JP3624457B2 - Image signal encoding apparatus and image signal decoding apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、同期型DRAM(Synchronous DRAM)をフレームメモリに用いた画像信号符号化装置及び画像信号復号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、画像信号符号化装置及び画像信号復号化装置においては、画像信号をフレーム毎に記憶しておくフレームメモリを有する。
【0003】
このフレームメモリに用いる半導体メモリとして、大容量で低価格な揮発性の読み出し/書き込みメモリであるダイナミックRAM(以下、DRAMという)を用いた場合には、動作速度が高速ではないので問題がある。また、不揮発性のスタティックRAMは、動作速度は速いが、記憶容量が小さいという問題がある。
【0004】
よって、高速に連続アクセスを行うことができる同期型DRAMいわゆるシンクロナスDRAM(Synchronous DRAM:以下、SDRAMという)を用いることが考えられている。
【0005】
このSDRAMは、JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council)準拠の、入力されたクロック信号の立ち上がりエッジに同期して高速バースト転送を行うDRAMである。このバースト転送とは、同一のロウアドレス上のデータを2、4、又は8の複数ワードのブロック単位で連続してリード/ライトを行う方式である。このリード/ライトのワード数をバースト長又はバーストレングスという。
【0006】
また、このSDRAMは2つのバンクを兼ね備えていることから、ロウアドレスを変更しながらのアクセス時間は、プリチャージの必要性により、通常のDRAMのアクセス時間と同等ではあるが、バンクを交互にアクセスすることによって、一方のバンクのプリチャージ中に他方のバンクのデータのライトあるいはリードを行うことができる。
【0007】
但し、ロウアドレスを切り換えながらデータを連続してライト又はリードするためには、カラムアドレスを与えた後にライトあるいはリードするクロック数を8以上に設定する必要がある。
【0008】
ここで、例えばランダムロウリード時のタイミングチャートを図5に示し、SDRAMの動作について説明する。
【0009】
尚、バースト長は8に設定されており、バンクA、Bの2つのバンクを切り換えている。
【0010】
先ず、バンクBのためのアクティブコマンドRBaが出力された後にリードコマンドCBaが出力される。これにより、このリードコマンドCBaの出力の一定時間後、具体的には3クロック後にバンクBのデータの読み出しQBa〜QBaが順次行われる。
【0011】
また、このバンクBのデータの読み出しが行われている間に、バンクAのアクティブコマンドRAaが出力された後にリードコマンドCAaが出力される。これにより、上記バンクBのデータの読み出しQBaに続けてバンクAのデータの読み出しQAa〜QAaが順次行われる。
【0012】
上述のように、SDRAMにおいてバースト長が8であるということは、連続した8アドレス分のデータがライトあるいはリードされるということであり、連続したアドレス上のデータをライトあるいはリードする場合には、SDRAMのデータバスの使用効率は高い。
【0013】
また、SDRAMを高速でアクセスするためには、リードコマンドからデータが出力されるまでのクロック数を3に設定する必要がある。これは、カラムアドレス・ストローブ(Column Address Strobe:以下、CASという)の入力からデータ出力までの遅れ時間をクロック数で表現した値であり、CASレイテンシ(CAS Latency)と呼ばれる。
【0014】
図6には、CASレイテンシとコマンドとのタイミングを示す。ここで、バースト長は4としている。
【0015】
例えば、動作クロックが25〜50MHzのときにはCASレイテンシを1とし、動作クロックが50〜66MHzのときにはCASレイテンシを2とし、動作クロックが66MHz以上のときにはCASレイテンシを3とする。CASレイテンシが1の場合には、図6のAに示すように、クロックTでライトコマンドWAが出力され、これに続けてクロックTでリードコマンドRBが出力されたときには、データDAが書き込まれて1クロック間隔をおいた後にデータのリードQB、QB、QB、QBが行われる。また、CASレイテンシが2の場合には、図6のBに示すように、データDAが書き込まれて2クロック間隔をおいた後にデータのリードQB、QB、QB、QBが行われる。また、CASレイテンシが3の場合には、図6のCに示すように、データDAが書き込まれて3クロック間隔をおいた後にデータのリードQB、QB、QB、QBが行われる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このSDRAMを画像信号符号化装置及び画像信号復号化装置のフレームメモリに用い、このSDRAMのバースト長を8に設定しておき、連続したアドレスの一部のデータをリードしたいときには、アドレスが連続しているために不要なデータもリードしてしまうことになる。
【0017】
例えば、動画像の圧縮符号化においては、離散コサイン変換(以下、DCTという)処理を行うときには、8×8画素のサブブロックを用いる。具体的には、図7に示すように、4個の輝度信号DCTブロックY、Y、Y、Y、2個の色差信号DCTブロックCr、Cr、及び2個の色差信号DCTブロックCb、Cbから成る、合計512バイトの8個のDCTブロックを用いる。これらのDCTブロックを複数集めた16×16画素のブロックをマクロブロックという。画面上での大きさは、輝度信号Yと色差信号Cr、Cbとが重なり合うので16×16となる。
