JP4117044B2 - 映像信号符号化システムにおける量子化器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は量子化器に係り、特に量子化の以前に離散余弦(コサイン)変換係数に対するスキャニング過程を行う映像符号化器に用いられる映像信号符号化システムにおける量子化器に関する。
【0002】
【従来の技術】
図1は一般的なMPEG-2(Moving Picture Experts Group-2)映像符号化器を示したブロック図であり、フレームメモリ110と、減算器120と、離散余弦変換器(DCT)130と、量子化器(Q)140と、スキャニング部150aと、可変長符号化器(VLC)150bと、逆量子化器(IQ)160と、逆離散余弦変換器(IDCT)170と、加算器180と、動き補償部(MC)190とから構成される。
【0003】
図1において、減算器120は、フレームメモリ110からの現在映像信号と動き補償部190からの動き補償された以前の映像信号に対する差映像を求めて離散余弦変換器130に出力する。離散余弦変換器130は、差映像に対して離散余弦変換を行い離散余弦変換(DCT)係数を量子化器140に出力する。量子化器140は、DCT係数に対して量子化を行い量子化されたDCT係数をスキャニング部150a及び逆量子化器160に出力する。スキャニング部150aは、量子化された二次元のDCT係数を一次元の係数列に変換させた後、可変長符号化器150bでランレングス符号化及び可変長符号化して最終的に符号化されたビットストリームを出力する。
【0004】
このような一般的なMPEG-2映像符号化器においては、映像データが量子化された後にスキャニング過程が行われたが、映像符号化器を設計する実際的な面における待ち時間(latency)問題のため、スキャニング過程を量子化の以前に行わなければならなくなった。
【0005】
図2は量子化の以前にスキャニング過程が行われる映像符号化器を示したものであり、説明の便宜のために動き補償回路を除いた差映像符号化回路のみを示した。図2の映像符号化器は、直交変換部210と、スキャニング部230と、量子化器250と、符号化部270とから構成される。ここで、直交変換部210は入力される映像信号に対して離散余弦変換を行い、スキャニング部230は二次元のDCT係数を一次元の係数列に変換させ、量子化器250は一次元の係数列に変換されたDCT係数に対して量子化を行い、符号化器270は量子化されたDCT係数に対してランレングス符号化及び可変長符号化を行い最終的に符号化されたビットストリームを出力する。これと類似な映像符号化器が米国特許番号U.S.P 5,369,439号に開示されている。
【0006】
一方、MPEG-1映像符号化器では、DCT係数が図3Aのようなジグザグスキャニング(zig-zag scanning)方式に応じて一次元の係数列に変換されたが、MPEG-2映像符号化器では、ジグザグスキャニングのみならず図3Bのようなオルタネートスキャニング(alternate scanning)方式をピクチャー単位で選択して用いることができる。このようなオルタネートスキャニング方式は飛越し走査成分が効率よく取れるようになっており、飛越し走査映像で優れた機能を発揮する。
【0007】
しかしながら、図2のように量子化の以前にスキャニング過程が行われる場合、スキャニング部230ではジグザグスキャニング方式とオルタネートスキャニング方式を支援するので、量子化器250はスキャニング方式に応じる量子化マトリックスを提供する機能を備えるべきである。MPEG-2映像符号化器において、量子化は空間周波数に応じて異なる加重値を取る適応量子化方式であり、符号化モードに応じてイントラブロックの量子化のための加重値マトリックス(以下、intra quantization matrixという)とインタブロックの量子化のための加重値マトリックス(以下、inter quantization matrixという)とを必要とする。ところが、量子化器において、これらマトリックスの入力(又は伝送)の手順はジグザグ方式だけを用いるように進められているが、映像データの入力手順はスキャニング方式に応じて変わる。従って、スキャニングが予め行われたDCT係数を量子化するためには、スキャニング方式に応じて予め量子化マトリックスの手順と入力映像データの手順とを一致させなければならない。特に、映像符号化を迅速に処理するために量子化器で2ピクセルずつ、即ち16ビット単位で処理する場合、入力映像データ対と量子化マトリックス対を正確にマッチングさせる必要がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した問題点を解決するために案出されたものであり、量子化の以前にDCT係数に対するスキャニング過程を予め行う映像符号化器において、ジグザグ手順でメモリに貯蔵されている量子化マトリックスをDCT係数のスキャニング方式に応じてジグザグ手順又はオルタネート手順で読出し、一次元のDCT係数に対する量子化を行うための量子化器を供給するにその目的がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明による量子化器は、量子化の以前にDCT係数に対するスキャニング過程を行う映像符号化器において、インタ量子化マトリックスを貯蔵する複数の領域から構成される第1バンクと、イントラ量子化マトリックスを貯蔵する複数の領域から構成される第2バンクとからなるメモリと、前記インタ量子化マトリックスと前記イントラ量子化マトリックスをそれぞれジグザグ手順で(順序で)前記メモリに書込むための書込みアドレスと、前記DCT係数のスキャニング方式に応じて前記メモリから該当量子化マトリックスを読出すための読出しアドレスを生成し、前記書込みアドレスと前記読出しアドレスに応じて前記メモリに対する前記インタ量子化マトリックスと前記イントラ量子化マトリックスの書込み及び読出を制御するメモリ制御部と、前記メモリ制御部を通してメモリから供給される該当量子化マトリックス値と外部から供給される量子化スケール値の逆数を取り出力する演算制御部と、所定の方式によりスキャニングされた前記DCT係数に対して前記演算制御部から出力される量子化スケール値及び量子化マトリックス値を用いて量子化を行う演算部と、を含むことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明をより詳しく説明する。
