを示す確率情報を用いて前記分割情報の候補を算出して前記第１の分割情報選択部に通知する。前記第１の分割情報選択部は、前記分割情報算出部から通知された前記分割情報の候補のうち、前記２値データ生成部で直前に生成された前記２値データに対応する分割情報の候補を選択して前記分割情報記憶部に記憶させる。前記第２の分割情報選択部は、前記分割情報記憶部に記憶されている前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されている前記区間情報に対応する前記分割情報を選択して前記２値データ生成部に通知する。前記２値データ生成部は、前記第２の分割情報選択部から通知された前記分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されている前記区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されている前記位置情報とを用いて、前記分割情報で区分された前記区間情報のどちらの範囲に前記位置情報が含まれるかに応じて前記２値データを生成して前記第１の分割情報選択部に通知する。前記区間・位置情報生成部は、前記２値データ算出部で算出された前記２値データを用いて、前記区間情報及び前記位置情報を生成して前記区間情報記憶部及び前記位置情報記憶部に記憶させる。

本発明の他の形態に係る算術復号装置は、算術符号化されたストリームを復号して２値データを生成する。具体的には、算術復号装置は、前記ストリームから取得された位置情報の取りうる範囲を示す区間情報を記憶する区間情報記憶部と、前記位置情報を記憶する位置情報記憶部と、前記２値データを記憶する２値データ記憶部と、前記区間情報のうち、第１の値の範囲と第２の値の範囲との境界を示す分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、分割情報算出部と、第１の分割情報選択部と、第２の分割情報選択部と、２値データ生成部と、区間・位置情報生成部とを備える。前記分割情報算出部は、次の前記２値データが前記第１及び第２の値のいずれであるかを示す確率情報を用いて前記分割情報の候補を算出して前記第１の分割情報選択部に通知する。前記第１の分割情報選択部は、前記分割情報算出部から通知された前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されている前記区間情報に対応する分割情報の候補を選択して前記分割情報記憶部に記憶させる。前記第２の分割情報選択部は、前記分割情報記憶部に記憶されている前記分割情報の候補のうち、前記２値データ記憶部に記憶されている前記２値データに対応する前記分割情報を選択して前記２値データ生成部に通知する。前記２値データ生成部は、前記第２の分割情報選択部から通知された前記分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されている前記区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されている前記位置情報とを用いて、前記分割情報で区分された前記区間情報のどちらの範囲に前記位置情報が含まれるかに応じて前記２値データを生成して前記２値データ記憶部に記憶させる。前記区間・位置情報生成部は、前記２値データ算出部で算出された前記２値データを用いて、前記区間情報及び前記位置情報を生成して前記区間情報記憶部及び前記位置情報記憶部に記憶させる。

本発明の一形態に係る画像復号装置は、算術符号化されたストリームを復号して得られる２値データから画像を生成する装置であって、上記記載の算術復号装置を備える。

本発明の一形態に係る算術復号方法は、算術符号化されたストリームを復号して２値データを生成する方法である。具体的には、算術復号方法は、前記ストリームから取得された位置情報の取りうる範囲を示す区間情報のうち、第１の値の範囲と第２の値の範囲との境界を示す分割情報の候補を、次の２値データが前記第１及び第２の値のいずれであるかを示す確率情報を用いて算出する分割情報算出ステップと、前記分割情報の候補のうち、前記区間情報に対応する分割情報を選択する分割情報選択ステップと、前記分割情報で区分された前記区間情報のどちらの範囲に前記位置情報が含まれるかに応じて２値データを生成すると共に、生成された前記２値データを用いて次の前記区間情報及び次の前記位置情報を生成する生成ステップとを含む。そして、前記分割情報算出ステップと前記生成ステップとは、パイプライン実行される。

本発明によれば、２値算術復号処理内の分割情報算出処理と２値データ生成処理とをパイプライン実行することができる算術復号装置を提供することができる。

図１は、実施の形態１に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１に係る２値算術復号部の構成を示すブロック図である。 図３Ａは、図２の構成の動作を説明するための概念図である。 図３Ｂは、図２の構成の動作を説明するための概念図である。 図３Ｃは、図２の各構成要素の動作タイミングを示すタイミングチャートである。 図４は、実施の形態２に係る２値算術復号部の構成を示すブロック図である。 図５Ａは、図４の構成の動作を説明するための概念図である。 図５Ｂは、図４の構成の動作を説明するための概念図である。 図５Ｃは、図４の各構成要素の動作タイミングを示すタイミングチャートである。 図６は、実施の形態３に係る２値算術復号部の構成を示すブロック図である。 図７Ａは、図６の構成の動作を説明するための概念図である。 図７Ｂは、図６の構成の動作を説明するための概念図である。 図７Ｃは、図６の構成の動作を説明するための概念図である。 図８は、実施の形態４に係る２値算術復号部の構成を示すブロック図である。 図９Ａは、図８の構成の動作を説明するための概念図である。 図９Ｂは、図８の構成の動作を説明するための概念図である。 図９Ｃは、図８の各構成要素の動作タイミングを示すタイミングチャートである。 図１０は、実施の形態５に係る２値算術復号部の構成を示すブロック図である。 図１１Ａは、図１０の構成の動作を説明するための概念図である。 図１１Ｂは、図１０の構成の動作を説明するための概念図である。 図１１Ｃは、図１０の構成の動作を説明するための概念図である。 図１２は、実施の形態６に係る２値算術復号部の構成を示すブロック図である。 図１３Ａは、図１２の構成の動作を説明するための概念図である。 図１３Ｂは、図１２の構成の動作を説明するための概念図である。 図１４は、２値算術符号化処理を説明するための概念図である。 図１５は、２値算術復号処理を説明するための概念図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における画像復号装置の構成を示すブロック図である。図１に示される画像復号装置１００は、復号処理部１１０と、復号制御部１２０とを備える。復号処理部１１０は、符号化ストリームに含まれる符号化ブロックデータを順次復号することによって、複数の復号ブロックで構成される復号画像を生成する。

復号処理部１１０は、図１に示されるように、算術復号部１１１と、逆量子化部１１２と、逆直交変換部１１３と、加算器１１４と、デブロッキングフィルタ１１５と、メモリ１１６と、面内予測部１１７と、動き補償部１１８と、スイッチ１１９とを備える。

算術復号部１１１は、符号化ストリームを取得し、その符号化ストリームを算術復号（可変長復号）するものであって、確率情報算出部１１１ａと２値算術復号部１１１ｂとを備える。

確率情報算出部１１１ａは、算術復号部１１１から出力される２値データが第１の値（例えば、「０」）及び第２の値（例えば、「１」）のいずれであるかを示す確率情報を、２値算術復号部１１１ｂに出力する。確率情報算出部１１１ａは、例えば、２値算術復号部１１１ｂで生成された直前の２値データ及び周囲の状況等に応じて決定される確率情報を確率情報として保持している。そして、確率情報算出部１１１ａは、直前の２値データ及び周囲の状況に対応する確率情報を２値算術復号部１１１ｂに出力する。

