JP2001119703A

JP2001119703A - 可変長予測符号化によるデジタルビデオイメージの圧縮

Info

Publication number: JP2001119703A
Application number: JP2000273285A
Authority: JP
Inventors: Danilo Pau; パウダニロ; Antonio Chimienti; キミエンティアントニオ
Original assignee: STMicroelectronics SRL
Current assignee: STMicroelectronics SRL
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2001-04-27
Anticipated expiration: 2020-09-08
Also published as: JP3696490B2; EP1083752A1

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮したビデオピクチャシーケンスのデコー
ダのビデオメモリ条件を減少させる技術を提供する。【解決手段】本発明によれば、伸長した後であるが外
部メモリ内に格納する前に、予測用の参照として使用し
たピクチャの再圧縮を行うことによって、デコーディン
グ処理によって必要とされるメモリの寸法を著しく減少
させることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大略、ビデオ画像
（イメージ）シーケンスの圧縮及びコーディング（符号
化）技術に関するものであって、更に詳細には、デコー
ディングフェーズ期間中にイメージ即ち画像の全体又は
その一部を格納することを必要とするビデオデコーダの
メモリ条件を減少するためのハードウエア形態で実現す
ることが可能な方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】デジタル化したビデオシーケンスの処理
におけるＭＰＥＧスタンダードによって確立された重要
性のために、本発明方法の実際的な具体例をＭＰＥＧ２
準拠システムにおいて実施化した場合について説明する
が、本発明方法は異なるスタンダードに基づくデコーダ
においても完全に有効であり且つ効果的に適用可能なも
のである。

【０００３】ＭＰＥＧ（ＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅ
ｓＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ）スタンダードは、デ
ジタル化したピクチャのシーケンスの圧縮専用の１組の
アルゴリズムを定義している。これらの技術は、該シー
ケンスの時間的及び空間的な冗長性を減少させることに
基づいている。空間的及び統計的な冗長性の減少は、量
子化、離散コサイン変換（ＤＣＴ）及びハフマンコーデ
ィング（符号化）によって単一のイメージ即ち画像を独
立的に圧縮させることによって行われ、一方時間的冗長
性の減少は、１つのシーケンスの相次ぐピクチャの間に
存在する相関を使用して行われる。近似的には、各イメ
ージ即ち画像は、局所的には、そのシーケンスの前の及
び／又は後のイメージ（画像）の転移として表現するこ
とが可能であるということが可能である。この目的のた
めに、ＭＰＥＧスタンダードは３つの種類のピクチャ、
即ちＩ（イントラ符号化フレーム）、Ｐ（予測フレー
ム）、Ｂ（双方向予測フレーム）として表されるピクチ
ャを使用する。

【０００４】※Ｉ（イントラ符号化ピクチャ）：時間的
な冗長性を包含するフレーム又は半フレーム ※Ｐ（予測ピクチャ）：先行するＩ又はＰ（前に符号化
／復号化）に関する時間的な冗長性を取除いたフレーム
又は半フレーム ※Ｂ（双方向予測ピクチャ）：先行するＩ及び後行する
Ｐ（又は先行するＰ及び後行するＰ）に関する時間的な
冗長性を除去した（両方の場合ともＩ及びＰピクチャは
既に符号化／復号化されているものと考えねばならな
い）のフレーム又は半フレーム。

【０００５】Ｉピクチャは完全に独立した態様で符号化
され、Ｐピクチャはそのシーケンスにおける先行するＩ
又はＰピクチャに関して符号化され、ＢピクチャはＩ又
はＰ種類の且つビデオシーケンスにおける精密に先行す
る１つと後行する１つの２つのピクチャに関して符号化
されたものである。

【０００６】典型的なピクチャのシーケンスは、ＩＢＢ
ＰＢＢＰＢＢＩＢ・・・のようなものである。これは、
それが観察される順番であるが、Ｐは前のＩ又はＰに関
して符号化され且つＢは先行する及び後行のＩ又はＰに
関して符号化されるものであるから、デコーダはＢピク
チャの前にＰピクチャを受取り且つＰピクチャの前にＩ
ピクチャを受取ることが必要である。従って、これらの
ピクチャの伝送順はＩＰＢＢＰＢＢＩＢＢ・・・であ
る。

【０００７】ピクチャは、示された順番で逐次的に符号
化器によって確立され、且つその後並び替えられ且つ表
示される。Ｂピクチャをデコード即ち復号をするために
は、デコーダが「フレームメモリ」と呼ばれる専用のメ
モリバッファ内にそのＢピクチャが参照する前にデコー
ド即ち復号したＩ又はＰピクチャを格納することが必要
であり、このことはかなりをメモリ空間を必要とする。

【０００８】例えば、欧州のＴＶスタンダードＰＡＬは
２５Ｈｚのピクチャ周波数を意図している。デジタル化
したピクチャは各々が７２０×５７６ピクセルマトリク
スによって構成されているフレームとも呼ばれる。各ピ
クセルに対して１２ビットを使用する（ルミナンスに対
して８ビット及び２つのクロミナンス成分の各々に対す
る２ビット）グラフィックフォーマットＹＵＶ４：２：
０を使用した場合、各フレームは６２２，０８０バイト
を必要とし、従ってＭＰＥＧデコーダは、全体として、
約１．２４メガバイトのフレームメモリを必要とする。

【０００９】圧縮アルゴリズムを使用することによって
このメモリ条件を可及的に減少させることが目的であ
る。効率的なフレーム圧縮メカニズムをデコーダ内にお
いて実現することにより、ビデオシーケンスの品質の知
覚可能な損失なしで、少なくとも５０％であるが、約８
０−８５％へ増加させることが可能なメモリの節約を達
成することが目標である。

【００１０】Ｉフレーム内に導入されたエラーは、その
Ｉフレームを参照して符号化されている次続のＰ及びＢ
フレームの全てにおいて伝搬するものであるから、圧縮
エラーが可及的に小さいものであることが非常に重要で
ある。現在の技術で予測される最良の結果は１２メガビ
ットメモリを使用するものであり、且つかなり複雑なハ
ードウエアアーキテクチャを必要とするという欠点を有
している。一方、現在の静止デジタルピクチャを処理す
る領域においては、その技術水準はＧＩＦスタンダード
（ＧｒａｐｈｉｃＩｎｔｅｒｃｈａｎｇｅＦｏｒｍ
ａｔ）及びＪＰＥＧ（ＪｏｉｎｔＰｉｃｔｕｒｅＥ
ｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ）スタンダードによって代表
される。コンピュサーブ社が所有するＧＩＦアルゴリズ
ムは２５６以下の色数を有する合成ピクチャのロスレス
即ち損失のない圧縮に対して考え出されたものである。
オリジナルのデータに包含される情報が損失されること
を暗示するものでない場合にその圧縮はロスレス即ち無
損失であると言われ、一方その信号の関連性が最も低い
部分が意図的に省略される場合の圧縮をロッシー即ち有
損失であると言われる。

【００１１】ＪＰＥＧスタンダードは、又、ユーザによ
ってエラーを検知することが可能でないように圧縮され
たピクチャにおけるある詳細を取除くために人間の目の
非線形性を利用している。

