專利名稱:編碼設備和方法、解碼設備和方法以及傳輸系統的制作方法
技術領域:
本發明涉及編碼設備和方法、解碼設備和方法以及傳輸系統,尤 其涉及一種編碼設備和方法、解碼設備和方法以及傳輸系統,其中可作為解碼的圖像。
背景技術:
傳統上廣泛使用的圖像數據壓縮編碼方法是JPEG (聯合圖像專 家組)方法,它由ISO (國際標準組織)標準化。使用該JPEG方法, 圖像數據被劃分成塊,并且每個劃分的區域經受DCT(離散余弦變換) 來獲得DCT系數,并且獲得的DCT系數經受量化和進一步經受熵編 碼,從而實現高質量和高壓縮比。此外,在近些年來,對這樣的編碼方法進行了許多研究,其中用 被稱為濾波器組(其中組合了高通濾波器和低通濾波器)的各濾波器 將圖像被劃分成的多個頻帶,并且對每個劃分的頻帶執行編碼。在這 些編碼方法中,稱為小波變換編碼的編碼方法尤其被看作一種新技 術,因為它沒有上述DCT所具有的問題,即,在高壓縮比時的塊失 真,所以它是有可能替代DCT進行圖像壓縮編碼的候選技術。例如,2001年1月完成國際標準化的JPEG 2000,其采用的壓 縮編碼方法組合了小波變換與使用基于比特平面的比特建模和算術 編碼的高效熵編碼。該JPEG 2000方法在編碼效率方面實現了對傳統 JPEG方法的巨大改善。專利文檔l描述了其中更進一步改善編碼效 率的小波變換方法。[專利文檔11日本未審查專利申請z〉布No"-l30800該國際標準僅僅規定了解碼器側,并且可以自由設計編碼器側。 發明內容本發明要解決的技術問題現在以上面所述的JPEG 2000方法為例,傳統上,由于該算法, 必要的頭信息不能被描述,直到在完成了屏幕內所有像素的編碼為 止。也就是說,該頭信息描述對于解碼必不可少的信息,如作為編碼 結果而獲得的壓縮數據大小,并且需要在編碼數據的末尾添加標記, 但除非是在完成了一屏幕的所有編碼之后,否則不能最終確定該信 息。這不僅僅是針對JPEG 2000,對于JPEG以及MPEG (運動圖 像專家組,其是一種運動圖像數據壓縮方法)也是如此。因此,傳統圖像壓縮技術中存在的問題在于,編碼的碼流的輸出 (作為壓縮編碼的結果)需要在整個幀或者場(在隔行圖像的情況下) 的圖像加密之后進行。因此存在的問題是,無法避免出現在圖像數據的發送側和接收側 之間的一幀或一場(在隔行圖像的情況下)的延遲時間。因此,本發明的一個目的是提供一種編碼設備和方法、解碼設備 和方法以及傳輸系統,其中圖像數據的壓縮編碼和解碼以及解碼后的 圖像數據的輸出可以以較少的延遲執行。解決問題的方法根據本發明第 一方面的編碼設備是一種用于編碼圖像數據的編 碼設備,包括濾波裝置,針對所述圖像數據,分級執行濾波處理, 并且生成由按照頻帶分解的系數數據構成的多個子頻帶;存儲裝置, 累積地存儲所述濾波裝置生成的系數數據;和系數重排列裝置,重排 列所述存儲裝置存儲的所述系數數據,以便以預定順序將其輸出。濾波裝置可以以行為增量,從圖像數據的屏幕上側向底側執行濾 波處理。濾波裝置可以針對所述圖像數據,以行塊為增量執行濾波處理,
其中行塊是生成至少最低頻帶分量子頻帶的一行系數數據所需的行 數的圖像數據。濾波裝置可以在對應于圖像數據的垂直方向和水平方向上執行 濾波處理。由所述濾波裝置執行的所述濾波處理的抽頭數和分辨率級別的 數量中的至少一個可以是根據目標延遲時間確定的。所述濾波裝置可以執行小波濾波處理,其中通過所述濾波處理獲 得的低頻帶分量子頻帶的系數數據進一步經受所述濾波處理。所述濾波裝置可以使用提升技術執行所述小波濾波處理。在所述濾波裝置使用所述提升技術執行分辨率級別-X+l的濾波處理時,這可以是對于作為低頻帶分量子頻帶用分辨率級別-x的濾波處理計算出的系數數據執行的。所述存儲裝置還可以包括第一緩沖裝置,保存所述濾波裝置執 行所述小波濾波處理的過程中生成的低頻帶分量子頻帶的系數數據; 和第二緩沖裝置,保存所述濾波裝置執行所述小波濾波處理的過程中 生成的高頻帶分量子頻帶的系數數據。所述第二緩沖裝置可以保持所述最低頻帶以外的頻帶分量的子頻帶的系數數據,直到所述濾波裝置生成最低頻帶分量子頻帶的系數 數據為止。系數重排列裝置可以重排列系數數據,使得按照從低頻帶分量到 高頻帶分量的順序輸出子頻帶。系數重排列裝置可以以行塊為增量對圖像數據執行重排列,其中 所述行塊是生成至少最低頻帶分量子頻帶的一行系數數據所需的行 數的圖像數據。編碼設備還可以包括熵編碼裝置,用于執行系數數據的熵編碼。 熵編碼裝置可以依次執行所述系數重排列裝置重排列的系數數 據的熵編碼。系數重排列裝置可以重排列系數數據,使得按照從低頻帶分量到 高頻帶分量的順序輸出子頻帶; 一旦所述系數數據被所述系數重排列
裝置重排列,所述熵編碼裝置就按照從低頻帶分量到高頻帶分量的順 序依次執行重排列的系數數據的熵編碼。熵編碼裝置可以執行所述濾波裝置生成的系數數據的熵編碼;所 述存儲裝置存儲經受由所述熵編碼裝置進行的熵編碼的系數數據。存儲裝置可以存儲作為最低頻帶以外的頻帶分量的子頻帶生成 的并且經受了熵編碼裝置進行的熵編碼的系數數據,直到最低頻帶分 量子頻帶的系數數據經受了熵編碼裝置進行的熵編碼為止。系數重排列裝置可以重排列所述存儲裝置存儲的并經受了熵編 碼裝置進行的熵編碼的系數數據,使得一旦重排列了系數數據,就按 照從低頻帶分量到高頻帶分量的順序輸出子頻帶,并且按照從低頻帶 分量到高頻帶分量的順序輸出重排列的系數數據。熵編碼裝置可以對相同子頻帶內的多行系數數據執行成批 (batch)熵編碼。熵編碼裝置可以按照從低頻帶到高頻帶的順序對關于在一維方 向上排列的系數數據流的、構成行塊的所有子頻帶的行執行編碼,其 中所述行塊是與生成至少最低頻帶分量子頻帶的一行系數數據所需 的行數的圖像數據相對應的系數數據組。熵編碼裝置可以包括量化裝置,量化所述濾波裝置生成的所述 系數數據;和信源編碼裝置,對通過所述量化裝置量化所述系數數據 獲得的量化結果系數執行信源編碼。所述編碼設備還可以包括分組化裝置,將預定頭添加到所述熵 編碼裝置對每個行塊的系數數據按照從低頻帶分量到高頻帶分量的 順序執行熵編碼而獲得的編碼結果數據,并且將頭和數據主體分組 化,其中所述行塊是與生成至少最低頻帶分量子頻帶的一行系數數據 所需的行數的圖像數據相對應的系數數據的集合;和發送裝置,將所 述分組化裝置生成的所述分組發送出去,其中所述熵編碼裝置、所述 分組化裝置和所述發送裝置同時和并行執行各個處理;熵編碼裝置以 行塊為增量執行系數數據的熵編碼; 一旦通過熵編碼裝置執行熵編碼 而生成每個行塊的編碼結果數據,分組化裝置就分組化每個行塊的編
碼結果數據;以及一旦分組化裝置分組化每個行塊的編碼結果數據, 發送裝置就發送出獲得的分組。頭可以記錄用于標識屏幕中的行塊的標識信息、數據主體的數據 長度和編碼信息。熵編碼裝置可以包括量化裝置,量化所述濾波裝置生成的所述 系數數據;和信源編碼裝置,對通過所述量化裝置量化所述系數數據 而獲得的量化結果系數執行信源編碼;所述編碼信息包括所述量化裝 置執行的量化的量化步長大小的信息。量化步長大小的信息可以包括每個子頻帶的量化步長大小的信息。根據本發明的第一方面的編碼方法是一種用于編碼圖像數據的 編碼設備的編碼方法,該方法包括濾波步猓,針對所述圖像數據, 分級執行濾波處理,并且生成由按照頻帶分解的系數數據構成的多個 子頻帶;存儲控制步驟,在存儲單元中累積地存儲由所述濾波步驟中 的處理生成的系數數據;和系數重排列步驟,重排列由所述存儲控制 步驟中的處理控制的、存儲在所述存儲單元中的所述系數數據,以便 以預定順序將其輸出。根據本發明第二方面的解碼設備是一種對其中已編碼了圖像數 據的編碼圖像數據進行解碼的解碼設備,包括存儲裝置,存儲通過 對圖像數據分級執行第一濾波處理而獲得的、以行為增量提供的、由 按照頻帶分解的系數數據構成的多個子頻帶的系數數據;系數重排列 裝置,重排列所述存儲裝置存儲的系數數據,以便以預定順序將其輸 出;和濾波裝置,對重排列裝置重排列的并從存儲裝置輸出的系數數 據執行第二濾波處理,并且合成按照頻帶分解的多個子頻帶的系數數 據以便生成圖像數據。系數重排列裝置可以重排列系數數據,使得按照從低頻帶分量到 高頻帶分量的順序輸出子頻帶。系數重排列裝置可以以行塊為增量,對存儲在存儲裝置中的系數 數據執行重排列,其中所述行塊是與生成至少最低頻帶分量子頻帶的
一行系數數據所需的行數的圖像數據相對應的系數數據的集合。濾波裝置可以以行為增量,從屏幕上側向底側執行第二濾波處理,從而生成圖像數據。濾波裝置可以針對所述系數數據,以行塊為增量執行第二濾波處理,其中所述行塊是與生成至少最低頻帶分量子頻帶的一行系數數據所需的行數的圖像數據相對應的系數數據的集合。濾波裝置可以使用提升(lifting)技術執行第二濾波處理。 解碼設備還可以包括熵解碼裝置,以行為增量對每個子頻帶執行編碼數據的熵解碼;其中存儲裝置存儲由熵解碼裝置執行熵解碼而獲得的系數數據。熵解碼裝置可以執行編碼數據的解碼,其中構成行塊的所有子頻 帶的行已被編碼并將其一維排列,其中所述行塊是與生成至少最低頻 帶分量子頻帶的一行系數數據所需的行數的圖像數據相對應的系數 數據組。熵解碼裝置可以包括信源解碼裝置,對編碼數據執行信源解碼; 和反向量化裝置,執行作為信源解碼裝置的信源解碼結果而獲得的系 數數據的反向量化。根據本發明第二方面的解碼方法是一種用于對其中已編碼了圖 像數據的編碼圖像數據進行解碼的解碼設備的解碼方法,該方法包 括存儲控制步躁,在存儲單元中存儲通過對圖像數據分級執行笫一 濾波處理而獲得的、以行為增量提供的、按照頻帶分解的多個子頻帶 的系數數據;系數重排列步驟,重排列由所述存儲控制步驟中的處理 控制的、存儲在存儲單元中的系數數據,以便以預定順序將其輸出; 和濾波步驟,對由重排列步驟中的處理重排列的并從存儲單元輸出的 系數數據執行第二濾波處理,并且合成按照頻帶分解的多個子頻帶的 系數數據以便生成圖像數據。根據本發明第三方面的傳輸系統是一種傳輸系統,包括編碼圖 像數據的編碼設備;和解碼其中已經編碼了圖像數據的編碼數據的解 碼設備;該傳輸系統用于在編碼設備與解碼設備之間傳輸編碼數據;
其中,編碼設備包括第一濾波裝置,針對所述圖像數據,分級執行 第一濾波處理,并且生成由按照頻帶分解的系數數據構成的多個子頻 帶;存儲裝置,累積地存儲所述第一濾波裝置生成的系數數據;和系 數重排列裝置,重排列所述存儲裝置存儲的所述系數數據,以便以預 定順序將其輸出;其中,解碼設備包括第二濾波裝置,對已經經由 傳輸路徑從所述編碼設備傳輸的、由系數重排列裝置重排列的并從存 儲裝置輸出的系數數據執行第二濾波處理,并且合成按照頻帶分解的 多個子頻帶的系數數據以便生成圖像數據。根據本發明的第 一方面,針對所述圖像數據,分級執行濾波處理, 生成由按照頻帶分解的系數數據構成的多個子頻帶,累積地存儲所生 成的系數數據,并且重排列所存儲的所述系數數據,以便以預定順序 將其輸出。根據本發明的第二方面,存儲通過對圖像數據分級執行第 一濾波 處理而獲得的、以行為增量提供的、按照頻帶分解的多個子頻帶的系 數數據,重排列所存儲的系數數據,以便以預定順序將其輸出,對重 排列并輸出的系數數據執行第二濾波處理,并且合成按照頻帶分解的 多個子頻帶的系數數據以便生成圖像數據。根據本發明的第三方面,在編碼設備上,針對所述圖像數據,分 級執行第一濾波處理,生成由按照頻帶分解的系數數據構成的多個子 頻帶,累積地存儲所生成的系數數據,并且重排列所存儲的所述系數 數據,以便以預定順序將其輸出;并且在解碼設備上,對于以預定順 序重排列的系數數據并通過傳輸路徑從編碼設備發送的系數數據執 行第二濾波處理,并且合成按照頻帶分解的多個子頻帶的系數數據以 便生成圖像數據。優點根據本發明,針對所述圖像數據,分級執行濾波處理,生成按照 頻帶分解的系數數據構成的多個子頻帶,累積地存儲所生成的系數數 據,并且重排列所存儲的所述系數數據,以便以預定順序將其輸出, 從而在解碼時,可以按照提供系數數據的順序對其進行處理,并且可
以減少從編碼圖像數據到解碼編碼數據和輸出圖像數據的延遲時間, 這是優點。
圖1是示出應用了本發明的圖像編碼設備的示例的配置的框圖。圖2是示意性描述小波變換的輪廓線條圖。 圖3是示意性描述小波變換的輪廓線條圖。圖4是示意性描述在對5x3濾波器應用提升技術的情況下的小波 變換的輪廓線條圖。圖5是示意性描述在對5x3濾波器應用提升技術的情況下的小波 變換的輪廓線條圖。圖6是示意性描述通過用5x3濾波器提升(lifting)到劃分級別 =2來執行濾波的示例的輪廓線條圖。圖7是示意性描述根據本發明的小波變換和反小波變換的流程 的輪廓線條圖。圖8是描述編碼處理的示例的流程圖。圖9是示出應用了本發明的圖像解碼設備的示例的框圖。圖IO是描述解碼處理的示例的流程圖。圖11是示意性描述應用了本發明的圖像編碼設備和圖像解碼設 備的各組件的并行操作的輪廓線條圖。圖12是示出應用了本發明的圖像編碼設備的示例的配置的框圖。圖13是描述在圖像編碼設備側上執行小波系數的重排列處理的 情況下的處理流程的輪廓線條圖。圖14是描述在圖像解碼設備側上執行小波系數的重排列處理的 情況下的處理流程的輪廓線條圖。圖15是示出應用了本發明的圖像編碼設備的示例的配置的框圖。圖16是示出應用了本發明的圖像解碼設備的示例的配置的框圖。圖17是描述如何交換編碼數據的示例的示意圖。 圖18是示出分組的配置示例的圖。圖19是示出應用了本發明的圖像編碼設備的示例的配置的框圖。圖20是描述子頻帶的圖。圖21是示出要編碼的量化系數的示例的圖。圖22是示出熵編碼單元的配置示例的框圖。圖23是描述編碼處理的流程圖。圖24是描述熵編碼處理的流程圖。圖25是描述w組(w set)編碼處理的流程圖。圖26是示出圖像解碼設備的配置示例的框圖。圖27是示出熵解碼單元的配置示例的框圖。圖28是示出碼劃分單元的配置示例的框圖。圖29是示出碼劃分單元的配置示例的框圖。圖30是描述解碼處理的流程圖。圖31是描述熵解碼處理的流程圖。圖32是描述w組解碼處理的流程圖。圖33是示出熵編碼單元的另一配置示例的框圖。圖34是示出要編碼的量化系數的示例的圖。圖35是描述w組編碼處理的流程圖。圖36是描述w組解碼處理的流程圖。圖37是示出應用了本發明的數字三軸(triax)系統的示例的配置 的框圖。圖38是示出應用了本發明的無線傳輸系統的示例的配置的框圖。圖39是示出應用了本發明的家用游戲機的示例的配置的圖。 圖40是示出應用了本發明的信息處理系統的配置示例的圖。 附圖標記1圖像編碼設備10小波變換單元11中間計算緩沖單元12系數重排列緩沖單元13系數重排列單元14速率控制單元15熵編碼單元20圖像解碼設備21熵解碼單元22系數緩沖單元23小波逆變換單元30圖像編碼設備31編碼重排列緩沖單元32編碼重排列單元41圖像編碼設備42圖l象解碼設備43系數重排列緩沖單元111圖像編碼設備121小波變換單元122量化單元123熵編碼單元161行確定單元162 VLC編碼單元163最高有效數位計算單元164 VLC編碼單元165有效數位提取單元166 VLC編碼單元167符號提取單元168 VLC編碼單元
169碼鏈接單元 211圖像解碼設備 221熵解碼單元 222反向量化單元 223小波逆變換單元 251碼劃分單元 252行確定單元 253生成單元254 VLC解碼單元255 VLC解碼單元256 VLC解碼單元 257量化系數合成單元 258開關單元271控制單元272存儲器291控制單元401緩沖器500傳輸單元501三軸纜線502攝像機控制單元510視頻信號編碼單元511視頻信號解碼單元526視頻信號解碼單元527視頻信號編碼單元600傳輸單元601接收設備602視頻信號編碼單元612無線模塊單元621無線模塊單元 624視頻信號解碼單元 700視頻攝l象i殳備 701家用游戲機具體實施方式
將參照附圖描述根據本發明的第一實施例。圖1顯示可以應用到 本發明第一實施例的圖像編碼設備的一個配置示例。圖像編碼設備1 包括小波變換單元10、中間計算緩沖單元11、系數重排列緩沖單元 12、系數重排列單元13、速率控制單元14和熵編碼單元15。已輸入的圖像數據被臨時累積在中間計算緩沖單元11中。小波 變換單元10對中間計算緩沖單元11中累積的圖像數據執行小波變 換。也就是說,小波變換單元10從中間計算緩沖單元11中讀取圖像 數據,并且用分析濾波器執行濾波處理來產生具有低頻帶分量和高頻 帶分量的系數數據,并且將生成的系數數據存儲在中間計算緩沖單元 11中。小波變換單元IO具有水平分析濾波器和垂直分析濾波器,并 且在屏幕水平方向和屏幕垂直方向上對于圖像數據組執行分析濾波 處理。小波變換單元10再次讀取存儲在中間計算緩沖單元11中的低 頻帶分量系數數據,用分析濾波器對于讀取的系數數據執行濾波處 理,以及進一步生成具有高頻帶分量和低頻帶分量的系數數據。生成 的系數數據被存儲在中間計算緩沖單元11中。當該處理已被重復并且劃分級別已達到預定級別時,小波變換單 元10從中間計算緩沖單元11中讀取系數數據,并且將讀取的系數數 據寫入系數重排列緩沖單元12中。系數重排列單元13以預定順序讀取被寫入系數重排列緩沖單元 12中的系數數據,并且將其提供給熵編碼單元15。熵編碼單元15例 如用熵編碼方法(如,Huffman編碼或算術編碼)來編碼提供的系數控制熵編碼單元15,以便與速率控制單元14結合操作,其中輸 出壓縮編碼數據的比特率是大致恒定值。也就是說,速率控制單元14
向熵編碼單元15提供控制信號,其中經受熵編碼單元15壓縮編碼的 數據的比特率在其達到其目標值時,或者緊接在達到其目標值之前, 基于來自熵編碼單元15的編碼數據信息結束熵編碼單元15的編碼處 理。熵編碼單元15根據從速率控制單元14提供的控制信號,在編碼 處理結束時輸出編碼數據。將進一步詳細地描述在小波變換單元10處執行的處理。首先, 將給出對小波變換的總體描述。使用圖像數據的小波變換,如圖2大 致所示,對作為劃分結果而獲得的具有低頻帶空間頻率的數據遞歸地 重復用于將圖像數據劃分成高頻帶的空間頻率和低頻帶的空間頻率 的處理。因此,通過將具有低頻帶空間頻率的數據強制劃分入較小的 區域,可以進行更高效率的壓縮編碼。要注意,圖2是在以下情況下的示例,即,將圖像數據的最低頻 帶分量區域的劃分處理重復三次,以劃分成低頻帶分量區域L或高頻 帶分量區域H,其中劃分級別==3。在圖2中,"L"和"H"分別表示低 頻帶分量和高頻帶分量,"L,,和"H"的順序顯示了作為前側被水平劃 分的結果的頻帶以及作為后側被垂直劃分的結果的頻帶。此外,在"L,, 和"H,,之前的數字表示其區域的劃分級別。此外,從圖2中的示例可以看出,從屏幕的右下區域向屏幕的左 上區域以逐步的方式執行處理,其中低頻帶分量被強制劃分。也就是 說,在圖2中的示例中,區域被劃分成四部分,其中屏幕右下區域3HH具有最少的低頻帶分量(包括最多高頻帶分量),該區域具有屏幕左 上區域,其被劃分成進一步被劃分成四個區域的四個區域,并且在這 些區域中,左上區域被進一步劃分成四個區域。在最左上角的區域是 區域0LL,它具有最多的低頻帶分量。因為圖像的能量集中在低頻帶分量中,所以重復執行低頻帶分量 的變換和劃分。這也可以從根據從(如圖3A所示的一個示例)劃分 級別=1的狀態前進到(如圖3B所示的一個示例)劃分級別=3的狀態 的劃分級別、如圖3B所示正在形成的子頻帶中理解。例如,圖2中 的小波變換的劃分級別是3,因此形成10個子頻帶。
小波變換單元10采用配有低頻帶濾波器和高頻帶濾波器的濾波器組,正常地執行上述處理。要注意,數字濾波器通常具有沖激響應, 即,多個抽頭長度的濾波器系數,因此需要僅僅對于要執行濾波處理 的數量進行預先緩沖系數數據或輸入圖像數據。此外,與多步執行小 波變換的情況相似,在之前步驟中產生的小波變換系數需要僅經受能 夠執行濾波處理的次數的緩沖。接著,作為可應用到本發明第一實施例的小波變換的特定示例,將描述釆用5x3濾波器的方法。采用5x3濾波器的方法是優秀的方法,原因在于可以用較少的濾波器抽頭執行小波變換,并且也可以與參照傳統技術所述的JPEG 2000標準一起4吏用。5x3濾波器的沖激響應(Z變換表示)配有低頻帶濾波器Ho(z)和高頻帶濾波器HKz),如表達式(1)和(2)所示。由表達式(1)和(2),可以發現低頻帶濾波器Ho(z)具有5個抽頭,并且可以發現高頻帶濾波器H"z)具有3個抽頭。<formula>formula see original document page 22</formula> …(1)<formula>formula see original document page 22</formula> …(2)
根據這些表達式(1)和(2 ),可以直接計算低頻帶分量和高頻帶分量的系數。現在,通過使用提升技術,可以減輕濾波處理的計算。將參照圖4給出在對5x3濾波器應用提升技術的情況下、使用小波變 換進行分析過濾器側的處理的概況。在圖4中,最上步驟部分、中間步驟部分和最下步驟部分每一個 都顯示輸入圖像的像素列、高頻帶分量輸出和低頻帶分量輸出。對于 最上步驟,不需要將其限于輸入圖像的像素列,而是也可以是用之前 的濾波處理獲得的系數。這里,最上步驟部分是輸入圖像的像素列, 其中正方形標記表示偶數像素或行(從0開始),而圓圏標記表示奇 數像素或行。首先,作為第一步驟,在下面表達式(3)中從輸入像素列生成 高頻帶分量系數di1。<formula>formula see original document page 22</formula>…(3)
接著,作為第二步驟,采用輸入像素的奇數像素,從下面表達式
(4)生成低頻帶分量系數si1。
<formula>formula see original document page 23</formula> (4)
在分析濾波器側,通過濾波處理將輸入圖像的圖像數據劃分成低 頻帶分量和高頻帶分量。
將參照圖5給出在合成濾波器側上用于執行小波逆變換的處理 的概述,該小波逆變換恢復由小波變換生成的系數。圖5對應于上述 圖4,采用5x3濾波器,并且顯示應用提升技術的示例。在圖5中, 最上步驟部分顯示由小波變換生成的輸入系數,其中圃團標記表示高 頻帶系數,而正方形標記表示低頻帶系數。
首先,作為第一步驟,根據下面表達式(5),由輸入低頻帶分 量和高頻帶分量系數生成偶數編號的系數Si1 (從0開始)。
<formula>formula see original document page 23</formula>5)
接著,作為第二步驟,根據下面表達式(6),由在上述第一步 驟中生成的偶數編號的系數SiO和輸入高頻帶分量的系數dJ生成奇數 編號的系數di0 <formula>formula see original document page 23</formula> (6)
在合成濾波器側,因此通過濾波處理來合成低頻帶分量和高頻帶 分量的系數,并且執行小波逆變換。
接著,將描述根據本發明笫一實施例的小波變換方法。圖6示出 用5x3濾波器提升進行的濾波處理的示例,它參照圖4已經執行到劃 分級別=2。在圖6中,作為分析濾波器的圖左側所示的部分是圖像解 碼設備1側上的小波變換單元10上的濾波器。此外,作為合成濾波 器的圖右側所示的部分是稍后所述的圖像解碼設備側上的小波逆變 換單元上的濾波器。
在下面的描述中,在顯示設備上的屏幕左上角的像素等作為前導 像素,例如從屏幕左端到右端掃描像素來配置一行,并且從屏幕的上 端到下端執行行的掃描,由此配置一個屏幕。
