特許 6574025 ビデオ復号化方法及びビデオ復号化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6574025

(24)【登録日】2019年8月23日

(45)【発行日】2019年9月11日

(54)【発明の名称】ビデオ復号化方法及びビデオ復号化装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 19/129 20140101AFI20190902BHJP

   H04N 19/157 20140101ALI20190902BHJP

   H04N 19/18 20140101ALI20190902BHJP

   H04N 19/46 20140101ALI20190902BHJP

【ＦＩ】

   H04N19/129

   H04N19/157

   H04N19/18

   H04N19/46

【請求項の数】5

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2018-113773(P2018-113773)

(22)【出願日】2018年6月14日

(62)【分割の表示】特願2017-90992(P2017-90992)の分割

【原出願日】2011年7月8日

(65)【公開番号】特開2018-174551(P2018-174551A)

(43)【公開日】2018年11月8日

【審査請求日】2018年6月14日

(31)【優先権主張番号】61/362,844

(32)【優先日】2010年7月9日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503447036

【氏名又は名称】サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】リ，ベ−グン

(72)【発明者】

【氏名】ソン，ユ−ミ

【審査官】 岩井 健二

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００５−５３０３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０５３０２０（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 国際公開第２０１０／０５４１７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１０／０１８１３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 Martin Winken et al.，Description of video coding technology proposal by Fraunhofer HHI，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，1st Meeting: Dresden, DE，２０１０年 ４月，JCTVC-A116，pp.1-17

【文献】 Kemal Ugur et al.，Description of video coding technology proposal by Tandberg, Nokia, Ericsson，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，1st Meeting: Dresden, DE，２０１０年 ４月，JCTVC-A119，pp.1-12

【文献】 Sunil Lee et al.，Efficient coefficient coding method for large transform in VLC mode，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，3rd Meeting: Guangzhou, CN，２０１０年１０月，JCTVC-C210，pp.1-6

【文献】 J. Sole et al.，Parallel Context Processing for the significance map in high coding efficiency，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，4th Meeting: Daegu, KR，２０１１年 １月，JCTVC-D262，pp.1-4

【文献】 Thomas Wiegand et al.，WD3: Working Draft 3 of High-Efficiency Video Coding，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，5th Meeting: Geneva, CH，２０１１年 ６月，JCTVC-E603_d8，pp.i-vii,28-31,46-52,74-82,128-132，ＵＲＬ，http://phenix.it-sudparis.eu/jct/doc_end_user/documents/5_Geneva/wg11/JCTVC-E603-v8.zip

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ １９／００ − １９／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

現在変換ブロック内の変換係数のうち、最終有効係数のｘ座標を示すｘインデックス及び前記最終有効係数のｙ座標を示すｙインデックスをビットストリームから獲得する段階と、
前記ｘインデックス及び前記ｙインデックスに基づいて前記最終有効係数のスキャンインデックスを決定する段階と、
前記最終有効係数のレベル情報を獲得する段階と、
前記最終有効係数のレベル情報を用いて、前記最終有効係数を復元する段階と、
前記変換係数のうち、前記最終有効係数のスキャンインデックスよりも小さいスキャンインデックスを有する第１変換係数の有効係数フラグを前記ビットストリームから獲得する段階と、
前記有効係数フラグを用いて前記第１変換係数を復元する段階と、
前記最終有効係数及び前記第１変換係数を用いて前記現在変換ブロックを逆変換する段階と、を含み、
前記有効係数フラグは、前記第１変換係数のレベルが０であるか否かを示し、
前記ビットストリームから前記第１変換係数のレベルと前記第１変換係数の符号値を別途に獲得し、前記獲得された前記第１変換係数のレベルと前記第１変換係数の符号値を用いて、前記第１変換係数が復元されることを特徴とするビデオ復号化方法。

【請求項2】

前記ｘインデックスは、前記変換ブロックの最左上側係数の位置から横軸方向に沿ってｘ番目（ｘは、０以上の整数）座標を示し、
前記ｙインデックスは、前記変換ブロックの最左上側係数の位置から縦軸方向に沿ってｙ番目（ｙは、０以上の整数）座標を示すことを特徴とする請求項１に記載のビデオ復号化方法。

【請求項3】

前記ｘインデックス及びｙインデックスを獲得する段階は、
前記ビットストリームに対して復号化を行って前記ｘインデックスを獲得する段階と、
前記ビットストリームに対して復号化を行って前記ｙインデックスを獲得する段階と、を含むことを請求項１に記載のビデオ復号化方法。

【請求項4】

前記最終有効係数は、前記変換ブロックの前記変換係数のうち、レベルが０ではない係数のうち、１つであり、
前記ｘ座標及び前記ｙ座標の基準点は、前記変換ブロックの左上端地点であることを特徴とする請求項１に記載のビデオ復号化方法。

【請求項5】

変換ブロックを逆変換するためのプロセッサを含み、
前記プロセッサは、
現在変換ブロック内の変換係数のうち、最終有効係数のｘ座標を示すｘインデックス及び前記最終有効係数のｙ座標を示すｙインデックスをビットストリームから獲得し、
前記ｘインデックス及び前記ｙインデックスに基づいて前記最終有効係数のスキャンインデックスを決定し、
前記最終有効係数のレベル情報を獲得し、
前記最終有効係数のレベル情報を用いて前記最終有効係数を復元し、
前記変換係数のうち、前記最終有効係数のスキャンインデックスよりも小さいスキャンインデックスを有する第１変換係数の有効係数フラグを前記ビットストリームから獲得し、
前記有効係数フラグを用いて前記第１変換係数を復元し、
前記最終有効係数、及び前記第１変換係数を用いて、前記現在変換ブロックを逆変換し、
前記有効係数フラグは、前記第１変換係数のレベルが０であるか否かを示し、
前記ビットストリームから前記第１変換係数のレベルと前記第１変換係数の符号値を別途に獲得し、前記獲得された前記第１変換係数のレベルと前記第１変換係数の符号値を用いて、前記第１変換係数が復元されることを特徴とするビデオ復号化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変換係数のエントロピ符号化及び復号化に係り、さらに詳細には、変換ブロック内の最後の有効変換係数の位置を効率的にエントロピ符号化、復号化する方法及びその装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｈ．２６４及びＭＰＥＧ−４のような、現在国際ビデオコーディング標準で、ビデオ信号は、シーケンス、フレーム、スライス、マクロブロック及びブロックに階層的に分割され、ブロックは、最小処理ユニットになる。エンコーディング側面で、イントラフレーム予測またはインターフレーム予測を介して、ブロックの残差データが獲得される。また、残差データは、変換、量子化、スキャニング、ランレングス・コーディング（ｒｕｎ ｌｅｎｇｔｈ ｃｏｄｉｎｇ）及びエントロピ・コーディングを介して圧縮される。デコーディング側面で、処理手続きは反対になる。まず、エントロピ・コーディング時に生成された変換ブロックの係数が、ビートストリームから抽出される。その後、逆量子化及び逆変換を介して、ブロックの残差データは再構成され、予測情報は、ブロックのビデオデータを再構成するために使われる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明が解決しようとする課題は、大サイズの変換ブロック内の最後の有効変換係数の位置を効率的にエントロピ符号化及び復号化するためのものである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の一実施形態によれば、変換ブロック内の最後の有効変換係数の位置を変換ブロック内の横軸方向での相対的位置及び縦軸方向への相対的位置を利用して符号化する。

【発明の効果】

【0005】

本発明によれば、大サイズの変換ブロック内に具備された最後の有効変換係数の位置を効率的に表現することができ、最後の有効変換係数の位置を、変換係数の復号化過程と独立して遂行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明の一実施形態による映像符号化装置を図示する図面である。

