JP2000115773A - 可変速度ｍｐｅｇ―２ビデオシンタックスプロセッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＭＰＥＧ−２ビデオデコーダは、ＭＰＥＧ−２
符号化画像データを復号し、スライスおよびマクロブロ
ック層に対するＭＰＥＧ−２シンタックスを解析する。 【解決手段】 ＭＰＥＧ−２映像信号デコーダは、状態
マシンとして実現されるシンタックスパーサを有してい
る。状態マシンは、ＭＰＥＧ−２ビットストリームを復
号化するために別個のパース動作が行われる、複数の状
態を規定する。状態マシンの各状態について異なる処理
時間が確立される。状態の各処理時間の終わりよりも前
に特定の状態のための処理が完了しても、その時間区間
の終わりまではその状態から次の状態への遷移は起こら
ない。各状態のための処理時間は、状態マシンに結合さ
れたマイクロプロセッサによって設定される。各状態の
ための処理時間は、イメージの内容に基づいて、あるい
は状態マシンを実現するために用いられた回路中の変化
に対応するために、変化され得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｍｏｖｉｎｇ Ｐ
ｉｃｔｕｒｅｓ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ（ＭＰＥ
Ｇ）によって仕様が定められるＭＰＥＧ−２形式に従っ
て圧縮された画像データを処理するためのデコーダに関
し、より詳細には、ＭＰＥＧ−２ビットストリームの各
セグメントの復号に対して、異なる時間間隔が割り当て
られ得るデコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＰＥＧ−２規格のもとで実施されるビ
デオ信号圧縮は、本質的に可変速度である。ビデオデー
タは、画像シーケンスの空間周波数コンテンツに基づく
か、またはシーケンス内の個々の画像のうちの空間周波
数コンテンツの違いに基づいて圧縮される。

【０００３】ＭＰＥＧ−２ビデオ符号化規格の教示とし
て参照することにより本願に援用するＭＰＥＧ−２規格
のシンタックスは、”Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｃｏｄｉｎｇ
ｏｆＭｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ Ａｓｓ
ｏｃｉａｔｅｄ ＡｕｄｉｏＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：
Ｖｉｄｅｏ”と題され、ＩＳＯ／ＩＥＣ、Ｇｅｎｅｖ
ａ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄから入手できるＩｎｔｅｒ
ｎａｔｉｏｎａｌＳｔａｎｄａｒｄ １３８１８−２
Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ ＩＴＵ−ＴＨ．２６２
に説明されている。この規格は、オーディオおよびビデ
オデータ両方を伝達するために用いられるデータレコー
ドのいくつかの層を定義する。簡略化の目的で、本明細
書ではオーディオデータの復号は説明しない。特定のビ
デオシーケンスを説明する符号化データは、複数の入れ
子状の層、即ちシーケンス層、映像グループ層、映像
層、スライス層、およびマクロブロック層で表現され
る。マクロブロックレコードを除く各層は、その層を識
別する開始コードで始まる。このレコードは、ヘッダー
データおよびペイロード（ｐａｙ ｌｏａｄ）データを
含む。

【０００４】シーケンス層は、比較的大きな数の連続画
像の復号に影響を及ぼす映像サイズおよびアスペクトレ
シオなどのパラメータを定義する。映像グループ層は、
より小さい数の画像に対するパラメータを定義し、映像
層は、単一画像に対するパラメータを定義する。一つの
画像の中では、スライスレコードが、複数のマクロブロ
ックから成る画像の水平セグメントに対するパラメータ
を定義する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、実際の画像デ
ータは、マクロブロック層の中にある。典型的なＭＰＥ
Ｇ−２ビットストリームでは、映像、映像グループおよ
びシーケンスレコードより多いマクロブロックおよびス
ライスレコードがある。従って、シーケンスレコード、
映像グループレコード、および映像レコードに対するヘ
ッダーは、従来のマイクロプロセッサ上で動作するソフ
トウェアに適用されたアルゴリズムを用いて復号され得
る。しかし、スライスレコードおよびマクロブロックレ
コードは、ビットストリーム中でより頻繁に発生し、典
型的には専用目的のハードウェアを用いて復号される。

【０００６】典型的なデコーダでは、スライス及びマク
ロブロックレコードのヘッダーを復号するのに用いられ
る回路は、マクロブロックレコードのペイロードを復号
するのに用いられる回路によって束縛される。マクロブ
ロック復号処理において任意の変更を行った場合、典型
的には、スライスおよびマクロブロックヘッダーを処理
する回路に対しても、対応する変更が行われる。例え
ば、既存のマクロブロックデコーダが、より小さなジオ
メトリ（例えば、１ミクロン処理から半ミクロン処理で
トランスレイトされる）を有する半導体処理技術を用い
て適用された場合、完全なビットストリームが適切に処
理されるように、スライスおよびマクロブロックヘッダ
ーを復号するハードウェアを再設計する必要があり得
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による装置は、各
々がヘッダ情報およびペイロードデータを有する多数の
レコードタイプを定義する、所定のプロトコルに適合す
るデジタル符号化信号を処理するための装置であって、
該多数のレコードタイプのうち少なくとも選択されたレ
コードタイプ中の該ヘッダ情報をパースする状態マシン
であって、該状態マシンは別個のパース動作を行う状態
を定義し、状態間の遷移は該デジタル符号化信号をパー
スすることによって決定される、状態マシンと、複数の
該状態タイプについて、第１の状態および第２の状態の
ための各状態時間を含む各処理時間を定義するための手
段と、該第１の状態によって表される処理ステップを行
うための処理手段と、該第１の状態のための該各定義さ
れた処理時間が過ぎて該第２の状態に遷移するまで待つ
ための遅延手段と、を有し、それにより上記目的が達成
される。

【０００８】本発明による装置は、前記状態タイプの各
々のための前記各処理時間を適応的に指定するための手
段をさらに有し、各状態の該処理時間は前記レコードの
前記ペイロードデータに応じて変化してもよい。

【０００９】本発明による装置は、前記状態タイプの各
々のための前記各処理時間を適応的に指定するための手
段をさらに有し、各状態の該処理時間は、前記状態マシ
ンに結合された他の処理要素中の変化に応じて変化して
もよい。

【００１０】本発明による装置は、スライスレベルレコ
ードを有し、各スライスレベルレコードはヘッダ情報お
よび複数のマクロブロックレベルレコードを有し、各マ
クロブロックレベルレコードはヘッダ情報および周波数
領域係数値の複数のブロックを有しているＭＰＥＧ−２
符号化信号を処理するための装置であって、該装置は、
該スライスレベルレコード中の該ヘッダ情報をパースす
る第１の状態および、該マクロブロックレベルレコード
中のヘッダ情報をパースする第２の状態を有することに
より、該ＭＰＥＧ−２符号化信号から該周波数領域係数
値の複数のブロックを抽出する状態マシンであって、該
第１および第２の状態のための各処理時間を定義する手
段と、該第１の状態によって表される処理ステップを行
うための処理手段と、該第１の状態のための該各定義さ
れた処理時間が過ぎて該第２の状態に遷移するまで待つ
ための遅延手段と、該第２の状態によって表される処理
ステップを該複数のマクロブロック中の該ヘッダ情報に
対して行うことにより、該複数のマクロブロックから該
周波数領域係数値のブロックを抽出する処理手段と、を
有する状態マシンと、該抽出された周波数領域係数値の
ブロックを、空間領域画素値に変換するためのマクロブ
ロック復号化手段と、を有し、それにより上記目的が達
成される。

【００１１】本発明における装置は、前記複数のマクロ
ブロックは予測的に符号化されたマクロブロックおよび
双方向的に予測的に符号化されたマクロブロックを含
み、該予測的に符号化されたマクロブロックのマクロブ
ロックヘッダは単一の動きベクトルを有し、該双方向的
に予測的に符号化されたマクロブロックは複数の動きベ
クトルを有し、該装置はさらに、前記第１および第２の
状態の各々のための前記各処理時間を適応的に指定する
ための手段をさらに有し、該第２の状態の該処理時間は
予測的に符号化されたマクロブロックおよび双方向的に
予測的に符号化されたマクロブロックの処理に応じて変
化してもよい。

【００１２】本発明における装置は、前記ＭＰＥＧ−２
データ信号の単一のイメージの復号化のために所定の時
間量が割り当てられ、前記第１および第２の状態の各々
のための前記各処理時間を適応的に指定するための前記
手段は、該所定の時間量の各第１および第２の部分を該
第１および第２の状態のための該各処理時間として指定
してもよい。

【００１３】本発明による装置は、前記状態タイプの各
々のための前記各処理時間を適応的に指定するための手
段をさらに有しており、各状態の該処理時間は前記マク
ロブロック復号化手段中の変化に応じて変化してもよ
い。