【００１２】「合成品」は、ドローイング即ち描画手段
等を使用することによって人工的に発生された画定され
たピクチャであり、一方「自然」ピクチャは写真の類で
ある。最初のものは急激な色彩勾配によって特性付けら
れ、一方、典型的に、２番目のものはより消滅的階調を
有している。

【００１３】静止即ち静的なピクチャを圧縮するために
使用される別のアルゴリズムは、以後、ＣＰＬＶとして
しばしば参照する可変長符号化を具備する空間的な予測
技術に基づくものである。ＣＰＬＶアルゴリズムは有損
失又は無損失、自然ピクチャ又は合成ピクチャのいずれ
の圧縮にも適したものであり、且つ同一の圧縮率の場合
に導入するノイズの大きさがより少ないので、ＧＩＦ及
びＪＰＥＧアルゴリズムよりもより効率的なものである
ことが証明されている。

【００１４】ＣＰＬＶ圧縮は以下の４つの基本的なステ
ップを包含している。

【００１５】※サブサンプリング（ｓｕｂ−ｓａｍｐｌ
ｉｎｇ） ※量子化（ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ） ※二進ツリーコーディング（ｂｉｎａｒｙｔｒｅｅ
ｃｏｄｉｎｇ） ※ハフマンコーディング（Ｈｕｆｆｍａｎｃｏｄｉｎ
ｇ）サブサンプリングＬを圧縮すべきピクチャを表すマトリクスとする。この
マトリクスをサンプリングして、各々がＬのピクセルの
半分である２つのサブマトリクスＬ₁及びＨ₁を発生す
る。Ｌ₁は奇数行から偶数ピクセルを及び偶数行から奇
数ピクセルを除去することによってＬから得られる。サ
ブマトリクスＨ₁の要素は、Ｌ₁のピクセルを補間し且つ
前にＬから除去したピクセルから得られた値を減算する
ことによって得られる。このようにして、Ｈ₁のピクセ
ルは予測エラーの有意性を取る。

【００１６】次いで、Ｌ₁から更に２つのサブマトリク
スＬ₂及びＨ₂を得る。Ｌ₂は、Ｌ₁の偶数行を除去するこ
とによって得られ、且つＨ₂は上述した如くに計算され
た予測エラーを表す。

【００１７】この処理を継続して行い、マトリクスＬ_n
が単一のピクセルを有し更に分解することが不可能にな
るまで、各Ｌ_iマトリクスから２つのサブマトリクスＬ
_i+1及びＨ_i+1を発生する。そのように行って、第一のマ
トリクスＬを、図２に図示したように、一連のマトリク
スＬ_n，Ｈ_n-1，Ｈ_n-2，．．．，Ｈ₂，Ｈ₁ヘ変換する。
上述した変換処理において行われる補間即ち内挿は、多
くの異なる態様で行うことが可能である。自然ピクチャ
又は合成ピクチャのいずれの場合も、結果の品質と計算
の複雑性との間の最善の比を提供する方法は、４個の隣
接するピクセルの間での単純な算術平均（双１次補
間）、を行うか、又は差が最も小さな２つの対向するピ
クセルの間の算術平均（線形補間）を行うものである。

【００１８】量子化デコーディング即ち復号フェーズにおいて、各マトリク
スＬ_n及びＨ_nのピクセルを使用して、対応するマトリク
スＬ_n-1のピクセルを発生し、該マトリクスはＨ_n-1マト
リクスと共に使用してＨ_n-2を発生し且つ以下同様であ
る。各マトリクスＨ_nは対応するＨ_n-1マトリクスの要素
数の半分を包含しており、且つそれはＬ _n-1からＬ₁へ全
てのＬマトリクスを発生するために使用される。このこ
とは、マトリクスＨ_nよりも一層大きな値でマトリクス
Ｈ_n-1を量子化する可能性を示唆している。何故なら
ば、発生されるエラーがデコーディング（復号）プロセ
ス期間中にピクセルの制限される数に影響を与えるから
である。

【００１９】従って、各マトリクスＨ_iは異なるステッ
プＱ_iで量子化され、そのステップはＨ_n-1からＨ₁ヘ増
加する。各ステップＱ_iは、ステップＱ_i-1を１より小さ
なスケールファクタ即ち倍率によって割算することによ
って得られる。量子化によって発生することが可能な最
も高いエラーに関する理論的考察及び実験結果に基づく
ヒューリスティック（発見的）考察によれば、低い圧縮
率の場合には、最善のスケールファクタ（倍率）はより
高い圧縮率の場合よりも一層高いことが示されている。

【００２０】図３に示したように、入力から出力への伝
達関数における「デッドゾーン」、即ち入力値が常にゼ
ロの出力を発生するゾーンを有するために簡単な量子化
アルゴリズムを考える（ゼロ復帰量子化器）。ゼロの値
の発生は、以下に説明するように、ツリーコーディング
（ｔｒｅｅｃｏｄｉｎｇ）において特に重要なもので
あるから好適である。

【００２１】量子化は、明らかに、有損失圧縮を発生す
るものであるが、それはオプションとしてのステップに
止まることに注意することが重要である。ピクチャの無
損失圧縮が所望される場合には、マトリクスＨの量子化
を回避することで必要充分である。

【００２２】二進ツリーコーディングＨ_iマトリクスの値は二進ツリー構造で構成することが
可能であり、その場合に、Ｈ_nマトリクスの各ピクセル
は、図４に示したように、Ｈ_n-1の２つのピクセルへ結
合されている。このようなデータ構造は、重要な利点を
発生するものであり、即ち、適宜のマーカーを使用する
ことによって、ゼロのみから構成されているツリーの全
体的な「ブランチ（ｂｒａｎｃｈ）」即ち分岐を特定の
値で置換させることが可能であり（従来、「ゼロツリ
ー」と呼ばれている）、従って図５に示したように、ビ
ットストリーム内においてゼロの長いシーケンスを回避
することが可能である。そうでない場合には、Ｈの値は
予測エラーであり、従って、それらは、典型的に、ゼロ
に近いか又は等しいものであるという事実に鑑み、ゼロ
からなるシーケンスが頻繁に発生する。そのようにし
て、何等の符号化エラーを導入することなしに、圧縮し
たピクチャの寸法を著しく減少させることが可能であ
る。

【００２３】二進ツリーコーディングは量子化から著し
い利点を派生することが明らかである。Ｈの値の量子化
がより多ければ多いほど、それらがゼロとなる蓋然性が
より高く、従って「ゼロツリー」マーカーを使用するこ
とによって除去することが可能な二進ツリーの全体的な
分岐を選別することをより頻繁なものとさせる。

【００２４】ハフマンコーディング量子化及びツリーコーディングの後に、そのビットスト
リームについてハフマンコーディング、即ち可変長のコ
ード即ち符号で各記号を置換させることによってデータ
フローのエントロピィを最大とさせることを目的とした
処理を行い、尚、可変長符号の長さは、置換を行う記号
の頻度が高ければ高いほどより短い。確立された目標の
ためには、各可能な記号に対してハフマンコードを計算
することが必要なものではなく、より蓋然性の少ない記
号は符号化せずに、次の記号はハフマン符号ではないこ
とをデコーダへ知らせるために特定のエスケープ記号に
よって先行させることが可能であることがヒューリステ
ィック即ち発見的に証明されている。

