JP3862143B2 - 復号化装置及びその制御方法、プログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データなどの符号化データを復号化するための復号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像データのような大量のデータを転送する場合、その転送時間を短縮する目的で、データ圧縮の技術が用いられることが多い。画像データなどの圧縮に適用される符号化方式も各種ものが利用されており、複数の符号化方式の中から最適な符号方式を選択する従来技術も多い。例えば、ファクシミリ装置に関して、送信側で送信画像の圧縮率を各種符号化方式の場合について算出し、算出した圧縮率と受信側（復号側）の能力に基づいて、最も高速な伝送が可能な符号化方式を選択し、その符号化方式で送信画像を圧縮して送信する技術が知られている（特許第２０６２９２７号（特公平７−９９８５５号））。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術は、送信側つまり符号化装置において最適な符号化方式を選択しようとするものであって、受信側つまり復号化装置において、ある符号化方式による符号化データの受信開始から復号化を終了するまでの時間（以後、転送時間と呼ぶ）を最短にするための技術ではない。また、前記従来技術は、符号化装置と復号化装置の双方が共通した複数の符号化方式に対応していることが前提であり、符号化装置と復号化装置とに共通する符号化方式が１つしかないような環境では意味をなさない。
【０００４】
本発明は、画像データなどの符号化データを復号化する復号化装置において、それが複数の符号化方式に対応するか否かに関係なく、復号化速度を最適化しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するため、本発明によれば、復号化装置において、請求項１記載のように、符号化データの圧縮率及び符号化データの転送路の転送速度に基づいて、復号化速度が最適化される。この復号化速度の最適化は、（１）請求項２記載のように復号器の動作速度の最適化によって、（２）請求項３記載のように、同時に動作させる復号器の数の最適化によって、あるいは、（３）請求項４記載のように、同時に動作させる復号器の数及びその動作速度の最適化によって、行われる。
【０００６】
以下、本発明による復号化速度の最適化について、より具体的に説明する。復号化装置の転送時間（符号化データの受信を開始してから復号化が終了するまでの時間）には、以下の要素が関わっている。
・符号化前のデータ量：Ｎ(bit)
・圧縮率（符号化前データ量/符号化データ量）：Ｒ
・転送路の転送速度：Ｂ(bit/sec)
・１つの復号器の動作速度（復号データを生成する速度）：Ｃ(bit/sec)
・復号化のために同時に動作する復号器の数：Ｓ
【０００７】
符号化データの受信に要する時間はN/(R*B)、復号化処理に要する時間はN/(C*S)、で表される。通常、受信側つまり復号化装置では、符号化データの受信開始と同時に復号化処理を開始するため、受信と復号化の時間は、図１のような関係にある。ただし、図１の（ａ）は、非圧縮データを受信する場合である。
【０００８】
圧縮された符号化データを受信する場合、復号化処理の時間の方が長いときには同図（ｂ）のように、復号化の終了点は受信の終了点より後に来る（復号化が律速となる）。逆に復号化処理の時間の方が短いときには、同図（ｃ）のように復号化は間欠的な処理となり、受信と同じ終了点となる（受信が律速となる）。
例えば、上述の各パラメータを次のように仮定する。
Ｎ = 80x106 bit
Ｒ = 20
Ｂ = 16x106 bit/sec
Ｃ = 250x106 bit/sec
Ｓ = 1
この場合、受信時間と復号化時間は図１中に数字で示したような値となる。転送時に圧縮を行わないと、転送時間は、同図（ａ）のように5.00secとなるが、圧縮を行うことにより、同図（ｂ）のように0.32secに短縮される。ただし、この例では、復号化が律速になってしまっている。
【０００９】
本発明における復号化装置では、このような復号化が律速になってしまうような条件においても、復号化速度を最適化することにより律速を受信側にし、同図（ｃ）のように、転送時間を0.25secにまでさらに短縮することができる。すなわち、復号化速度（復号器速度と復号器数の積 C*S）を下記（１）式を満たすように最適化する。
N/(R*B) ≧ N/(C*S)
∴(C*S) ≧ (R*B) ………(1)式
(C*S) ≧ (20x16x106)
【００１０】
上記パラメータ（C = 250x106 、S = 1）が固定だとすると、（１）式は成り立たない。そこで、本発明の第１の態様にあっては、圧縮率Ｒ及び転送路速度Ｂに基づいて、（１）式を満たすように復号器数（Ｓ）を選ぶ。すなわち、（１）式を満たすためには