【0018】
そこで、図8に示すように、SDRAMのバンク0、1にそれぞれ同一ロウアドレス上のマクロブロックのデータを読み込む。同一のマクロブロックのデータは同一のロウアドレスに記録されるほうがロウアドレスの制御が少なく信号処理が簡単となる。
【0019】
このように、マクロブロックのデータが記録された後に動き補償を行う場合に、動きベクトルがマクロブロックサイズの整数倍のときには、選択されたマクロブロックのデータをそのままフレームメモリからリードすれば良い。
【0020】
しかし、動きベクトルがマクロブロックサイズの整数倍の値を取らない場合には、複数のマクロブロックにまたがったデータをリードする必要がある。
【0021】
ここで、SDRAMにおけるバースト長が8に設定されているときには、常に8×8のDCTブロック単位でしかデータをリードすることができないので、不要なデータを非常に多く読み込むことになる。例えば、動きベクトルを整数とし、この動きベクトルが(X,Y)=(2,2)である場合に、図9に示すように、輝度信号Yのマクロブロックを読み出すときには、(24×24)/(16×16)=9/4倍のデータのバースト転送を必要とする。これは、色差信号Cr、Cbのマクロブロックについても同様である。
【0022】
一方、バースト長を8以下に切り換えた場合には、コマンドを送るのに数クロック分必要となり、コマンドを送っている間はデータ転送を行うことはできなくなる。
【0023】
そこで、本発明は上述の実情に鑑み、8以下の少ない単位でSDRAMにアクセスしたい場合に、データバスの使用効率を下げることなく、必要なデータのみにアクセスすることができる画像信号符号化装置及び画像信号復号化装置を提供するものである。
【0024】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像信号符号化装置は、画像信号をシンクロナスDRAMから成る記憶手段に書き込み、この書き込まれた画像信号を読み出して圧縮符号化を行う画像信号符号化装置において、上記記憶手段のバースト長を固定し、同一ロウアドレス上に複数種類の画像信号をカラムアドレスを異ならせて記憶させ、アクティブコマンドで上記ロウアドレスを指定した状態で、上記バースト長内でリードコマンドを複数出力して複数のカラムアドレスを順次切り換え指定するメモリ制御手段を有することにより、上述した課題を解決する。
【0025】
また、本発明に係る画像信号復号化装置は、伸長復号化された画像データをシンクロナスDRAMから成る記憶手段に書き込んで出力する画像信号復号化装置において、上記記憶手段のバースト長を固定し、同一ロウアドレス上に複数種類の画像信号をカラムアドレスを異ならせて記憶させ、アクティブコマンドで上記ロウアドレスを指定した状態で、上記バースト長内でリードコマンドを複数出力して複数のカラムアドレスを順次切り換え指定するメモリ制御手段を有することにより、上述の課題を解決する。
【0026】
【作用】
本発明においては、シンクロナスDRAMから成る記憶手段のバースト長を固定にして、同一のロウアドレス上に複数種類の画像信号を記憶させ、アクティブコマンドで上記ロウアドレスを指定した後に、複数回、リードコマンドを出力して複数のカラムアドレスを順次切り換え指定して、異なるカラムアドレスの画像信号を読み出す。
【0027】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施例について、図面を参照しながら説明する。図1には、本発明に係る画像信号符号化装置の概略的な構成を示し、図4には、本発明に係る画像信号複合化装置の概略的な構成を示す。
【0028】
図1の実施例で示す画像信号符号化装置では、時間方向の相関を利用した画像圧縮符号化処理を行い、この圧縮された画像データを記録媒体として例えばテープに記録する。また、図4の実施例で示す画像信号複合化装置では、この記録された画像データを読み出して画像伸長複合化処理を行い、画像信号として出力する。
【0029】
尚、画像信号の時間方向の相関を利用した高能率符号化方式としてMPEG(Moving Picture Experts Group)方式があり、このMPEG方式においては、各フレームの画像を、Iピクチャ(Intra Picture:画像内符号化又はイントラ符号化画像)、Pピクチャ(Predictive Picture:前方予測符号化画像)、及びBピクチャ(Bidirectionally predictive Picture:双方向予測符号化画像)の3種類のピクチャの内のいずれかのピクチャとし、これらの3種類のピクチャのフレーム画像を組み合わせて圧縮符号化を行う方法が用いられている。
【0030】
この図1に示す画像信号符号化装置及び図4に示す画像信号複合化装置においては、BピクチャとIピクチャとを切り換える処理を行うものとする。
【0031】
先ず、記録側である図1の画像信号符号化装置においては、信号入力端子1からはフレーム毎のディジタル画像信号が入力される。ここで、SDRAMから成るフレームメモリ3、4はメモリ制御回路5によって制御されており、例えば、(N−1)番目のフレーム画像よりも2フレーム前の(N+1)番目のフレーム画像の画像信号がフレームメモリ4に書き込まれ、(N−1)番目のフレーム画像よりも1フレーム前のN番目のフレーム画像の画像信号がフレームメモリ3に書き込まれる。
【0032】
この後、信号入力端子1から(N−1)番目のフレーム画像の画像信号が入力されて、上記3枚のフレーム画像の画像信号は動きベクトル検出回路6に送られる。
