JP2002141807A - 可変長復号化器 - Google Patents

可変長復号化器

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JP2002141807A
JP2002141807A JP2000335647A JP2000335647A JP2002141807A JP 2002141807 A JP2002141807 A JP 2002141807A JP 2000335647 A JP2000335647 A JP 2000335647A JP 2000335647 A JP2000335647 A JP 2000335647A JP 2002141807 A JP2002141807 A JP 2002141807A
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JP2000335647A
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English (en)
Inventor
Eiji Miyakoshi
英司 宮越
Akihiro Watabe
彰啓 渡部
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 DV及びMPEGフォーマットのビットスト
リームの可変長復号化を共通の回路により実現し、以て
双方向フォーマット変換システムの回路規模を低減す
る。 【解決手段】 入力ビットストリームから可変長符号を
切り出すためのバレルシフタ110及びバレルシフタ制
御器160と、DVフォーマットとMPEGフォーマッ
トのAC(交流)係数の復号化のための可変長復号化テ
ーブル120と、レベル0のランレングスを処理できる
ランレングスデコーダ150と、MPEGフォーマット
専用のESC(エスケープ)処理回路170と、各フォ
ーマット用のDC(直流)処理回路180と、両フォー
マットのEOB(エンド・オブ・ブロック)コードをそ
れぞれ保持したEOB処理回路190とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、互いに異なるフォ
ーマットで圧縮符号化された複数のビットストリームの
デコードに共通に用いられる可変長復号化器に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、デジタルビデオ圧縮技術の普及に
より、様々な記録メディアがデジタル化されている。
【0003】磁気テープにビデオ情報を記録するビデオ
ムービー系の機器、例えばビデオカセットレコーダ(V
CR)、デジタルビデオカメラ(DVC)では、DCT
(離散コサイン変換)によるフレーム内の空間的な冗長
度の削減と、可変長符号化による符号量の削減とを組み
合わせた圧縮技術が採用されている。このような圧縮技
術を盛り込んだ規格の1つとして、1996年にHDデ
ジタルVCR協議会により制定されたDV規格"Specifi
cations of Consumer-Use Digital VCRs Using6.3mm Ma
gnetic Tape"が知られている。そのほか、DVC、DV
CPRO、DVcam等の規格がある。本願では、これ
らビデオムービー系の規格に基づく圧縮符号化フォーマ
ットを総じて「DVフォーマット」という。
【0004】光ディスクにビデオ情報を記録する蓄積メ
ディア系の機器、例えばデジタルビデオディスク(DV
D)では、動き補償によるフレーム間の時間的な冗長度
の削減と、DCTによるフレーム内の空間的な冗長度の
削減と、可変長符号化による符号量の削減とを組み合わ
せた圧縮技術が採用されている。このような圧縮技術を
盛り込んだ規格の1つとして、1994年に制定された
MPEG2規格ISO/IEC 13818-2 "Information Technol
ogy - Generic Coding of Moving Pictures and Associ
ated Audio"が知られている。そのほか、MPEG1等
の規格がある。本願では、これら蓄積メディア系の規格
に基づく圧縮符号化フォーマットを総じて「MPEGフ
ォーマット」という。特開平11−31973号公報に
は、MPEGエンコーダ及びMPEGデコーダの例が示
されている。
【0005】DVフォーマットとMPEGフォーマット
との間には、カラーコンポーネント形式、ESC(エス
ケープ)処理の要否、DCT係数中のDC(直流)係数
の取り扱い等の種々の点において差異がある。したがっ
て、両者間のフォーマット変換が要望されている。
【0006】特開平10−304401号公報や特開平
11−112973号公報には、DVフォーマットから
MPEGフォーマットへのデータ変換の例が示されてい
る。これらの例によれば、DVフォーマットで圧縮符号
化されたビットストリームを一旦DVデコーダでデコー
ドし、このデコードの結果をMPEGエンコーダで処理
することにより、MPEGフォーマットで圧縮符号化さ