【0011】
図4は本発明による量子化器を示したブロック図であり、インタ量子化マトリックスとイントラ量子化マトリックスを貯蔵するメモリ、例えばRAM(ラム)42と、ジグザグ手順の書込みアドレスとDCT係数のスキャニング方式に応じる読出しアドレスを生成し、書込み/読出しアドレスに応じてRAM42からの量子化マトリックスの書込み及び読出を制御するメモリ制御部(ラムコントローラ)44と、量子化スケール値とRAM42から読出された量子化マトリックス値の逆数を取る演算制御部46と、ジグザグスキャニング又はオルタネートスキャニングによりスキャニングされたDCT係数に対して演算制御部46から供給される量子化スケール値と量子化マトリックス値を用いて量子化を行う演算部48とから構成される。
【0012】
図5は図4におけるRAM42とラム(RAM)コントローラ44の第1実施例による細部ブロック図である。ここで、RAM42は、インタ量子化マトリックスを貯蔵する第1バンク(BANK1)とイントラ量子化マトリックスを貯蔵する第2バンク(BANK2)とからなる。第1バンク(BANK1)はそれぞれ同一なインタ量子化マトリックスを貯蔵する第1及び第2サブRAM(BANK1A,BANK1B)から構成され、第2バンク(BANK2)はそれぞれ同一なイントラ量子化マトリックスデータを貯蔵する第3及び第4サブRAM(BANK2A,BANK2B)から構成される。かつ、第1乃至第4サブRAM(BANK1A,BANK1B,BANK2A,BANK2B)はそれぞれ16ビット×32ワードのサイズを有する。
【0013】
一方、ラムコントローラ44は、インタ量子化マトリックスとイントラ量子化マトリックスをRAM42に貯蔵するための書込みアドレスを発生させる書込みアドレス発生部、例えば第1カウンター50と、DCT係数に対するスキャニング方式に応じてRAM42から該当量子化マトリックスを読出すための読出しアドレスを発生させる読出しアドレス発生部、例えば第2カウンター51と、プログラマブルロジックアレー(PLA)52と、第1マルチプレクサ53と、RAM42から出力される量子化マトリックスを符号化モード及びスキャニング手順に応じて16ビットデータに結合するデータ結合部、例えば第2マルチプレクサ54と、パッキング部55とから構成される。
【0014】
なお、図4と図5を参照して本発明の第1実施例による量子化器の動作を説明する。まず、各ブロックの動作を説明する前に各ブロックに入出力される信号について簡略に説明する。
【0015】
ラムコントローラ44の入力信号として、"CLK"はシステムクロックを、"RST"はアクティブローで動作するリセット信号をそれぞれ示す。"ID_CD"は、符号化モードに応じる量子化マトリックスの種類(即ち、インタ量子化マトリックス又はイントラ量子化マトリックス)を表す識別子(ID)と、識別子(ID)の次に入力される量子化マトリックスデータ(CD)とを示す。"FLAG_ID"は入力されるID_CDが有効であることを示す信号であり、例えば、FLAG_IDが"ハイ"レベルであればID_CDを読取りIDの後に現れる量子化マトリックスデータ(CD)を2ピクセル単位で、即ち16ビットずつ読取る。"mbs"はマクロブロックの開始を示す信号である。
【0016】
演算制御部46の入力信号としての"QUANT_SCALE_CODE"と"QUANT_SCALE_TYPE"は、量子化スケールの値を示すためにMPEG-2で定義しておいた信号である。"DC_PREC"はMPEG-2で定義したイントラブロックにおけるDC係数のサイズ(精度)を示しており、例えば、0であればDC係数は8ビットであり、3であればDC係数は11ビットである。
【0017】
演算部48の入力信号としての"DATA_EVEN"及び"DATA_ODD"は、離散余弦変換された後、所定の方式にてスキャニングされ入力される2ピクセル単位の偶数及び奇数データであり、出力信号としての"QUANT_EVEN"及び"QUANT_ODD"は、入力された2ピクセル単位の偶数及び奇数データに対して量子化を行った結果として出力されるデータをそれぞれ示す。
【0018】
次に、各ブロックの動作を見ると、RAM42の第1バンク(BANK1)において、第1サブRAM(BANK1A)と第2サブRAM(BANK1B)には書込みアドレス(WADDO)が指示する32個の領域に16ビット単位でそれぞれ同一なインタ量子化マトリックスデータが貯蔵される。一方、第2バンク(BANK2)において、第3サブRAM(BANK2A)と第4サブRAM(BANK2B)には書込みアドレス(WADDO)が指示する32個の領域に16ビット単位でそれぞれ同一なイントラ量子化マトリックスデータが貯蔵される。ここで、インタ量子化マトリックスとイントラ量子化マトリックスは映像符号化器を制御するシステム制御部(図示せず)から供給され、使用者定義マトリックスであるかMPEG-2で定義しておいたデーフォルト(Default)マトリックスであり得る。
【0019】
