JP3083788B2 - データ復号装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、データ復号装置
に関し、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｃ
ｏｄｉｎｇ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）１や，ＭＰ
ＥＧ２，ＭＰＥＧ４，あるいはこれに準ずるＨ．２６１
などに代表される規格等に則って符号化された画像デー
タ等に対して復号化の処理を行うデータ復号装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、集積度の高いデータ復号装置とし
て、動画などの再生に用いられるＭＰＥＧデコーダを用
いたものが知られている。これは、記録媒体としてＣＤ
を用いたビデオＣＤプレーヤなどに応用されつつある
が、ＣＤには、ＭＰＥＧ規格に則って符号化されたデー
タストリームが予め記録されており、ＭＰＥＧデコーダ
は、そのようなＣＤを対象にして再生を行うに際し、Ｃ
Ｄからデータストリームを読み取るとともに、読み出し
たデータストリームを対象としてＭＰＥＧデコーダによ
って復号処理を行うことで、映像や音響を復元するよう
になっている。

【０００３】かかるビデオＣＤプレーヤは、図３にその
機能ブロック図を示したが、ＣＤの読み取り回路とＭＰ
ＥＧデコーダとの間にＣＤ−ＲＯＭデコーダを介在させ
て、汎用のデータ圧縮に関するＭＰＥＧデコーダと特定
の媒体であるＣＤとの整合を採るものとなる。すなわ
ち、ＣＤ１０から記録データを読み取るとともに特定処
理対応の復元処理を行ってビットストリームを出力する
デジタルシグナルプロセッサ等のＣＤ−ＤＳＰ２０と、
そのビットストリームを複数ビット並列のデータストリ
ームに変換するＣＤ−ＲＯＭデコーダ３０と、そのデー
タストリームを入力してこれに所定の復号処理を施して
映像信号およびオーディオ信号を復元しそれぞれＣＲＴ
６０及びスピーカ７０へ送出するものとなっている。

【０００４】また、ＭＰＥＧデコーダ４０は、「最新Ｍ
ＰＥＧ教科書」等の出版物にも記載されているが、次の
ような機能を持ったものである。すなわち、可変長符号
で圧縮されたデータストリームを受ける分離部（ＤＭＵ
Ｘ）４２を有してデータストリームを可変長符号ごとに
オーディオデータ（音響情報）とビデオデータ（映像情
報）とに分離させるとともに各々をリングバッファ８
１，８２に区分して記憶させる。こうして、データスト
リームから映像情報を分離させる。さらに、ＭＰＥＧデ
コーダ４０は、リングバッファ８１からオーディオデー
タを入力してオーディオ信号を復元するオーディオデコ
ーダ７１を有し、そのオーディオ信号をスピーカ７０へ
送出するとともに、次のビデオデコーダも具えて映像の
復号も行う。

【０００５】ＭＰＥＧデコーダ４０のビデオデコーダ
は、リングバッファ８２からビデオデータを入力しビデ
オ信号を復元してＣＲＴ６０へ送出するに際し、リング
バッファ８２からハフマン符号化その他のエントロピー
符号化による可変長符号単位でデータを入力する可変長
復号部５１を有して可逆的な復号処理を行うとともに、
その単位データごとに後続の逆量子化部５２及び逆ＤＣ
Ｔ（逆離散コサイン変換）部５３による非可逆的な復号
処理を行ってから、各ピクチャ種に対応した動き補償処
理を補償部５４によって施すことで、Ｉピクチャ８３
や，Ｐピクチャ８４，Ｂピクチャ８５，そして表示画像
８６を生成する。さらに、映像出力部６１も設けられて
いて、これによって表示画像８６がＣＲＴ６０へ送出さ
れて表示されるようになっている。

【０００６】各種のピクチャ８３，８４，８５のうちＩ
ピクチャ８３は、それのデータ単独で復号可能な画像で
あり、Ｐピクチャ８４はそれのデータに加えてＩピクチ
ャ８３を参照することで復号可能な画像であり、Ｂピク
チャ８５はそれのデータに加えてＩピクチャ８３及びＰ
ピクチャ８４の双方を参照することで復号可能な画像で
ある。そして、これらのピクチャ種の判別処理は、可変
長復号部５１による映像情報の復号処理に随伴して可変
長符号単位で行われるようになっている。

【０００７】このような機能を持つビデオＣＤプレーヤ
は、具体的なハードウェア化に際して、上述したＣＤ−
ＤＳＰ２０，ＣＤ−ＲＯＭデコーダ３０，ＭＰＥＧデコ
ーダ４０や、コントローラ９０が、それぞれ別個のＩＣ
に集積化されたうえで、単一基板又は複数の基板に実装
される。図４は、その回路ブロック図であるが、図３の
該当機能を担う回路ブロックには同一の符号を付してあ
る。ＣＤ−ＲＯＭデコーダ３０のＩＣには、ＣＤ−ＤＳ
Ｐ２０に集積しきれなかった誤り符号訂正処理の回路な
どの他、ＣＤ−ＤＳＰ２０からのビットストリームを８
ビット又は１６ビットのデータストリームに変換してＭ
ＰＥＧデコーダ４０へ送出するシリアルパラレル変換の
回路も設けられる。