【００１４】本発明による方法は、各々がヘッダ情報お
よびペイロードデータを有する多数のレコードタイプを
定義する、所定のプロトコルに適合するデジタル符号化
信号を処理するための方法であって、状態マシンの各状
態において別個のパース動作を行い、該デジタル符号化
信号がパースされる際に状態間を遷移することにより、
該多数のレコードタイプのうち少なくとも選択されたレ
コードタイプ中の該ヘッダ情報をパースする工程と、複
数の該状態について、該状態のうち第１の状態および該
状態のうち第２の状態のための各状態時間を含む各処理
時間を定義する工程と、該第１の状態によって表される
処理ステップを行うための工程と、該第１の状態のため
の該各定義された処理時間が過ぎて該第２の状態に遷移
するまで待つ工程と、を有し、それにより上記目的が達
成される。

【００１５】本発明による方法は、前記状態タイプの各
々のための前記各処理時間を適応的に指定する工程をさ
らに有し、各状態の該処理時間は前記レコードの前記ペ
イロードデータに応じて変化してもよい。

【００１６】本発明による方法は、前記状態タイプの各
々のための前記各処理時間を適応的に指定する工程をさ
らに有し、各状態の該処理時間は、前記状態マシンの外
部のレコードに対して行われる処理中の変化に応じて変
化してもよい。

【００１７】本発明による方法は、スライスレベルレコ
ードを有し、各スライスレベルレコードはヘッダ情報お
よび複数のマクロブロックレベルレコードを有し、各マ
クロブロックレベルレコードはヘッダ情報および周波数
領域係数値の複数のブロックを有しているＭＰＥＧ−２
符号化信号を処理するための方法であって、該方法は、
第１の状態において該スライスレベルレコードの該ヘッ
ダ情報をパースし、第２の状態において該マクロブロッ
クレベルレコードのヘッダ情報をパースすることによ
り、該ＭＰＥＧ−２符号化信号から該周波数領域係数値
の複数のブロックを抽出する工程であって、該第１およ
び第２の状態のための各処理時間を定義する工程と、該
第１の状態において該スライスヘッダ情報を処理する工
程と、該第１の状態のための該各定義された処理時間が
過ぎて該第２の状態に遷移するまで待つ工程と、該第２
の状態において該マクロブロックヘッダ情報を処理する
ことにより、該複数のマクロブロックから該周波数領域
係数値のブロックを抽出する工程と、該抽出された周波
数領域係数値のブロックを、空間領域画素値に変換する
工程と、を有し、それにより上記目的が達成される。

【００１８】本発明による方法は、前記複数のマクロブ
ロックは予測的に符号化されたマクロブロックおよび双
方向的に予測的に符号化されたマクロブロックを含み、
該予測的に符号化されたマクロブロックのマクロブロッ
クヘッダは単一の動きベクトルを有し、該双方向的に予
測的に符号化されたマクロブロックは複数の動きベクト
ルを有し、該方法はさらに、前記第１および第２の状態
の各々のための前記各処理時間を適応的に指定する工程
をさらに有し、該第２の状態の該処理時間は予測的に符
号化されたマクロブロックおよび双方向的に予測的に符
号化されたマクロブロックの処理に応じて変化してもよ
い。

【００１９】本発明による方法は、前記ＭＰＥＧ−２デ
ータ信号の単一のイメージの復号化のために所定の時間
量が割り当てられ、前記第１および第２の状態の各々の
ための前記各処理時間を適応的に指定する前記工程は、
該所定の時間量の各第１および第２の部分を該第１およ
び第２の状態のための該各処理時間として指定してもよ
い。

【００２０】本発明による方法は、前記状態タイプの各
々のための前記各処理時間を適応的に指定する工程をさ
らに有しており、各状態の該処理時間は前記マクロブロ
ック復号化手段中の変化に応じて変化してもよい。

【００２１】本発明は、デジタル符号化された信号を復
号する装置において実現される。装置は、符号化信号の
ヘッダー情報を解析する状態マシンを含む。状態マシン
は、個別の解析処理に対応する状態を定義する。状態マ
シン内の各状態は、その状態に対して定義された処理時
間を含む。ある状態から次の状態への移行は、その状態
によって実行される実際の処理動作が完成したかどうか
に拘わらず、所定の時間が終了するまで適用されない。
キャッシュ（ｃａｃｈ）状態に対する処理時間は、状態
マシンに結合されたマイクロプロセッサによって設定さ
れる。これらの処理時間は、画像コンテンツに基づいて
変更されてもよく、または状態マシンを適用するのに使
用する回路での変更を適応させるために変更されてもよ
い。また、状態変化に対する処理時間は、状態マシンに
結合された他の処理要素での変更を適応させるために調
節されてもよい。

【００２２】本発明の局面の一つでは、状態マシンはＭ
ＰＥＧ−２符号化画像データを復号し、スライスおよび
マクロブロック層に対するＭＰＥＧ−２シンタックスを
解析する。

【００２３】本発明のさらに別の局面では、所定の数の
復号サイクルが、画像を復号するために定義され、マイ
クロプロセッサが割り当てられた処理時間を調節し、所
定の数の復号サイクルに入る画像に対する総処理時間を
一致させる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、ＭＰＥＧ−２デ
ータストリーム用のシンタックスパーサに関連して説明
するが、本発明は、信号処理動作全体の中の一部とし
て、プロトコルのシンタックスをパーシングすることが
望まれるようなデジタルデータプロトコルについて広範
に実施可能である。以下の記載内容におけるＭＰＥＧ−
２シンタックスは、デジタル信号用プロトコルの一例に
過ぎない。

【００２５】図１は、本発明の実施形態によるデコーダ
システムの一例を示すブロック図である。このシステム
は、デコードプロセッサ１１０、高帯域幅メモリ１２０
および制御マイクロプロセッサ１３０の３つの構成要素
を有する。本実施形態において用いられている高帯域幅
メモリ１２０は、ＮＥＣおよび東芝から入手可能なＲＡ
ＭＢＵＳメモリシステムである。

【００２６】以下、図１に示すデコーダの動作を簡単に
説明する。第１のステップとして、デコード集積回路
（ＩＣ）１１０を、マイクロプロセッサ１３０によって
特定のコンフィギュレーションに初期化する。このデコ
ーダを、例えば、５２５Ｐ信号をデコードするために使
用する場合、マイクロプロセッサインターフェース１１
２を介してデコードプロセッサ１１０の内部回路に適切
な制御値が付与される。便宜上、マイクロプロセッサ１
３０とＩＣ１１０内の各部材との間の制御バスは省略し
ている。このバスは、例えば、従来のＩ²Ｃバスであり
得る。

【００２７】ＩＣ１１０を初期化した後、入力ビットス
トリームをパーサ１１６に付与する。図２を参照して後
述するパーサは、ビットストリームをメモリ１２０に格
納するものである。さらに、パーサは、シーケンス層、
グループオブピクチャ層およびピクチャ層の開始コード
を特定し、これらの開始コードが格納されているメモリ
位置をマイクロプロセッサ１３０に知らせる。図１に示
すデコーダ例の場合、マイクロプロセッサが、これらの
層のヘッダ情報をデコードする。

【００２８】ＤＲＡＭ制御およびアドレス生成器１２６
は、ビットストリームデータをメモリ１２０に格納する
ようにＲＡＣインターフェース１７０を制御する。本実
施形態において、メモリ１２０の一部は、入力ビットス
トリームを保持するバッファとして使用できるように予
約されている。このバッファ領域は、ＭＰＥＧ−２規格
に記載されているＶＢＶバッファに相当する。

【００２９】ビットストリームデータは、メモリ１２０
のＶＢＶバッファ領域に書き込まれた後、やはりＤＲＡ
Ｍ制御およびアドレス生成回路１２６の制御下で、メモ
リ１２０から読み出されてバッファメモリ１２１に格納
される。メモリ１２１は、メモリ１２０からバーストで
書き込まれ、可変長デコーダ（ＶＬＤ）１１８によって
空にされる（ｅｍｐｔｉｅｄ）ＦＩＦＯメモリである。
この動作は、ビットストリームのシンタックスによって
決まる。

【００３０】ＶＬＤ１１８は、ビットストリームのスラ
イス層およびマクロブロック層をパーシングし、これに
より、複数ブロックの量子化された離散コサイン変換係
数値を生成する。これらのブロック単位の値は、ＦＩＦ
Ｏメモリ１２８に付与される。このＦＩＦＯメモリ１２
８は、ＶＬＤ１１８およびマクロブロックデコード回路
１３２間のデータをバッファリングする。このメモリ
は、ＭＰＥＧ−２規格で定められた逆スキャン機能をも
果たし得る。回路１３２は、逆量子化器１３４を有す
る。逆量子化器１３４は、量子化された係数値を統一フ
ォーマットに変換し、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）
プロセッサは、周波数ドメイン係数を空間ドメインピク
セル値または差分ピクセル値に変換する。逆量子化器１
３４およびＩＤＣＴプロセッサ１４２は、これらの処理
を行うための補助として、それぞれ、メモリ１３６およ
び１４４を有する。回路１３２からの出力データは、ブ
ロック単位のピクセル値または差分ピクセル値である。