ラムコントローラ44は、システムクロック(CLK)とリセット(RST)信号に応じて動作してID_CDを通して入力される量子化マトリックスを書込みアドレス(WADDO)に応じてRAM42の該当バンクに貯蔵する。かつ、DCT係数がジグザグスキャニングされた場合には読出しアドレス(RADD0)に応じて、DCT係数がオルタネートスキャニングされた場合には読出しアドレス(RADD1,RADD2)に応じてRAM42に貯蔵された量子化マトリックスを読取り演算制御部46に出力する。即ち、ラムコントローラ44は、FLAG_IDが"ハイ"論理レベルのときはID_CDを解釈して量子化マトリックスの種類を識別した後、次に入力される量子化マトリックスを書込みアドレス(WADDO)に応じてRAM42の該当バンクの各サブRAMに貯蔵する。かつ、マクロブロックの開始信号(mbs)に同期されてスキャニング方式に応じる読出しアドレス(RADDO)又は読出しアドレス(RADD1,RADD2)に応じて該当バンクの各サブRAMに貯蔵された量子化マトリックスを読取り演算制御部46に出力する。図面には詳しく示していないが、各サブRAMは書込み及び読出のための制御信号と出力をイネーブルさせるための制御信号等を有する。前記制御信号は通常ラムコントローラ44で該当サブRAMが選択されるときに供給される。
【0020】
前述したようなラム42及びラムコントローラ44について図5に基づきより詳しく説明する。
【0021】
第1カウンター50は5ビットカウンターであり、リセット(RST)信号に応じてカウント値をクリアーさせた後、クロック(CLK)信号に応じて00Hから1FHまでカウントして、システム制御部(図示せず)から供給される量子化マトリックスデータを16ビット単位で第1及び第2サブRAM(BANK1A,BANK1B)又は第3及び第4サブRAM(BANK2A,BANK2B)に貯蔵するための32個の書込みアドレス(WADDO)を発生する。この際、書込みアドレス(WADDO)の例は下記の表1に示した通りである。
【0022】
【表1】
【0023】
表1はインタ量子化マトリックスが第1及び第2サブRAM(BANK1A,BANK1B)に貯蔵される場合を示している。カウント値が0016である場合には書込みアドレス(WADDO)が"00"である領域に(00,01)マトリックスデータ対が貯蔵される。カウント値が0116である場合には書込みアドレス(WADDO)が"01"である領域に(02,03)マトリックスデータ対が貯蔵される。即ち、各インタ量子化マトリックスデータ対は、0016から1F16までの書込みアドレス(WADDO)が指示する領域に、図3Aのようにジグザグ手順で順次に貯蔵される。これと同様に、各イントラ量子化マトリックスデータ対は、第3及び第4サブRAM(BANK2A,BANK2B)に対して0016から1F16までの書込みアドレス(WADDO)が指示する領域に、図3Aのようにジグザグ手順で順次に貯蔵される。
【0024】
第2カウンター51は5ビットカウンターであり、リセット(RST)信号に応じてカウント値をクリアーさせた後、クロック(CLK)信号に応じて00Hから1FHまでカウントし、32個のカウント値をマクロブロック開始信号(mbs)の上昇エッジが検出された後にPLA52とパッキング部55に出力する。
【0025】
PLA52は第2カウンター51のカウント値を用いて、DCT係数のジグザグスキャニングに応じる読出しアドレス(RADDO)及びオルタネートスキャニングに応じる読出しアドレス(RADD1,RADD2)を発生させる。この際、それぞれの読出しアドレスの例は下記の表2及び表3に示した通りである。
【0026】
【表2】
【0027】
表2は第1及び第2サブRAM(BANK1A,BANK1B)からインタ量子化マトリックスデータを読出す場合を示したものである。カウント値が0016である場合に第1及び第2サブRAM(BANK1A,BANK1B)では読出しアドレス(RADDO)が"00"である領域に貯蔵されている(00,01)マトリックスデータ対を読出す。カウント値が0116である場合に第1及び第2サブRAM(BANK1A,BANK1B)では読出しアドレス(RADDO)が"01"である領域に貯蔵されている(02,03)マトリックスデータ対を読出す。即ち、0016から1F16までの読出しアドレス(RADDO)が指示する領域に貯蔵されている各マトリックスデータ対は、図3Aのようにジグザグ手順に順次に読出される。これと同様に、第3及び第4サブRAM(BANK2A,BANK2B)に対して0016から1F16までの読出しアドレス(RADDO)が指示する領域に貯蔵されている各イントラ量子化マトリックスデータ対は、図3Aのようにジグザグ手順で順次に読出される。表1と表2を見ると、DCT係数がジグザグスキャニングされた場合には書込みアドレス(WADDO)と読出しアドレス(RADDO)が同一であることがわかる。
【0028】
【表3】
【0029】
表3は第1及び第2サブRAM(BANK1A,BANK1B)からインタ量子化マトリックスデータを読出す場合を例示したものである。カウント値が0016である場合に第1サブRAM(BANK1A)では読出しアドレス(RADD1)が"00"である領域に貯蔵されている(00,01)マトリックスデータ対を読出し、第2サブRAM(BANK1B)では読出しアドレス(RADD2)が"01"である領域に貯蔵されている(02,03)マトリックスデータ対を読出す。カウント値が0116である場合に第1サブRAM(BANK1A)では読出しアドレス(RADD1)が"01"である領域に貯蔵されている(02,03)マトリックスデータ対を読出し、第2サブRAM(BANK1B)では読出しアドレス(RADD2)が"04"である領域に貯蔵されている(08,09)マトリックスデータ対を読出す。即ち、第2カウンター51のカウント値(0016〜1F16)に応じて、読出しアドレス(RADD1)と読出しアドレス(RADD2)がそれぞれ指示する第1及び第2サブRAM(BANK1A,BANK1B)の所定領域に貯蔵されているマトリックスデータ対が、図3Bに示したような手順で読出される。これと同様に、イントラ量子化マトリックスの場合、第2カウンター51のカウント値(0016〜1F16)に応じて、読出しアドレス(RADD1)と読出しアドレス(RADD2)がそれぞれ指示する第3及び第4サブRAM(BANK2A,BANK2B)の所定領域に貯蔵されているマトリックスデータ対が、図3Bに示したような手順で読出される。