【0033】
この動きベクトル検出回路6では、上記フレームメモリ4内の(N+1)番目のフレーム画像と上記フレームメモリ3内のN番目のフレーム画像との間の動きベクトル、及び上記フレームメモリ3内のN番目のフレーム画像と(N−1)番目のフレーム画像との間の動きベクトルが検出される。
【0034】
ここで、出力する画像データがBピクチャの画像データである場合には、フレームメモリ4に書き込まれた(N+1)番目のフレーム画像の画像信号が読み出されて動き補償回路7に送られ、また、(N−1)番目のフレーム画像は動き補償回路8に送られる。
【0035】
一般的に、後述するDCT処理に用いられるDCTブロックのサイズは8×8である。1画素即ち1ピクセルを8ビット(=1バイト)とすると、1DCTブロックのデータ量は64バイトとなる。8ビット幅のSDRAMを4個、あるいは16ビット幅のSDRAMを2個用いて、SDRAMのビット幅を32ビットとすると、64バイトのデータを転送するには64/4=16クロックを必要とする。
【0036】
また、データは輝度信号Y及び色差信号Cr,Cbから成るマクロブロックとなっており、図8に示したように、同一のロウアドレスに存在する。よって、マクロブロックのデータをSDRAMから読み出す際には、リードを行うカラムアドレスを2クロック毎に切り換えて発生させることにより、1度のバースト転送によって輝度信号Y及び色差信号Cr、Cbを同時に読み込み、不要データのバースト転送を削減する。
【0037】
具体的には、図2のAに示すように、81MHzのクロック信号が出力される場合に、図2のBに示すように、34クロック目でバンク0のアクティブコマンドが出力されるときには、マクロブロックのデータのカラムアドレスを切り換えるために、2クロック毎、即ち37、39、41、43クロック目にそれぞれリードコマンドRD、RD、RD、RDが出力される。具体的には、例えば、図8に示すマクロブロックのデータを読み出す場合には、リードコマンドRD、RD、RD、RDには、カラムアドレスとして0、2、32、48の値がそれぞれ代入される。これにより、図2のCに示すように、40クロック目から47クロック目までに、カラムアドレスが切り換えられたバンク0のマクロブロックのデータが順次読み出される。
【0038】
同様にして、42クロック目でバンク1のアクティブコマンドが出力されるときには、45、47、49、51クロック目にそれぞれリードコマンドRD、RD、RD、RDが出力される。これにより、バンク0のデータに継続して、カラムアドレスが切り換えられたバンク1のデータが48クロック目から55クロック目までに順次読み出される。
【0039】
このようにして読み出されるデータ量は、図3に示す太線の16×16バイト分のデータを読み出す場合には、横20バイト、縦24バイト分のデータのみを読み出せばよく、斜線部で示される4×24=96バイト分のデータは転送する必要が無くなる。即ち、(20×24)/(16×16)=15/8倍のデータの転送量で済むことになる。このときの削減率は17%である。
【0040】
これにより、動き補償回路7、8にデータ転送する際のデータバスの占有期間が短くなり、その分、他のデータ処理用のデータ転送に振り分けることが可能と成る。
【0041】
上記動き補償回路7、8には、上記動きベクトル検出回路6で検出された動きベクトルが送られており、動き補償回路7、8で動きベクトルを用いて動き補償が行われる。この動き補償回路7、8からの出力は、加算器9で加算平均されて予測値Nが求められる。さらに、予測値Nは減算器10に送られて、フレームメモリ3から読み出されるN番目のフレーム画像との差分が取られ、差分Nとして信号切換器11の端子aに出力される。
【0042】
ここで、上記信号切換器11は、信号入力端子2から入力されるB/Iセレクト信号によって切り換えられており、Bピクチャ又はIピクチャの画像信号の出力の切り換えを行っている。
【0043】
B/Iセレクト信号がBピクチャの画像信号の出力を示すときには、信号切換器11は端子aに切り換えられ、この端子aを介して得られる差分Nを基にして画像圧縮が行われる。
【0044】
また、B/Iセレクト信号がIピクチャの画像信号の出力を示すときには、N番目のフレーム画像の画像信号が信号切換器11の端子bに出力される。信号切換器11は端子bに切り換えられ、この端子bを介して出力される信号を用いて画像圧縮が行われる。
【0045】
尚、動き検出の方法については問わないが、動き検出の方法としては、対応するブロック間で画素同士の差分を求め、この差分をブロック内で積算し、その積算した値が一番小さいブロックを予測に使用する方法等がよく用いられる。
【0046】
信号切換器11から切り換え出力された画像信号は、DCT回路12でDCT処理が施され、また、量子化回路13でDCT係数が量子化された後に、可変長符号化回路14で可変長符号化されて、画像データとして記録符号化回路15に送られる。
【0047】
この記録符号化回路15では、送られた画像データは、上記動きベクトル検出回路6からの動きベクトル情報及びB/Iセレクト信号と共に、誤り訂正符号や同期識別情報が付加された後、記録のためのチャネルコーディング等の記録符号化が行われる。
【0048】
この記録符号化された信号は、記録アンプやヘッド等から成る記録ユニット16で記録信号として図示しないテープに記録される。
【0049】
次に、再生側である図4の画像信号復号化装置では、再生ヘッドやアンプ等から成る再生ユニット21によって、図示しないテープから記録信号が読み出される。この読み出された信号は、記録復号化回路22において、チャネルコーディングが元に戻され、誤り訂正符号及び動きベクトル情報B/Iセレクト信号等の分離が行われる。