２値算術復号部１１１ｂは、確率情報算出部１１１ａから取得した確率情報に基づいて、符号化ストリームに含まれる位置情報を復号して２値データを生成する。２値算術復号部１１１ｂの具体的な処理内容は、後述する。

逆量子化部１１２は、算術復号部１１１による算術復号によって生成された、量子化された係数ブロックを逆量子化する。逆直交変換部１１３は、その逆量子化された係数ブロックに含まれる各周波数係数に対して逆離散コサイン変換などの逆直交変換を行うことによって、復号残差画像を生成する。

加算器１１４は、スイッチ１１９から予測画像を取得し、その予測画像と、逆直交変換部１１３によって生成された復号残差画像とを加算することによって復号画像（復号ブロック）を生成する。

デブロッキングフィルタ１１５は、加算器１１４によって生成された復号画像のブロック歪みを除去し、その復号画像をメモリ１１６に格納するとともに、その復号画像を出力する。

面内予測部１１７は、加算器１１４によって生成された復号画像を用いて復号対象ブロックに対して面内予測を行うことによって予測画像を生成する。

動き補償部１１８は、メモリ１１６に格納されている画像を参照画像と動きベクトルとを用いることによって、復号対象ブロックに対して動き補償を行う。動き補償部１１８は、このような動き補償によって復号対象ブロックに対する予測画像を生成する。動きベクトルの取得方法の詳細は、後述する。

スイッチ１１９は、復号対象ブロックが面予測符号化されている場合には、面内予測部１１７によって生成された予測画像を加算器１１４に出力する。一方、スイッチ１１９は、復号対象ブロックが画面間予測符号化されている場合には、動き補償部１１８によって生成された予測画像を加算器１１４に出力する。

復号制御部１２０は、復号処理部１１０を制御する。例えば、復号制御部１２０は、符号化ブロックデータのデータ構造を判定し、判定したデータ構造に応じた方法で動きベクトルを取得する。

図２は、本発明の実施の形態１に係る２値算術復号部１１１ｂの構成を示すブロック図である。図２に示される２値算術復号部１１１ｂは、分割情報算出部１０と、分割情報記憶部１１と、分割情報選択部１２と、区間情報記憶部１３と、位置情報記憶部１４と、生成部１５とを備える。また、生成部１５は、２値データ生成部１５ａと、区間・位置情報生成部１５ｂとを備える。

分割情報算出部１０は、確率情報および区間情報に基づき、分割情報の候補を算出し、分割情報記憶部１１に記憶させる。分割情報算出部１０で使用される確率情報は、次の２値データに対応する確率情報であって、確率情報算出部１１１ａから取得する。分割情報算出部１０で使用される区間情報は、区間・位置情報生成部１５ｂで生成される可能性のある区間情報の値域に対応する。

「区間情報」とは、符号化ストリームから取得した位置情報の取り得る範囲を示すものであり、初期値は０．０〜１．０である。また、区間情報は、生成部１５で２値データが生成される度に、区間・位置情報生成部１５ｂで更新される。「分割情報」とは、区間情報のうち、第１の値の範囲と第２の値の範囲との境界を示す。

すなわち、本来、分割情報は、区間・位置情報生成部１５ｂで新たな区間情報が生成されるまで、算出することができない。そこで、分割情報算出部１０は、次に生成される可能性のある区間情報それぞれに対応する分割情報を、分割情報の候補として算出する。

より具体的には、２値算術復号部１１１ｂは、複数の分割情報算出部１０を備える。そして、各分割情報算出部１０には、算出される可能性のある次の区間情報（「０．０〜０．５」、「０．０〜０．６」、「０．０〜０．７」、「０．０〜０．８」、「０．０〜０．９」等）が設定されている。そして、各分割情報算出部１０は、確率情報算出部１１１ａから取得した確率情報と、設定されている区間情報とに基づいて、分割情報の候補を算出する。

例えば、確率情報算出部１１１ａから取得した確率情報が５：３（第１の値の確率：第２の値の確率）であり、設定された区間情報が０．０〜０．８である場合、分割情報算出部１０は、分割情報の候補として０．５（＝０．８×５／８）を算出し、分割情報記憶部１１に記憶させる。

分割情報記憶部１１は、分割情報算出部１０により算出された分割情報の候補を記憶する。記憶部の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、強誘電体メモリ、又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）等のデータを記憶可能な手段であればどのようなものを利用しても構わない。後述する他の記憶部も同様である。

分割情報選択部１２は、区間・位置情報生成部１５ｂで算出された区間情報に基づき、分割情報記憶部１１に記憶された分割情報の候補のいずれかを分割情報として選択し、生成部１５に通知する。分割情報選択部１２で使用される区間情報は、区間情報記憶部１３に記憶されている区間情報である。

生成部１５は、分割情報選択部１２から通知された分割情報と、区間情報記憶部１３に記憶されている区間情報と、位置情報記憶部１４に記憶されている位置情報とに基づき、２値データと、次の２値データに対応する区間情報および位置情報とを生成する。

具体的には、２値データ生成部１５ａは、分割情報で区分された区間情報のどちらの範囲に位置情報が含まれるかに応じて、２値データを生成する。例えば、区間情報が０．０〜０．８、分割情報が０．５、位置情報が０．７５である場合、２値データ生成部１５ａは、２値データとして第２の値（１）を生成し、出力する。

また、区間・位置情報生成部１５ｂは、２値データ生成部１５ａで生成された２値データに基づいて次の区間情報及び次の位置情報を生成し、区間情報記憶部１３及び位置情報記憶部１４に記憶させる。上記の例では、再正規化の結果、区間情報として０．０〜０．６が、位置情報として０．５が生成される。そして、区間・位置情報生成部１５ｂは、生成した区間情報を区間情報記憶部１３に記憶させ、生成した位置情報を位置情報記憶部１４に記憶させる。

図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを参照して、実施の形態１に係る２値算術復号部１１１ｂの動作を説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、図２の構成の動作を説明するための概念図である。なお、図２の構成の動作を説明するための概念図は、図３Ａおよび図３Ｂの二分割にして表しており、分割情報記憶部１１は重複して表している。図３Ｃは、図２の各機能ブロックの動作タイミングを示すタイミングチャートである。

図３Ａ及び図３Ｂによれば、生成部１５が（ｎ−１）番目の２値データを算出するサイクルにおいて、ｎ番目の２値データに対応する区間情報は確定していない。従って、分割情報算出部１０は、区間・位置情報生成部１５ｂで生成される可能性のある区間情報の値域に基づき、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補を算出し、分割情報記憶部１１に記憶させる。

次に、生成部１５がｎ番目の２値データを算出するサイクルにおいて、ｎ番目の２値データに対応する区間情報と、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補とが確定している。従って、分割情報選択部１２は、区間情報記憶部１３に記憶されているｎ番目の２値データに対応する区間情報に基づき、分割情報記憶部１１に記憶されているｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補のいずれかを分割情報として選択し、生成部１５に通知する。そして、生成部１５は、分割情報選択部１２から通知されたｎ番目の２値データに対応する分割情報と、区間情報記憶部１３及び位置情報記憶部１４に記憶されているｎ番目の２値データに対応する区間情報および位置情報とに基づき、ｎ番目の２値データと、（ｎ＋１）番目の２値データに対応する区間情報および位置情報とを生成する。