れたビットストリームを得る。
【0007】MPEGフォーマットからDVフォーマッ
トへのデータ変換の場合には、MPEGフォーマットで
圧縮符号化されたビットストリームを一旦MPEGデコ
ーダでデコードし、このデコードの結果をDVエンコー
ダで処理することにより、DVフォーマットで圧縮符号
化されたビットストリームが得られる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、DVフォーマットとMPEGフォーマットとの間の
相互変換を達成できるシステムを構築しようとすると、
DVデコーダ及びMPEGデコーダを用意しなければな
らない。つまり、DVフォーマットで圧縮符号化された
ビットストリームのデコードに用いられる可変長復号化
器と、MPEGフォーマットで圧縮符号化されたビット
ストリームのデコードに用いられる可変長復号化器とを
別々に用意していたので、フォーマット変換システムの
回路規模が大きくなってしまうという課題があった。
【0009】本発明の目的は、互いに異なるフォーマッ
トで圧縮符号化された複数のビットストリームのデコー
ドに共通に用いられる可変長復号化器を提供し、以て双
方向フォーマット変換システムの回路規模を低減するこ
とにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、各フォーマットで圧縮符号化された可変
長符号から、その符号長、ランレングス及びレベルを求
めるための可変長復号化テーブルと、レベル0のランレ
ングスを許容して、与えられたランレングスの数だけ0
を出力し、かつ与えられたレベルを出力することによ
り、前記可変長符号に対応した可変長復号化データを出
力するためのランレングスデコーダとを備えた可変長復
号化器の構成を採用したものである。
【0011】また、各フォーマット用のEOB(エンド
・オブ・ブロック)コードのうちいずれかを選択し、か
つ与えられた可変長符号が前記選択したEOBコードと
一致したときには前記ランレングスデコーダに対応ブロ
ックの最後まで0を出力させるように、EOBコード検
出信号を前記ランレングスデコーダへ供給するためのE
OB処理回路を更に備えることとする。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係るワンチップ
可変長復号化器の構成例を示している。図1の可変長復
号化器50は、DVフォーマットで圧縮符号化されたビ
ットストリームのデコードと、MPEGフォーマットで
圧縮符号化されたビットストリームのデコードとに共通
に用いられる可変長復号化器であって、可変長符号読み
出し器100と、バレルシフタ110と、可変長復号化
テーブル120と、ランレングスセレクタ130と、レ
ベルセレクタ140と、ランレングスデコーダ150
と、バレルシフタ制御器160とを備えている。可変長
符号読み出し器100は、メモリからビットストリーム
を読み出すものであり、DVフォーマットで圧縮符号化
されたビットストリームと、MPEGフォーマットで圧
縮符号化されたビットストリームとを当該可変長復号化
器50へ入力することができる。バレルシフタ110
は、入力ビットストリームをシフトさせて得た可変長符
号を可変長復号化テーブル120へ供給する。シフト量
は、バレルシフタ制御器160からバレルシフタ110
に与えられる。可変長復号化テーブル120は、各フォ
ーマットで圧縮符号化された可変長符号から、その符号
長、ランレングス及びレベルを求めるためのテーブルで
あって、DV用テーブル121と、MPEG用テーブル
122とを有している。ランレングスはセレクタ130
を介して、レベルはセレクタ140を介してそれぞれラ
ンレングスデコーダ150に与えられる。ランレングス
デコーダ150は、基本的には、与えられたランレング
スの数だけ0を出力した後、与えられたレベルを出力す
ることにより、可変長符号に対応した可変長復号化デー
タを出力する。この可変長復号化データは、量子化され
たDCT係数であって、後段LSIにおいて逆量子化処
理及び逆DCT処理の対象となるものである。バレルシ
フタ制御器160は、与えられた符号長に応じてバレル
シフタ110の動作を制御するものであって、符号長セ
レクタ161と、加算器162と、FF(フリップフロ
ップ)163とを備えている。加算器162とFF16
3とは、セレクタ161から出力される符号長を累算
し、その結果をバレルシフタ110へシフト量として与
える。
【0013】図1の可変長復号化器50は、ESC処理
回路170と、DC処理回路180と、EOB処理回路
190とを更に備えている。ESC処理回路170は、
MPEGフォーマット専用であって、バレルシフタ11
0から供給された可変長符号に基づいて符号長、ランレ
ングス及びレベルを出力する。DC処理回路180は、
各フォーマットに対応するようにDV用DC処理回路1
81と、MPEG用DC処理回路182とを有し、バレ
ルシフタ110から供給された可変長符号に基づいて符
号長及びレベルを出力するとともに、DVフォーマット
