JP2008141276A - Ｔｖ信号処理回路 - Google Patents

Abstract

【課題】メモリを小さくして、かつ画質の劣化を防止する。
【解決手段】データがＨＤＴＶ信号であった場合には、バッファメモリ２０を２バンクとして、処理データを２つのバンクに順次書き込み、書き込んでいない方のバンクから処理データを読み出し次段の処理部に供給し、パイプライン処理を行う。一方、データがＳＤＴＶ信号であった場合には、バッファメモリ２０を１つのバンクにして、処理データを１つのバンクに順次書き込み、書き込まれた処理データを読み出し次段の処理部に供給して、パイプライン処理は行わない。
【選択図】図６

Description

本発明は、高解像度のＨＤＴＶ放送（ハイビジョンＴＶ放送）の信号と低解像度のＳＤＴＶ放送（標準画質ＴＶ放送）の信号についてマクロブロック（ＭＢ）毎に順次復号処理を行うＴＶ信号処理回路に関する。

デジタルＴＶ放送には、高解像度のＨＤＴＶの放送と低解像度のＳＤＴＶの放送があり、従ってこれら両方の放送について受信表示できることが好ましい。また、ＳＤＴＶ対応のテレビ（標準画質ＴＶ放送や、従来のＮＴＳＣやＰＡＬなどの放送対応のＴＶ）において、ＨＤＴＶの放送を表示したいという要求もあり、この場合には、ＨＤＴＶの信号を間引きしてＳＤＴＶ用の信号に変換する。

ここで、ＴＶ放送は、符号（コード）化データを利用して行われるため、受信波について復号（デコード）する必要がある。符号化の形式にもよるが、ＭＰＥＧ−２デコード処理などでは、時間当たりのデコード処理効率を上げるためにパイプライン処理が用いられることが多い。しかし、パイプライン処理を行うには各処理間に大きなバッファメモリが必要になり、回路規模増大の一因となっていた。

岡田茂之 他「ＳＤ（標準画質）対応地上ディジタルテレビ用ＬＳＩ」 三洋電機技報Vol.36,No.1Jun.2004,pp45-51

一方、ＨＤＴＶ放送をＳＤＴＶ対応のＴＶで映すためのダウンデコーダ（データの間引きを行うデコーダ）を考えると、画素成分の削減やアダマール変換などによりＭＢ単位でのデータが削減されているので、各処理間のバッファ量は通常のデコーダより小さくすることが可能であるように思われる。

しかしながら、ＨＤＴＶでないＳＤＴＶ放送をダウンデコードすると画質の粗さが目立ってしまうため、通常のデコードも残しておかねばならない。従って、ダウンデコード時の削減されたバッファメモリサイズで回路を構成することができなかった。

本発明は、高解像度のＨＤＴＶ信号と低解像度のＳＤＴＶ信号についてマクロブロック毎に順次復号処理を行うＴＶ信号処理回路であって、符号化データについて逆量子化処理を行う逆量子化部と、逆量子化されたデータについて復号処理を行う変換部と、復号されたデータについて動き補償処理を行う動き補償部と、を含み、ＨＤＴＶ信号を処理する場合には、逆量子化部において、間引き処理を行い、減少したデータについて以降の処理を行うとともに、２つのマクロブロックについて、異なる段階の処理を並列して行うパイプライン処理を行い、ＳＤＴＶ信号を処理する場合には、間引き処理およびパイプライン処理は行わずに、各段の処理を順次行うことを特徴とする。

また、前記復号部は、逆離散コサイン変換を行うことが好適である。

また、本発明は、各段の処理部の間にバッファメモリを設け、前段の処理部からの処理データをこのバッファメモリを介し次段の処理部に供給し、ＨＤＴＶの信号の処理の場合には、前記バッファメモリを２つのバンクに分けて、処理データを２つのバンクに順次書き込み、書き込んでいない方のバンクから処理データを読み出し次段の処理部に供給し、ＳＤＴＶの信号の処理の場合には、前記バッファメモリを１つのバンクにして、処理データを１つのバンクに順次書き込み、書き込まれた処理データを読み出し次段の処理部に供給することが好適である。

本発明によれば、ＨＤＴＶ放送時はデータの間引きを行うとともに、パイプライン処理を行う。ＳＤＴＶサイズの場合には、間引きは行わずパイプライン処理を行わない。これによって、バッファメモリの容量を比較的小さくでき、かつＳＤＴＶ信号の場合に、間引きによる画質劣化を防ぐことが可能となる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１には、ＭＰＥＧ−２による符号化画像データの復号処理手順の概要を示してある。

符号化データは、まず可変長復号（ＶＬＤ）部１０に入力され、ここでハフマン符号などの可変長符号についての可変長復号がなされ、可変長符号化前の所定のデータ長に復元される。次に、逆量子化（ＩＱ）部１２において、逆量子化して量子化前のビット数のデータに直される。

逆量子化したデータは、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）部１４に供給され、ここで逆離散コサイン変換される。そして、その後動き補償部１６に供給され、動き補償についての復号がなされ、復号データが得られる。

