JP2935340B2 - ビデオデコード装置 - Google Patents

ビデオデコード装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はビデオデコード装置に関
し、特にＭＰＥＧ規格によりエンコードされた動画像デ
ータをデコードするビデオデコード装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビジョン等のビデオ信号のフレーム
間予測符号化方式として、ＩＳＯ／ＩＥＣ，ＪＴＣ１／
ＳＣ２／ＷＧ８で標準化検討されたＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉ
ｎｇＰｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）にお
ける規格案が知られている。この１つであり勧告ＩＳＯ
／ＩＥＣ−１１１７２−２（１９９３年）（文献１）に
規定されたＭＰＥＧ１（以下ＭＰＥＧ）規格はデコーダ
について規定している。ＭＰＥＧビデオエンコーダはＭ
ＰＥＧビデオコーダでデコードできる符号化ビデオデー
タのビット列を生成する装置を示す。ＭＰＥＧビデオコ
ーダは、ＭＰＥＧで符号化されたビデオ媒体、例えばビ
デオＣＤの再生装置に用いられる。したがって、これら
ＭＰＥＧビデオエンコーダおよびＭＰＥＧビデオコーダ
は一般的にはオフラインの関係にある。
【０００３】ＭＰＥＧ規格には、３つの画像タイプが規
定されそれぞれフレーム内圧縮画像（Ｉピクチャ）、時
系列の過去参照画像（Ｐピクチャ）、時系列の過去・未
来参照画像（Ｂピクチャ）と呼ばれる。ＭＰＥＧビデオ
デコーダは勿論これらＩ，ＰおよびＢピクチャの全ての
デコード能力が要求される。
【０００４】ＭＰＥＧ規格によりにより符号化された動
画像データを復号化する従来のビデオデコード装置は、
自己のタイミング信号の制御により読み込んだ入力デー
タを１ピクチャ／１フレーム期間で復号化し、Ｂピクチ
ャに関してはスキャンメモリを２フレーム分持ち、一方
のフレーム分のメモリ領域にデータを書込む間に他方の
フレーム分のメモリ領域からデータの読出を行う方式が
とられていた。
【０００５】従来のこの種のビデオデコード装置をブロ
ックで示す図４を参照すると、この従来のビデオデコー
ド装置は、ＭＰＥＧフォーマットされた入力画像データ
ＤＩをハフマン復号化する復号化部１と、ハフマン復号
化されたデータを逆量子化する逆量子化部２と、逆量子
化されたデータを離散コサイン逆変換しデータＩＴを出
力するする離散コサイン逆変換部（ＩＣＤＴ）３と、復
号化部１により出力されたマクロブロックタイプ信号Ｍ
Ｔをセレクト信号として出力される参照データＤＲとデ
ータＩＴとを加算しＩ，Ｐ，およびＢピクチャデータＰ
Ｉ，ＰＰ，ＰＢから成るピクチャデータＰを出力する加
算器４と、補償データＭ１，Ｍ２の平均をとり平均補償
データＭＰＩを出力する平均部５と、復号化部１により
出力された動きベクトルＭＶによってフレームメモリ
８，９の各々の出力データＦ１，Ｆ２に対しハーフペル
動き補償を行い補償データＭ１，Ｍ２をそれぞれ出力す
る動き補償部６，７と、ＩピクチャーデータＰＩ，Ｐピ
クチャデータＰＰを交互に格納するフレームメモリ８，
９と、ＢピクチャデータＰＢを交互に格納するスキャン
メモリ１０，１１と、復号処理のタイミング制御用タイ
ミング信号Ｋを発生するタイミング発生部１２とを備え
る。
【０００６】次に、図４およびＩ，Ｐ，Ｂ各ピクチャの
データの入出力と各メモリ８，９，１０，１１の書込／
読出の関係を示す図５を参照して、従来のビデオデコー
ド装置の動作について説明すると、タイミング信号Ｋに
制御される入力速度で読み込まれＭＰＥＧフォーマット
でエンコードされた画像データＤＩがＩ１，Ｐ１，Ｂ
１，Ｂ２，Ｂ３，Ｐ２，…の順で入力されたとする。こ
れらＩ１，Ｐ１，Ｂ１はそれぞれＩ，Ｐ，Ｂピクチャの
１番目の画像を表す。タイミング信号Ｋの制御に応答し
て復号されたＩ，Ｐ各ピクチャはフレームメモリ８，９
の各々に対しデータＩ１，Ｐ１およびデータＢ３の後デ
ータＰ３の書込／読出を書込時には３０フイールド（＝
フレーム）／秒の順次式直線走査（以下ブロック走査）
