CN100518320C

CN100518320C - 信号再现装置

Info

Publication number: CN100518320C
Application number: CNB2005800197822A
Authority: CN
Inventors: 松井智子; 山口良二; 帆足克己
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2025-12-20
Also published as: JP4433319B2; WO2006120778A1; US20080025410A1; EP1755343A1; EP1755343A4; JPWO2006120778A1; CN1969557A

Abstract

基于多个编码流的输入流信息，解码控制部(103)设定该多个编码流的处理单位的解码处理所需要的分配时间，基于该分配时间，解码部(101)在切换多个编码流的输入的同时进行解码处理。

Description

信号再现装置

技术领域

本发明涉及一种对被压缩编码了的流进行再现的信号再现装置。

背景技术

图6是表示对用MPEG编码方式压缩了的位流(bit stream)进行解码处理的信号再现装置的以往的结构的框图。如图6所示，该信号再现装置，包括暂时存储输入流的流缓冲器600、对被存储在该流缓冲器600中的输入流进行解码的解码部601、将由该解码部601所解码了的数据作为视频数据输出的视频输出部602、以及对该视频输出部602输出时间信息的时钟603。

上述解码部601，包括可变长度解码部6011、逆量化部6012、IDCT部6013、加法部6014、以及运动补偿预测部6015。下面，说明各构成要素。

上述可变长度解码部6011，接收存储在流缓冲器600中的输入流，依照MPGE编码方式对16×16像素的每一宏块的编码信息进行解码处理，该解码处理即编码模式、运动矢量、量化值、量化DCT系数等处理。

上述逆量化部6012，接收从上述可变长度解码部6011所输出的量化值和量化DCT系数，以8×8像素的块单位进行逆量化处理后，输出DCT系数。

上述IDCT部6013，接收从上述逆量化部6012所输出的DCT系数，对该DCT系数进行逆DCT处理，输出像素数据。

上述加法部6014，接收从上述IDCT部6013所输出的像素数据和从后述的运动补偿预测部6015所输出的预测图像数据，将这些数据进行加法处理，生成图像数据。该图像数据被输出到上述视频输出部602。

上述运动补偿预测部6015，根据后述的视频输出部602的帧缓冲器内的参考图像和可变长度解码部6011输出的运动矢量信息，生成预测图像数据，将该预测图像数据向加法部6014输出。

上述视频输出部602，具有可存储多个帧的帧缓冲器，按照输入流的格式，与从上述时钟器603输出的时间信息同步地输出帧缓冲器内的视频数据。

这样，在以往的信号再现装置中，1个流的解码处理就需要1个信号再现装置。因此，在处理多个流时，需要多个信号再现装置，这就带来电路面积和成本增大这样的问题。

为了消除这样的问题，在专利文献1中公开了如下的再现方法：输入对多个流进行了时分多路复用的流和用于多路分解(demultiplexing)这些流的控制信号；在对进行了多路复用而成的输入流重新进行多路分解的同时，在1个解码部中对该输入流以时分方式进行解码处理，将解码后的结果输出。在此，解码器的切换例如以宏块单位来进行。

专利文献1：日本特开2000-165816号公报

发明内容

但是，在上述再现方法中，由于是以接收对多个输入流进行了多路复用而成的流这一情况为前提，因此存在无法输入独立的多个流这样的问题。

另外，在对用MPEG编码方式压缩了的位流进行解码处理的信号再现装置中，虽然解码图像被暂时存储在帧缓冲器中，但为了使再现连续性地继续进行，以固定显示的时序(timing)输出解码图像。因此，在以时分方式进行解码处理时，如不做成最佳的时间分配，将会出现输出受到影响这样的问题。进而，即使能做成最佳的分配时间，仍存在由于流的供给状态而使解码延迟这样的问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种以时分方式进行独立的多个流的解码处理，同时输出多个流的解码数据的信号再现装置，在该信号再现装置中，能够将分配到1个流的解码处理中的处理时间做成与输入流相应的最佳的时间分配。

即，本发明是一种信号再现装置，接收独立的N个编码流，在以时分方式切换该N个编码流的同时，分别对该N个编码流进行解码处理，其中N为自然数，所述信号再现装置的特征在于：