【００３１】このブロック単位の値がピクセル値である
場合、これらのピクセル値は、動き補償プロセッサ１６
１によって以前にデコードされた画像フレームの値と組
み合わされる。動き補償プロセッサ１６１は、加算およ
びクリッピング回路１５８および１６０を有する。次
に、これらの回路は、ハーフピクセルおよび補間回路１
６６によって提供される以前にデコードされたフレーム
から画像データを得る。補間回路１６６は、バッファメ
モリ１６８を用いて、以前にデコードされたフレームか
ら画像絵素（ピクセル）を得る。これらのメモリのデー
タ値は、ＤＲＡＭ制御およびアドレス生成回路１２６に
よってメモリ１２０から提供される。

【００３２】動き補償プロセッサ１６１によって生成さ
れたデコード済み画像は、バッファメモリ１６２および
１６４に格納される。バッファメモリ１６２および１６
４からのデコード済み画像データはメモリ１２０に格納
され、その後、表示されるか、あるいは、後に受信する
画像フィールドまたはフレームからの動き補償符号化さ
れたデータをデコードする際に参照フレームデータとし
て使用される。表示されるデータは、メモリ１２０にブ
ロックフォーマットで格納され、ラスタスキャンフォー
マットでメモリ１７４に転送され、そして、ディスプレ
イプロセッサ１７５の制御下でディスプレイデバイス
（図示せず）に与えられる。

【００３３】オンスクリーンディスプレイ（ｏｎ−ｓｃ
ｒｅｅｎ ｄｉｓｐｌａｙ）（ＯＳＤ）プロセッサ１７
１も、ＤＲＡＭ制御およびアドレス生成回路１２６およ
びＲＡＣインターフェース１７０を介してメモリ１２０
に対してデータを送受信できるように接続されている。
本実施形態の場合、ＯＳＤプロセッサ１７１は、ユーザ
メニューおよびクロースキャプションテキスト（ｃｌｏ
ｓｅ−ｃａｐｔｉｏｎｔｅｘｔ）を表示画像に重ねて表
示する。

【００３４】上記のように、ＶＬＤプロセッサ１１８
は、ビットストリーム中のスライスおよびマクロブロッ
ク情報をデコードし、デコードおよび量子化された係数
値をマクロブロックデコード回路１３２に送る。回路１
３２が行う処理は、個別のブロックのピクセル値に対す
る逆離散コサイン変換の演算を含む。毎秒３０フレーム
のフレームレートを有する高精細度画像の場合、この処
理を可能な限り高速に行うことが望ましい。なぜなら、
１つの高精細度ビデオ画像フレームには多数のブロック
が含まれているからである。もし、規格精細度の画像
（即ち、ＭＰ＠ＭＬ）のみをデコードするのであれば、
この処理はそれ程決定的にはならない。従って、処理し
ようとする画像の種類に応じて、非常に高速な処理技術
（例えば、０．２ミクロン）を用いて、あるいは、比較
的低速な処理技術（即ち、１ミクロン）を用いてマクロ
ブロックデコーダを構成することが望ましい。

【００３５】マクロブロックデコーダの構成に用いる処
理技術を変更すると、マクロブロックの処理速度が変化
し、ひいては、システム全体の同期化に影響を与える。
ＶＬＤプロセッサ１１８をマクロブロックデコーダ１３
２と同じ技術を用いて構成した場合、これらの２つのデ
コーダによって行われる処理ステップの釣り合いがとれ
ないかもしれない。従って、所与のマクロブロックデコ
ーダ処理構成について、ＶＬＤプロセッサ１１８を完全
に設計し直すほうが望ましい場合がある。

【００３６】あるいは、本発明において、ある状態から
別の状態への遷移にかかる時間をプログラムできる状態
マシンとしてＶＬＤプロセッサ１１８を設計してもよ
い。このように、処理技術の変更によって、ＶＬＤが、
マクロブロックデコーダ１３２が対応できる速度よりも
高速にビットストリームを処理するようになったとして
も、ＶＬＤを再プログラムして選択された状態遷移にか
かる時間を長くすることにより、ＶＬＤの処理をマクロ
ブロックの処理に同期させることができる。

【００３７】図２は、本発明による可変長デコーダ１１
８のブロック図である。図２に示すように、圧縮された
ＭＰＥＧ−２ビデオデータストリームが、シフトマルチ
プレクサ２１０によってメモリ１２１から受信される。
シフトマルチプレクサ２１０は、４８ビット分のビット
ストリームを、可変速度パーサ２１２、ＶＬＣルックア
ップテーブル２１４およびマクロブロックパラメータデ
コーダ２２０に付与する。ＶＬＣルックアップテーブル
２１４は、マクロブロックヘッダから取り出した複数の
値を保持する。パーサ２１２は、これらの値を用いて、
可変長符号化されたＤＣＴ係数値を固定長係数値に変換
する。変換された固定長係数値は、ＭＰＥＧ−２可変速
度パーサ２１２に付与される。ＶＬＣルックアップテー
ブルによって保持される値には、マクロブロックアドレ
シング値、マクロブロックタイプ、マクロブロックパタ
ーンおよびマクロブロック動きベクトルが含まれる。様
々なレベルのレコードについてヘッダ情報は可変長符号
化されていないので、可変速度パーサ２１２によってこ
の情報を直接ビットストリームから抽出することができ
る。デコーダ２１２は、パーシングレートルックアップ
テーブル２１６にも接続される。図３〜図２２を参照し
て後述するように、パーシングレートルックアップテー
ブル２１６は、ＭＰＥＧ−２シンタックス全体で規定さ
れている１組のシンタックス項目（ｓｙｎｔａｃｔｉｃ
ａｌ ｉｔｅｍｓ）のそれぞれについて、パーシング時
間を規定する。図３を参照して後述するように、これら
のシンタックス項目のそれぞれは、パーサ２１２の状態
マシン構成の各状態によってパーシングされる。パーシ
ングレートルックアップテーブル２１６はマイクロプロ
セッサ１３０によってロードされ、その値は、可変速度
パーサ２１２によって読み出される。

【００３８】上記のように、ＶＬＤ１８は、ＭＰＥＧ−
２シンタックスのスライス層およびマクロブロック層し
かパーシングしない。このシンタックスのシーケンス
層、グループオブピクチャ層およびピクチャ層は、マイ
クロプロセッサ１３０によってパーシングされる。スラ
イスおよびマクロブロックレコードのデコードに関する
パラメータ値は、ピクチャデコードパラメータブロック
２１８を介してマイクロプロセッサ１３０によって提供
される。

【００３９】可変速度パーサ２１２は、複数のマクロブ
ロックを、個別ブロック単位のＤＣＴ係数値にデコード
する。マクロブロック層からデコードされる上記係数値
および他のヘッダ項目は、マクロブロックパラメータデ
コーダ２２０に提供される。このデコーダ２２０は、Ｄ
ＣＴ係数および動きベクトルをマクロブロックデコード
回路１３２に提供する。制御回路２２２は、可変速度パ
ーサ２１２に接続されており、デコーダ１３２が信号Ｒ
ＥＡＤＹをアサートしたときに複数ブロックのＤＣＴ係
数をマクロブロックデコーダ１３２に提供する。

【００４０】図３は、図１に示すＶＬＤプロセッサ１１
８の状態マシン構成の状態図である。この状態マシン
は、スライスおよびマクロブロックレコードのデコード
処理を１５の状態に分割する。これらの各状態の定義
は、後に図４〜図１９を参照して詳細に示す。

【００４１】これら１５個の状態には、サーチ０ ３１
０、サーチ１ ３１２、サーチ２３１４および開始コー
ド３１６の４つの状態が含まれている。これらの状態
は、ビットストリーム中の開始コード、具体的にはスラ
イス開始コードの位置を特定する。スライス開始コード
が特定されると、状態マシンはスライス状態３１８に遷
移する。

【００４２】状態マシンは、スライス状態３１８から、
Ｘスライス情報状態３２０およびマクロブロックアドレ
ス状態３２２に遷移する。状態３２２では、ビットスト
リームのマクロブロックヘッダ部分のデコードを開始す
る。ステップ３２２において、マクロブロックアドレス
が算出された後、状態マシンは、状態３２４に遷移し
て、ビットストリーム中に含まれるマクロブロックヘッ
ダ情報からマクロブロックタイプを決定する。ステップ
３２４においてマクロブロックタイプが決定されると、
状態マシンは状態３２６に遷移して、マクロブロック量
子化情報を取り出すとともに、状態３２８を通して、同
マクロブロックについて存在するあらゆる動きベクトル
を取り出す。状態３２６において、マクロブロックが符
号化されたマクロブロックであると判断した場合、制御
は状態３３０に遷移してこの符号化されたマクロブロッ
クを処理する。マクロブロックが符号化されたマクロブ
ロックであると判断されなかった場合、状態３２６およ
び状態３３０を経て、制御は状態３３２に遷移し、そし
て、マクロブロックデコーダ１３２が次のブロックの係
数値を受け入れるための準備状態になるまで待機する。