で書込み読出時には、６０フイールド（３０フレーム）
／秒の２：１線飛込走査（以下ラスタ走査）で交互に行
い参照データＤＲ対応のデータＦ１，Ｆ２および復元画
像対応のデータＯ１，Ｏ２を出力する。Ｂピクチャはス
キャンメモリ１０，１１に対しダータＢ１〜Ｂ３の書込
／読出を交互に行いデータＯＢを出力する。このよう
に、Ｂピクチャが２つのスキャンメモリ１０，１１を使
用するのは以下の理由のためである。
【０００７】上述のように、復号は１ピクチャ／１フレ
ームで行われるので、仮にスキャンメモリ１０の１つし
かない場合は、ピクチャＢ１，Ｂ２，Ｂ３の各々の処理
期間Ｔｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３の各々の間にピクチャＢ
１，Ｂ２，Ｂ３の各データをそれぞれスキャンメモリ１
０に対して書込／読出を行なうとともに、表示のラスタ
スキャンに対応してダブルスキャン出力しなければなら
ない。そのため、これら期間Ｔｂ１の後部とＴｂ２の前
部およびＴｂ２の後部とＴｂ３の前部すなわちＴＬ１，
ＴＬ２が重複してしまう。ここでダブルスキャンとは、
ＭＰＥＧ方式のように３０フィールド／秒で符号化され
た画像をＮＴＳＣ方式の６０フィールド／秒で表示する
ためにスキャンメモリより２回読出を行うことである。
例えば期間ＴＬ１の場合は、ピクチャＢ１の処理期間Ｔ
ｂ１の間ピクチャＢ１のデータをスキャンメモリ１０に
対して書込／読出を行っているためピクチャＢ２のデー
タは書込／読出の待機状態にある。したがって、ピクチ
ャＢ２のデータの書込／読出を待機状態なしに行うため
にはピクチャＢ２の処理期間Ｔｂ２を重複しないように
遅延させる必要がある。同様に重複期間ＴＬ２について
も、先の期間Ｔｂ２の遅延に加えてピクチャＢ３の処理
期間Ｔｂ３を遅延させる必要がある。
【０００８】このような処理期間Ｔｂ２，Ｔｂ３等の遅
延を回避するため２つのスキャンメモリ１０，１１を使
用し、期間Ｔｂ２でピクチャＢ２のデータの書込／読出
をスキャンメモリ１１に対して行い、期間Ｔｂ３でピク
チャＢ３のデータの書込／読出をスキャンメモリ１０に
対して行う。出力データＯは上述のように、ラスタスキ
ャン対応のダブルスキャン出力され、データＯＩ１，Ｏ
Ｉ１，ＯＢ１，ＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ２，ＯＢ３，ＯＢ
３，ＯＰ１，ＯＰ１，ＯＰ２，…の順に出力される。こ
れらＯＩ１，ＯＰ１，ＯＢ１はそれぞれＩ，Ｐ，Ｂピク
チャの１番目の出力画像を表す。
【０００９】この場合の所要メモリ容量は、フレームメ
モリを含めて４フレーム分必要となり、ＭＰＥＧの場合
では次式で算出され、約４．９Ｍビットとなる。
【００１０】３５２（ドット）×２８８（ライン）×８
（ビット）×１．５（Ｙ＋Ｃｂ＋Ｃｒ）×４（フレー
ム）＝４８６６０４８（ビット）
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のビデオ
デコード装置は、Ｂピクチャのとき２つのスキャンメモ
リを必要とするため、所要メモリ容量が増大し回路規模
の増大および高コスト化の要因となるという欠点があっ
た。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のビデオデコード
装置は、ハフマン符号化された入力画像データを復号化
するハフマン復号化手段と、ハフマン復号化したデータ
を逆量子化する逆量子化手段と、逆量子化したデータを
離散コサイン逆変換し第１のデータを出力する離散コサ
イン逆変換手段と、前記復号化部の動作結果発生した第
１の選択信号により選択的に出力する参照データと前記
第１のデータとを加算しフレーム内圧縮画像（Ｉピクチ
ャ）,時系列の過去参照画像（Ｐピクチャ）および時系
列の過去・未来参照画像（Ｂピクチャ）の各々の画像タ
イプにそれぞれ対応する第１，第２および第３の画像デ
ータを出力する加算手段と、前記第１，第２の画像デー
タを１フレーム分ずつ所定のブロック走査により交互に
書込み所定のラスタ走査順序で読出す第１，第２のフレ
ームメモリと、前記第３の画像データを１フレーム分ず
つ前記ブロック走査により書込み前記走査順序で読出す