在圖6中,左端列顯示圖像數據,位置對應于垂直方向上排列的
原始圖像數據的行。也就是說,通過采用垂直濾波器垂直掃描屏幕上
的像素,執行用小波變換單元10的濾波處理。從左端第一列到第三
列顯示了劃分級別=1的濾波處理,并且第四到第四列顯示了劃分級別
=2的濾波處理。從左端起第二列顯示基于左側的原始圖像數據的圖像 的高頻帶分量輸出,并且從左端起第三列顯示基于原始圖像數據和高 頻帶分量輸出的低頻帶分量輸出。其中劃分級別=2的濾波處理是對于 劃分級別=1的濾波處理輸出而進行處理的,如從左端起列4到列6 所示。
在其中劃分級別=1的濾波處理中,基于原始圖像數據像素計算 高頻帶分量系數數據,作為第一步驟濾波處理,并且基于在第一步驟 濾波處理中計算的高頻帶分量系數數據和原始圖像數據像素來計算 低頻帶分量系數數據。在圖6的左側(分析濾波器側)第一到第三列 中示出劃分級別=1的一個示例的濾波處理.計算出的高頻帶分量系數 數據被存儲在如1所示的系數重排列緩沖單元12中。此外,計算出 的低頻帶分量系數數據被存儲在中間計算緩沖單元11中。
在圖6中,系數重排列緩沖單元12顯示為用點劃線環繞的部分, 而中間計算緩沖單元ll顯示為用點線環繞的部分。
其中劃分級別=2的過濾處理是基于保存在中間計算緩沖單元11 中的劃分級別=1的濾波處理的結果而執行的。在劃分級別=2的濾波 處理中,在劃分級別=1的濾波處理中作為低頻帶分量系數計算的系數 數據被當作包括低頻帶分量和高頻帶分量的系數數據,并且執行類似 于劃分級別=1的濾波處理的濾波處理。用劃分級別=2的濾波處理計 算出的高頻帶分量系數數據和低頻帶分量系數數據被存儲在圖1所示 的系數重排列緩沖單元12中。
在小波變換單元10處,在屏幕的水平方向和垂直方向的每一個 上執行上述濾波處理。例如,首先,在水平方向上執行劃分級別-1 濾波處理,并且生成的具有高頻帶分量和低頻帶分量的系數數據被存 儲在中間計算緩沖單元11中。接著,在垂直方向中對于存儲在中間 計算緩沖單元11中的系數數據執行劃分級別=1的濾波處理。使用其
中劃分級別=1的該水平和垂直方向處理,形成四個區域,這些區域是
區域HH和區域HL,其每一個由來自將高頻帶分量進一步劃分成高 頻帶分量和低頻帶分量的系數數據形成,以及區域LH和區域LL, 其每一個由來自將低頻帶分量進一步劃分成高頻帶分量和低頻帶分
量的系數數據形成。
對于劃分級別=2,對于用劃分級別=1生成的低頻帶分量的系數 數據,在水平方向和垂直方向的每一個上執行濾波處理。也就是說, 對于劃分級別=2,通過在劃分級別=1時的劃分而形成的區域LL被進 一步劃分成四個區域,從而進一步形成區域LL內的區域HH、區域 HL、區域LH和區域LL。
在第一實施例中,通過將處理劃分成屏幕的垂直方向上的若干行 的增量,按步驟方式多次執行小波變換的濾波處理。對于圖6中的示 例,用作從屏幕上第一行開始的處理的第一次處理執行對七行的濾波 處理,并且用作從第八行起的第二次處理和往后的處理的處理以四行 為增量執行濾波處理。行的數量是基于在劃分為二 (高頻帶分量和低 頻帶分量)之后生成最低頻帶分量的一行所需要的行數。
下面,生成最低頻帶分量(包括其他子頻帶)的一行的量(相當 于最低頻帶分量的子頻帶的一行的系數數據)所需要的行的集合被稱 為行塊(或者區)。這里,行是指對應于小波變換之前的圖像數據的、 圖片或場內或者每個子頻帶內形成的像素數據或系數數據的一行的 量。也就是說,行塊(區)是指相當于如下行數的像素數據組,即, 所述行數是生成相當于在小波變換之前的原始圖像數據的、在小波變 換之后最低頻帶分量子頻帶的一行的系數數據,或者通過其像素數據 組的小波變換獲得的每個子頻帶的系數數據組所需要的行數。
根據圖6,基于存儲在中間計算緩沖單元ll中的系數Ca來計算
通過劃分級別=2的濾波處理結果獲得的系數C5,并且基于存儲在中 間計算緩沖單元ll中的系數Ca、系數Cb和系數Cc,來計算系數C4。 此外,基于存儲在系數重排列緩沖單元12中的系數C2和系數C3以 及基于第五行中的像素數據,來計算系數Cc。此外,基于第五行到第七行中的像素數據計算系數C3。因此,為了獲得劃分級別=2的低 頻帶分量系數C5,第一行到第七行中的像素數據是必需的。
相反,對于第二次和以后的過濾處理,可以使用已經對之前的濾 波處理計算出并存儲在系數重排列緩沖單元12中的系數數據,從而 所需行數較少。
換而言之,根據圖6,在劃分級別=2濾波處理結果處獲得的低頻 帶分量系數當中,系數C5后面的下一個系數C9是基于系數C4和 C8以及存儲在中間計算緩沖單元11中的系數Cc獲得的。系數C4 已經通過上述第一次濾波處理計算出,并且存儲在系數重排列緩沖單 元12中。類似地,系數Cc已經通過上述第一次濾波處理計算出,并 且存儲在中間計算緩沖單元11中。因此,對于該第二次濾波處理, 只有計算系數C8的濾波處理是重新執行的。該新的濾波處理也是釆 用第八到第十一行執行的。
因此,對于第二次濾波處理和以后的處理,可以使用已經對前次 濾波處理計算出并存儲在中間計算緩沖單元11和系數重排列緩沖單 元12中的數據,從而可以以每次僅四行為增量執行處理。
注意在屏幕上的行數不匹配編碼行數的情況下,以預定方式復制 原始圖像數據行以匹配編碼行數,然后執行濾波處理。
在下面將要描述細節的同時,對于本發明,通過按級執行濾波處 理,僅獲得相當于一行最低頻帶分量(對于整個屏幕的行劃分成幾次) 的系數數據(以行塊為增量),可以在傳輸編碼數據的情況下以最少 延遲獲得解碼圖像。
為了執行小波變換,需要第一緩沖器和第二緩沖器,第一緩沖器 用來執行小波變換自身,而第二緩沖器用于存儲在執行直到預定的劃 分^l別的處理期間生成的系數。第 一緩沖器對應于中間計算緩沖單元 11,在圖6中顯示為用點劃線環繞。在解碼的時候采用存儲在第二緩 沖器中的系數,這是在稍后步驟中熵編碼處理的目的。
將描述在系數重排列單元13中的處理。如上所述,在小波變換 單元IO中計算的系數數據被存儲在系數重排列緩沖單元l2中,其由
系數重排列單元13重排列和被讀出,并且被發送到熵編碼單元15。如上所述,通過小波變換,由高頻帶分量側到低頻帶分量側生成 系數。在圖6中的示例中,在第一次,在劃分級別=1濾波處理上由原 始圖像的像素數據依次生成高頻帶分量系數Cl、系數C2和系數C3。 然后對于在劃分級別=1濾波處理上獲得的低頻帶分量系數數據執行 劃分級別=2濾波處理,由此依次生成低頻帶分量系數C4和系數C5。 也就是說,在第一次,按系數C1、系數C2、系數C3、系數C4和系 數C5的順序生成系數數據。基于小波變換的原理,系數數據的生成 順序總是按這個順序(從高頻帶到低頻帶的順序)。相反,在解碼側上,為了以低延遲立即解碼,從低頻帶分量生成 和輸出圖像是必要的。因此,希望從最低頻帶分量側到高頻帶分量側 重排列在編碼側上生成的系數數據,并且將其提供到解碼側。將參照圖6給出進一步詳細的描述。圖6的右側顯示執行逆小波 變換的合成濾波器側。采用在編碼側上第一次濾波處理中生成的最低 頻帶分量系數C4和系數C5以及系數Cl,執行包括解碼側上輸出圖 像數據的第一行的第一次合成處理(逆小波變換處理)。也就是說,對于第一次合成處理,從編碼側到解碼側按系數C5、 系數C4和系數Cl的順序提供系數數據,由此在解碼側上,執行對 于系數C5和系數C4的合成處理,以通過合成級別=2處理(它是對 應于劃分級別=2的合成處理)來生成系數Cf,并且將系數Cf存儲在 緩沖器中。然后對于合成級別=1的處理(它是對應于劃分級別-l的 合成處理),執行對于系數Cf和系數Cl的合成處理,由此輸出第一 行。因此,對于第一次合成處理,按系數C1、系數C2、系數C3、 系數C4和系數C5的順序在編碼側上生成并存儲在系數重排列緩沖 單元12中的系數數據,被按系數C5、系數C4、系數C1等的順序重 排列,并且提供給解碼側。注意關于在圖6的右側上顯示的合成濾波器側,從編碼側提供的 系數用括號內在編碼側上的系數號表示,并且顯示括號外合成濾波器
的行號。例如,系數C1(5)顯示在圖6的左側上的分析濾波器側 上,其是系數C5,并且在合成濾波器側上,其是在第一行上。采用在來自前一次或來自編碼側的合成處理的情況下從合成提 供的系數數據,可以執行通過在編碼側上用第二次濾波處理和其后處 理生成的系數數據的、在解碼側上的合成處理。在圖6中的示例中, 采用在編碼側上用第二次濾波處理生成的低頻帶分量系數C8和系數 C9執行的解碼側上的第二次合成處理還需要在編碼側上在第一次濾 波處理中生成的系數C2和系數C3 ,并且解碼第二行到第五行。也就是說,對于第二次合成處理,按系數C9、系數C8、系數 C2、系數C3的順序從編碼側提供系數數據給解碼側。在解碼側上, 對于合成級別=2處理,采用在第一次合成處理中從編碼側提供的系數 C8和系數C9以及系數C4,生成系數Cg。采用系數Cg和上述系數 C4以及通過第一次合成處理產生并存儲在緩沖器中的系數Cf,生成 系數Ch,并且將系數Cb存儲在緩沖器中。對于合成級別-1處理,采用在合成級別=2處理中生成并存儲在 緩沖器中的系數Cg和系數Cb ,從編碼側提供的系數C2 (顯示為合成 濾波器的系數C6 (2))、以及系數C3 (顯示為合成濾波器的系數 C7(3)),執行合成處理,并且解碼第二行到第五行。因此,對于笫二次合成處理,在編碼側上生成的系數數據一系數 C2、系數C3、(系數C4、系數C5)、系數C6、系數C7、系數C8、 系數C9被重排列并按照系數C9、系數C8、系數C2、系數C3等的 順序提供到解碼側。因此,對于第三次合成處理以及以后的處理,類似地,存儲在重 排列緩沖單元12中的系數數據被以預定方式重排列并提供給解碼單 元,其中以四行為增量解碼行。注意對于與包括編碼側上屏幕底部的行的濾波處理相對應的解 碼側上的合成處理,到此時生成并存儲在緩沖器中的系數數據全部被 輸出,從而輸出行數增加。對于圖6中的示例,在最后一次期間輸出 八行。
注意通過系數重排列單元13的系數數據的重排列處理在讀取存 儲在系數重排列緩沖單元12中的系數數據的時候,將讀出的地址設 置成預定順序。下面將參照圖7進一步描述上述處理。圖7是釆用5x3濾波器, 通過小波變換執行到劃分級別=2的濾波處理的示例。對于小波變換單 元10,圖7的A中示出一個示例,在水平和垂直方向的每一個上對 輸入圖像數據的第一行到第七行執行第一次濾波處理(在圖7中的A 的In誦l)。對于第一次濾波處理的劃分級別=1處理,生成系數Cl、 C2和 系數C3的三行的量的系數數據,并且圖7的B中示出一個示例,它 們每一個被置于以劃分級別=1形成的區域HH、區域HL和區域LH 中(圖7中的B的WT-1)。此外,通過由劃分級別=2在水平和垂直方向上的濾波處理,以 劃分級別=1形成的區域LL被進一步劃分成四個。對于以劃分級別=2 生成的系數C5和系數C4,通過系數C5將一行置于劃分級別-1的區 域LL內的區域LL中,并且通過系數C4將一行置于區域HH、區域 HL和區域LH的每一個中。對于通過小波變換單元10的第二次濾波處理和以后處理,以四 行為增量執行濾波處理(圖7中的A的In-2…),在劃分級別=1時 以兩行為增量生成系數數據,并且在劃分級別=2時以一行為增量生成 系數數據。對于圖6中的第二次的示例,在劃分級別=1濾波處理生成相當 于系數C6和系數C7的兩行的系數數據,并且圖7的B中示出一個 示例,并且其位于在以劃分級別=1形成的區域HH、區域HL和區域 LH的第一次濾波處理中生成的系數數據之后。在通過劃分級別=1形 成的區域LL內,以劃分級別=2濾波處理生成的相當于一行的系數 C9位于區域LL中,并且相當于一行的系數C8位于區域HH、區域 HL和區域LH的每一個內。在解碼受到圖7的B中的小波變換的數據的時候,圖7的C中
示出 一 個示例,對應于編碼側上的第 一 行到第七行的第 一 次濾波處理,輸出(圖7的C中的Out-l)解碼側上的第一次合成處理的第一 行。然后,對應于在編碼側上從第二次直到最后一次以前的濾波處理, 在解碼側(圖7的C中的Out-2...)上一次輸出四行。對應于編碼側 上的最后一次的濾波處理,在解碼側上輸出八行。從高頻帶分量側到低頻帶分量側的、通過小波變換單元10生成 的系數數據被依次存儲在系數重排列緩沖單元12中。對于系數重排 列單元13,當系數數據累積在系數重排列緩沖單元12中直到可以執 行上述系數重排列時,按必要順序重排列系數數據,并且從系數重排 列緩沖單元12中讀取該系數數據。讀出的系數數據被依次提供給熵 編碼單元15。熵編碼單元15基于從速率控制單元14提供的控制信號來控制編 碼操作,從而輸出數據的比特率變為目標比特率,并對于所提供的系 數數據執行熵編碼。經受熵編碼的編碼數據被提供到解碼側。作為編 碼方法,可以考慮已知的技術,如Huffman編碼或算術編碼。當然, 本方法不限于這些,并且可以采用能夠進行逆編碼處理的任何其他編 碼方法。要注意,如果熵編碼單元15對于從系數重排列單元13讀取的系 數數據首先執行量化,并且對于獲得的量化系數執行信源編碼處理 (如Huffman編碼或算術編碼),則可以期望進一步改進的壓縮優勢。 對于該量化的方法,可以使用任何方法,以及可以使用例如通用的裝 置,即,用于將系數數據W按量化步長大小A (如下面表達式(7) 所示的)劃分的裝置。量化系數-W/A ...(7)如參照圖6和圖7所述,對于根據本發明的第一實施例,小波變 換單元10以圖像數據的多行為增量(以行塊為增量)執行小波變換 處理。以這些行塊為增量輸出用熵編碼單元15編碼的編碼數據。也 就是說,在采用5x3濾波器執行直到劃分級別=2的處理的情況下,對 于數據的一屏輸出,第一次獲得作為一行的輸出,第二次到最后一次
之前的一次的每一次是獲得作為四行的輸出,而最后一次輸出八行。要注意,在用系數重排列單元13重排列之后的系數數據經受熵 編碼的情況下,例如,在用圖6所示的第一次濾波處理對第一系數 C5的行執行熵編碼的時候,不存在水平行,即,不存在系數數據已 經生成的行。因此在這種情況下,只有一行經受熵編碼。相反,在編 碼系數C1的行的時候,系數C5和系數C4的行成為水平行。這些彼 此相近的多行可以被認為是配置有類似的數據,從而使多行一起經受 熵編碼是高效的。此外,如上所述,對于小波變換單元10,描述采用5x3濾波器 用小波變換執行濾波處理的示例,但不限于該示例。例如,對于小波 變換單元10,可以使用諸如9x7濾波器的較長抽頭數的濾波器。在這 種情況下,如果抽頭數較長,濾波器中累積的行數也增加,從而從圖 像數據的輸入到編碼數據輸出為止的延遲時間變長。此外,對于上述描述,出于描述的原因,小波變換的劃分級別被 描述為劃分級別=2,但不應限于此,并且可以進一步增加劃分級別。 劃分級別增加得越多,則可以實現更好的高壓縮率。例如,通常,對 于小波變換,重復直到劃分級別-4的濾波處理。要注意,隨著劃分級 別增加,延遲時間也大大增加。因此,在將本發明的第一實施例應用到實際系統的時候,希望根 據系統所需的解碼圖像的延遲時間或畫面質量,確定濾波器抽頭數或 劃分級別。濾波器抽頭數或劃分級別不需要是固定值,而也可以適當 可選。接著,參照圖8中的流程圖,描述根據如上所述的圖像編碼設備 1的總體編碼處理的特定流程示例。在編碼處理開始時,在步驟S1中,小波變換單元10將要處理的 行塊的No. A設置為初始設置。在正常情況下,No.A被設置為"l"。 在設置結束后,在步驟S2中,小波變換單元10獲得對于生成從最低 頻帶子頻帶的上面起第A行的這一行所必需的行數(即, 一個行塊) 的圖像數據,在步驟S3中,對其圖像數據執行垂直分析濾波處理, 該處理用于對于在屏幕垂直方向上排列的圖像數據執行分析濾波,并且在步驟S4中,執行水平分析濾波處理,該處理用于對于在屏幕水 平方向上排列的圖像數據執行分析濾波。在步驟S5中,小波變換單元10確定分析濾波處理是否被執行到 最后級別,并且在確定劃分級別尚未到達最后級別的情況下,處理返 回到步驟S3,其中對于當前劃分級別重復在步驟S3和步驟S4中的 分析濾波處理。在步驟S5中確定分析濾波處理已被執行到最后級別的時候,小 波變換單元10將處理前進到步驟S6。在步驟S6中,系數重排列單元13按照從低頻帶到高頻帶的順序 重排列行塊A(從畫面(在隔行方法的情況下是場)上部起的第A行 塊)的系數。在步驟S7中,熵編碼單元15使系數經受以行為增量進 行的熵編碼。在熵編碼結束后,在步驟S8中,熵編碼單元15將行塊 A的編碼數據向外傳輸。小波變換單元10在步驟S9中將No. A的值遞增"l",使下一行 塊經受處理,并且在步驟SIO中確定在要處理的畫面(在隔行方法的 情況下是場)中是否存在未處理的圖像輸入行。在確定存在未處理的 圖像輸入行的時候,處理返回步驟S2,并且對于要處理的新行塊重復 以后處理。如上所述,重復執行步驟S2到步驟S10中的處理來編碼每個行 塊。在步驟SIO中做出不存在未處理的圖像輸入行的確定的時候,小 波變換單元10結束該畫面的編碼處理。對于下一畫面開始新的編碼 處理。在傳統小波變換方法的情況下,首先,對整個畫面(在隔行方法 的情況下是場)執行水平分析濾波處理,然后,對整個畫面執行垂直 分析濾波處理。然后對整個獲得的低頻帶分量依次執行類似的水平分 析濾波處理和垂直分析濾波處理。如上所述,遞歸地重復分析濾波處 理,直到劃分級別達到最終級別為止。因此,每個分析濾波處理的結 果需要被保存在緩沖器中,但在這樣的情況中,緩沖器需要保存整個
畫面(在隔行方法的情況下是場)或者在此時刻的劃分級別上的整個 低頻帶分量的濾波結果,因此需要大的存儲容量(要保存的數據量很 大)。此外,在這種情況下,如果對于整個畫面(在隔行方法的情況下 是場)的小波變換未結束,則不能執行后面步驟中的系數重排列或熵 編碼,從而大大增加了延遲時間。相反,在圖像編碼設備1的小波變換單元10的情況下,如上所述,以行塊為增量連續執行垂直分析濾波處理和水平分析濾波處理, 直到最后級別,所以與傳統方法相比,同時(在相同時間段內)需要 保存(緩沖)的數據量較小,從而大大減少了緩沖器中需要準備的存 儲容量。此外,通過執行分析濾波處理到最后級別,也可以執行后面 的系數重排列或熵編碼處理的步驟(即,可以以行塊為增量執行系數 重排列或熵編碼)。因此,與傳統方法相比,可以大大減少延遲時間。圖9示出對應于圖1中的圖像編碼設備1的圖像解碼設備的配置 的一個示例。從圖1中的圖像編碼設備1的熵編碼單元15輸出的編 碼數據(圖1中的編碼數據輸出)被提供到圖9中的圖像解碼設備20 的熵解碼單元21 (圖9中的編碼數據輸入),對熵編碼進行解碼,并 且成為系數數據。系數數據被存儲在系數緩沖單元22中。小波逆變 換單元23采用存儲在系數緩沖單元22中的系數數據,來執行例如參 照圖5和圖6所述的合成濾波器的合成濾波處理,并且將合成濾波處 理的結果再次存儲在系數緩沖單元22中。小波逆變換單元23根據劃 分級別重復處理,來獲得解碼圖像數據(輸出圖像數據)。接著,將參照圖10中的流程圖描述如上所述的圖像解碼設備20 的整體解碼處理的特定流程示例。在解碼處理開始后,在步驟S31中,熵解碼單元21獲得編碼數 據,并且在步驟S32中使編碼數據經受以行為增量的熵解碼。在步驟 S33中,系數緩沖單元22保存由此解碼和獲得的系數。在步驟S34 中,小波逆變換單元23確定是否在系數緩沖單元22中累積了相當于 一個行塊的系數,如果確定未累積,則處理返回到步驟S31,執行以
后的處理,并且小波逆變換單元23等待,直到在系數緩沖單元22中 累積了相當于一個行塊的系數。
在步驟S34中確定在系數緩沖單元22中累積了相當于一個行塊 的系數的時候,小波逆變換單元23將處理前進到步驟S35,并且讀出 保存在系數緩沖單元22中的相當于一個行塊的系數。
小波逆變換單元23使讀出的系數經受垂直合成濾波處理,該處 理對于在屏幕垂直方向上排列的系數執行合成濾波處理,并且在步驟 S37中,執行水平合成濾波處理,該處理對于在屏幕水平方向上排列 的系數執行合成濾波處理,并且在步驟S38中確定合成濾波處理是否 達到級別1 (劃分級別的值為"l"的級別)而結束,即,確定逆變換是 否被執行到小波變換之前的狀態,如果確定沒有達到級別1,則處理 返回步驟S36,由此重復在步驟S36和步驟S37中的濾波處理。
在步驟S38中,如果確定逆變換處理達到級別1而結束,則小波 逆變換單元23將處理前進到步驟S39,并且向外輸出通過逆變換處理 獲得的圖像數據。
在步驟S40中,熵解碼單元21確定是否結束解碼處理,并且在 確定編碼數據的輸入是間歇的、并且解碼處理將不會結束的情況下, 處理返回步驟S31,并且重復以后的處理。此外,在步驟S40中,在 編碼數據的輸入結束從而解碼處理結束的情況下,熵解碼單元21結 束解碼處理。
在使用傳統小波逆變換方法的情況下,首先,在屏幕水平方向上 對要處理的劃分級別上的所有系數執行水平合成濾波,然后在屏幕垂 直方向上執行垂直合成濾波。也就是說,對于每次執行合成濾波處理, 需要將合成濾波處理的結果保存在緩沖器中,但在這種情況下,緩沖 器需要保存在此時刻劃分級別的合成濾波結果以及下一劃分級別上 的所有系數,從而需要大的存儲容量(要保存的數據量很大)。
此外,在這種情況下,不執行圖像數據輸出直到畫面(在隔行方 法的情況下是場)內的所有小波逆變換為止,從而從輸入到輸出的延 遲時間大大增加。
相反,在如上所述的圖像解碼設備20的小波逆變換單元23的情 況下,垂直合成濾波處理和水平合成濾波處理是以行塊為增量連續執 行直到級別1,從而與傳統方法相比較,需要同時(在同一時間段內) 緩沖的數據量較小,從而有助于減少緩沖器中要準備的存儲容量。此 外,通過執行直到級別l的合成濾波處理(小波逆變換處理),可以 在獲得畫面內的所有圖像數據之前依次輸出圖像數據(以行塊為增 量),從而與傳統方法相比可以大大減少延遲時間。圖l所示的圖像編碼設備l或圖9所示的圖像解碼設備20的各 個元件的操作(圖8中的編碼處理或圖10中的解碼處理)是例如由 未示出的CPU (中央處理單元)根據預定程序來控制的。該程序例如 預先存儲在未示出的ROM(只讀存儲器)中。然而這不限于此,并 且可以通過每個元件(包括圖像編碼設備或圖像解碼設備)之間交互 定時信號或者控制信號來操作整個設備。此外,圖像編碼設備或者圖 像解碼設備可以用計算機設備上運行的軟件實現。接著,將描述根據本發明的第二實施例。對于第二實施例,進行 這樣的配置,其中對于例如在上面第一實施例中描述的系統,并發地 操作圖像編碼設備1和圖像解碼設備20的各個元件,從而以較少的 延遲執行圖像的壓縮編碼和解碼處理。要注意,對于第二實施例,可以同樣地應用上述參照圖1到圖 10在第一實施例中描述的圖像編碼設備1和圖像解碼設備20以及編 碼方法和解碼方法,因此將省略對其描述。圖11是根據本發明第二實施例的圖像編碼設備1和圖像解碼設 備20的各個元件的示例的并發操作的示意圖。圖ll對應于上述圖7。 在熵編碼單元15中對于圖像數據輸入In-l (圖11的A)執行第一次 小波變換WT-1 (圖11中的B)。如參照圖6所述,第一次小波變換 WT-1在輸入頭三行的時刻開始并且生成系數C1。也就是說,從圖像 數據的輸入In-l到開始小波變換WT-1為止,產生三行的量的延遲。生成的系數數據被存儲在系數重排列緩沖單元12中。然后,輸 入的圖像數據經受小波變換,并且當第一次處理結束時,處理前進到