S ≧ (20x16x106)/250x106
に選ぶ。ただし、一般に、同時に動作させる復号器を増やすほど消費電力が増加し、さらに不要輻射電波も増大するため、必要以上に復号器数を増やすことは好ましくない。したがって、この場合には、同時に動作させる復号器の数(S)を必要最小限の２とすることによって、復号化速度を最適化する。
【００１１】
また、本発明の第２の態様にあっては、同時に動作させる復号器の数(S)を変えずに、個々の復号器の速度(C)を上げることによって、（１）式を満たすように復号化速度を最適化する。すなわち、例えばＳ＝１とする、（１）式を満たすためには、
C ≧ (20x16x106)/1
にする必要があるから、復号器速度Ｃを320x106bit/sec以上に上げることによって復号化速度を最適化する。このような復号器速度Ｃの変更は、例えば、復号器の動作クロックの周波数を変えることで実現できる。ただし、復号器速度を上げるほど消費電力と不要輻射電波の増大を招くため、必要最小限の速度まで復号器速度を上げる。
【００１２】
本発明の第３の態様にあっては、圧縮率Ｒ及び転送路速度Ｂに基づいて、前記（１）式を満足し、かつ、消費電力ができる限り少なくなるように、同時に動作させる復号器の数Ｓと、復号器速度Ｃの組み合わせを決定することによって復号化速度を最適化する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の実施の形態である復号化装置のブロック図である。この復号化装置は、同時に動作させることが可能で、その速度（Ｃ）が可変な複数の復号器１０４ａ〜１０４ｄを有する。したがって、前述した本発明の第１の態様、第２の態様、第３の態様のいずれの復号化速度最適化制御も可能である。
【００１４】
図２において、１２０は符号化データが転送される転送路（通信網やインターフェース・ケーブルなど）である。１００は、転送路１２０を通じて符号化データを受信する受信部である。符号化データが変調されている場合には、その復調も受信部１００で行われる。なお、この受信部１００は、本発明の復号化装置の外部装置として実現することも可能である。１０２は、受信部１００より出力される符号化データを、１つ又は複数の復号器１０４へ分配するための分割部である。１０６は、１つ又は複数の復号器１０４による復号データをバス調停しつつメモリ１０８に書き込む調停部である。１１０は、メモリ１０８より復号化データを外部へ出力するためのデータ出力部である。
【００１５】
１１２は、受信部１００、分割部１０２、復号器１１２、データ出力部１１０を制御する制御部である。１１４は、受信する符号化データの圧縮率Ｒと転送路１２０の速度Ｂに基づいて、前述したような復号化速度を最適化するための条件（復号器数Ｓ及び復号器速度Ｃ）を決定して制御部１１４へ指示する最適化条件決定部である。この決定のための圧縮率Ｒと転送路速度Ｂとして、予め設定された規定値を用いるモード、装置の操作者から入力された値を用いるモード、制御部１１２の制御下で受信部１００を介して符号化装置から取得した値を用いるモード、制御部１１２によって実測した値を用いるモードを選択できる。
【００１６】
この復号化装置の動作について説明する。図２は、この復号化装置の制御の手順を示すフローチャートである。
【００１７】
まず、最適化条件決定部１１４で、復号化速度を最適化するための復号器数Ｓと復号器速度Ｃを決定して制御部１１２に指示する（ステップＳ２００）。なお、この決定のための圧縮率と転送路速度の情報を符号化装置側から取得したり実測する場合には、そのための制御がこのステップに含まれる。
【００１８】
最適化条件が決定すると、制御部１１２で、その最適化条件に従って、動作させる１つ又は複数の復号器１０４を選択して動作可能状態に設定するとともに、その速度（例えばクロック周波数）を設定する（ステップＳ２０５）。すなわち、この復号化装置においては、制御部１１２と最適化条件決定部１１４とが協働して、復号化速度最適化手段として機能する。
【００１９】
このような準備が終了すると、制御部１１２は、符号化データの受信と復号化の動作のための受信部１００、分割部１０２及び調停部１０６の制御を行う（ステップＳ２１０）。受信と並行して復号化データを外部に出力する場合には、制御部１１２はこのステップＳ２１０でデータ出力部１１０によるデータ出力のための制御も行う。
【００２０】
図４に、２つの復号器１０４（Ａ，Ｂ）を同時に動作させる場合の、符号化データの受信動作と復号動作のタイムチャートを示す。ここでは、画像データを一定の画素数のブロック単位で可変長圧縮符号化された符号化データを想定している。図４中の数字はブロック番号を表している。奇数番号ブロックの符号化データは復号器（Ａ）が、偶数番号ブロックの符号化データは復号器（Ｂ）が、それぞれ復号するものとしている。復号に要する時間は、復号化データの画素数に比例する。ここでは、ブロックあたりの画素数を一定としたので、各ブロックの復号時間はみな同一となっている。