また、各処理部の間には、バッファメモリ２０（２０−０，２０−１，２０−２）が設けられ、このバッファメモリ２０を介し次段の処理部にデータが供給される。

ここで、ＨＤＴＶ信号を処理する場合には、各処理部における処理は、マクロブロック（ＭＢ）単位で行うとともに、データの間引きによるダウンデコードを行う。さらに、各段階の処理を並列して行うパイプライン処理を行う。すなわち、図２に示すように、可変長復号部１０は、パイプラインの処理時間単位だけずれた時刻０，１，２，３，・・・において、順次ＭＢ１，２，３，４，・・・の処理を行う。ＩＱ部１２は、時刻１，２，３，４，・・・において、順次ＭＢ１，２，３，４，・・・の処理、ＩＤＣＴ部１４は、時刻２，３，４，５，・・・において、順次ＭＢ１，２，３，４，・・・の処理、動き補償部１６は、時刻３，４，５，６，・・・において、順次ＭＢ１，２，３，４，・・・の処理を行う。

図３には、ＩＤＣＴ部１４と、動き補償部１６の間のデータのやりとりについて記載している。このように、ＩＤＣＴ部１４と、動き補償部１６の間には、バンク１、バンク２の２つのバンクを有するバッファメモリ２０が設けられ、このバッファメモリ２０を利用してパイプライン処理を可能としている。すなわち、時刻２では、ＩＤＣＴ部１４は、バンク１にＭＢ１についての処理後のデータを書き込み、時刻３では、ＩＤＣＴ部１４は、バンク２にＭＢ２についての処理後のデータを書き込み、バンク１から読み出されたＭＢ１についてのデータが動き補償部１６に供給され、時刻４では、ＩＤＣＴ部１４は、バンク１にＭＢ３についての処理後のデータを書き込み、バンク２から読み出されたＭＢ２についてのデータが動き補償部１６に供給される。

また、ＩＱ部１２と、ＩＤＣＴ部１４の間でも同様に２バンクのバッファメモリを用いて、データのやりとりが行われる。

一方、ＳＤＴＶ信号を処理する場合には、パイプライン処理は行わず、逐次処理とする。すなわち、図４に示すように、時刻０，１，２，３，・・・において、ＭＢ１について、順次可変長復号、ＩＱ、ＩＤＣＴ、動き補償の処理を順次行う。

ここで、本実施形態では、ＨＤＴＶ信号についても、ＳＤＴＶ用の表示を行うため、ＩＱ処理において、ダウンデコードを行い、データ量が削減される。そこで、図５に示すように、１ＭＢについて通常のデコードを行ったときに容量に比べ、バッファメモリ２０に必要な容量は小さくなっている。ただし、通常のデコードを行った場合における１バンクの容量よりは、若干大きめとなる。

そして、本実施形態では、ＳＤＴＶ信号の場合には、パイプライン処理を行わないため、バッファメモリ２０を１バンクとして利用することで、通常のデコードの際の容量を確保することができる。

図６には、バッファメモリ２０とそのアクセス制御のための構成を示してある。符号化データのビットストリーム（ＭＰＥＧストリーム）は、パラメータ解読装置Ａに入力される。このパラメータ解読装置Ａは、ビットストリームから復号画像のサイズ（水平垂直方向のサイズ）を解読し、その結果により画像データがＨＤＴＶについてのものか、ＳＤＴＶについてのものかを判定し、ＨＤ／ＳＤ制御信号を発生する。この図６は、判定結果がＨＤＴＶであった場合を示しており、ＨＤ／ＳＤ制御信号としてＨＤモードを示す信号が出力される。

ＨＤ／ＳＤ制御信号は、メモリ管理装置Ｂに供給される。このメモリ管理装置Ｂは、ＳＤ／ＨＤ制御信号により、バッファメモリ２０のＲｅａｄ／Ｗｒｉｔｅをバンク単位またはバンクレスで行うかを管理する。

前段の復号処理を受けたビットストリームは、メモリ書き込み装置Ｃに供給される。このメモリ書き込み装置Ｃは、バッファメモリ２０に対し、復号データのビットストリームを書き込む。ここで、メモリ書き込み装置Ｃは、ＨＤ／ＳＤ制御信号によりバッファメモリを２バンクまたはバンクレスとして復号データを書き込むことができ、この例では、２バンクとして復号データを書き込む。

なお、メモリ管理装置Ｂは、バッファメモリ２０のバンク０またはバンク１への書き込みを許可する信号をメモリ書き込み装置Ｃに供給し、メモリ書き込み装置Ｃは、バンク０または１に対する書き込みが完了した場合には、それをメモリ管理装置Ｂに通知する。

また、バッファメモリ２０には、メモリ読み出し装置Ｄが接続されており、このメモリ読み出し装置Ｄは、ＨＤ／ＳＤ制御信号によりバッファメモリ２０を２バンクまたはバンクレスとしてデータを読み出すことができる。この例では、バッファメモリ２０を２バンクとしてデータの読み出しを行う。