の場合にはクラスナンバー(c1,c0)とDCTモー
ド(m0)とを更に出力する。EOB処理回路190
は、各フォーマット用のEOBコードのうちいずれかを
選択し、かつバレルシフタ110から供給された可変長
符号が前記選択したEOBコードと一致したときにはラ
ンレングスデコーダ150に対応ブロックの最後まで0
を出力させるように、EOBコード検出信号をランレン
グスデコーダ150へ供給するための回路であって、D
V用EOBコード191と、MPEG用EOBコード1
92とを有している。また、EOB処理回路190は、
バレルシフタ制御器160に符号長を与える。
【0014】さて、フレーム内の情報のみを用いるイン
トラ・マクロブロックの場合、DCTの最初の係数をD
C係数と呼び、その他の係数をAC(交流)係数と呼ん
で区別する。そして、DC係数とAC係数とで異なる取
り扱いをする。フレーム間の情報を用いるインター・マ
クロブロックにはこの区別が存在せず、全てのDCT係
数をAC係数として取り扱う。DVフォーマットでは、
動き補償を行わないのでイントラ・マクロブロックしか
存在しない。動き補償を行うMPEGフォーマットで
は、イントラ・マクロブロックとインター・マクロブロ
ックとの両方が存在する。図1中の可変長復号化テーブ
ル120はAC係数の可変長復号化を行うためのテーブ
ルであり、DC処理回路180はDC係数の処理を行う
ための回路である。
【0015】図2は、DVフォーマットにおける可変長
符号の定義範囲をハッチングで示した図である。図示の
とおり、DVフォーマットの可変長符号には「レベル0
のランレングス」が存在する。しかも、DVフォーマッ
トによれば、可変長符号の定義範囲外(非ハッチング部
分)では2つの可変長符号を組み合わせる。例えば、ラ
ンレングス(run)が10で、レベル(amp)が1
0の場合、 (run−1,0)+(0,amp)=(9,0)+
(0,10) とするのである。ここに、(9,0)はまさに「レベル
0のランレングス」に該当する。
【0016】一方、MPEGフォーマットによれば、前
掲の特開平11−31973号公報にも示されていると
おり、可変長符号の定義範囲外ではESCコードを用い
る。このESCコードには、先頭に開始コード「000
001」が、その後に6ビットの固定長符号(ランレン
グス)と、12ビットの固定長符号(レベル)とがそれ
ぞれ割り当てられる。例えば、ランレングスが10で、
レベルが2047の場合の符号は、 000001(開始コード) 001010(ランレングス) 011111111111(レベル) となる。図1中のESC処理回路170は、MPEGフ
ォーマットで先頭に開始コード「000001」が与え
られた場合にのみ動作し、その後の6ビットをランレン
グスとして、その後の12ビットをレベルとしてそれぞ
れ出力する。なお、MPEGフォーマットには「レベル
0のランレングス」が存在しない。
【0017】図3は、図1中の可変長復号化テーブル1
20のVerilog−HDLによる記述例を示す図で
ある。図3によれば、可変長符号をアドレス(addr
ess)としてcase文の入力に入れ、結果を符号長
とランレングスとレベルとの組(data)で表現す
る。data(16:12)が符号長に、data(1
1:6)がランレングスに、data(5:0)がレベ
ルにそれぞれ相当する。また、このcase文の単位
が、DVフォーマット、MPEGフォーマット毎に存在
することになる。
【0018】可変長復号化テーブル120の他のインプ
リメント方法としては、ROMテーブルを持ってもよい
し、RAMとして実装してもよい。RAMの場合には、
外部から書き込める機構を持つことにより、DVフォー
マットとMPEGフォーマットとを共通テーブルにする
ことも可能である。
【0019】図4は、図1中のランレングスデコーダ1
50の概略構成例を示している。図4のランレングスデ
コーダ150は、DVフォーマットとMPEGフォーマ
ットとに共用できるように「レベル0のランレングス」
を許容したものであって、0ラン発生器151と、セレ
クタ152とを備えている。0ラン発生器151は、ラ
ンレングスが入力されたとき、そのランレングスの数だ
け0を生成する。セレクタ152は、0ラン発生器15
1により生成された0を全て選択出力した後に、与えら
れたレベルを選択出力することにより、可変長符号に対
応した可変長復号化データを出力する。また、図4のラ
ンレングスデコーダ150は、EOBコード検出信号の
入力を受けた場合には当該ブロックの最終係数まで0を
出力するように動作する。
【0020】次に、図1中のDC処理回路180につい
て説明する。DVフォーマットにおけるDC係数は、9
ビットからなるレベル(b8〜b0)と、クラスナンバ
ー(c1,c0)と呼ばれる量子化係数のセットと、D
CTのモード(m0)を決定する値とで構成される。よ
って、DV用DC処理回路181は、DC係数のレベル
(b8〜b0)を出力するとともに、後段の逆量子化処
理及び逆DCT処理のために、クラスナンバー(c1,