【００２１】
図４中の(a)のように２つの復号器（Ａ，Ｂ）で同時に復号される区間で、復号器を２つに増やした効果が現れる。可変長圧縮符号なので、この同時復号区間の長さは一定ではない。同図中の(b)で示した区間のように、２つの復号器を同時に動作させても能力が不足し受信をウェイトさせなければならない区間も発生し得る。しかし、総じて(a)のような区間の方が多くなるため、復号器数と復号化速度はほぼ比例する関係にある。
【００２２】
なお、前述したように、一定数（１つ又は複数）の復号器を同時に動作させ、その動作速度の増減のみによって復号化速度を最適化する構成、あるいは、復号器の速度を固定し、同時に動作させる復号器数の増減のみによって復号化速度を最適化する構成も本発明に包含される。
【００２３】
以上説明したような本発明による復号化装置の復号化速度の最適化制御は、汎用又は専用コンピュータにおいてソフトウェアで実施することも可能であり、そのためのプログラム、また、同プログラムが記録された、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体記憶素子など）も本発明に包含される。
【００２４】
図５は、そのような実施の形態を説明するためのコンピュータの一例を示すブロック図である。図５を参照すると、３００はシステムバスであり、このシステムバス３００にＣＰＵ３０２、メモリ３０４、ハードディスク装置３０６、媒体ドライブユニット３０８、Ｉ／Ｏインターフェース回路３１０、通信ユニット３１２、ディスプレイコントローラ３１４などが接続されている。通信ユニット３１２には、例えば図２に示すような受信部１００、分割部１０２、復号器１０４、調停部１０６が含まれる。Ｉ／Ｏインターフェース回路３１０にはキーボードなどのユーザ入力装置、その他の外部装置が接続される。ディスプレイコントローラ３１４にはＣＲＴディスプレイなどの表示装置３１６が接続される。図３に示すような復号化速度の最適化制御のためのプログラムは、例えば、それが記録された記録媒体３１８より媒体ドライブユニット３０８を介して読み込まれてメモリ３０４に書き込まれる。ＣＰＵ３０２は、このプログラムに従って、通信ユニット３１２の復号化速度の最適化のめの制御を実行する。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、１つの符号化方式又は複数の符号化方式が実装された復号化装置において、画像などの符号化データの転送時間を最短化することができるとともに、消費電力の増加を可能な限り抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】受信時間と復号化時間の関係を説明するためのタイムチャートである。
【図２】本発明による復号化装置の一例を示すブロック図である。
【図３】復号化速度の最適化制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】２つの復号器による復号化動作を説明するためのタイムチャートである。
【図５】本発明をソフトウェアにより実施するためのコンピュータの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００ 受信部
１０２ 分割部
１０４ａ〜１０４ｄ 復号器
１０６ 調停部
１０８ メモリ
１１０ データ出力部
１１２ 制御部
１１４ 最適化条件決定部

Claims (2)

1. 符号化データを復号化するための復号化装置であって、
   符号化データの圧縮率（Ｒ）及び符号化データの転送路の転送速度（Ｂ）に基づいて、
   Ｃ×Ｓ≧Ｒ×Ｂ
   を満たすように、符号化データの復号化のために動作させる復号器の個数（Ｓ）及びその復号器の動作速度（Ｃ）を決定する第１の手段と、
   前記第１の手段により決定された個数（Ｓ）の復号器を、前記第１の手段により決定された動作速度（Ｃ）で動作させる制御を行う第２の手段とを有することを特徴とする復号化装置。
2. 符号化データを復号化するための復号化装置において、
   符号化データの圧縮率（Ｒ）及び符号化データの転送路の転送速度（Ｂ）に基づいて、
   Ｃ×Ｓ≧Ｒ×Ｂ
   を満たすように、符号化データの復号化のために動作させる復号器の個数（Ｓ）及びその復号器の動作速度（Ｃ）を決定する第１の工程と、
   前記第１の工程により決定された個数（Ｓ）の復号器を、前記第１の工程により決定された動作速度（Ｃ）で動作させる制御を行う第２の工程とを有することを特徴とする復号化装置の制御方法。

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