【００２５】ＭＰＥＧ符号化の特性欧州のＴＶスタンダードＰＡＬ、及びアメリカ合衆国の
ＮＴＳＣは、ビデオシーケンスのピクチャ（又はフレー
ム）が２つの独立し且つインターレースされた半ピクチ
ャ（フィールドと呼ばれる）によって構成されることを
意図している。このことは、各フレームの偶数行が１つ
のフィールドに属し、且つ奇数行が別のフィールドに属
することを意味している。ＭＰＥＧスタダンードにおい
ては、各フレームはルミナンスマトリクス（Ｙ）及び２
つのクロミナンスマトリクス（Ｕ及びＶ）から構成され
ている。４：２：０ビデオフォーマットにおいては、各
クロミナンスマトリクスはルミナンスマトリクスと比較
して半分の寸法を有している。

【００２６】エスティーマイクロエレクトロニクス社
は、ＰＡＬ及びＮＴＳＣへ適用するためのＭＰＥＧ２オ
ーディオ／ビデオデコーダを開発している。その統合し
た装置は、ＭＰＥＧ２ビデオデコーダとＭＰＥＧ１オー
ディオデコーダとを包含している。両方のコアは共通の
インターフェースを介して１６メガビットの外部ＤＲＡ
Ｍへアクセスする。オーディオコアは１３１，０７２ビ
ットのみへアクセスし、一方ビデオコアは該ＤＲＡＭの
残りの１６，６４６，１４４ビットへアクセスする。

【００２７】該ビデオメモリは以下の如くに構成されて
いる。

【００２８】※ビットバッファ（ｂｉｔｂｕｆｆｅ
ｒ）ＭＰＥＧスタンダードが１．７５メガビット＋実施した
伸長処理の非理想性を考慮するためのエキストラな量
（８３５，５８４ビット）に固定する圧縮データバッフ
ァ。

【００２９】※Ｉフレームバッファ（Ｉ−ｆｒａｍｅ
ｂｕｆｆｅｒ）Ｉピクチャ（イントラピクチャ）の場合、４：２：０フ
ォーマットで伸長。

【００３０】※Ｐフレームバッファ（Ｐ−ｆｒａｍｅ
ｂｕｆｆｅｒ）Ｐピクチャ（予測ピクチャ）の場合、４：２：０フォー
マットで伸長。

【００３１】※Ｂフレームバッファ（Ｂ−ｆｒａｍｅ
ｂｕｆｆｅｒ）Ｂピクチャ（双方向予測ピクチャ）の場合、４：２：０
フォーマットで伸長。その寸法は０．７４０７及び０．
６１１１のファクタによって最適化されている。このバ
ッファの存在は、又、デコーディング即ち復号処理の非
理想性を考慮する。

【００３２】４：２：０フォーマットにおける各フレー
ムバッファは以下のようなメモリ空間を占有する。

【００３３】ＰＡＬスタンダードルミナンス（Ｙ）に対し720×576×８＝3,317,760ビットＵクロミナンスに対し360×288×８＝ 829,440ビットＶクロミナンスに対し360×288×８＝ 829,440ビット ―――――――――――――――――――――――――――― 合計Ｙ＋Ｕ＋Ｖ＝4,976,640ビットＮＴＳＣスタンダードルミナンス（Ｙ）に対し720×480×８＝2,764,800ビットＵクロミナンスに対し360×240×８＝ 619,200ビットＶクロミナンスに対し360×240×８＝ 619,200ビット ―――――――――――――――――――――――――――― 合計Ｙ＋Ｕ＋Ｖ＝4,147,200ビット従って、最も重たい場合であるＰＡＬの場合における総
数は、１，８３５，００８＋８３５，５８４＋４，９７
６，６４０＋４，９７６，６４０＋（４，９７６，６４
０＊０，７４０７）＝１６１，３１０，０７０ビットで
ある。この計算はＢフレームバッファの０．７４０ファ
クタによる最適化を考慮に入れている。

【００３４】この装置の更なる最適化は、それらを格納
することの必要性なしにオンザフライ即ち処理中にＢピ
クチャのデコンプレッション（ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉ
ｏｎ）即ち伸長を実行し、その場合に、例えばシンクロ
ナス１００ＭＨｚ及びより高い周波数のＳＤＲＡＭ等の
高速メモリを使用する。このような最適化は、ビデオメ
モリ条件を、１，８３５，００８＋８３５，５８４＋
４，９７６，６４０＋４，９７６，６４０＝１２，６２
３，８７２ビットに更に低下させ、Ｂバッファはオンチ
ップであり、ＭＰＥＧ−２圧縮ストリームで画定された
各８×８ブロックのスキャンを、ピクチャ自身の表示処
理によって必要とされるピクチャ（フィールド又はフレ
ーム）の各行のものへ変換させることが要求される。こ
のような図６に図示したマクロセルは「マクロブロック
からラスタースキャンへの変換器」として指定される。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、圧縮ビデオピクチャシーケンスのデコーダ
のビデオメモリ条件を減少させる技術を提供することを
目的とする。

【００３６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧縮ビ
デオピクチャシーケンスのデコーダのビデオメモリ条件
を減少させる方法が提供される。本方法によれば、再生
されたピクチャの品質が僅かに失われるが、ピクチャの
劣化はＴＶスクリーン上に再生されたイメージ即ち画像
を観察する場合に検知不可能なものである。何故なら
ば、その場合に導入されるアーチファクト即ち人工的な
効果は比較的高い周波数で分布されているからである。

【００３７】本発明の基礎となる概念は、デコンプレッ
ション即ち伸長の後であるが外部メモリ内に格納する前
に、予測のために参照として使用されるピクチャ（図１
に示したように、ＭＰＥＧ−２スタンダードの場合にＩ
及びＰピクチャ）の再圧縮を行う場合には、デコーディ
ング（復号）処理によって必要とされるメモリの寸法が
著しく減少されるという上の計算から派生する認識であ
る。その後に、これらのピクチャは、メモリから読取ら
れる時にデコンプレッション即ち脱圧縮即ち伸長され
る。

【００３８】許容可能なアーチファクト（人工的効果）
を導入しながら効果的なものであるためには、このよう
な再圧縮は以下の条件を満足すべきである。

【００３９】※圧縮されたピクチャによって占有される
メモリ空間の量＋それらの圧縮のために使用される空間
は、このような再圧縮を使用することのないデコーダに
おいて必要とされる全メモリ空間よりも低いものでなけ
ればならない。

【００４０】※ピクチャの再圧縮は、メモリ条件を減少
させることから派生する節約と比較して重要性のある態
様で装置コストが影響されることがないように、容易に
実現可能な方法で実現せねばならない。

【００４１】※再生されたピクチャの品質の損失は知覚
不可能なものでなければならない。

【００４２】ＣＰＬＶ圧縮方法は、ビデオシーケンスを
デコーディング即ち復号する場合に傑出した柔軟性を提
供し、コーディング（符号化）及びデコーディング（復
号化）回路の極めて容易な適用性を可能とさせ、可変の
圧縮レベルに対しそれらの動作特性を最適化させること
を可能とすることが判明した。

