[发明专利]编码装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种编码装置和方法，特别涉及一种适用算术编码的编码装置和方法。

背景技术

算术编码是一项可以根据信息源符号的发生概率，将信息量可逆压缩至理论边界的技术。图像编码领域采用了JPEG2000规格(ISO/IEC15444)、H.264/MPEG4-AVC规格(参照非专利文献1。下称为“H.264规格”。)等。H.264规格作为上下文自适应二进制算术编码(CABAC：ContextAdaptive Binary Arithmetic Coding)，按照语法的概率特性，实现了高效的编码。

利用图22，对H.264规格的上下文自适应算术编码进行说明。图22是上下文自适应算术编码电路的说明图。

在图22中，上下文自适应算术编码电路145，由二值化电路130、上下文计算电路520、和算术编码电路140构成。以下，对该电路的动作进行说明。

二值化电路130，对转换系数数据、标志位等编码信息所组成的多值输入数据进行二值化。二值化是根据控制信息，对作为输入数据种类的语法元素(syntax element)进行判别，并按照数据的概率特性，使用表1所示的一元二值化(unary binarization)和定长二值化(fixed-lengthbinarization)等方式来进行的。

[表1]

表1所示的一元二值化是通过将多值输入数据0、1、2、3、4、5…分别转换成二值字符串(Bin string)0、10、110、1110、11110、111110，来进行二值化。二值化后的二进制字符(二进制)串被输入(二值)算术编码电路140。对于表示转换系数水平的coeff_abs_level_minus1，一元二值化被用于14以下值的二值化。

上下文计算电路520，根据表示语法元素的控制信息，按照H.264规格规定的表2，求出用来对二值字符串的当前的1位进行编码的上下文索引(下称为“ctxIdx”。)的值。

[表2]

根据表2，ctxIdx可以取0至459的460个值。对于1个语法元素，片类型不同，ctxIdx的选择就不同。此外，要决定像例如片类型I中的mb_field_decoding_flag的ctxIdx为70-72这样，存在多个ctxIdx值的语法元素所对应的ctxIdx的值，就得根据偏移量值ctxIdxOffset和增量值ctxIdxInc的值，通过ctxIdx＝ctxIdxOffset+ctxIdxInc的计算求得。ctxIdxOffset是表3(从H.264规格的表中精选一部分)所示的语法元素的固有值，ctxIdxInc按照对每一个语法元素制定的规则(参照H.264规格)，从多个值中被唯一决定。在mb_field_decoding_flag的情况下，ctxIdxOffset＝70，ctxIdxInc根据条件，被选择为0到2中的其中一个值。

上下文计算电路520，在切片的开始时，对于460个ctxIdx的每一个值，通过图23所示的计算，对发生概率信息进行初始化并存储。所谓发生概率信息包含：表示二进制字符0或1中发生概率较高的字符MPS(valMPS)、和表示发生概率的pState(pStateIdx)的组。称与求出的ctxIdx的值相对应的发生概率信息为“上下文信息”。

上下文计算电路520生成上下文信息，输入算术编码电路140。这样，根据进行算术编码的语法元素，输入算术编码电路140的字符的发生概率即上下文信息就会自适应地切换。由此，对于二值字符发生概率动态变化的二值字符串，就可以进行最佳的算术编码。这里，将处理一定区间的多值输入数据时所发生的输出编码的总比特长度称为“代码量”。

利用图24，对算术编码电路140的动作概念进行说明。考虑以下情况：ctxIdx为某个值并固定，对于由上下文信息得到的发生概率，字符0是0.75(用二进制数表示就是0.11)，字符1是0.25，二值字符串{0，0，0，1}被输入。在这种情况下，如图24(a)所示，当前的上下文信息就由表示发生概率较高的字符的MPS＝0、和发生概率pState＝0.11表示。实际的pStateIdx，是由范围为0至63的索引值表示，但这里，为了简单起见，采取二进制数的概率值。上下文信息通过本次的二值算术编码而被更新，并返回到上下文计算电路520。上下文计算电路520中，更新对应的ctxIdx的发生概率信息。该值在下一次对同一ctxIdx进行编码时会被再次利用。