【0030】
第1マルチプレクサ53は、システム制御部(図示せず)から供給されるスキャニング方式判別信号(zz/alter)に応じて、PLA52から出力されるジグザグ手順読出しアドレス(RADDO)又はオルタネート手順読出しアドレス(RADD1,RADD2)を選択的にRAM42に出力する。例えば、DCT係数のスキャニングがジグザグ方式により行われた場合、第1マルチプレクサ53はPLA52から前記表2のようなジグザグ手順読出しアドレス(RADD0)を選択してRAM42の該当バンクに供給する。その反面、DCT係数のスキャニングがオルタネート方式により行われた場合、第1マルチプレクサ53はPLA52から前記表3のようなオルタネート手順読出しアドレス(RADD1,RADD2)を選択してRAM42の該当バンクに供給する。
【0031】
第2マルチプレクサ54はシステム制御部(図示せず)から供給される符号化モード判別信号(inter/intra)に応じて、インタコーディング方式であれば第1サブRAM(BANK1A)と第2サブRAM(BANK1B)の出力データ(DATA1A,DATA1B)を選択して出力し、イントラコーディング方式であれば第3サブRAM(BANK2A)と第4サブRAM(BANK2B)の出力データ(DATA2A,DATA2B)を選択して出力する。
【0032】
パッキング部55は、第2マルチプレクサ54から出力される二つの16ビットマトリックスデータ対に対してそれぞれ上位又は下位ビットを選択的に結合して16ビットのマトリックスデータ対にパッキングした後、第2カウンター52のカウント値に同期させて演算制御部46に出力させる。仮に、DCT係数の符号化モードがインタコーディングであり、ジグザグスキャニングされた場合、データ結合の例は下記の表4に示した通りである。
【0034】
【表4】
【0035】
一方、DCT係数の符号化モードがインタコーディングであり、オルタネートスキャニングされた場合、データ結合の例は下記の表5に示した通りである。
【0036】
【表5】
【0037】
一方、演算制御部46はシステムクロック(CLK)及びリセット(RST)信号に応じて動作され、ラムコントローラ44から供給されるマトリックス値の逆数を求める。かつ、システム制御部(図示せず)から供給される量子化タイプ(QUANT_SCALE_TYPE)と量子化コード(QUANT_SCALE_CODE)から量子化スケール値を計算した後にその逆数を求め、システム制御部(図示せず)から供給されるDC_PREC値からDC値を計算した後にその逆数を求める。この際、演算制御部46は逆数を取った量子化マトリックス値、量子化スケール値及びDC値を演算部48に出力する。この際、16ビットマトリックスデータ対に対して8ビット単位で逆数を求める。
【0038】
演算部48は2ピクセルのDCT係数(DATA_EVEN,DATA_ODD)に演算制御部46から供給される量子化スケール値の逆数を乗算する。次いで、この結果に量子化マトリックス値の逆数を乗算した後、ラウンド処理して2ピクセルの量子化されたデータ(QUANT_EVEN,QUANT_ODD)を出力する。この際、演算部48における乗算はパイプライン方式により行われるので、処理速度が向上される上に、スキャニング方式に応じてDCT係数の入力手順と量子化マトリックス手順がマッチされながら量子化が行われる。
【0039】
このように本発明の第1実施例における量子化器によると、同一のインタ量子化マトリックスを二つのサブRAMに、同一なイントラ量子化マトリックスを二つのサブRAMにそれぞれジグザグスキャニング方式と一致する手順で貯蔵した後、DCT係数のスキャニング方式に応じてアドレッシングされた読出しアドレスに応じて該当量子化マトリックスをデータの衝突無しに読出すことができる。かつ、読出された量子化マトリックスを16ビット単位でパッキングすることにより、2ピクセル単位で量子化を行うことができる。
【0040】
図6は、図4におけるラム42とラムコントローラ44の第2実施例による細部ブロック図である。ここで、ラム42はインタ量子化マトリックスを貯蔵する第1バンク(BANK1)とイントラ量子化マトリックスを貯蔵する第2バンク(BANK2)とからなる。第1バンク(BANK1)は、8ビット×22ワードからなる第1及び第2サブRAM(BANK1A,BANK1B)と8ビット×20ワードからなる第3サブRAM(BANK1C)とから構成される。第2バンク(BANK2)は、8ビット×22ワードからなる第4及び第5サブRAM(BANK2A,BANK2B)と8ビット×20ワードからなる第6サブRAM(BANK2C)とから構成される。
【0041】