【００４３】マクロブロックは２つの方法でスキップさ
れ得る。第１に、ＭＰＥＧ−２シンタックスにおいて、
いくつかのマクロブロックを、ＭＰＥＧ−２シンタック
スにおいてスキップされたマクロブロックとしてマーク
しておく方法がある。これらのマクロブロックレコード
には、ヘッダ情報はあるが、係数値はない。マクロブロ
ックをスキップするもう１つの方法は、以下の通りであ
る。マクロブロックデコーダがビットストリーム中にお
いてエラーに出くわして、そのスライス中の残りのブロ
ックをスキップしようとするとき、いずれの場合にも、
スキップ状態３３４が待機状態３３２を満足するという
ものである。待機状態が満足され、マクロブロックデコ
ーダ１３２が次のブロックの係数値を受け入れると、状
態マシンは、状態３３６に遷移して、これらの係数値を
マクロブロックデコーダ１３２に提供する。これらの値
を提供した後、状態マシンは、状態３３８に遷移して、
同スライス中にまだ他のマクロブロックが存在するかど
うかを判定する（その場合、状態マシンは状態３２２に
遷移する）か、あるいは、新たなスライスが処理される
のかどうか（その場合、状態マシンは状態３１０に遷移
する）を判定する。

【００４４】上記のように、マイクロプロセッサは、完
了時間（ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）を割り当て
る。完了時間とは、ある状態に入ってから、状態図にお
いて次に何らかの状態遷移が生じるまでの時間である。
本構成の場合、ある状態において行われる全ての処理
は、この時間間隔の間に行われる。実際の状態遷移は、
この時間間隔によって示される回数だけシステムクロッ
ク周期が経過してからでないと起こらない。本構成によ
れば、ＶＬＤプロセッサを、各シンタックス項目につい
て最悪ケースシンタックス処理（ｗｏｒｓｔ ｃａｓｅ
ｓｙｎｔａｘｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を行うように設
計するのではなく、より短いあるいはより長い項目シン
タックスを処理できるように適応的に変更することが可
能になる。

【００４５】例えば、ＭＰＥＧ規格に従って、マクロブ
ロックは、デュアルプライムマクロブロックとして定義
され得る。その場合、このマクロブロックは、４つの動
きベクトルを含み得る。これに対して、フレーム内符号
化されたマクロブロックには、動きベクトルが全くな
い。状態マシンが、フレーム内符号化されたマクロブロ
ックをデコードしているとき、そのベクトル状態には短
い処理時間あるいは０の処理時間が割り当てられ得る。
しかし、システムがデュアルプライムマクロブロックを
デコードしているときには、余分な動きベクトルを正し
くデコードするために、そのベクトル状態に通常状態処
理時間の２倍の処理時間が割り当てられ得る。

【００４６】図４は、状態サーチ０ ３１０における状
態マシンの動作を示すフローチャートである。この処理
における第１のステップはステップ４１２である。ステ
ップ４１２において、可変速度パーサ２１２は、前の状
態の処理時間が経過し終わるまで待機し、そして、状態
サーチ０のパーシングレートルックアップテーブル２１
６にアクセスする。テーブル２１６から返される値は、
状態マシンが状態サーチ０から他の状態に遷移できるよ
うになるまでに経過するシステムクロックパルス数を規
定する値である。サーチ０処理における第１のステップ
はステップ４１４である。ステップ４１４においては、
入力ビットストリームを分析することにより、ビットス
トリーム中の次のバイトがスライス開始コード値を表す
ものであるかどうかを判定する。本願において対象とな
る開始コード値は、画像フレームにおけるスライスの垂
直位置に応じて０ｘ０１〜０ｘＡＦまでの値をとり得る
スライス開始コードである。

【００４７】ステップ４１４においてスライス開始コー
ド値が見つかった場合、状態マシンは、次に、図８を参
照して後述するスライス状態３１８に遷移する。ステッ
プ４１４においてスライス開始コード値が見つからなか
った場合、サーチ０処理における次のステップ（ステッ
プ４１６）において、ビットストリーム中の次のバイト
が開始コードプレフィックスに対応しているかどうかを
判定する。ＭＰＥＧ−２規格の定義によれば、開始コー
ドプレフィックスとは、２３個の「０」ビットに１つの
「１」ビットが付いたストリングである。ビットストリ
ーム中において開始コードが見つかったかどうかを判定
するために、状態マシンは、パーサによって別々にパー
シングされる「０」の集まりの全てについて、その
「０」の個数を計数する。従って、ビットストリーム中
において開始コードプレフィックスが見つかったかどう
かを判定する際に、ステップ４１６では、次のバイトの
値が「１」であり且つこの１つの「１」バイトの直前に
少なくとも２つの「０」バイトが計数されていたかどう
かを判定する。これらの条件を満足すると、ステップ４
１６において開始コードプレフィックスが見つかったと
判定され、状態マシンは、次に、開始コード状態３１６
に遷移する。見つからなかった場合、制御はステップ４
１８に進む。

【００４８】ステップ４１８において、サーチ０処理
は、ビットストリーム中の以降のバイトが複数の「０」
バイトであるかどうかを判定する。そうであった場合、
これらの「０」バイトをビットストリームから除去し、
現在の「０」バイトカウント値を、サーチ０状態のロー
カル変数（図示せず）に格納し、サーチ２状態３１４を
状態マシンの次の状態としてマークする。そうでなかっ
た場合、ステップ３２０を実行する。ステップ３２０で
は、ビットストリーム中の次のバイトが０であるかどう
かを判定する。そうであった場合、この「０」バイトを
ビットストリームから除去し、現在の「０」カウント値
を１つだけインクリメントし、状態マシンの次の状態を
状態サーチ１とする。ビットストリーム中に１つも
「０」バイトが含まれていない場合、ビットストリーム
中の次のバイトは非「０」でなければならない。従っ
て、このバイトをビットストリームから除去し、制御は
ステップ４１２に進む。これは、実質的に、状態サーチ
０から状態サーチ０に戻る遷移である。ステップ４１２
において、サーチ０状態３１０は、既に状態サーチ０に
割り当てられた時間が経過するまで待機し、そして、状
態サーチ０に新たに割り当てられた時間をフェッチす
る。

【００４９】図５は、状態サーチ１のフローチャートで
ある。サーチ１状態３１２の処理は、ステップ５１０か
ら開始される。ステップ５１０は、前の状態に割り当て
られた時間が経過するまで待機し、そして、パーシング
レートルックアップテーブル２１６（図２に図示）から
状態サーチ１の新しい割り当て時間をフェッチする。状
態サーチ１の割り当て時間をフェッチした後、ステップ
５１２を実行して、ビットストリーム中の次のバイトが
スタート開始コード値に対応するかどうかを判定する。
そうであった場合、制御は、スライス状態３１８に遷移
する。ステップ５１２においてスライス開始コードが見
つからなかった場合、ステップ５１４を実行して、ビッ
トストリーム中の次のバイトがスライス開始コードプレ
フィックスに対応するかどうかを判定する。ステップ５
１４においてプレフィックスが見つかった場合、状態マ
シンは開始コード状態３１６に遷移する。ステップ５１
４において開始コードプレフィックスが見つからなかっ
た場合、ステップ５１６において、ビットストリーム中
の次の１バイトまたは次の複数バイトの値が「０」であ
るかどうかを判定する。そうであった場合、状態マシン
は次にサーチ２状態３１４に遷移する。逆にビットスト
リーム中の次のバイトが「０」でなかった場合、状態マ
シンは次にサーチ０状態３１０に遷移する。

【００５０】図６は、サーチ２状態３１４で行われる処
理を示すフローチャートである。この状態は、ＭＰＥＧ
ビットストリーム内のある開始コードの前に挿入される
ゼロ値スタフィングビットを処理する。サーチ２状態３
１４は、ステップ６１０で開始される。ステップ６１０
においては、状態マシンが、前の状態に割り当てられた
時間が経過するまで待ち、その後、サーチ２状態に現在
割り当てられている時間をパースルックアップテーブル
２１６からフェッチする。ステップ６１０の後、制御
は、ステップ６１２に移り、ビットストリーム内の次の
バイトがスライスに対応しているか否かを決定する。対
応している場合、状態マシンは、スライス状態３１８に
移る。それ以外の場合、ステップ６１４が実行される。
ステップ６１４において、サーチ２プロセスが、ビット
ストリーム内の次のバイトが開始コードプレフィスクに
対応しているか否かを決定する。開始コードプレフィス
クがステップ６１４で見い出される場合、状態マシンは
開始コード状態３１６に移る。それ以外の場合、制御
は、サーチ２プロセスのステップ６１６に移る。ステッ
プ６１６は、ビットストリーム内の次のバイトがゼロで
あるか否かを決定する。ゼロである場合、これらのゼロ
値バイトがビットストリームから除去されて、制御はス
テップ６１０に移る。これは本質的に、状態サーチ２自
体からの移行である。ビットストリームがスタフィング
ビットの長いシーケンスを含む場合、状態サーチ２は、
すべてのスタフィングビットがビットストリームから除
去されるまで、ループバックし続ける。ステップ６１６
においてビットストリーム内の次のバイトが０でない場
合、状態マシンは、図４を参照して上述したサーチ０状
態３１０に移る。