第二次小波變換WT-2。為了第二次小波變換WT-2的目的的圖像數據In-2輸入和第二 次小波變換WT-2并發執行通過系數重排列單元13對三個系數一系 數C1、系數C4和系數C5—的重排列Ord-l (圖11的C)。要注意,從小波變換WT-1的結束到重排列Ord-l的開始的延遲 可以是基于設備或系統配置的延遲,例如,伴隨著指令重排列處理的 控制信號到系數重排列單元13的傳輸的延遲,關于控制信號的系數 重排列單元13的處理開始所必需的延遲,或者程序處理所必需的延 遲,而不是編碼處理的實際延遲。從系數重排列緩沖單元12中按照結束重排列的順序讀取系數數 據,將其提供到熵編碼單元15,并且經受熵編碼EC-1 (圖11的D )。 熵編碼EC-1可以開始,而不等待三個系數一系數C1、系數C4和系 數C5一的所有重排列的結束。例如,對于從首先輸出的系數C5起的一行,在重排列結束的時刻,對于系數C5熵編碼可以開始。在這種 情況下,從重排列Ord-l處理的開始到熵編碼EC-1處理的開始的延 遲是一行的量。其中結束了熵編碼單元15的熵編碼EC-1的編碼數據被通過某 種類型的傳輸路徑(圖11中的E)傳輸到圖像解碼設備20。對于傳 輸編碼數據的傳輸路徑,例如可以考慮如因特網之類的通信網絡。在 這種情況下,編碼數據通過IP (因特網協議)傳輸。然而,該配置不 限于此,編碼數據的其他傳輸路徑可以是通信接口 ,如IEEE 1394(電 氣和電子工程師協會1394 )或以IEEE802.il標準等為代表的無線通 信。在第一次處理的七行的量到達圖像編碼設備1的圖像數據輸入 之后,依次輸入往下到屏幕下沿的圖像數據。對于圖像編碼設備l, 根據圖像數據輸入In-n (n為2或更多),如上所述,以四行為增量 執行小波變換WT-n、重排列Ord-n和熵編碼EC-n。在圖像編碼設 備l中的最后一次處理的重排列Ord和熵編碼EC是對于六行執行的。 在圖像編碼設備l中并發地執行這些處理,如圖11的A到圖11的D
中所示。由圖像編碼設備1的熵編碼EC-1編碼的編碼數據通過傳輸路徑 傳輸到圖像解碼設備,并且提供給熵解碼單元21。熵解碼單元21依 次使經過熵編碼EC-1編碼的所提供的編碼數據經受熵編碼的解碼 iEC-l,并且恢復系數數據(圖11中的F)。恢復的系數數據被依次 存儲在系數緩沖單元22。在系數數據被存儲在系數緩沖單元22 (僅 僅能夠經受小波逆變換的量)之后,小波逆變換單元23從系數緩沖 單元22中讀取系數數據,并且采用讀取的系數數據執行小波逆變換 iWT-l (圖11中的G)。如參照圖6所述,小波逆變換單元23的小波逆變換iWT-l可以 在系數C4和系數C5被存儲在系數緩沖單元22中的時刻開始。因此, 從熵解碼單元21的解碼iEC-l的開始到小波逆變換單元23的小波逆 變換iWT-l的開始的延遲是兩行的量。在小波逆變換單元23結束第一次小波變換的三行的量的小波逆 變換iWT-l時,執行小波逆變換iWT-l生成的圖像數據的輸出Out-l (圖11中的H)。對于輸出Out-l,輸出第一行圖像數據,如參照圖 6和圖7所述的那樣。對于圖像解碼設備20,通過在圖像編碼設備1中的第一次處理 的相當于三行的編碼系數數據的輸入之后,依次輸入通過熵編碼EC-n (n是2或更多)編碼的系數數據。對于圖像解碼設備20,如上所述, 對于輸入系數數據以四行為增量執行熵解碼iEC-n和小波逆變換 iWT-n,并且依次執行通過小波逆變換iWT-n恢復的圖像數據的輸出 Out-n。對于六行執行對應于圖像編碼設備的最后一次的熵解碼iEC 和小波逆變換iWT,并且輸出Out輸出八行。這些處理在圖像解碼設 備中并發執行,如圖11的F到圖11的H中所示。如上所述,通過按照從屏幕上部到下部的順序,并發執行圖像編 碼設備1和圖像解碼設備20中的各種處理,可以以較小延遲執行圖 像壓縮處理和圖像解碼處理。參照圖11計算在釆用5x3濾波器執行直到劃分級別=2的小波變
換的情況下、從圖像輸入到圖像輸出的延遲時間。從第一行圖像數據輸入圖像編碼設備1到第一行圖像數據從圖像解碼設備20輸出的延 遲時間是下面列出的元素的總和。要注意,不包括由于系統配置而引 起的不同延遲,如傳輸路徑的延遲或根據設備的各個部分的實際處理 定時的延遲。(1) 從笫一行輸入到七行的量的小波變換WT-1結束為止的延 遲D一WT(2) 根據總共三行的量的重排列Ord-l的時間D—Ord(3) 根據三行的量的熵編碼EC-1的時間D—EC(4) 根據三行的量的熵解碼iEC-l的時間D_iEC(5) 根據三行的量的小波逆變換iWT-l的時間D_iWT 將參照圖11計算來自上述各個元素的延遲。(1 )中的延遲D一WT是十行的量的時間。(2)中的時間D-Ord、 (3)中的時間D—EC、 (4)中的時間D—iEC和(5)中的時間DjWT每一個是三行的量的 時間。此外,對于圖像編碼設備1、熵編碼EC-1可以在從重排列Ord-l 開始起一行之后開始。類似地,對于圖像解碼設備20,小波逆變換 iWT-l可以在從熵解碼iEC-l開始起兩行之后開始。此外,熵解碼 iEC-l可以在熵編碼EC-1結束相當于一行的編碼時刻開始處理。因此,對于該示例,從第一行圖像數據輸入到圖像編碼設備到第 一行圖像數據從圖像解碼設備輸出的延遲時間是10+1+1+2+3=17行 的量。將考慮延遲時間給出更特定的示例。在輸入圖像數據是HDTV (高清晰電視)的隔行視頻信號的圖像數據的情況下, 一幀被配置有 例如1920像素乘1080行的分辨率,并且一個場是1920像素乘540 行。因此,如果幀頻率是30Hz,則540行的一場在16.67ms(=l秒/60 場)中被輸入到圖像編碼設備l。因此,根據七行的量的圖像數據的輸入的延遲時間是0.216ms (=16.67msx7/540行),它對于例如一場的更新時間來說是非常短的 時間。此外,關于上述(l)中的延遲D—WT、 (2)中的時間D—Ord、
(3)中的時間D_EC、 (4)中的時間DJEC和(5)中的時間D_iWT 的總數,要處理的行數很少,因此延遲時間大大縮短。如果執行各個 處理的元件被配置為硬件,則可以進一步縮短處理時間。接著,將描述本實施例的第三實施例。對于上述第一和第二實施 例,在用圖像編碼設備l執行小波變換之后重排列系數數據。相反, 對于根據本發明的第三實施例,在熵編碼之后執行系數數據重排列。 也就是說,對于在這種情況下的圖像編碼設備,對于使輸入圖像數據 經受小波變換而生成的系數執行熵編碼,并且對經受熵編碼的數據執 行重排列處理。因此,通過在執行熵編碼之后執行系數數據重排列, 可以減少對系數重排列緩沖器的存儲容量的需求。例如,在輸入圖像數據的位精度是8位的情況下,如果執行直到 多個級別劃分的小波變換,則所生成的系數數據的位精度變為例如大 約12位。在熵編碼處理之前執行系數重排列處理的情況下,系數重 排列緩沖單元需要存儲具有12位的位精度的系數數據的預定數量的 行的量。通過重排列要在熵編碼之后經受重排列處理的、用小波變換 生成的系數數據,系數重排列緩沖器可以存儲通過熵編碼壓縮的數 據,因此只需要少量的存儲容量。圖12示出根據本發明第三實施例的圖像編碼設備的示例。圖12 中與圖l所述相同的部分具有相同的附圖標記,并且將省略對其詳細 描述。輸入圖像數據被臨時存儲在圖像編碼設備30的中間計算緩沖單 元11中。小波變換單元IO對于存儲在中間計算緩沖單元11中的圖 像數據執行預定的小波變換,如參照第一實施例所述的那樣。用小波 變換生成的系數數據被提供給熵編碼單元15。熵編碼單元15協同速 率控制單元14工作,并且被控制使得輸出壓縮編碼數據的比特率大 致是固定值,并且對于提供的系數數據執行熵編碼處理。也就是說, 熵編碼單元15以與獲得的順序相同的順序編碼獲得的系數,而不管 系數的順序。其中通過小波變換生成的系數數據經受熵編碼單元15的熵編碼
的編碼數據被臨時存儲在編碼重排列緩沖單元31中。編碼重排列單 元32在要重排列的編碼數據被存儲在編碼重排列緩沖單元31中之 后,重排列和讀取來自編碼重排列緩沖單元31的編碼數據。如參照 第一實施例所述的那樣,按照從高頻帶分量到低頻帶分量、從屏幕的 上端側到下端側的順序生成用小波變換單元10生成的系數數據。為 了以較少延遲在解碼側輸出圖像數據,按照由小波變換生成的系數數 據的低頻帶分量到高頻帶分量的順序重排列存儲在編碼重排列緩沖 單元31中的編碼數據,并且將其讀出。從編碼重排列緩沖單元31讀取的編碼數據作為輸出編碼數據, 被發送到例如傳輸路徑。要注意,由根據第三實施例的圖像編碼設備30編碼并輸出的數 據可以用根據參照圖9所述的第一實施例的圖像解碼設備20解碼, 這與第一實施例中的情況相似。也就是說,通過例如傳輸路徑輸入圖像解碼設備20中的編碼數據經受熵解碼單元21中的熵編碼的解碼, 并且恢復系數數據。恢復的系數數據被順序存儲在系數緩沖單元22 中。小波逆變換單元23使存儲在系數緩沖單元22中的系數數據經受 小波逆變換,并且輸出圖像數據。接著,將描述根據本發明的第四實施例。對于上述第一實施例到 第三實施例,對圖像編碼設備側上用小波變換生成的系數數據執行重 排列處理,如圖13中所示的示例那樣。相反,對于本發明的第四實 施例,小波變換生成的系數數據的重排列處理被配置成在圖像解碼設 備側上執行,如圖14中所示的示例那樣。對于用小波變換生成的系數數據的重排列處理,如參照上述笫三 實施例所述,需要相對大的容量作為系數重排列緩沖器的存儲容量, 并且需要高的處理能力用于系數重排列處理的處理自身。在這種情況 下,如果圖像編碼設備側上的處理能力高于一定量,即使在圖像編碼 設備側上執行系數重排列處理,也不會發生問題,如第一到第三實施 例所述的那樣。這里,情況是圖像編碼設備被安裝在如移動終端(如蜂窩電話終
端或PDA (個人數字助理))的、具有相對低的處理能力的設備上。 例如,最近廣泛使用其中給蜂窩電話終端添加有拍照功能的產品(被 稱為具有攝像功能的蜂窩電話終端)。可以考慮其中具有攝像功能的 蜂窩電話設備圖像捕獲的圖像數據經受小波變換的壓縮編碼和熵編 碼,并且通過無線或有線通信傳輸的情況。該移動終端在其CPU處理能力方面有限,并且存儲容量也有上 限。因此,用上述系數重排列的處理負荷是不能忽略的問題。因此,作為圖14中所示的一個示例,通過將重排列處理置入圖 像解碼設備側,可以緩解圖像編碼設備側上的負荷,從而使圖像編碼 設備能夠被安裝在具有相對低的處理能力的設備(如移動終端)上。圖15示出可應用到第四實施例的圖像編碼設備的配置的示例。 注意,在圖15中,與上述圖1相同的部分被給予相同的附圖標記, 并且省略對其詳細描述。圖15中所示的圖像編碼設備41的配置被安排為這樣的配置,其 中從上述圖1中所示的圖像編碼設備l的配置中去除系數重排列單元 13和系數重排列緩沖單元12。換而言之,對于第四實施例,圖像編 碼設備41使用組合小波變換單元10、中間計算緩沖單元ll、熵編碼 單元15和速率控制單元14的配置。輸入的圖像數據被臨時累積在中間計算緩沖單元11中。小波變 換單元10對中間計算緩沖單元11中累積的圖像數據執行小波變換,單元15。也就是說,生成的系數數據以根據小波變換的順序的從高頻 帶分量到低頻帶分量的順序提供給熵編碼單元15。熵編碼單元15對 提供的系數執行熵編碼,其中輸出數據的比特率受到速率控制單元14 的控制。將小波變換生成的系數數據作為已經受熵編碼的編碼數據輸 出。圖16示出根據第四實施例的圖像解碼設備的一個配置示例。注 意,在圖16中,與上述圖9相同的部分被給予相同的附圖標記,并 且省略對其詳細描述。
經受熵編碼的、從圖15中所述的圖像編碼設備41的熵編碼單元 15輸出的編碼數據被提供給圖16中的圖像解碼設備42的熵解碼單元 21,并且成為系數數據。系數數據通過系數緩沖單元22被存儲在系 數重排列緩沖單元43中。在系數數據被累積在系數重排列緩沖單元 43中直到系數數據可以被重排列為止時,小波逆變換單元23按照從 低頻帶分量到高頻帶分量的順序重排列存儲在系數重排列緩沖單元 43中的系數數據,并且讀出該系數數據,然后釆用按照讀出順序的系 數數據來執行小波逆變換處理。在采用5x3濾波器的情況下,其排列 如上述圖14中所示。也就是說,對于從一幀的開始(例如,經熵解碼解碼的系數C1、 系數C4和系數C5被存儲在系數重排列緩沖單元43中的時刻)起的 處理,小波逆變換單元23從系數重排列緩沖單元43讀取系數數據, 并且執行小波逆變換處理。將經受小波逆變換單元23的小波逆變換 的數據作為輸出圖像數據依次輸出。要注意,在第四實施例的情況下,如參照圖11對上述第二實施 例描述的那樣,圖像編碼設備41的各個元件的處理、以及關于傳輸 路徑的編碼數據傳輸、以及圖像解碼設備42的各個元件的處理是并 發執行的。接著,將描述本發明的第五實施例。對于第五實施例,在第一實 施例到第四實施例中在圖像編碼設備與圖像解碼設備之間傳輸的編 碼數據被設置為分組。圖17是描述如何交換編碼數據的示例的示意圖。在圖17所示的 示例的情況下,與上述其他實施例類似,圖像數據經受小波變換,同 時以行塊為增量輸入圖像數據僅僅預定數量的行的量(子頻帶51)。 在達到預定小波變換劃分級別的時候,將從最低頻帶子頻帶到最高頻 帶子頻帶的系數行按照與生成它們時的順序相反的順序重排列,即, 按照從低頻帶到高頻帶的順序。對于圖17中的子頻帶51,按照對角線、垂直線和波浪線的圖案 劃分出的部分的每一個都是不同的行塊(如箭頭所示,也以行塊為增
量劃分并處理子頻帶51中的白色空間)。重排列之后的行塊的系數 經受上述熵編碼,從而生成編碼數據。這里,如果圖像編碼設備按原樣發送編碼數據,則例如,圖像解 碼設備可能難以識別各個行塊的邊界(或者可能需要復雜的處理)。 因此,對于本實施例,進行這樣的布置,其中,圖像編碼設備將頭附 加到例如以行塊為增量的編碼數據,并且發送由頭和編碼數據組成的 分組。換而言之,在圖《象編碼設備生成第一行塊(Lineblock-l )的編 碼數據(編碼器數據)后,編碼數據被分組化,并且作為傳輸分組61 發送給圖像解碼設備,如圖17所示。在圖像解碼設備接收到該分組 (接收分組71)后,解碼其編碼數據。類似地,在圖像編碼設備生成第二行塊(Lineblock-2 )編碼數 據后,編碼數據被分組化,并且作為傳輸分組62發送給圖像解碼設 備。在圖像解碼設備接收到該分組(接收分組72)后,解碼其編碼數 據。同樣類似地,在圖像編碼設備生成第三行塊(Lineblock-3)編碼 數據后,編碼數據被分組化,并且作為傳輸分組63發送給圖像解碼 設備。在圖像解碼設備接收到該分組(接收分組73)后,解碼其編碼 數據。圖像編碼設備和圖像解碼設備重復上述處理,直到最終第X行 塊(Lineblock-X)(傳輸分組64,接收分組74)為止。因此在圖像 解碼設備上生成解碼圖像81 。圖18示出頭的配置示例。如上所述,分組包括頭(Header) 91 和編碼數據,Header 91包括行塊號(NUM )93和編碼數據長度(LEN ) 94的描述。圖像解碼設備可以通過讀取包含在附加到接收的編碼數據上的 頭中的該信息,容易地識別每個行塊的邊界,從而減少了解碼處理的 負荷或處理時間。要注意,如圖18所示,還可以添加對以配置行塊的子頻帶為增 量的量化步長大小(Al到AN) 92的描述。因此,圖像解碼設備可以
以子頻帶為增量執行反向量化,從而能夠執行更具體的圖像質量控 制。此外,圖像編碼設備和圖像解碼設備可以被布置成以行塊為增量 如第四實施例所述的那樣并發(以流水線方式)執行編碼、分組化、 交換分組和解碼的各個處理。因此,可以大大減少在圖像解碼設備上獲得圖像輸出為止的延遲時間。作為示例,圖17示出對于隔行運動畫面(60場/秒)的操作示 例。對于該示例, 一場的時間是l秒/60=大約16.7ms,但是通過并發 執行各個處理,圖像輸出可以被布置成以大約5ms的延遲時間獲得。 接著,將描述根據本發明的第六實施例。對于第六實施例,將對 于各個上述實施例描述用圖像編碼設備的熵編碼和在圖像解碼設備 上的熵解碼的特定示例。對于各個上述實施例,可以采用任何方法來 進行熵編碼,但通過采用用本發明示出的方法,圖像編碼設備可以以 較容易的計算執行編碼,從而減少延遲時間、功率使用、以及緩沖器存儲容量等。要注意,如上所述,對于各個實施例,在熵編碼的時候可以在系 數數據的量化之后執行編碼,但對于本實施例也可以這么說,由此可 以在使系數數據經受量化之后執行熵編碼,或者系數數據可以經受熵 編碼而不經量化。然而,如稍后將要描述的,執行量化的方法有助于 增加圖像質量,因此下面將僅描述執行量化的熵編碼。換而言之,將 省略對不執行量化的熵編碼的描述,但可以對其應用執行量化的熵編 碼的描述。此外,下面將省略系數重排列的描述。對于上述各個實施例,給 出了對于使重排列的系數數據經受熵編碼的情況、重排列已經受了熵 編碼的編碼數據的情況、以及在熵解碼之后重排列系數數據的情況的 描述。然而,這里的重排列基本上是高速執行小波逆變換處理的過程, 并且基本上與熵編碼處理(和熵解碼處理)沒有關系。此外,即使在 執行系數重排列的情況下,也是在行塊內執行其重排列,從而基本上 不影響要用本實施例描述的熵編碼,盡管將在稍后描述其具體內容。 換而言之,根據本示例的熵編碼方法可以類似地使用在編碼已改變其 順序的系數數據的情況下,或者在重排列之前編碼系數數據的情況 下。因此,下面為了簡化描述,將省略關于系數重排列的描述。換而言之,下面將對于其中圖15所示的第四實施例的圖像編碼 設備41的熵編碼單元15上執行量化處理的情況,描述根據本實施例 的熵編碼。要注意,由于類似的原因,也將僅僅對應于這樣的圖像編 碼設備描述圖像解碼設備,并且將省略關于系數重排列或不執行反向 量化的情況的描述。圖19是示出應用了本發明的圖像編碼設備的示例的配置的框圖。圖像編碼設備111具有小波變換單元121、量化單元122和熵編 碼單元123。小波變換單元121例如對應于圖15中的小波變換單元10,并且 執行類似的處理。也就是說,用作已經受了必要的DC電平移動的分 量信號的圖像(數據)被輸入到例如小波變換單元121中。小波變換 單元121使輸入圖像經受小波變換,并且將圖像劃分成多個子頻帶。 小波變換單元121將通過小波變換獲得的子頻帶的小波系數提供給量 化單元122。量化單元122將從小波變換單元121提供的小波系數量化,并且 將作為其結果獲得的量化系數提供給熵編碼單元123。熵編碼單元123使從量化單元122提供的量化系數經受熵編碼, 并且將由此獲得的編碼作為編碼圖像(數據)輸出。從熵編碼單元123 輸出的圖像可以在經受了速率控制處理之后例如被分組化并被記錄, 或者被提供到與圖像編碼設備lll相連接的其他設備(未示出)。也就是說,量化單元122和熵編碼單元123對應于例如圖15中 的熵編碼單元15和速率控制單元14。接著,將參照圖20和圖21描述圖19中的熵編碼單元123執行 的熵編碼。例如,如圖20所示,根據從行L1到L6的六行配置一個子頻帶,
并且將與xy坐標系統中的該行上的像素相對應的位置取為(x, y)。現 在,在線條圖的每一個中,左端位置上的x坐標取為0,在行L1上 的y坐標取為0。按從行Ll到行L6的光柵掃描順序將子頻帶的以比特平面表示 的且在每個位置(x, y)上的量化系數從量化單元122輸入到熵編碼單 元123。換而言之,首先,對應于行L1的左端坐標(0,0)的量化系數被輸 入到熵編碼單元123。接著,對應于與坐標(O, O)右邊(l, 0)相鄰的坐 標的量化系數被輸入到熵編碼單元123,并且對應于與已輸入了量化 系數的坐標相鄰的坐標的量化系數被依次輸入到熵編碼單元123,直 到行Ll的右端上的坐標為止。當行Ll上的坐標的所有量化系數都被 輸入后,對應于行L2上的每個坐標的量化系數,從行L2的左端坐標 (O,l)依次到右端的坐標,被輸入到熵編碼單元123,并且類似地從行 L3到行L6,對應于每行上的坐標的量化系數被輸入到熵編碼單元 123。例如,在圖21中,如圖的左上所示,在12個量化系數按照從圖 20中的行L1的左端坐標開始的順序被輸入到熵編碼單元123后,熵 編碼單元123以預先確定的數量w (圖21中w=4)為增量編碼量化 系數。現在,圖21中左上所示的量化系數的每一個用其被劃分成二進 制數位(比特平面表示)的碼的絕對值表示,并且對于圖21所示的 示例,按順序向熵編碼單元123輸入一行(圖20中的行L1)的量化 系數"畫0101"、 "+0011"、"誦0110"、 "+0010"、 "+0011"、 "+0110"、 "0000"、 "-0011"、 "+1101"、 "-0100"、 "+0111,,和"畫1010"。每個量化系數由表示為"+,,(正)或"-,,(負)的量化系數碼(下面稱之為量化系數的符號(Sign))以及用二進制表示的量化系數的 絕對值組成。在圖21中,在表示量化系數的絕對值的每個數位的值 的比特當中,圖中上側的比特表示最高順序比特(最高順序數位的比 特)。因此,對于量化系數"-0101",其符號是"-",并且用二進制表
示的絕對值是"0101",從而該量化系數的十進制表示是"-5"。首先,熵編碼單元123確定一個輸入行的量化系數(的絕對值) 是否全0,并且根據其確定結果,輸出指示要編碼的行的所有量化系 數是否都為0的碼。在確定量化系數是全0的情況下,熵編碼單元123 輸出O作為指示該行的所有量化系數是否為O的碼,并且結束當前正 執行的行的量化系數的編碼。此外,在做出不是所有量化系數的值為 O(不是量化系數都為0)的確定的情況下,熵編碼單元123輸出l作 為指示該行的所有量化系數是否為0的碼。在輸入圖中左上所示的十二個量化系數的情況下,該輸入行的量 化系數可變延遲不僅僅是0,因此熵編碼單元123輸出1作為碼,如 圖中右上所示。在作為指示該行的所有量化系數是否為0的碼輸出指示量化系 數不是全0的碼1時,接著,熵編碼單元123執行前四(w)輸入的 量化系數"-0101"、 "+0011"、 "-0110"、和"+0010"的編碼。熵編碼單元123將這次輸入的四個連續量化系數的最高有效數 位(圖21中變量B的值)與前一次(輸入的)四(w )個量化編碼的 最高有效數位進行比較,確定最高有效數位是否改變,并且輸出指示 量化系數的最高有效數位的碼。現在,最高有效數位是要一起編碼的四(w)個量化系數當中具 有最大值的量化系數的最高有效數位。換而言之,最高有效數位指示, 對于四個量化系數當中具有最大絕對值的量化系數,最高順序的1在 哪個數位上。因此,要一起編碼的四個量化系數"-0101"、 "+0011"、 "-0110"、 "+0010,,的最高有效數位例如是"3",它是對于具有最大絕對 值的量化系數"-0110"的最高順序1所在的數位。此外,指示量化系數的最高有效數位的碼由指示最高有效數位是 否改變的碼、指示最高有效數位是增加還是降低的碼、以及指示最高 有效數位改變量的碼組成,并且在最高有效數位未改變的情況下,不 輸出指示最高有效數位是增加還是降低的碼、以及指示最高有效數位 改變量的碼。