一方、ラムコントローラ44は、インタ量子化マトリックスとイントラ量子化マトリックスをRAM42に貯蔵するための書込みアドレスを発生させる書込みアドレス発生部、例えば第1カウンター60と、第1PLA61と、ID_CDを通して供給されるマトリックスデータを各バンクの該当サブRAMに配るためのデータ分配部62と、DCT係数に対するスキャニング方式に応じてRAM42から該当量子化マトリックスを読出すための読出しアドレスを発生させる読出しアドレス発生部、例えば第2カウンター63と、第2PLA64と、第3PLA65と、第1マルチプレクサ66と、ラム42から出力されるマトリックスデータを符号化モード及びスキャニング手順に応じて16ビットデータに結合するデータ結合部、例えば第2マルチプレクサ67と、パッキング部68とから構成される。
【0042】
図4と図6を参照して本発明の第2実施例による量子化器の動作を説明する。各ブロックに入出力される信号は第1実施例のものと同一なので、詳しい説明は省く。
【0043】
RAM42の第1バンク(BANK1)において、第1サブRAM(BANK1A)には書込みアドレス(WADD1)が指示する22個の領域に、第2サブRAM(BANK1B)には書込みアドレス(WADD2)が指示する22個の領域に、第3サブRAM(BANK1C)には書込みアドレス(WADD3)が指示する20個の領域に、それぞれ8ビット単位で64個のインタ量子化マトリックスデータが分配されて貯蔵される。一方、第2バンク(BANK2)において、第4サブRAM(BANK2A)には書込みアドレス(WADD1)が指示する22個の領域に、第5サブRAM(BANK2B)には書込みアドレス(WADD2)が指示する22個の領域に、第6サブRAM(BANK2C)には書込みアドレス(WADD3)が指示する20個の領域に、それぞれ8ビット単位で64個のイントラ量子化マトリックスデータが分配されて貯蔵される。ここで、インタ量子化マトリックスとイントラ量子化マトリックスはシステム制御部(図示せず)から供給され、使用者定義マトリックスであるか MPEG-2で定義しておいたデーフォルトマトリックスであり得る。
【0044】
ラムコントローラ44はシステムクロック(CLK)とリセット(RST)信号に応じて動作し、ID_CDを通して入力される量子化マトリックスを書込みアドレス(WADD1,WADD2,WADD3)に応じてラム42の該当バンクに貯蔵する。そして、DCT係数のスキャニング方式に応じて別途にアドレッシングされた読出しアドレス(RADD1,RADD2,RADD3)によりRAM42の該当バンクに貯蔵された量子化マトリックスを読取り演算制御部46に出力する。即ち、ラムコントローラ44は、FLAG_IDが"ハイ"論理レベルのときはID_CDを解釈して量子化マトリックスの種類を識別した後、次いで入力される量子化マトリックスを書込みアドレス(WADD1,WADD2,WADD3)に応じてRAM42の該当バンクの各サブRAMに貯蔵する。かつ、マクロブロックの開始信号(mbs)に同期されてスキャニング方式に応じる読出しアドレス(RADD1,RADD2,RADD3)に応じて該当バンクの各サブRAMに貯蔵された量子化マトリックスを読取り演算制御部46に出力する。かつ、詳しく図示していないが、各サブRAMは書込み及び読出のための制御信号と出力をイネーブルさせるための制御信号等を有する。このような制御信号は通常ラムコントローラ44で該当サブRAMが選択される時に供給される。
【0045】
前述したようなRAM42及びラムコントローラ44に対して図6を参照して更に詳細に説明すると次の通りである。
【0046】
第1カウンター60は5ビットカウンターであり、リセット(RST)信号に応じてカウント値をクリアーさせた後、クロック(CLK)信号に応じて00Hから1FHまでカウントする。次いで、FLAG_IDが"ハイ"論理レベルのときはID_CDを解釈してインタ又はイントラ量子化マトリックスであるかを確認した後、32個のカウント値をそれぞれ第1PLA61及びデータ分配部62に出力する。
【0047】
第1PLA61は第1カウンター60から出力されるカウント値に応じて、システム制御部(図示せず)から供給される量子化マトリックスデータを8ビット単位で第1乃至第3サブRAM(BANK1A,BANK1B,BANK1C)又は第4乃至第6サブRAM(BANK2A,BANK2B,BANK2C)に貯蔵するための書込みアドレス(WADD1,WADD2,WADD3)を発生する。ここで、第1PLA61は、DCT係数がジグザグスキャニングされた場合、読出しアドレス(RADD1,RADD2,RADD3)を発生させる時にも用いられる。この際、書込みアドレス(WADD1,WADD2,WADD3)の例は下記の表6に示した通りである。
【0048】
【表6】
【0049】
データ分配部62は第1カウンター60から出力されるカウント値に応じて、図3Aのようにジグザグ手順に入力される16ビット量子化マトリックスデータを三つのサブRAMのうち二つのサブRAMに8ビット単位で分配するためのものである。インタ量子化マトリックスの場合には第1乃至第3サブRAM(BANK1A,BANK1B,BANK1C)に、イントラ量子化マトリックスの場合には第4乃至第6サブRAM(BANK2A,BANK2B,BANK2C)に分配する。この際、データの分配例は下記の表7に示した通りである。
【0050】
【表7】
【0051】