【0050】
この後、復号化された画像データは、可変長復号化回路23で可変長復号化されて、逆量子化回路24で逆量子化された後に、逆離散コサイン変換(以下、IDCTという)回路25でIDCT処理が施されて画像信号が出力される。
【0051】
ここで、復号化されたフレーム画像の画像信号が、記録側でIピクチャとして処理された画像信号である場合には、このIピクチャのフレーム画像信号は、SDRAMから成るフレームメモリ26を介して信号切換器33の端子bに出力される。信号切換器33は記録復号化回路22で分離されたB/Iセレクト信号によって端子b側に切り換えられており、端子bを介してIピクチャのフレーム画像の画像信号が信号出力端子34から出力される。
【0052】
また、復号化されたフレーム画像の画像信号が、記録側でBピクチャとして処理された画像信号である場合には、この画像信号は、SDRAMから成るフレームメモリ26、27に書き込まれる。具体的には、現在復号化されたフレーム画像が(N−1)番目のフレーム画像であるならば、この(N−1)番目のフレーム画像よりも2フレーム前の(N+1)番目のフレーム画像の画像信号はフレームメモリ27に書き込まれ、1フレーム前のN番目のフレーム画像の画像信号はフレームメモリ26に書き込まれる。これらのフレームメモリ26、27はメモリ制御回路28によって制御される。
【0053】
このように、フレームメモリ27に書き込まれて遅延された画像信号は、上述した画像信号符号化装置におけるデータの読み出しと同様な動作によって読み出されて動き補償回路29に送られ、また、(N−1)番目のフレーム画像の画像信号は、動き補償回路30に送られる。これらの動き補償回路29、30には上記記録復号化回路22で分離された動きベクトルが入力されており、この動きベクトルを用いて動き補償を行う。この動き補償回路29、30からの出力は加算器31で加算平均され、さらに、加算器32でフレームメモリ26から読み出されたN番目のフレーム画像の画像信号との加算平均を求めた画像信号が、信号切換器33の端子aに出力される。この信号切換器33は、記録復号化回路22からのB/Iセレクト信号によって端子a側に切り換えられており、この端子aを介して信号出力端子34から出力される。
【0054】
尚、上述した実施例においては、バースト長を8に設定しているが、このバースト長は8に限定されるものではない。
【0055】
また、カラムアドレスの切換クロック数は2に限定されず、例えば4であってもよい。
【0056】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る画像信号符号化装置は、記憶手段のバースト長を固定し、同一ロウアドレス上に複数種類の画像信号をカラムアドレスを異ならせて記憶させ、アクティブコマンドで上記ロウアドレスを指定した状態で、リードコマンドを複数出力して複数のカラムアドレスを順次切り換え指定するメモリ制御手段を有することにより、動き補償用のデータを読み出す際に、より少ないバースト転送量で行うことが可能となり、データバスの使用効率を向上させることができる。
【0057】
また、本発明に係る画像信号復号化装置は、記憶手段のバースト長を固定し、同一ロウアドレス上に複数種類の画像信号をカラムアドレスを異ならせて記憶させ、アクティブコマンドで上記ロウアドレスを指定した状態で、リードコマンドを複数出力して、複数のカラムアドレスを順次切り換え指定するメモリ制御手段を有することにより、動き補償用のデータを読み出す際に、より少ないバースト転送量で行うことが可能となり、データバスの使用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像信号符号化装置の概略的な構成図である。
【図2】データの読み出しタイミングを示す図である。
【図3】マクロブロックのデータの読み出し量を示す図である。
【図4】本発明に係る画像信号復号化装置の概略的な構成図である。
【図5】SDRAMのランダムロウリード時のタイミングを示す図である。
【図6】CASレイテンシを説明するための図である。
【図7】マクロブロックを示す図である。
【図8】同一のロウアドレス上のデータを示す図である。
【図9】従来のマクロブロックのデータ読み出し量を示す図である。
【符号の説明】
3、4 フレームメモリ
5 メモリ制御回路
6 動きベクトル検出回路
7、8 動き補償回路
9 加算器
10 減算器
11 信号切換器
12 DCT回路
13 量子化回路
14 可変長符号化回路
15 記録符号化回路
16 記録ユニット
21 再生ユニット
22 記録復号化回路
23 可変長復号化回路
24 逆量子化回路
25 IDCT回路
26、27 フレームメモリ
28 メモリ制御回路
29、30 動き補償回路
31、32 加算器
33 信号切換器
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an image signal encoding device and an image signal decoding device using a synchronous DRAM (Synchronous DRAM) as a frame memory.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an image signal encoding device and an image signal decoding device have a frame memory for storing an image signal for each frame.