すなわち、図３Ｃに示されるように、分割情報算出部１０がｎ番目の２値データに対応する分割情報の候補を算出しているのと並行して、分割情報選択部１２が（ｎ−１）番目の分割情報を選択し、生成部１５が（ｎ−１）番目の２値データを生成する。このように、分割情報選択部１２の処理と生成部１５の処理とは直列に実行され、分割情報算出部１０の処理と分割情報選択部１２及び生成部１５の処理とは並列に実行（パイプライン実行）される。

以上のように、本発明の実施の形態１に係る２値算術復号部１１１ｂは、２値データに依存せず次の２値データの出現確率が確定する算術符号化方式において、１サイクルで１個の２値データを復号しながら、分割情報の算出処理と２値データの算出処理とをパイプライン実行することができ、２値算術復号処理を高速化することができる。パイプライン時間は、ｍａｘ（分割情報算出部１０に要する処理時間、分割情報選択部１２に要する処理時間＋生成部１５に要する処理時間）となる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る２値算術復号部１１１ｂの構成を示すブロック図である。図４に示される２値算術復号部１１１ｂは、分割情報算出部２０と、分割情報選択部２１と、分割情報記憶部２２と、区間情報記憶部２３と、位置情報記憶部２４と、生成部２５とを備える。生成部２５は、２値データ生成部２５ａと、区間・位置情報生成部２５ｂとを備える。なお、図４に示される各構成要素の基本的な動作は、図２に示される同一名称の構成要素と共通するので、共通点の説明は省略し、相違点を中心に説明する。

分割情報算出部２０は、図２の分割情報算出部１０と同様であり、説明を省略する。但し、実施の形態２に係る分割情報算出部２０は、算出した分割情報の候補を、分割情報記憶部２２に記憶させるのではなく、分割情報選択部２１に通知する。

分割情報選択部２１は、区間・位置情報生成部２５ｂで生成された区間情報に基づき、分割情報算出部２０から通知された分割情報の候補のいずれかを分割情報として選択し、分割情報記憶部２２に記憶させる。分割情報選択部２１で使用される区間情報は、区間・位置情報生成部２５ｂから通知される次の区間情報である。

分割情報記憶部２２は、分割情報選択部２１により選択された分割情報を記憶する。ここで、実施の形態１に係る分割情報記憶部１１が分割情報算出部１０で算出された分割情報の候補を記憶するのに対して、実施の形態２に係る分割情報記憶部２２は、分割情報選択部２１で選択された分割情報を記憶する点が相違する。

生成部２５は、分割情報記憶部２２に記憶されている分割情報と、区間情報記憶部２３に記憶されている区間情報と、位置情報記憶部２４に記憶されている位置情報とに基づき、２値データと、次の２値データに対応する区間情報および位置情報とを生成する。そして、生成部２５は、生成した２値データを出力し、生成した区間情報を区間情報記憶部２３に記憶させると共に分割情報選択部２１に通知し、生成した位置情報を位置情報記憶部２４に記憶させる。

次に、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃを参照して、実施の形態２に係る２値算術復号部１１１ｂの動作を説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、図４の構成の動作を説明するための概念図である。なお、図４の構成の動作を説明するための概念図は、図５Ａおよび図５Ｂの二分割にして表しており、分割情報選択部２１は重複して表している。図５Ｃは、図４の各機能ブロックの動作タイミングを示すタイミングチャートである。

図５Ａ及び図５Ｂによれば、生成部２５が（ｎ−１）番目の２値データを算出するサイクルにおいて、ｎ番目の２値データに対応する区間情報は確定していない。従って、分割情報算出部２０は、区間・位置情報生成部２５ｂで生成される可能性のある区間情報の値域に基づき、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補を算出し、分割情報選択部２１に通知する。

このとき、図５Ｃに示されるように、生成部２５と分割情報算出部２０とが並列に動作する。そして、ｎ番目の２値データに対応する区間情報と、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補とが確定した時点で、分割情報選択部２１は、区間・位置情報生成部２５ｂから通知されるｎ番目の２値データに対応する区間情報に基づき、分割情報算出部２０から通知されたｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補のいずれかを分割情報として選択し、分割情報記憶部２２に記憶させる。

次に、生成部２５がｎ番目の２値データを算出するサイクルにおいて、ｎ番目の２値データに対応する分割情報が確定している。従って、生成部２５は、分割情報記憶部２２に記憶されているｎ番目の２値データに対応する分割情報と、区間情報記憶部２３及び位置情報記憶部２４に記憶されているｎ番目の２値データに対応する区間情報および位置情報とに基づき、ｎ番目の２値データと、（ｎ＋１）番目の２値データに対応する区間情報および位置情報とを生成する。

以上のように、本発明の実施の形態２に係る２値算術復号部１１１ｂは、分割情報記憶部２２を１個だけ備えればよいので、分割情報記憶部１１が分割情報の候補の数だけ必要な実施の形態１の場合よりも必要資源を抑制することができる。パイプライン時間は、ｍａｘ（分割情報算出部２０に要する処理時間、生成部２５に要する処理時間）＋分割情報選択部２１に要する処理時間となる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係る２値算術復号部１１１ｂの構成を示すブロック図である。図６に示される２値算術復号部１１１ｂは、分割情報算出部３０と、分割情報記憶部３１と、分割情報選択部３２と、区間情報記憶部３３、位置情報記憶部３４、生成部３５と、２値データ記憶部３６とを備える。生成部３５は、２値データ生成部３５ａと、区間・位置情報生成部３５ｂとを備える。なお、図６に示される各構成要素の基本的な動作は、図２に示される同一名称の構成要素と共通するので、共通点の説明は省略し、相違点を中心に説明する。

分割情報算出部３０は、確率情報および区間情報に基づき、分割情報の候補を算出し、分割情報記憶部３１に記憶させる。分割情報算出部３０で使用される確率情報は、直前の２値データが「０」の場合の次の２値データに対応する確率情報と、直前の２値データが「１」の場合の次の２値データに対応する確率情報とである。分割情報算出部３０で使用される区間情報は、区間・位置情報生成部３５ｂで生成される可能性のある区間情報の値域に対応する。

分割情報記憶部３１は、分割情報算出部３０により算出された分割情報の候補を記憶する。すなわち、実施の形態３に係る分割情報記憶部３１は、実施の形態１と同様に、算出される分割情報の候補の数だけ必要となる。

分割情報選択部３２は、生成部３５で生成された区間情報および２値データに基づき、分割情報記憶部３１に記憶されている分割情報の候補のいずれかを分割情報として選択し、生成部３５に通知する。分割情報選択部３２で使用される区間情報は、区間情報記憶部３３に記憶されている区間情報である。分割情報選択部３２で使用される２値データは、２値データ記憶部３６に記憶されている直前の２値データである。