在最高有效數位改變的情況下,根據最高有效數位的比較結果,熵編碼單元123輸出碼1以指示最高有效數位改變,并且在最高有效 數位未改變的情況下,輸出碼O以指示最高有效數位未改變。此外,關于最高有效數位是否改變的確定,在第一次輸入四個量 化系數的情況下,即,在正輸入要編碼的子頻帶的第一量化系數的情 況下(例如,在從圖20中的行L1中的左邊依次輸入四個量化系數的 情況下),之前沒有編碼過子頻帶的量化系數,因此之前編碼的四(w) 個量化系數的最高有效數位被設置為0。因此,熵編碼單元123將這次輸入的四個量化系數"-0101,,、 "+0011"、 "-0110,,和"+0010,,當中的最高有效數位3與前一次編碼的 四個量化系數的最高有效數位O進行比較,并且因為最高有效數位已 經改變,從而輸出碼l。此外,熵編碼單元123在指示最高有效數位改變的碼1之后,輸 出指示最高有效數位是增加還是降低的碼。這里,熵編碼單元123在最高有效數位增加的情況下輸出0,而在最高有效數位降低的情況下輸出1。之前的最高有效數位是O,而當前的最高有效數位是3,因此如 圖中右上所示,熵編碼單元123輸出指示最高有效數位增加的碼0。此外,在輸出指示最高有效數位是增加還是降低的碼之后,熵編 碼單元123輸出指示最高有效數位增加或降低了多少的碼,即,指示 最高有效數位的改變量的碼。具體地說,對于為n的最高有效數位的 改變量(即,增加的量或降低的量),熵編碼單元123輸出(n-l)個 碼0,并且在這些0之后輸出碼1。在編碼圖3所示的頭四個量化系數的情況下,最高有效數位的改 變量是3(=3-0),因此熵編碼單元123輸出2 (=3-1)個0,并且隨 后輸出l作為碼。接著,熵編碼單元123輸出指示這次要編碼的四(w)個量化系 數的每一個的絕對值的最高有效數位的碼。也就是說,對于每個量化 系數,熵編碼單元123輸出指示量化系數的絕對值的每個數位一從最
高有效數位指示的有效數位的最大數位依次到最小數位一的值的碼。這次要編碼的量化系數是"-0101"、 "+0011"、 "-0110"和"+0010", 從而熵編碼單元123首先輸出指示首先輸入的量化系數"-0101"的絕 對值的最高有效數位的碼。這里,最高有效數位是3,從而熵編碼單 元123輸出由量化系數"-0101"的最高有效數位指示的有效數位的最 大數位的值"l"(即,第三數位)、比最大數位低一位的數位(第二 數位)的值"0"和最低順序數位的值"1"。因此,輸出指示量化系數 "-0101"的絕對值的有效數位的碼"101"。同樣,對于指示量化系數"+ooir,、 "-oiio"和"+ooio"絕對值的有效數位,熵編碼單元123按順序輸出碼"011"、 "110"和"010"。因 此,作為指示"-0101"、 "+0011"、 "-0110,,和"+0010,,的每一個的絕對 值的最高有效數位的碼,輸出"101011110010"。因此,熵編碼單元123輸出對應于要編碼的四個量化系數的最高有效數位的長度的碼,作為 指示量化系數的絕對值的碼。最后,熵編碼單元123輸出指示其絕對值不為0的四(w)個量 化系數的每一個的符號的碼。現在,在量化系數的符號為"+,,(正) 的情況下,熵編碼單元123輸出碼0,并且在量化系數的符號為"-"(負) 的情況下,輸出碼l。這次要編碼的量化系數是"-0101"、 "+0011"、 "-0110,,和"+0010",并且這些量化系數的符號按順序是負、正、負、正,從而如圖中右上所示,熵編碼單元123輸出"1010",作為指示量化系數的每一個的符 號的碼。在第一次輸入的四個量化系數被編碼后,熵編碼單元123接著編 碼后面連續的四個量化系數"+0011"、 "+0110"、 "0000"和"-0011"。以與編碼第一次(前一次)輸入的量化系數的情況相同的方式,熵編碼單元123首先將這次新輸入的四(w)個量化系數的最高有效 數位與前一次編碼的四(w)個量化系數的最高有效數位進行比較。這次輸入的四(w)個量化系數"+0011"、 "+0110"、 "0000,,和 "-0011 ,,的最高有效數位是"3",它是對于具有最大絕對值的量化系數
"+0110"、最高順序的1所在的數位,并且這與前一次編碼的量化系 數的最高有效數位相同,因此熵編碼單元123輸出指示最高有效數位 未改變的碼0。接著,熵編碼單元123輸出碼"011110000011",其中已按順序排 列指示這次要編碼的四(w)個量化系數"+0011"、 "+0110"、 "0000" 和"-0011"的每一個的絕對值的、最高有效數位的碼"011"、 "110"、 "000,,和"011"。在輸出指示量化系數的絕對值的碼之后,熵編碼單元123輸出指 示其絕對值不是O的四(w)個量化系數的每一個的符號的碼。這次要編碼的量化系數是"+0011"、 "+0110"、 "0000"和"-0011", 并且第三量化系數"0000,,具有絕對值0,因此熵編碼單元123輸出碼 "001,,以指示不為0的這些量化系數一"+0011"、 "+0110"和"-0011"—的符號(正、正、負)。在編碼四個量化系數"+ooir,、 "+oiio"、 "oooo"和"-ooii,,之后,熵編碼單元123接著編碼后面連續的四個量化系數"+1101"、"-0100"、 "+0111"和"誦0101"。熵編碼單元123首先將這次新輸入的四(w)個量化系數的最高 有效數位與前一次編碼的四個量化系數的最高有效數位進行比較。這次輸入的四(w)個量化系數"+1101"、 "-0100"、 "+0111"和 "-0101"的最高有效數位是"4",它是對于具有最大絕對值的量化系數 "+1101"、最高順序的1所在的數位,并且這與前一次編碼的量化系 數的最高有效數位"3,,不同,因此熵編碼單元123輸出指示最高有效 數位改變的碼1。此外,之前的最高有效數位是3,并且這次最高有效數位是4, 因此熵編碼單元123輸出指示最高有效數位增加的碼0,如圖中右側 所示。此外,熵編碼單元123輸出指示最高有效數位增加了多少的碼。 在這種情況下,最高有效數位的改變量是1 (=4-3),因此熵編碼單 元輸出0 (=1-1)個零,并且進一步輸出一個l (即,輸出碼l)。 接著,熵編碼單元123輸出碼"1101010001111010",其中已按順 序排列指示這次要編碼的四(w)個量化系數"+1101"、 "-0100"、 "+0111"和"-1010,,的每一個的絕對值的、最高有效數位的碼"1101"、 "0100"、 "0111,,和"1010"。在輸出指示量化系數的絕對值的碼之后,熵編碼單元123輸出指 示其絕對值不是O的四(w)個量化系數的每一個的符號的碼。這次要編碼的量化系數是"+1101"、 "-0100"、 "+0111,,和"-1010",并且這些量化系數的符號依次是正、負、正、負,如圖中右下所示,熵編碼單元123輸出碼"0101"作為指示每個量化系數的符號的碼。熵編碼單元123由此編碼連續預定數量(w)個輸入量化系數。 因此,在從熵編碼單元123輸出指示要編碼的行的所有量化系數是否 都為0的碼、以及輸出指示該行的所有量化系數不都為0的碼之后, 接著,輸出指示w個量化系數的最高有效數位的碼、指示w個量化 系數的絕對值(比特平面表示)的碼和指示量化系數的符號的碼。對于指示這w個量化系數的最高有效數位的碼、指示w個量化 系數的絕對值的碼和指示量化系數的符號的碼、指示接下來的w個量 化系數的最高有效數位的碼、指示這w個量化系數的絕對值的碼和指 示該量化系數的符號的碼被重復輸出,直到該行的所有量化系數都被 編碼為止。現在,對按照光柵掃描順序編碼量化系數進行描述,但編碼量化 系數的順序不一定是按照光柵掃描順序。例如,在正編碼圖20中所 示的子頻帶的量化系數的情況下,可以進行這樣的布置,其中在位置 (O,O)、 (O,l)、 (0,2)和(0,3)(即,在圖中行L1到行L4的每一個的左 端的位置)上的量化系數被編碼,并且接著在位置(l, 0)、 (1,1)、 (1,2) 和(1,3)上的量化數據被編碼,依此類推,將圖中垂直對齊的四個位置 上的量化系數取為w個量化系數并按順序將其編碼, 一次編碼w個。圖1中所示的執行如上所述的處理的熵編碼單元123被進一步詳 細地配置為如圖22所示。熵編碼單元123包括行確定單元161、 VLC (可變長度碼)編碼
單元162、最高有效數位計算單元163、 VLC編碼單元164、有效數 位提取單元165、 VLC編碼單元166、符號提取單元167、 VLC編碼 單元168和碼鏈接單元169。從量化單元122 (圖19 )輸出的量化系數被提供(輸入)到行確 定單元161、最高有效數位計算單元163、有效數位提取單元165和 符號提取單元167。行確定單元161確定從量化單元122輸入的要編碼的 一行的所有 量化系數是否都為O,并且將指示確定結果的信息提供給VLC編碼單 元162。基于指示行確定單元161做出的確定結果的信息,VLC編碼單 元162向碼鏈接單元169輸出指示要編碼的行的所有量化系數是否都 為0的碼。最高有效數位計算單元163計算從量化單元122輸入的w個連 續的量化系數的最高有效數位,并且將指示其計算結果的信息提供到 VLC編碼單元164和有效數位提取單元165。基于來自最高有效數位計算單元163的指示計算結果的信息, VLC編碼單元164將指示w個量化系數的最高有效數位的碼提供給 碼鏈接單元169。基于來自最高有效數位計算單元163的指示計算結果的信息,有 效數位提取單元165提取從量化單元122提供的w個量化系數的有效 數位,并且將提取的量化系數的有效數位(的數據)提供給VCL編 碼單元166和符號提取單元167。VLC編碼單元166基于來自有效數位提取單元165的量化系數 的有效數位,編碼這些量化系數的絕對值,并且將由此獲得的量化系 數的絕對值提供給碼鏈接單元169。符號提取單元167基于來自有效數位提取單元165的量化系數的 有效數位,提取從量化單元122提供的量化系數的符號,并且將提取 的符號(的數據)提供給VLC編碼單元168。VLC編碼單元168編碼從符號提取單元167提供的提取符號(的
數據),并且將指示由此獲得的量化系數的符號的碼提供給碼鏈接單元169。碼鏈接單元169鏈接分別從VLC編碼單元162、 VLC編碼單元 164、 VLC編碼單元166和VLC編碼單元168提供的指示行的所有 量化系數是否都為0的碼、指示最高有效數位的碼、指示量化系數的 絕對值的碼和指示量化系數的符號的碼,并且將其輸出為編碼圖像 (數據)。接著,將參照圖23中的流程圖描述圖像編碼設備lll (圖19) 的編碼處理。該編碼處理在要編碼的圖像(數據)被輸入到小波變換 單元121之后開始。在步驟Slll中,小波變換單元121使輸入圖像經受小波變換, 將輸入圖像劃分成多個子頻帶,并且將每個子頻帶的小波系數提供給 量化單元122。在步驟S112中,量化單元122量化從小波變換單元121提供的 小波系數,并且將作為其結果獲得的量化系數提供給熵編碼單元123。 因此,將例如參照圖21描述的以比特平面表示的、在子頻帶中的每 個位置的量化系數輸入到熵編碼單元123。在步驟S113中,熵編碼單元123執行熵編碼處理,并且結束編 碼處理。熵編碼處理的細節將在稍后描述,在如參照圖21描述的熵 編碼處理中,熵編碼單元123 —次編碼從量化單元122提供的連續預 定數量(w)個量化系數,并且輸出指示要編碼的行的所有量化系數 是否都為0的碼、指示w個量化系數的最高有效數位的碼、指示量化 系數的絕對值的碼和指示量化系數的符號的碼作為編碼圖像(數據)。由此,圖像編碼設備lll編碼和輸出輸入圖像。接著,將參照圖24描述對應于圖23中的步驟S113中的處理的 熵編碼處理。在圖23中的步驟S112中,從量化單元122輸出的量化系數被提 供到熵編碼單元123 (圖22)的行確定單元161、最高有效數位計算 單元163、有效數位提取單元165和符號提取單元167。
在步驟S141中,行確定單元161取指示現在要編碼的子頻帶的 行的變量y為y-0,并且存儲它。例如,在編碼圖20中所示的子頻帶的量化系數的時候,行確定 單元161取指示各行(行L1到行L6)的變量y為y=0。要注意,由 變量y指示的行y指示子頻帶的行上的每個位置(x, y)處的y坐標是y 的行。因此,在行確定單元161存儲的變量y例如是y-0的情況下, 由該變量指示的行成為行Ll,在該行上的每個位置上的y坐標都為0。在步驟S142中,最高有效數位計算單元163取指示在行(y-l)(在 存儲在行確定單元161中的變量y所指示的行y的前一行)上第一次 輸入的w個量化系數的最高有效數位的變量Binit為Binit=0,并且存 儲它。例如,在行(y-l)是圖20所示的行L1的情況下,指示在行(y-l) 上第一次輸入的w個量化系數的最高有效數位的變量Binit的值是從 圖中的行Ll的左邊沿起的w個量化系數,即,在位置(O, 0)、(1, 0)、…、 (w-l, O)上的w個量化系數的最高有效數位。此外,在存儲在行確定 單元161中的變量y為y=0的情況下,行(y-l)不存在,因此變量Binit 的值是Binit=0。在步驟S143中,行確定單元161確定其中存儲的變量y所指示 的行y的量化系數(的絕對值)是否全為O。例如,在行y是圖20所 示的行Ll的時候,行確定單元161確定在行Ll上的位置(x, y)上的 所有量化系數都為0的情況下所有量化系數都為0。在步驟S143中做出量化系數全為0的確定的情況下,行確定單 元161生成關于所有量化系數都為0的信息,并且將其提供給VLC 編碼單元162和最高有效數位計算單元163,并且流程前進到步驟 S144。在步驟S144中,基于關于所有量化系數都為O的信息,VLC編 碼單元162向碼鏈接單元169輸出(提供)指示要編碼的行的所有量 化系數都為0的碼0。碼鏈接單元169獲取從VLC編碼單元162提供 的碼0,并且不加改變地將其輸出作為作為行y的量化系數的編碼結 果而獲得的碼。在步驟S145中,最高有效數位計算單元163將其中存儲的變量 Binit的值設置為Binit-O,并且基于來自行確定單元161的關于所有 量化系數都為0的信息,更新變量Binit。在步驟S146中,行確定單元161確定在正編碼的子頻帶的行中 是否存在任何未處理的行。也就是說,行確定單元161確定正編碼的 子頻帶的所有行的量化系數是否已被編碼。例如,在編碼了圖20中 所示的子頻帶的量化系數的情況下,行確定單元161在行Ll到L6 上的所有位置上的量化系數已被編碼的點上確定不存在未處理的行。在步驟S146中做出存在未處理的行的時候,行確定單元161使 流程前進到步驟S147來編碼在下一行(即,行(y+l))上的每個位置 上的量化系數。在步驟S147中,行確定單元161將指示存儲的行的變量y遞增 為y-y+l,流程返回到步驟S143,并且再次執行上述的后繼處理。相反,在步驟S146中做出不存在未處理的行的時候,構成子頻 帶的所有行的量化系數都已被編碼,因此行確定單元161結束熵編碼 處理,流程返回圖23中的步驟S113,并且編碼處理結束。此外,在圖24中的步驟S143中做出行y的量化系數不全為O(存 在不是0的量化系數)的時候,行確定單元161生成關于量化系數不 全為O(存在不是O的量化系數)的信息,將其提供給VLC編碼單元 161和最高有效數位計算單元163,并且流程前進到步驟S148。在步驟S148中,基于來自行確定單元161的、關于量化系數不 全為0的信息,VLC編碼單元162向碼鏈接單元169輸出(提供)指 示要編碼的行的量化系數不全為0的碼1。在步驟S149中,基于來自行確定單元161的、關于量化系數不 全為0的信息,最高有效數位計算單元163設置變量x的值為x=0, 并且存儲變量x,其中變量x指示現在要編碼的w個量化系數中要輸 入的第一個量化系數的行y上的位置的x坐標。例如,在行y是圖20中所示的行Ll的情況下,最高有效數位
計算單元163存儲的變量x的值指示,在要編碼的行Ll上的w個連 續位置(x, 0)、 (x+l, 0).....(x+w國l, O)中的最左上位置(x, O)的x坐標。此外,在步驟S149中,最高有效數位計算單元163將指示前一 次編碼的w個量化系數的最高有效數位的變量B的值設置為B=Binit, 并且存儲變量B。也就是說,最高有效數位計算單元163將變量B的 值更新為其中存儲的變量Binit的值,并且存儲更新后的變量B的值。在更新變量B的值后,最高有效數位計算單元163向VLC編碼 單元164和有效數位提取單元165提供指示更新后的變量B (最高有 效數位)的值。此外,VLC編碼單元164和有效數位提取單元165 的每一個存儲從最高有效數位計算單元163提供的變量B的值。在步驟S150中,熵編碼單元123執行w組編碼處理,w組編碼 處理的細節將在稍后描述,在w組編碼處理中,熵編碼單元123對存 儲在行確定單元161中的變量y所指示的行y上的w個連續量化系數 進行編碼。現在,由存儲在行確定單元161中的變量y和存儲在最高有效數 位計算單元163中的變量x所標識的行y上的位置為(x, y),行y上的w個連續位置是行y上的連續位置(x,y)、 (x+l,y).....(x+w-l, y)。也就是說,在w組編碼處理中,熵編碼單元123編碼位置(x, y)、 (x+l, y).....(x+w-l,y)的每一個上的量化系數。在步驟S151中,最高有效數位計算單元163確定行y上是否存 在未處理的量化系數。也就是說,最高有效數位計算單元163確定由 存儲在行確定單元161中的變量y所指示的行y上的位置處的所有量 化系數是否都已被編碼。在步驟S151中確定行y上存在未處理的量化系數的時候,最高 有效數位計算單元163將流程前進到步驟S152來編碼接下來的w個 量化系數。在步驟S152中,最高有效數位計算單元163將其中存儲的變量 x取為x-x+w,并且流程返回步驟S150。因此,在后面步驟S150的 處理中編碼行y上的位置(x+w,y)、 (x+w+l,y).....(x+2w畫l, y)的每 一個的量化系數。此外,在步驟S151中做出行y上不存在未處理的量化系數的時 候,行y上的那些所有位置上的量化系數都已被編碼,因此最高有效 數位計算單元163將流程返回步驟S146,并且執行隨后的處理。因此,熵編碼單元123按照光柵掃描順序,每次預定數量個編碼 子頻帶的每個位置上的量化系數。因此,通過按照光柵掃描順序,編碼子頻帶的每個位置上的量化 系數(每次預定數量個),輸入的量化系數可以按照輸入它們的順序 被處理,并且可以減少由于量化系數編碼而導致的延遲。接著,將描述對應于圖24中的步驟S50的處理的w組編碼處理。在步驟S181中,最高有效數位計算單元163取由其中存儲的變 量x所標識的y行上的位置,并且在w個連續位置(x, y)、 (x+l, y)、...、 (x+w-l, y)中,取具有最大絕對值的量化系數的有效數位作為變量 Bnew的值,并且存儲該變量Bnew,其中Bnew指示現在要編碼的w 個量化系數的最高有效數位。此外,最高有效數位計算單元163將獲得的w個量化系數的最 高有效數位,即,變量Bnew的值,提供給VLC編碼單元164和有 效數位提取單元165。例如,在w個連續位置的量化系數是量化系數"-0101"、"+0011"、 "-0110"和"+0010",如圖21所示,在這些量化系數中具有最大絕對值 的量化系數是"-0110",并且其有效數位是"3",它是"-0110"的最高順 序的1所在的數位,因此變量Bnew的值被設為3。在步驟S182中,VLC編碼單元164確定是否B=Bnew。也就是 說,VLC編碼單元164確定指示前一次編碼的w個量化系數的最大 有效數位的變量B的值是否與指示現在要編碼的w個量化系數的最大 有效數位的(從最高有效數位計算單元163提供的)變量Bnew的值 相同。在步驟S182中做出B=Bnew的確定的時候,VLC編碼單元164 將流程前進到步驟S183,并且向碼鏈接單元169輸出指示從現在起要
編碼的w個量化系數的最高有效數位的碼0。在輸出指示最高有效數 位的碼0之后,VLC編碼單元164跳過步驟S184中的處理到步驟S188 中的處理,并且將流程前進到步驟S189。相反,在步驟S182中做出B-Bnew不成立的確定的時候,VLC 編碼單元164將流程前進到步驟S184,并且(由于最高有效數位改變) 向碼鏈接單元169輸出指示最高有效數位改變的碼1。在步驟S185中,VLC編碼單元164獲得滿足下面表達式(8 ) 的整數n和m。<formula>formula see original document page 58</formula> …(8)現在,表達式(8)中的符號"A,,表示冪。因此,(-l)Am意味著(-l) 的m次方。例如,在Bnew-3且B-0的情況下,獲得n=2且m=0作為滿足 表達式(8)的n和m。比較Bnew與變量B,變量Bnew的值的絕對 值與變量B的值的絕對值之間的差越大,則表達式(8)中的n的值 越大。此外,在變量Bnew的值大于變量B的值的情況下,m的值為 0,相反,在變量Bnew的值小于變量B的值的情況下,m的值為1。 因此,表達式(8)中的m的值可以說是指示最高有效數位是增加還 是降低。在步驟S186中,VLC編碼單元164向碼鏈接單元169輸出滿足 表達式(8)的m的值作為1比特的碼,該碼指示最高有效數位是增 加還是降低。例如,在滿足表達式(8)的m值為O的情況下,VLC 編碼單元164輸出指示最高有效數位增加的碼0。在步驟S187中,VLC編碼單元164向碼鏈接單元169輸出與滿 足表達式(8 )的n的值一樣多的0,然后接著輸出 一個1來作為指示 最高有效數位的改變量的碼。也就是說,VLC編碼單元164輸出n 個0和一個1,作為指示最高有效數位改變量的碼。例如,在滿足表達式(8)的n的值是2的情況下,VLC編碼單 元164向碼鏈接單元169輸出"001"作為指示最高有效數位改變量的 碼。
因此,VLC編碼單元164向碼鏈接單元169輸出指示最高有效 數位改變的碼、指示最高有效數位是增加還是降低的碼以及指示最高 有效數位的改變量的碼來作為指示從現在起要編碼的w個量化系數 的最高有效數位的碼。在步驟S188中,最高有效數位計算單元163將存儲的變量B的 值設為B-Bnew,并且將流程前進到步驟S189。也就是說,最高有效 數位計算單元163將存儲的變量B的值更新到其中存儲的變量Bnew 的值。此外,VLC編碼單元164和有效數位提取單元165也將存儲的 變量B的值設為B=Bnew。在步驟S188中變量B的值祐 沒為B-Bnew、或者在步驟S183 中輸出指示量化系數的最高有效數位的碼之后,在存儲的變量x的值 為0的情況下,在步驟S189中,最高有效數位計算單元163將存儲 的變量Binit的值設為Bink-B。也就是說,在存儲的變量x的值為0的情況下,最高有效數位計 算單元163通過使指示其中存儲的行(y-l)上第一次輸入的w個量化系 數的最高有效數位的變量Binit的值取指示前一次編碼的w個量化系 數的最高有效數位的變量B的值,更新變量Binit。因此,在變量x-0的情況下,變量Binit的值被設為Binit-B, 由此可以使用與在前一行(例如,行y)中從x-0開始的w個量化系 數的最高有效數位的相關關系,對下一行(例如,行(y+l))中從 x-0開始的w個量化系數執行量化系數的編碼。在步驟S190中,有效數位提取單元165取預定變量i,并且變量 i從0變到(w-l),以便從在行y上的位置(x-i,y)上的量化系數中提 取量化系數的有效數位。有效數位提取單元165將提取的量化系數的 有效數位(的數據)提供給VLC編碼單元166和符號提取單元l67。 此外,VLC編碼單元166基于從有效數位提取單元165提供的有效數 位(編碼有效數位),將指示w個量化系數的絕對值的碼輸出到碼鏈 接單元169。現在,在位置(x+i, y)上的x的值是存儲在最高有效數位計算單元