【００５１】図７は、開始コード状態３１６における状
態マシンの動作を示すフローチャートである。このプロ
セスのステップ７１０は、前の状態が完了するまで待
ち、開始コード状態に現在割り当てられている時間量を
ルックアップテーブル２１６からフェッチする。上述し
たように、状態マシンは、開始コードプレフィスクがビ
ットストリーム内に見出された場合、開始コード状態に
入る。ステップ７１２において、開始コードプレフィク
スは、ビットストリームから除去され、ビットストリー
ムの次のバイトが調べられて、次のバイトがスライス開
始コード値に対応しているか否かが決定される。対応し
ている場合、状態マシンは、スライス状態３１８に移
る。それ以外の場合、開始コード値は、スライス開始コ
ード値ではなく、状態マシンはサーチ０状態３１０に移
る。

【００５２】図８は、スライス状態３１８における状態
マシンの動作を示すフローチャートである。ステップ８
１０において、プロセスは、前の状態の処理が完了する
まで待ち、スライス処理に現在割り当てられている時間
をパースレートルックアップテーブル２１６からフェッ
チする。上記で言及したＭＰＥＧ−２仕様書からのスラ
イスヘッダ用シンタックスダイアグラムである表１に示
すように、スライスヘッダ内の最初の項目は、スライス
用の量子化器スケール情報である。 表１ マクロブロック

【００５３】

【表１】

【００５４】マクロブロックシンタックスで用いられる
用語は、上記で言及したＭＰＥＧ−２ビデオ仕様書内で
定義されている。

【００５５】ステップ８１２において、この情報がビッ
トストリームから取り出されて保存される。ステップ８
１４において、ビットストリーム内の次のビットが調べ
られて、このスライス用に追加の情報が定義されている
か否かが決定される。定義されている場合、状態マシン
はＸスライス情報状態３２０に移る。それ以外の場合、
追加のビットに続く次の情報がマクロブロックの始まり
となる。マクロブロックの処理は、状態マクロブロック
アドレス３２２への状態マシンの移行から始まる。

【００５６】図９は、状態Ｘスライス情報３２０におけ
る状態マシンの動作を示すフローチャートである。状態
マシンは、ステップ９１０で、前の状態が完了するまで
待ち、Ｘスライス情報状態に現在割り当てられている時
間をフェッチする。その後、ステップ９１２が呼び出さ
れて、ビットストリームからの追加の情報が廃棄され
る。ステップ９１４において、プロセスは、除去された
追加の情報記録の直後のバイトをチェックして、別の追
加の情報記録がスライスヘッダに含まれているか否かを
決定する。含まれている場合、制御は、ステップ９１０
に移る。ステップ９１０は、本質的に、Ｘスライス情報
状態３２０からのそれ自体への移行であり、ステップ９
１０において、次の追加の情報記録が除去される。一
旦、すべての追加の情報記録がスライスヘッダから廃棄
されると、ステップ９１４によって、状態マシンは状態
マクロブロックアドレス３２２に移る。

【００５７】図１０は、状態マクロブロックアドレス３
２２によって行われるプロセスを示すフローチャートで
ある。図１０に示すプロセスは、前の状態が完了するま
で待ち、マクロブロックアドレスに現在割り当てられて
いる数のクロックサイクルをパースレートルックアップ
テーブル２１６からフェッチした後、ステップ１０１２
でマクロブロックアドレスを演算する。ＭＰＥＧ規格に
おいて、スライス用開始コードは、再生画像上でスライ
スの垂直方向位置を示すように符号化される。さらに、
マクロブロック用ＭＰＥＧ−２シンタックスである表３
に示すように、マクロブロック記録の最初の項目は、ス
ライス内でのマクロブロックのアドレスを定義するアド
レスインクリメント値である。ステップ１０１２は、開
始コード値とアドレスインクリメント値とをビットスト
リームから取り出し、現在のスライス開始コード値を用
いて、画像内のマクロブロック用アドレスを計算する。
ステップ１０１２の後、状態マシンは状態マクロブロッ
クタイプ３２４に移る。

【００５８】図１１は、状態マクロブロックタイプ３２
４によって行われる処理を示すフローチャートである。
ステップ１１１０において、状態マシンは、前の状態が
完了するまで待ち、状態マクロブロックタイプに現在割
り当てられている時間をフェッチする。その後、ステッ
プ１１１２が実行されて、マクロブロックヘッダからマ
クロブロックタイプフィールドがフェッチされる。

【００５９】マクロブロックタイプは、マクロブロック
によって行われる動作補償処理がフレームベースである
かフィールドベースであるか、および、マクロブロック
のＤＣＴ符号化がフレームベースであるかフィールドベ
ースであるかを決定する。ステップ１１１４において、
これらの値が状態マシンにより保存される。ステップ１
１１４の後、状態マシンは、マクロブロック量子化器状
態３２６に移る。

【００６０】図１２は、マクロブロック量子化器状態３
２６中に行われる処理を示すフローチャートである。以
下に述べるように、状態マシンは、各マクロブロックに
ついて数回この状態に入り得る。なぜなら、この状態
は、マクロブロックから動作ベクトル情報を抽出するベ
クトル状態への状態移行を含むからである。マクロブロ
ックシンタックスが、状態３２６が最初に呼び出された
後の複数回の呼び出しの間、適切に解釈されることを確
実にするために、いくつかのブール変数、すなわち、Ｑ
ＳＣＡＬＥ、ＧＯＴ ＦＯＲＷＡＲＤ、およびＧＯＴ
ＢＡＣＫＷＡＲＤが定義されている。これらのブール
変数の使用を以下に述べる。

【００６１】ステップ１２１０において、状態マシンは
前の状態が完了するまで待ち、マクロブロック量子化器
状態に現在割り当てられている時間をフェッチする。ス
テップ１２１２において、状態マシンは、ブール状態変
数Ｑ ＳＣＡＬＥをテストして、マクロブロック用量子
化器スケール符号が獲得されたか否かを決定する。獲得
されていない場合、マクロブロック量子化器は、ステッ
プ１２１４において、マクロブロック用量子化器スケー
ル符号としてビットストリームから次の値をフェッチ
し、ステップ１２１６において、ブール変数ＧＯＴ Ｑ
ＳＣＡＬＥを設定する。次に、マクロブロック量子化
器プロセスは、ステップ１２１８において、ブール変数
ＧＯＴ ＦＯＲＷＡＲＤをテストして、フォワード動作
ベクトルがこのマクロブロック用に獲得されたか否かを
決定する。獲得されていない場合、ステップ１２２０に
おいて、ブール変数ＧＯＴ ＦＯＲＷＡＲＤが設定さ
れ、状態マシンはベクトル状態３２８に移る。しかし、
ステップ１２１８において変数ＧＯＴ ＦＯＲＷＡＲＤ
が設定されている場合は、制御はステップ１２２２に移
って、ブール変数ＧＯＴ ＢＡＣＫＷＡＲＤがテストさ
れる。マクロブロック用にバックワード動作ベクトルが
獲得されている場合、このブール変数が設定される。獲
得されていない場合、制御はステップ１２２４に移る。
ステップ１２２４において、ブール変数ＧＯＴ ＢＡＣ
ＫＷＡＲＤが設定され、状態マシンの次の状態がベクト
ル状態３２８に設定される。ステップ１２２２において
ブール変数ＧＯＴ ＢＡＣＫＷＡＲＤが設定された場
合、ステップ１２２６が呼び出されて、マクロブロック
ヘッダ内にマーカビットが存在するか否かが決定され
る。存在する場合、ステップ１２２８が呼び出されて、
ビットストリームからマーカビットが廃棄され、制御は
ステップ１２３０に移る。ステップ１２３０はマクロブ
ロックヘッダがマーカビットを含まない場合にはステッ
プ１２２６の後に実行される。ステップ１２３０におい
て、状態マクロブロック量子化器は、マクロブロックが
符号化ブロックパターンを含むか否かを決定する。含む
場合、状態マシンは、符号化ブロック状態３３０に移
る。それ以外の場合、マクロブロックのブロックはマク
ロブロックプロセッサ１３２（図１に示す）に進む準備
が整っており、状態マシンは待機状態３３２に移る。

【００６２】図１３および図１４は、ベクトル状態３２
８における状態マシンの動作を示すフローチャートであ
る。ステップ３１０において、状態マシンは、前の状態
が完了するまで待ち、ベクトル状態に現在割り当てられ
ている時間をパースレートルックアップテーブル２１６
からフェッチする。図１２を参照して上述したように、
ベクトル状態は、フォワード動作ベクトルまたはバック
ワード動作ベクトルのいずれかをフェッチするために呼
び出される。ＭＰＥＧ規格においては、マクロブロック
は単一のフォワード動作ベクトルを有する予想されたマ
クロブロック、フォワード動作ベクトルとバックワード
動作ベクトルとを有する双方向に予想されたマクロブロ
ック、または各フィールドに対して１つずつ、すなわち
２つのフォワード動作ベクトルと２つのバックワード動
作ベクトルとを有するデュアルプライムマクロブロック
として指定され得る。