【０００８】ＭＰＥＧデコーダ４０のＩＣは、分離部４
２を含んだシステムデコーダと、可変長復号部５１，逆
量子化部５２，逆ＤＣＴ部５３，動き補償部５４，映像
出力部６１を含んだビデオデコーダと、オーディオデコ
ーダ７１とに大別される。ただし、リングバッファ８
１，８２、及び各ピクチャ８３，８４，８５、更に表示
画像８６は、データ量が多いので、外づけのメモリ８０
に割り付けられる。

【０００９】ＭＰＥＧデコーダ４０のシステムデコーダ
部には、データストリームから分離部４２によって抽出
されたタイミング情報に基づきオーディオ同期調整回路
４３にオーディオデコーダ７１の同期調整等を行わせる
タイミング制御回路４４と、このタイミング制御回路４
４の制御に従って可変長復号部５１等の同期調整等を行
うビデオ同期回路４５とが設けられる。また、その他
に、ホストインターフェイス４６も設けられる。このホ
ストインターフェイス４６には、多数のレジスタが具わ
っていて、コントローラ９０から送られてきたパラメー
タを保持するようになっている。各レジスタに設定され
たパラメータは、復号処理に対する復号条件を含んでい
て、ビデオデコーダやオーディオデコーダ等の内部回路
へ制御信号またはそれに準じる信号として送出されるも
のである。

【００１０】ＭＰＥＧデコーダ４０のビデオデコーダ部
には、分離部４２と可変長復号部５１とオーディオデコ
ーダ７１とによるリングバッファ８１，８２へのアクセ
スを整合させる制御を行うビデオ・オーディオ・リング
バッファ制御回路５５と、各ピクチャ８３，８４，８５
等への動き補償部５４によるアクセスをバンク切換手法
によって処理するＭＣバンク処理回路５６と、ビデオ・
オーディオ・リングバッファ制御回路５５及びＭＣバン
ク処理回路５６による競合等を回避するようにメモリ８
０へのアクセスを制御するバスアービタ５７と、可変長
復号部５１や動き補償部５４による復号処理がフレーム
ごとに同期したタイミングでなされるような同期制御を
行うビデオ・フレーム同期調整回路５８と、バスアービ
タ５７を介することでＭＣバンク処理回路５６等との競
合を回避しながら表示画像８６を読み出して映像出力部
６１へ送出するラインメモリ・リード部６２などが設け
られる。

【００１１】メモリ８０は、複数のＤＲＡＭ１及びＤＲ
ＡＭ２がメモリバスに接続されて所要の記憶容量が確保
されたものであり、バスアービタ５７によってアクセス
権が一元管理される。ＤＲＡＭ１には、ピクチャ８３，
８４，８５（中間の復元画像）が割り付けられ、ＤＲＡ
Ｍ２には、表示画像８６（最終の復元画像）やリングバ
ッファ８１，８２（可変長符号化映像情報）が割り付け
られている。これにより、メモリ８０は、映像情報およ
び表示画像を他の復元画像と重ならないデータ領域に記
憶するものとなっている。

【００１２】ラインメモリ・リード部６２は、映像出力
部６１から表示データを要求されると、先ずバスアービ
タ５７にバス要求を行い、次にバスアービタ５７から許
可を受けることで、メモリ８０へのアクセス権を確保
し、それから表示画像８６の１ライン分のデータを読み
出すようになっている。

【００１３】ＭＣバンク処理回路５６は、Ｉピクチャ８
３あるいは，Ｐピクチャ８４，Ｂピクチャ８５，表示画
像８６が動き補償部５４で生成され、そのデータをメモ
リ８０内の該当領域へ書き込める状態になると、先ずバ
スアービタ５７にバス要求を行い、次にバスアービタ５
７から許可を受けることで、メモリ８０へのアクセス権
を確保し、それからピクチャ種に従って該当領域へその
画像データを新規に書き込んだり一部書き換えたりす
る。その際に書き込むデータ量は復号のたびに変化する
ので、ＭＣバンク処理回路５６にはそのデータ数を保持
するＭＣカウンタが設けられている。

【００１４】ビデオ・オーディオ・リングバッファ制御
回路５５は、可変長復号部５１等によるリングバッファ
８１，８２からの読み出しに際してバスアービタ５７に
バス要求を行うとともにバスアービタ５７から許可を受
けることでメモリ８０へのアクセス権を確保するリング
バッファ読出回路５５ａと、分離部４２によるリングバ
ッファ８１，８２への書き込みに際しやはりバスアービ
タ５７を介してメモリ８０へのアクセス権を確保するリ
ングバッファ書込回路５５ｂとが設けられている。ま
た、リングバッファ８２に記憶中のデータ量をバイト数
で保持するリングカウンタ５５ｃも設けられていて、リ
ングバッファ８２への読み書きアクセスに伴ってリング
カウンタ５５ｃに対するアップダウンの処理も行われる
ようになっている。