第３のフレームメモリと、これら復号処理のタイミング
制御用のタイミング信号を発生するタイミング信号発生
手段とを備えるビデオデコード装置において、前記タイ
ミング信号発生手段が、前記画像タイプを指示する画像
タイプ信号の供給に応答して前記第１，第２の画像デー
タ復号処理用の第１のタイミング信号と前記第３の画像
データ復号処理を予め定めた復号処理時間以内で実行す
る第２のタイミング信号とのいずれか一方を選択的に発
生するタイミング信号選択手段を備えて構成され、 前記
ラスタ走査および前記ブロック走査の各々がそれぞれ
２：１線飛込走査および順次式直線走査であり、前記復
号処理時間が、少なくとも前記１フレームの走査期間の
１／２の期間から前記ブロック走査の１ライン分の期間
を減算した期間であることを特徴とするものである。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例を図４と共通の構成要
素には共通の参照文字／数字を付して同様にブロックで
示す図１を参照すると、この図に示す本実施例のビデオ
デコード装置は、従来と同様の復号化部１と、逆量子化
部２と、ＩＣＤＴ３と、加算器４と、フレームメモリ
８，９と、１つのスキャンメモリ１０と、動き補償部
６，７と、平均部５とに加えて、タイミング発生部１２
の代りにＩ，Ｐ，Ｂの各画面タイプ対応の画面タイプ信
号ＰＴの供給に応答してＩピクチャ，Ｐピクチャ復号処
理用の従来と共通のタイミング信号ＫとＢピクチャ復号
処理用の信号Ｋより高速のタイミング信号ＫＢとを選択
的に発生するタイミング選択回路１２１を含むタイミン
グ発生部１２Ａを備える。
【００１３】次に、図１およびＩ，Ｐ，Ｂ各ピクチャの
データの入出力と各メモリ８，９，１０の書込／読出の
関係を示す図２，図３を参照して本実施例の動作につい
て説明すると、まず、従来と同様に、ＭＰＥＧフォーマ
ットでエンコードされた画像データＤＩがタイミング信
号Ｋに制御される入力速度でＩ１，Ｐ１，Ｂ１，Ｂ２，
Ｂ３，Ｐ２，…の順で入力され、この場合のタイミング
信号Ｋの制御に応答して復号されたＩ，Ｐ各ピクチャで
はフレームメモリ８，９の各々に対しデータの書込／読
出を行う。一方、Ｂピクチャではスキャンメモリ１０に
対し次のようにデータの書込／読出を行う。
【００１４】すなわち、Ｂピクチャ復号処理時において
復号化部１からの画面タイプ信号ＰＴがＢピクチャに切
換わると、タイミング発生部１２Ａはタイミング選択部
１２１によりタイミング信号Ｋの代りにタイミング信号
ＫＢを供給することにより、入力データＤＩの読込およ
びＢピクチャの復号処理を高速に実行して、このＢピク
チャのスキャンメモリ１０に対するＢピクチャのメモリ
書込／読出処理期間Ｔｂの所要時間を確保し、連続する
Ｂピクチャの処理時間Ｔｂの重畳期間ＴＬの発生を回避
する。
【００１５】連続するＢピクチャのスキャンメモリ１０
に対する書込／読出のタイミング関係を示すタイムチャ
ートである図３を参照すると、最初のＢピクチャＢ１の
書込はブロックスキャンによりタイミング信号Ｋ対応の
通常復号処理時間ＴＤ１で行われる。この書込期間ＴＤ
１の後半でこのピクチャＢ１のラスタスキャンによりダ
ブルスキャンの１回目の読出が開始される。この間にタ
イミング発生部１２Ａは画面タイプ信号ＰＴのＢピクチ
ャへの切換に応答してタイミング信号を信号ＫＢに切換
る。ダブルスキャンの２回目の読出終了後、タイミング
信号ＫＢの制御に応答して読込・復号したピクチャＢ２
の書込を開始する。
【００１６】タイミング信号ＫＢの制御条件について考
察すると、Ｂピクチャの書込読出処理時間Ｔｂの重畳期
間の発生を回避するためには、ピクチャＢ２の書込が少
なくともブロックスキャンの１ブロックライン分の時間
（１ブロックライン期間）ＢＬ先に開始され、このピク
チャＢ２のダブルスキャンの１回目の読出より１ブロッ
クライン期間ＢＬ分先に終了している必要がある。ここ
で、各ダブルスキャン読出データ間の非出力期間すなわ
ちブランキング期間ＢＴは上記１ブロックライン期間よ
りも明らかに大きな値をとるので、スキャンメモリ１０
に対する書込開始の条件は満たされている。したがっ
て、連続するＢピクチャの処理時間Ｔｂの重畳期間ＴＬ
の発生を回避するにはＢ２，Ｂ３の書込期間ＴＤ２，Ｔ