c0)とDCTモード(m0)とを出力する。一方、M
PEGフォーマットにおけるDC係数は、輝度成分の差
分に係る可変長符号と固定長符号との対で構成される。
よって、MPEG用DC処理回路182は、これらの符
号をもとに符号長及びレベルを出力する。
【0021】図5は、図1中のEOB処理回路190の
概略構成例を示している。図5のEOB処理回路190
は、DVフォーマットとMPEGフォーマットとに共用
できるように、DV用EOBコード191と、MPEG
用EOBコード192とを有しており、DV/MPEG
の選択信号に応じて両EOBコード191,192のい
ずれかを第1のセレクタ193で選択する。そして、比
較器194により可変長符号と比較し、一致したところ
でEOBコード検出信号を出力する。また、このとき第
2のセレクタ195から符号長を出力する。
【0022】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、複数の
圧縮フォーマットのために可変長復号化テーブルと、ラ
ンレングスデコーダと、EOB処理回路とを共通化した
ので、双方向フォーマット変換システムの回路規模を低
減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る可変長復号化器の構成例を示すブ
ロック図である。
【図2】DVフォーマットにおける可変長符号の定義範
囲を説明するための図である。
【図3】図1中の可変長復号化テーブルの記述例を示す
図である。
【図4】図1中のランレングスデコーダの概略構成例を
示すブロック図である。
【図5】図1中のEOB処理回路の概略構成例を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
50 可変長復号化器 100 可変長符号読み出し器 110 バレルシフタ 120 可変長復号化テーブル 130,140 セレクタ 150 ランレングスデコーダ 160 バレルシフタ制御器 170 ESC処理回路 180 DC処理回路 190 EOB処理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C059 KK07 MA00 MA05 MA23 MC14 MC24 MC38 ME01 ME06 PP04 SS11 UA05 UA38 5J064 AA02 AA04 BA09 BA16 BC01 BC02 BC25 BD03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに異なるフォーマットで圧縮符号化
    された複数のビットストリームのデコードに共通に用い
    られる可変長復号化器であって、 各フォーマットで圧縮符号化された可変長符号から、そ
    の符号長、ランレングス及びレベルを求めるための可変
    長復号化テーブルと、 レベル0のランレングスを許容して、与えられたランレ
    ングスの数だけ0を出力し、かつ与えられたレベルを出
    力することにより、前記可変長符号に対応した可変長復
    号化データを出力するためのランレングスデコーダとを
    備えたことを特徴とする可変長復号化器。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の可変長復号化器におい
    て、 各フォーマット用のEOBコードのうちいずれかを選択
    し、かつ与えられた可変長符号が前記選択したEOBコ
    ードと一致したときには前記ランレングスデコーダに対
    応ブロックの最後まで0を出力させるように、EOBコ
    ード検出信号を前記ランレングスデコーダへ供給するた
    めのEOB処理回路を更に備えたことを特徴とする可変
    長復号化器。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の可変長復号化器におい
    て、 前記可変長復号化テーブル、ランレングスデコーダ及び
    EOB処理回路は、DVフォーマットとMPEGフォー
    マットとの双方に適合するように構成されたことを特徴
    とする可変長復号化器。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の可変長復号化器におい
    て、 MPEGフォーマット専用のESC処理回路と、 DVフォーマット及びMPEGフォーマットの各々に対
    応したDC処理回路と、 前記可変長復号化テーブル、ESC処理回路、EOB処
    理回路及びDC処理回路の各々へ可変長符号を供給する
    ためのバレルシフタと、 与えられた符号長に応じて前記バレルシフタの動作を制
    御するためのバレルシフタ制御器とを更に備えたことを
    特徴とする可変長復号化器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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