【００１５】バスアービタ５７は、図５にイメージを例
示したが、各バス要求のタイミングを同期させる等のた
めに設けられた適宜のラッチ部と、ラッチされたバス要
求のうち最も優先度の高いものだけに許可を返す優先度
判定回路５７ａとが設けられたものである。優先度判定
回路５７ａは、ラインメモリ・リード部６２から要求を
受けるとこれに許可を出すと共に他の要求に対する許可
送出は控え、ラインメモリ・リード部６２からの要求の
無いときにＭＣバンク処理回路５６から要求を受けると
これに許可を出すと共にリングバッファ読出回路５５ａ
及びリングバッファ書込回路５５ｂからの要求に対する
許可送出は控え、ラインメモリ・リード部６２及びＭＣ
バンク処理回路５６からの要求の無いときにリングバッ
ファ読出回路５５ａから要求を受けるとこれに許可を出
すと共にリングバッファ書込回路５５ｂからの要求に対
する許可送出は控え、リングバッファ書込回路５５ｂか
ら要求を受けると他からの要求の無いときだけこれに許
可を出すものである。これにより、バスアービタ５７
は、メモリ８０へのアクセス要求を優先度に基づいて処
理し、その際に後段の回路ほど優先度を高くしておくと
いった固定的な処理を行うものとなっている。

【００１６】なお、バスアービタについては、リングバ
ッファ内のオーディオデータとビデオデータとがほぼ同
じ程度の量になるようにメモリへのアクセス要求の優先
度を可変するといったアイデアも有る。また、メモリア
クセスを伴う処理の高速化のために、バーストモード的
にアクセスしうるＤＲＡＭすなわち占有下での連続した
アクセスの可能なＤＲＡＭをメモリ素子に用いたものも
知られている。この場合、リフレッシュカウンタを有し
たリフレッシュ制御回路も設けられ、メモリリフレッシ
ュのタイミングは、リフレッシュカウンタを用いたカウ
ントダウンによって計られるのであるが、該当ＤＲＡＭ
の規格値のうちリフレッシュ期間に対する値から、連続
アクセスについて想定される最長時間を引いて求められ
た期間に基づき、一定間隔とされる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のデー
タ復号装置では、デコーダ部のワンチップ化が進んでい
るのに対し、メモリに複数個の素子（ＤＲＡＭ−ＩＣ）
が用いられる。例えば、ＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式での
標準的な映像を復号処理するには、４メガビットのＲＡ
Ｍが１個では足りない。また、ハイビジョン映像等の高
精細なものを処理するには、１６メガビットのＲＡＭで
も１個では足りない。このため、コストや実装の観点か
ら不満が残る。しかも、データ量が増えると、メモリア
クセスも増加してメモリバスの負担が重くなるため、余
裕度が低下して、メモリバス利用率の変動による影響も
無視できなくなってくる。瞬時であってもメモリバス利
用率が許容範囲を超えるとデータが失われて、復元画像
が不完全なものとなってしまうのである。

【００１８】ところで、メモリに必要な素子数の削減を
図るために、同一出願人によってなされた特願平８−６
５８９９号では、表示画像８６のデータ領域を各ピクチ
ャ８３，８４，８５のデータ領域に重複して割り付ける
ものが提案されている（図２のメモリ８００を参照）。
これは、映像の各フレームごとに表示画像８６のうち表
示の済んだ部分を順々に次の復元画像８３〜８５で書き
換えることで実現されている。

【００１９】しかしながら、この場合、映像の各フレー
ムごとに前半フィールド及び後半フィールドの２回表示
がなされるので、各ピクチャ８３，８４，８５の復元は
後半フィールドの期間に限られてしまう。このため、ピ
クチャ８３，８４，８５生成に伴うメモリアクセスが各
フレームの後半フィールド期間に多くなる。特に、圧縮
率の高いＢピクチャが連続するとその復号処理が後半フ
ィールド期間に集中して、メモリバス利用率の変動が一
層激しくなってしまう。そこで、メモリアクセスの変動
を緩和して十分な復号処理能力を確保・維持しうるよう
にすることが課題となる。

【００２０】また、メモリリフレッシュの間隔が一定で
規格値より短いことも、メモリバス利用状況の悪化に拍
車をかける要因の一つに挙げられる。そこで、メモリリ
フレッシュについても工夫することでメモリ利用状況を
改善して復号処理能力等を向上させることも更なる課題
となる。

【００２１】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、メモリ利用率の変動が少ない
データ復号装置を実現することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された第１乃至第４の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。

【００２３】［第１の解決手段］第１の解決手段のデー
タ復号装置は（、出願当初の請求項１に記載の如く）、
データストリームから映像情報を分離させる分離部と、
前記映像情報についてのピクチャ種判別処理を可変長符
号単位で行う可変長復号部と、前記ピクチャ種に応じた
動き補償処理を行って表示画像を生成する動き補償部
と、前記映像情報および前記表示画像を記憶するメモリ
と、このメモリへのアクセス要求を優先度に基づいて処
理するバスアービタとを備えたデータ復号装置におい
て、前記分離部の前段に介挿されて前記データストリー
ムを一時記憶するバッファメモリが設けられ、前記バス
アービタが前記分離部または前記可変長復号部による前
記メモリへのアクセスに対する優先度を前記ピクチャ種
についての前記可変長復号部の判別結果に応じて変更す
るものであることを特徴とする。

【００２４】このような第１の解決手段のデータ復号装
置にあっては、符号化された映像情報は、分離部によっ
てデータストリームから分離され、可変長復号部によっ
て可変長符号単位でピクチャ種判別処理が施されるとと
もに、動き補償部によってそのピクチャ種に応じた動き
補償処理が施される。そして、このようなデータ復号処
理がなされて、表示画像が生成される。このデータ復号
処理に際し、映像情報や表示画像はメモリに記憶される
が、それに伴う分離部や可変長復号部によるメモリへの
アクセス要求は、競合等を捌くために、バスアービタに
より優先度に基づいて処理される。