【図2】本発明の一実施形態による映像復号化装置を図示する図面である。

【図3】本発明の一実施形態による階層的符号化単位を図示する図面である。

【図4】本発明の一実施形態による符号化単位に基づいた映像符号化部を図示する図面である。

【図5】本発明の一実施形態による符号化単位に基づいた映像復号化部を図示する図面である。

【図6】本発明の一実施形態による最大符号化単位、サブ符号化単位及び予測単位を図示する図面である。

【図7】本発明の一実施形態による、符号化単位及び変換単位を図示する図面である。

【図8A】本発明の一実施形態による、符号化単位、予測単位及び変換単位の分割形態を図示する図面である。

【図8B】本発明の一実施形態による、符号化単位、予測単位及び変換単位の分割形態を図示する図面である。

【図9】本発明の一実施形態による変換係数のエントロピ符号化方法を示したフローチャートである。

【図10】本発明の実施形態による変換係数のエントロピ符号化過程を説明するための参照図である。

【図11】本発明の一実施形態によるエントロピ符号化装置の具体的な構成を示したブロック図である。

【図12】本発明の一実施形態によるＣＡＢＡＢ符号化装置のブロック図である。

【図13】本発明の一実施形態による最後の有効変換係数の位置の符号化のためのコンテクスト選択過程を説明するための参照図である。

【図14】図１０に対応するシグニフィカンス・マップを示す図面である。

【図15】図１０の変換ブロックに具備された有効変換係数のレベル値を符号化する過程を説明するための参照図である。

【図16】本発明の一実施形態によって利用されるＶＬＣテーブルの一例を示した図面である。

【図17】本発明の他の実施形態による変換係数のエントロピ符号化方法を説明するための参照図である。

【図18A】本発明のさらに他の実施形態による変換係数のエントロピ符号化方法を説明するための参照図である。

【図18B】本発明のさらに他の実施形態による変換係数のエントロピ符号化方法を説明するための参照図である。

【図19】本発明の一実施形態による変換係数のエントロピ復号化方法を示したフローチャートである。

【図20】本発明の一実施形態によるエントロピ復号化装置の具体的な構成を示したブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本発明の一実施形態による変換係数のエントロピ符号化方法は、所定スキャニング順序によって、所定サイズの変換ブロックに具備された変換係数のうち、０ではない最後の有効変換係数の位置を決める段階と、前記変換ブロック内の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置を利用して、前記最後の有効変換係数の位置を符号化する段階と、を含むことを特徴とする。
本発明の一実施形態による変換係数のエントロピ復号化方法は、受信されたビットストリームから、所定スキャニング順序によって、変換ブロックに具備された０ではない最後の有効変換係数の前記変換ブロック内の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置に係わる情報を抽出する段階と、前記横軸方向及び縦軸方向への相対的位置情報を復号化し、前記最後の有効変換係数の位置を決定する段階と、を含むことを特徴とする。

【0008】

本発明の一実施形態による変換係数のエントロピ符号化装置は、所定スキャニング順序によって、所定サイズの変換ブロックに具備された変換係数のうち、０ではない最後の有効変換係数の位置を決定し、前記変換ブロック内の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置を利用して、前記最後の有効変換係数の位置を符号化するエントロピ符号化部を含むことを特徴とする。

【0009】

本発明の一実施形態による変換係数のエントロピ復号化装置は、受信されたビットストリームから、所定スキャニング順序によって、変換ブロックに具備された０ではない最後の有効変換係数の前記変換ブロック内の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置に係わる情報を抽出し、前記横軸方向及び縦軸方向への相対的位置情報を復号化し、前記最後の有効変換係数の位置を決定するエントロピ復号化部を含むことを特徴とする。

【0010】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。

【0011】

図１は、本発明の一実施形態による映像符号化装置を図示している。図１を参照すれば、本発明の一実施形態による映像符号化装置１００は、最大符号化単位分割部１１０、符号化深度決定部１２０、映像データ符号化部１３０及び符号化情報符号化部１４０を含む。

【0012】

最大符号化単位分割部１１０は、最大サイズの符号化単位である最大符号化単位に基づいて、現在フレームまたは現在スライスを分割することができる。現在フレームまたは現在スライスを、少なくとも１つの最大符号化単位に分割することができる。

【0013】

本発明の一実施形態によれば、最大符号化単位及び深度を利用して、符号化単位が表現される。前述のように、最大符号化単位は、現在フレームの符号化単位のうち、大きさが最大である符号化単位を示し、深度は、符号化単位が階層的に縮小された程度を示す。深度が大きくなりながら、符号化単位は、最大符号化単位から最小符号化単位まで縮小され、最大符号化単位の深度は、最小深度に定義され、最小符号化単位の深度は、最大深度に定義される。最大符号化単位は、深度が大きくなるにつれて、深度別符号化単位の大きさは、低減するので、ｋ深度のサブ符号化単位は、ｋより大きい深度の複数個のサブ符号化単位を含んでもよい。

【0014】

符号化されるフレームの大きさが大きくなるにつれて、さらに大きい単位に映像を符号化すれば、さらに高い映像圧縮率で映像を符号化することができる。しかし、符号化単位を大きくし、その大きさを固定させてしまえば、次に変わる映像の特性を反映させ、効率的に映像を符号化することができない。

【0015】

例えば、海または空に係わる平坦な領域を符号化するときには、符号化単位を大きくするほど、圧縮率が向上するが、人またはビルに係わる複雑な領域を符号化するときには、符号化単位を小さくするほど圧縮率が向上する。

【0016】

このために、本発明の一実施形態は、フレームまたはスライスごとに異なる大きさの最大映像符号化単位を設定し、最大深度を設定する。最大深度は、符号化単位が縮小される最大回数を意味するので、最大深度によって、最大映像符号化単位に含まれた最小符号化単位サイズを可変的に設定することができるのである。

【0017】

符号化深度決定部１２０は、最大深度を決定する。最大深度は、Ｒ−Ｄコスト（ｒａｔｅ−ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｃｏｓｔ）計算に基づいて決定される。最大深度は、フレームまたはスライスごとに異なるように決定されるか、あるいはそれぞれの最大符号化単位ごとに異なるように決定されもする。決定された最大深度は、符号化情報符号化部１４０に出力され、最大符号化単位別映像データは、映像データ符号化部１３０に出力される。

【0018】

最大深度は、最大符号化単位に含まれる最小サイズの符号化単位、すなわち、最小符号化単位を意味する。言い換えれば、最大符号化単位は、異なる深度によって異なるサイズのサブ符号化単位に分割される。図８Ａ及び図８Ｂを参照して詳細に後述する。また、最大符号化単位に含まれた異なるサイズのサブ符号化単位は、異なるサイズの処理単位に基づいて、予測または直交変換される。言い換えれば、映像符号化装置１００は、映像符号化のための複数の処理段階を、多様な大きさ及び多様な形態の処理単位に基づいて遂行することができる。映像データの符号化のためには、予測、直交変換、エントロピ符号化などの処理段階を経るが、全ての段階にわたって、同一サイズの処理単位が利用されもし、段階別に異なるサイズの処理単位を利用することができる。

【0019】

例えば、映像符号化装置１００は、所定の符号化単位を予測するために、符号化単位と異なる処理単位を選択することができる。

【0020】

符号化単位の大きさが、２Ｎｘ２Ｎ（ただし、Ｎは正の整数）である場合、予測のための処理単位は、２Ｎｘ２Ｎ、２ＮｘＮ、Ｎｘ２Ｎ、ＮｘＮなどである。言い換えれば、符号化単位の高さまたは幅のうち、少なくとも一つを半分にする形態の処理単位を基にして動き予測が行われる。以下、予測の基になる処理単位を、「予測単位」とする。

【0021】

予測モードは、イントラモード、インターモード及びスキップモードのうち少なくとも一つであり、特定予測モードは、特定サイズまたは形態の予測単位についてのみ遂行される。例えば、イントラモードは、正方形である２Ｎｘ２Ｎ，ＮｘＮサイズの予測単位についてのみ遂行される。また、スキップモードは、２Ｎｘ２Ｎサイズの予測単位についてのみ遂行される。符号化単位内部に複数の予測単位があるならば、それぞれの予測単位について予測を行い、符号化誤差が最小である予測モードが選択される。

【0022】

また、映像符号化装置１００は、符号化単位と異なるサイズの処理単位に基づいて、映像データを直交変換することができる。符号化単位の直交変換のために、符号化単位より小さいか、あるいはそれと同じ大きさのデータ単位を基にして、直交変換が行われる。以下、直交変換の基になる処理単位を「変換単位」とする。

【0023】

符号化深度決定部１２０は、ラグランジュ乗数（Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）基盤の率・歪曲最適化技法（ｒａｔｅ−ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）を利用して、最大符号化単位に含まれたサブ符号化単位を決定することができる。言い換えれば、最大符号化単位が、いかなる形態の複数のサブ符号化単位に分割されるかを決定することができるが、ここで、複数のサブ符号化単位は、深度によって大きさが異なる。その後、映像データ符号化部１３０は、符号化深度決定部１２０で決定された分割形態に基づいて、最大符号化単位を符号化してビットストリームを出力する。

