JP2010130407A - 算術復号装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】CABACのBin復号命令はコプロセッサ命令デコーダ310によりデコードされる。このBin復号命令は条件付き実行機能を備え、直前のBin復号結果に応じて当該命令の実行の有無を制御する。また、このBin復号命令は条件付き加算機能を備え、直前のBin復号結果に応じて当該命令において使用するコンテキストインデックスを切り替える。コンテキスト変数レジスタ330にはBin復号に必要な最大16個のコンテキスト変数が保持される。Binバッファ340には過去4つの復号結果が保持される。Binマッチング命令がデコードされた場合、ライトバックデータ生成器360ではBinバッファ340の内容に応じて条件コードが生成される。この条件コードは後続の分岐命令により参照される。
【選択図】図10
Description
ITU−T H.264
1.CABAC復号器の概要
2.コプロセッサ命令の内容
3.適用例
[CABAC復号器の機能構成例]
図1は、本発明の実施の形態における算術復号装置の一例としてのCABAC復号器20の機能構成例を示す図である。このCABAC復号器20は、符号列入力部10から符号化データを受け取り、二値信号(Binデータ)に復号(デコード)した後に、多値信号(SE:シンタックス要素)に多値化するものである。ここで、シンタックス要素とは、H.264においてシンタックスで伝送することが規定されている情報である。このCABAC復号器20は、二値算術符号復号処理部21と、コンテキストインデックス計算処理部22と、コンテキスト変数テーブル保持部23と、多値化処理部24とを備えている。
上述のように、CABAC復号の際には、コンテキストインデックスctxIdxにより特定されるコンテキスト変数context[ctxIdx]が用いられる。以下では、コンテキストインデックスとBinデータおよびシンタックス要素との関係について、マクロブロック(MB)タイプコンテキストグループを例として説明する。
図9は、本発明の実施の形態におけるCABAC復号器のハードウェア構成例を示す図である。本発明の実施の形態では、CPUを中心として構成される情報処理装置において復号コプロセッサを設け、CABAC復号のためのコプロセッサ命令を復号コプロセッサに対して発行することにより、CABAC復号器として動作させることを想定する。この情報処理装置は、メモリ110と、命令キャッシュ120と、データキャッシュ130と、DMAコントローラ140と、バス109と、CPU200と、復号コプロセッサ300とを備える。
[命令セットの概要]
図11は、本発明の実施の形態におけるCABAC復号のための命令セットの一例を示す図である。ニーモニックの中で、[]により囲まれた部分は、省略が可能なオペランドを意味する。また、「cpr」はコプロセッサレジスタ全般を意味し、コンテキスト変数レジスタ330の他、Binバッファ340およびBinカウンタ350が含まれる。
図12は、本発明の実施の形態におけるCABAC復号のためのコプロセッサ命令の命令フォーマットの一例を示す図である。図12(a)は、「cbc_dec_bin」命令の命令フォーマットである。図12(b)は、「cbc_dec_bin_cc」命令の命令フォーマットである。図12(c)は、「cbc_dec_term_cc」命令の命令フォーマットである。図12(d)は、「cbc_match」命令の命令フォーマットである。図12(e)は、「cbc_tblidx」命令の命令フォーマットである。図12(f)は、「cbc_MbTypeI」命令、「cbc_MbTypeP」命令、「cbc_MbTypeB」命令、「cbc_SubMbTypeB」命令、および、「cbc_SubMbTypeP」命令の命令フォーマットである。
図13および図14は、本発明の実施の形態におけるBinデコーダ320の一構成例を示す図である。
[マクロブロックタイプ(Iスライス)の適用例]
図15は、Iスライスのマクロブロックタイプのシンタックス要素を復号する際の状態遷移図である。ノード内の数字はコンテキストインデックスを表す。上から状態遷移し、各ノードにおいて遷移した先の番号のコンテキストインデックスを使用して1つのBinデータを復号する。その後、枝で接続された別のノードへと遷移して、Binの復号を繰り返す。「0」または「1」のラベルが付与された枝は復号結果のBinデータの値を表し、Binデータの値と等しいラベルの枝に接続されたノードへ遷移(分岐)する。枝のラベルのないものは、Binデータの値にかかわらず必ず遷移する(分岐しない)。枝の先が「end」であれば1つのシンタックス要素の復号が完了したことになる。このIスライスのマクロブロックタイプの復号においては、「3」、「4」、「5」の何れかのコンテキストインデックスを使用してBin復号が実行され、その復号結果によってその後の遷移が決定される。