【００４３】圧縮したビデオシーケンスのデコーダのビ
デオメモリ条件を減少させる本発明方法は、符号化した
ピクチャを伸長し、ビデオメモリに構成された１つ又は
それ以上のバッファ内に関連データを格納するステップ
を有しており、伸長の後で且つそれらをビデオメモリの
夫々のバッファ内に格納する前にピクチャをサブサンプ
リングし且つ再圧縮し、夫々、次第に増加する数のピク
セルを除去することにより且つＬ₁マトリクスのピクセ
ルを補間し且つ開始マトリクスＬから除去した対応する
ピクセルの相次ぐ減算及び単一のピクセルによって構成
されるサブマトリクスＬ_nが得られるまで相次ぐマトリ
クスＬ_iを派生するためにサブマトリクスＬ₁を開始マト
リクスとして使用するこの手順を繰り返し行うことによ
って、開始マトリクスＬのピクセル数の半分の２つのサ
ブマトリクスＬ₁及びＨ₁を構成することによって得られ
るサブサンプリング用Ｌ_i及びＨ_iサブマトリクスのシー
ケンスを圧縮すべき現在のピクチャを表すＬマトリクス
から派生し、サブマトリクスＨ_i-1に対して使用したＱ
_i-1ステップよりも大きなＱ_iステップで夫々のＬ_iマト
リクスから計算した前記Ｈ_iサブマトリクスをゼロ復帰
量子化器で量子化し、ゼロのみによって構成される全ツ
リー分岐を識別するためのゼロツリーマーカーを使用し
て前記マトリクスの値の二進ツリーコーディングを行
い、可変長符号化を有する空間的予測技術（ＣＰＬＶ）
に従って、最も頻発する記号のハフマンコーディングを
行い、最も頻発度の低い記号は非符号化のままとし、そ
れらをエスケープ記号で先行させ、サブサンプリング
し、再圧縮し、且つＣＰＬＶ符号化したブロックの形態
における前記ピクチャに関連するデータを夫々のビデオ
メモリバッファ内に格納し、前記サブサンプリングし且
つ再圧縮したピクセルのブロックに関連するデータをデ
コードし、前記可変長コーディングを有する空間的予測
技術（ＣＰＬＶ）に従って前記ピクセルのブロックのデ
コードしたデータを伸長させる、上記各工程を有してい
る。

【００４４】マトリクスＬ及びＬ_iの選択したピクセル
は、「ｉ」が奇数である場合に奇数行の奇数ピクセル及
び偶数行の偶数ピクセルであるか、又は「ｉ」が偶数で
ある場合に、Ｌ_i上の奇数行の奇数ピクセルであるのか
のいずれかとすることが可能であり、Ｌ_i-1上に配置さ
れたピクセルに関連する行及び列のみをカウントする。

【００４５】本発明方法は、ビデオデコーダにおいて、
夫々のビデオメモリバッファ内に書込むべきピクチャデ
ータの可変長符号化を有する空間的予測技術に基づく再
圧縮及び符号化の回路（ＣＰＬＶエンコーダ）及び前記
ビデオメモリバッファから読取ったピクチャデータをデ
コードし且つ伸長させ且つ伸長したデータのストリーム
を発生させる回路（ＣＰＬＶデコーダ）を有することに
よりハードウエア形態で実現することが可能である。

【００４６】該圧縮及び符号化回路（ＣＰＬＶエンコー
ダ）は、ＣＰＬＶ符号化フレームを格納するフレーム格
納メモリ（フレームメモリ）、非符号化マクロブロック
を格納する作業メモリ（作業ＲＡＭ）及び前記作業メモ
リにおいて前記デコーダによって発生された伸長された
マクロブロックを順次転送する回路（マクロブロック取
得）、それにカスケード結合されており可変量子化ステ
ップを有する量子化器によって前記作業メモリへフィー
ドバックされる前記作業メモリ内に格納されているマク
ロブロックのデータからなるブロックをサブサンプリン
グし且つ量子化する回路であって、前記マクロブロック
のデータからなるブロックを順次処理する回路（ブロッ
ク取得）及び第二多重化手段によって前記量子化器へ結
合されており「ｉ」が偶数（Ｉｎｔｅｒｐ偶数）である
及び「ｉ」が奇数（Ｉｎｔｅｒｐ奇数）である場合に前
記係数Ｈ_iを計算する第一多重化手段イネーブル／ディ
スエーブル回路を有している回路、前記作業メモリ内に
格納されているデータのサブサンプリングし且つ量子化
したブロックに関し二進ツリーコーディング及びゼロツ
リーマーキングを順次実施する回路（ゼロツリー）、前
記二進ツリーコーディングされたデータのブロックを符
号化し且つその符号化したブロックを前記フレーム格納
メモリ（フレームメモリ）内へ転送する前記回路（ゼロ
ツリー）ヘカスケード結合されているハフマン符号化
器、各ハフマン符号化マクロブロックのビット長を計算
する回路（長さ計算）によって出力されたデータから最
良の量子化ステップを計算する回路（量子化ステップ計
算）を有している前記量子化器の量子化ステップを規制
する手段、前記フレーム格納メモリにおける相次ぐマク
ロブロックの開始アドレスを各ハフマン符号化マクロブ
ロックのビット長を計算する前記回路（長さ計算）によ
って出力されるビット長から計算する回路（アドレス計
算）及び前記フレームメモリ内に格納されている全ての
マクロブロックの開始アドレスを格納するメモリ（アド
レステーブル）を有しており、前記フレーム格納メモリ
における圧縮されたマクロブロックの開始アドレスの計
算及び格納手段、前記ハフマン符号化器、前記伸長した
マクロブロックの転送回路（マクロブロック取得）及び
前記フレーム格納メモリ（フレームメモリ）が結合され
ているデータバス（外部バス）、から構成することが可
能である。

【００４７】

【発明の実施の態様】動き補償は、各フレームをマクロ
ブロックと呼ばれる区域に分割することによって局所的
に行われ、各マクロブロックは、４個のルミナンスブロ
ックと２個のクロミナンスブロック（クロマフォーマッ
ト４：２：０）から構成されており、１つのブロックは
各側部が８個のピクセルからなる正方形の区域である。

【００４８】従って、Ｉ及びＰフレームのマクロブロッ
クからＢフレームを再生するためには、ピクチャの異な
るブロックへ独立的にアクセスすることが必要であり、
従って、ＣＰＬＶ再圧縮アルゴリズムは、全体的なピク
チャに関して動作するものではなく単一構成用ブロック
に関して動作するものである。ＭＰＥＧスタンダードに
従ってＩ又はＰフレームがデコードされると、ＣＰＬＶ
再圧縮コーダー即ち符号化器は、フレームブロックの全
てに関して順次動作を行い、それらを、上述した如く、
ＣＰＬＶアルゴリズムに従って別々に圧縮する。

【００４９】ＣＰＬＶコーダー（符号化器）は、パラメ
ータとして、所望の圧縮率を受取り、且つ各ブロックを
異なる量子化ステップで符号化し、その場合にそれまで
先行するブロックによって要求されたビット数をもとに
各ブロックの量子化ステップを決定するフィードバック
機構によって理想的なビットレート近くに止まるように
させる。量子化ステップに関する情報が各ブロックのビ
ットストリーム内に導入され、フレームメモリにおける
そのアドレスはランダムアクセスを可能とするためにア
ドレステーブル内に格納される。該テーブルはＩ又はＰ
のいずれかの種類のピクチャを構成するブロック数と同
数の位置を包含している。