【0024】

符号化情報符号化部１４０は、符号化深度決定部１２０で決定された最大符号化単位の符号化モードに係わる情報を符号化する。最大符号化単位の分割形態に係わる情報、最大深度に係わる情報、及び深度別サブ符号化単位の符号化モードに係わる情報を符号化してビットストリームを出力する。サブ符号化単位の符号化モードに係わる情報は、サブ符号化単位の予測単位に係わる情報、予測単位別予測モード情報、サブ符号化単位の変換単位に係わる情報などを含んでもよい。

【0025】

最大符号化単位の分割形態に係わる情報は、それぞれの符号化単位について分割いかんを示す情報であってもよい。例えば、最大符号化単位を分割して符号化する場合、最大符号化単位について分割いかんを示す情報を符号化し、最大符号化単位を分割して生成されたサブ符号化単位をさらに分割して符号化する場合にも、それぞれのサブ符号化単位について分割いかんを示す情報を符号化する。分割いかんを示す情報は、分割いかんを示すフラグ情報であってもよい。

【0026】

最大符号化単位ごとに異なるサイズのサブ符号化単位が存在し、それぞれのサブ符号化単位ごとに符号化モードに係わる情報が決まらなければならないので、１つの最大符号化単位については、少なくとも１つの符号化モードに係わる情報が決定される。

【0027】

映像符号化装置１００は、深度が大きくなるにつれて、最大符号化単位を、高さ及び幅を半分にしてサブ符号化単位を生成することができる。すなわち、ｋ深度の符号化単位の大きさが２Ｎｘ２Ｎであるならば、ｋ＋１深度の符号化単位の大きさは、ＮｘＮである。

【0028】

従って、一実施形態による映像符号化装置１００は、映像の特性を考慮した最大符号化単位の大きさ及び最大深度を基にして、それぞれの最大符号化単位ごとに、最適の分割形態を決定することができる。映像特性を考慮して、可変的に最大符号化単位の大きさを調節し、異なる深度のサブ符号化単位に最大符号化単位を分割して映像を符号化することにより、多様な解像度の映像をさらに効率的に符号化することができる。

【0029】

図２は、本発明の一実施形態による映像復号化装置を図示している。図２を参照すれば、本発明の一実施形態による映像復号化装置２００は、映像データ獲得部２１０、符号化情報抽出部２２０及び映像データ復号化部２３０を含む。

【0030】

映像関連データ獲得部２１０は、映像復号化装置２００が受信したビットストリームをパージングし、最大符号化単位別に映像データを獲得し、映像データ復号化部２３０に出力する。映像データ獲得部２１０は、現在フレームまたはスライスに係わるヘッダから、現在フレームまたはスライスの最大符号化単位に係わる情報を抽出することができる。言い換えれば、ビットストリームを最大符号化単位に分割し、映像データ復号化部２３０が最大符号化単位ごとに映像データを復号化するようにする。

【0031】

符号化情報抽出部２２０は、映像復号化装置２００が受信したビット列をパージングし、現在フレームに係わるヘッダから、最大符号化単位、最大深度、最大符号化単位の分割形態、サブ符号化単位の符号化モードに係わる情報を抽出する。分割形態及び符号化モードに係わる情報は、映像データ復号化部２３０に出力される。

【0032】

最大符号化単位の分割形態に係わる情報は、最大符号化単位に含まれた深度によって異なるサイズのサブ符号化単位に係わる情報を含んでもよい。前述のように、分割形態に係わる情報は、それぞれの符号化単位について符号化された分割いかんを示す情報（例えば、フラグ情報）でもある。符号化モードに係わる情報は、サブ符号化単位別予測単位に係わる情報、予測モードに係わる情報及び変換単位に係わる情報などを含んでもよい。

【0033】

映像データ復号化部２３０は、符号化情報抽出部で抽出された情報に基づいて、それぞれの最大符号化単位の映像データを復号化して現在フレームを復元する。

【0034】

最大符号化単位の分割形態に係わる情報に基づいて、映像データ復号化部２３０は、最大符号化単位に含まれたサブ符号化単位を復号化することができる。復号化過程は、イントラ予測過程及び動き補償を含むインター予測過程、並びに直交逆変換過程を含んでもよい。

【0035】

映像データ復号化部２３０は、サブ符号化単位の予測のために、サブ符号化単位別予測単位に係わる情報及び予測モードに係わる情報に基づいて、イントラ予測またはインター予測を遂行することができる。また、映像データ復号化部２３０は、サブ符号化単位の変換単位に係わる情報に基づいて、サブ符号化単位ごとに直交逆変換を行うことができる。

【0036】

図３は、本発明の一実施形態による階層的符号化単位を図示している。図３を参照すれば、本発明による階層的符号化単位は、幅ｘ高さが６４ｘ６４である符号化単位から、３２ｘ３２、１６ｘ１６、８ｘ８及び４ｘ４を含んでもよい。正方形状の符号化単位以外にも、幅ｘ高さが６４ｘ３２、３２ｘ６４、３２ｘ１６、１６ｘ３２、１６ｘ８、８ｘ１６、８ｘ４、４ｘ８である符号化単位が存在する。

【0037】

図３を参照すれば、解像度が１９２０ｘ１０８０である映像データ３１０について、最大符号化単位の大きさが６４ｘ６４、最大深度が２に設定されている。

【0038】

解像度が１９２０ｘ１０８０である他の映像データ３２０について、最大符号化単位の大きさが６４ｘ６４、最大深度が４に設定されている。解像度が３５２ｘ２８８であるビデオデータ３３０について、最大符号化単位の大きさが１６ｘ１６、最大深度が２に設定されている。

【0039】

解像度が高いか、あるいはデータ量が多い場合、圧縮率向上だけではなく、映像特性を正確に反映するために、符号化サイズの最大サイズが相対的に大きいことが望ましい。従って、映像データ３３０に比べ、解像度が高い映像データ３１０及び３２０は、最大符号化単位の大きさが６４ｘ６４に選択される。

【0040】

最大深度は、階層的符号化単位で総階層数を示す。映像データ３１０の最大深度が２であるので、映像データ３１０の符号化単位３１５は、長軸サイズが６４である最大符号化単位から、深度が増加するにつれて、長軸サイズが３２、１６であるサブ符号化単位まで含んでもよい。

【0041】

一方、映像データ３３０の最大深度が２であるので、映像データ３３０の符号化単位３３５は、長軸サイズが１６である最大符号化単位から、深度が増加するにつれて、長軸サイズが８、４である符号化単位まで含んでもよい。

【0042】

映像データ３２０の最大深度が４であるので、ビデオデータ３２０の符号化単位３２５は、長軸サイズが６４である最大符号化単位から、深度が増加するにつれて、長軸サイズが３２、１６、８、４であるサブ符号化単位まで含んでもよい。深度が増加するほど、さらに小さいサブ符号化単位に基づいて映像を符号化するので、さらに細密な場面を含んでいる映像を符号化するのに適する。

【0043】

図４は、本発明の一実施形態による符号化単位に基づいた映像符号化部を図示している。イントラ予測部４１０は、現在フレーム４０５において、イントラモードの予測単位についてイントラ予測を行い、動き推定部４２０及び動き補償部４２５は、インターモードの予測単位について、現在フレーム４０５及び参照フレーム４９５を利用して、インター予測及び動き補償を行う。

【0044】

イントラ予測部４１０、動き推定部４２０及び動き補償部４２５から出力された予測単位に基づいて残差値が生成され、生成された残差値は、直交変換部４３０及び量子化部４４０を経て、量子化された変換係数として出力される。

【0045】

量子化された変換係数は、逆量子化部４６０、周波数逆変換部４７０を介して再び残差値に復元され、復元された残差値は、デブロッキング部４８０及びループ・フィルタリング部４９０を経て後処理され、参照フレーム４９５として出力される。量子化された変換係数は、エントロピ符号化部４５０を経て、ビットストリーム４５５として出力される。

【0046】

本発明の一実施形態による映像符号化方法によって符号化するために、映像符号化部４００の構成要素である、イントラ予測部４１０、動き推定部４２０、動き補償部４２５、直交変換部４３０、量子化部４４０、エントロピ符号化部４５０、逆量子化部４６０、周波数逆変換部４７０、デブロッキング部４８０及びループ・フィルタリング部４９０は、いずれも最大符号化単位、深度によるサブ符号化単位、予測単位及び変換単位に基づいて映像符号化過程を処理する。