包括

流缓冲器，分别存储上述N个编码流；

解码装置，按预定的处理单位对上述编码流进行解码处理，输出其解码数据；

视频输出装置，具有帧缓冲器，该帧缓冲器分别存储将上述N个编码流解码后的N个解码数据；

第1开关，设在上述流缓冲器与上述解码装置之间；

第2开关，设在上述解码装置与上述视频输出装置之间；以及

解码控制装置，接收上述N个编码流的输入流信息，基于该输入流信息，输出用于控制上述第1开关和上述第2开关的切换动作的切换信号；

上述第1开关，基于上述所输入的切换信号，选择性地输出分别存储在上述流缓冲器中的编码流；

上述第2开关，基于上述被输入的切换信号，切换从上述解码装置所输出的解码数据的输出目的地，使得上述解码数据存储在对应的上述帧缓冲器中；

上述解码控制装置，接收上述N个编码流的输入流信息，根据该输入流信息，设定该编码流的处理单位的解码处理所需要的分配时间，而在经过了上述分配时间时，对上述第1和第2开关输出上述切换信号。

如上所述，采用本发明，由于在用解码装置以时分方式切换独立的多个编码流的同时进行解码处理的情况下，基于该多个编码流的输入流信息，设定该多个编码流的处理单位的解码处理所需要的分配时间，并基于该分配时间切换该多个编码流的输入，因此能够保证对该多个编码流的每一个的处理时间，不会受到其他编码流的解码处理中的延迟等影响，作业效率得到提高。

另外，在经过上述分配时间作为处理单位的图像的解码处理也未完成的情况下，继续进行处理直到由多个宏块构成的片(slice)的处理完成为止，在片内的所有宏块的解码处理完成时中断解码处理，切换成要进行下一处理的流，这样一来，能够在再次对编码流进行解码时，从先前解码处理被中断了的编码流的下一片的位置重新开始解码处理。

这样，通过以称为片或宏块的编码的处理子单位切换解码处理，而不是以时间单位切换解码处理，能够容易进行解码处理中的控制。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的信号处理再现装置的结构的框图。

图2是表示本发明实施方式的信号处理再现装置的动作时序的图。

图3是表示本发明实施方式的信号处理再现装置的另一动作时序的图。

图4是表示本发明实施方式的信号处理再现装置的又一动作时序的图。

图5是表示本实施方式的信号处理再现装置中中断解码处理时的动作的图。

图6是表示以往的信号再现装置的结构的框图。

具体实施方式

下面，根据附图详细说明本发明的实施方式。下面的优选实施方式的说明本质上是例示而已，这并不意图限制本发明及其适用物或其用途。

图1是表示本发明实施方式的信号处理再现装置的结构的框图。如图1所示，附图标记100是流缓冲器，所称的流1、2这2个位流被输入到该流缓冲器100后，被分别存储在流缓冲器100内的缓冲器1001、1002中。在本实施方式中，所输入的位流都是以MPEG2方式压缩了的视频流，下面进行说明。

存储在上述流缓冲器100的缓冲器1001、1002中的流1、2，由开关104选择性地将其中的一者输出到解码部101中。

具体而言，根据从后述解码控制部103输出的开关切换信号，选择性地切换开关104中的信号输出路径，仅将所选择的流输出到解码部101。

上述解码部101，在其内部具有可变长度解码部1011、逆量化部1012、IDCT部1013、加法部1014、以及运动补偿预测部1015。下面，说明各构成要素的功能。

上述可变长度解码部1011，接收由上述开关104选择性地输出的流数据，依照MPGE编码方式，对16×16像素的每一宏块的编码信息进行解码处理，该解码处理即编码方式、运动矢量、量化值、以及量化DCT系数等处理。

上述逆量化部1012，接收从上述可变长度解码部1011所输出的量化值和量化DCT系数，以8×8像素的宏块单位进行逆量化处理，输出DCT系数。

上述IDCT部1013，接收从上述逆量化部1012所输出的DCT系数，对该DCT系数进行逆DCT处理后输出像素数据。

上述加法部1014，接收从上述IDCT部1013所输出的像素数据和从后述的运动补偿预测部1015所输出的预测图像数据，进行加法处理后生成图像数据。然后，该图像数据通过开关105向视频输出部102输出。

上述运动补偿预测部1015，用从后述的开关106所输出的参考图像和从可变长度解码部1011所输出的运动矢量信息，生成预测图像数据。然后，该预测图像数据被输入到上述加法部1014。

上述开关105，选择性地切换从上述解码部101所输出的图像数据的输出目的地。具体而言，根据从后述解码控制部103所输出的开关切换信号，选择性地切换开关105中的信号输出路径，使得图像数据被输出到上述视频输出部102内的帧缓冲器1021、1022中的任一者。