生成部３５は、分割情報選択部３２から通知された分割情報と、区間情報記憶部３３に記憶されている区間情報と、位置情報記憶部３４に記憶されている位置情報とに基づき、２値データと、次の２値データに対応する区間情報および位置情報とを生成する。そして、生成部３５は、生成した２値データを出力すると共に２値データ記憶部３６に記憶させ、生成した区間情報を区間情報記憶部３３に記憶させ、生成した位置情報を位置情報記憶部３４に記憶させる。

次に、図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃを参照して、実施の形態３に係る２値算術復号部１１１ｂの動作を説明する。図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃは、図６の構成の動作を説明するための概念図である。なお、図６の構成の動作を説明するための概念図は、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに三分割にして表しており、分割情報記憶部３１、及び分割情報選択部３２、区間情報記憶部３３及び位置情報記憶部３４は重複して表している。また、実施の形態３のタイミングチャートは、図３Ｃと共通する。

図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃによれば、生成部３５が（ｎ−１）番目の２値データを算出するサイクルにおいて、ｎ番目の２値データに対応する区間情報と、ｎ番目の２値データに対応する確率情報とは確定していない。従って、分割情報算出部３０は、区間・位置情報生成部３５ｂで生成される可能性のある区間情報の値域と、（ｎ−１）番目の２値データが「０」の場合のｎ番目の２値データに対応する確率情報と、（ｎ−１）番目の２値データが「１」の場合のｎ番目の２値データに対応する確率情報とに基づき、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補を算出し、分割情報記憶部３１に記憶させる。

生成部３５がｎ番目の２値データを算出するサイクルにおいて、ｎ番目の２値データに対応する区間情報と、（ｎ−１）番目の２値データと、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補とが確定している。従って、分割情報選択部３２は、区間情報記憶部３３に記憶されているｎ番目の２値データに対応する区間情報と、２値データ記憶部３６に記憶されている（ｎ−１）番目の２値データとに基づき、分割情報記憶部３１に記憶されているｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補のいずれかを分割情報として選択し、生成部３５に通知する。生成部３５は、分割情報選択部３２から通知されたｎ番目の２値データに対応する分割情報と、区間情報記憶部３３及び位置情報記憶部３４に記憶されているｎ番目の２値データに対応する区間情報および位置情報とに基づき、ｎ番目の２値データと、（ｎ＋１）番目の２値データに対応する区間情報および位置情報とを生成する。

以上のように、本発明の実施の形態３に係る２値算術復号部１１１ｂは、２値データに依存して次の２値データの出現確率が確定する算術符号化方式において、１サイクルで１個の２値データを復号しながら、分割情報の算出処理と２値データの算出処理とをパイプライン実行でき、２値算術復号処理を高速化することができる。パイプライン時間は、ｍａｘ（分割情報算出部３０に要する処理時間、分割情報選択部３２に要する処理時間＋生成部３５に要する処理時間）となる。

（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４に係る２値算術復号部１１１ｂの構成を示すブロック図である。図８に示される２値算術復号部１１１ｂは、分割情報算出部４０と、第１の分割情報選択部４１と、分割情報記憶部４２と、第２の分割情報選択部４３と、区間情報記憶部４４と、位置情報記憶部４５と、生成部４６とを備える。生成部４６は、２値データ生成部４６ａと、区間・位置情報生成部４６ｂとを備える。なお、図８に示される各構成要素の基本的な動作は、図２に示される同一名称の構成要素と共通するので、共通点の説明は省略し、相違点を中心に説明する。

分割情報算出部４０は、図６の分割情報算出部３０と同様であり、説明を省略する。但し、実施の形態４に係る分割情報算出部４０は、算出した分割情報の候補を、分割情報記憶部４２に記憶させるのではなく、第１の分割情報選択部４１に通知する。

第１の分割情報選択部４１は、直前の２値データに基づき、分割情報算出部４０から通知された分割情報の候補の一部を選択し、分割情報記憶部４２に記憶させる。第１の分割情報選択部４１で使用される２値データは、２値データ生成部４６ａから通知される直前の２値データである。

分割情報記憶部４２は、第１の分割情報選択部４１により選択された分割情報の候補を記憶する。すなわち、分割情報記憶部４２に記憶される分割情報の候補は、直前の２値データが第１の値（０）である場合の分割情報の候補、及び直前の２値データが第２の値（１）である場合の分割情報の候補のうち、２値データ生成部４６ａで算出された直前の２値データに対応する分割情報の候補である。

第２の分割情報選択部４３は、区間・位置情報生成部４６ｂで算出された区間情報に基づき、分割情報記憶部４２に記憶されている分割情報の候補のいずれかを分割情報として選択し、生成部４６に通知する。第２の分割情報選択部４３で使用される区間情報は、区間情報記憶部４４に記憶されている区間情報である。

生成部４６は、第２の分割情報選択部４３から通知された分割情報と、区間情報記憶部４４に記憶されている区間情報と、位置情報記憶部４５に記憶されている位置情報とに基づき、２値データと、次の２値データに対応する区間情報および位置情報とを生成する。そして、生成部４６は、生成した２値データを出力すると共に第１の分割情報選択部４１に通知し、生成した区間情報を区間情報記憶部４４に記憶させ、生成した位置情報を位置情報記憶部４５に記憶させる。

次に、図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃを参照して、実施の形態４に係る２値算術復号部１１１ｂの動作を説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、図８の構成の動作を説明するための概念図である。なお、図８の構成の動作を説明するための概念図は、図９Ａ及び図９Ｂに二分割にして表しており、第１の分割情報選択部４１は重複して表している。図９Ｃは、図８の各機能ブロックの動作タイミングを示すタイミングチャートである。

図９Ａ及び図９Ｂによれば、生成部４６が（ｎ−１）番目の２値データを算出するサイクルにおいて、ｎ番目の２値データに対応する区間情報と、ｎ番目の２値データに対応する確率情報とは確定していない。従って、分割情報算出部４０は、区間・位置情報生成部４６ｂで生成される可能性のある区間情報の値域と、（ｎ−１）番目の２値データが「０」の場合のｎ番目の２値データに対応する確率情報と、（ｎ−１）番目の２値データが「１」の場合のｎ番目の２値データに対応する確率情報とに基づき、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補を算出し、第１の分割情報選択部４１に通知する。

このとき、生成部４６と分割情報算出部４０とが並列に動作する。そして、（ｎ−１）番目の２値データと、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補とが確定した時点で、第１の分割情報選択部４１は、２値データ生成部４６ａから通知された（ｎ−１）番目の２値データに基づき、分割情報算出部４０から通知されたｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補の一部を選択し、分割情報記憶部４２に記憶させる。