【００５０】ＭＰＥＧデコーダ（復号器）がフレームメ
モリ内に格納されている１つのフレームに属する１つの
ブロックを必要とする度に、そのブロックのアドレスが
該アドレステーブルから抽出され、該ブロックがメモリ
から読取られ、デコードされ、且つ最終的に、動き補償
を介して使用されて、Ｐ又はＢフレームの対応するブロ
ックを発生する。ＣＰＬＶコーダー（符号化器）及びデ
コーダ（復号化器）の構造については図６及び７を参照
して説明する。

【００５１】再圧縮用ＣＰＬＶ符号化器機能主要な符号化ルーチンは、関数ｓｅｌｅｃｔｍａｃｒ
ｏｂｌｏｃｋ（）から構成されており、それは１つのピ
クチャの全てのマクロブロックに対してＣＰＬＶを適用
し、該マクロブロックをサブサンプリングし、量子化
し、且つ二進ツリーコーディング及びハフマンコーディ
ングを行う。この符号化ルーチンの種々のステップにお
ける状態を図８に示してあり、一方図９は簡単化したフ
ローチャートを示している。

【００５２】ｓｅｌｅｃｔｍａｃｒｏｂｌｏｃｋこの関数は、ＭＰＥＧデコーダによってデコードされる
Ｉ又はＰフレームが格納されているメモリのスキャン
（走査）を行う。それは、３つの色彩成分の各々に対し
て、ラスタースキャン順、即ち左側から右側及び上側か
ら下側へ進行し、各マクロブロックを作業メモリ内へ転
送し（ｇｅｔｍａｃｒｏ（）関数）、そこから、それ
はＣＰＬＶ符号化器によって処理される。続いて、その
マクロブロックはｗｒｉｔｅｍａｃｒｏ（）関数によ
って作業メモリ内に書込まれる。

【００５３】この関数は、又、符号化したピクチャの予
測長と実際の長さの間の差に依存する量子化ステップの
更新を行う。

【００５４】

【数１】

【００５５】ｇｅｔｍａｃｒｏこの関数は全体的なピクチャ（フレーム）を包含してい
るメインメモリから比較的小さな作業メモリへマクロブ
ロックを転送し、そこでマクロブロックがＣＰＬＶ符号
化器によって確立される。

【００５６】

【数２】

【００５７】ｓｅｌｅｃｔｂｌｏｃｋこの関数は各マクロブロックに対してＣＰＬＶアルゴリ
ズムを適用することによって作業メモリ内に格納されて
いるマクロブロックに関して動作を行う。確立されるべ
きブロックはルミナンス（Ｙ成分）に対して６：４であ
り且つクロミナンス（Ｕ及びＶ成分）に対して２であ
る。

【００５８】

【数３】

【００５９】ＣＰＬＶ前述したように、ＣＰＬＶアルゴリズムは一連のサブマ
トリクスＨｉにおける開始マトリクスを分解する。何故
ならば、このようなサブマトリクスを作成する手順は、
インデックスｉが偶数であるか又は奇数であるかに依存
して異なるからである。該アルゴリズムはｓｔｅｐｅ
ｖｅｎ（）及びｓｔｅｐｏｄｄ（）と呼ばれる２つの
部分に分割されており、これらの２つの関数の各々はサ
ブサンプリング及び量子化をまかなう。

【００６０】次いで、ＣＰＬＶブロックはゼロツリー
（ＺｅｒｏＴｒｅｅ）マーカーを導入することによって
二進ツリーコーディングを実施する。

【００６１】

【数４】

【００６２】デコーディング即ち復号を行う場合に、Ｃ
ＰＬＶデコーダが量子化前に符号化器によって得られた
オリジナルの値ではなくＨ_iマトリクスの量子化した値
のみを廃棄することに注意することが重要である。この
ことはエラーを発生する場合があるが、それは、符号化
器も量子化した値で動作させることによって回避するこ
とが可能である。即ち、Ｈ_iマトリクスが発生される度
に、正確にデコーダが行う如く、Ｈ_iの量子化した値か
ら対応するＬ_i-1マトリクスを再生させる。そのため
に、関数ｓｔｅｐ（）は２つの関数Ｌｓｔｅｐｏｄｄ
（）及びＬｓｔｅｐｅｖｅｎ（）を有しており、それら
はデコーダに特有のものであり且つＬマトリクスの再生
に関与する。同一の理由により、ＣＰＬＶ（）関数にお
ける処理サイクルは、最初のステップから最後のステッ
プの代わりに、最後のステップから最初のステップへ逆
に進行する。

【００６３】

【数５】

【００６４】Ｈｓｔｅｐｅｖｅｎ（）及びＨｓｔｅｐ
ｏｄｄ（）関数は作業マトリクスをスキャン即ち走査
し、各レベルＨ_iに対し新たなピクセル値を計算する。

【００６５】

【数６】

【００６６】補間（内挿）のために、最小の絶対差を有
する２つの隣接するピクセルが選択される。補間の後
に、整数間の割算によって量子化が実施される。

【００６７】

【数７】

【００６８】脱量子化（ｄｅｑｕａｎｔｉｚｅ）関数
は、伝達関数のステップにおける中間値を取ることによ
ってエラーを最小とさせる手段を使用する。

【００６９】

【数８】

【００７０】ｚｅｒｏｔｒｅｅ再帰的関数ｚｅｒｏｔｒｅｅ（）が、該二進ツリーをス
キャンし、且つゼロの値によってのみ構成されている分
岐を除去するために「ゼロツリー（ＺｅｒｏＴｒｅ
ｅ）」マーカーを挿入することによってそれを「剪定」
する。該ツリー構造が明示的に構築されるものでないこ
とに注意することが重要であり、正に、作業メモリ内の
ツリーのノードの位置が与えられると、同一のマトリク
スの内側に２つの子分岐の実際の位置を派生させること
を可能とするという簡単な規則が存在している。このよ
うな規則は関数ｃｈｉｌｄ（）によって以下の如くに表
される。

【００７１】

【数９】

【００７２】ｗｒｉｔｅｍａｃｒｏこの関数はハフマンコードを使用して二進形態でマクロ
ブロックへの書込みを行う。各マクロブロックに対し
て、使用した量子化ステップの値が、書込まれ、その後
に該要素の二進コード（符号）が追従する。更に、該マ
クロブロックのアドレスが適宜のテーブル内に書込ま
れ、そのテーブルはフレームメモリへのランダムアクセ
スを可能とするためにデコーダによって使用される。

【００７３】

【数１０】

【００７４】ｗｒｉｔｅｂｌｏｃｋブロックの書込みのために、先ず始めに、［０，０］の
位置にピクセルの値を書込むことが必要である。何故な
らば、それは二進ツリーに属するものではないからであ
る。その後に、二進ツリーのノードを既に上で検査した
ｚｅｒｏｔｒｅｅ（）関数と同様な再帰的関数によって
書込む。当然に、該ピクセルの実効的な値が書込まれる
のではなく、そのハフマン記号が書込まれる。