[0003]
When a dynamic RAM (hereinafter referred to as DRAM), which is a volatile read / write memory having a large capacity and low price, is used as a semiconductor memory for this frame memory, there is a problem because the operation speed is not high. In addition, the non-volatile static RAM has a problem that the operation speed is high but the storage capacity is small.
[0004]
Therefore, it is considered to use a synchronous DRAM that can perform continuous access at high speed, so-called synchronous DRAM (hereinafter referred to as SDRAM).
[0005]
This SDRAM is a DRAM that performs high-speed burst transfer in synchronization with the rising edge of an input clock signal, in compliance with JEDEC (Joint Electron Engineering Engineering Council). This burst transfer is a method in which data on the same row address is read / written continuously in units of 2, 4 or 8 multiple word blocks. This number of read / write words is called a burst length or burst length.
[0006]
Since this SDRAM also has two banks, the access time while changing the row address is equivalent to the access time of a normal DRAM due to the necessity of precharging, but the banks are accessed alternately. By doing so, it is possible to write or read data in the other bank during the precharge of one bank.
[0007]
However, in order to continuously write or read data while switching the row address, it is necessary to set the number of clocks to be written or read after giving a column address to 8 or more.
[0008]
Here, for example, a timing chart at the time of random row reading is shown in FIG. 5, and the operation of the SDRAM will be described.
[0009]
The burst length is set to 8, and the two banks A and B are switched.
[0010]
First, after the active command RBa for the bank B is output, the read command CBa is output. As a result, the read of data BBa 1 to QBa 8 is sequentially performed after a predetermined time of output of the read command CBa, specifically, after 3 clocks.
[0011]
Further, while the data in the bank B is being read, the read command CAa is output after the active command RAa in the bank A is output. As a result, the data read QAa 1 to QAa 8 of the bank A are sequentially performed following the data read QBa 8 of the bank B.
[0012]
As described above, the burst length of 8 in the SDRAM means that data for 8 consecutive addresses is written or read. When data on continuous addresses is written or read, The use efficiency of the SDRAM data bus is high.
[0013]
Further, in order to access the SDRAM at high speed, it is necessary to set the number of clocks from the read command until the data is output to 3. This is a value representing the delay time from the input of the column address strobe (hereinafter referred to as CAS) to the data output in terms of the number of clocks, and is called CAS latency.
[0014]
FIG. 6 shows the CAS latency and command timing. Here, the burst length is 4.
[0015]
For example, the CAS latency is 1 when the operating clock is 25 to 50 MHz, the CAS latency is 2 when the operating clock is 50 to 66 MHz, and the CAS latency is 3 when the operating clock is 66 MHz or higher. When the CAS latency is 1, as shown in A of FIG. 6, the write command WA is output by the clock T 1, when the read command RB clock T 2 is continuously output to the data DA 1 is Data is read QB 1 , QB 2 , QB 3 , QB 4 after writing and after one clock interval. When the CAS latency is 2, as shown in FIG. 6B, after data DA 1 is written and two clock intervals are left, data read QB 1 , QB 2 , QB 3 , QB 4 is performed. Is called. Further, when the CAS latency is 3, as shown in C of FIG. 6, the lead QB 1 of the data after the data DA 1 is placed 3 clock interval is written, QB 2, QB 3, QB 4 row Is called.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when this SDRAM is used as a frame memory of an image signal encoding device and an image signal decoding device, the burst length of this SDRAM is set to 8, and when it is desired to read a part of data of continuous addresses, the address is Since it is continuous, unnecessary data is also read.
[0017]
For example, in compression encoding of a moving image, when performing discrete cosine transform (hereinafter referred to as DCT) processing, an 8 × 8 pixel sub-block is used. Specifically, as shown in FIG. 7, four luminance signal DCT blocks Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , two color difference signal DCT blocks Cr 1 , Cr 2 , and two color difference signals. A total of 512 bytes of 8 DCT blocks consisting of DCT blocks Cb 1 and Cb 2 are used. A block of 16 × 16 pixels obtained by collecting a plurality of these DCT blocks is called a macro block. The size on the screen is 16 × 16 because the luminance signal Y and the color difference signals Cr and Cb overlap.
[0018]
Therefore, as shown in FIG. 8, macro block data on the same row address is read into the banks 0 and 1 of the SDRAM. Data in the same macroblock is recorded at the same row address, and control of the row address is less and signal processing is simplified.
[0019]
Thus, when motion compensation is performed after macroblock data is recorded, if the motion vector is an integral multiple of the macroblock size, the selected macroblock data may be read from the frame memory as it is.
[0020]
However, when the motion vector does not take a value that is an integral multiple of the macroblock size, it is necessary to read data across a plurality of macroblocks.