次に、生成部４６がｎ番目の２値データを算出するサイクルにおいて、ｎ番目の２値データに対応する区間情報と、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補とが確定している。従って、第２の分割情報選択部４３は、区間情報記憶部４４に記憶されているｎ番目の２値データに対応する区間情報に基づき、分割情報記憶部４２に記憶されているｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補のいずれかを分割情報として選択し、生成部４６に通知する。生成部４６は、第２の分割情報選択部４３から通知されたｎ番目の２値データに対応する分割情報と、区間情報記憶部４４及び位置情報記憶部４５に記憶されているｎ番目の２値データに対応する区間情報および位置情報とに基づき、ｎ番目の２値データと、（ｎ＋１）番目の２値データに対応する区間情報および位置情報とを生成する。

以上のように、本発明の実施の形態４に係る２値算術復号部１１１ｂは、分割情報記憶部４２を区間情報の値域に対応する個数だけ備えればよいので、実施の形態３の場合よりも必要資源を抑制することができる。パイプライン時間は、ｍａｘ（分割情報算出部４０に要する処理時間、第２の分割情報選択部４３に要する処理時間＋生成部４６に要する処理時間）＋第１の分割情報選択部４１に要する処理時間となる。

また、生成部４６では、区間情報および位置情報に先立って２値データが生成される。そのため、第２の分割情報選択部４３に要する時間＋生成部４６に要する時間が、分割情報算出部４０に要する時間を上回る場合、第１の分割情報選択部４１は、２値データ生成部４６ａがｎ番目の２値データを生成した時点で、（ｎ＋１）番目の２値データに対応する分割情報の候補を選択する処理を開始することができる。

（実施の形態５）
図１０は、本発明の実施の形態５に係る２値算術復号部１１１ｂの構成を示すブロック図である。図１０に示される２値算術復号部１１１ｂは、分割情報算出部５０と、第１の分割情報選択部５１と、分割情報記憶部５２と、第２の分割情報選択部５３と、区間情報記憶部５４と、位置情報記憶部５５と、生成部５６と、２値データ記憶部５７とを備える。生成部５６は、２値データ生成部５６ａと、区間・位置情報生成部５６ｂとを備える。なお、図１０に示される各構成要素の基本的な動作は、図２に示される同一名称の構成要素と共通するので、共通点の説明は省略し、相違点を中心に説明する。

分割情報算出部５０は、図８の分割情報算出部４０と同様であり、説明を省略する。

第１の分割情報選択部５１は、区間・位置情報生成部５６ｂで生成された区間情報に基づき、分割情報算出部５０から通知された分割情報の候補の一部を選択し、分割情報記憶部５２に記憶させる。第１の分割情報選択部５１で使用される区間情報は、区間・位置情報生成部５６ｂから通知される次の区間情報である。

分割情報記憶部５２は、第１の分割情報選択部５１により選択された分割情報の候補を記憶する。すなわち、分割情報記憶部５２に記憶される分割情報の候補は、直前の２値データが第１の値（０）である場合の分割情報の候補のうちの次の区間情報に対応する分割情報と、直前の２値データが第２の値（１）である場合の分割情報の候補のうちの次の区間情報に対応する分割情報とである。

第２の分割情報選択部５３は、２値データ生成部５６ａで算出された２値データに基づき、分割情報記憶部５２に記憶されている分割情報の候補のいずれかを分割情報として選択し、生成部５６に通知する。第２の分割情報選択部５３で使用される２値データは、２値データ記憶部５７に記憶されている直前の２値データである。

生成部５６は、第２の分割情報選択部５３から通知された分割情報と、区間情報記憶部５４に記憶されている区間情報と、位置情報記憶部５５に記憶されている位置情報とに基づき、２値データと、次の２値データに対応する区間情報および位置情報とを生成する。そして、生成部５６は、生成した２値データを出力すると共に２値データ記憶部５７に記憶させ、生成した区間情報を区間情報記憶部５４に記憶させると共に第１の分割情報選択部５１に通知し、生成した位置情報を位置情報記憶部５５に記憶させる。

次に、図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃを参照して、実施の形態５に係る２値算術復号部１１１ｂの動作を説明する。図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、図１０の構成の動作を説明するための概念図である。なお、図１０の構成の動作を説明するための概念図は、図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１１Ｃに三分割にして表しており、第１の分割情報選択部５１、第２の分割情報選択部５３、区間情報記憶部５４、位置情報記憶部５５及び生成部５６は重複して表している。また、実施の形態５のタイミングチャートは、図９Ｃと共通する。

図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１１Ｃによれば、生成部５６が（ｎ−１）番目の２値データを算出するサイクルにおいて、ｎ番目の２値データに対応する区間情報と、ｎ番目の２値データに対応する確率情報とは確定していない。従って、分割情報算出部５０は、区間・位置情報生成部５６ｂで生成される可能性のある区間情報の値域と、（ｎ−１）番目の２値データが「０」の場合のｎ番目の２値データに対応する確率情報と、（ｎ−１）番目の２値データが「１」の場合のｎ番目の２値データに対応する確率情報とに基づき、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補を算出し、第１の分割情報選択部５１に通知する。

このとき、生成部５６と分割情報算出部５０とが並列に動作する。そして、ｎ番目の区間情報と、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補とが確定した時点で、第１の分割情報選択部５１は、区間・位置情報生成部５６ｂから通知されたｎ番目の区間情報に基づき、分割情報算出部５０から通知されたｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補の一部を選択し、分割情報記憶部５２に記憶させる。

次に、生成部５６がｎ番目の２値データを算出するサイクルにおいて、（ｎ−１）番目の２値データと、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補とが確定している。従って、第２の分割情報選択部５３は、２値データ記憶部５７に記憶されている（ｎ−１）番目の２値データに基づき、分割情報記憶部５２に記憶されているｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補のいずれかを分割情報として選択し、生成部５６に通知する。生成部５６は、第２の分割情報選択部５３から通知されたｎ番目の２値データに対応する分割情報と、区間情報記憶部５４及び位置情報記憶部５５に記憶されているｎ番目の２値データに対応する区間情報および位置情報とに基づき、ｎ番目の２値データと、（ｎ＋１）番目の２値データに対応する区間情報および位置情報とを生成する。

以上のように、本発明の実施の形態５に係る２値算術復号部１１１ｂは、分割情報記憶部５２を２個だけ備えればよいので、実施の形態４の場合よりも必要資源を抑制することができる。パイプライン時間は、ｍａｘ（分割情報算出部５０に要する処理時間、第２の分割情報選択部５３に要する処理時間＋生成部５６に要する処理時間）＋第１の分割情報選択部５１に要する処理時間となる。

（実施の形態６）
図１２は、本発明の実施の形態６に係る２値算術復号部１１１ｂの構成を示すブロック図である。図１２に示される２値算術復号部１１１ｂは、分割情報算出部６０と、分割情報選択部６１と、分割情報記憶部６２と、区間情報記憶部６３と、位置情報記憶部６４と、生成部６５とを備える。生成部６５は、２値データ生成部６５ａと、区間・位置情報生成部６５ｂとを備える。なお、図１２に示される各構成要素の基本的な動作は、図２に示される同一名称の構成要素と共通するので、共通点の説明は省略し、相違点を中心に説明する。