【００７５】

【数１１】

【００７６】アーキテクチャ図１０は以下の機能的ブロックから構成されているコー
ダー即ち符号化器の一般的なアーキテクチャを示してい
る。

【００７７】「マクロブロック取得」は、外部メモリか
ら順番にマクロブロックを取り且つそれらをコーダー
（符号化器）の内部作業メモリ内に格納する。「作業Ｒ
ＡＭ」は、各ピクセルが８ビットで符号化されている各
々が８×８ピクセルマトリクスである６個のブロックか
ら構成されている非符号化マクロブロックを包含するの
に適した寸法の作業メモリである。「ブロック取得」
は、１個のマクロブロックを構成している６個のブロッ
クを順番に処理する。これらのブロックは１つずつ作業
ＲＡＭから取られ且つＣＰＬＶコーディング（符号化）
が行われる。

【００７８】「ＤＥＭＵＸ」は、各ブロックのピクセル
を交互に偶数符号化ステップ及び奇数符号化ステップへ
供給し、マトリクスＨ_iの値を決定するデマルチプレク
サである。「Ｉｎｔｅｒｐ偶数」はｉが偶数である場合
に係数Ｈ_iを計算する。「Ｉｎｔｅｒｐ奇数」は、ｉが
奇数である場合に係数Ｈ_iを計算する。「量子化器」
は、量子ステップＱでＨ_iの値を量子化する。

【００７９】「ゼロツリー」は、全ブロックが量子化さ
れた場合に、二進ツリーコーディングを実施し、ゼロ分
岐を「ゼロツリー」マーカーで置換させることによって
ゼロ分岐を除去する。「ハフマン符号器」はハフマン符
号化への係数を提供する。「ハフマンテーブル」は計算
されたハフマンコードを格納するメモリである。

【００８０】「フレームメモリ」はＭＰＥＧデコーダの
フレームメモリである。「長さ計算」は各マクロブロッ
クのビット長を計算する。「量子化ステップ計算」は符
号化されたマクロブロックの長さに依存して、次続のマ
クロブロックに対する量子化ステップを計算する。「ア
ドレス計算」は、符号化されたマクロブロックの長さに
依存して、フレームメモリ内の次続のマクロブロックの
開始アドレスを計算する。「アドレステーブル」は、フ
レームメモリ内に格納されている全てのマクロブロック
の開始アドレスを包含している。

【００８１】ＣＰＬＶデコーダ機能ＣＰＬＶデコーダは、コーダー即ち符号化器に関し鏡の
ような態様で機能し、符号化器から該関数の殆どを継承
する。デコーディングルーチンの関数の概略を図１１に
示してある。該ルーチンの簡単化したフローチャートを
図２に示してある。

【００８２】ｓｅｌｅｃｔｍａｃｒｏｂｌｏｃｋこの関数は主要なデコーディングサイクルを構成する。
各マクロブロックのアドレスがアドレステーブルａｄｄ
ｒｔａｂｌｅから取られ且つｇｅｔｍａｃｒｏ（）
ブロックへ供給され、それは符号化されたストリームを
作業メモリ内に格納し、そこで、後において、それが確
立される。ｗｒｉｔｅｍａｃｒｏ（）関数が該マクロ
ブロックを外部メモリ内に書込む。

【００８３】

【数１２】

【００８４】ｒｅａｄｍａｃｒｏこの関数はフレームメモリからマクロブロックを読取
り、且つハフマンデコーディングを実行した後にそれを
作業メモリ内に書込む。最初に、量子化ステップが読取
られ且つ格納され、次いで、全ての６個のブロックが順
番に読取られる。

【００８５】

【数１３】

【００８６】ｒｅａｄｂｌｏｃｋこの関数はフレームメモリから１個のブロックの読取り
を行う。該二進ツリーに属するものではないピクセル
［０，０］に対応して最初の値が読取られ、従って、そ
れは符号化されることはない。その後に、再帰的関数ｒ
ｅａｄｔｒｅｅ（）が該ブロックの二進ツリーを読取
る。

【００８７】

【数１４】

【００８８】ｒｅａｄｔｒｅｅ関数ｒｅａｄｔｒｅｅは、再帰的に二進ツリーを読取
り、ハフマン記号をデコードする。ＺｅｒｏＴｒｅｅ
マーカーが満足される場合には、読取りが停止され、自
動的に該ツリーの全体的な分岐がゼロと等しくされる。

【００８９】

【数１５】

【００９０】ｓｅｌｅｃｔｂｌｏｃｋマクロブロックがフレームメモリから読取られ且つ作業
メモリ内に格納されると、逆ＣＰＬＶアルゴリズムが種
々のブロックに関して実施される。

【００９１】

【数１６】

【００９２】ｉＣＰＬＶＣＰＬＶデコーディングの関数は殆どコーディング即ち
符号化関数と等しく、従ってその擬似コードのみについ
て報告を行う。

【００９３】

【数１７ａ】

【数１７ｂ】ｐｕｔｍａｃｒｏマクロブロックがデコードされると、それは外部メモリ
内に書込まれる。

【００９４】

【数１８】

【００９５】アーキテクチャ図１３は以下の機能的ブロックから構成されているデコ
ーダの一般的なアーキテクチャを示している。「フレー
ムメモリ」はＣＰＬＶ符号化ピクチャを格納するフレー
ムメモリである。「アドレステーブル」は、フレームメ
モリ内に格納されている各マクロブロックのアドレスを
包含するテーブルである。「マクロブロック取得」は、
フレームメモリから順番に圧縮したマクロブロックを取
り且つそれらをデコーダの作業メモリ内に格納させる。
「ハフマンデコーダ」は各マクロブロックのハフマンデ
コーディングを実施する。

【００９６】「ハフマンテーブル」は計算されたハフマ
ンコードを格納するメモリである。「作業ＲＡＭ」は、
各々が８×８ピクセルマトリクスである６個のブロック
から構成されている非符号化マクロブロックを包含する
のに適した寸法の作業メモリである。「ブロック取得」
は圧縮したマクロブロックを構成する６個の符号化ブロ
ックを順次処理する。「再生偶数」はｉが偶数である場
合に係数Ｌ_iを再生する。「再生奇数」は、ｉが奇数で
ある場合に係数Ｌ_iを再生する。「脱量子化器」はＱス
テップで脱量子化を行う。

【００９７】ピクセル当たりＮビットでの圧縮の例ＩをＭ行及びＮ列のピクセルのマトリクスとして表現さ
れるデジタルピクチャとし、且つＩ（ｙ，ｘ）を数Ｄの
ビット（二進桁）による整数として表現される行ｙ及び
列ｘにおけるピクセルとする。ピクチャＩをＢ×Ｃ寸法
（Ｂ行及びＣ列）を有する矩形状のブロックに細分化す
る。最大の圧縮効率は、Ｂ及びＣがＮの整数ディバイダ
の間で選択される場合に得られる。究極的な動き補償の
後のＢ×Ｃ＝８＊８のピクセルブロックについて検討す
る。そのブロックがルミナンスブロックであるか又はク
ロミナンスブロックであるかに拘わらずに各ブロックを
互いに独立的に圧縮するものと仮定する。

【００９８】各マクロブロックは４個の８＊８ルミナン
スブロック及び２個の８＊８クロミナンスブロックから
構成され、各マクロブロックは次式に等しいビット数で
符号化される。

【００９９】

【数１９】

【０１００】各ＰＡＬフレームにおいて、１６２０個の
マクロブロックが存在している（ＮＴＳＣ１３５０の場
合）。従って、３，０７２×１６２０＝４，９７６，６
４０ビットである。