[0021]
Here, when the burst length in the SDRAM is set to 8, data can always be read only in units of 8 × 8 DCT blocks, so that unnecessary data is read very much. For example, when the motion vector is an integer and this motion vector is (X, Y) = (2, 2), as shown in FIG. 9, when reading the macroblock of the luminance signal Y, (24 × 24) / (16 × 16) = 9/4 times the burst transfer of data is required. The same applies to the macro blocks of the color difference signals Cr and Cb.
[0022]
On the other hand, when the burst length is switched to 8 or less, several clocks are required to send a command, and data transfer cannot be performed while the command is being sent.
[0023]
Therefore, in view of the above situation, the present invention provides an image signal encoding device capable of accessing only necessary data without lowering the data bus use efficiency when it is desired to access the SDRAM in units of 8 or less. An image signal decoding apparatus is provided.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
An image signal encoding apparatus according to the present invention is an image signal encoding apparatus for writing an image signal into a storage means composed of a synchronous DRAM, and reading out the written image signal to perform compression encoding. The length is fixed, multiple types of image signals are stored on the same row address with different column addresses, and a plurality of read commands are output within the burst length while the row address is specified by an active command. By having a memory control means for sequentially switching and specifying the column addresses, the above-mentioned problems are solved.
[0025]
The image signal decoding device according to the present invention is an image signal decoding device for writing and outputting decompressed and decoded image data to a storage means comprising a synchronous DRAM, and fixing the burst length of the storage means, A plurality of types of image signals are stored on the same row address with different column addresses, and a plurality of read commands are output within the burst length in a state where the row address is specified by an active command, and a plurality of column addresses are sequentially By having the memory control means for designating switching, the above-described problems are solved.
[0026]
[Action]
In the present invention, the burst length of the storage means composed of the synchronous DRAM is fixed, a plurality of types of image signals are stored on the same row address, and the row address is designated by an active command, and then read several times. A command is output to sequentially switch a plurality of column addresses, and image signals with different column addresses are read out.
[0027]
【Example】
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of an image signal encoding device according to the present invention, and FIG. 4 shows a schematic configuration of an image signal decoding device according to the present invention.
[0028]
The image signal encoding apparatus shown in the embodiment of FIG. 1 performs an image compression encoding process using the correlation in the time direction, and records the compressed image data on a tape, for example, as a recording medium. In the image signal composite apparatus shown in the embodiment of FIG. 4, the recorded image data is read out, subjected to image expansion composite processing, and output as an image signal.
[0029]
Note that there is a moving picture experts group (MPEG) system as a high-efficiency encoding system that uses correlation in the time direction of image signals. Or any one of the three types of pictures: P picture (Predictive Picture: forward predictive encoded picture) and B picture (Bidirectionally predictive Picture: bi-predictive encoded picture) A method of performing compression coding by combining frame images of these three types of pictures is used.
[0030]
In the image signal encoding apparatus shown in FIG. 1 and the image signal decoding apparatus shown in FIG. 4, a process of switching between a B picture and an I picture is performed.
[0031]
First, in the image signal encoding apparatus of FIG. 1 on the recording side, a digital image signal for each frame is input from the signal input terminal 1. Here, the frame memories 3 and 4 made of SDRAM are controlled by the memory control circuit 5, and for example, the image signal of the (N + 1) th frame image two frames before the (N-1) th frame image is obtained. The image signal of the Nth frame image one frame before the (N−1) th frame image is written to the frame memory 4.
[0032]
Thereafter, an image signal of the (N−1) th frame image is input from the signal input terminal 1, and the image signals of the three frame images are sent to the motion vector detection circuit 6.
[0033]
In the motion vector detection circuit 6, the motion vector between the (N + 1) th frame image in the frame memory 4 and the Nth frame image in the frame memory 3, and the Nth frame image in the frame memory 3 are displayed. A motion vector between the frame image and the (N-1) th frame image is detected.
[0034]
If the image data to be output is B-picture image data, the image signal of the (N + 1) th frame image written in the frame memory 4 is read and sent to the motion compensation circuit 7, and , The (N−1) th frame image is sent to the motion compensation circuit 8.
[0035]
In general, the size of a DCT block used for DCT processing described later is 8 × 8. If one pixel, that is, one pixel is 8 bits (= 1 byte), the data amount of one DCT block is 64 bytes. If four 8-bit width SDRAMs or two 16-bit width SDRAMs are used and the SDRAM bit width is 32 bits, 64/4 = 16 clocks are required to transfer 64 bytes of data. .
[0036]
The data is a macro block composed of a luminance signal Y and color difference signals Cr and Cb, and exists at the same row address as shown in FIG. Therefore, when the macroblock data is read from the SDRAM, the luminance signal Y and the color difference signals Cr and Cb are read simultaneously by one burst transfer by switching the column address to be read every two clocks and generating them. Reduce burst transfer of unnecessary data.