分割情報算出部６０は、図８の分割情報算出部４０と同様であり、説明を省略する。

分割情報選択部６１は、生成部６５で生成された区間情報および２値データに基づき、分割情報算出部６０から通知された分割情報の候補のいずれかを分割情報として選択し、分割情報記憶部６２に記憶させる。分割情報選択部６１で使用される区間情報は、区間・位置情報生成部６５ｂから通知される次の区間情報である。また、分割情報選択部６１で使用される２値データは、２値データ生成部６５ａから通知される直前の２値データである。

分割情報記憶部６２は、分割情報選択部６１により選択された分割情報を記憶する。すなわち、実施の形態６に係る分割情報記憶部６２は、実施の形態２と同様に、分割情報選択部６１で選択された分割情報を１つだけ記憶する。

生成部６５は、分割情報記憶部６２に記憶されている分割情報と、区間情報記憶部６３に記憶されている区間情報と、位置情報記憶部６４に記憶されている位置情報とに基づき、２値データと、次の２値データに対応する区間情報および位置情報とを生成する。そして、生成部６５は、生成した２値データを出力すると共に分割情報選択部６１に通知し、生成した区間情報を区間情報記憶部６３に記憶させると共に分割情報選択部６１に通知し、生成した位置情報を位置情報記憶部６４に記憶させる。

次に、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して、実施の形態６に係る２値算術復号部１１１ｂの動作を説明する。図１３Ａ及び図１３Ｂは、図１２の構成の動作を説明するための概念図である。なお、図１２の構成の動作を説明するための概念図は、図１３Ａ及び図１３Ｂに二分割にして表しており、分割情報選択部６１は重複して表している。また、実施の形態６のタイミングチャートは、図５Ｃと共通する。

図１３Ａ及び図１３Ｂによれば、生成部６５が（ｎ−１）番目の２値データを算出するサイクルにおいて、ｎ番目の２値データに対応する区間情報と、ｎ番目の２値データに対応する確率情報とは確定していない。従って、分割情報算出部６０は、区間・位置情報生成部６５ｂで生成される可能性のある区間情報の値域と、（ｎ−１）番目の２値データが「０」の場合のｎ番目の２値データに対応する確率情報と、（ｎ−１）番目の２値データが「１」の場合のｎ番目の２値データに対応する確率情報とに基づき、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報候補の候補を算出し、分割情報選択部６１に通知する。

このとき、生成部６５と分割情報算出部６０とが並列に動作する。そして、ｎ番目の２値データに対応する区間情報と、（ｎ−１）番目の２値データと、ｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補とが確定した時点で、分割情報選択部６１は、区間・位置情報生成部６５ｂから通知されたｎ番目の２値データに対応する区間情報と、２値データ生成部６５ａから通知された（ｎ−１）番目の２値データとに基づき、分割情報算出部６０から通知されたｎ番目の２値データに対応する複数の分割情報の候補のいずれかを分割情報として選択し、分割情報記憶部６２に記憶させる。

次に、生成部６５がｎ番目の２値データを算出するサイクルにおいて、ｎ番目の２値データに対応する分割情報が確定している。従って、生成部６５は、分割情報記憶部６２に記憶されているｎ番目の２値データに対応する分割情報と、区間情報記憶部６３及び位置情報記憶部６４に記憶されているｎ番目の２値データに対応する区間情報および位置情報とに基づき、ｎ番目の２値データと、（ｎ＋１）番目の２値データに対応する区間情報および位置情報とを生成する。

以上のように、本発明の実施の形態６に係る２値算術復号部１１１ｂは、分割情報記憶部６２を１個だけ備えればよいので、実施の形態５の場合よりも必要資源を抑制することができる。パイプライン時間は、ｍａｘ（分割情報算出部６０に要する処理時間、生成部６５に要する処理時間）＋分割情報選択部６１に要する処理時間となる。

なお、本発明の実施の形態１〜６の分割情報算出部は、ルックアップテーブルの参照処理、または乗算処理を含んでもよい。なお、ルックアップテーブルは、確率情報と区間情報の上限値との各組み合わせに対応する確率情報を保持するテーブルである。このとき、各分割情報算出部で使用される区間情報の上限値を固定化することにより、分割情報の算出処理を簡略化することができる。

なお、本発明の実施の形態１〜６に係る算術復号装置は、確率情報を算出する処理をパイプライン実行してもよい。これにより、確率情報算出処理と２値算術復号処理、確率情報算出処理内、および２値算術復号処理内を全てパイプライン実行することができ、算術復号処理全体を高速化することができる。

なお、どのような算術符号化方式においても、再正規化処理が必要であることから、区間情報の値域は位置情報の値域より狭く規定されている。従って、２値算術復号処理をパイプライン実行するにあたり、本発明の実施の形態１〜６に係る算術復号装置で示したようにパイプラインステージを分割することで、必要資源を最小限に抑制することができる。

具体的には、位置情報の値域を入力情報として用いず、区間情報の区域を入力情報として用いて分割情報の候補を算出することにより、本発明の実施の形態１、２に係る算術復号装置では、分割情報算出部を区間情報の値域に対応する個数だけ備えればよい。本発明の実施の形態３〜６に係る算術復号装置では、分割情報算出部を区間情報の値域の２倍に対応する個数だけ備えればよい。

なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。

上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。

上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成要素を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶さている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。

上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有してもよい。

本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであってもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号であってもよい。

また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録してもよい。また、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号であるとしてもよい。

また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送してもよい。

また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、コンピュータプログラムにしたがって動作してもよい。

また、プログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施してもよい。

上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

本発明は、算術復号装置に適用でき、特に、ＬＳＩ等の電子回路で実現される動画像又は音声の復号装置として適用することができる。例えば、符号化された動画像又は音声を復号して再生するパーソナルコンピュータ、デジタルテレビ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）プレーヤー、ＤＶＤレコーダー、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）プレーヤー、ＢＤレコーダー、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）及び携帯電話機等に備えられる動画像又は音声の復号装置として有用である。

１０，２０，３０，４０，５０，６０ 分割情報算出部
１１，２２，３１，４２，５２，６２ 分割情報記憶部
１２，２１，３２，６１ 分割情報選択部
１３，２３，３３，４４，５４，６３ 区間情報記憶部
１４，２４，３４，４５，５５，６４ 位置情報記憶部
１５，２５，３５，４６，５６，６５ 生成部
１５ａ，２５ａ，３５ａ，４６ａ，５６ａ，６５ａ ２値データ生成部
１５ｂ，２５ｂ，３５ｂ，４６ｂ，５６ｂ，６５ｂ 区間・位置情報生成部
３６，５７ ２値データ記憶部
４１，５１ 第１の分割情報選択部
４３，５３ 第２の分割情報選択部
１００ 画像復号装置
１１０ 復号処理部
１２０ 復号制御部
１１１ 算術復号部
１１１ａ 確率情報算出部
１１１ｂ ２値算術復号部
１１２ 逆量子化部
１１３ 逆直交変換部
１１４ 加算器
１１５ デブロッキングフィルタ
１１６ メモリ
１１７ 面内予測部
１１８ 動き補償部
１１９ スイッチ