前記表6及び表7はインタ量子化マトリックスが第1乃至第3サブRAM(BANK1A,BANK1B,BANK1C)に貯蔵される場合を例示したものである。カウント値が0016である場合、第1サブRAM(BANK1A)には書込みアドレス(WADD1)が"00"である領域に(00)マトリックスデータが、第2サブRAM(BANK1B)には書込みアドレス(WADD2)が"00"である領域に(01)マトリックスデータが貯蔵される。カウント値が0116である場合、第2サブRAM(BANK1B)には書込みアドレス(WADD2)が"01"である領域に(03)マトリックスデータが、第3サブRAM(BANK1C)には書込みアドレス(WADD3)が"00"である領域に(02)マトリックスデータが貯蔵される。即ち、図3Aのように16ビット単位でジグザグ手順で入力されるインタ量子化マトリックスデータは、書込みアドレス(WADD1,WADD2,WADD3)に応じて表7のように第1乃至第3サブRAM(BANK1A,BANK1B,BANK1C)のうち二つのサブRAMに8ビット単位で貯蔵される。これと同様に、図3Aのように16ビット単位でジグザグ手順で入力されるイントラ量子化マトリックスデータは、書込みアドレス(WADD1,WADD2,WADD3)に応じて表7のように第4乃至第6サブRAM(BANK2A,BANK2B,BANK2C)のうち二つのサブRAMに8ビット単位で貯蔵される。この際、同一なカウント値に対して前記表6によりアドレスが割り当てられたサブRAMと前記表7によりデータが分配されるサブRAMとが一致することがわかる。
【0052】
第2カウンター63は5ビットカウンターであり、リセット(RST)信号に応じてカウント値をクリアーさせた後、クロック(CLK)信号に応じて00Hから1FHまでカウントし、32個のカウント値をマクロブロック開始信号(mbs)の上昇エッジが検出された後に第2PLA64、第3PLA65及びパッキング部68に出力する。
【0053】
第2PLA64は、DCT係数がジグザグスキャニングされた場合、RAM42から該当量子化マトリックスを読出すための読出しアドレス(RADD1,RADD2,RADD3)を発生させる。ここで、第2PLA64は第1PLA61と同一に構成されて第2カウンター63から出力されるカウント値に応じて、下記の表8に示したような読出しアドレス(RADD1,RADD2,RADD3)を発生させる。
【0054】
【表8】
【0055】
第3PLA65はDCT係数がオルタネートスキャニングされた場合、ラム42から該当量子化マトリックスを読出すための読出しアドレス(RADD1,RADD2,RADD3)を発生させる。第2カウンター63から出力されるカウント値に応じて、第3PLA65から生成される読出しアドレス(RADD1,RADD2,RADD3)の例を下記の表9に示す。
【0056】
【表9】
【0057】
表9は第1乃至第3サブRAM(BANK1A,BANK1B,BANK1C)からインタ量子化マトリックスデータを読出す場合を例示したものである。カウント値が0016である場合、第1サブRAM(BANK1A)では"00"書込みアドレスに貯蔵されたデータを読取るための読出データ(RADD1)を、第3サブRAM(BANK1C)では"00"書込みアドレスに貯蔵されたデータを読取るための読出しアドレス(RADD3)をそれぞれ発生する。かつ、カウント値が0116である場合、第2サブRAM(BANK1B)では"01"書込みアドレスに貯蔵されたデータを読取るための読出しアドレスを、第3サブRAM(BANK1C)では"02"書込みアドレスに貯蔵されたデータを読取るための読出しアドレス(RADD3)をそれぞれ発生する。即ち、第2カウンター63のカウント値(0016〜1F16)に応じて、読出しアドレス(RADD1,RADD2,RADD3)がそれぞれ指示する第1乃至第3サブRAM(BANK1A,BANK1B,BANK1C)の所定領域に貯蔵されているマトリックスデータが、図3Bのような手順で読出される。これと同様に、イントラ量子化マトリックスの場合、第2カウンター63のカウント値(0016〜1F16)に応じて、読出しアドレス(RADD1,RADD2,RADD3)がそれぞれ指示する第4乃至第6サブRAM(BANK2A,BANK2B,BANK2C)の所定領域に貯蔵されているマトリックスデータが、図3Bのような手順で読出される。ここで、三つのサブRAMにジグザグ手順に貯蔵されたマトリックスデータをオルタネート手順で読取るために第3PLA65が発生する読出しアドレスは非順次的であることがわかる。これは、スキャニング方式に応じて一対のマトリックスデータを第3PLA65が発生する読出しアドレスに応じて読取るとき、データが衝突しないようにマトリックスデータを貯蔵するため、第1PLA61が発生する書込みアドレスに応じて三つのサブRAMのうち二つのサブRAMに分散させたからである。
【0058】
第1マルチプレクサ66は、システム制御部(図示せず)から出力されるスキャニング方式判別信号(zz/alter)に応じて、第2PLA64から出力されるジグザグ手順の読出しアドレス(RADD1,RADD2,RADD3)又は第3PLA65から出力されるオルタネート手順の読出しアドレス(RADD1,RADD2,RADD3)を選択的にラム42に出力する。例えば、DCT係数のスキャニングがジグザグ方式にて行われる場合、第1マルチプレクサ66は第2PLA64から前記表8のようなジグザグ手順の読出しアドレス(RADD1,RADD2,RADD3)を選択してRAM42の該当バンクに供給する。その反面、DCT係数のスキャニングがオルタネート方式にて行われた場合、第1マルチプレクサ66は第3PLA65から前記表9のようなオルタネート手順の読出しアドレス(RADD1,RADD2,RADD3)を選択してRAM42の該当バンクに供給する。
【0059】
第2マルチプレクサ67は、システム制御部(図示せず)から供給される符号化モード判別信号(inter/intra)に応じて、インタコーディング方式であれば第1乃至第3サブRAM(BANK1A,BANK1B,BANK1C)の出力データ(DATA1A,DATA1B,DATA1C)を選択して出力し、イントラコーディング方式であれば第4乃至第6サブRAM(BANK2A,BANK2B,BANK2C)の出力データ(DATA2A,DATA2B,DATA2C)を選択して出力する。