【０１０１】ＣＰＬＶ再圧縮を考慮することにより、各
ルミナンスブロックに対しＮ，Ｐ，Ｑ，Ｒビット／ピク
セルを発生し且つ各クロミナンスブロックに対しＳ，Ｔ
ビット／ピクセルを発生することが可能であり、その場
合に、これらの値は可変であり且つ本発明のアルゴリズ
ムの実際の使用に従うものである。一般的に、次式が得
られる。

【０１０２】

【数２０】

【０１０３】従って、各ＰＡＬフレームは [（Ｎ＋Ｐ＋
Ｑ＋Ｒ）＋（Ｓ＋Ｔ）]＊８＊８＊１６２０ビットのメ
モリ空間を必要とし、そのようにして得られるマクロブ
ロック圧縮率は各ブロックに対する可変量子化ステップ
の関数によって可変である。

【０１０４】ＣＰＬＶ再圧縮を有するＭＰＥＧデコーダ
の例メモリ減少の限界はビットバッファであると言う事実を
考慮に入れ、上の関係式から、１２と前記ビットバッフ
ァとの間で構成される任意のメモリ減少値を達成するこ
とが可能であり、ビットバッファは、ＭＰＥＧ伸長Ｉ及
びＰフレームの上に計算した率での再圧縮を許容するこ
とによって、ＭＰＥＧ２スタンダードによって画定され
る。

【０１０５】このような結果はＭＰＥＧ伸長の後で且つ
それらが外部メモリ内に格納される前にＩ及びＰピクチ
ャを再圧縮することによって達成される。その後に、そ
れらは図６及び７に示したように、外部メモリから読取
られると伸長される。この再圧縮は，上述した適応性Ｃ
ＰＬＶ技術に従って，ＩＤＣＴ及び動き補償ブロック
によって出力される８＊８ブロックに対して適合させる
ことが可能である。従って、メモリ条件は以下の通りと
なる。

【０１０６】

【数２１】

【０１０７】図１０及び１３のテーブルにおける位置図１０及び１３に示したアドレステーブルは、Ｉ又はＰ
のいずれかの種類のフレームを構成するピクセルの８＊
８ブロックと同数の位置を包含している。ＩがＭ行及び
Ｎ列のピクセルからなるマトリクスとして表現されたデ
ジタルピクチャであるとし、且つＩ（ｙ，ｘ）が数Ｄの
ビット（二進桁）による整数として表現された行ｙ及び
列ｘにおけるピクセルであるとする。

【０１０８】ＩピクチャをＢ×Ｃ矩形状ブロック（Ｂ行
及びＣ列）に細分化する。圧縮の最大効率は、Ｂ及びＣ
がＭ及びＮの整数ディバイダの間で選択される場合に得
られる。従って、各Ｉ又はＰフレームに対して｛（Ｍ＊
Ｎ）／Ｂ＊Ｃ｝＊６個のブロックが存在している。

【０１０９】ＣＰＬＶ符号化器におけるテーブル内に格
納することが必要なワード数は｛（Ｍ＊Ｎ）／Ｂ＊Ｃ｝
＊６であり、各ワードはＡ個のビットである。ＣＰＬＶ
デコーダのテーブルのワード数は｛（Ｍ＊Ｎ）／Ｂ＊
Ｃ｝＊６＊２とすることが可能であり、各ワードはＡ個
のビットから構成されている。ファクタ２は動き補償目
的のために、Ｉ及びＰの両方のピクチャの部分をアドレ
スすることを可能とする。

【０１１０】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＭＰＥＧシーケンスにおけるＩ，Ｂ，Ｐフレ
ームの間の関係を示した概略図。