【0047】

図５は、本発明の一実施形態による符号化単位に基づいた映像復号化部を図示している。

【0048】

ビットストリーム５０５がパージング部５１０を経て、復号化対象である符号化された映像データ、及び復号化のために必要な符号化情報がパージングされる。符号化された映像データは、エントロピ復号化部５２０及び逆量子化部５３０を経て、逆量子化されたデータとして出力され、周波数逆変換部５４０を経て、残差値に復元される。残差値は、イントラ予測部５５０のイントラ予測の結果、または動き補償部５６０の動き補償結果と加算され、符号化単位別に復元される。復元された符号化単位は、デブロッキング部５７０及びループ・フィルタリング部５８０を経て、次の符号化単位または次のフレームの予測に利用される。

【0049】

本発明の一実施形態による映像復号化方法によって復号化するために、映像復号化部４００の構成要素である、パージング部５１０、エントロピ復号化部５２０、逆量子化部５３０、周波数逆変換部５４０、イントラ予測部５５０、動き補償部５６０、デブロッキング部５７０及びループ・フィルタリング部５８０が、いずれも最大符号化単位、深度によるサブ符号化単位、予測単位及び変換単位に基づいて、映像復号化過程を処理する。

【0050】

特に、イントラ予測部５５０、動き補償部５６０は、最大符号化単位及び深度を考慮して、サブ符号化単位内の予測単位及び予測モードを決定し、周波数逆変換部５４０は、変換単位の大きさを考慮して、直交逆変換を行う。

【0051】

図６は、本発明の一実施形態による最大符号化単位、サブ符号化単位及び予測単位を図示している。

【0052】

本発明の一実施形態による映像符号化装置１００及び映像復号化装置２００は、映像特性を考慮して、符号化、復号化を行うために、階層的な符号化単位を利用する。最大符号化単位及び最大深度は、映像の特性によって適応的に設定されるか、あるいはユーザの要求によって多様に設定される。

【0053】

本発明の一実施形態による符号化単位の階層構造６００は、最大符号化単位６１０の高さ及び幅が６４であり、最大深度が４である場合を図示している。符号化単位の階層構造６００の縦軸に沿って深度が増加し、深度の増加によって、サブ符号化単位６２０ないし６５０の幅及び高さが縮小される。また、符号化単位の階層構造６００の横軸に沿って、最大符号化単位６１０及びサブ符号化単位６２０ないし６５０の予測単位が図示されている。

【0054】

最大符号化単位６１０は、深度が０であり、符号化単位の大きさ、すなわち、幅及び高さが６４ｘ６４である。縦軸に沿って深度が増加し、サイズ３２ｘ３２である深度１のサブ符号化単位６２０、サイズ１６ｘ１６である深度２のサブ符号化単位６３０、サイズ８ｘ８である深度３のサブ符号化単位６４０、サイズ４ｘ４である深度４のサブ符号化単位６５０が存在する。サイズ４ｘ４である深度４のサブ符号化単位６５０は、最小符号化単位である。

【0055】

図６を参照すれば、それぞれの深度別に、横軸に沿って予測単位の例示が図示されている。すなわち、深度０の最大符号化単位６１０の予測単位は、サイズ６４ｘ６４の符号化単位６１０と同一であるか、あるいはそれよりも小サイズであるサイズ６４ｘ６４の予測単位６１０、サイズ６４ｘ３２の予測単位６１２、サイズ３２ｘ６４の予測単位６１４、サイズ３２ｘ３２の予測単位６１６でもある。

【0056】

深度１のサイズ３２ｘ３２の符号化単位６２０の予測単位は、サイズ３２ｘ３２の符号化単位６２０と同一であるか、あるいはそれよりも小サイズであるサイズ３２ｘ３２の予測単位６２０、サイズ３２ｘ１６の予測単位６２２、サイズ１６ｘ３２の予測単位６２４、サイズ１６ｘ１６の予測単位６２６でもある。

【0057】

深度２のサイズ１６ｘ１６の符号化単位６３０の予測単位は、サイズ１６ｘ１６の符号化単位６３０と同一であるか、あるいはそれよりも小サイズであるサイズ１６ｘ１６の予測単位６３０、サイズ１６ｘ８の予測単位６３２、サイズ８ｘ１６の予測単位６３４、サイズ８ｘ８の予測単位６３６でもある。

【0058】

深度３のサイズ８ｘ８の符号化単位６４０の予測単位は、サイズ８ｘ８の符号化単位６４０と同一であるか、あるいはそれよりも小サイズであるサイズ８ｘ８の予測単位６４０、サイズ８ｘ４の予測単位６４２、サイズ４ｘ８の予測単位６４４、サイズ４ｘ４の予測単位６４６でもある。

【0059】

最後に、深度４のサイズ４ｘ４の符号化単位６５０は、最大深度の符号化単位であり、予測単位は、サイズ４ｘ４の予測単位６５０である。しかし、最大深度の符号化単位であるとしても、必ずしも符号化単位と予測単位とのサイズが同一である必要はく、他の符号化単位６１０ないし６５０と同様に、符号化単位より小サイズの予測単位に分割して予測を行うこともできる。

【0060】

図７は、本発明の一実施形態による、符号化単位及び変換単位を図示している。

【0061】

本発明の一実施形態による映像符号化装置１００及び映像復号化装置２００は、最大符号化単位そのまま符号化するか、最大符号化単位より小さいか、あるいはそれと同じサブ符号化単位に最大符号化単位を分割して符号化する。符号化過程のうち、直交変換のための変換単位の大きさも、符号化単位及び予測単位と無関係に、最も高い圧縮率のための大きさに選択される。例えば、現在符号化単位７１０が６４ｘ６４サイズであるとき、３２ｘ３２サイズの変換単位７２０を利用して、直交変換が行われる。また、符号化単位より大きい変換単位を設定することもできる。

【0062】

図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の一実施形態による、符号化単位、予測単位及び周波数変換単位の分割形態を図示している。

【0063】

図８Ａは、本発明の一実施形態による符号化単位及び予測単位を図示している。図８Ａの左側は、最大符号化単位８１０を符号化するために、本発明の一実施形態による映像符号化装置１００が選択した分割形態を図示している。映像符号化装置１００は、多様な形態に最大符号化単位８１０を分割し、符号化した後で多様な分割形態の符号化結果をＲ−Ｄコストに基づいて比較し、最適の分割形態を選択する。最大符号化単位８１０をそのまま符号化することが最適である場合には、図８Ａ及び図８Ｂのように、最大符号化単位８１０を分割せずに、最大符号化単位８００を符号化することもできる。

【0064】

図８Ａの左側を参照すれば、深度０である最大符号化単位８１０を、深度１以上のサブ符号化単位に分割して符号化する。最大符号化単位８１０を、４つの深度１のサブ符号化単位に分割した後、全部または一部の深度１のサブ符号化単位を、さらに深度２のサブ符号化単位に分割する。

【0065】

深度１のサブ符号化単位のうち、右側上部に位置したサブ符号化単位、及び左側下部に位置したサブ符号化単位が、深度２以上のサブ符号化単位に分割される。深度２以上のサブ符号化単位のうち一部は、さらに深度３以上のサブ符号化単位に分割される。

【0066】

図８Ａの右側は、最大符号化単位８１０に係わる予測単位の分割形態を図示している。図８Ａの右側を参照すれば、最大符号化単位に係わる予測単位８６０は、最大符号化単位８１０と異なるように分割される。言い換えれば、サブ符号化単位それぞれに係わる予測単位は、サブ符号化単位より小さくもある。

【0067】

例えば、深度１のサブ符号化単位のうち、右側下部に位置したサブ符号化単位８５４に係わる予測単位は、サブ符号化単位８５４より小さくもある。深度２のサブ符号化単位８１４，８１６，８１８，８２８，８５０，８５２のうち、一部サブ符号化単位８１５，８１６，８５０，８５２に係わる予測単位は、サブ符号化単位より小さくもある。また、深度３のサブ符号化単位８２２，８３２，８４８に係わる予測単位は、サブ符号化単位より小さくもある。予測単位は、それぞれのサブ符号化単位を、高さまたは幅方向に半分にした形態でもあり、高さ及び幅方向に４分した形態でもある。

【0068】

図８Ｂは、本発明の一実施形態による予測単位及び変換単位を図示している。図８Ｂの左側は、図８Ａの右側に図示された最大符号化単位８１０に係わる予測単位の分割形態を図示し、図８Ｂの右側は、最大符号化単位８１０の変換単位の分割形態を図示している。