163中的變量x的值。例如,在存儲在最高有效數位計算單元163中 的變量x的值為0的情況下,存儲在有效數位提取單元165中的變量 B的值為3,并且量化單元122向有效數位提取單元165提供圖21中 所示的w (四)個量化系數"-0101"、 "+0011"、 "-0110"、 "+0010", 它們對應于每個位置(X+i, y) (0£i£3),即,位置(O, y)、 (1, y)、 (2, y) 和(3, y)上的量化系數,有效數位提取單元165從這些量化系數中提 取有效數位。在這種情況下,存儲在有效數位提取單元165中的變量B的值 是3,并且有效數位是3個數位,因此有效數位提取單元165從對應 于位置(x, y)的量化系數"-0101,,中提取"101",其是最低順序的三個數 位。以相同的方式,有效數位提取單元165依次從位置(x+l, y)、位 置(x+2, y)和位置(x+3, y)上的量化系數"-0011"、"畫0110"、和"0010" 中提取值"011"、 "110,,和"010",它們是其最低順序開始的三個數位。 因此,量化系數"-0101"、 "-0011"、"國0110"、和"+0010,,的有效數位 (的碼)"101"、 "011"、 "110,,和"010,,被輸出到VLC編碼單元166 和符號提取單元167。 VLC編碼單元166將從有效數位提取單元165 提供的碼"101"、 "011"、 "110"和"010"編碼,并且將指示w個量化系 數的絕對值的碼"101011110010"輸出到碼鏈接單元169。在步驟S191中,符號提取單元167取預定變量i,并且變量i 從0變到(w-l),以便從由量化單元122提供的絕對值不為0的量 化系數中的、行y上的位置(x+i, y)上的量化系數中提取量化系數的符 號,并且將提取的符號(的數據)提供給VLC編碼單元168。 VLC 編碼單元168編碼來自符號提取單元167的符號,并且向碼鏈接單元 169輸出指示由此獲得的量化系數的符號的碼。在從VLC編碼單元168輸入指示量化系數的符號的碼之后,碼 鏈接單元169鏈接分別從VLC編碼單元162、 VLC編碼單元164、 VLC編碼單元166和VLC編碼單元168提供的指示該行的所有量化 系數是否都為0的碼、指示量化系數的最高有效數位的碼、指示量化系數的絕對值的碼和指示量化系數的符號的碼,將鏈接的碼作為編碼圖像輸出,結束w組編碼處理,流程返回到圖24中的步驟S150,并 且執行從步驟S151起的處理。現在,位置(x+i, y)上的x的值是存儲在最高有效數位計算單元 163中的變量x的值。例如,在存儲在最高有效數位計算單元163中 的變量x的值為O的情況下,量化單元122提供圖21所示的w (四)個量^:系數"-oioi"、 "+ooii"、 "-oiio"、和"+ooio",它們對應于每個位置(X+i,y)(0SiS3),即,位置(0,y)、 (1, y)、 (2, y)和(3, y)上的量 化系數,"-0101"、 "+0011"、 "-0110"、和"+0010"中沒有為0的,因 此符號提取單元167從這些量化系數中提取符號。在這種情況下,符號提取單元167從對應于位置(x, y)的量化系 數"-0101"中提取量化系數的符號"-"。以相同的方式,符號提取單元167依次從對應于位置(x+l, y)、 位置(x+2, y)和位置(x+3, y)的量化系數"+0011"、 "-0110"、 "+0010" 中提取量化系數的符號"+"、 "-"、 "+"。因此,將量化系數"-0101"、 "+0011"、 "-0110"、 "+0010"的符號"-"、"+"、"-"和"+"從符號提取單 元167輸出到VLC編碼單元168。 VLC編碼單元168將從符號提取 單元167提供的量化系數的符號"-"、"+"、"-"和"+"編碼。例如,在輸入符號"-"后,VLC編碼單元168輸出碼1,并且在 輸入符號"+"后,輸出碼O,從而編碼輸入的符號。在這種情況下,量 化系數的符號"-"、"+"、"-,,和"+,,被輸入到VLC編碼單元168,從而 VLC編碼單元168向碼鏈接單元169輸出由碼"l"、 "0"、 "1"、 "0" 組成的碼"1010"作為指示量化系數的符號的碼。因此,熵編碼單元123以預定單位為一批編碼子頻帶的量化系 數,并且輸出指示量化系數的最高有效數位的碼、指示量化系數的絕 對值的碼和指示量化系數的符號的碼。因此,以預定單位為一批編碼子頻帶的量化系數免除了基于多條 編碼路徑對比特平面執行多次處理的需要(不像用JPEG 2000編碼圖 像的情況),此外,執行可變碼長度編碼,所以可以大大減少編碼處 理的量。因此,可以以較高速度執行圖像編碼,并且可以不那么昂貴 地實現實時編碼高分辨率圖像的編碼設備。此外,在編碼圖像的情況下不需要顯式地編碼圖像編碼設備111 的碼長度,所以可以減少碼的量,并且不需要管理關于碼長度的信息。要注意,盡管上面描述了在W個量化系數中取具有最大絕對值的量化系數的有效數位作為指示最高有效數位的變量Bnew的值,然 而,變量Bnew的值是等于或大于w個量化系數中具有最大絕對值的 量化系數的有效數位的值,就足夠了。如果變量Bnew的值較大,則 指示量化系數的絕對值的碼的碼量增加,但是可以通過將變量Bnew 的值設為等于或大于具有最大絕對值的量化系數的有效數位的值,來 減少指示量化系數的絕對值的碼的碼量的增加。接著,將描述關于對圖像編碼設備lll編碼的圖像進行解碼的圖 像解碼設備。圖26是示出圖像解碼設備的配置示例的框圖。圖像解碼設備211包括熵解碼單元221、反向量化單元222和小 波逆變換單元223,編碼的圖像(數據)被輸入到熵解碼單元221。熵解碼單元221對其為輸入的編碼圖像的碼執行熵解碼,并且將 由此獲得的量化系數提供給反向量化單元222。反向量化單元222對從熵解碼單元221提供的量化系數執行反向 量化,并且將通過反向量化獲得的每個子頻帶的小波系數提供給小波 逆變換單元223。小波逆變換單元223使從反向量化單元222提供的每個子頻帶的 小波系數經受小波逆變換,并且將作為其結果獲得的圖像作為解碼圖 像輸出。此外,執行該處理的圖像解碼設備211的熵解碼單元221被具體 配置為例如如圖27所示。更具體地說,熵解碼單元221具有碼劃分單元251、行確定單元 252、生成單元253、 VLC解碼單元254、 VLC解碼單元255、 VLC 解碼單元256、量化系數合成單元257和開關單元258。
碼劃分單元251基于從行確定單元252、 VLC解碼單元254、 VLC 解碼單元255和VLC解碼單元256的每一個提供的信息,劃分作為 已輸入的編碼圖像的碼,并且將預定長度的劃分的碼提供給行確定單 元252、 VLC解碼單元254、 VLC解碼單元255、或VLC解碼單元 256。也就是說,碼劃分單元251將輸入的碼劃分成指示一個編碼行的 量化系數是否全為0的碼、指示w個編碼的量化系數的最高有效數位 的碼、指示w個編碼的量化系數的絕對值的碼、和指示編碼的量化系 數的符號的碼,并且將其分別提供給行確定單元252、 VLC解碼單元 254、 VLC解碼單元255和VLC解碼單元256。行確定單元252基于從碼劃分單元251提供的碼,確定編碼的子 頻帶的一行的量化系數是否全為0,并且將指示其確定結果的信息提 供給碼劃分單元251、生成單元253和VLC解碼單元254。生成單元253基于來自行確定單元252的指示確定結果的信息, 生成指示為0的量化系數的一行的量的碼,并且將其提供給開關單元 258。VLC解碼單元254將從碼劃分單元251提供的、指示w個編碼 的量化系數的最高有效數位的碼解碼,獲得w個編碼的量化系數的最 高有效數位,并且將指示獲得的最高有效數位的信息提供給碼劃分單 元251、 VLC解碼單元255和量化系數合成單元257。VLC解碼單元255基于來自VLC解碼單元254的指示最高有效 數位的信息,將從碼劃分單元251提供的指示量化系數的絕對值的碼 解碼,并且將由此獲得的w個量化系數的有效數位(的數據)提供給 VLC解碼單元256和量化系數合成單元257。此外,VLC解碼單元 255向碼劃分單元251提供指示解碼指示量化系數的絕對值的碼的結 果的信息。基于從VLC解碼單元255提供的量化系數的有效數位,VLC解 碼單元256將從碼劃分單元251提供的指示量化系數的符號的碼解 碼,并且將由此獲得的量化系數的符號(的數據)提供給量化系數合 成單元257。此外,VLC解碼單元256向碼劃分單元251提供指示解 碼指示量化系數的符號的碼的結果的信息。量化系數合成單元257基于從VLC解碼單元254提供的指示最 高有效數位的信息,將從VLC解碼單元255提供的量化系數的有效 數位與從VLC解碼單元256提供的量化系數的符號合成,并且將由 此獲得的w個量化系數提供到開關單元258。開關單元258輸出來自生成單元253或量化系數合成單元257 的量化系數。圖28是示出碼劃分單元251的更具體配置的框圖。 碼劃分單元251具有控制單元271和存儲器272。在作為編碼圖像的碼被輸入后,控制單元271將輸入的碼提供給存儲器272以便臨時存儲。控制單元271然后基于從行確定單元252、 VLC解碼單元254、 VLC解碼單元255和VLC解碼單元256的每一個提供的信息,從臨 時存儲在存儲器272中的碼中讀出預定長度的碼,并且將其提供給行 確定單元252、 VLC解碼單元254、 VLC解碼單元255或VLC解碼 單元256。此外,除了圖28中所示的配置示例外,碼劃分單元251可以被 配置成如圖29所示。圖29中所示的碼劃分單元251具有控制單元291、開關292和 節點293-1到節點293-4。在作為編碼圖像的碼被輸入后,控制單元291基于從行確定單元 252、 VLC解碼單元254、 VLC解碼單元255和VLC解碼單元256 的每一個提供的信息,控制開關292,并且將預定長度的碼提供給行 確定單元252、 VLC解碼單元254、 VLC解碼單元255或VLC解碼 單元256。也就是說,節點293-1到節點293-4的每一個分別連接到行確定 單元252、 VLC解碼單元254、 VLC解碼單元255和VLC解碼單元 256,并且控制單元291選擇節點293-1到節點293-4之一作為碼的供 應目的地,并且控制開關292和所選節點之間的連接。開關292基于輸入的控制單元291的控制連接所選節點,從而輸入到碼劃分單元251的碼通過開關292和與開關292相連的節點,被提供給作為碼供應目的地的行確定單元252、VLC解碼單元254、VLC解碼單元255或VLC解碼單元256。接下來,參照圖30中所示的流程圖描述圖像解碼設備211的解碼處理。在作為編碼的圖像的碼被輸入到熵解碼單元221時該解碼處理開始。在步驟S231中,熵解碼單元221執行熵解碼處理,執行作為已 輸入的編碼圖像的碼的熵解碼,并且將由此獲得的量化系數提供給反 向量化單元222。雖然熵解碼處理的細節將在稍后詳細描述,但對于 該熵解碼處理,熵解碼單元221 —次w個解碼在編碼子頻帶的一行上 的連續位置上的量化系數,并且將解碼的量化系數提供給反向量化單 元222。在步驟S232中,反向量化單元222執行從熵解碼單元221提供 的量化系數的反向量化,并且將通過反向量化獲得的每個子頻帶的小 波系數提供給小波逆變換單元223。在步驟S233中,小波逆變換單元223使從反向量化單元222提供的每個子頻帶的小波系數經受小波逆變換,并且將作為其結果獲得 的圖像輸出,由此結束解碼處理。這樣,圖像解碼設備211將編碼圖像進行解碼和輸出。接著,將參照圖31中的流程圖描述對應于圖30中的步驟S231 的處理的熵解碼處理。在步驟S261中,行確定單元252取指示現在要解碼的子頻帶的 行的變量y為y-0,并且存儲它。在步驟S262中,VLC解碼單元254取指示在行(y-l)(在存儲在 行確定單元252中的變量y所指示的行y的前一行)上第一次輸入的 w個量化系數的最高有效數位的變量Binit為Binit=0,并且存儲它。例如,在行(y-l)是圖20中所示的行L1的情況下,指示在行(y-l)
上第一次輸入的w個量化系數的最高有效數位的變量Binit的值是從 圖中的行L1的左邊沿起的w個量化系數的最高有效數位。此外,在 存儲在行確定單元152中的變量y為y=l的情況下,行(y-l)不存在, 因此變量Binit的值是Binit=0。此外,在步驟S262中,碼劃分單元251向行確定單元252提供 輸入碼的頭1比特碼,作為指示現在要解碼的行的所有量化系數是否 都為0的碼。在步驟S263中,行確定單元252確定從碼劃分單元251讀入(提 供)的這l比特碼是否為0,生成指示確定結果的信息,并且提供給 生成單元253、 VLC解碼單元254和碼劃分單元251。在步驟S263中做出該碼為0的確定的情況下,這意味著行y的 量化系數全為O,因此行確定單元252將流程前進到步驟S264。在步 驟S264中,生成單元253基于來自行確定單元252的指示確定結果 的信息,認為行y上的所有量化系數為0。生成單元253然后生成指 示行y的量化系數的碼,并且將其提供給開關單元258。例如,在一個量化系數如圖21所示用四比特表示、并且一行上 存在五個量化系數的情況下,生成單元253生成20(-4x5)個零,作 為指示行y的量化系數的碼,并且將其提供給開關單元258。開關單 元258向反向量化單元222輸出從生成單元253提供的這20個連續 的0,作為指示一行的量化系數的碼。在步驟S265中,VLC解碼單元254基于來自行確定單元252的 指示確定結果的信息,將其中存儲的變量Binit的值設為Binit=0,并 且更新變量Binit。在步驟S266中,行確定單元252確定在正解碼的子頻帶的行中 是否存在任何未處理的行。也就是說,行確定單元252確定正解碼的 子頻帶的所有行上的位置上的量化系數是否已被解碼。在步驟S266中做出存在未處理的行的確定的時候,行確定單元 252使流程前進到步驟S267來解碼在存儲在其自身中的變量y所指示 的行y的下一行(y+l)上的每個位置處的量化系數。
在步驟S267中,行確定單元252將指示存儲的行的變量y遞增 為y-y+l,流程返回到步驟S263,并且執行隨后處理。相反,在步驟S266中做出不存在未處理的行的確定的時候,構 成子頻帶的所有行的量化系數都已被解碼,因此行確定單元252結束 熵解碼處理,流程返回圖30中的步驟S231,并且執行從步驟S232 起的處理。此外,在圖31中的步驟S263中做出該碼不是O的確定的時候, 行確定單元252將流程前進到步驟S268。在步驟S268中,基于來自 行確定單元252的指示確定結果的信息,VLC解碼單元254設置變量 x的值為x-0,并且存儲變量x,其中變量x指示現在要解碼的w個 量化系數中要輸入的第一個量化系數的行y上的位置的坐標x。此外,在步驟S268中,VLC解碼單元254取指示前一次解碼的 w個量化系數的最高有效數位的變量B的值為B=Binit,并且存儲該 變量B。也就是說,VLC解碼單元254將變量B的值更新為所存儲的 變量Binit的值,并且存儲更新后的變量B的值。此外,在步驟S268中,碼劃分單元251基于來自行確定單元252 的指示確定結果的信息,向VLC解碼單元254提供輸入碼的下一比 特碼,作為指示從現在起要編碼的w個量化系數的最高有效數位已改 變的碼。在步驟S269中,熵解碼單元221執行設置解碼處理。w組解碼 處理的細節將在稍后描述,在w組解碼處理中,熵解碼單元221將存 儲在行確定單元252中的變量y所指示的行y上的w個連續量化系數 進行解碼。在步驟S270中,VLC解碼單元254確定行y上是否存在未處理 的量化系數。也就是說,VLC解碼單元254確定由存儲在行確定單元 252中的變量y所指示的行y上的位置上的所有量化系數是否都已被 解碼。在步驟S270中確定行y上存在未處理的量化系數的時候,VLC 解碼單元254將流程前進到步驟S271來解碼接下來的w個量化系數。
在步驟S271中,VLC解碼單元254將其中存儲的變量x取為 x=x+w,并且流程返回步驟S269。因此,在后面的步驟S269的處理 中解碼行y上的位置(x+w,y)、 (x+w+l,y)、…、(x+2w-l, y)的每一個 的量化系數。此外,在步驟S270中做出行y上不存在未處理的量化系數的確 定的時候,行y上的所有位置上的量化系數都被解碼,因此VLC解 碼單元254將流程返回步驟S266,并且執行隨后的處理。因此,熵解碼單元221按照光柵掃描順序,每次預定數量個解碼 子頻帶的每個位置上的量化系數。因此,通過按照光柵掃描順序,每次預定數量個解碼子頻帶的每 個位置上的量化系數,可以按照它們的輸入順序處理輸入的量化系 數,并且可以減少由于量化系數編碼而導致的延遲。接著,將參照圖32所示的流程圖描述對應于圖31中的步驟S269 的處理的w組解碼處理。如上所述,在圖31的步驟S268中,向碼劃分單元251到VLC 解碼單元254提供指示要解碼的w個量化系數的最高有效數位是否改 變的1比特碼。在圖32的步驟S311中,VLC解碼單元254確定讀入(提供) 的這l比特碼是否為0。在步驟S311中做出讀入的碼為0的確定的情況下,最高有效數 位未改變,因此,VLC解碼單元254生成關于最高有效數位未改變的 信息,并且將其提供給碼劃分單元251、 VLC解碼單元255和量化系 數合成單元257,跳過步驟S312到S314中的處理,并且流程前進到 步驟S315。也就是說,在指示最高有效數位是否已改變的碼為0的情況下, 緊跟著指示最高有效數位是否已改變的1比特碼0的輸入不是指示最 高有效數位是增加還是降低的碼以及指示最高有效數位的改變量的 碼,而是指示量化系數的絕對值的碼,因此跳過步驟S312到步驟 S314,它們是解碼指示最高有效數位是增加還是降低的碼以及指示最 高有效數位的改變量的碼的處理。相反,在步驟S311中做出讀入的碼不是0的確定的情況下,最 高有效數位已改變,因此VLC解碼單元254將流程前進到步驟S312, 從碼劃分單元251中讀取1比特碼,并且將其值存儲為預定變量m。在步驟S313中,VLC解碼單元254從碼劃分單元251讀入碼, 直到碼為1為止(直到讀入碼1為止),并且將到此時為止讀入的碼 0的數量存儲為變量n。例如,在VLC解碼單元254從碼劃分單元251 讀入的第三個碼為1的情況下,也就是說,在VLC解碼單元254讀 入碼"001"的情況下,到VLC解碼單元254讀入1為止所讀入的0的 數量為2,因此VLC解碼單元254存儲2 (讀入的碼0的數量)作為 變量n的值。在步驟S314中,VLC解碼單元254從下面表達式(9 )獲得指 示最高有效數位的B的值,并且存儲獲得的變量B的值。 B=B+(n+l)x(-l)Am…(9)現在,表達式(9)左側表示新獲得的變量B的值,右側的B表 示存儲的變量B的值。此外,表達式(9)中的符號"A,,表示冪。因此, (-l)Am意味著(-l)的m次方。VLC解碼單元254基于存儲的變量B、變量m和變量n,計算 表達式(9),并且改變存儲的變量B。在更新指示最高有效數位的 變量B后,VLC解碼單元254生成指示更新后的最高有效數位的信 息,并且將其提供給碼劃分單元251、 VLC解碼單元254和量化系數 合成單元257。當在步驟S314中獲得新的最高有效數位或者在步驟S311中確 定已讀入的1比特碼為0時,VLC解碼單元254將流程前進到步驟 S315,并且在存儲的變量x的值為0的情況下,將存儲的變量Binit 的值i殳置為Binit-B。也就是^L,在存儲的變量x的值為0的情況下,VLC解碼單元 254取指示行(y-l)上第一次輸入的w個量化系數的最高有效數位的變 量Binit的存儲值作為指示從現在起要解碼的w個量化系數的最高有
效數位的變量的值,并且更新變量Binit。因此,在變量x-0的情況下,變量Binit的值被設為Binit=B, 由此可以使用與在前一行(例如,行y)中從x-0開始的w個量化系 數的最高有效數位的相關關系,對下一行(例如,行(y+l))中從 x=0開始的w個量化系數執行量化系數的解碼。在步驟S316中,VLC解碼單元255取預定變量i,并且變量i 從0變到(w-l),以便以B比特為增量從碼劃分單元251讀取碼, 并且將讀入的b比特的碼提供(輸出)到VLC解碼單元256和量化 系數合成單元257,作為指示在行y上的位置(x+i, y)上的量化系數的 有效數位的碼。此外,VLC解碼單元255生成指示量化系數的有效數 位的信息,并且將其提供給碼劃分單元251。現在,在位置(x+i, y)上的x的值是存儲在VLC解碼單元254中 的變量x的值。例如,在存儲在VLC解碼單元254中的變量x的值 為0且存儲在VLC解碼單元255中的變量B的值為3的情況下,VLC 解碼單元255對于變量1=0從碼劃分單元251讀取3比特碼,并且輸 出讀入的3比特碼作為位置(O,y)上的量化系數的有效數位。以相同的方式,VLC解碼單元255對于變量i-l從碼劃分單元 251讀取另3比特碼,并且輸出讀入的3比特碼作為位置(l, y)上的量 化系數的有效數位,對于變量i=2從碼劃分單元251讀取接下來的3 比特碼,并且輸出讀入的3比特碼作為位置(2, y)上的量化系數的有效 數位,對于變量1=3從碼劃分單元151讀取接下來的3比特碼,并且 輸出讀入的3比特碼作為位置(3, y)上的量化系數的有效數位。在步驟S317中,VLC解碼單元256取預定變量i,并且變量i 從0變到(w-l),并且在行y上的位置(x+i, y)上的量化系數(的絕 對值)的有效數位不是0的情況下,從碼劃分單元251讀取1比特碼。 VLC解碼單元256然后解碼讀取的碼,并且將由此獲得的碼提供(輸 出)到量化系數合成單元257,作為量化系數的符號。此外,VLC解 碼單元256生成指示量化系數的符號的信息,并且將其提供給碼劃分 單元251。
現在,在位置(x+i, y)上的x的值被取為存儲在VLC解碼單元254 中的變量x的值。例如,在存儲在VLC解碼單元254中的變量x的 值為0且從VLC解碼單元255提供(指示)不是0的有效數位(的 碼)的情況下,VLC解碼單元256取變量1=0,并且從碼劃分單元251 讀取1比特碼,在該碼為0的情況下,向量化系數合成單元257提供 指示位置(O, y)上的量化系數的符號"-,,的碼,并且在該碼為1的情況 下,向量化系數合成單元257提供指示位置(O, y)上的量化系數的符號 "+,,的碼。
此外,在從VLC解碼單元255提供的(指示)有效數位(的碼) 的絕對值為0的情況下,在位置(O, y)上的量化系數沒有符號,因此 VLC解碼單元256不從碼劃分單元251讀入碼。以相同的方式,在從VLC解碼單元255提供的有效數位(的絕 對值)不為0的情況下,VLC解碼單元M6取變量i-l,并且從碼劃 分單元251讀入1比特碼,并且在該碼為0的情況下,向量化系數合 成單元257提供指示符號"-"的碼,并且在該碼為1的情況下,提供指 示符號"+"的碼。