【００２５】また、復号中の映像情報に対し可変長復号
部によってピクチャ種の判別も行われ、そのピクチャ種
に応じてバスアービタによってメモリへのアクセス優先
度が変更されて、分離部または可変長復号部での処理量
が変化する。分離部等の処理量が変化すると、データス
トリームの入力が影響を受けるが、そこにはバッファメ
モリが介挿されていて、分離部による入力の遅れたデー
タストリームはそのバッファメモリに一時記憶され、適
宜のタイミングで分離部によって入力される。一方、分
離部による入力が進むと、バッファメモリが空いてき
て、前後の処理量の差に関してそのバッファで吸収しう
る余裕度が増すこととなる。

【００２６】具体例を挙げると、Ｉピクチャ等の処理時
間制約の緩いものは復号処理を急がないでも良いので、
分離部または可変長復号部の優先度を動き補償部より高
くして、分離部等の処理量を上げる。そうすると、バッ
ファメモリが空いてその余裕度も大きくなるので、将来
のＢピクチャ等の集中処理に対する備えが強化される。
Ｂピクチャ等の処理時間制約の厳しいものに対しては、
逆にする。

【００２７】こうして、Ｂピクチャ等の処理集中が予測
等されるときは予め又は後から他の処理が分散して行わ
れ、Ｂピクチャ等の短時間で多くの処理を要するものは
集中して復号処理がなされるので、十分な復号処理能力
が発揮される。これにより、データ復号処理に際し、メ
モリアクセスの競合を捌くときに、データ圧縮度の相違
等に起因したメモリ利用率の変動が緩和されることとな
る。したがって、この発明によれば、メモリ利用率の変
動が少ないデータ復号装置を実現することができる。

【００２８】［第２の解決手段］第２の解決手段のデー
タ復号装置は（、出願当初の請求項２に記載の如く）、
データストリームから映像情報を分離させる分離部と、
前記映像情報についてのピクチャ種判別処理を可変長符
号単位で行う可変長復号部と、前記ピクチャ種に応じた
動き補償処理を行って表示画像を生成する動き補償部
と、前記映像情報および前記表示画像を記憶するメモリ
と、このメモリへのアクセス要求を優先度に基づいて処
理するバスアービタとを備えたデータ復号装置におい
て、前記分離部の前段に介挿されて前記データストリー
ムを一時記憶するバッファメモリが設けられ、前記バス
アービタが前記分離部または前記可変長復号部による前
記メモリへのアクセスに対する優先度を前記メモリにお
ける前記映像情報の記憶量に応じて変更するものである
ことを特徴とする。

【００２９】このような第２の解決手段のデータ復号装
置にあっては、第１の解決手段について上述したのと同
様にしてデータ復号処理がなされるとともにその際にメ
モリアクセスの競合も優先度に基づいて捌かれる。

【００３０】これに加えて、メモリにおける映像情報の
記憶量も確認され、その量に応じてバスアービタによっ
てメモリへのアクセス優先度が変更されて、分離部また
は可変長復号部での処理量が変化する。分離部等の処理
量が変化すると、データストリームの入力が影響を受け
るが、そこにはバッファメモリが介挿されていて、分離
部による入力の遅れたデータストリームはそのバッファ
メモリに一時記憶され、適宜のタイミングで分離部によ
って入力される。一方、分離部による入力が進むと、バ
ッファメモリが空いてきて、前後の処理量の差に関して
そのバッファで吸収しうる余裕度が増すこととなる。

【００３１】具体例を挙げると、ＩピクチャやＢピクチ
ャなどの中間の復元画像の生成を各フレームにおける後
半フィールドの期間に限ったような場合、前半フィール
ドの期間ではＢピクチャ等の復号が待たされその代わり
に分離部等での処理が進んでメモリにおける映像情報の
記憶量が増えてくる一方、後半フィールドの期間ではＢ
ピクチャ等の復号が優先的に処理されてメモリにおける
映像情報の記憶量が減ってくるが、メモリバッファとの
負荷分散によって分離部等によるメモリへのアクセスは
支障無く抑制される。

【００３２】こうして、Ｂピクチャ等の処理集中が予測
等されるときは予め又は後から他の処理が分散して行わ
れ、Ｂピクチャ等の短時間での処理を要するものは集中
して復号処理がなされるので、十分な復号処理能力が発
揮される。これにより、データ復号処理に際し、メモリ
アクセスの競合を捌くときに、復号処理の偏り等に起因
したメモリ利用率の変動が緩和されることとなる。した
がって、この発明によれば、メモリ利用率の変動が少な
いデータ復号装置を実現することができる。

【００３３】［第３の解決手段］第３の解決手段のデー
タ復号装置は（、出願当初の請求項３に記載の如く）、
上記の第１，第２の解決手段のデータ復号装置であっ
て、前記メモリは、占有下で連続したアクセスの可能な
ＤＲＡＭであり、前記バスアービタは、前記動き補償部
と前記メモリとの間で連続してなされるデータ転送の処
理時間が前記メモリに対する次のリフレッシュ開始まで
の残り時間を超えるときに前記動き補償部による前記メ
モリへのアクセスを抑制するものであることを特徴とす
る。