【0069】

図８Ｂの右側を参照すれば、変換単位８７０の分割形態は、予測単位８６０と異なるように設定されもする。

【0070】

例えば、深度１の符号化単位８５４に係わる予測単位が、高さを半分にした形態に選択されても、変換単位は、深度１の符号化単位８５４の大きさと同一サイズに選択されもする。同様に、深度２の符号化単位８１４，８５０に係わる予測単位が、深度２の符号化単位８１４，８５０の高さを半分にした形態に選択されても、変換単位は、深度２の符号化単位８１４，８５０の本来サイズと同一サイズに選択されもする。

【0071】

予測単位よりさらに小サイズに変換単位が選択されもする。例えば、深度２の符号化単位８５２に係わる予測単位が、幅を半分にした形態に選択された場合、変換単位は、予測単位よりさらに小サイズである高さ及び幅を半分にした形態に選択されもする。最小の変換単位として、２ｘ２サイズに変換単位を設定することもできる。変換単位は、符号化単位と関係なく、符号化単位の大きさより大きく変換単位が設定されもする。

【0072】

以下、図４の本発明の一実施形態による映像符号化装置４００のエントロピ符号化部４５０、及び図５の映像復号化装置５００のエントロピ復号化部５２０で行われるエントロピ符号化及び復号化過程について具体的に説明する。

【0073】

前述のように、本発明の一実施形態による映像符号化装置４００、及び映像復号化装置５００は、最大符号化単位そのまま符号化するか、最大符号化単位より小さいか、あるいはそれと同じサブ符号化単位に最大符号化単位を分割して符号化する。符号化過程のうち、直交変換のための変換単位の大きさも、符号化単位及び予測単位と関係なく、最も高い圧縮率のための大きさに選択される。例えば、現在符号化単位が、６４ｘ６４サイズであるとき、３２ｘ３２サイズの変換単位を利用して、直交変換が行われる。また、符号化単位より大きい変換単位を設定することもできる。従来、Ｈ．２６４のような符号化過程で、４ｘ４サイズの相対的に小サイズの変換単位に基づいて、変換及び量子化された残差データをエントロピ符号化する。しかし、本発明の一実施形態によれば、エントロピ符号化される変換単位（以下、「変換ブロック」とする）は、４ｘ４や８ｘ８だけでなく、１６ｘ１６、３２ｘ３２、６４ｘ６４、１２８ｘ１２８のような相対的に大サイズを有することができるので、０ではない有効変換係数間の連続的な０である係数の数を示すラン（ｒｕｎ）の長さが長くなる、大きいラン値を適切に符号化する必要がある。また、従来技術によれば、変換ブロック内に具備された係数の情報を符号化するために、０ではない有効変換係数の位置を示すシグニフィカンス・マップ（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｍａｐ）のように、各有効変換係数が最後の有効変換係数であるか否かを示すシンタックス・エレメントであるｌａｓｔ＿ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｃｏｅｆｆ＿ｆｌａｇが共にエントロピ符号化される。しかし、このように、シグニフィカンス・マップとｌａｓｔ＿ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｃｏｅｆｆ＿ｆｌａｇとを結合し、変換ブロックをエントロピ符号化する場合、エントロピ復号化時に、各有効変換係数ごとに最後の有効変換係数であるか否かを判断しなければならない。従って、従来技術によれば、受信されたビットストリームから、全体有効変換係数を示すデータをすぐに識別しにくいという問題点がある。従って、本発明の実施形態による変換ブロックのエントロピ符号化方法では、このような大サイズの変換ブロック内の最後の有効変換係数の位置を、効率的にエントロピ符号化及び復号化する方法を提供する。

【0074】

図９は、本発明の一実施形態による変換係数のエントロピ符号化方法を示したフローチャートである。図９を参照すれば、段階９１０で、エントロピ符号化部４５０は、所定スキャニング順序によって、所定サイズの変換ブロックに具備された０ではない有効変換係数のうち、最後の有効変換係数の位置を決定する。具体的には、変換過程及び量子化過程を経て、変換係数に構成された変換ブロックが入力されれば、エントロピ符号化部４５０は、ジグザグスキャン順序のような所定のスキャニング順序によって、変換ブロック内に具備された有効変換係数を判断し、最後にスキャニングされる最後の有効変換係数の位置を決定する。

【0075】

段階９２０で、エントロピ符号化部４５０は、変換ブロック内の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置を利用して、最後の有効変換係数の位置を符号化する。もし最後の有効変換係数が変換ブロックの最左上側から横軸方向に、ｘ番目（ｘは、０以上の整数）、縦軸方向にｙ番目（ｙは、０以上の整数）に位置した場合、エントロピ符号化部４５０は、最後の有効変換係数の位置を示すｘ値及びｙ値を符号化する。従来技術によれば、各有効変換係数ごとに、最後の有効変換係数であるか否かを示すｌａｓｔ＿ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｃｏｅｆｆ＿ｆｌａｇを符号化したが、本発明の第１実施形態による変換係数のエントロピ符号化方法では、最後の有効変換係数の変換ブロック内の相対的位置を示す座標情報のみを符号化する。最後の有効変換係数の相対的位置情報は、コンテクスト基盤適応的二進算術符号化（ＣＡＢＡＣ：ｃｏｎｔｅｘｔ−ａｄａｐｔｉｖｅ ｂｉｎａｒｙ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｃｏｄｉｎｇ）方式や、可変長符号化（ｖａｒｉａｂｌｅ ｌｅｎｇｔｈ ｃｏｄｉｎｇ）方式を介して符号化されもする。ＣＡＢＡＣまたは可変長符号化方式を介して最後の有効変換係数の位置情報を符号化する方法については後述する。

【0076】

エントロピ符号化部４５０は、最後の有効変換係数の位置情報を符号化した後、変換ブロック内に位置した各有効変換係数のレベル情報を符号化する。レベル情報として、エントロピ符号化部４５０は、有効変換係数の符号値（ｓｉｇｎ）及び絶対値（ａｂｓ）情報を符号化する。

【0077】

図１０は、本発明の実施形態による変換係数のエントロピ符号化過程を説明するための参照図である。図１０を参照すれば、エントロピ符号化部４５０は、変換ブロック１０００内の変換係数を、図示されているようなジグザグスキャン順序によってスキャニングする。図１０で表示されていないスペース空間は、いずれも「０」である値を有する変換係数であると仮定する。図１０の例において、最後の有効変換係数は、「−１」の値を有する図面符号１０１０に表示された変換係数である。図１０に図示されているように、最左上側の変換係数を中心に、最後の有効変換係数「−１」１０１０は、横軸方向に５番目、縦軸方向に５番目に位置する。従って、エントロピ符号化部４５０は、最後の有効変換係数の位置情報として、ｘ＝５、ｙ＝５の値を符号化する。
図１１は、本発明の一実施形態によるエントロピ符号化装置の具体的な構成を示したブロック図である。

【0078】

図１１を参照すれば、本発明の一実施形態によるエントロピ符号化装置１１００は、スイッチング部１１１０、コンテクスト基盤適応的二進算術符号化部（ＣＡＢＡＣ）１１２０及び可変長符号化部（ＶＬＣ）１１３０を含む。

【0079】

前述のように、最後の有効変換係数の位置が決定されれば、最後の有効変換係数の位置は、ＣＡＢＡＣまたは可変長符号化方式を介して符号化される。スイッチング部１１１０は、スライス単位、ピクチャ単位、ピクチャグループ単位に符号化される最後の有効変換係数の相対的位置情報が、ＣＡＢＡＣ １１２０またはＶＬＣ １１３０に出力されるように制御する。ＣＡＢＡＣまたは可変長符号化方式のうち、いずれの方式を介して最後の有効変換係数を符号化するかということは、各符号化方式によるＲ−Ｄ（ｒａｔｅ−ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）コストを比べて決定されもする。

【0080】

まず、最後の有効変換係数の位置情報を、ＣＡＢＡＣを介して符号化する方式について説明する。

【0081】

図１２は、本発明の一実施形態によるＣＡＢＡＢ符号化装置のブロック図である。図１２を参照すれば、ＣＡＢＡＣ符号化装置は、二進化部（ｂｉｎａｒｉｚｅｒ）１２１０、コンテクスト・モデラ（ｃｏｎｔｅｘｔ ｍｏｄｅｌｅｒ）１２２０、二進算術符号化部（ｂｉｎａｒｙ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｃｏｄｅｒ）１２３０を含む。また、二進算術符号化部１２３０は、レギュラ・コーディング部（ｒｅｇｕｌａｒ ｃｏｄｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅ）１２３２と、バイパス・コーディング部（ｂｙｐａｓｓ ｃｏｄｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅ）１２３４とを含む。