[0037]
Specifically, as shown in FIG. 2A, when an 81 MHz clock signal is output, as shown in FIG. 2B, when the bank 0 active command is output at the 34th clock, the macro In order to switch the column address of the block data, read commands RD 1 , RD 2 , RD 3 , and RD 4 are output every two clocks, that is, at 37, 39, 41, and 43 clocks, respectively. Specifically, for example, when reading the data of the macroblock shown in FIG. 8, the read commands RD 1 , RD 2 , RD 3 , and RD 4 have values 0, 2 , 32, and 48 as column addresses. Assigned respectively. As a result, as shown in FIG. 2C, from the 40th clock to the 47th clock, the data of the macroblock in the bank 0 whose column address is switched is sequentially read.
[0038]
Similarly, when the bank 1 active command is output at the 42nd clock, the read commands RD 1 , RD 2 , RD 3 , and RD 4 are output at the 45th, 47th, 49th, and 51st clocks, respectively. As a result, the bank 1 data whose column address has been switched is sequentially read from the 48th clock to the 55th clock following the bank 0 data.
[0039]
The amount of data read out in this way is indicated by the hatched portion in the case of reading the data of 16 × 16 bytes of the thick line shown in FIG. 3 and reading only the data of 20 bytes in width and 24 bytes in length. It is not necessary to transfer 4 × 24 = 96 bytes of data. That is, a data transfer amount of (20 × 24) / (16 × 16) = 15/8 is sufficient. The reduction rate at this time is 17%.
[0040]
As a result, the data bus occupation period when data is transferred to the motion compensation circuits 7 and 8 is shortened, and the data can be distributed to other data processing data transfers accordingly.
[0041]
The motion compensation circuits 7 and 8 are supplied with the motion vector detected by the motion vector detection circuit 6, and the motion compensation circuits 7 and 8 perform motion compensation using the motion vector. The output from the motion compensation circuit 7 and 8, the predicted value N E obtained are averaged by the adder 9. Further, the predicted value NE is sent to the subtracter 10, the difference from the Nth frame image read from the frame memory 3 is taken, and the difference N B is output to the terminal a of the signal switcher 11.
[0042]
Here, the signal switching unit 11 is switched by the B / I select signal input from the signal input terminal 2 and switches the output of the image signal of the B picture or the I picture.
[0043]
When B / I select signal indicating the output of the image signal of the B picture, the signal switching device 11 is switched to terminal a, the image compression is performed by the difference N B obtained via the terminal a to the group.
[0044]
When the B / I select signal indicates the output of the image signal of the I picture, the image signal of the Nth frame image is output to the terminal b of the signal switch 11. The signal switch 11 is switched to the terminal b, and image compression is performed using a signal output via the terminal b.
[0045]
Any motion detection method may be used, but as a motion detection method, a difference between pixels is calculated between corresponding blocks, the difference is integrated in the block, and the block having the smallest integrated value is obtained. The method used for prediction is often used.
[0046]
The image signal switched and output from the signal switch 11 is subjected to DCT processing by the DCT circuit 12, and after the DCT coefficients are quantized by the quantization circuit 13, variable length coding is performed by the variable length coding circuit 14. Then, it is sent to the recording / encoding circuit 15 as image data.
[0047]
In the recording encoding circuit 15, the transmitted image data is recorded for recording after the error correction code and the synchronization identification information are added together with the motion vector information and the B / I select signal from the motion vector detecting circuit 6. Recording coding such as channel coding is performed.
[0048]
The recording-encoded signal is recorded on a tape (not shown) as a recording signal by a recording unit 16 including a recording amplifier and a head.
[0049]
Next, in the image signal decoding apparatus in FIG. 4 on the reproduction side, a recording signal is read from a tape (not shown) by a reproduction unit 21 including a reproduction head, an amplifier, and the like. The read signal is returned to the original channel coding in the recording / decoding circuit 22, and the error correction code, the motion vector information B / I select signal, and the like are separated.
[0050]
Thereafter, the decoded image data is subjected to variable length decoding by the variable length decoding circuit 23, is inversely quantized by the inverse quantization circuit 24, and is then subjected to an inverse discrete cosine transform (hereinafter referred to as IDCT) circuit 25. The IDCT process is performed and an image signal is output.
[0051]
Here, when the image signal of the decoded frame image is an image signal processed as an I picture on the recording side, the frame image signal of this I picture is signaled via a frame memory 26 made of SDRAM. It is output to the terminal b of the switch 33. The signal switch 33 is switched to the terminal b side by the B / I select signal separated by the recording / decoding circuit 22, and the image signal of the frame picture of the I picture is output from the signal output terminal 34 via the terminal b. The
[0052]
In addition, when the image signal of the decoded frame image is an image signal processed as a B picture on the recording side, the image signal is written in frame memories 26 and 27 formed of SDRAM. Specifically, if the currently decoded frame image is the (N−1) th frame image, the (N + 1) th frame image two frames before the (N−1) th frame image. The image signal of the Nth frame image one frame before is written in the frame memory 26. These frame memories 26 and 27 are controlled by a memory control circuit 28.