図18および図19は、Pスライスのマクロブロックタイプのシンタックス要素を復号する際の状態遷移図である。このPスライスのマクロブロックタイプの復号においては、最初にコンテキストインデックス「14」を使用してBin復号が実行され、その結果が「1」であれば図19のマクロブロック内の復号処理が行われる。一方、復号結果が「0」であれば次に遷移し、コンテキストインデックス「15」を使用してBin復号が実行される。そして、その結果に応じて、復号結果が「1」であればコンテキストインデックス「17」を、「0」であればコンテキストインデックス「16」をそれぞれ使用してBin復号が実行される。
図23および図24は、Bスライスのマクロブロックタイプのシンタックス要素を復号する際の状態遷移図である。このBスライスのマクロブロックタイプの復号においては、最初に「27」、「28」、「29」の何れかのコンテキストインデックスを使用してBin復号が実行され、その復号結果によってその後の遷移が決定される。
図28は、Pスライスのサブマクロブロックタイプのシンタックス要素を復号する際の状態遷移図である。このPスライスのサブマクロブロックタイプの復号においては、最初にコンテキストインデックス「21」を使用してBin復号が実行され、その結果が「1」であれば復号処理は終了する。一方、復号結果が「0」であれば次に遷移し、コンテキストインデックス「22」を使用してBin復号が実行される。そして、その結果に応じて、復号結果が「1」であればコンテキストインデックス「23」を使用してBin復号が実行され、復号結果が「0」であれば復号処理は終了する。
図31は、Bスライスのサブマクロブロックタイプのシンタックス要素を復号する際の状態遷移図である。このBスライスのサブマクロブロックタイプの復号においては、最初にコンテキストインデックス「36」を使用してBin復号が実行され、その結果が「0」であれば復号処理は終了する。一方、復号結果が「1」であれば次に遷移し、コンテキストインデックス「37」を使用してBin復号が実行され、その復号結果によってその後の遷移が決定される。
21 二値算術符号復号処理部
22 コンテキストインデックス計算処理部
23 コンテキスト変数テーブル保持部
24 多値化処理部
109 バス
110 メモリ
120 命令キャッシュ
130 データキャッシュ
140 DRAMコントローラ
210 命令デコーダ
220 命令制御部
230 演算パイプライン
240 プロセッサレジスタ群
250 ロードストアユニット
300 復号コプロセッサ
301 コプロセッサ命令キュー
309 ライトバックバッファ
310 コプロセッサ命令デコーダ
320 Binデコーダ
321 実行判定部
322 加算判定部
323 実行条件コード保持部
324 加算器
325、326、327 選択器
328 論理積回路
329 再正規化処理部(RenormD)
330 コンテキスト変数レジスタ
340 Binバッファ(BINBUF)
350 Binカウンタ(BINCNT)
360 ライトバックデータ生成器
Claims (5)
- 算術符号化されたデータを二値信号に算術復号する算術符号化データ復号命令をデコードする命令デコーダと、
直前に算術復号された二値信号を実行条件コードとして保持する実行条件コード保持部と、
前記算術符号化データ復号命令によって指定されたコンテキスト番号をそのままコンテキスト番号とするか、または、前記指定されたコンテキスト番号に1を加算した番号をコンテキスト番号とするかを、前記実行条件コードに応じて決定して当該決定されたコンテキスト番号を使用して前記算術復号を実行する算術復号実行部と
を具備する算術復号装置。 - 前記算術復号実行部は、前記実行条件コードに応じて前記算術復号を実行するか否かを切り替える
請求項1記載の算術復号装置。 - 前記算術符号化データ復号命令において、前記コンテキスト番号は入力オペランドに示されるレジスタの値と即値との加算値として指定される
請求項1記載の算術復号装置。 - 算術符号化されたデータを二値信号に算術復号する算術符号化データ復号命令、前記算術復号のマッチング条件を表すビットマップを入力オペランドとして有するマッチング命令、および、分岐条件コードに応じて命令分岐を実行する分岐命令をデコードする命令デコーダと、
前記算術符号化データ復号命令によって指定されたコンテキスト番号を使用して前記算術復号を実行する算術復号実行部と、
前記算術復号された二値信号の履歴を保持する履歴保持部と、
前記二値信号の履歴が前記マッチング条件に合致しているか否かに応じて前記分岐条件コードを設定するマッチング処理部と、
前記分岐条件コードに応じて前記命令分岐を実行する命令制御部と
を具備する算術復号装置。 - 前記算術復号実行部は、前記算術符号化データ復号命令の入力オペランドによって前記履歴のクリアが指定されている場合には前記履歴保持部に保持される前記履歴をクリアする
請求項4記載の算術復号装置。
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