[发明专利]视频编码方法、视频编码装置以及视频编码程序

说明书

技术领域

本发明涉及利用根据表驱动二进制算数编码引擎(table-driven binary arithmetic coding engine)的CABAC(Context-based Adaptive binary Arithmetic Coding)技术的视频编码方法、视频编码装置以及视频编码程序。 

背景技术

视频编码装置在将从外部输入的活动图像信号数字化后，进行遵循所规定的图像编码方式的编码处理，由此，生成编码数据，即比特流。 

作为图像编码方式之一，有ITU-T建议H.264/AVC(AdvancedVideo Coding)(参照非专利文献1)。H.264/AVC相当于ISO/IEC14496-10 AVC。在H.264/AVC中，针对作为宏块(MB)层以下的编码数据的语法元素(SE)，选择哈夫曼编码系的CAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding)或算数编码系的CABAC(Context-based Adaptive binary ArithmeticCoding)进行熵编码。而且，非专利文献1的7.3.5 Macroblocklayer syntax中有关于MB层的SE的记载。另外，以下将在H.264/AVC中所规定的内容称为H.264规格。 

与选择CAVLC的情况相比，通过选择CABAC进行熵编码，可以获得平均减少15％左右的编码量的效果。另外，作为H.264/AVC编码器的参照模式，联合模式(Joint Model)方式为人所知(以下，称为一般视频编码装置。)。 

参照图9，对将被数字化的图像帧作为输入、并输出比特流的一般视频编码装置的构成和工作进行说明。图9所示的视频编 码装置具有原图像帧缓冲器10、MB编码装置20、码率控制装置30、和解码图像帧缓冲器40。在图像帧为QCIF(Quarter CommonIntermediate Format)的情况下，原图像帧缓冲器10保存如图10所示的图像数据。图像帧被分割成称为MB的16×16像素的亮度像素、和以8×8像素的色差像素(Cr和Cb)为构成要素的像素块。 

通常，MB编码装置20以从图像帧的左上到右下的光栅扫描的顺序将MB编码。 

码率控制装置30监视MB编码装置20输出的比特流的输出比特数，调整提供给MB编码装置20的量子化参数，进行码率控制以使比特流接近目标的比特数。具体地，如果比特流的比特数比目标的比特数多，则将把量子化宽度设为大的量子化参数提供给MB编码装置20，相反，如果比特流的比特数比目标比特数少，则将把量子化宽度设为小的量子化参数提供给MB编码装置20。 

为了在以后的编码(预测)中使用基于MB编码装置20的解码图像，解码图像帧缓冲器40，在MB编码装置20完成了1MB的编码的时刻，读入基于MB编码装置20的解码图像并保存。 

接下来，对MB编码装置20的内部结构和工作进行说明。如图9所示，MB编码装置20具有：读取(Read)装置210、预测装置220、视频编码(Venc)装置230、熵编码(EC)装置240。读取(read)装置210包括原图像MB存储器211以及参照图像存储器212。视频编码装置230包括转换/量子化器231、逆量子化/逆转换器232以及解码图像MB存储器233。熵编码装置240包括熵编码器241、输出缓冲器242、控制装置243以及上下文复制存储器244。 

在原图像MB存储器211中，保存有原图像帧缓冲器10中所保存的图像帧中的编码对象MB的图像(以下，称为原图像org)。在参照图像存储器212中，保存有解码图像帧缓冲器40中所保存的图像中的、预测编码对象MB来进行编码时所需的图像(以下，称为参照图像ref)。 

预测装置220从保存在解码图像帧缓冲器40以及解码图像存储器233中的参照图像中，检测出可以将原图像适当地编码的预测参数param，并生成预测图像pred和预测误差图像pe。预测参数被提供给熵编码器241。预测误差图像pe被提供给转换/量子化器231。预测误差图像pe被加到逆量子化/逆转换器232的输出中一起计算，作为解码图像被保存在解码图像MB存储器233中。但是，在后面要提到的发生了原图像PCM(Pulse CodeModulation)再编码的情况下，由原图像MB存储器211提供的原图像作为解码图像被保存在解码图像MB存储器233中。