【００３４】このような第３の解決手段のデータ復号装
置にあっては、かなり長い連続データを生成することの
ある動き補償部から出されたメモリへのアクセス要求
は、バスアービタによって次のようにして動的に捌かれ
る。すなわち、動き補償部とメモリとの間で連続してな
されるデータ転送の処理時間がメモリに対する次のリフ
レッシュ開始までの残り時間を超えるか否かの判定がな
され、超えないときには通常通りに捌かれるが、超える
ときにはバスアービタによって抑制されて次のリフレッ
シュが済むまで待たされる。

【００３５】これにより、メモリリフレッシュの間隔が
従来より長く設定されても、メモリリフレッシュが規格
値以内の間隔で行われるので、メモリに記憶されている
データは確実に保持される。そこで、動き補償部からの
連続データの最大量に制約されること無くメモリリフレ
ッシュの間隔を長めに設定し得るので、メモリ使用効率
が向上する。したがって、この発明によれば、メモリ利
用率の変動が少ないのに加えてその変動の影響を受け難
いデータ復号装置を実現することができる。

【００３６】［第４の解決手段］第４の解決手段のデー
タ復号装置は（、出願当初の請求項４に記載の如く）、
上記の第３の解決手段のデータ復号装置であって、前記
バスアービタは、前記動き補償部による前記メモリへの
アクセスを抑制した際に前記メモリに対する次のリフレ
ッシュ開始のタイミングを繰り上げるものであることを
特徴とする。

【００３７】このような第４の解決手段のデータ復号装
置にあっては、動き補償部からのアクセス要求が次のメ
モリリフレッシュのために待たされたときには、そのメ
モリリフレッシュが速やかに開始され更に終了する。そ
して、動き補償部からのアクセス要求も長く待たされる
こと無く速やかにバスアービタによって処理されること
となる。これにより、メモリリフレッシュ及び動き補償
部の処理が何時でも速やかになされるので、メモリの使
用効率をほとんど下げること無く、動き補償部の最大待
ち時間を短縮することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】本発明のデータ復号装置の好まし
い実施形態は、上述した第１〜第４の解決手段の総てを
備えるとともに、前記メモリに前記映像情報および前記
表示画像を記憶させるに際して前記表示画像と他の復元
画像とを重複したデータ領域に割り付ける手段が設けら
れていることを特徴とする。この場合、メモリアクセス
を伴う処理の効率を犠牲にすること無くメモリ容量を削
減することができる。その結果、性能を維持しつつコス
トを低減することができる。その効果は、映像の高精細
化が進むほど大きくなる。

【００３９】

【実施例】本発明のデータ復号装置の一実施例としての
ビデオＣＤプレーヤについて、その具体的な構成を、図
面を引用して説明する。図２は、全体の回路ブロックで
あり、従来例の図４に対応する。また、図１は、バスア
ービタ等の回路ブロックであり、従来例の図５に対応す
る。なお、同一の構成要素には同一の符号を付して示し
たので、重複する説明は割愛して、以下、従来例との相
違点を中心に述べる。

【００４０】このプレーヤが従来例のものと相違するの
は、メモリ８０に代わるメモリ８００がＤＲＡＭ１だけ
になった点と、ＭＰＥＧデコーダＩＣ４００にバッファ
メモリ４１が設けられた点と、バスアービタ５７に代わ
るバスアービタ５７０がメモリへのアクセス要求の優先
度を可変するようになった点である。

【００４１】メモリ８００は、ＤＲＡＭ２が省かれてＤ
ＲＡＭ１だけがバスアービタ５７０管理下のメモリバス
に接続されている。ＤＲＡＭ１には、占有下で連続した
アクセスの可能なタイプのものが用いられ、ピクチャ８
３，８４，８５（中間の復元画像）やリングバッファ８
１，８２（可変長符号化映像情報）がそれぞれのデータ
領域に割り付けられている。これに対し、表示画像８６
（最終の復元画像）は、専用のデータ領域が無く、ピク
チャ８３，８４，８５の何れかと同じデータ領域に対し
動的に割り付けられる。これにより、このデータ復号装
置は、メモリに映像情報および表示画像を記憶させるに
際して表示画像と他の復元画像とを重複したデータ領域
に割り付けるものとなっている。

【００４２】バッファメモリ４１は、先入れ先出しのＦ
ＩＦＯ等で構成される比較的小容量のものであり、ＭＰ
ＥＧデコーダＩＣ４００に内蔵された状態でＣＤ−ＲＯ
Ｍデコーダ３０と分離部４２との間に介挿される。そし
て、ＣＤ−ＲＯＭデコーダ３０によるデータストリーム
の出力タイミングと分離部４２によるデータストリーム
の入力タイミングとを緩衝させる。これにより、このデ
ータ復号装置は、分離部の前段に介挿されてデータスト
リームを一時記憶するバッファメモリが設けられたもの
となっている。

【００４３】バスアービタ５７０は、優先度判定回路５
７ａの前後に一対の切換回路５７４及び切換回路５７５
が付加され、さらにその前後に一対の切換回路５７３及
び切換回路５７６が付加され、ＭＣバンク処理回路５６
のバス要求ラインに対しデジタルコンパレータ５７１及
びゲート５７２が付設されたものである。なお、同期用
のラッチ等も適宜のところに設けられる。