Claims (18)

1. 算術符号化されたストリームを復号して２値データを生成する算術復号装置であって、
   前記ストリームから取得された位置情報の取りうる範囲を示す区間情報のうち、第１の値の範囲と第２の値の範囲との境界を示す分割情報の候補を、次の２値データが前記第１及び第２の値のいずれであるかを示す確率情報を用いて算出する分割情報算出部と、
   前記分割情報の候補のうち、前記区間情報に対応する分割情報を選択する分割情報選択部と、
   前記分割情報で区分された前記区間情報のどちらの範囲に前記位置情報が含まれるかに応じて２値データを生成すると共に、生成された前記２値データを用いて次の前記区間情報及び次の前記位置情報を生成する生成部とを備え、
   前記分割情報算出部の処理と前記生成部の処理とは、パイプライン実行される
   算術復号装置。
2. 前記算術復号装置は、さらに、
   前記分割情報算出部で算出された前記分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、
   前記生成部で生成された前記区間情報を記憶する区間情報記憶部と、
   前記生成部で生成された前記位置情報を記憶する位置情報記憶部とを備え、
   前記分割情報選択部は、前記分割情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報に対応するｎ番目の前記分割情報を選択して前記生成部に通知し、
   前記生成部は、前記分割情報選択部から通知された前記ｎ番目の分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されている前記ｎ番目の区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記位置情報とを用いて、ｎ番目の前記２値データと、（ｎ＋１）番目の前記区間情報と、（ｎ＋１）番目の前記位置情報とを生成する
   請求項１に記載の算術復号装置。
3. 前記算術復号装置は、さらに、
   前記分割情報選択部で選択された前記分割情報を記憶する分割情報記憶部と、
   前記生成部で生成された前記区間情報を記憶する区間情報記憶部と、
   前記生成部で生成された前記位置情報を記憶する位置情報記憶部とを備え、
   前記分割情報選択部は、前記分割情報算出部で算出されたｎ番目の前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報に対応するｎ番目の前記分割情報を選択して前記分割情報記憶部に記憶させ、
   前記生成部は、前記分割情報記憶部に記憶されている前記ｎ番目の分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記位置情報とを用いて、ｎ番目の前記２値データと、（ｎ＋１）番目の前記区間情報と、（ｎ＋１）番目の前記位置情報とを生成する
   請求項１に記載の算術復号装置。
4. 前記分割情報算出部は、直前の２値データが前記第１の値である場合の前記確率情報、及び前記直前の２値データが前記第２の値である場合の前記確率情報のそれぞれを用いて前記分割情報の候補を算出し、
   前記分割情報選択部は、前記生成部で生成された前記直前の２値データに対応する前記確率情報を用いて算出された前記分割情報のうち、前記区間情報に対応する前記分割情報を選択する
   請求項１に記載の算術復号装置。
5. 前記算術復号装置は、さらに、
   前記分割情報算出部で算出された前記分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、
   前記生成部で生成された前記区間情報を記憶する区間情報記憶部と、
   前記生成部で生成された前記位置情報を記憶する位置情報記憶部と、
   前記生成部で生成された前記２値データを記憶する２値データ記憶部とを備え、
   前記分割情報選択部は、前記分割情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記分割情報の候補のうち、前記２値データ記憶部に記憶されている（ｎ−１）番目の前記２値データ及び前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報に対応するｎ番目の前記分割情報を選択して前記生成部に通知し、
   前記生成部は、前記分割情報選択部から通知された前記ｎ番目の分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されている前記ｎ番目の区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記位置情報とを用いて、ｎ番目の前記２値データと、（ｎ＋１）番目の前記区間情報と、（ｎ＋１）番目の前記位置情報とを生成する
   請求項４に記載の算術復号装置。
6. 前記算術復号装置は、さらに、
   前記分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、
   前記生成部で生成された前記区間情報を記憶する区間情報記憶部と、
   前記生成部で生成された前記位置情報を記憶する位置情報記憶部とを備え、
   前記分割情報選択部は、
   前記分割情報算出部で算出されたｎ番目の前記分割情報の候補のうち、前記生成部で生成された（ｎ−１）番目の前記２値データに対応する分割情報の候補を選択して前記分割情報記憶部に記憶させる第１の分割情報選択部と、
   前記分割情報記憶部に記憶されている前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報に対応するｎ番目の前記分割情報を選択して前記生成部に通知する第２の分割情報選択部とを備え、
   前記生成部は、前記第２の分割情報選択部から通知された前記ｎ番目の分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記位置情報とを用いて、ｎ番目の前記２値データと、（ｎ＋１）番目の前記区間情報と、（ｎ＋１）番目の前記位置情報とを生成する
   請求項４に記載の算術復号装置。
7. 前記算術復号装置は、さらに、
   前記分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、
   前記生成部で生成された前記２値データを記憶する２値データ記憶部と、
   前記生成部で生成された前記区間情報を記憶する区間情報記憶部と、
   前記生成部で生成された前記位置情報を記憶する位置情報記憶部とを備え、
   前記分割情報選択部は、
   前記分割情報算出部で算出されたｎ番目の前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報に対応する分割情報の候補を選択して前記分割情報記憶部に記憶させる第１の分割情報選択部と、
   前記分割情報記憶部に記憶されている前記分割情報の候補のうち、前記２値データ記憶部に記憶されている（ｎ−１）番目の前記２値データに対応するｎ番目の前記分割情報を選択して前記生成部に通知する第２の分割情報選択部とを備え、
   前記生成部は、前記第２の分割情報選択部から通知された前記ｎ番目の分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記位置情報とを用いて、ｎ番目の前記２値データと、（ｎ＋１）番目の前記区間情報と、（ｎ＋１）番目の前記位置情報とを生成する
   請求項４に記載の算術復号装置。
8. 前記算術復号装置は、さらに、
   前記分割情報を記憶する分割情報記憶部と、
   前記生成部で生成された前記区間情報を記憶する区間情報記憶部と、
   前記生成部で生成された前記位置情報を記憶する位置情報記憶部とを備え、
   前記分割情報選択部は、前記分割情報算出部で算出されたｎ番目の前記分割情報の候補のうち、前記算出部で算出された（ｎ−１）番目の前記２値データ及びｎ番目の前記区間情報に対応するｎ番目の前記分割情報を選択して前記分割情報記憶部に記憶させ、
   前記生成部は、前記分割情報記憶部に記憶されている前記ｎ番目の分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されている前記ｎ番目の区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されているｎ番目の前記位置情報とを用いて、ｎ番目の前記２値データと、（ｎ＋１）番目の前記区間情報と、（ｎ＋１）番目の前記位置情報とを生成する
   請求項４に記載の算術復号装置。