【００６３】ベクトルプロセスのステップ１３１２にお
いて、マクロブロックヘッダがテストされ、マクロブロ
ックが１セットの動作ベクトルと２セットの動作ベクト
ルのいずれを有するかが決定される。マクロブロックが
２セットの動作ベクトルを有する場合、制御はステップ
１３１４に移って、マクロブロックヘッダから第１の動
作ベクトル用の動作垂直フィールド選択値がフェッチさ
れる。その後、制御はステップ１３２０に移る。ステッ
プ１３２０は、プロセスＧＥＴ ＶＥＣＴを呼び出し
て、２ベクトルセットのうちの第１の動作ベクトル用
に、マクロブロックヘッダから実際の動作ベクトル情報
をフェッチする。このステップは以下に図１４を参照し
て詳細に述べる。ステップ１３２０の後、ステップ１３
２２が実行され、第２の動作ベクトル用の動作垂直フィ
ールド選択値がフェッチされ保存される。ステップ１３
２２の後、ステップ１３２４でプロセスＧＥＴ ＶＥＣ
Ｔが再び呼び出され、ビットストリームから動作ベクト
ルセットの第２の動作ベクトル用の動作ベクトル値が抽
出される。ステップ１３１２において、プロセスが、マ
クロブロックがわずか１つの動作ベクトルのみを含むと
決定した場合、制御はステップ１３１６に移る。ステッ
プ１３１６において、単一の動作ベクトルが動作垂直フ
ィールド選択値を含むか否かが決定される。含む場合、
ステップ１３１８において、この情報が動作ベクトルヘ
ッダから取り出され、制御はステップ１３２４に移る。
ステップ１３２４において、実際のベクトル情報がフェ
ッチされる。ステップ１３２４の後、状態マシンはマク
ロブロック量子化器状態３２６に移る。状態マシンは、
ベクトル状態３２８の後再びこの状態になって、マクロ
ブロックから獲得する必要のある動作ベクトルが他にな
いことを確認する。双方向に符号化された画像内のデュ
アルプライムマクロブロックの場合でさえも、ある与え
られたマクロブロックに関して必要な、マクロブロック
量子化器状態を介する通過は僅か２つであるべきであ
る。

【００６４】図１４は、図１３のステップ１３２０およ
び１３２４に示すプロセスＧＥＴＶＥＣＴの動作を示す
フローチャートである。このプロセスの第１のステップ
であるステップ１４１２において、水平動作符号がマク
ロブロック内の動作ベクトル情報からフェッチされる。
ステップ１４１４において、動作ベクトル情報の次のビ
ットがビットストリームからフェッチされ、この動作ベ
クトル用の残留情報が存在するか否かが決定される。存
在する場合、ステップ１４１６において、残留情報がビ
ットストリームから取り出されて保存される。ステップ
１４１８および１４２０において、ビットストリーム内
の次の情報がテストされて、動作ベクトルがデュアルプ
ライム動作ベクトルであるか否かが決定される。ステッ
プ１４２２、１４２４、１４２６、１４２８および１４
３０において、上記プロセスが反復される。但し、これ
らのステップにおいては、垂直動作ベクトル情報がフェ
ッチされる。ステップ１４３２は、プロセスＧＥＴ Ｖ
ＥＣＴの終わりである。このステップの後、プロセスは
ベクトル状態３２８の、ＧＥＴ ＶＥＣＴの呼び出しの
直後の点に戻る。

【００６５】図１５は、状態マシンの符号化ブロック状
態３３０によって実行されるプロセスを示すフローチャ
ートである。ステップ１５１０において、符号化ブロッ
クプロセスは、前の状態が完了するまで待ち、パースレ
ートルックアップテーブル２１６から、符号化ブロック
状態に現在割り当てられている時間値をフェッチする。
ステップ１５１２において、プロセスは、マクロブロッ
クヘッダから符号化ブロック情報をフェッチする。一旦
ステップ１５１２において符号化ブロック情報がフェッ
チされると、マクロブロックのブロックはマクロブロッ
クプロセッサ１３２に送られる準備が整い、その結果、
状態マシンは待機状態３３２に入る。

【００６６】図１６は、待機状態３３２の動作を示すフ
ローチャートである。ステップ１６１０において、状態
マシンは、前の状態が完了するまで待ち、パースレート
ルックアップテーブル２１６から、待機状態に現在割り
当てられている時間をフェッチする。ステップ１６１２
において、待機状態は、マクロブロックデコーダ１３２
によって供給されるＲＥＡＤＹ信号が、デコーダ１３２
が別のマクロブロックを受け入れる準備が整ったことを
示すか否かを決定する。準備が整っていない間、ステッ
プ１６１２が反復され、マクロブロックデコーダ１３２
により供給されるこの信号をテストし続ける。

【００６７】一旦マクロブロックデコーダが、デコーデ
ィング用にマクロブロックを受け入れる準備が整ったこ
とを示すと、制御はステップ１６１４に移って、マクロ
ブロックがスキップされたマクロブロックか否かを決定
する。上述したように、マクロブロックは２つの場合に
スキップされる：１）マクロブロックがＭＰＥＧ−２シ
ンタックス内でスキップされるとマーキングされている
場合、および２）マクロブロックデコーダがエラーにな
り、スライス記録内の残りのマクロブロックをスキップ
するようにパーサ２１２に指示した場合。ステップ６１
４においてマクロブロックスキップフラグがセットされ
た場合、状態マシンはスキップ状態３３４に移る。それ
以外の場合、状態マシンは、ブロック状態３３６に移
る。

【００６８】図１７は、ブロック状態３３６の動作を示
すフローチャートである。ステップ１７１０において、
プロセスは、処理されたばかりのブロックが現在のマク
ロブロックの最後のブロックであったか否かを決定す
る。最後のブロックであった場合、状態マシンは終了状
態３３８に移る。それ以外の場合、ステップ１７１２が
実行されて、マクロブロックデコーダ１３２がＲＥＡＤ
Ｙ信号をアサートしたか否かが決定される。マクロブロ
ックデコーダ１３２は、逆量子化および逆離散コサイン
変換処理用のブロックを受け取る準備が整ったときにＲ
ＥＡＤＹ信号を供給する。ブロックを受け取る準備が整
ったときに、ステップ１７１４が実行されて、制御はマ
クロブロックデコーダ１３２に移る。ステップ１７１４
でブロックを処理した後、制御は上述したようにステッ
プ１７１０に移る。マクロブロック内のすべてのブロッ
クが処理されるまで、このプロセスが続けられる。

【００６９】図１８は、スキップ状態３３４の動作を示
すフローチャート図である。スキップ状態は、ステップ
１８１４、すなわちスキップされたブロックの処理以外
は、ブロック状態と実質的に同じである。このステップ
は、１）マクロブロックがＭＰＥＧ−２シンタックスに
おけるスキップされたマクロブロックとしてマークされ
た場合は何もせず、あるいは２）ブロックがマクロブロ
ックデコーダ中のエラーによりスキップされた場合は、
スキップされるブロックに対応するバイトをビットスト
リームから除去する。これは、マクロブロック中の全て
のブロックが処理されるまで継続される。最後のブロッ
クが処理された後、ステップ１８１０は制御を待機状態
３３２に移す。

【００７０】図１９は、終了状態（Ｅｎｄ ｓｔａｔ
ｅ）３３８における状態マシンの動作を示すフローチャ
ート図である。ステップ１９１０において、状態マシン
は、以前の状態が完了するのを待ち、終了状態に割り当
てられた現在時刻を、パース速度ルックアップテーブル
２１６から取り出す。状態１９１２において、状態マシ
ンは、現在のスライスの処理が完了しているか否かを決
定する。もし完了していれば、制御はステップ１９１４
に移って、デコーダが別のスライスを処理する準備がで
きるまで待つ。ステップ１９１４の後、制御はサーチ０
状態３１０に移り、図４を参照して上述したように次の
スライスレコードの開始コードのサーチを開始する。

【００７１】ステップ１９１２において、このスライス
中において処理されるべきマクロブロックがまだあれ
ば、ステップ１９１６が実行されてビットストリーム中
の次のバイトが開始コードに対応するか否かを決定す
る。もし対応していなければ、スライス中に少なくとも
１つのマクロブロックが存在しており、状態マシンにお
ける次の状態が図１０を参照して上述したマクロブロッ
クアドレス状態３２２に設定される。ステップ１９１６
においてビットストリーム中の次のバイトが開始コード
に対応していれば、スライス中の最後のマクロブロック
は既に処理されており、サーチ０状態３１０が状態マシ
ンの次の状態として設定される。

【００７２】図２０、２１、および２２は、本発明の状
態マシンの応用例を示している。これらの図の各々は、
マクロブロックを復号化するために用いられる一連の状
態を示している。図２０は、スライス中の最初のマクロ
ブロックであるフレーム内またはフィールドイントラコ
ード化マクロブロックの、パース例を示している。終了
状態３３８に始まり、状態マシンはサーチ０状態３１０
に遷移し、次にサーチ１状態３１２に遷移し、そして開
始コード状態３１６に遷移する。処理のこの時点におい
て、状態マシンはビットストリーム中の開始コードに既
に遭遇している。また状態３１６において、開始コード
がスライス開始コードであると決定され、状態マシンの
次の状態がスライス状態３１８にされ、この状態におい
てスライス状態が復号化される。