【００４４】デジタルコンパレータ５７１はリフレッシ
ュ制御回路８７のリフレッシュカウンタの値とＭＣバン
ク処理回路５６のＭＣカウンタの値とを入力とし、ゲー
ト５７２はデジタルコンパレータ５７１の出力とＭＣバ
ンク処理回路５６からのバス要求とを入力として、これ
らは、ＭＣカウンタの値がリフレッシュカウンタの値よ
りも大きいときにはＭＣバンク処理回路５６からのバス
要求を優先度判定回路５７ａの方へ伝わらないようにマ
スクしてしまうものである。これにより、バスアービタ
５７０は、動き補償部５６とメモリ８００との間で連続
してなされるデータ転送の処理時間がメモリ８００に対
する次のリフレッシュ開始までの残り時間を超えるとき
に動き補償部５６によるメモリ８００へのアクセスを抑
制するものとなっている。

【００４５】デジタルコンパレータ５７１は、その出力
がリフレッシュ制御回路８７のリフレッシュカウンタの
クリア端子へも送出される。そして、そのリーディング
エッジでリフレッシュカウンタは値がクリアされる。そ
のように信号線の接続等がなされている。リフレッシュ
カウンタの値がゼロになると、メモリリフレッシュを開
始するためのバス要求がリフレッシュ制御回路８７から
出されることとなる。これにより、バスアービタ５７０
は、動き補償部５６によるメモリ８００へのアクセスを
抑制した際にメモリ８００に対する次のリフレッシュ開
始のタイミングを繰り上げるものとなっている。

【００４６】切換回路５７３は、リングバッファ読出回
路５５ａのバス要求とリングバッファ書込回路５５ｂの
バス要求とを入力とし、ビデオ・オーディオ・リングバ
ッファ制御回路５５のリングカウンタ５５ｃのＭＳＢ
（最上位ビット）を制御信号として受けて、リングカウ
ンタ５５ｃのＭＳＢが“１”のときには両入力をそのま
ま出力する一方、リングカウンタ５５ｃのＭＳＢが
“０”のときには両入力を入れ替えて出力するものであ
る。また、切換回路５７６は、リングバッファ読出回路
５５ａへの許可とリングバッファ書込回路５５ｂへの許
可とを対象とした同様のものである。既述したように、
ビデオ・オーディオ・リングバッファ制御回路５５は分
離部４２や可変長復号部５１のメモリアクセスを整合さ
せるものであり、リングカウンタ５５ｃはリングバッフ
ァ８２のデータ量を保持している。これにより、バスア
ービタ５７０は、分離部４２または可変長復号部５１に
よるメモリ８００へのアクセスに対する優先度をメモリ
８００における映像情報の記憶量に応じて変更するもの
となっている。

【００４７】切換回路５７４は、ゲート５７２の出力と
切換回路５７３の２出力とを入力とし、可変長復号部５
１のピクチャ種判別結果のうちＢピクチャについてのも
のを制御信号として受けて、ピクチャ種がＢピクチャの
ときには両入力をそのまま出力する一方、ピクチャ種が
Ｂピクチャ以外のときには両入力を入れ替えて出力する
ものである。また、切換回路５７５は、ＭＣバンク処理
回路５６への許可とリングバッファ読出回路５５ａ及び
リングバッファ書込回路５５ｂへの許可とを対象とした
同様のものである。これにより、バスアービタ５７０
は、分離部４２または可変長復号部５１によるメモリ８
００へのアクセスに対する優先度を、ＭＣバンク処理回
路５６によるメモリ８００へのアクセスに対する優先度
との相対的な上下に関して、ピクチャ種についての可変
長復号部５１の判別結果に応じて変更するものとなって
いる。

【００４８】この実施例のデータ復号装置について、そ
の使用態様及び動作を説明する。

【００４９】ビデオＣＤプレーヤに電源が投入され、Ｃ
Ｄ１０が図示しない読み取り部にセットされ、再生開始
の操作がなされると、ＣＤ１０から読み取られた記録デ
ータがデータストリームとなってＣＤ−ＲＯＭデコーダ
３０からＭＰＥＧデコーダＩＣ４００へ送られ、このデ
ータストリームにＭＰＥＧデコーダＩＣ４００によって
復号処理が施されて、表示画像等が復元され、その映像
や音響がＣＲＴ６０及びスピーカ７０から再生出力され
る。

【００５０】この復号処理に際し、ＣＤ−ＲＯＭデコー
ダ３０によるデータストリームの送出に対して分離部４
２によるリングバッファ８１，８２への書き込み処理が
遅れてくると、その差は、バッファメモリ４１に一時記
憶されて緩衝される。また、各バス要求に対するバスア
ービタ５７０の標準的な優先度は、従来例と異なり、最
も高いのがリングバッファ書込回路５５ｂのものであ
り、次いでリングバッファ読出回路５５ａ，ラインメモ
リ・リード部６２，ＭＣバンク処理回路５６の順に下が
り、最も低いのがリフレッシュ制御回路８７のものとな
っているが、これらに対する優先度は復号処理の状態等
に応じて以下のように変化する。

【００５１】可変長復号部５１によるリングバッファ８
２からの読み出し処理に対して分離部４２よるリングバ
ッファ８２への書き込み処理が遅れて、リングバッファ
８２のデータ記憶量が減り、リングカウンタ５５ｃのＭ
ＳＢが“０”になると、切換回路５７３及び切換回路５
７６が作動して、リングバッファ読出回路５５ａとリン
グバッファ書込回路５５ｂとのバス要求の優先度が入れ
替わる。