[0053]
As described above, the delayed image signal written in the frame memory 27 is read out by the same operation as the data reading in the above-described image signal encoding device, sent to the motion compensation circuit 29, and (N -1) The image signal of the first frame image is sent to the motion compensation circuit 30. The motion vectors separated by the recording / decoding circuit 22 are input to the motion compensation circuits 29 and 30, and motion compensation is performed using the motion vectors. The outputs from the motion compensation circuits 29 and 30 are added and averaged by an adder 31, and further, an image signal obtained by adding and averaging the image signal of the Nth frame image read from the frame memory 26 by the adder 32. Is output to the terminal a of the signal switch 33. The signal switch 33 is switched to the terminal a side by the B / I select signal from the recording / decoding circuit 22 and is output from the signal output terminal 34 via the terminal a.
[0054]
In the embodiment described above, the burst length is set to 8, but this burst length is not limited to 8.
[0055]
The number of column address switching clocks is not limited to 2, and may be 4, for example.
[0056]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the image signal encoding device according to the present invention fixes the burst length of the storage means, stores a plurality of types of image signals with different column addresses on the same row address, and Fewer burst transfers when reading data for motion compensation by having memory control means that outputs multiple read commands and sequentially switches multiple column addresses while specifying the row address with the active command This makes it possible to increase the use efficiency of the data bus.
[0057]
Also, the image signal decoding apparatus according to the present invention fixes the burst length of the storage means, stores a plurality of types of image signals on the same row address with different column addresses, and designates the row address with an active command. In this state, by having a memory control means that outputs multiple read commands and sequentially switches and designates multiple column addresses, it is possible to perform less burst transfer when reading motion compensation data. The use efficiency of the data bus can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image signal encoding device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating data read timing.
FIG. 3 is a diagram illustrating a read amount of data of a macroblock.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an image signal decoding apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a timing at the time of random row reading of an SDRAM.
FIG. 6 is a diagram for explaining CAS latency;
FIG. 7 is a diagram illustrating a macroblock.
FIG. 8 is a diagram showing data on the same row address.
FIG. 9 is a diagram illustrating a data read amount of a conventional macroblock.
[Explanation of symbols]
3, 4 frame memory 5 memory control circuit 6 motion vector detection circuit 7, 8 motion compensation circuit 9 adder 10 subtractor 11 signal switcher 12 DCT circuit 13 quantization circuit 14 variable length coding circuit 15 recording coding circuit 16 recording Unit 21 Playback unit 22 Recording decoding circuit 23 Variable length decoding circuit 24 Inverse quantization circuit 25 IDCT circuit 26, 27 Frame memory 28 Memory control circuit 29, 30 Motion compensation circuit 31, 32 Adder 33 Signal switcher

Claims (4)

画像信号をシンクロナスDRAMから成る記憶手段に書き込み、この書き込まれた画像信号を読み出して圧縮符号化を行う画像信号符号化装置において、
上記記憶手段のバースト長を固定し、同一ロウアドレス上に複数種類の画像信号をカラムアドレスを異ならせて記憶させ、アクティブコマンドで上記ロウアドレスを指定した状態で、上記バースト長内でリードコマンドを複数出力して複数のカラムアドレスを順次切り換え指定するメモリ制御手段を有する
ことを特徴とする画像信号符号化装置。
In an image signal encoding apparatus that writes an image signal into a storage means including a synchronous DRAM, reads out the written image signal, and performs compression encoding.
The burst length of the storage means is fixed, a plurality of types of image signals are stored on the same row address with different column addresses , and a read command is issued within the burst length with the row address designated by an active command. An image signal encoding apparatus comprising memory control means for outputting a plurality and sequentially switching a plurality of column addresses.
上記記憶手段は、動きベクトル検出及び動き補償の信号処理を行う際に用いられるフレームメモリであることを特徴とする請求項1記載の画像信号符号化装置。2. The image signal encoding apparatus according to claim 1, wherein the storage means is a frame memory used when performing motion vector detection and motion compensation signal processing. 伸長復号化された画像データをシンクロナスDRAMから成る記憶手段に書き込んで出力する画像信号復号化装置において、
上記記憶手段のバースト長を固定し、同一ロウアドレス上に複数種類の画像信号をカラムアドレスを異ならせて記憶させ、アクティブコマンドで上記ロウアドレスを指定した状態で、上記バースト長内でリードコマンドを複数出力して複数のカラムアドレスを順次切り換え指定するメモリ制御手段を有する
ことを特徴とする画像信号復号化装置。
In an image signal decoding apparatus for writing and outputting decompressed and decoded image data to a storage means comprising a synchronous DRAM,
The burst length of the storage means is fixed, a plurality of types of image signals are stored on the same row address with different column addresses , and a read command is issued within the burst length with the row address designated by an active command. An image signal decoding apparatus comprising memory control means for outputting a plurality and sequentially switching a plurality of column addresses.
上記記憶手段は、動きベクトル検出及び動き補償の信号処理を行う際に用いられるフレームメモリであることを特徴とする請求項3記載の画像信号復号化装置。4. The image signal decoding apparatus according to claim 3, wherein the storage means is a frame memory used when performing motion vector detection and motion compensation signal processing.
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