【００７３】状態３３８、３１０、３１２、３１６、お
よび３１８の各々は、比較的少量の処理を必要とする。
従って、これらの状態の各々は、１つの状態サイクル時
間内で完了され得る。しかし、プロセス内の次の状態で
ある状態マクロブロックアドレス３２２は図２０に示し
た以前の状態のいずれよりも多くの処理時間を必要とす
る。パースレートルックアップテーブル２１６におい
て、この状態には以前の状態のいずれよりも２倍の状態
処理時間が割り当てられる。これを図面において状態３
２２の太い境界線で表している。マクロブロックアドレ
ス状態３２２の後、状態マシンはマクロブロックタイプ
状態３２４、マクロブロック量子化器３２６状態に遷移
した後、待機状態３３２に遷移し、マクロブロックデコ
ーダ１３２がイントラコード化されたマクロブロックの
ブロックを受け入れるのを待つ。

【００７４】図２１は、スライス中の最初のマクロブロ
ックではない、予測的に符号化されたマクロブロック
（Ｐ−フレームまたはＰ−フィールド）を復号化する際
における、状態マシンの動作を示す。図２１は終了状態
３３８から始まった後、マクロブロックアドレス状態３
３２が続き、図２０と同様に、終了状態には１状態時間
が与えられ、マクロブロックアドレス状態３３２には２
状態時間が与えられる。状態３２２の後、状態マシンは
マクロブロックタイプ状態３２４およびマクロブロック
量子化器状態３２６に遷移する。状態３２６の後、状態
マシンはベクトル状態３２８に遷移する。ベクトル状態
における処理は他の状態におけるよりもより広範に行わ
れるため、２状態処理時間がベクトル状態３２８に割り
当てられる。図１２および１３を参照して上述したよう
に、ベクトル状態の処理後、状態マシンは再びマクロブ
ロック量子化器状態に戻り、得るべき動きベクトルが他
に無いことを確実にする。これは予測的に符号化された
マクロブロックであるため、ビットストリームは１つの
動きベクトルしか含まない。マクロブロック量子化器状
態３２６の後、状態マシンは符号化ブロック状態３３０
に遷移した後、待機状態３３２に遷移する。

【００７５】図２２は、デュアル−プライムマクロブロ
ックでもある双方向符号化されたマクロブロックを処理
する際の状態マシンの動作を示している。上述のよう
に、このマクロブロックは４組の動きベクトルを有して
いる。図２２に示す状態マシンの最初の５つの状態は、
図２１と同じである。しかし、最初の動きベクトル群が
得られた後、２度目のベクトル状態が呼び出されること
により、図１３を参照して上述したデュアルプライムマ
クロブロックのために第２の組の順方向動きベクトルを
得る。ベクトル状態が２度目に呼び出された後、状態マ
シンはマクロブロック量子化器状態３２６に遷移し、そ
して最初の逆方向動きベクトルを得るために再びベクト
ル状態３２８に遷移する。これはデュアルプライム動き
ベクトルであるため、ベクトル状態が再び呼び出される
ことにより第２の逆方向動きベクトルを得る。ベクトル
状態が２度目に呼び出された後、マクロブロック量子化
器状態３２６が再び呼び出され、その後待機状態３３２
となる。

【００７６】図３に示す状態マシンにおいて、各状態時
間に対してｎ回のクロックサイクルが割り当てられてい
るならば、図２０に示すイントラコード化マクロブロッ
クのシンタックス処理は１０状態時間にわたり、一方、
図２１に示す予測的に符号化されたマクロブロックに対
する処理は１０状態時間にわたり、図２２に示す双方向
符号化されたマクロブロックに対する処理は１６状態時
間にわたる。

【００７７】従来の可変長デコーダにおいては、ビット
ストリーム中の全てのマクロブロックのシンタックス処
理に割り当てられた時間は、最悪の場合の処理（図２２
に示したもの）に適合する必要がある。対して、処理時
間を様々な状態に対して適応的に割当てることにより、
本発明のデコーダは、スライスおよびマクロブロックの
シンタックス処理において多大な時間節約を達成し得
る。この時間節約は、より低速なシンタックスプロセッ
サが、比較的高速なマクロブロックデコーダとともに動
作することを可能にする。また、状態遅延を増加し得る
ため、本来甚大なシンタックスプロセッサは、より低速
なマクロブロックデコーダと適合するように単に状態遅
延を増加することにより、低速化され得る。従って、可
変速パーサ２１２およびマクロブロックデコーダ１３２
の所与の集積回路（ＩＣ）実施態様はスケールアップま
たはスケールダウンされ得、また得られたＩＣにおける
任意のタイミング変化はパーサ２１２の状態タイミング
を調整することによって補償され得る。

【００７８】本発明をＭＰＥＧ−２デコーダ用のマクロ
ブロックシンタックスプロセッサについて説明したが、
本発明は、入力信号を処理することにより別のプロセッ
サで処理される情報を抽出する任意の状態マシンについ
て、実施され得る。このようにしてプリプロセッサは、
様々な他の処理ハードウェアに適合され得る。

【００７９】本発明を例示的な実施形態について説明し
たが、本発明は、付属の請求の範囲内において上記に概
説したように実施され得ることが意図される。

【００８０】ＭＰＥＧ−２映像信号デコーダは、状態マ
シンとして実現されるシンタックスパーサを有してい
る。状態マシンは、ＭＰＥＧ−２ビットストリームを復
号化するために別個のパース動作が行われる、複数の状
態を規定する。状態マシンの各状態について異なる処理
時間が確立される。状態の各処理時間の終わりよりも前
に特定の状態のための処理が完了しても、その時間区間
の終わりまではその状態から次の状態への遷移は起こら
ない。各状態のための処理時間は、状態マシンに結合さ
れたマイクロプロセッサによって設定される。各状態の
ための処理時間は、イメージの内容に基づいて、あるい
は状態マシンを実現するために用いられた回路中の変化
に対応するために、変化され得る。状態の処理時間はま
た、状態マシンとは別であるが自身が行う処理について
状態マシンに依存するような他の処理要素中の変化に対
応するようにも、調節され得る。処理時間を変化させる
ための一つの方法は、イメージまたは一連のイメージの
処理を、所定の最大時間区間に適合させることである。

【００８１】

【発明の効果】本発明における可変速度ＭＰＥＧ−２ビ
デオシンタックスプロセッサによって、ＭＰＥＧ−２形
式に従って圧縮された画像データを処理するためのデコ
ーダが提供される。本発明によると、ＭＰＥＧ−２ビッ
トストリームの各セグメントの復号に対して、異なる時
間間隔が割り当てられ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を含むＭＰＥＧ−２ビデオデ
コーダのブロック図である。