【００５２】可変長復号部５１の処理している可変長符
号がＢピクチャとなっているときには、切換回路５７４
及び切換回路５７５が作動して、ＭＣバンク処理回路５
６のバス要求の優先度が、リングバッファ読出回路５５
ａ及びリングバッファ書込回路５５ｂのバス要求の優先
度と入れ替わって、これらより高くなる。

【００５３】そして、再生映像の各フレーム期間ごと
に、前半フィールドの期間ではＩピクチャ８３，Ｐピク
チャ８４，Ｂピクチャ８５の生成を控え後半フィールド
の期間でこれらの生成を集中して行うと、前半フィール
ド時よりも後半フィールド時の方がメモリアクセスが多
くなる。もっとも、Ｉピクチャ８３やＰピクチャ８４の
生成に際しては、参照するピクチャが少ないので、メモ
リアクセスの増減はさほど激しくならないで済む。

【００５４】一方、Ｂピクチャ８５の生成に際しては、
Ｉピクチャ８３やＰピクチャ８４も参照する必要がある
ので、ＭＣバンク処理回路５６によるメモリアクセスは
急増する。これに対し、Ｂピクチャの処理時にはバスア
ービタ５７０によってＭＣバンク処理回路５６からのバ
ス要求が優先され、反射的に分離部４２等によるメモリ
アクセスは抑制されて次のフレームの前半フィールドの
期間の方へ遅らされる。こうして、Ｂピクチャ８５の生
成に際しても、メモリアクセスの増減があまり激しくな
らないで済む。

【００５５】ここで、分離部４２の処理遅れが大きくな
ると、バッファメモリ４１が溢れてしまいそうになる
が、そのようなときにはリングバッファ８２への書き込
みも少なくてそこのデータ量が急減する。すると、リン
グカウンタ５５ｃのＭＳＢが反転して、リングバッファ
書込回路５５ｂからのバス要求がリングバッファ読出回
路５５ａからのバス要求よりも優先されるようになり、
分離部４２等の処理抑制が緩和される。こうして、容量
の少ないバッファメモリ４１が過剰な負担によって溢れ
てしまうということも防止される。

【００５６】また、このような処理の合間に、リフレッ
シュ制御回路８７によるメモリリフレッシュが大抵一定
期間の経過ごとに行われるが、動き補償部５４がメモリ
８００に連続してアクセスするためにそのデータ数をＭ
Ｃカウンタにセットしたときに、その値がリフレッシュ
制御回路８７のリフレッシュカウンタの値を超えている
と異なる。この場合は、先ずＭＣバンク処理回路５６か
らのバス要求がゲート５７２によって抑制され、その間
にデジタルコンパレータ５７１の出力によってリフレッ
シュ制御回路８７のリフレッシュカウンタがクリアされ
る。そして、リフレッシュ制御回路８７からバス要求が
出され、それからＭＣバンク処理回路５６からのバス要
求も抑制が解除されて切換回路５７４や優先度判定回路
５７ａへ伝えられる。そして、この場合も、メモリリフ
レッシュのタイミングを逃すこと無く、メモリリフレッ
シュばかりか、動き補償部５４によるピクチャ８３〜８
５や表示画像８６の生成も、速やかに行われる。

【００５７】こうして、このプレーヤ（データ復号装
置）にあっては、ＭＰＥＧデコーダＩＣ４００によるデ
ータストリームの復号処理に際し、ピクチャ種やリング
バッファ状態さらには連続データ量などに応じてメモリ
アクセスの優先度を柔軟に変えることで、バッファメモ
リ４１との協動による負荷分散がなされている。そし
て、メモリ利用率が平準化されて、より確実に復号や再
生表示が行われる。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第１の解決手段のデータ復号装置にあっては、ピクチ
ャ種に応じてメモリアクセスの優先度を変更することで
圧縮度の相違等に起因したメモリ利用率の変動が緩和さ
れるようにしたことにより、メモリ利用率の変動が少な
いデータ復号装置を実現することができたという有利な
効果が有る。

【００５９】また、本発明の第２の解決手段のデータ復
号装置にあっては、メモリにおける映像情報の記憶量に
応じてメモリアクセスの優先度を変更することで復号処
理の偏り等に起因したメモリ利用率の変動が緩和される
ようにしたことにより、メモリ利用率の変動が少ないデ
ータ復号装置を実現することができたという有利な効果
を奏する。

【００６０】さらに、本発明の第３の解決手段のデータ
復号装置にあっては、動き補償部からの連続データの最
大量に制約されること無くメモリリフレッシュの間隔を
長めに設定し得るようにしたことにより、メモリ利用率
の変動が少ないのに加えてその変動の影響を受け難いデ
ータ復号装置を実現することができたという有利な効果
が有る。

【００６１】また、本発明の第４の解決手段のデータ復
号装置にあっては、メモリリフレッシュ及び動き補償部
の処理が何時でも速やかになされるようにしたことによ
り、メモリの使用効率をほとんど下げること無く動き補
償部の最大待ち時間を短縮することもできたという有利
な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデータ復号装置の一実施例としてのビ
デオＣＤプレーヤについて、そのバスアービタ等の回路
ブロック図である。