上述视频输出部102，具有与输入流的数量对应的多个帧缓冲器。在本实施方式中，具有与2个流1、2对应的2个帧缓冲器1021、1022。在此，流1的解码结果被存储在帧缓冲器1021中，流2的解码结果被存储在帧缓冲器1022中。然后，按照输入流的格式，输出被存储在帧缓冲器1021、1022中的流。

上述开关106，读出存储在上述视频输出部102的帧缓冲器1021、1022中的参考帧，基于从后述解码控制部103所输出的开关切换信号，选择性地切换信号输出路径，存储在帧缓冲器1021、1022中的参考帧中的一者被输出到上述运动补偿预测部1015中。

上述解码控制部103，具有生成表示信号再现装置的动作的基准时间的时间信息的时钟1031、和开关控制部1032。

上述开关控制部1032，根据从上述时钟1031所输出的时间信息；包含所输入的流的析像度或格式、再现方法等信息的输入流信息；以及从上述可变长度解码部1011所输出的解码信息，判断开关切换时序，输出开关切换信号。如上所述，该开关切换信号分别被输入到开关104、105、106。

当上述开关切换信号被输入到各开关104、105、106时，在处理流1的情况下选择性地连接端子A，在处理流2的情况下选择性地连接端子B。

另外，上述解码信息，是正在处理的流中的解码进度信息，示出了宏块处理完成通知和帧处理完成通知。

下面，用图2说明本实施方式的信号再现装置的动作时序。在本实施方式中使用的解码部101的处理性能，能够在1帧(隔行扫描时为2个场，逐行扫描时为1帧)显示时间，对MP@HL的位流进行2帧的解码。

在下面的说明中，基本上为在1帧显示时间对输入的2个流进行1帧的解码处理。另外，也可以进行能在给予1个流的处理时间进行处理的帧的数量的解码处理。

图2示出了输入的流1、2分别是作为MPEG2MP@ML的480I的隔行扫描信号的位流的情况的处理动作，对开关控制部1032输入以下信息作为输入流信息。

流1＝MPEG2MP@ML、480I，1倍速再现

流2＝MPEG2MP@ML、480I，1倍速再现

在该情况下，由于所输入的流1、2都是隔行扫描的MP@ML流，因此上述开关控制部1032均等地分配1帧显示时间中的各帧的解码处理时间，基于来自时钟1031的时间信息，每隔1场时间(16.5msec)就将切换控制信号输出到各开关104、105、106。由此，每隔1场时间，就对输入到解码部101中的流按流1、流2、流1...这样的顺序进行切换。

上述解码部101，当接收到流时就进行1帧的解码处理。具体而言，在可变长度解码部1011中，在进行依照MPEG2的编码方式的解码处理的同时，向开关控制部1032通知宏块处理完成通知和帧处理完成通知。

上述视频输出部102，依照来自时钟脉冲1031的时间信息，按显示顺序并以场单位输出存储在帧存储器的图像数据。在输入流为逐行扫描的情况下，以帧单位进行输出。

如上所述，基于来自解码控制部103的控制信号，在1场时间切换进行每1帧的解码处理，由此能够同时且连续地从视频输出部102输出2个流。另外，即使流1、2都是MPEG2MP@ML的情况下，也均等地分配解码处理时间即可。

图3示出输入的流1为MPEG2MP@HL的1080I、流2为MPEG2MP@ML的480I的隔行扫描信号的位流时的处理动作，对开关控制部1032输入以下信息作为输入流信息。

流1＝MPEG2MP@HL、1080I，1倍速再现

流2＝MPEG2MP@ML、480I，1倍速再现

在该情况下，所输入的流1为MP@HL流，流2为MP@ML流，因此，上述开关控制部1032，基于解码部101的处理性能，确定1帧的显示时间中流1、2各自的分配时间。

如上所述，本实施方式中的解码部101的处理性能是能够在1帧显示时间处理MP@HL流的2个帧，因此，在流畅地进行流供给的情况下，流1的解码处理在1场时间内完成。但是，在流供给产生延迟而使解码时间发生延迟的情况下，有时在1场时间内完成不了解码处理。

另一方面，可以这样认为：作为MP@ML流的流2的解码处理即使产生下溢也足够在1场时间内完成。

考虑上述内容，优选的是，使流1的分配时间为1.5个场时间，使流2的分配时间为0.5个场时间。

在此，得知这样的情况：在解码图像的P6中，在流1产生解码延迟，经过流1的分配时间也没有完成解码处理。在该情况下，开关控制部1032，即使在经过1场(field)时间而到了流2的处理开始时间的情况下，也不输出开关切换信号。