また、メモリ管理装置Ｂは、バッファメモリ２０のバンク０またはバンク１からの読み出しを許可する信号をメモリ読み出し装置Ｄに供給し、メモリ読み出し装置Ｄは、バンク０または１からの読み出しが完了した場合には、それをメモリ管理装置Ｂに通知する。

このようにして、ＨＤモードの際に、バッファメモリ２０へのデータの書き込みおよびバッファメモリ２０からのデータの読み出しが制御される。また、メモリ管理装置Ｂにより、メモリ書き込み装置Ｃ、メモリ読み出し装置Ｄを制御して、バッファメモリ２０について図３に示したようなバンク毎のパイプライン処理によるデータ書き込み読み出しを行う。

図７には、ＳＤＴＶ信号を処理する場合を示してある。この場合には、パラメータ解読装置Ａが画像のサイズから復号データがＳＤＴＶ信号であることを判定し、ＳＤモードであることをメモリ管理装置Ｂ、メモリ書き込み装置Ｃ、メモリ読み出し装置Ｄに供給し、これら装置においてＳＤモードで処理するように設定がなされる。する。そして、バッファメモリ２０をバンクレスとして、書き込み／読み出しは逐次処理で行われる。すなわち、メモリ管理装置Ｂが書き込み終了まで読み出し許可を与えないため、メモリ書き込み装置Ｃがデータを書き終わるまで、メモリ読み出し装置Ｄによる読み出しは行われない。

このように、本実施形態によれば、大きな処理量が必要なＨＤＴＶ放送時はダウンデコードを行うとともに、パイプライン処理を行う。すなわち、バッファメモリ２０を２バンクとして利用する。この際の１バンク当たりのデータ量は段デコードしない通常の場合より少ない。一方、ダウンデコードをしないＳＤＴＶサイズの場合には、バッファメモリ２０をパイプライン無しの単なるバッファとして使用する。これによって、バッファメモリ２０の容量を比較的小さくでき、かつＳＤＴＶ信号の場合に、ダウンコードによる画質劣化を防ぐことが可能となる。

なお、上述のように、データを削減するのはＩＱ部１２で行う。ＨＤモードとＳＤモードの切り替えは、ＭＢ層より上位階層で、上述のパラメータ解読装置Ａにより復号データのピクチャーサイズにより判定して行う。

また、画像データは、通常は輝度（Ｙ）が１６×１６画素）で色差（Ｃｂ，Ｃｒ）が８×８画素のものが利用される。これは、ＭＰＥＧなどでよく使われる４：２：０という色の表示形式である。

復号処理の全体構成を示す図である。 パイプライン処理の処理内容を説明する図である。 パイプライン処理の手順を説明する図である。 逐次処理の処理内容を説明する図である。 バッファメモリの使用形態を説明する図である。 ＨＤモードにおけるバッファメモリの使用を示す図である。 ＳＤモードにおけるバッファメモリの使用を示す図である。

符号の説明

１０ 可変長復号部、１２ ＩＱ部、１４ ＩＤＣＴ部、１６ 動き補償部、２０ バッファメモリ、Ａ パラメータ解読装置、Ｂ メモリ管理装置、Ｃ メモリ書き込み装置、Ｄ メモリ読み出し装置。

Claims (3)

1. 高解像度のＨＤＴＶ信号と低解像度のＳＤＴＶ信号についてマクロブロック毎に順次復号処理を行うＴＶ信号処理回路であって、
   符号化データについて逆量子化処理を行う逆量子化部と、
   逆量子化されたデータについて復号処理を行う変換部と、
   復号されたデータについて動き補償処理を行う動き補償部と、
   を含み、
   ＨＤＴＶ信号を処理する場合には、逆量子化部において、間引き処理を行い、減少したデータについて以降の処理を行うとともに、２つのマクロブロックについて、異なる段階の処理を並列して行うパイプライン処理を行い、
   ＳＤＴＶ信号を処理する場合には、間引き処理およびパイプライン処理は行わずに、各段の処理を順次行うことを特徴とするＴＶ信号処理回路。
2. 請求項１に記載のＴＶ信号処理回路において、
   前記復号部は、逆離散コサイン変換を行うことを特徴とするＴＶ信号処理回路。
3. 請求項１または２に記載のＴＶ信号処理回路において、
   各段の処理部の間にバッファメモリを設け、前段の処理部からの処理データをこのバッファメモリを介し次段の処理部に供給し、
   ＨＤＴＶの信号の処理の場合には、前記バッファメモリを２つのバンクに分けて、処理データを２つのバンクに順次書き込み、書き込んでいない方のバンクから処理データを読み出し次段の処理部に供給し、
   ＳＤＴＶの信号の処理の場合には、前記バッファメモリを１つのバンクにして、処理データを１つのバンクに順次書き込み、書き込まれた処理データを読み出し次段の処理部に供給することを特徴とするＴＶ信号処理回路。