【図２】そのビデオＣＤプレーヤ全体の回路ブロック図
である。

【図３】一般的なＭＰＥＧデコーダの機能ブロック図で
ある。

【図４】従来のビデオＣＤプレーヤのブロック図であ
る。

【図５】そのバスアービタの一例である。

【符号の説明】

１０ ＣＤ（コンパクトディスク、記録媒体） ２０ ＣＤ−ＤＳＰ（ＣＤデジタルシグナルプロセッ
サ） ３０ ＣＤ−ＲＯＭデコーダ（ＣＤ−ＲＯＭ復号部） ４０ ＭＰＥＧデコーダ ４１ バッファメモリ（ＦＩＦＯ、データストリームバ
ッファ） ４２ 分離部（ＤＭＵＸ、オーディオ・ビデオ分離部） ４３ オーディオ同期調整回路 ４４ タイミング制御回路 ４５ ビデオ同期回路 ４６ ホストインターフェイス（Ｈ−Ｉ／Ｆ） ５１ 可変長復号部（ＶＬＤ） ５２ 逆量子化部（Ｑ−１） ５３ 逆ＤＣＴ部（ＤＣＴ−１、逆離散コサイン変換） ５４ 動き補償部（ＭＣ） ５５ ビデオ・オーディオ・リングバッファ制御回路 ５５ａ リングバッファ読出回路 ５５ｂ リングバッファ書込回路 ５５ｃ リングカウンタ ５６ ＭＣバンク処理回路（画像メモリバンク処理） ５７ バスアービタ ５７ａ 優先度判定回路 ５８ ビデオ・フレーム同期調整回路 ６０ ＣＲＴ（映像表示部） ６１ 映像出力部（ＶＯＵＴ） ６２ ラインメモリ・リード部（表示画像読出回路） ７０ スピーカ（音響出力部） ７１ オーディオデコーダ ８０ メモリ ８１ リングバッファ（オーディオ可変長データバッフ
ァ） ８２ リングバッファ（ビデオ可変長データバッファ） ８３ Ｉピクチャ（中間の復元画像） ８４ Ｐピクチャ（中間の復元画像） ８５ Ｂピクチャ（中間の復元画像） ８６ 表示画像（最終の復元画像、再生映像） ８７ リフレッシュ制御回路（ダイナミックメモリ・リ
フレッシュ） ９０ コントローラ（ＣＰＵ、マイクロプロセッサ） ４００ ＭＰＥＧデコーダＩＣ（データ復号ＩＣ） ５７０ バスアービタ ５７１ デジタルコンパレータ ５７２ ゲート ５７３ 切換回路 ５７４ 切換回路 ５７５ 切換回路 ５７６ 切換回路 ８００ メモリ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 5/91 - 5/956

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データストリームから映像情報を分離させ
   る分離部と、前記映像情報についてのピクチャ種判別処
   理を可変長符号単位で行う可変長復号部と、前記ピクチ
   ャ種に応じた動き補償処理を行って表示画像を生成する
   動き補償部と、前記映像情報および前記表示画像を記憶
   するメモリと、このメモリへのアクセス要求を優先度に
   基づいて処理するバスアービタとを備えたデータ復号装
   置において、前記分離部の前段に介挿されて前記データ
   ストリームを一時記憶するバッファメモリが設けられ、
   前記バスアービタが前記分離部または前記可変長復号部
   による前記メモリへのアクセスに対する優先度を前記ピ
   クチャ種についての前記可変長復号部の判別結果に応じ
   て変更するものであることを特徴とするデータ復号装
   置。
2. 【請求項２】データストリームから映像情報を分離させ
   る分離部と、前記映像情報についてのピクチャ種判別処
   理を可変長符号単位で行う可変長復号部と、前記ピクチ
   ャ種に応じた動き補償処理を行って表示画像を生成する
   動き補償部と、前記映像情報および前記表示画像を記憶
   するメモリと、このメモリへのアクセス要求を優先度に
   基づいて処理するバスアービタとを備えたデータ復号装
   置において、前記分離部の前段に介挿されて前記データ
   ストリームを一時記憶するバッファメモリが設けられ、
   前記バスアービタが前記分離部または前記可変長復号部
   による前記メモリへのアクセスに対する優先度を前記メ
   モリにおける前記映像情報の記憶量に応じて変更するも
   のであり、前記メモリは、占有下で連続したアクセスの
   可能なＤＲＡＭであり、前記バスアービタは、前記動き
   補償部と前記メモリとの間で連続してなされるデータ転
   送の処理時間が前記メモリに対する次のリフレッシュ開
   始までの残り時間を超えるときに前記動き補償部による
   前記メモリへのアクセスを抑制するものであることを特
   徴とするデータ復号装置。
3. 【請求項３】前記メモリは、占有下で連続したアクセス
   の可能なＤＲＡＭであり、前記バスアービタは、前記動
   き補償部と前記メモリとの間で連続してなされるデータ
   転送の処理時間が前記メモリに対する次のリフレッシュ
   開始までの残り時間を超えるときに前記動き補償部によ
   る前記メモリへのアクセスを抑制するものであることを
   特徴とする請求項１記載のデータ復号装置。
4. 【請求項４】前記バスアービタは、前記動き補償部によ
   る前記メモリへのアクセスを抑制した際に前記メモリに
   対する次のリフレッシュ開始のタイミングを繰り上げる
   ものであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記
   載されたデータ復号装置。