【0082】

二進化部１２１０は、最後の有効変換係数の位置を示す変換ブロック内の横軸方向への相対的位置ｘ、及び縦軸方向への相対的位置ｙを二進値に変換し、ビン・ストリング（ｂｉｎ ｓｔｒｉｎｇ）を出力する。ビン（ｂｉｎ）は、ビン・ストリングの各ビットを示す。最後の有効変換係数の位置情報を二進化するための方式としては、単項二進符号化（ｕｎａｒｙ ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）、切削型単項二進符号化（ｔｒｕｎｃａｔｅｄ ｕｎａｒｙ ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）、単項／ｋ次次数ゴロム二進符号化（ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｅｄ ｕｎａｒｙ ／ｋ−ｔｈ ｏｒｄｅｒ ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ Ｇｏｌｏｍｂ ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）、固定長二進符号化（ｆｉｘｅｄ ｌｅｎｇｔｈ ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）などの多様な二進化方式を適用することができる。例えば、図１０の例において、最後の有効変換係数の位置が、Ｘ＝５及びＹ＝５である場合、切削型単項二進符号化を利用して、それぞれＸ＝０００００１、Ｙ＝０００００１に二進化されもする。

【0083】

二進化部１２１０によって、二進値にマッピングされた最後の有効変換係数の位置情報は、コンテクスト・モデラ１２２０に入力される。コンテクスト・モデラ１２２０は、入力されたビン（ｂｉｎ）値、または以前に符号化されたシンタックス・エレメントに基づいて、現在入力されたビン（ｂｉｎ）を符号化するのに必要な確率モデルであるコンテクストを決定する。特に、本発明の一実施形態によれば、最後の有効変換係数の位置によって、あらかじめ決定された所定のコンテクストのうち一つが選択される。

【0084】

レギュラ・コーディング部１２３２は、コンテクスト・モデラ１２２０で決定された確率モデルに基づいて、入力されたビン（ｂｉｎ）値を算術符号化してビットストリームを生成する。

【0085】

バイパス・コーディング部１２３４は、圧縮を行わずに入力値をそのまま出力するモードであり、ＰＣＭデータのようなデータが入力されたとき、当該データを符号化する。

【0086】

図１３は、本発明の一実施形態による最後の有効変換係数の位置の符号化のためのコンテクスト選択過程を説明するための参照図である。

【0087】

コンテクスト・モデラ１２２０は、最後の有効変換係数の位置によって、あらかじめ準備した複数個のコンテクストのうち一つを選択する。複数個のコンテクストは、「０」と「１」との二進信号を、それぞれ発生確率が高いシンボル（ＭＰＳ：ｍｏｓｔ ｐｒｏｂａｂｌｅ ｓｙｍｂｏｌ）と、発生確率が低いシンボル（ＬＰＳ：ｌｅａｓｔ ｐｒｏｂａｂｌｅ ｓｙｍｂｏｌ）とに分類し、ＭＰＳ及びＬＰＳの確率値を設定したものである。複数個のコンテクストは、最後の有効変換係数の位置によって、「０」と「１」との二進信号のうち、いずれがそれぞれＭＰＳ及びＬＰＳに該当し、ＭＰＳ及びＬＰＳの確率値を設定したものであり、「０」と「１」のうち、いずれのシンボルをＭＰＳまたはＬＰＳに設定し、各ＭＰＳ及びＬＰＳの確率値をいかように設定するということは、設計可能な事項である。図１３では、ジグザグ・スキャニング順序によって、変換ブロック内の変換係数をスキャニングするとき、ＤＣに該当する最左上側を除き、最後の変換係数の位置によって選択されるコンテクストを図示している。図１３を参照すれば、コンテクスト・モデラ１２２０は、４ｘ４変換ブロックについて、０、１、２のインデックス値を有する３個のコンテクストを具備し、最左上側を除いた４ｘ４変換ブロック内の残りの位置内で、最後の有効変換係数の位置によって、０、１、２のインデックス値を有する３個のコンテクストのうち、一つを選択する。すなわち、４ｘ４変換ブロックで、最後の有効変換係数が（１，０）に位置した場合、０のインデックス値を有するコンテクストが選択され、最後の有効変換係数が（０，１）に位置した場合、１のインデックス値を有するコンテクストが選択され、（１，１）に位置した場合、２のインデックス値を有するコンテクストが選択される。同様に、コンテクスト・モデラ１２２０は、８ｘ８変換ブロックについて、０ないし６のインデックス値を有する７個のコンテクストを具備し、最左上側を除いて、８ｘ８変換ブロック内で、最後の有効変換係数の位置によって、０ないし６のインデックス値を有する７個のコンテクストのうち一つを選択する。同様に、コンテクスト・モデラ１２２０は、１６ｘ１６変換ブロックについて、０ないし１１のインデックス値を有する１２個のコンテクストを具備し、最左上側を除き、１６ｘ１６変換ブロック内で、最後の有効変換係数の位置によって、０ないし１１のインデックス値を有する１１個のコンテクストのうち一つを選択する。

【0088】

レギュラ・コーディング部１２３２は、コンテクスト・モデラ１２２０で決定されたコンテクストに基づいて、入力された最後の有効変換係数の位置を示すビン（ｂｉｎ）値を算術符号化してビットストリームを生成する。一例として、最後の有効変換係数の横軸方向の位置であるＸは、３の値を有し、二進化部１２１０は、このような３の値を二進化し、「０１０」というビン・ストリングを生成したと仮定する。また、コンテクスト・モデラ１２２０で、最後の有効変換係数の位置によって選択されたコンテクストによれば、ＭＰＳは、０．８の確率値を有する「０」であり、ＬＰＳは、０．２の確率値を有する「１」と仮定する。レギュラ・コーディング部１２３２は、［０，１］の区間を、「０１０」のビン・ストリングを構成する最初のビン（ｂｉｎ）である「０」の確率値によって分割して、［０，０．８］に更新し、次のビンである「１」の確率値によって、［０，０．８］の区間をさらに更新し、新しい区間［０．６４，０．８］を決定する。また、レギュラ・コーディング部１２３２は、最後のビンである「０」の確率値によって、区間［０．６４，０．８］を更新して新しい区間［０．６４，０．７６８］を決定する。レギュラ・コーディング部１２３２は、［０．６４，０．７６８］区間内に入る実数０．７５の二進表現である「０．１１」で、最初の桁数を取った「１１」を、最後の有効変換係数の横軸方向の位置を示す３の値に対応するコードワードとして出力する。同様に、レギュラ・コーディング部１２３２は、最後の有効変換係数の縦軸方向の位置を示す座標値Ｙを二進化し、選択されたコンテクストによって、二進化された座標値Ｙを符号化してビットストリームを生成する。

【0089】

一方、図１１のＣＡＢＡＣ １１２０は、前述の最後の有効変換係数の位置情報以外に、変換ブロック内に、０ではない有効変換係数が存在するか否かを示すｃｏｄｅｄ＿ｂｌｏｃｋ＿ｆｌａｇ、及び変換ブロック内の各有効変換係数の位置を示すｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｃｏｅｆｆ＿ｆｌａｇを符号化する。ｃｏｄｅｄ＿ｂｌｏｃｋ＿ｆｌａｇ及びｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｃｏｅｆｆ＿ｆｌａｇの符号化過程は、従来のＨ．２６４と同一に遂行される。一例として、図１０に対応するシグニフィカンス・マップを示した図１４を参照すれば、シグニフィカンス・マップ１４００は、ｉ番目にスキャニングされる変換係数が有効変換係数である場合、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｃｏｅｆｆ＿ｆｌａｇ［ｉ］を１に設定し、ｉ番目にスキャニングされる変換係数が０である場合、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｃｏｅｆｆ＿ｆｌａｇ［ｉ］を０に設定することによって表現される。このようなシグニフィカンス・マップは、Ｈ．２６４のような１５個の確率モデルによって符号化されもする。

【0090】

エントロピ符号化部４５０は、最後の有効変換係数の相対的位置情報を符号化した後、変換ブロック内に位置した各有効変換係数のレベル情報を符号化する。

【0091】

図１５は、図１０の変換ブロックに具備された有効変換係数のレベル値を符号化する過程を説明するための参照図である。

【0092】

図１０及び図１５を参照すれば、エントロピ符号化部４５０は、図１０の変換係数をジグザグ・スキャニング順序によって、最左上側変換係数から最後の有効変換係数までスキャニングし、図１５のように、一次元形態に配列された変換係数を得る。