此外,在接下來從VLC解碼單元255提供的有效數位不是0的 情況下,VLC解碼單元256取變量i-2,并且從碼劃分單元251讀取 1比特碼,并且在該碼為0的情況下,向量化系數合成單元257提供 指示符號"-"的碼,并且在該碼為1的情況下,提供指示符號"+"的碼。 此外,在接下來從VLC解碼單元255提供的有效數位不是0的情況 下,VLC解碼單元256取變量i=3,并且從碼劃分單元251讀入1比 特碼,并且在該碼為0的情況下,向量化系數合成單元257提供指示 符號"-,,的碼,并且在該碼為l的情況下,提供指示符號"+"的碼。在步驟S318中,量化系數合成單元257合成從VLC解碼單元 255提供的有效數位和從VLC解碼單元255提供的符號,通過開關單 元258向反向量化單元222輸出由此獲得的量化系數,結束w組解碼 處理,并且流程返回圖31中的步驟S269,并且執行從步驟S270開始 的處理。
例如,要輸出的量化系數的絕對值的數位的數量是預先確定的。在預先確定的要輸出的量化系數的絕對值的數位的數量是4個數位, 并且來自VLC解碼單元254的指示最高有效數位的信息所指示的最 高有效數位為3,從VLC解碼單元255提供有效數位"101",并且在 從VLC解碼單元255提供指示符號"-,,的碼的情況下,量化系數合成 單元257輸出量化系數"-0101"。也就是說,要輸出的量化系數的絕對值的數位的數量是4個數 位,并且有效數位是"101"(三位),因此量化系數合成單元257取 有效數位"101"中一個較高順序比特為0,作為量化系數"0101"的4數 位絕對值。此外,量化系數的符號"-,,和量化系數的絕對值"0101"被合 成來獲得"-0101",將其作為量化系數輸出。注意,在從VLC解碼單元255提供的有效數位為0的情況下, 量化系數合成單元257輸出沒有符號的量化系數。例如,在預先確定 的要輸出的量化系數的絕對值的數位的數量為4個數位,并且來自 VLC解碼單元254的指示最高有效數位的信息所指示的最高有效數 位為3,并且從VLC解碼單元255提供有效數位"000,,的情況下,量 化系數合成單元257輸出量化系數"0000"。因此,熵解碼單元221以預定單位為一批解碼子頻帶的量化系數。因此,以預定單位為一批解碼子頻帶的編碼量化系數免除了基于 多條編碼路徑對比特平面執行多次處理的需要(不像用JPEG 2000 解碼圖像的情況),因此可以更快地執行圖像解碼。因此,可以不那 么昂貴地實現實時解碼高分辨率圖像的解碼設備。現在,對于上述閨像編碼設備lll,已描述了當編碼(或解碼) 量化系數的絕對值時按順序編碼預定w個量化系數的絕對值,但是, 通過利用用于通用DSP (數字信號處理器)或通用CPU的SIMD (單 指令多數據)計算命令,同時(并行)編碼(或解碼)這w個量化系 數,可以更快地執行圖像編碼(或解碼)。現在,SIMD操作指令的示例包括與例如Intel公司的CPU等一
同使用的MMX(多媒體擴展)、SSE (流SIMD擴展)、SSE2、 SSE3。 在使用這種SIMD操作指令編碼量化系數的絕對值的情況下,圖 像編碼設備111的熵編碼單元123被配置為例如圖33所示。圖33中所示的熵編碼單元123與圖22中所示的熵編碼單元123 在提供行確定單元161、 VLC編碼單元162、最高有效數位計算單元 163、 VLC編碼單元164、有效數位提取單元165、 VLC編碼單元166、 符號提取單元167和VLC編碼單元168方面是相同的,不同之處在 于為碼鏈接單元169提供了緩沖器401。要注意,與圖22所示的部分 相對應的圖33中所示的部分用相同的附圖標記表示,并且將省略其 描述。碼鏈接單元169的緩沖器401臨時存儲指示分別從VLC編碼單 元162、 VLC編碼單元164、 VLC編碼單元166和VLC編碼單元168 提供的指示行的所有量化系數是否都為0的碼、指示最高有效數位的 碼、指示量化系數的絕對值的碼和指示量化系數的符號的碼。以32比特為增量管理緩沖器401的存儲區域,并且輸入到緩沖 器401中的碼(數據)被分為用于標量計算處理的碼和用于矢量計算 處理的碼存儲。也就是說, 一個32比特的存儲區域存儲用于標量計 算處理的碼或用于矢量計算處理的碼,作為臨時存儲的碼(數據)。對于圖33中所示的熵編碼單元123,使用SIMD操作指令并行 編碼量化系數的絕對值,因此取指示量化系數的絕對值的碼作為用于 矢量計算處理的碼,而取其他碼作為用于標量計算處理的碼。要注意在下面的描述中,在提供給緩沖器401的32比特存儲區 域中,存儲用于標量計算處理的碼的存儲區域將被稱為標量區域,而 存儲用于矢量計算處理的碼的存儲區域將被稱為矢量區域。接著,將參照圖34描述由圖33所示的熵編碼單元123執行的熵編碼。例如,假設將圖21所示的12個量化系數"-0101"、 "+0011"、 "-0110"、 "+0010"、 "+0011"、 "+0110"、 "0000"、"畫0011"、 "+1101"、 "-0證,、"+0111,,和"-1010"輸入到熵編碼單元123,如圖34左上所示。以與參照圖21所述的方式相同方式,為熵編碼單元123的碼鏈 接單元169提供指示要編碼的行的量化系數是否全為0的碼"1"、和指示頭四個輸入的量化系數"-oior,、 "+ooir,、 "-oiio"和"+ooio"的最高有效數位的碼"10001"。然后,由指示要編碼的行的量化系數是否全為0的碼"l"和指示 量化系數的最高有效數位的碼"10001"構成的碼"110001,,被存儲在碼 鏈接單元169的緩沖器401中提供的32比特標量區域中,如箭頭All 所示。在圖34所示的示例中,要存儲在標量區域中的碼按照從高順序 比特開始的順序,在圖中從左到右的方向上存儲。在碼被存儲在整個 一個標量區域中后,即,在32比特的碼被存儲在一個標量區域中后, 在緩沖器401中提供一個新標量區域,并且用于標量計算處理的碼被 依次存儲在新提供的標量區域中。在由指示要編碼的行的量化系數是否全為0的碼"l"和指示量化 系數的最高有效數位的碼"10001"構成的碼"110001"被存儲在標量區 域中之后,接著,熵編碼單元123在矢量區域中同時(并行排列)存 儲等效于表示第一次輸入的w (四)個量化系數"-0101"、 "+0011"、 "-0110"和"+0010,,的每一個的絕對值的最高有效數位的碼。如參照圖2i所述,量化系數"-oior,、"+ooii"、"-oiio"和"+ooio"的最高有效數位是3,因此表示這四個量化系數的絕對值的碼分別是 "101"、 "011"、 "110,,和"010",并且如箭頭A12所示,表示量化系數 的絕對值的碼"101"、 "011"、 "110"和"010"被排列存儲在提供給緩 沖器401的單個矢量區域中。現在,矢量區域被進一步劃分成四個8比特區域,矢量區域的四 個區域中的每一個其中按照從較高順序比特開始的順序,在從圖中左 到右的方向上存儲表示相同長度(比特長度)的四個量化系數的絕對 值的碼。對于箭頭A12所示的矢量區域,在圖中,在左端8比特區域中
從左開始存儲指示量化系數的絕對值的碼"101",在左起第二個8比 特區域中從左開始存儲碼"011",在右起第二個8比特區域中從左開 始存儲碼"110",在最右端的8比特區域中從左開始存儲碼"010"。此外,對于矢量區域,以與標量區域的情況相同的方式,在碼被 存儲在整個一個矢量區域中后,即,在32比特的碼被存儲在一個矢 量區域中后,在緩沖器401中提供一個新矢量區域,并且用于矢量計 算處理的碼被依次存儲在新提供的標量區域中。在指示量化系數"-0101"、 "+0011"、 "-0110,,和"+0010"的絕對值 的碼被存儲在矢量區域中之后,熵編碼單元123將指示四個量化系數 的符號的碼存儲在標量區域中,如箭頭A13所示。如箭頭All所示,由指示要編碼的行的量化系數是否全為0的 碼"1"和指示量化系數的最高有效數位的碼"10001"構成的碼 "110001"已經存儲在標量區域中,因此如箭頭A13所示,指示量化系 數"-0101"、 "+0011"、 "-0110"和"+0010,,的符號的碼"1010,,被存儲在 已經存儲于標量區域中的碼"110001"的右側(挨著碼"110001"右邊存儲)。此外,在頭四個量化系數被編碼之后,熵編碼單元123編碼接下 來的四個量化系數"+0011"、 "+0110"、 "0000,,和"-0011"。首先,熵編碼單元123將前一次編碼的四個量化系數的最高有效 數位"3,,與這次編碼的接下來的四個量化系數"+0011"、 "+0110"、 "0000,,和"-0011"的最高有效數位"3"進行比較,由于最高有效數位未 改變,因此將指示最高有效數位未改變的碼"O,,存儲作為指示最高有 效數位的碼,如箭頭A14所示,挨著已經存儲的碼"1100011010"右邊 存儲在標量區域中。接著,如箭頭A15所示,熵編碼單元123在矢量區域中同時存 儲碼"011"、 "110"、 "000"和"011"中的每一個,其表示這次輸入的w (四)個量化系數"+0011"、 "+0110"、 "0000"和"-0011"的每一個的 絕對值。如箭頭A12所示,在圖中左側的矢量區域的8比特區域中、在 左起第二個8比特區域中、在右起第二個8比特區域中以及在最右端 的8比特區域中已經存儲了碼"101"、 "011"、 "110"和"010",因此熵 編碼單元123挨著矢量區域中已經存儲的各個碼"101"、 "011"、 "110" 和"010"的右邊,存儲表示這次輸入的每個量化系數的絕對值的碼 "011"、 "110"、 "000,,和"011"中的每一個,如箭頭A15所示。此外,熵編碼單元123取指示這次輸入的四個量化系數"+0011"、 "+0110"、 "0000"和"-0011"當中絕對值不為0的量化系數的符號的碼 "001",并且將其挨著標量區域中已經存儲的碼"11000110100"的右邊 存儲。在編碼了四個量化系數"+0011"、 "+0110"、 "0000,,和"-0011,,之 后,熵編碼單元123執行接下來的四個量化系數"+1101"、 "-0100"、 "+0111"和"-1010"的編碼。首先,熵編碼單元123將這次輸入的四個量化系數"+1101"、 "畫0100"、 "+0111,,和"-1010"的最高有效數位"4,,與前一次編碼的四個 量化系數的最高有效數位"3"進行比較,并且如箭頭A17所示,將指 示最高有效數位的碼"101,,存儲在標量區域中,碼"101"由指示最高有 效數位已改變的"l"、指示最高有效數位增加的"O,,和指示最高有效數位增加量的"r,組成。在這種情況下,碼"11000110100001"已經存儲在如箭頭A16所 示的標量區域中,因此熵編碼單元123將指示最高有效數位的碼"101" 存儲在圖中的碼"11000110100001"的右邊。此夕卜,在指示四個量化系數"+1101"、 "-0100"、 "+0111,,和"-1010" 的最高有效數位的碼被存儲之后,熵編碼單元123如箭頭A18所示將 表示其每一個的絕對值的碼"1101"、 "0100"、 "0111"和"1010"中的每一個同時存儲在矢量區域。如箭頭A15所示,在圖中左側矢量區域的8比特區域中、在左 起第二個8比特區域中、在右起第二個8比特區域中以及在最右端的 8比特區域中已經分別存儲了碼"101011"、 "011110"、 "110000,,和 "010011",因此在左側8比特區域、左起第二個8比特區域、右起第
二個8比特區域以及最右端的8比特區域的每一個只能夠存儲兩比特 碼。因此,熵編碼單元123確保(提供)緩沖器401中的新矢量區域, 如箭頭A18所示,將表示這次輸入的量化系數的絕對值的碼"1101"、 "0100"、 "0111"和"1010"中的兩個高順序比特"11"、 "01"、 "01"和"10" 的碼,挨著已經存儲在矢量區域中的碼"101011"、 "011110"、 "110000" 和"010011"右邊存儲,并且將表示這次輸入的量化系數的絕對值的碼 "1101"、 "0100"、 "0111,,和"1010,,中的兩個低順序比特"01"、 "00"、 "11"和"10",分別存儲在圖中新提供的矢量區域(箭頭A18所示的兩 個矢量區域、圖底部的矢量區域)的左側8比特區域、左起第二個8 比特區域、右起第二個8比特區域和最右側8比特區域的每一個中。在指示四個量化系數"+1101"、 "-0100"、 "+0111,,和"-1010,,的絕 對值的碼被存儲之后,如箭頭A19所示,熵編碼單元123挨著標量區 域中已經存儲的碼"11000110100001101"的右邊存儲指示絕對值不為 0的四個量化系數的符號的碼"0101"。因此,在輸入的量化系數被編碼之后,熵編碼單元123按順序輸 出箭頭A19所示的標量區域中存儲的碼,箭頭A19所示的兩個矢量 區域的圖中上邊矢量區域中存儲的碼,以及下邊矢量區域中存儲的 碼,作為編碼圖像。在這種情況下,箭頭A19所示的標量區域的圖中右側的11比特 沒有存儲碼。此外,在箭頭A19所示的兩個矢量區域的下邊矢量區域 中,在左側的8比特'區域、左起第二個8比特區域、右起第二個8比 特區域和最右端的8比特區域的每一個中右邊的6比特區域中沒有存 儲碼。在以這種方式將存儲在標量區域和矢量區域中的碼輸出為編碼 圖像的情況下,當在完成輸入量化系數的編碼時在標量區域和矢量區 域中存在未存儲碼的區域的時候,存儲任意的碼,例如碼"0",然后 存儲在標量區域和矢量區域中的碼被編碼并將其輸出為圖像。因此,例如在箭頭19所示的示例中,將存儲在標量區域中的碼"11000110100001101010100000000000"、存儲在圖中的上邊矢量區域為編碼圖像。現在,在解碼時不讀取存儲在其中結束量化系數的編碼 時未存儲碼的區域中的標量區域和矢量區域中的任意碼,因此可以存 儲任何類型的碼。在也使用SIMD操作指令編碼量化系數的絕對值的情況下,在輸 入圖像后,圖像編碼設備111執行參照圖23中的流程圖所述的編碼 處理。此外,在與圖23中步驟S113相對應的圖24中的熵編碼處理 中,圖像編碼設備111對于圖24中步驟S141到步驟S149的處理、 步驟S151的處理以及步驟S152的處理(參照圖24所述的處理), 執行與不使用SIMD操作指令的情況相同的處理,并且對于與步驟 S150相對應的w組編碼處理,執行與不使用SIMD操作指令的情況 不同的處理。下面將參照圖35中的流程圖,描述在圖像編碼設備111使用 SIMD操作指令編碼量化系數的絕對值的情況下的w組編碼處理。要 注意,步驟S411到S419中的每一個處理對應于圖25中的步驟S181 到S189中的每一個處理,并且每一個都是以相同方式執行。因此, 對其描述將是多余的,所以將省略描述。此外,在使用SIMD操作指令編碼量化系數的絕對值的情況下, 在參照圖24和圖35所述的處理中,從VLC編碼單元162提供到碼 鏈接單元169的指示要編碼的行的量化系數的絕對值是否全為0的 碼、從VLC編碼單元164提供到碼鏈接單元169的指示量化系數的 最高有效數位的碼、以及從VLC編碼單元168提供到碼鏈接單元169 的指示量化系數的符號的碼中的每一個被存儲在參照圖34所述的碼 鏈接單元169的緩沖器401內提供的標量區域中。在步驟S420中,有效數位提取單元165從量化單元122提供的、 行y上的位置(x,y)、 (x+l,y)、…、(x+w - 1, y)上的w個連續量化 系數中提取量化系數的有效數位。有效數位提取單元165將提取的量
化系數的有效數位提供給VLC編碼單元166和符號提取單元167。此 外,VLC編碼單元166基于從有效數位提取單元165提供的有效數位, 向碼鏈接單元169同時輸出指示w個量化系數的絕對值的碼(編碼有 效數位)。現在,取位置(x, y)上的x的值為存儲在最高有效數位計算單元 163中的變量x的值,并且取y的值為存儲在行確定單元161中的變 量y的值。例如,在有效數位提取單元165提取有效數位"101,,、"011"、 "110"和"010"作為量化系數的有效數位的時候,從VLC編碼單元166 向碼鏈接單元169提供指示這四個量化系數的絕對值的碼"101"、 "011"、 "110"和"010",從而碼鏈接單元169編碼指示對其提供的量 化系數的絕對值的碼,并且如圖34中的箭頭A12所示,將其存儲在 矢量區域中。在步驟S421中,符號提取單元167取預定變量i,并且變量i 從0變到(w-l),以便從在從量化單元122提供的絕對值不為0的 量化系數中行y上的位置(x+i, y)上的量化系數中提取量化系數的符 號,并且將提取的符號(的數據)提供給VLC編碼單元168。現在, 取位置(x, y)上的x的值為存儲在最高有效數位計算單元163中的變量 x的值,并且取y的值為存儲在行確定單元161中的變量y的值。VLC編碼單元168編碼來自符號提取單元167的符號,并且向 碼鏈接單元169輸出指示由此獲得的量化系數的符號的碼。此外,如 參照圖34所述,碼鏈接單元169將從VLC編碼單元168提供的指示 量化系數的符號的碼存儲在緩沖器401的標量區域中。在緩沖器401的標量區域中存儲指示量化系數的符號的碼之后, 碼鏈接單元169鏈接參照圖34所述的存儲在緩沖器401的標量區域 和矢量區域中的碼,將鏈接的碼輸出為編碼圖像,由此結束w組編碼 處理,并且處理返回圖24中的步驟S150,并且從步驟S151起執行處 理。因此,熵編碼單元123同時編碼預定數量的量化系數的絕對值。 對于JPEG 2000方法的熵編碼,量化系數基于多條編碼路徑以
比特平面為增量經受算術編碼,因此同時并行執行熵編碼中的預定處理是困難的,但對于熵編碼單元123,則不需要以比特平面為增量執 行復雜處理,因此可以同時編碼多個量化系數的絕對值。因此,同時編碼預定數量的量化系數的絕對值允許同時(并行) 執行多個處理,因此可以以更高速度編碼圖像。要注意,在步驟S421中的處理中,是針對按順序執行w個量化 系數的符號的編碼進行描述的,但可以通過使用SIMD操作指令,以 與編碼量化系數的絕對值的情況下相同的方式,同時執行w個量化系 數的符號的編碼。在這種情況下,指示通過編碼獲得的w個量化系數 的符號的每個碼被存儲在緩沖器401的已分成w個的矢量區域中。此外,盡管對于緩沖器401描述了一個標量區域或矢量區域是 32比特區域,并且該32比特區域被進一步劃分成8比特區域供使用, 但標量區域或矢量區域的大小等可以是任意大小。例如,可以這樣配 置,其中標量區域或矢量區域被設置為128比特區域,該128比特區 域被劃分成8個16比特區域供使用。此外,在解碼使用SIMD操作指令編碼的圖像的情況下,用于解 碼圖像的圖像解碼i殳備211的碼劃分單元251 (圖27)被配置成如圖 28所示,并且作為編碼圖像的碼被一次32比特地存儲在存儲器272 中,如參照圖34所述。在從存儲器272讀出碼并將其輸出的情況下,控制單元271首先 取存儲碼的頭32比特的存儲區域為標量區域,并且按從標量區域上 邊起的順序讀取指示要解碼的行的量化系數的絕對值是否全為0的 碼、指示量化系數的最高有效數位的碼或者指示量化系數的符號的 碼,并將其輸出。此外,在從存儲器272中讀出指示量化系數的絕對值的碼的情況 下,控制單元271取存儲器272中作為標量區域的存儲區域后面的32 比特存儲區域(因此,尚未從該區域中讀出碼)作為矢量區域,并且 從該矢量區域中讀出和輸出指示量化系數的絕對值的碼。要注意,在圖像被編碼的情況下,圖像被編碼,以使得在解碼時
第一次讀出指示量化系數的絕對值的碼的時候,總是存在存儲在用作標量區域的存儲區域后面的接下來的32比特存儲區域中的、指示量 化系數的絕對值的碼(用于矢量計算的碼)。此外,在圖像編碼設備lll編碼圖像的時候,其中劃分作為編碼 圖像的碼和將其存儲在存儲器272中的每個存儲區域由多少比特構成 根據一個標量區域和矢量區域被設置為多少比特而改變的。也就是 說,將作為編碼圖像的碼劃分和存儲到存儲器272內的多個存儲區域 的每一個的大小是在編碼圖像的時候一個標量區域和矢量區域的大小。在也使用SIMD操作指令解碼量化系數的絕對值的情況下,在輸 入編碼圖像后,圖像解碼單元211執行參照圖30所示的流程圖描述 的解碼處理。此外,對于與圖30中步驟S231的處理相對應的圖31 中的熵解碼處理,關于圖31中步驟S261到步驟S268的每個處理、 步驟S270中的處理和步猓S271中的處理,圖^^解碼設備211執行與 不使用SIMD控制命令的情況下(參照圖31所述的處理)相同的處 理,并且在對應于步驟S269的w組解碼處理中,執行與不使用SIMD 控制命令的情況下不同的處理。下面參照圖36所示的流程圖,描述圖像解碼設備221使用SIMD 操作指令來解碼量化系數的絕對值的情況下的w組解碼處理。要注意,步驟S451到S455中的處理對應于圖32中的步驟S311 到S315中的處理,并且每一個都是以相同方式執行。因此,將省略對其多余的描述。此外,在使用SIMD操作指令解碼量化系數的絕對值的情況下, 作為圖像的碼被存儲在劃分為3個32比特區域(例如,如圖34的箭 頭A19所示)的、碼劃分單元251的存儲器272中。行確定單元252、 VLC解碼單元254和VLC解碼單元256每一個在三個32比特區域 中取圖34中最上面的區域作為標量區域,并且從標量區域的頂部(圖 中的左側)依次讀出和解碼指示行的量化系數是否全為0的碼、指示 量化系數的最高有效數位的碼和指示量化系數的符號的碼。在步驟S456中,VLC解碼單元255從碼劃分單元255同時讀取 碼的B個連續比特的w組,并且取讀取的碼的B個比特的w組的每 一個作為指示行y上的位置(x, y)、 (x+l, y)、…、(x+w-l, y)上的w 個連續量化系數中的量化系數的有效數位的碼,并且將其提供(輸出) 到VLC解碼單元256和量化系數合成單元257。此外,VLC解碼單 元255生成指示量化系數的有效數位的信息,并且將其提供給碼劃分 單元251。現在,取位置(x, y)上的x的值為存儲在VLC解碼單元254 中的變量x的值,并且取y的值為存儲在行確定單元252中的變量y 的值。例如,如果我們假設預定數量w為4,變量B的值為3,并且作 為圖像的碼被存儲在劃分成3個32比特存儲區域(如圖34的箭頭 A19所示)的碼劃分單元251的存儲器272中,圖34中最上面的32 比特存儲區域已經被取為標量區域,指示行的量化系數是否全為0的 碼和指示量化系數的最高有效數位的碼已被讀出,并且碼還未從接下 來的32比特存儲區域(從上面數第二個存儲區域)讀出,所以VLC 解碼單元155取從上面數第二個存儲區域作為矢量區域,并且從圖中 矢量區域的左側8比特區域、從左數第二個8比特區域、從右數第二 個8比特區域和最右邊的8比特區域中同時讀出指示位置(x, y)、(x+l, y)、 (x+2, y)和(x+3, y)上的量化系數的有效數位的碼"101"、 "011"、 "110,,和"010,,。在指示w個量化系數的有效數位的碼被提供給VLC解碼單元 256和量化系數合成單元257后,接著執行步驟S457的處理和步驟 S458的處理,但這些處理與圖32中步驟SM7的處理和步驟S318的 處理相同,因此將省略對其描述。因此,熵解碼單元221同時解碼預定數量的量化系數的絕對值。因此,同時解碼預定數量的量化系數的絕對值允許同時(并行) 執行多個處理,并且可以以更高速度解碼圖像。要注意,關于步驟S457中的處理,描述了按順序執行指示w個 量化系數的符號的每個碼的解碼,但也可以做出這樣的配置,其中,