【0060】
パッキング部68は、第2マルチプレクサ67から出力される二つの8ビットマトリックスデータを結合して16ビットのマトリックスデータにパッキングした後、第2カウンター63のカウント値に同期させて演算制御部46に出力する。仮に、DCT係数の符号化モードがインタコーディングであり、ジグザグスキャニングされた場合、そのデータ結合の例は下記の表10に示した通りである。
【0061】
【表10】
【0062】
一方、DCT係数の符号化モードがインタコーディングであり、オルタネートスキャニングされた場合、そのデータ結合の例は下記の表11に示した通りである。
【0063】
【表11】
【0064】
一方、演算制御部46と演算部48における動作は第1実施例のものと同一なので、その動作に関する説明を省く。
【0065】
本発明の第2実施例における量子化器によると、16ビット単位の32個の量子化マトリックスデータを三つのサブRAMのうち二つのサブRAMにそれぞれジグザグスキャニング方式と一致する手順で8ビット単位で分散させて貯蔵した後、DCT係数のスキャニング方式に応じてアドレッシングされた読出しアドレスに応じて該当量子化マトリックスをデータの衝突無しに読出すことができる。なお、読出された量子化マトリックスを16ビット単位でパッキングすることにより、2ピクセル単位で量子化を行うことができる。
【0066】
本発明は前記の実施例に限られず、本発明の属する技術的な思想内で当分野における通常の知識を持つ者により多くの変形が可能なことは明らかである。
【0067】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、DCT係数のスキャニング方式に応じて該当量子化マトリックスをメモリからデータの衝突無しに読出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の映像符号化器の第1実施例を示したブロック図である。
【図2】従来の映像符号化器の第2実施例を示したブロック図である。
【図3】(A)及び(B)はそれぞれジグザグスキャニングとオルタネートスキャニングを説明するための図面である。
【図4】本発明の一実施例による量子化器を示したブロック図である。
【図5】図4において、RAMとラムコントローラの第1実施例による細部ブロック図である。
【図6】図4において、RAMとラムコントローラの第2実施例による誓細部ブロック図である。
Claims (7)
- DCT係数に対してスキャニング過程を行う映像符号化器において、
インタ量子化マトリックスを貯蔵する複数の貯蔵領域を有する第1バンクと、イントラ量子化マトリックスを貯蔵する複数の貯蔵領域を有する第2バンクを含むメモリと、
前記インタ量子化マトリックスと前記イントラ量子化マトリックスをそれぞれジグザグスキャニング方式に従った順序で前記メモリに書込むための書込みアドレスと、前記DCT係数に行われるスキャニング方式に従った順序で前記メモリからインタ量子化マトリックスまたはイントラ量子化マトリックスを出力させる読出しアドレスを生成し、前記書込みアドレスと前記読出しアドレスに応じて前記メモリの第1バンクと第2バンクに対してそれぞれ前記インタ量子化マトリックスと前記イントラ量子化マトリックスの書込み及び読出しを制御するメモリ制御部と、
前記メモリ制御部を通してメモリから出力される前記量子化マトリックス値と外部から供給される量子化スケール値の逆数を取り出力する演算制御部と、
前記スキャニング方式によりスキャニングされた前記DCT係数に対して前記演算制御部から出力される量子化スケール値及び量子化マトリックス値を用いて量子化を行う演算部と、
を含むことを特徴とする映像信号符号化システムにおける量子化器。 - DCT係数に対してスキャニング過程を行う映像符号化器において、
それぞれ同一のインタ量子化マトリックスを貯蔵する第1及び第2サブRAMから構成される第1バンクと、それぞれ同一のイントラ量子化マトリックスを貯蔵する第3及び第4サブRAMから構成される第2バンクとからなるRAMと、
前記インタ量子化マトリックスと前記イントラ量子化マトリックスをそれぞれジグザグスキャニング方式に従った順序で該当サブRAMに書込むための書込みアドレスと、結合時に前記DCT係数のスキャニング方式に従った順序となるように前記RAMの第1及び第2サブRAM、並びに第3及び第4サブRAMからインタ量子化マトリックス及びイントラ量子化マトリックスを出力させる読出しアドレスを生成し、前記読出しアドレスに応じて前記RAMから出力される前記インタ量子化マトリックスデータとイントラ量子化マトリックスデータのうちの1つ以上を前記DCT係数に行われるスキャニング方式に従った順序を有するように結合して出力するRAMコントローラと、
前記RAMコントローラで結合されて出力された量子化マトリックス値と外部から供給される量子化スケール値の逆数を取り出力する演算制御部と、
前記スキャニング方式によりスキャニングされた前記DCT係数に対して前記演算制御部から出力される量子化スケール値及び量子化マトリックス値を用いて量子化を行う演算部と、
を含むことを特徴とする映像信号符号化システムにおける量子化器。 - 前記第1乃至第4サブRAMはそれぞれ16ビット×32ワードのサイズを有することを特徴とする請求項2に記載の映像信号符号化システムにおける量子化器。
- 前記RAMコントローラは、前記書込みアドレスを生成する書込みアドレス生成部と、前記読出しアドレスを生成する読出しアドレス発生部と、前記読出しアドレスに応じて前記RAMから出力される前記量子化マトリックスデータを前記DCT係数に行われるスキャニング方式に従った順序を有するように結合して出力するデータ結合部、とを備え、