【図２】ＣＰＬＶエンコーダにおけるオリジナルのピ
クチャの分解状態を示した概略図。

【図３】量子化器伝達関数を示した概略図。

【図４】どのようにして二進ツリーが構築されるかを
示した概略図。

【図５】二進ツリーコーディングにおける「ゼロツリ
ー」マーカーの使用状態を示した概略図。

【図６】本発明に基づくＣＰＬＶエンコーダ及びＣＰ
ＬＶデコーダを包含するＭＰＥＧビデオデコーダＭＰ＠
ＭＬを示した概略ブロック図。

【図７】ＭＰＥＧデコーダ内のフレームメモリ及びＣ
ＰＬＶコーディング及びデコーディングの使用状態を示
した概略図。

【図８】ＣＰＬＶ符号化ルーチンの概略図。

【図９】ＣＰＬＶ符号化のフローチャート。

【図１０】ＣＰＬＶ符号化器の一般的なアーキテクチ
ャを示した概略図。

【図１１】ＣＰＬＶデコーディングの概略図。

【図１２】ＣＰＬＶデコーディングのフローチャー
ト。

【図１３】ＣＰＬＶデコーダの一般的なアーキテクチ
ャを示した概略図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アントニオキミエンティイタリア国， 10078 ベナリアリアレ, ビアベリノ 42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】符号化したピクチャを伸長させ、関連デ
ータをビデオメモリに編成した１個又はそれ以上のバッ
ファ内に格納するステップを有する圧縮ビデオシーケン
スのデコーダのビデオメモリ条件を減少させる方法にお
いて、伸長した後で且つそれらをビデオメモリの夫々のバッフ
ァ内に格納する前にピクチャをサブサンプリングし且つ
再圧縮し、圧縮されるべき現在のピクチャを表すＬマト
リクスから開始マトリクスＬのピクセル数の半分の２つ
のサブマトリクスＬ₁及びＨ₁を構成することによって得
られるサブサンプリング用Ｌ_i及びＨ_iサブマトリクスの
シーケンスを派生し、その場合に、順次増加する数のピ
クセルを除去し且つＬ₁マトリクスのピクセルを補間し
且つ開始マトリクスＬから除去した対応するピクセルを
逐次減算し且つ単一のピクセルによって構成されるサブ
マトリクスＬ_nが得られるまで逐次的なマトリクスＬ_iを
派生させるための開始マトリクスとしてサブマトリクス
Ｌ₁を使用してこの手順を繰り返し行い、サブマトリクスＨ_i-1に対して使用するＱ_i-1ステップよ
りも大きなＱ_iステップで夫々のＬ_iマトリクスから計算
した前記Ｈ_iサブマトリクスをゼロ復帰量子化器で量子
化し、ゼロのみによって構成される全ツリー分岐を識別するた
めにゼロツリーマーカーを使用して前記マトリクスの値
の二進ツリーコーディングを行い、可変長符号化（ＣＰＬＶ）を伴う空間予測技術に従っ
て、最も頻発する記号をハフマンコーディングで符号化
し且つ最も頻発しない記号を符号化しないままとし、そ
れらをエスケープ記号で先行させ、ピクチャに関連するデータをサブサンプリングし、再圧
縮し、且つＣＰＬＶ符号化ブロックの形態で夫々のビデ
オメモリバッファ内に格納し、前記サブサンプリングし且つ再圧縮したピクセルブロッ
クに関するデータをデコードし、可変長符号化（ＣＰＬＶ）を伴う前記空間予測技術に従
って前記ピクセルブロックのデコードしたデータを伸長
させる、ことを特徴とする方法。
【請求項２】請求項１において、前記マトリクスＬ及
びＬ_iの前記選択したピクセルは、「ｉ」が奇数である
場合には偶数行の偶数ピクセル及び奇数行の奇数ピクセ
ルであるか、又は「ｉ」が偶数である場合にはＬ_i上の
奇数行の奇数ピクセルであり、Ｌ_i-1上に配置されたピ
クセルに対する行及び列関連物のみをカウントすること
を特徴とする方法。
【請求項３】ビデオデコーダの「コア」外部の夫々の
メモリバッファ上で書込み及び読取りを行うためのビデ
オピクチャ確立のデータのバス及び制御バスとインター
フェースするのに適したビデオデコーダであって、メモ
リ（ＤＲＡＭ）のビットビデオに対する夫々の第一バッ
ファ（ＢＩＴＢＵＦＦＥＲ）内に圧縮したデータを取
得し且つ書込むための先入先出（ＦＩＦＯ）種類の第一
バッファ、制御回路（ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ）によって
同期されるピクチャの開始コードを検知するための回路
（ＳｔａｒｔＣｏｄｅＤｅｔｅｃｔｏｒ）、スクリ
ーン可視化データ（ＯＳＤ）用の双方向メモリバッファ
（Ｉ／ＯＵＮＩＴ）、入力圧縮データのストリーム
（ＢＩＴＳＴＲＡＥＭ）の可変長符号化（ＶＬＤ）用の
ブロック、「ランレンス」デコード用ステージを具備す
る可変長符号化（ＶＬＤ）用の前記ブロックによってデ
コードされるデータの伸長用パイプライン（ＰＩＰＥＬ
ＩＮＥＲＬＤ，ＩＱＵＡＮＴ，Ｉ−ＤＣＴ，ＰＲＥ
ＤＩＣＴＯＲＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ）、逆量子化機
能を実現するのに適した回路、逆離散コサイン変換を確
立する回路、予測値を発生するネットワーク、可視化ユ
ニットの直前において現在のＢピクチャを変換する回路
ブロック（マクロブロックからラスタースキャンへ）、
を有しているビデオデコーダにおいて、夫々のビデオメモリバッファ内へ書込むために関連デー
タを符号化するピクチャへデータ関連物を再圧縮する可
変長符号化を具備する空間的予測技術に従って再圧縮及
び符号化を行う回路（ＣＰＬＶエンコーダ）、前記ピクチャに対する伸長した関係物及び符号化したデ
ータのストリームを発生し、前記メモリの夫々のバッフ
ァから読取った前記再圧縮したピクチャへ前記データ関
連物をデコードし且つ伸長する回路（ＣＰＬＶデコー
ダ）、を有していることを特徴とするビデオデコーダ。
【請求項４】請求項３において、前記再圧縮し且つ符
号化する回路（ＣＰＬＶエンコーダ）が、ＣＰＬＶ符号化したフレームを格納するフレーム格納メ
モリ（フレームメモリ）、非符号化マクロブロックを格納する作業メモリ（作業Ｒ
ＡＭ）、前記作業メモリにおいて前記デコーダによって発生され
た伸長されたマクロブロックを逐次的に転送する回路
（マクロブロック取得）、前記マクロブロックの分解ブロックを表す値のマトリク
スをサブサンプリングする回路であって、複数個の抽出
したサブマトリクス（Ｌ_i）を発生し且つ連続して半分
にされる寸法の複数個のエラーマトリクス（Ｈ_i）を計
算し且つ前記エラーマトリクス（Ｈ_i）の係数を量子化
し、それに対してカスケード結合されており且つ可変量
子化ステップを有する量子化器（量子化器）によって前
記作業メモリへフィードバックされ、前記マクロブロッ
クのデータのブロックを逐次的に処理する回路（ブロッ
ク取得）及び第二多重化手段によって前記量子化器へ結
合されており「ｉ」偶数（Ｉｎｔｅｒｐ偶数）に対して
及び「ｉ」奇数（Ｉｎｔｅｒｐ奇数）に対して前記エラ
ーマトリクス（Ｈ_i）の係数を計算する第一多重化手段
イネーブル／ディスエーブル回路を有している回路、前記作業メモリ（作業ＲＡＭ）内に格納されているデー
タのサブサンプリングし且つ量子化したブロックに関し
て二進ツリーコーディング及びゼロツリーマーキングを
逐次的に実施する回路（ゼロツリー）、前記二進ツリーコーディング及びゼロツリーマーキング
（ゼロツリー）を実施する回路に対してカスケード結合
されており、前記二進ツリーコーディングしたデータの
ブロックを符号化し且つその符号化したブロックを前記
フレーム格納メモリ（フレームメモリ）内へ転送するハ
フマン符号化器、各ハフマン符号化マクロブロックのビット長を計算する
回路（長さ計算）によって出力されたデータから最善の
量子化ステップを計算する回路（量子化ステップ計算）
を具備しており前記量子化器の量子化ステップを規制す
る手段、前記ビット長を計算する回路（長さ計算）によって発生
される各ハフマン符号化マクロブロックのビット長から
前記フレーム格納メモリ（フレームメモリ）内の相次ぐ
マクロブロックの開始アドレスを計算する回路（アドレ
ス計算）及び前記フレームメモリ内に格納されている全
てのマクロブロックの開始アドレスを格納するメモリ
（アドレステーブル）を具備しており、前記フレーム格
納メモリ（フレームメモリ）内の圧縮されているマクロ
ブロックの開始アドレスを計算し且つ格納する手段、前記ハフマン符号化器、前記マクロブロックを転送する
回路（マクロブロック取得）及び前記フレーム格納メモ
リ（フレームメモリ）が結合されているデータバス（外
部バス）、を有していることを特徴とするビデオデコー
ダ。
【請求項５】請求項３において、前記再圧縮し且つ符
号化する回路によって発生され且つ格納されている再圧
縮され且つ符号化された値の伸長及びデコーディングを
行う回路（ＣＰＬＶデコーダ）が、開始アドレスを格納し且つ作業メモリ（作業ＲＡＭ）内
のデコードしたデータを転送する前記メモリ（アドレス
テーブル）において表示されたアドレスに格納されてい
る前記フレーム格納メモリ（フレームメモリ）から読取
られた圧縮されたマクロブロックが逐次的に供給される
ハフマンデコーディング回路（マクロブロック取得、ハ
フマンデコーダ、ハフマンテーブル）、前記ハフマンデコーディング回路及び前記フレーム格納
メモリ（フレームメモリ）が結合されているデータバス
（外部バス）、それに対してカスケード結合されており且つ脱量子化器
によって前記作業メモリへフィードバックされるピクチ
ャマクロブロックを再生する回路であって、圧縮したマ
クロブロックを構成する前記作業メモリ（作業ＲＡＭ）
内に格納されているデータのマクロブロックの分解であ
る符号化したブロックを逐次的に処理する回路（ブロッ
ク取得）、「ｉ」偶数に対する前記抽出されたサブマト
リクス（Ｌ_i）の前記係数を再生（偶数再生）及び
「ｉ」奇数に対する前記抽出したサブマトリクス
（Ｌ_i）の前記係数を再生（奇数再生）するブロックを
イネーブル／ディスエーブルさせる多重化手段であっ
て、それらの出力が多重化手段によって前記脱量子化器
へ結合される多重化手段を具備しているピクチャマクロ
ブロックを再生する回路、を有していることを特徴とす
るビデオデコーダ。