然后，开关控制部1032确认来自可变长度解码部1011的宏块处理完成通知。此时，开关控制部1032，保存作为解码参数的、重新开始解码处理时所需要的信息，该所需要的信息例如为宏块的位置信息(MBWidth、MBHeight)、运动矢量等宏块信息。在该所需要的信息保存完成之后，从开关控制部1032输出开关切换信号。

然后，各开关104、105、106被切换到要处理流2的端子B，开始进行流2的B6的解码处理。

然后，当经过流2的解码时间时，开关控制部1032确认B6的解码处理完成，输出开关切换信号。

基于该开关控制信号，各开关104、105、106被切换成要处理流1的端子A，从处于流1的解码处理中途的宏块开始解码处理。

此时，由于可变长度解码部1011被设定为用于流2的解码处理，因此需要返回到流1的解码处理中途的状态。即，将先前所保存的解码参数再次设定在可变长度解码部1011中后，对P6和B4进行解码处理。

这样，解码处理因输入处理系统的延迟等而没有完成时，需要在该时刻中断该处理，但以时分方式进行解码处理时，若以处理单位中断该解码处理，则可以重新开始下一时序中的处理。

即使在流1、2都为MPEG2MP@HL流时，在其中的一者以子画面进行显示这样的情况下，数据处理量很少就可以，因此，若优先对另一者的流分配解码时间，则能够高效率地进行解码处理。

在图4中，输入的流1为MPEG2MP@HL的1080I的位流，流2为MPEG2MP@ML的480I的位流，图4示出了高速再现流1时的处理动作，对开关控制部1032输入以下信息作为输入流信息。

流1＝MPEG2MP@HL、1080I，2倍速再现

流2＝MPEG2MP@ML、480I，1倍速再现

上述开关控制部1032，基于解码部101的处理性能确定1个帧显示时间中流1、2各自的分配时间。在图4所示的例子中，由于以2倍速再现流1，产生了对每2个帧进行1次跳跃的处理，需要考虑这一点来确定分配时间。

如上所述，本实施方式的解码部101的处理性能，能够在1帧显示时间内处理MP@HL流的2帧的量，因此流的供给流畅，但即便这样对流1的处理时间也会较长。

考虑到以上情况，优选使流1的分配时间为1.5个场时间，使流2的分配时间为0.5个场时间。由于后面的处理动作与图2或图3所示例子相同，因此省略其说明。

图5是表示中断解码处理时的动作。如图5所示，在本实施方式的信号再现装置中，以宏块单位进行解码处理，例如，在MB#A的处理中经过了分配时间的情况下，开关控制部1032，进行等待直到该MB#A的处理完成。

然后，开关控制部1032，获得可变长度解码部1011的解码信息。具体而言，预先保存重新开始接下来的解码处理时所需要的信息，该所需要的信息例如为宏块的位置信息(MBWidth、MBHeight)、运动矢量等宏块信息。然后，在重新开始接下来的解码处理时，再次对可变长度解码部1011设定这些参数。

也可以是，不以宏块单位而以片单位进行解码处理的切换。片以片单位来独立，因此不需要保存宏块信息，能够得到更简单地进行流地切换处理的效果。

在以片单位进行解码处理的切换时，从当前处理中的片的起始开始处理。此时，为了重新开始解码处理所需要的信息为片的开始位置。进而，为了重新开始解码，预先进行保护以使流缓冲器100内的位流数据不被改写即可。

在本发明的实施方式中，说明了输入2个流的情况，但不限于该实施方式，也可以基于解码部101的解码处理性能与输入流信息的关系来确定输入的流的数量。在该情况下，只要追加流缓冲器和帧缓冲器即可。

在本实施方式中，由开关控制部1032确定的分配时间，是基于输入流的各自的1图像(picture)的处理时间来确定的，但不限于该方式，例如也可以基于解码部101的性能、输入流的数量及输入流信息来确定。

在本实施方式中，在经过了流1的分配时间之后，开始流2的解码处理，但不限于该方式，也可以在流1的1帧处理完成之后，立刻开始流2的解码处理。这样，例如，在流1为MP@ML流、流2为MP@HL流的情况下，能够对流2分配更多的分配时间。