Ｄ３がそれぞれ１フレーム期間ＦＴの１／２から１ブロ
ックライン期間ＢＬを減算した期間すなわち（１／２）
ＦＴ−ＢＬとなるように高速に復号処理できるようタイ
ミング信号ＫＢを設定すれば良い。この結果、スキャン
メモリ１０の１個のみでＢピクチャ対応の書込／読出処
理が達成できる。
【００１７】本実施例の所要メモリ容量は、フレームメ
モリを含めて３フレーム分でよく、次式の計算のよう
に、約３．７Ｍビットとなり、４ＭＲＡＭ１個で十分対
応可能となる。
【００１８】３５２（ドット）×２８８（ライン）×８
（ビット）×１．５（Ｙ＋Ｃｂ＋Ｃｒ）×３（フレー
ム）＝３６４９５３６（ビット）
【発明の効果】以上説明したように、本発明のビデオデ
コード装置は、タイミング信号発生手段に画像タイプ信
号の供給に応答してＩ，Ｐピクチャ復号処理用の第１の
タイミング信号とＢピクチャ復号処理用の所定の復号処
理時間以内で実行する第２のタイミング信号とのいずれ
か一方を選択的に発生するタイミング信号選択手段を備
えることにより、スキャンメモリの容量を１フレーム分
に削減できるので、全体の所要メモリ容量を低減でき、
回路規模の増大および高コスト化の要因が除去されると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のビデオデコード装置の一実施例を示す
ブロック図である。
【図２】本実施例のビデオデコード装置における動作の
一例を示すタイムチャートである。
【図３】本実施例のスキャンメモリへのＢピクチャデー
タの書込／読出の関係を示すタイムチャートである。
【図４】従来のビデオデコード装置の一例を示すブロッ
ク図である。
【図５】従来のビデオデコード装置における動作の一例
を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 復号化部 ２ 逆量子化部 ３ ＩＤＣＴ ４ 加算器 ５ 平均部 ６，７ 動き補償部 ８，９ フレームメモリ １０，１１ スキャンメモリ １２ タイミング発生部 １２１ タイミング選択回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハフマン符号化された入力画像データを
    復号化するハフマン復号化手段と、ハフマン復号化した
    データを逆量子化する逆量子化手段と、逆量子化したデ
    ータを離散コサイン逆変換し第１のデータを出力する離
    散コサイン逆変換手段と、前記復号化部の動作結果発生
    した第１の選択信号により選択的に出力する参照データ
    と前記第１のデータとを加算しフレーム内圧縮画像（Ｉ
    ピクチャ）,時系列の過去参照画像（Ｐピクチャ）およ
    び時系列の過去・未来参照画像（Ｂピクチャ）の各々の
    画像タイプにそれぞれ対応する第１，第２および第３の
    画像データを出力する加算手段と、前記第１，第２の画
    像データを１フレーム分ずつ所定のブロック走査により
    交互に書込み所定のラスタ走査順序で読出す第１，第２
    のフレームメモリと、前記第３の画像データを１フレー
    ム分ずつ前記ブロック走査により書込み前記走査順序で
    読出す第３のフレームメモリと、これら復号処理のタイ
    ミング制御用のタイミング信号を発生するタイミング信
    号発生手段とを備えるビデオデコード装置において、 前記タイミング信号発生手段が、前記画像タイプを指示
    する画像タイプ信号の供給に応答して前記第１，第２の
    画像データ復号処理用の第１のタイミング信号と前記第
    ３の画像データ復号処理を予め定めた復号処理時間以内
    で実行する第２のタイミング信号とのいずれか一方を選
    択的に発生するタイミング信号選択手段を備え、 前記ラスタ走査および前記ブロック走査の各々がそれぞ
    れ２：１線飛込走査および順次式直線走査であり、前記
    復号処理時間が、少なくとも前記１フレームの走査期間
    の１／２の期間から前記ブロック走査の１ライン分の期
    間を減算した期間である ことを特徴とするビデオデコー
    ド装置。
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