可以通過使用SIMD操作指令,同時(并行)執行指示w個量化系數 的符號的每個碼的解碼。如上所述,不需要基于多條編碼路徑以比特平面為增量執行量化 系數的算術編碼(與用傳統JPEG 2000編碼(或解碼)圖像的情況不 同),因此可以以更簡單的處理更快地執行圖像編碼(或解碼)。對于傳統JPEG 2000方法,基于多個編碼路徑對每個比特平面 執行處理,因此在執行其處理的時候,需要存取量化系數的次數大致 是量化系數乘以比特平面的數量而獲得的數,這意味著處理量巨大。此外,在分組化編碼圖像的情況下,直到一個圖像的編碼完全結 束才能開始分組化處理,因此相應地產生等效于其等待間隔的延遲。 此外,對于JPEG 2000方法,與例如圖2所示的子頻帶上的x方向和 y方向上的平行邊組成的矩形區域內的位置相對應的(編碼)量化系 數,被存儲在一個分組內,因此也產生對應于矩形區域的y方向的長 度的延遲。對于傳統JPEG 2000方法,產生由于編碼而導致的這些延 遲,因此實時處理是困難的。現在,盡管可以通過縮短子頻帶上的矩 形區域的y方向上的長度來減少延遲,但在這種情況下編碼效率降低。相反,對于圖像編碼設備lll,當輸出指示量化系數絕對值的碼 時,當輸出指示最高有效數位的碼時,以及當輸出指示量化系數的符 號的碼時,不需要如上所述基于多條編碼路徑對每個比特平面執行量 化系數的算術編碼,并且只在編碼圖像時存取量化系數,因此可以以 更簡單的方式編碼圖像。此外,存在指示最高有效數位的碼和指示量化系數的符號的碼是 l比特或0比特的情況,因此在編碼該圖像的情況下,實際上只要大 約存取量化系數兩次實際上就可以編碼圖像。此外,在解碼圖像的情 況下,只需要存取一次量化系數,因此可以以更筒單和更快的方式解 碼圖像。在圖像編碼設備111和圖像解碼設備211中,按照光柵掃描順序 編碼和解碼子頻帶的量化系數,因此不需要緩沖量化系數,從而可以減少由于編碼和解碼而引起的延遲。
此外,使用SIMD操作指令(其中w=4)實際編碼和解碼YUV 4:2:2格式圖像(1920水平像素xl080垂直像素)產生下面結果。要 注意,在執行編碼時,圖像經受小波變換并被分解成五個子頻帶級別, 并且進一步編碼通過量化每個子頻帶的小波系數而獲得的量化系數。 此外,編碼和解碼所需的功能塊(例如,圖33中的熵編碼單元123 和圖27中的熵解碼單元221)以及用JPEG 2000編碼和解碼圖^f象的 功能塊是通過使稱為Pentium (注冊商標)4 (Intel公司的商標)的 CPU (3.0GHz的時鐘頻率)執行預定程序來實現的。在用傳統JPEG 2000方法編碼一幀圖^(象的情況下,碼大小是 291571字節,編碼所需的時間量是0.26157秒。此外,對編碼圖像解 碼所需的時間是0.24718秒。相反,在用圖33中的熵編碼單元123編碼一幀圖像的情況下, 碼大小是343840字節,編碼所需的時間量是0.03453秒。此外,用圖 27中的熵解碼單元221對編碼圖像解碼所需的時間是0.02750秒。運動圖像常常以每秒30幀顯示,因此只要編碼或解碼能以每幀 0.033(=1/30)秒執行,就可以實時處理圖像。對于JPEG 2000方法, 編碼所需的時間量是0.26157秒,并且解碼所需的時間量是0.24718 秒,因此圖像的實時處理是困難的,但在用圖33中的熵編碼單元123 編碼圖4象的情況下,編碼所需的時間量是0.03453秒,因此可以幾乎 實時地處理圖像。此外,在用圖27中的熵解碼單元221解碼圖像的 情況下,解碼所需的時間量是0.02750秒,因此可以足夠實時地處理 圖像。在上面已描述了編碼圖像數據的示例或對其中已編碼了圖像數 據的編碼數據解碼的示例,但這不限于圖像數據,并且可以應用到編 碼音頻數據等、或者對其中已編碼了音頻數據的編碼數據解碼的情 況。例如,在編碼音頻數據的情況下,指示由作為音頻數據輸入的碼 所表示的w個預定值的最高有效數位的碼、指示數值的絕對值的碼和 指示數值的符號的碼,被輸出為編碼音頻數據。提到本實施例的另一特征,用本實施例描述的編碼方法,無損地
編碼量化系數。相應地,對較高頻帶系數用較大步長大小量化以便匹 配人的視覺感知特性允許大大提高每單位生成的碼量的圖像質量。此 外,減少在特定空間范圍中使用的量化步長大小允許提高該空間范圍 的圖像質量。此外,對于本實施例描述的編碼方法,編碼絕對值的有效數位部分的陣列。如果我們假設絕對值的有效數位部分經受VLC編碼并將 其發送,那么在絕對值的有效數位為N的情況下,具有2A(NAW)個 條目的極大VLC表是必需的(不僅增加計算處理的負荷和處理時間, 而且還增加保存VLC表所需的存儲容量)。相反,對于本實施例所 述的編碼方法,不需要使用這么大的表(不僅可以減少計算處理的負 荷和處理時間,還可以減少所需的存儲容量)。此外,可以構想使用具有比VLC高的壓縮率的算術編碼,但即 使將壓縮方法用于諸如JPEG 2000這樣的算術編碼,比起參照本實施 例所述的編碼方法的情況,也沒有很大地提高壓縮率。也就是說,對 于本實施例所述的編碼方法,在壓縮率高的同時,編碼處理容易。對于本實施例所述的編碼方法,編碼w組系數的絕對值的最高 有效數位,所以通過利用相鄰系數的有效數位相似的事實,可以減少 生成的碼的大小。此外,對于本實施例所述的編碼方法,當編碼w組系數的絕對 值的最高有效數位時執行差分編碼,所以在這一點上也通過利用相鄰 系數的有效數位相似的事實,可以減少生成的碼的大小。此外,根據上述第六實施例的熵編碼單元123的熵編碼處理和熵 解碼單元221的熵解碼處理可以應用到上述第一到第五實施例的每一 個,由此對于總體圖像編碼處理和圖像解碼處理可以進一步減少處理 所需的延遲時間、功耗、緩沖存儲器大小。例如,熵編碼單元123可 以應用為圖1中的圖像編碼設備l的熵編碼單元15(即,熵編碼單元 15可以以與熵編碼單元123相同的方式執行熵編碼處理)。此外,例 如,熵解碼單元221可以應用為圖9中的圖像解碼設備20的熵解碼 單元21 (即,熵解碼單元21可以以與熵解碼單元221相同的方式執
行熵解碼處理)。也就是說,將根據第六實施例的熵編碼處理應用到上述第 一到第 五實施例的每一個允許在每個實施例中通過利用來自小波變換單元 的系數的輸出順序的特征來減少要生成的碼大小(即,連續系數的有 效數位是相似的)。此外,即使在重排列系數的情況下,小波變換單 元以行塊為增量執行小波變換,所以連續系數的有效數位相似的特征 沒有受到大的影響,并且熵編碼處理中生成的碼大小沒有大的改變。如上所述,根據第六實施例的熵編碼處理以及處理的系數數據的 特征和其期望的優點與參照上述第一實施例到第五實施例所述的小波變換處理相似,并且彼此具有強烈的密切關系。因此,對于總體圖 像編碼處理,從將根據本實施例的熵編碼處理應用到上述第一實施例 到第五實施例所述的小波變換處理中可以期望與應用其他編碼方法 相比更大的優點。接著,將描述本發明的第七實施例。該第七實施例是應用根據上 述實施例的圖像編碼設備和圖像解碼設備的數字三軸系統的示例。三軸系統是在電視廣播臺、制片工作室等中使用的系統。對于該 系統,在工作室中記錄或從遠程位置現場直播時,使用連接視頻攝像 機和攝像機控制單元或轉換開關的單根三軸線纜來傳輸復用信號,如 畫面信號、音頻信號、返回畫面信號、同步信號等,并且還用來供電。許多傳統三軸系統被配置成以模擬信號的形式傳輸上述信號。另 一方面,在近些年來,整個系統正在變為數字的,因此,在電視廣播 臺中使用的三軸系統也在變成數字的。對于已知的數字三軸系統,在三軸線纜上傳輸的數字視頻信號是 未壓縮的視頻信號。其原因是關于信號延遲時間的所要求的規格對于 電視廣播臺是特別苛刻的,基本上,從拍攝到監視器輸出的延遲時間例如要求在一個場(16.67ms)內。實現高壓縮率和高圖像質量的諸 如MPEG2和MPEG4的壓縮編碼系統還未用在三軸系統中,這是因量的時間,這意味著延遲時間大。 如上所述的根據本發明的圖像編碼和圖像解碼方法從圖像數據 的輸入到獲得輸出圖像具有極短的延遲時間,在一個場時間內,即, 幾行到幾十行內,因此可以適合應用到數字三軸系統。圖37示出可應用根據本發明的圖像編碼和圖像解碼方法的數字 三軸系統的示例配置。傳輸單元500和攝像機控制單元502通過三軸 線纜501連接。在三軸線纜501上傳輸從傳輸單元500到攝像機控制 單元502的數字視頻信號和數字音頻信號(下面稱為"主線信號")(其 實際上是廣播或用作內容),以及從攝像機控制單元502到視頻攝像 單元503的intercom (內部通信)音頻信號和返回數字視頻信號。傳輸單元500置入例如未示出的視頻攝像設備中。當然,也可以 做出其他配置,如傳輸單元500作為視頻攝像設備的外部設備連接到 視頻攝像設備。攝像機控制單元502可以例如是通稱為CCU (攝像機 控制單元)的設備。數字音頻信號與本發明的本質沒有多大關系,因此為了描述簡單 起見,將省略對其描述。視頻攝像單元503例如被配置在未示出的視頻攝像設備中,并且 用未示出的圖像攝取設備(如CCD (電荷耦合器件)執行對來自物體 的光的感光,所述物體的光通過光學系統550接受,光學系統550包 括鏡頭、聚焦機構、變焦機構、光團調節機構等。圖像攝取設備通過 光電轉換將接收的光轉換成電信號,并且進一步執行預定的信號處 理,以便輸出基帶數字視頻信號。這些數字視頻信號被映射到例如 HD-SDI (高清晰度串行數據接口 )格式并輸出。還連接到視頻攝像單元503的是用作監視器的顯示單元551,以 及用于外部交換音頻的intercom系統552。傳輸單元500具有視頻信號編碼單元510和視頻信號解碼單元 511、數字調制單元512和數字解調單元513、放大器514和515以及 視頻分離/合成單元516。例如,被映射到例如HD-SDI格式的基帶數字視頻信號從視頻攝 像單元503提供到傳輸單元500。在視頻信號編碼單元510上壓縮和
編碼數字視頻信號,以便成為碼流,后者被提供給數字調制單元512。 數字調制單元512將提供的碼流調制成適合在三軸線纜501上傳輸的 信號格式并輸出。從數字調制單元512輸出的信號通過放大器514被 提供到視頻分離/合成單元516。視頻分離/合成單元516向三軸線纜 501發送提供的信號。在攝像機控制單元502通過三軸線纜501接收 這些信號。在傳輸單元500上通過三軸線纜501接收從攝像機控制單元502 輸出的信號。接收的信號被提供給視頻分離/合成單元516,并且數字 視頻信號部分和其他信號部分被分離。在接收的信號當中,數字視頻 信號部分通過放大器515提供到數字解調單元513,在攝像機控制單 元502側將信號調制成適合在三軸線纜501上傳輸的信號格式的信 號,并且恢復碼流。將碼流提供到視頻信號解碼單元511,解碼壓縮編碼,并且獲得 基帶數字視頻信號。解碼的數字視頻信號被映射成HD-SDI格式并輸 出,并且作為返回數字視頻信號提供給視頻攝像單元503。返回數字 視頻信號被提供給連接到視頻攝像單元503的顯示單元551,并且將 其用于攝像機操作者的監視。攝像機控制單元502具有視頻分離/合成單元520、放大器521 和522、前端單元523、數字解調單元524和數字調制單元525以及 視頻信號解碼單元526和視頻信號編碼單元527。通過三軸線纜501在攝像機控制單元502接收從傳輸單元500 輸出的信號。接收的信號被提供給視頻分離/合成單元520。視頻分離 /合成單元520將對其提供的信號通過放大器521和前端單元523提供 到數字解調單元524。要注意,前端單元523具有用于調節輸入信號 的增益的增益控制單元、用于對輸入信號執行預定濾波的濾波單元, 等等。數字解調單元524解調在傳輸單元500側被調制成適合在三軸線 纜501上傳輸的信號格式的信號的信號,并且恢復碼流。將碼流提供 到視頻信號解碼單元526,在此解碼壓縮編碼,以便獲得基帶數字視
頻信號。解碼的數字視頻信號被映射成HD-SDI格式并輸出,并且作 為主線信號對外輸出。返回數字視頻信號和數字音頻信號對外提供給攝像機控制單元 502。數字音頻信號被提供給例如攝像機操作者的intercom系統552 以用于向攝像機操作者傳輸外部音頻指令。返回數字視頻信號被提供到視頻信號編碼單元527并被壓縮編 碼,并且提供到數字調制單元525。數字調制單元525將提供的碼流 調制成適合在三軸線纜501上傳輸的信號格式的信號并輸出。從數字 調制單元525輸出的信號通過前端單元523和放大器522被提供到視 頻分離/合成單元520。視頻分離/合成單元520將這些信號與其他信號 復用,并且送出到三軸線纜501。在視頻攝像單元503通過三軸線纜 501接收這些信號。對于本發明的這個第七實施例,上述實施例所述的圖像編碼設備 和圖像解碼設備分別應用到視頻信號編碼單元510和視頻信號編碼單 元527、以及視頻信號解碼單元511和視頻信號解碼單元526。特別地,本發明的第二實施例被配置成使得可以并行執行圖像編 碼設備和圖像解碼設備的各個元件的處理,這可以大大縮短在視頻攝 像單元503拍攝的圖片從攝像機控制單元502輸出時的延遲,以及從頻信號的延遲,并且i用于本發明的笫七實施例。° ^此外,在圖37所示的系統的情況下,在傳輸單元500和攝4象機 控制單元502的每一個上可以適當設置信號處理能力和存儲容量,因 此執行系數數據重排列處理的位置可以是在傳輸單元500側或是攝像 機控制單元502側,并且執行熵編碼的位置同樣可以是在重排列處理 之前或之后。也就是說,在傳輸單元500側,視頻信號編碼單元510纟艮據本發 明的方法對向其提供的數字視頻信號執行小波變換和熵編碼,并且輸 出碼流。如上所述,在輸入對應于用于小波變換的濾波器的抽頭數的 并根據小波變換的劃分級別的數量的行數后,視頻信號編碼單元510
開始小波變換。此外,如參照圖5、圖6、圖11等所述,在圖像編碼 設備和圖像解碼設備中累積了組件所需的系數數據后,由組件依次執 行處理。在處理到一幀或一場的底行結束后,開始下一幀或一場的處 理。這對于從攝像機控制單元502側向傳輸單元500側發送返回數字 視頻信號也成立。也就是說,在攝像機控制單元502側,由視頻信號 編碼單元527對外部提供的返回數字視頻信號執行根據本發明的小波 變換和熵編碼,并且輸出碼流。現在,存在許多其中允許返回數字視頻信號比主線信號的數字視 頻信號的圖像質量低的情況。在這種情況下,可以降低在視頻信號編 碼單元527處進行編碼時的比特率。例如,視頻信號編碼單元527執 行速率控制單元14的控制,使得熵編碼單元15的熵編碼處理的比特 率較低。此外,可以構想出這樣的配置,其中例如,在攝像機控制單 元502側,用視頻信號編碼單元527處的小波變換單元10執行到較 高劃分級別的變換處理,并且在傳輸單元500側,視頻信號編碼單元 511側的小波逆變換單元23的小波逆變換在較低的劃分級別上停止。 攝像機控制單元502的視頻信號編碼單元527上的處理不限于該示 例,并且可以構想出各種其他類型的處理,如保持小波變換的劃分級 別低以便減輕變換處理的負荷。接著,將描述本發明的第八實施例。對于本發明的第八實施例,到圖像^碼^備側的傳輸。圖38示出根據本發明的第八實施例的無 線傳輸系統的示例配置。要注意,在圖38的示例中,視頻信號間接 從視頻攝像機或傳輸單元600側(下面簡稱為"傳輸單元600")傳輸 到接收設備601側。對于音頻信號和其他信號可以執行傳輸單元600 與接收i殳備601之間的雙向通信。傳輸單元600置入例如未示出的具有視頻攝像單元602的視頻攝 像設備中。當然,也可以做出其他配置,如傳輸單元600作為具有視 頻攝像單元602的視頻攝像設備的外部設備連接到視頻攝像設備。
視頻攝像單元602具有預定光學系統、圖像攝取設備(如CCD )、號處理單元。這些數字視頻信號被映射到例如HD-SDI格式并例如從 視頻攝像單元602輸出。當然,視頻攝像單元602不限于該示例,并 且也可以是其他格式。傳輸單元600具有視頻信號編碼單元610、數字調制單元611和 無線模塊單元612。在傳輸單元600,基帶數字視頻信號被映射到例 如HD-SDI格式,并且從視頻攝像單元602輸出。通過根據本發明的 壓縮編碼方法的小波變換和熵編碼,數字視頻信號在視頻信號編碼單 元610經受壓縮編碼,從而成為提供給數字調制單元611的碼流。數 字調制單元611執行數字調制,以將提供的碼流調制成適合無線通信 的信號格式,并且輸出。此外,數字音頻信號和其他信號,例如預定的命令和數據,也提 供給數字調制單元611。例如,視頻攝像單元602具有麥克風,從而 將收集的聲音轉換成音頻信號,并且此外音頻信號經受A/D轉換并輸 出為數字音頻信號。此外,視頻攝像單元602能夠輸出特定命令和數 據。命令和數據可以在視頻攝像單元602內生成,或者可以為視頻攝 像單元602提供操作單元,并且響應于用戶在操作單元進行的操作, 生成命令和數據。此外,可以做出這樣的配置,其中用于輸入命令和數據的輸入設備連接到視頻攝像單元602。數字調制單元611執行這些數字音頻信號和其他信號的數字調 制并輸出。從數字調制單元611輸出的數字調制信號被提供到無線模 塊單元612,并且從天線613作為無線電波無線地發射。在接收到來自接收設備601側的ARQ (自動重傳請求)后,無 線模塊單元612將該ARQ通知數字調制單元611,以便請求數據重 發。從天線613發射的無線電波在接收設備601側的天線620處接 收,并且將其提供給無線模塊單元621。無線模塊單元621將基于接 收的無線電波的數字調制信號提供到前端單元622。前端單元622對
提供的數字調制信號執行預定的信號處理,如增益控制,并且提供給數字解調單元623。數字解調單元623解調提供的數字調制信號,并 且恢復碼流。在數字解調單元623恢復的碼流被提供給視頻信號解碼單元 624,用根據本發明的解碼方法對壓縮編碼進行解碼,并且獲得基帶 數字視頻信號。解碼的數字視頻信號被映射到例如HD-SDI格式并輸 出。數字解調單元623還提供有在傳輸單元600側經受數字調制并發 送的數字音頻信號和其他信號。數字解調單元623解調信號(其中這 些數字音頻信號和其他信號經受了數字調制),并且恢復和輸出數字 音頻信號和其他信號。此外,前端單元622對于從無線模塊單元621提供的接收信號, 根據預定方法執行差錯檢驗,并且在檢測出差錯,例如接收到錯誤的 幀的情況下,輸出ARQ。 ARQ被提供給無線模塊單元621,并且從 天線620發射。對于這樣的配置,傳輸單元600被置入相對小型的、具有例如視 頻攝像單元602的視頻攝像設備中,監視設備連接到接收設備601, 并且從視頻信號解碼單元624輸出的數字視頻信號被提供給監視設 備。只要接收設備601距離具有內置的傳輸單元600的視頻攝像設備 在無線模塊單元612發射的無線電波的電波范圍內,就可以在監視設 備上以較少延遲,例如在一場或一幀內的延遲,觀看視頻攝像設備拍 攝的畫面。要注意,在圖38所示的示例中,傳輸單元600與接收設備601 之間的通信是使用無線通信執行的,以便通過無線通信傳輸視頻信 號,但該配置不限于該示例。例如,傳輸單元600和接收單元601可 以通過諸如因特網之類的網絡連接。在這種情況下,傳輸單元600側 的無線模塊單元612和接收設備601側的無線模塊單元621每一個都 是能夠使用IP (因特網協議)通信的通信接口。對于根據該第八實施例的系統可以構思出各種應用。例如,根據
該第八實施例的系統可以應用到視頻會議系統。配置的示例是,將能夠進行USB (通用串行總線)連接的簡單視頻攝像設備連接到諸如個 人計算機之類的計算機設備,計算機設備側實現視頻信號編碼單元 610和視頻信號解碼單元624。在計算機設備上實現的視頻信號編碼 單元610和視頻信號解碼單元624可以是硬件配置,或者可以通過運 行在計算設備上的軟件實現。例如,參加視頻會議的每個成員配有計算機設備和連接到該計算 機設備的視頻攝像設備,計算機設備通過有線或無線網絡連接到提供 視頻會議系統服務的服務器設備。從視頻攝像設備輸出的視頻信號通 過USB線纜提供到計算機設備,并且在計算機設備內的視頻信號編 碼單元610中執行根據本發明的編碼處理。計算機設備將其中編碼了 視頻信號的碼流通過網絡發送給服務器設備等。服務器設備通過網絡將接收的碼流發送到每個參與成員的計算 機設備。在每個參與成員的計算機設備上接收該碼流,并且使該碼流 在計算機設備內的視頻信號解碼單元624中經受根據本發明的解碼處 理。在計算機設備的顯示單元上將從視頻信號解碼單元624輸出的圖 像數據顯示為畫面。也就是說,其他參與成員的視頻攝像設備拍攝的視頻畫面被顯示 在每個參與成員的計算機^1備的顯示單元上。因此,對于本發明的第 八實施例,從編碼視頻攝像設備拍攝的視頻信號到在其他參與成員的 計算機設備上對其解碼的延遲時間較短,因此可以減少由于延遲而導 致參與成員的計算機設備的顯示單元上顯示的其他參與成員的畫面 不自然的感覺。此外,可以構思出其中視頻信號編碼單元610安裝在視頻攝像設 備側的配置。例如,傳輸單元600置入視頻攝像設備中。這樣的配置 免除了視頻攝像設備連接到諸如計算機設備之類的另 一設備的需要。由內置有傳輸單元600的視頻攝像設備和接收設備601構成的這 樣的系統,可以應用到上述視頻會議系統以外的各種應用。例如,如 圖39中示意性示出的,該系統可以應用到家用游戲機。在圖39中,
根據本發明第八實施例的傳輸單元600被內置入視頻攝像設備700 中。在家用游戲機的主單元710中,總線例如連接CPU、 RAM、 ROM、與CD-ROM (光盤只讀存儲器)和DVD-ROM (數字多功能 盤-ROM )兼容的盤驅動設備、用于將CPU生成的顯示控制信號轉換 成視頻信號并輸出的圖形控制單元、用于播放音頻信號的音頻播放單 元等等,即,具有大體類似計算機設備的配置。家用游戲機的主單元 701由CPU按照預先存儲在ROM中的程序或者記錄在裝入盤驅動設 備的CD-ROM或DVD-ROM中的程序總體控制。使用RAM作為CPU 的工作存儲器。家用游戲機的主單元701內置有接收設備601。從接 收設備601輸出的數字視頻信號和其他信號例如通過總線提供到 CPU。讓我們假設對于這樣的系統,例如,家用游戲機的主單元701, 游戲軟件在運行,它可以將外部提供的數字視頻信號形式的圖4象作為 游戲內的圖像。例如,該游戲軟件能夠使用外部提供的數字視頻信號 格式的圖像作為游戲內的圖像,并且還識別圖像內的人物(玩家)的 運動,并且執行對應于識別的運動的操作。視頻攝像設備700在內置的傳輸單元600內的視頻信號編碼單元 610中用根據本發明的編碼方法編碼拍攝的數字視頻信號,在數字調 制單元611中調制碼流,并且提供給無線模塊單元612,以便將其從 天線613發射。在內置入家用游戲機的主單元701中的接收設備601 的天線620接收發射的無線電波,接收的信號通過無線模塊單元621 和前端單元622提供給數字解調單元623。接收的信號在數字解調單 元623中被解調成碼流,并且將其提供給視頻信號解碼單元624。視 頻信號解碼單元624用根據本發明的解碼方法解碼提供的碼流,并且 輸出基帶數字視頻信號。從視頻信號解碼單元624輸出的基帶數字視頻信號通過家用游 戲機的主單元701中的總線發送,并且例如臨時存儲在RAM中。在 存儲在RAM中的數字視頻信號被按照預定程序讀出時,CPU可以檢