9. 前記分割情報算出部は、前記確率情報と前記区間情報の上限値との組み合わせに対応する確率情報を保持するルックアップテーブルを参照して、前記分割情報の候補を算出する
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の算術復号装置。
10. 前記算術復号装置は、複数の前記分割情報算出部を備え、
    前記複数の分割情報算出部それぞれは、前記区間情報の上限値が固定された前記ルックアップテーブルを参照して、前記分割情報の候補を算出する
    請求項９に記載の算術復号装置。
11. 前記分割情報算出部は、前記確率情報と前記区間情報の上限値との乗算処理を用いて、前記分割情報の候補を算出する
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の算術復号装置。
12. 前記算術復号装置は、複数の前記分割情報算出部を備え、
    前記複数の分割情報算出部それぞれは、前記区間情報の上限値が固定した前記乗算処理を用いて、前記分割情報の候補を算出する
    請求項１１に記載の算術復号装置。
13. 前記算術復号装置は、さらに、前記分割情報選択部で使用される前記確率情報を算出する確率情報算出部を備える
    請求項１〜１２のいずれか１項に記載の算術復号装置。
14. 算術符号化されたストリームを復号して２値データを生成する算術復号装置であって、
    前記ストリームから取得された位置情報の取りうる範囲を示す区間情報を記憶する区間情報記憶部と、
    前記位置情報を記憶する位置情報記憶部と、
    前記２値データを記憶する２値データ記憶部と、
    前記区間情報のうち、第１の値の範囲と第２の値の範囲との境界を示す分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、
    分割情報算出部と、
    分割情報選択部と、
    ２値データ生成部と、
    区間・位置情報生成部とを備え、
    前記分割情報算出部は、次の前記２値データが前記第１及び第２の値のいずれであるかを示す確率情報を用いて前記分割情報の候補を算出して前記分割情報記憶部に記憶させ、
    前記分割情報選択部は、前記分割情報記憶部に記憶されている前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されている前記区間情報に対応する分割情報を選択して前記２値データ生成部に通知し、
    前記２値データ生成部は、前記分割情報選択部から通知された前記分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されている前記区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されている前記位置情報とを用いて、前記分割情報で区分された前記区間情報のどちらの範囲に前記位置情報が含まれるかに応じて前記２値データを生成して前記２値データ記憶部に記憶させ、
    前記区間・位置情報生成部は、前記２値データ算出部で算出された前記２値データを用いて、前記区間情報及び前記位置情報を生成して前記区間情報記憶部及び前記位置情報記憶部に記憶させる
    算術復号装置。
15. 算術符号化されたストリームを復号して２値データを生成する算術復号装置であって、
    前記ストリームから取得された位置情報の取りうる範囲を示す区間情報を記憶する区間情報記憶部と、
    前記位置情報を記憶する位置情報記憶部と、
    前記区間情報のうち、第１の値の範囲と第２の値の範囲との境界を示す分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、
    分割情報算出部と、
    第１の分割情報選択部と、
    第２の分割情報選択部と、
    ２値データ生成部と、
    区間・位置情報生成部とを備え、
    前記分割情報算出部は、次の前記２値データが前記第１及び第２の値のいずれであるかを示す確率情報を用いて前記分割情報の候補を算出して前記第１の分割情報選択部に通知し、
    前記第１の分割情報選択部は、前記分割情報算出部から通知された前記分割情報の候補のうち、前記２値データ生成部で直前に生成された前記２値データに対応する分割情報の候補を選択して前記分割情報記憶部に記憶させ、
    前記第２の分割情報選択部は、前記分割情報記憶部に記憶されている前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されている前記区間情報に対応する前記分割情報を選択して前記２値データ生成部に通知し、
    前記２値データ生成部は、前記第２の分割情報選択部から通知された前記分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されている前記区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されている前記位置情報とを用いて、前記分割情報で区分された前記区間情報のどちらの範囲に前記位置情報が含まれるかに応じて前記２値データを生成して前記第１の分割情報選択部に通知し、
    前記区間・位置情報生成部は、前記２値データ算出部で算出された前記２値データを用いて、前記区間情報及び前記位置情報を生成して前記区間情報記憶部及び前記位置情報記憶部に記憶させる
    算術復号装置。
16. 算術符号化されたストリームを復号して２値データを生成する算術復号装置であって、
    前記ストリームから取得された位置情報の取りうる範囲を示す区間情報を記憶する区間情報記憶部と、
    前記位置情報を記憶する位置情報記憶部と、
    前記２値データを記憶する２値データ記憶部と、
    前記区間情報のうち、第１の値の範囲と第２の値の範囲との境界を示す分割情報の候補を記憶する分割情報記憶部と、
    分割情報算出部と、
    第１の分割情報選択部と、
    第２の分割情報選択部と、
    ２値データ生成部と、
    区間・位置情報生成部とを備え、
    前記分割情報算出部は、次の前記２値データが前記第１及び第２の値のいずれであるかを示す確率情報を用いて前記分割情報の候補を算出して前記第１の分割情報選択部に通知し、
    前記第１の分割情報選択部は、前記分割情報算出部から通知された前記分割情報の候補のうち、前記区間情報記憶部に記憶されている前記区間情報に対応する分割情報の候補を選択して前記分割情報記憶部に記憶させ、
    前記第２の分割情報選択部は、前記分割情報記憶部に記憶されている前記分割情報の候補のうち、前記２値データ記憶部に記憶されている前記２値データに対応する前記分割情報を選択して前記２値データ生成部に通知し、
    前記２値データ生成部は、前記第２の分割情報選択部から通知された前記分割情報と、前記区間情報記憶部に記憶されている前記区間情報と、前記位置情報記憶部に記憶されている前記位置情報とを用いて、前記分割情報で区分された前記区間情報のどちらの範囲に前記位置情報が含まれるかに応じて前記２値データを生成して前記２値データ記憶部に記憶させ、
    前記区間・位置情報生成部は、前記２値データ算出部で算出された前記２値データを用いて、前記区間情報及び前記位置情報を生成して前記区間情報記憶部及び前記位置情報記憶部に記憶させる
    算術復号装置。
17. 算術符号化されたストリームを復号して得られる２値データから画像を生成する画像復号装置であって、
    請求項１〜１６のいずれか１項に記載の算術復号装置を備える
    画像復号装置。
18. 算術符号化されたストリームを復号して２値データを生成する算術復号方法であって、
    前記ストリームから取得された位置情報の取りうる範囲を示す区間情報のうち、第１の値の範囲と第２の値の範囲との境界を示す分割情報の候補を、次の２値データが前記第１及び第２の値のいずれであるかを示す確率情報を用いて算出する分割情報算出ステップと、
    前記分割情報の候補のうち、前記区間情報に対応する分割情報を選択する分割情報選択ステップと、
    前記分割情報で区分された前記区間情報のどちらの範囲に前記位置情報が含まれるかに応じて２値データを生成すると共に、生成された前記２値データを用いて次の前記区間情報及び次の前記位置情報を生成する生成ステップとを含み、
    前記分割情報算出ステップと前記生成ステップとは、パイプライン実行される
    算術復号方法。

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