【0093】

エントロピ符号化部４５０は、従来のＨ．２６４と同様に、有効変換係数間の連続的な０の個数を示すラン（ｒｕｎ）と、各有効変換係数の値を示すレベルとを利用して、図１５に図示されているような一次元形態に配列された変換係数を符号化する。具体的には、エントロピ符号化部４５０は、スキャニング順序と反対に、すなわち、図１５で、右側から左側の方向にランとレベルとを決定した後、ランとレベルとを所定のＶＬＣテーブルを利用して符号化する。

【0094】

図１６は、本発明の一実施形態によって利用されるＶＬＣテーブルの一例を示したものである。エントロピ符号化部４５０は、最後の有効変換係数の位置によって、複数個のＶＬＣテーブルＶＬＣ０ないしＶＬＣ８のうち一つを選択し、ランとレベルとを符号化することができる。一例として、図１５に図示されているように、最後の有効変換係数である「−１」を基点にし、各有効変換係数間の連続的な０の個数を示すラン１５３０，１５４０，１５５０，１５６０が、ＶＬＣテーブルを利用して、可変長符号化される。

【0095】

一方、本発明の実施形態による変換ブロックは、１６ｘ１６以上の大サイズを有することができるので、ラン値が大きくなることがある。例えば、ＶＬＣテーブルに設定されたラン値は、０から６３までしか存在しないが、該ラン値が、６３より大きい値を有するなら、ＶＬＣテーブルを利用して、ラン値を符号化することができない。従って、本発明の一実施形態によるエントロピ符号化部４５０は、ＶＬＣテーブルで利用可能な最大ラン値を考慮して、変換ブロックが最大ラン値を超えるラン値を有する場合、最大ラン値までのランを符号化した後で残りのラン値を符号化する。例えば、最大ラン値が６３、符号化するラン値が７０の値を有するなら、７０のランを６３と７とに分割し、６３と７とのラン値を、ラン情報として符号化する。

【0096】

本発明の他の実施形態によれば、最後の有効変換係数の位置（ｘ，ｙ）値は、前述のＣＡＢＡＣ以外に、可変長符号化方式を介して符号化されもする。すなわち、エントロピ符号化部４５０は、ｘ，ｙの値によってあらかじめ準備した可変長符号化テーブルを参照し、ｘ，ｙの値を可変長符号化することができる。

【0097】

図１７は、本発明の他の実施形態による変換係数のエントロピ符号化方法を説明するための参照図である。

【0098】

本発明の他の実施形態によるエントロピ符号化部４５０は、変換ブロックを所定サイズのサブブロックに分割し、サブブロックのうち、最後の有効変換係数が存在するサブブロックのインデックスと共に、最後の有効変換係数が属するサブブロック内で、最後の有効変換係数の相対的位置情報を符号化する。図１７で、（Ｓａ，ｂ）は、サブブロックａのｂ番目スキャンインデックスの変換係数を示すと仮定する。図１７を参照すれば、最後の有効変換係数がサブブロック１ １７７１に存在するＳ１，１２であると仮定すれば、エントロピ符号化部４５０は、サブブロック１を示す所定インデックス情報と共に、サブブロック１内での最後の有効変換係数Ｓ１，１２の位置を示す（２，２）を、サブブロック内での最後の有効変換係数の位置情報として符号化する。

【0099】

一方、再び図１０を参照すれば、本発明の他の実施形態による変換係数のエントロピ符号化方法では、変換ブロック内の最後の有効変換係数１０１０（以下、「第１最後の有効変換係数」とする）と、最後の有効変換係数の以前有効変換係数１０２０（以下、「第２最後の有効変換係数」とする）とを利用して、変換係数を符号化する。具体的には、エントロピ符号化部４５０は、第２最後の有効変換係数１０２０の位置である（３，４）を、前述の事実施形態のように符号化する。そして、エントロピ符号化部４５０は、第１最後の有効変換係数１０１０と、第２最後の有効変換係数１０２０との間のラン値を符号化する。このように、第２最後の有効変換係数１０２０の位置を知っている場合、第２最後の有効変換係数１０２０に、第１最後の有効変換係数１０１０と、第２最後の有効変換係数１０２０との間のラン値を加えれば、第１最後の有効変換係数１０１０の位置が分かる。

【0100】

図１８Ａ及び図１８Ｂは、本発明のさらに他の実施形態による変換係数のエントロピ符号化方法を説明するための参照図である。

【0101】

エントロピ符号化部４５０は、ジグザグスキャン順序及び逆ジグザグスキャン順序のうちいずれかの順序によるとき、最後の有効変換係数が先にスキャニングされるか、すなわち、最後の有効変換係数が変換ブロックの最左上側地点から近いか、あるいは最右下側地点から近いかによって、１つのスキャン方向を選択し、選択されたスキャン方向に係わるインデックス情報と共に、最後の有効変換係数の位置を符号化することができる。例えば、図１８Ａに図示されているように、図面符号１８１２が中間地点を示すとしたとき、最後の有効変換係数１８１１は、最左上側からさらに近く位置する。このような場合、エントロピ符号化部４５０は、最後の有効変換係数１８１１の位置と共に、最左上側からスキャニングを行うことを示すインデックス（ｆｏｒｗａｒｄ ｓｃａｎ ｉｎｄｅｘ）を共に符号化することができる。また、図１８Ｂに図示されているように、図面符号１８２２が中間地点を示し、最後の有効変換係数１８２１が最右下側からさらに近く位置する場合、エントロピ符号化部４５０は、最後の有効変換係数１８２１の位置と共に、最右下側からスキャニングを行うことを示すインデックス（ｂａｃｋｗａｒｄ ｓｃａｎ ｉｎｄｅｘ）を共に符号化することができる。

【0102】

一方、本発明の他の実施形態によれば、ラン値を符号化するために、所定のグローバルラン（ｇｌｏｂａｌ ｒｕｎ）を設定し、ラン値をグローバルランで割った商と余り（ＲｕｎＲｅｆｉｎｅｍｅｎｔ）とを介して表現することができる。例えば、ラン値が７８であり、グローバルランが１６の値を有すると仮定する。この場合、７８を１６で割ったとき、商の値は４であり、余りは１４である。従って、このような７８のラン値は、グローバルラン情報、商情報である４の値、余りである１４の値を介して表現されもする。エントロピ符号化部４５０は、このようなグローバルラン情報、商情報及び余り情報を、可変長符号化やＣＡＢＡＣを介して符号化することができる。もし符号化側と復号化側とでグローバルランが同一にあらかじめ設定された場合には、グローバルラン情報を別途に符号化する必要はない。

【0103】

また、本発明の他の実施形態によれば、エントロピ符号化部４５０は、最後の有効変換係数が含まれた変換ブロックの大きさによって、互いに異なる可変長符号化テーブルを適用し、最後の有効変換係数の位置を符号化することができる。

【0104】

図１９は、本発明の一実施形態による変換係数のエントロピ復号化方法を示したフローチャートである。図１９を参照すれば、段階１９１０で、エントロピ復号化部５２０は、受信されたビットストリームから、所定スキャニング順序によって、変換ブロックに具備された０ではない最後の有効変換係数の変換ブロック内の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置に係わる情報を抽出する。前述のように、最後の有効変換係数の位置情報は、変換ブロックの最左上側から横軸方向にｘ番目（ｘは、０以上の整数）、縦軸方向にｙ番目（ｙは、０以上の整数）に位置した場合、ｘ値及びｙ値に係わる情報を含む。

【0105】

段階１９２０で、エントロピ復号化部５２０は、横軸方向及び縦軸方向への相対的位置情報を復号化し、最後の有効変換係数の位置を決定する。エントロピ復号化部５２０は、エントロピ符号化部４５０で遂行される符号化過程との逆過程として、コンテクスト基盤適応的二進算術復号化（ｃｏｎｔｅｘｔ−ａｄａｐｔｉｖｅ ｂｉｎａｒｙ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｄｅｃｏｄｉｎｇ）または可変長復号化方法を適用し、最後の有効変換係数の位置を復号化し、最後の有効変換係数の位置を決定する。具体的には、エントロピ復号化部５２０は、所定の可変長符号化ルックアップ（ｌｏｏｋ−ｕｐ）テーブルを参照し、最後の有効変換係数の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置を可変長復号化することができる。また、エントロピ復号化部５２０は、複数個のコンテクストのうち、最後の有効変換係数の位置によって１つのコンテクストを選択し、選択されたコンテクストによって、最後の有効変換係数の位置を、コンテクスト基盤適応的二進算術復号化することができる。