測數字視頻信號提供的圖像內的人的運動,并且在游戲中使用該圖 像。由于從視頻攝像設備700拍攝圖像和對獲得的數字視頻信號編 碼到在家用游戲機的主單元701中解碼碼流并獲得圖像的延遲時間較 短,因此改善了家用游戲機的主單元701上運行的游戲軟件對玩家運 動的響應度,從而改善了游戲的可操作性。要注意,與家用游戲機一起使用的視頻攝像設備700由于價格、 大小等的限制,因此常常具有簡單的配置,并且必需假設像計算機設 備那樣的具有高處理能力和大容量存儲器的CPU可能是不可實現的。也就是說,通常,視頻攝像設備700是家用游戲機的主單元701 的外圍設備,只有在使用視頻攝像設備700玩游戲時才是必需的,而 不是在家用游戲機的主單元701上玩游戲所必需的設備。在這種情況 下,視頻攝像設備700常常與家用游戲機的主單元701分開銷售(所 謂的分開銷售選擇)。在這種情況下,在視頻攝像設備700中安裝高 性能CPU和大存儲容量的存儲器從而以高價格銷售,這通常可能導 致銷售的單位數量減少。在這種情況下,這可能減少使用視頻攝像設 備700的游戲的銷售量,從而可能導致較低收益。此外,特別對于家 用游戲,擁有率常常很大程度地影響銷售單位數量,因此視頻攝像設 備700的低擁有率可能導致更低的銷售單位數量。另 一方面,低價銷售大量視頻攝像設備700來提高擁有率可以提 高使用視頻攝像設備700的家用游戲銷量,并且提高其流行度,而且 可以進一步期望這會導致家用游戲機的主單元701的購買熱情。從這 個角度來說,視頻攝像設備700通常最好具有簡單配置。在這種情況下,可以構思出這樣的配置,其中在內置到視頻攝像 設備700的傳輸單元600的視頻信號編碼單元610中以低劃分級別執 行小波變換。這減少了用于系數重排列緩沖單元的存儲容量。此外,可以構思出這樣的配置,其中已通過第三實施例描述的、 圖12中示例性示出的圖像編碼設備的配置被應用到視頻信號編碼單 元610。此外,將已通過第四實施例描述的、圖15中示例性示出的圖
像編碼設備的配置應用到視頻信號編碼單元610,這免除了在視頻信 號編碼單元610側執行小波變換系數數據的重排列處理的需要,因此 可以進一步減少視頻攝像設備700側上的負荷,這是值得期望的。在 這種情況下,需要使用已通過第四實施例描述的、圖16中示例性示 出的圖像解碼設備,作為內置在家用游戲機的主單元701側中的接收 設備601中的視頻信號解碼單元624。要注意,家用游戲機的視頻攝像設備700和主單元701在上面被 描述為通過無線通信連接,但該配置不限于該示例。也就是說,家用 游戲機的視頻攝像設備700和主單元701可以通過有線,經由諸如 USB、 IEEE 1394之類的接口連接。如上所述,本發明的另一大優點在于,它可以應用到各種形式, 并且可以容易地應用于廣泛的多種用途(即,非常通用)。上述系列處理可以通過硬件實現或者通過軟件實現。在通過軟件 實現這一系列處理的情況下,構成軟件的程序被從程序記錄介質安裝 在內置有專用硬件的計算機中,或者安裝在通用計算機中,或者由能 夠通過其中安裝的各種類型的程序執行各種功能的多個設備構成的 信息處理系統的信息處理設備中。圖40是用程序執行上述系列處理的信息處理系統的配置示例的框圖。如圖40所示,信息處理系統800是由信息處理設備801、通過 PCI總線802與信息處理設備801相連的存儲設備803、作為多個錄 像機(VRT )的VTR 804-1到VTR 804-S、以及鼠標805、鍵盤806 和供用戶執行這些輸入操作的操作控制器807組成的系統,并且是通 過安裝的程序執行上述圖像編碼處理和圖像解碼處理等的系統。信息處理系統800的信息處理設備801例如可以將存儲在由 RAID (獨立磁盤冗余陣列)配置的大容量存儲設備803中的運動圖 像內容,并且將獲得的編碼數據存儲在存儲設備803中,解碼存儲在 存儲設備803中和存儲在存儲設備803中的獲得的解碼圖像數據(運 動圖像內容)中的編碼數據,通過VTR 804-1到VTR 804-S將編碼 數據或解碼圖像數據記錄在錄像帶上,等等。此外,信息處理設備801 被配置成將記錄在裝入VTR 804-1到VTR 804-S的錄像帶中的運動 圖像內容捕獲到存儲設備803中。此時,可以做出這樣的配置,其中 信息處理設備801編碼運動圖像內容。信息處理單元801具有微處理器901、GPU(圖形處理單元)902、 XDR (極端數據速率)-RAM 903、南橋904、 HDD 905、 USB接口 (USBI/F) 906和聲音輸入/輸出編解碼器907。GPU 902通過專用總線911連接到微處理器901。XDR-RAM 903 通過專用總線912連接到微處理器901。南橋904通過專用總線連接 到微處理器901的I/O控制器944。還連接到南橋904的有HDD 905、 USB接口 906和聲音輸入/輸出編解碼器907。揚聲器921連接到聲音 輸入/輸出編解碼器907。此外,顯示器922連接到GPU902。通過PCI總線802連接到南橋904的還有鼠標805、鍵盤806、 VTR 804-1到VTR 804-S、存儲設備803和操作控制器807。鼠標805和鍵盤806接收來自用戶的操作輸入,并且通過PCI 總線802和南橋904向微處理器901提供指示來自用戶的操作輸入的 內容的信號。存儲i殳備803和VTR 804-1到VTR 804-S可以記錄和播 放預定數據。驅動器808進一步按需要連接到PCI總線802,其中適當地安裝 可移動介質811 (如磁盤、光盤、磁光盤或半導體存儲器等),按需 要將從中讀出的計算機程序安裝在HDD 905中。微處理器901是多內核配置,其中執行諸如OS (操作系統)等 的基本程序的通用主CPU內核941、通過內部總線945連接到主CPU 內核941的從CPU內核942-1到從CPU內核942-8 (其是多個(在 本情況下是8個)RISC (精簡指令集計算機)型的信號處理處理器)、 用于執行例如具有25MByte容量的XDR-RAM 903的存儲控制的 存儲控制器943、和用于管理南橋904的數據輸入和輸出的I/O (輸 入/輸出)控制器944被集成在單個芯片上,實現例如4[GHz的工作 頻率。
在啟動時,微處理器901基于存儲在HDD 905中并提供給 XDR-RAM 903的控制程序,讀出存儲在HDD 905中的必要應用程序, 并且基于應用程序和操作員操作依次執行必要的控制處理。此外,通過執行軟件,微處理器901可以實現上述實施例的圖像 編碼處理和圖像解碼處理,將獲得的碼流作為編碼結果通過南橋904 提供給HDD 905以供存儲,執行作為解碼結果獲得的移動圖像內容 的播放畫面到GPU 902的數據傳輸,以便顯示在例如顯示器922上, 等等。盡管如何使用微處理器901的CPU內核是可選的,但可以做出 這樣的配置,其中例如主CPU內核941執行關于圖像編碼處理和圖 像解碼處理的控制的處理,而八個從CPU內核942-1到從CPU內核 942-8如參照圖11所述的那樣同時和并行執行各種類型的處理,如小 波變換、系數重排列、熵編碼、熵解碼、小波逆變換、量化、反向量 化等。此時,以與參照圖11所述的情況相同的方式實現這樣的配置, 其中主CPU內核941以行塊(區)為增量為八個從CPU內核5M2-1 到從CPU內核942-8中的每一個分配處理,從而以行塊為增量同時并 行執行圖像編碼處理和圖像解碼處理。也就是說,可以提高圖像編碼 處理和圖像解碼處理的效率,并且可以進一步減少處理所需的負荷、 處理時間和存儲容量。當然,也可以用其他方法執行每個處理。例如,可以做出這樣的配置,其中,微處理器卯l的八個從CPU 內核942-1到從CPU內核942-8中的一部分執行編碼處理,而其他部分同時并行執行解碼處理。此外,例如,在獨立編碼器或解碼器或者編解碼器處理設備連接 到PCI總線802的情況下,微處理器901的八個從CPU內核942-1 到從CPU內核942-8可以通過南橋904和PCI總線802控制這些設 備執行的處理。此外,在連接多個這些設備的情況下,或者在這些設 備包括多個解碼器或編碼器的情況下,微處理器901的八個從CPU 內核942-1到從CPU內核942-8可以進行控制,使得多個解碼器或編 碼器分享處理。
此時,主CPU內核941管理八個從CPU內核942-1到從CPU 內核942-8的動作,為每個CPU內核分配處理,檢索處理結果等。此 外,主CPU內核941還執行不同于這些從CPU內核執行的處理的其 他處理。例如,主CPU內核941接受從鼠標805、鍵盤806或操作控 制器807通過南橋904提供的命令,并且執行對應于命令的各種類型 的處理。GPU 902執行關于貼材質的最終渲染處理,以便播放要在顯示器 922上顯示的移動圖像內容的播放畫面,還管理用于在顯示器922上 立即顯示運動圖像內容的多個播放畫面和靜止圖像內容的靜止圖像時執行坐標變換計算的功能、用于放大/縮小運動圖像內容的播放畫面 和靜止圖像內容的靜止圖像的處理,等等,由此可以減輕微處理器901 上的負荷。GPU 902在微處理器901的控制下,使提供的運動圖像內容的畫 面數據和靜止圖像內容的圖像數據經受預定信號處理,將作為結果獲 得的畫面數據和圖像數據發送給顯示器922,并且在顯示器922上顯 示圖像信號。現在,由微處理器901的八個從CPU內核942-1到從CPU內核 942-8同時并行地解碼的多個運動圖像內容的播放畫面經過數據傳 輸,通過總線911傳輸到GPU 902,其傳輸速度高達例如30Gbyte/ 秒l,因此可以以高速平滑地顯示甚至具有特效的復雜畫面圖像。此外,微處理器901使運動圖像內容的畫面數據和音頻數據當中 的音頻數據經受混音處理,并且將作為結果獲得的經編輯的音頻數據 通過南橋904和聲音輸入/輸出編解碼器907發送給揚聲器921,以便 基于來自揚聲器921的音頻信號輸出音頻。在通過軟件實現上述系列處理的情況下,從網絡或記錄介質安裝 構成該軟件的程序。該記錄介質不僅包括圖40中所示的獨立于設備主單元分發以便 將程序分發給用戶的可移動介質811,如磁盤(包括軟盤)、光盤(包 括CD-ROM和DVD)、磁光盤(包括MD)、半導體存儲器等,還 包括HDD卯5、存儲設備803,其中存儲有程序等,以組裝到設備主 單元中的狀態分發給用戶。當然,存儲介質可以也是半導體存儲器, 如ROM或閃存等。在上面描述了微處理器901配有8個從CPU內核,但本發明不 限于此,并且從CPU內核的數量是可選的。此外,對于微處理器901, 可以做出這樣的配置,其中使用單核(一個內核)配置的CPU而不 是配有主CPU內核和從CPU內核的CPU。此外,可以使用多個CPU 代替微處理器901,可以使用多個信息處理設備(即,在多個設備上 聯合操作執行用于執行本發明的處理的程序)。盡管本說明書中描述程序記錄介質中存儲的程序的步驟當然可 以按描述的時間順序執行,但并不限于該時間順序,而是可以并行或 者獨立地執行。此外,本說明書中使用的系統是指配有多個設備的整個裝備。 要注意在上面,描述為單個設備的配置可以被劃分從而配有多個 設備。相反,在上面被描述為多個設備的配置可以被聯合從而構成單 個設備。此外,設備的配置可以添加除了上述以外的其他配置。此外, 一個設備的一部分配置可以被包括在另一設備的配置中,只要整體系 統的配置和操作基本不變就行。工業應用性上述本發明可以有利地應用到各種設備或系統,只要圖像被壓縮 編碼并發送、并且在傳輸目的地壓縮碼被解碼和輸出。本發明對于要 求從圖像的壓縮編碼到解碼輸出的延遲短的設備或系統是特別有利 的。例如,本發明有利地應用到例如使用機械手的遠程醫療診斷和治 療,同時觀看用視頻攝像機拍攝的圖像。此外,本發明有利地應用到 例如在廣播臺中使用的系統等中數字視頻信號的壓縮編碼和傳輸、以 及經受壓縮編碼的數字視頻信號的解碼。此外,本發明可以應用到分發居住區的視頻的系統、其中學生和
老師可以交互通信的教育系統等。
此外,本發明可以應用到傳輸用具有圖像拍攝功能的移動終端 (如具有攝像功能的蜂窩電話)拍攝的圖像數據、應用到視頻會議系 統、應用到用記錄器記錄監視攝像機拍攝的記錄圖像的監視系統,等等。
權利要求
1.一種編碼圖像數據的編碼設備,包括濾波裝置,針對所述圖像數據,執行分級濾波處理,并且生成由按照頻帶分解的系數數據構成的多個子頻帶;存儲裝置,累積地存儲所述濾波裝置生成的系數數據;和系數重排列裝置,重排列所述存儲裝置存儲的所述系數數據,以便以預定順序輸出。
2. 如權利要求1所述的編碼設備,其中,所述濾波裝置以行為 增量,從所述圖像數據的屏幕上側向底側執行所述濾波處理。
3. 如權利要求2所述的編碼設備,其中,所述濾波裝置針對所 述圖像數據,以行塊為增量執行所述濾波處理,其中所述行塊是生成 至少最低頻帶分量子頻帶的一行的量的系數數據所需的行數的圖像 數據。
4. 如權利要求1所述的編碼設備,其中,所述濾波裝置在對應 于所述圖像數據的垂直方向和水平方向上執行所述濾波處理。
5. 如權利要求1所述的編碼設備,其中,由所述濾波裝置執行 的所述濾波處理的抽頭數和分辨率級別的數量中的至少一個是根據 目標延遲時間確定的。
6. 如權利要求1所述的編碼設備,其中,所述濾波裝置執行小 波濾波處理,其中使所述濾波處理獲得的低頻帶分量子頻帶的系數數 據進一步經受所述濾波處理。
7. 如權利要求6所述的編碼設備,其中,所述濾波裝置使用提 升技術執行所述小波濾波處理。
8. 如權利要求6所述的編碼設備,其中,在所述濾波裝置使用 所述提升技術執行分辨率級別-X+l的濾波處理時,這是對于作為低 頻帶分量子頻帶用分辨率級別-X的濾波處理計算出的系數數據執行 的。
9. 如權利要求6所述的編碼設備,其中,所述存儲裝置還包括 第一緩沖裝置,保存在所述濾波裝置執行的所述小波濾波處理的過程中生成的低頻帶分量子頻帶的系數數據;和第二緩沖裝置,保存在所述濾波裝置執行的所述小波濾波處理的 過程中生成的高頻帶分量子頻帶的系數數據。
10. 如權利要求9所述的編碼設備,其中,所述第二緩沖裝置保 存所述最低頻帶以外的頻帶分量的子頻帶的系數數據,直到所述濾波 裝置生成最低頻帶分量子頻帶的系數數據為止。
11. 如權利要求1所述的編碼設備,其中,所述系數重排列裝置 重排列所述系數數據,使得按照從低頻帶分量到高頻帶分量的順序輸 出所述子頻帶。
12. 如權利要求l所述的編碼設備,其中,所述系數重排列裝置 以行塊為增量,對所述圖4象數據執行所述重排列,其中所述行塊是生 成至少最低頻帶分量子頻帶的一行的量的系數數據所需的行數的圖 像數據。
13. 如權利要求1所述的編碼設備,還包括熵編碼裝置,用于 執行所述系數數據的熵編碼。
14. 如權利要求13所述的編碼設備,其中,所述熵編碼裝置依 次執行所述系數重排列裝置重排列的系數數據的熵編碼。
15. 如權利要求14所述的編碼設備,其中,所述系數重排列裝 置重排列所述系數數據,使得按照從低頻帶分量到高頻帶分量的順序 輸出所述子頻帶;并且,其中一旦所述系數重排列裝置重排列了所述系數數據,所 述熵編碼裝置就按照從低頻帶分量到高頻帶分量的順序依次執行重 排列的系數數據的熵編碼。
16. 如權利要求13所述的編碼設備,其中,所述熵編碼裝置執 行所述濾波裝置生成的所述系數數據的熵編碼;并且,其中所述存儲裝置存儲經受了所述熵編碼裝置進行的熵編 碼的所述系數數據。
17. 如權利要求16所述的編碼設備,其中,所述存儲裝置存儲 作為所述最低頻帶以外的頻帶分量的子頻帶生成的并且經受了所述 熵編碼裝置進行的熵編碼的系數數據,直到使最低頻帶分量子頻帶的 系數數據經受了所述熵編碼裝置進行的熵編碼為止。
18. 如權利要求16所述的編碼設備,其中,所述系數重排列裝 置重排列所述存儲裝置存儲的并經受了所述熵編碼裝置進行的熵編 碼的所述系數數據,使得一旦重排列了所述系數數據,按照從低頻帶 分量到高頻帶分量的順序輸出所述子頻帶,并且按照從低頻帶分量到 高頻帶分量的順序輸出重排列的系數數據。
19. 如權利要求13所述的編碼設備,其中,所述熵編碼裝置對 同一子頻帶內的多行系數數據執行成批熵編碼。
20. 如權利要求13所述的編碼設備,其中,所述熵編碼裝置按 照從低頻帶到高頻帶的順序針對在一維方向上排列的系數數據流,編 碼構成行塊的所有子頻帶的行,其中所述行塊是與生成至少最低頻帶 分量子頻帶的一行系數數據所需的行數的圖像數據相對應的系數數 據組。
21. 如權利要求13所述的編碼設備,所述熵編碼裝置包括 量化裝置,量化所述濾波裝置生成的所述系數數據;和 信源編碼裝置,對通過所述量化裝置量化所述系數數據而獲得的量化結果系數執行信源編碼。
22. 如權利要求13所述的編碼設備,還包括 分組化裝置,將預定頭添加到所述熵編碼裝置對每個行塊的系數數據按照從低頻帶分量到高頻帶分量的順序執行熵編碼而獲得的編 碼結果數據,并且將該頭和數據主體分組化,其中所述行塊是與生成 至少最低頻帶分量子頻帶的一行系數數據所需的行數的圖像數據相 對應的所述系數數據的集合;和發送裝置,將所述分組化裝置生成的所述分組發送出去; 其中所述熵編碼裝置、所述分組化裝置和所述發送裝置同時且并 行執行各個處理;并且,其中所述熵編碼裝置以所述行塊為增量執行所述系數數據 的所述熵編碼;并且,其中一旦通過所述熵編碼裝置執行熵編碼而生成每個行塊 的編碼結果數據,所述分組化裝置就分組化每個所述行塊的編碼結果 數據;并且,其中一旦所述分組化裝置分組化了每個行塊的編碼結果數 據,所述發送裝置就將獲得的分組發送出去。
23. 如權利要求22所述的編碼設備,其中,所述頭記錄有用于 標識屏幕中的所述行塊的標識信息、數據主體的數據長度和編碼信 息。
24. 如權利要求23所述的編碼設備,其中,所述熵編碼裝置包括量化裝置,量化所述濾波裝置生成的所述系數數據;和 信源編碼裝置,對通過所述量化裝置量化所述系數數據而獲得的 量化結果系數執行信源編碼;其中所述編碼信息包括所述量化裝置執行量化的量化步長大小。
25. 如權利要求24所述的編碼設備,其中,所述量化步長大小 的信息包括每個子頻帶的量化步長大小的信息。
26. —種用于編碼圖像數據的編碼設備的編碼方法,所述方法包括濾波步驟,針對所述圖像數據,執行分級濾波處理,并且生成由 按照頻帶分解的系數數據構成的多個子頻帶;存儲控制步驟,在存儲單元中累積地存儲通過所述濾波步驟中的 處理生成的所述系數數據;和系數重排列步驟,重排列通過被所述存儲控制步驟中的處理控制 而存儲在所述存儲單元中的所述系數數據,以便以預定順序輸出。
27. —種對其中已編碼了圖像數據的編碼圖像數據進行解碼的解 碼設備,包括存儲裝置,存儲通過使所述圖像數據分級地經受第一濾波處理而 獲得的、以行為增量提供的、由按照頻帶分解的系數數據構成的多個 子頻帶的系數數據;系數重排列裝置,重排列所述存儲裝置存儲的所述系數數據,以 ^便以預定順序輸出;和濾波裝置,對所述重排列裝置重排列的并從所述存儲裝置輸出的 所述系數數據執行第二濾波處理,并且合成由按照頻帶分解的多個子 頻帶的系數數據,以便生成所述圖像數據。
28. 如權利要求27所述的解碼設備,其中,所述系數重排列裝 置重排列所述系數數據,使得按照從低頻帶分量到高頻帶分量的順序 輸出所述子頻帶。
29. 如權利要求27所述的解碼設備,其中,所述系數重排列裝 置以行塊為增量,對存儲在所述存儲裝置中的所述系數數據執行所述 重排列,其中所述行塊是與生成至少最低頻帶分量子頻帶的一行的量
30. 如權利要求27所述的解碼設備,其中,所述濾波裝置以行 為增量,從屏幕上側向底側執行所述第二濾波處理,從而生成所述圖 像數據。
31. 如權利要求27所述的解碼設備,其中,所述濾波裝置以行 塊為增量對所迷系數數據執行所述第二濾波處理,其中所述行塊是與 生成至少最低頻帶分量子頻帶的一行的量的系數數據所需的行數的 圖像數據相對應的系數數據的集合.
32. 如權利要求27所述的解碼設備,其中,所述濾波裝置使用 提升技術執行所述第二濾波處理。
33. 如權利要求27所述的解碼設備,還包括熵解碼裝置,用于 以行為增量對每個子頻帶執行所述編碼數據的熵解碼;其中所述存儲裝置存儲由所述熵解碼裝置執行所述熵解碼而獲 得的系數數據。
34. 如權利要求33所述的解碼設備,其中,所述熵解碼裝置執 行編碼數據的解碼,其中對構成行塊的所有子頻帶的行已進行了編碼 和將其一維排列,其中,所述行塊是與生成至少最低頻帶分量子頻帶 的 一行系數數據所需的行數的圖像數據相對應的系數數據組。
35. 如權利要求33所述的解碼設備,所述熵解碼裝置包括 信源解碼裝置,對所述編碼數據執行信源解碼;和 反向量化裝置,對作為所述信源解碼裝置的信源解碼結果而獲得的系數數據執行反向量化。
36. —種對其中已編碼了圖像數據的編碼圖像數據進行解碼的解 碼設備的解碼方法,所述方法包括存儲控制步驟,在存儲單元中存儲通過使所述圖像數據分級經受 第一濾波處理而獲得的、以行為增量提供的、按照頻帶分解的系數數 據構成的多個子頻帶的系數數據;系數重排列步驟,重排列通過被在所述存儲控制步驟中的處理控 制而存儲在所述存儲單元中的所述系數數據,以便將其以預定順序輸 出;和濾波步驟,對通過所述重排列步驟中的處理而重排列的并從所述 存儲單元輸出的系數數據執行第二濾波處理,并且合成由按照頻帶分 解的多個子頻帶的系數數據,以便生成所述圖像數據。
37. —種傳輸系統,包括編碼圖像數據的編碼設備;和解碼其述編碼設備與所述解碼設備之間傳輸所述編碼數據; 、 其中,所述編碼i殳備包括第一濾波裝置,針對所述圖像數據,分級執行第一濾波處理,并 且生成由按照頻帶分解的系數數據構成的多個子頻帶,存儲裝置,累積地存儲所述第一濾波裝置生成的所述系數數據,和系數重排列裝置,重排列所述存儲裝置存儲的所述系數數據,以 便將其以預定順序輸出;并且,其中所述解碼設備包括第二濾波裝置,對經由傳輸路徑從所述編碼設備發送的、由所述 重排列裝置重排列的并從所述存儲裝置輸出的所述系數數據執行第二濾波處理,并且合成按照頻帶分解的多個子頻帶的系數數據,以便 生成所述圖像數據。
全文摘要
一種使得接收側能夠輸出被壓縮編碼且在短時間內發送的圖像數據作為解碼圖像的編碼設備和方法、解碼設備和方法以及傳輸系統。為了小波變換,以行為單位執行每行的濾波處理,由此生成最低頻帶分量中的一行系數數據。使第一行到第七行經受第一濾波處理。在劃分級別=1上生成高頻帶分量的系數C1、系數C2和系數C3、以及低頻帶分量的系數Ca、系數Cb和系數Cc。在劃分級別=2上,由系數Ca、系數Cb和系數Cc生成高頻帶分量的系數C4和低頻帶分量的系數C5。按照從低頻帶到高頻帶的順序重排列這些系數,并且將其提供給合成濾波器。合成濾波器按照提供的順序執行系數的濾波處理,以生成圖像數據并將其輸出。
文檔編號H03M7/30GK101129063SQ20068000586
公開日2008年2月20日 申請日期2006年11月17日 優先權日2005年11月18日
發明者保坂和壽, 安藤勝俊, 福原隆浩 申請人:索尼株式會社