前記書込みアドレス発生部は、クロック信号をカウントして前記マトリックスデータを16ビット単位で前記該当サブRAMに貯蔵するための32個の書込みアドレスを発生する第1カウンターから構成されており、
前記読出しアドレス発生部は、前記クロック信号をカウントして32個のカウント値を出力する第2カウンターと、前記第2カウンターのカウント値に応じて前記RAMの第1及び第2サブRAM、並びに第3及び第4サブRAMに貯蔵された量子化マトリックスをジグザグスキャニング方式に従った順序で出力させるための第1読出しアドレスとオルタネートスキャニング方式に従った順序で出力させるための第2読出しアドレスを発生するプログラマブルロジックアレーと、前記DCT係数に対する前記スキャニング方式に応じて、前記第1読出しアドレスと前記第2読出しアドレスを選択的に出力する第1マルチプレクサとから構成されており、
前記データ結合部は、前記第1読出しアドレス又は前記第2読出しアドレスに応じて前記RAMの第1及び第2サブRAM、並びに第3及び第4サブRAMから出力される2つのインタ量子化マトリックスまたは2つのイントラ量子化マトリックスを、符号化モード判別信号に応じて選択的に出力する第2マルチプレクサと、前記第2カウンターのカウント値に応じて、前記第2マルチプレクサから出力される2つの量子化マトリックスデータを16ビット単位で前記DCT係数のスキャニング方式に従った順序となるように出力するパッキング部と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載の映像信号符号化システムにおける量子化器。 - DCT係数に対してスキャニング過程を行う映像符号化器において、
インタ量子化マトリックスを貯蔵する第1乃至第3サブRAMから構成される第1バンクと、イントラ量子化マトリックスを貯蔵する第4乃至第6サブRAMから構成される第2バンクとからなるRAMと、
16ビット単位の前記インタ量子化マトリックスを前記第1乃至第3サブRAMのうち二つのサブRAMに、16ビット単位の前記イントラ量子化マトリックスを前記第4乃至第6サブRAMのうち二つのサブRAMに、ジグザグスキャニング方式に従った順序で8ビット単位で書込むための書込みアドレスと、前記DCT係数のスキャニング方式に従った順序で前記RAMの第1乃至第3サブRAM、並びに第4乃至第6サブRAMから前記インタ量子化マトリックス及び前記イントラ量子化マトリックスを出力するための読出しアドレスを生成し、前記読出しアドレスに応じて前記RAMから出力される前記インタ量子化マトリックスデータとイントラ量子化マトリックスデータのうちの1つ以上を16ビット単位で前記DCT係数のスキャニング方式に従った順序となるように結合して出力するRAMコントローラと、
前記RAMコントローラで結合されて出力された前記量子化マトリックス値と外部から供給される量子化スケール値の逆数を取り出力する演算制御部と、
前記スキャニング方式によりスキャニングされた前記DCT係数に対して前記演算制御部から出力される量子化スケール値及び量子化マトリックス値を用いて量子化を行う演算部と、
を含むことを特徴とする映像信号符号化システムにおける量子化器。 - 前記第1及び第2サブRAMと第4及び第5サブRAMはそれぞれ8ビット×22ワードのサイズを有し、前記第3及び第6サブRAMはそれぞれ8ビット×20ワードのサイズを有することを特徴とする請求項5に記載の映像信号符号化システムにおける量子化器。
- 前記RAMコントローラは、前記書込みアドレスを生成する書込みアドレス生成部と、前記量子化マトリックスを該当三つのサブRAMのうち二つのサブRAMに分散するデータ分配部と、前記読出しアドレスを生成する読出しアドレス発生部と、前記読出しアドレスに応じて前記RAMから出力される前記量子化マトリックスデータを16ビット単位で前記DCT係数のスキャニング方式に従った順序となるように結合して出力するデータ結合部とを備え、
前記書込みアドレス発生部は、クロック信号をカウントして32個のカウント値を出力する第1カウンターと、前記第1カウンターのカウント値に応じて、前記マトリックスデータを8ビット単位で前記該当サブRAMに貯蔵するための32個の書込みアドレスを発生する第1プログラマブルロジックアレーとから構成されており、
前記読出しアドレス発生部は、前記クロック信号をカウントして32個のカウント値を出力する第2カウンターと、前記第2カウンターのカウント値に応じて前記RAMの第1乃至第3サブRAM、並びに第4乃至第6サブRAMに貯蔵された量子化マトリックスをジグザグスキャニング方式に従った順序で出力させるための第1読出しアドレスとオルタネートスキャニング方式に従った順序で出力させるための第2読出しアドレスを発生する第2プログラマブルロジックアレーと、前記DCT係数に対するスキャニング方式に応じて、前記第1読出しアドレスと第2読出しアドレスに対して選択的に出力する第1マルチプレクサとから構成されており、
前記データ結合部は、前記第1読出しアドレス又は前記第2読出しアドレスに応じて前記RAMの第1乃至第 3 サブRAM、並びに第4乃至第6サブRAMから出力される3つのインタ量子化マトリックスまたは3つのイントラ量子化マトリックスを、符号化モード判別信号に応じて選択的に出力する第2マルチプレクサと、前記第2カウンターのカウント値に応じて、前記第2マルチプレクサから出力される3つの量子化マトリックスデータを16ビット単位で前記DCT係数のスキャニング方式に従った順序となるように出力するパッキング部と、
を備えることを特徴とする請求項5に記載の映像信号符号化システムにおける量子化器。
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