在本实施方式中，设为输入以MPEG2方式编码了的流，但不限于该方式，只要是被分层编码而成的编码流即可。

工业上的可利用性

如以上说明那样，本发明能获得以下的实用性很高的效果，即，能够在信号再现装置中将分配给1个流的解码处理的处理时间做成与输入流相应的最佳的时间分配，因此本发明非常有用，工业上的可利用性很高。这样的信号再现装置可用于记录在光盘、硬盘上的信号，或数字电视等的再现装置。

Claims

1.一种信号再现装置，接收独立的N个编码流，在以时分方式切换该N个编码流的同时，分别对该N个编码流进行解码处理，其中N为自然数，所述信号再现装置的特征在于：

包括

流缓冲器，分别存储上述N个编码流；

第1开关，设在上述流缓冲器与上述解码装置之间；

第2开关，设在上述解码装置与上述视频输出装置之间；以及

解码控制装置，接收上述N个编码流的输入流信息，基于该输入流信息，输出用于控制上述第1开关和上述第2开关的切换动作的切换信号，

上述第1开关，基于上述所输入的切换信号，选择性地输出分别存储在上述流缓冲器中的编码流，

上述第2开关，基于上述被输入的切换信号，切换从上述解码装置所输出的解码数据的输出目的地，使得上述解码数据存储在对应的上述帧缓冲器中，

上述解码控制装置，接收上述N个编码流的输入流信息，根据该输入流信息，设定该编码流的处理单位的解码处理所需要的分配时间，在经过了上述分配时间时，对上述第1开关和上述第2开关输出上述切换信号。

2.根据权利要求1所述的信号再现装置，其特征在于：

上述输入流信息，包括上述N个编码流的每一个的析像度信息、表示进行跳跃和冻结的特殊再现的再现模式信息、以及规定隔行扫描和逐行扫描的显示速率的帧速率信息中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的信号再现装置，其特征在于：

上述解码控制装置还具有这样的功能，即，在经过上述分配时间之前完成了上述编码流的处理单位的解码处理的情况下，在该解码处理完成后，立刻输出上述切换信号。

4.根据权利要求1所述的信号再现装置，其特征在于：

上述解码控制装置还具有这样的功能，即，在经过上述分配时间上述编码流的处理单位的解码处理还没有完成的情况下，在经过该分配时间时仍在进行解码处理的构成上述处理单位的处理子单位的解码处理已完成，并且保存了该处理子单位的解码信息后，输出上述切换信号。

5.根据权利要求4所述的信号再现装置，其特征在于：

上述解码装置，当在紧前的解码处理中在上述分配时间内完成了所输入的编码流的处理单位的解码处理时，开始对下一处理单位的解码处理；

而当在紧前的解码处理中在上述分配时间内没有完成所输入的编码流的处理单位的解码处理时，基于在该紧前的解码处理中所保存的上述解码信息，重新开始对没有完成上述解码处理的处理单位的解码处理。

6.根据权利要求4所述的信号再现装置，其特征在于：

上述处理子单位是由多个作为编码的最小单位的宏块构成的片；

上述解码信息是图像信息和片信息。

7.根据权利要求4所述的信号再现装置，其特征在于：

上述处理子单位是作为编码的最小单位的宏块；

上述解码信息是图像信息、片信息、以及宏块信息。

8.根据权利要求1所述的信号再现装置，其特征在于：

上述解码控制装置还具有这样的功能，即，在经过上述分配时间上述编码流的处理单位的解码处理还没有完成的情况下，在保存了经过该分配时间时解码处理已经完成的构成该处理单位的处理子单位的解码信息之后，输出上述切换信号。

9.根据权利要求8所述的信号再现装置，其特征在于：

而当在紧前的解码处理中在上述分配时间内没有完成所输入的编码流的处理单位的解码处理时，基于在上述紧前的解码处理中所保存的上述解码信息，重新开始对没有完成上述解码处理的处理单位的解码处理。

10.根据权利要求8所述的信号再现装置，其特征在于：

上述解码信息是图像信息和片信息。

11.根据权利要求8所述的信号再现装置，其特征在于：

上述处理子单位是作为编码的最小单位的宏块；

上述解码信息是图像信息、片信息、以及宏块信息。

12.根据权利要求1所述的信号再现装置，其特征在于：

上述处理单位由M张图像构成，其中M为自然数。

13.根据权利要求1所述的信号再现装置，其特征在于：

上述N个编码流是被分层编码而成的流。