【0106】

段階１９３０で、エントロピ復号化部５２０は、最後の有効変換係数の位置を利用して、ビットストリームに具備されたランとレベルとの情報を復号化する。エントロピ復号化部５２０は、ランの長さが、所定臨界値より長い場合、臨界値長までのラン情報を復号化した後、臨界値を超えるラン情報をさらに復号化する。前述のように、６３までのラン値を符号化するように臨界値が設定された場合、７０のラン値は、６３と７との値に分離して符号化されるので、エントロピ復号化部５２０は、６３と７とのラン値をそれぞれ復号化した後、これを結合して７０のラン値を復号化することができる。

【0107】

図２０は、本発明の一実施形態によるエントロピ復号化装置の具体的な構成を示したブロック図である。図２０を参照すれば、本発明の一実施形態によるエントロピ復号化装置２０００は、スイッチング部２０１０、コンテクスト基盤適応的二進算術復号化部（ＣＡＢＡＤ）２０２０及び可変長復号化部（ＶＬＤ）２０３０を含む。

【0108】

スイッチング部２０１０は、スライス単位、ピクチャ単位、ピクチャグループ単位で設定された変換係数の符号化モード情報を利用して、符号化された変換係数の情報を、コンテクスト基盤適応的二進算術復号化部（ＣＡＢＡＤ）２０２０及び可変長復号化部（ＶＬＤ）２０３０のうち一つに出力する。

【0109】

可変長復号化部２０３０は、所定の可変長符号化ルックアップ（ｌｏｏｋ−ｕｐ）テーブルを参照し、最後の有効変換係数の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置を可変長復号化することができる。また、コンテクスト基盤適応的二進算術復号化部２０２０は、複数個のコンテクストのうち、最後の有効変換係数の位置によって、１つのコンテクストを選択し、選択されたコンテクストによって、最後の有効変換係数の位置を、コンテクスト基盤適応的二進算術復号化することができる。

【0110】

本発明はまた、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に、コンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータ・システムによって読み取り可能なデータが保存される全ての種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としてはて、ＲＯＭ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ−ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などが含まれる。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータ・システムに分散され、分散方式で、コンピュータで読み取り可能なコードとして保存されて実行される。

【0111】

以上、本発明についてその望ましい実施形態を中心に説明した。本発明が属する技術分野で当業者であるならば、本発明が本発明の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態に具現されるものであるということを理解することができるであろう。本発明の範囲は、前述の説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にある全ての差異は、本発明に含まれたものであると解釈されなければならないのである。

【0112】

上記の実施形態に関し、更に以下の付記を例示的に示す。
（付記１）
変換係数のエントロピ符号化方法において、
所定スキャニング順序によって、所定サイズの変換ブロックに具備された変換係数のうち、０ではない最後の有効変換係数の位置を決定する段階と、
前記変換ブロック内の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置を利用して、前記最後の有効変換係数の位置を符号化する段階と、を含むことを特徴とする変換係数のエントロピ符号化方法。
（付記２）
前記最後の有効変換係数の位置を符号化する段階は、
前記最後の有効変換係数が、前記変換ブロックの最左上側から横軸方向にｘ番目（ｘは、０以上の整数）、縦軸方向にｙ番目（ｙは、０以上の整数）に位置した場合、前記最後の有効変換係数の位置を示す前記ｘ値及びｙ値を符号化することを特徴とする付記１に記載の変換係数のエントロピ符号化方法。
（付記３）
前記最後の有効変換係数の位置を符号化する段階は、
前記最後の有効変換係数の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置を可変長符号化することを特徴とする付記１に記載の変換係数のエントロピ符号化方法。
（付記４）
前記最後の有効変換係数の位置を符号化する段階は、
所定の可変長符号化ルックアップテーブルを参照し、前記最後の有効変換係数の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置を可変長符号化することを特徴とする付記３に記載の変換係数のエントロピ符号化方法。
（付記５）
前記スキャニング順序の逆方向に、前記有効変換係数間の連続的な０である係数の数を示すラン情報、及び前記有効変換係数のレベル情報を符号化する段階をさらに含み、
前記ラン情報を符号化する段階は、前記ランの長さが所定臨界値より大きい場合、前記臨界値長までのラン情報を符号化した後、臨界値を超えるラン情報をさらに符号化することを特徴とする付記３に記載の変換係数のエントロピ符号化方法。
（付記６）
前記最後の有効変換係数の位置を符号化する段階は、
前記最後の有効変換係数の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置を二進化する段階と、
前記二進化された相対的位置の符号化に利用されるコンテクストを選択する段階と、
前記選択されたコンテクストによって、前記二進化された相対的位置に対して、コンテクスト基盤適応的二進算術符号化を行う段階と、をさらに含むことを特徴とする付記１に記載の変換係数のエントロピ符号化方法。
（付記７）
前記コンテクストを選択する段階は、
前記最後の有効変換係数の位置によって、あらかじめ決定された所定のコンテクストのうち一つを選択することを特徴とする付記６に記載の変換係数のエントロピ符号化方法。
（付記８）
変換係数のエントロピ復号化方法において、
受信されたビットストリームから、所定スキャニング順序によって、変換ブロックに具備された０ではない最後の有効変換係数の前記変換ブロック内の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置に係わる情報を抽出する段階と、
前記横軸方向及び縦軸方向への相対的位置情報を復号化し、前記最後の有効変換係数の位置を決定する段階と、を含むことを特徴とする変換係数のエントロピ復号化方法。
（付記９）
前記最後の有効変換係数の位置を決定する段階は、
前記最後の有効変換係数が前記変換ブロックの最左上側から横軸方向にｘ番目（ｘは、０以上の整数）、縦軸方向にｙ番目（ｙは、０以上の整数）に位置した場合、前記最後の有効変換係数の位置を示す前記ｘ値及びｙ値を復号化することを特徴とする付記８に記載の変換係数のエントロピ復号化方法。
（付記１０）
前記最後の有効変換係数の位置を決定する段階は、
前記最後の有効変換係数の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置を可変長復号化することを特徴とする付記８に記載の変換係数のエントロピ復号化方法。
（付記１１）
前記最後の有効変換係数の位置を決定する段階は、
所定の可変長符号化ルックアップテーブルを参照し、前記最後の有効変換係数の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置を可変長復号化することを特徴とする付記１０に記載の変換係数のエントロピ復号化方法。
（付記１２）
前記スキャニング順序の逆方向に、前記有効変換係数間の連続的な０である係数の数を示すラン情報、及び前記有効変換係数のレベル情報を復号化する段階をさらに含み、
前記ラン情報を復号化する段階は、前記ランの長さが所定臨界値より大きい場合、前記臨界値長までのラン情報を復号化した後、臨界値を超えるラン情報をさらに復号化することを特徴とする付記１０に記載の変換係数のエントロピ復号化方法。
（付記１３）
前記最後の有効変換係数の位置を決定する段階は、
二進化された最後の有効変換係数の横軸方向への相対的位置、及び縦軸方向への相対的位置の復号化に利用されるコンテクストを選択する段階と、
前記選択されたコンテクストによって、前記二進化された相対的位置に対して、コンテクスト基盤適応的二進算術復号化を行う段階と、をさらに含むことを特徴とする付記８に記載の変換係数のエントロピ復号化方法。
（付記１４）
前記コンテクストを選択する段階は、
前記最後の有効変換係数の位置によって、あらかじめ決定された所定のコンテクストのうち一つを選択することを特徴とする付記１３に記載の変換係数のエントロピ復号化方法。
（付記１５）
前記変換ブロック内の有効変換係数の位置を示すシグニフィカンス・マップ、及び前記有効変換係数のレベル値を復号化する段階をさらに含むことを特徴とする付記１３に記載の変換係数のエントロピ復号化方法。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0113】

【特許文献1】国際公開第２０１０／０１８１３８号

【特許文献2】国際公開第２０１０／０５４１７８号

【非特許文献】

【0114】

【非特許文献1】Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ｕｎｄｅｒ Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ， Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ Ｔｅａｍ ｏｎ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ （ＪＣＴ−ＶＣ） ｏｆ ＩＴＵ−Ｔ ＳＧ１６ ＷＰ３ ａｎｄ ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１， １ｓｔ Ｍｅｅｔｉｎｇ： Ｄｒｅｓｄｅｎ， ＤＥ， ２０１０年６月，ＪＣＴＶＣ−Ａ２０５＿ｄｒａｆｔ００３， ｐｐ．１−１１９

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18A】

【図18B】

【図19】

【図20】