【図２】図１に示すビデオデコーダにおいて使用するの
に適切なＶＬＤデコーダのブロック図である。

【図３】本発明の実施形態を含む状態マシンの状態図で
ある。

【図４】状態マシンが図３に示すサーチ０状態にあると
きに、状態マシンによって実行される処理を説明するの
に役立つフローチャートである。

【図５】状態マシンが図３に示すサーチ１状態にあると
きに、状態マシンによって実行される処理を説明するの
に役立つフローチャートである。

【図６】状態マシンが図３に示すサーチ２状態にあると
きに、状態マシンによって実行される処理を説明するの
に役立つフローチャートである。

【図７】状態マシンが図３に示す開始コード状態にある
ときに、状態マシンによって実行される処理を説明する
のに役立つフローチャートである。

【図８】状態マシンが図３に示すスライス状態にあると
きに、状態マシンによって実行される処理を説明するの
に役立つフローチャートである。

【図９】状態マシンが図３に示すＸスライス情報状態に
あるときに、状態マシンによって実行される処理を説明
するのに役立つフローチャートである。

【図１０】状態マシンが図３に示すマクロブロックアド
レス状態にあるときに、状態マシンによって実行される
処理を説明するのに役立つフローチャートである。

【図１１】状態マシンが図３に示すマクロブロックタイ
プ状態にあるときに、状態マシンによって実行される処
理を説明するのに役立つフローチャートである。

【図１２】状態マシンが図３に示すマクロブロック量子
化状態にあるときに、状態マシンによって実行される処
理を説明するのに役立つフローチャートである。

【図１３】状態マシンが図３に示すベクトル状態にある
ときに、状態マシンによって実行される処理を説明する
のに役立つフローチャートである。

【図１４】図１３に示すフローチャートのＧＥＴ ＶＥ
ＣＴ手順を説明するのに役立つフローチャートである。

【図１５】状態マシンが図３に示す符号化ブロック状態
にあるときに、状態マシンによって実行される処理を説
明するのに役立つフローチャートである。

【図１６】状態マシンが図３に示す待機状態にあるとき
に、状態マシンによって実行される処理を説明するのに
役立つフローチャートである。

【図１７】状態マシンが図３に示すブロック状態にある
ときに、状態マシンによって実行される処理を説明する
のに役立つフローチャートである。

【図１８】状態マシンが図３に示すスキップ状態にある
ときに、状態マシンによって実行される処理を説明する
のに役立つフローチャートである。

【図１９】状態マシンが図３に示す終了状態にあるとき
に、状態マシンによって実行される処理を説明するのに
役立つフローチャートである。

【図２０】フレーム内符号化マクロブロックの復号にお
いて、図３に示す状態マシンによって実行される模範的
な状態移行の図である。

【図２１】予測的符号化マクロブロックの復号におい
て、図３に示す状態マシンによって実行される模範的な
状態移行の図である。

【図２２】双方向性予測的符号化マクロブロックの復号
において、図３に示す状態マシンによって実行される模
範的な状態移行の図である。

【符号の説明】 １１０ デコード集積回路 １１２ マイクロプロセッサインターフェース １１６ パーサ １１８ 可変長デコーダ １２０、１２１ メモリ １２６ アドレス生成器 １２８ メモリ １３０ マイクロプロセッサ １３２ マクロブロックデコード回路 １３４ 逆量子化器 １３６、１４４、１５０、１６２メモリ １５８、１６０ 加算およびクリッピング １６１ 動き補償プロセッサ １６４、１６８、１７４ メモリ １６６ ハーフピクセルおよび補間 １７０ ＲＡＣインターフェース １７１ ＯＳＤプロセッサ １７５ ディスプレイ制御

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々がヘッダ情報およびペイロードデー
   タを有する多数のレコードタイプを定義する、所定のプ
   ロトコルに適合するデジタル符号化信号を処理するため
   の装置であって、 該多数のレコードタイプのうち少なくとも選択されたレ
   コードタイプ中の該ヘッダ情報をパースする状態マシン
   であって、該状態マシンは別個のパース動作を行う状態
   を定義し、状態間の遷移は該デジタル符号化信号をパー
   スすることによって決定される、状態マシンと、 複数の該状態タイプについて、第１の状態および第２の
   状態のための各状態時間を含む各処理時間を定義するた
   めの手段と、 該第１の状態によって表される処理ステップを行うため
   の処理手段と、 該第１の状態のための該各定義された処理時間が過ぎて
   該第２の状態に遷移するまで待つための遅延手段と、 を有する装置。
2. 【請求項２】 前記状態タイプの各々のための前記各処
   理時間を適応的に指定するための手段をさらに有し、各
   状態の該処理時間は前記レコードの前記ペイロードデー
   タに応じて変化する、請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記状態タイプの各々のための前記各処
   理時間を適応的に指定するための手段をさらに有し、各
   状態の該処理時間は、前記状態マシンに結合された他の
   処理要素中の変化に応じて変化する、請求項１に記載の
   装置。
4. 【請求項４】 スライスレベルレコードを有し、各スラ
   イスレベルレコードはヘッダ情報および複数のマクロブ
   ロックレベルレコードを有し、各マクロブロックレベル
   レコードはヘッダ情報および周波数領域係数値の複数の
   ブロックを有しているＭＰＥＧ−２符号化信号を処理す
   るための装置であって、該装置は、 該スライスレベルレコード中の該ヘッダ情報をパースす
   る第１の状態および、該マクロブロックレベルレコード
   中のヘッダ情報をパースする第２の状態を有することに
   より、該ＭＰＥＧ−２符号化信号から該周波数領域係数
   値の複数のブロックを抽出する状態マシンであって、 該第１および第２の状態のための各処理時間を定義する
   手段と、 該第１の状態によって表される処理ステップを行うため
   の処理手段と、 該第１の状態のための該各定義された処理時間が過ぎて
   該第２の状態に遷移するまで待つための遅延手段と、 該第２の状態によって表される処理ステップを該複数の
   マクロブロック中の該ヘッダ情報に対して行うことによ
   り、該複数のマクロブロックから該周波数領域係数値の
   ブロックを抽出する処理手段と、を有する状態マシン
   と、 該抽出された周波数領域係数値のブロックを、空間領域
   画素値に変換するためのマクロブロック復号化手段と、 を有する、装置。
5. 【請求項５】 前記複数のマクロブロックは予測的に符
   号化されたマクロブロックおよび双方向的に予測的に符
   号化されたマクロブロックを含み、該予測的に符号化さ
   れたマクロブロックのマクロブロックヘッダは単一の動
   きベクトルを有し、該双方向的に予測的に符号化された
   マクロブロックは複数の動きベクトルを有し、 該装置はさらに、前記第１および第２の状態の各々のた
   めの前記各処理時間を適応的に指定するための手段をさ
   らに有し、該第２の状態の該処理時間は予測的に符号化
   されたマクロブロックおよび双方向的に予測的に符号化
   されたマクロブロックの処理に応じて変化する、請求項
   ４に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記ＭＰＥＧ−２データ信号の単一のイ
   メージの復号化のために所定の時間量が割り当てられ、
   前記第１および第２の状態の各々のための前記各処理時
   間を適応的に指定するための前記手段は、該所定の時間
   量の各第１および第２の部分を該第１および第２の状態
   のための該各処理時間として指定する、 請求項５に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記状態タイプの各々のための前記各処
   理時間を適応的に指定するための手段をさらに有してお
   り、各状態の該処理時間は前記マクロブロック復号化手
   段中の変化に応じて変化する、 請求項４に記載の装置。
8. 【請求項８】 各々がヘッダ情報およびペイロードデー
   タを有する多数のレコードタイプを定義する、所定のプ
   ロトコルに適合するデジタル符号化信号を処理するため
   の方法であって、 状態マシンの各状態において別個のパース動作を行い、
   該デジタル符号化信号がパースされる際に状態間を遷移
   することにより、該多数のレコードタイプのうち少なく
   とも選択されたレコードタイプ中の該ヘッダ情報をパー
   スする工程と、 複数の該状態について、該状態のうち第１の状態および
   該状態のうち第２の状態のための各状態時間を含む各処
   理時間を定義する工程と、 該第１の状態によって表される処理ステップを行うため
   の工程と、 該第１の状態のための該各定義された処理時間が過ぎて
   該第２の状態に遷移するまで待つ工程と、 を有する方法。
9. 【請求項９】 前記状態タイプの各々のための前記各処
   理時間を適応的に指定する工程をさらに有し、各状態の
   該処理時間は前記レコードの前記ペイロードデータに応
   じて変化する、請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記状態タイプの各々のための前記各
    処理時間を適応的に指定する工程をさらに有し、各状態
    の該処理時間は、前記状態マシンの外部のレコードに対
    して行われる処理中の変化に応じて変化する、請求項８
    に記載の方法。
11. 【請求項１１】 スライスレベルレコードを有し、各ス
    ライスレベルレコードはヘッダ情報および複数のマクロ
    ブロックレベルレコードを有し、各マクロブロックレベ
    ルレコードはヘッダ情報および周波数領域係数値の複数
    のブロックを有しているＭＰＥＧ−２符号化信号を処理
    するための方法であって、該方法は、 第１の状態において該スライスレベルレコードの該ヘッ
    ダ情報をパースし、第２の状態において該マクロブロッ
    クレベルレコードのヘッダ情報をパースすることによ
    り、該ＭＰＥＧ−２符号化信号から該周波数領域係数値
    の複数のブロックを抽出する工程であって、 該第１および第２の状態のための各処理時間を定義する
    工程と、 該第１の状態において該スライスヘッダ情報を処理する
    工程と、 該第１の状態のための該各定義された処理時間が過ぎて
    該第２の状態に遷移するまで待つ工程と、 該第２の状態において該マクロブロックヘッダ情報を処
    理することにより、該複数のマクロブロックから該周波
    数領域係数値のブロックを抽出する工程と、 該抽出された周波数領域係数値のブロックを、空間領域
    画素値に変換する工程と、 を有する、方法。
12. 【請求項１２】 前記複数のマクロブロックは予測的に
    符号化されたマクロブロックおよび双方向的に予測的に
    符号化されたマクロブロックを含み、該予測的に符号化
    されたマクロブロックのマクロブロックヘッダは単一の
    動きベクトルを有し、該双方向的に予測的に符号化され
    たマクロブロックは複数の動きベクトルを有し、 該方法はさらに、前記第１および第２の状態の各々のた
    めの前記各処理時間を適応的に指定する工程をさらに有
    し、該第２の状態の該処理時間は予測的に符号化された
    マクロブロックおよび双方向的に予測的に符号化された
    マクロブロックの処理に応じて変化する、 請求項１１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記ＭＰＥＧ−２データ信号の単一の
    イメージの復号化のために所定の時間量が割り当てら
    れ、前記第１および第２の状態の各々のための前記各処
    理時間を適応的に指定する前記工程は、該所定の時間量
    の各第１および第２の部分を該第１および第２の状態の
    ための該各処理時間として指定する、 請求項１２に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記状態タイプの各々のための前記各
    処理時間を適応的に指定する工程をさらに有しており、
    各状態の該処理時間は前記マクロブロック復号化手段中
    の変化に応じて変化する、 請求項１１に記載の方法。