JP4594214B2 - Image decoding device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、符号化された画像データの復号処理を高速に行う画像復号装置に関する。 The present invention relates to an image decoding apparatus that performs high-speed decoding processing of encoded image data, for example.
従来、MPEG(moving picture experts group)等の圧縮符号化形式により動画像を符号化して得られた符号化ストリームデータを復号する復号装置として、符号化ストリームデータを所定単位ごとに複数の復号部に振り分け、復号処理を並行して行うものが知られている。具体的には、例えば、特許文献1の図11に示される復号装置では、デコーダ制御部103が複数のデコーダ110にストリームデータを順次入力し、各デコーダ110がそれぞれ入力されたデータの復号処理を行うようになっている。また、特許文献2の図4に示される復号装置では、ロウデコーダ制御回路16が、ストリームバッファ14aに蓄積されたデータを複数のロウデコーダ17〜19に分配して入力し、入力されたデータに対して各ロウデコーダ17〜19が並列的に復号処理を行うようになっている。
Conventionally, as a decoding device that decodes encoded stream data obtained by encoding a moving image using a compression encoding format such as MPEG (moving picture experts group), the encoded stream data is divided into a plurality of decoding units for each predetermined unit. One that performs sorting and decoding in parallel is known. Specifically, for example, in the decoding device shown in FIG. 11 of
この種の画像復号装置においては、各復号部が、振り分けられた各所定単位の符号化ストリームデータの復号処理を完了した場合には完了信号を出力し、その完了信号を受信した制御部が、完了信号を出力した復号部に対してデータが配置された順番に所定単位の符号化ストリームデータを入力するようになっている。例えば特許文献2の図7に示されるように、各ロウデコーダ17〜19が、1行分のデータについて復号処理を完了した場合には、完了信号をロウデコーダ制御回路16に送出し、完了信号を受信したロウデコーダ制御回路16が、完了信号を送出したロウデコーダ17〜19に対して、一行分のデータをデータが配置された順番に入力するようになっている。また、特許文献1の復号装置は、1スライスを所定単位として同様の処理を行うようになっている。
しかしながら、上記のように完了信号を出力した復号部に、データが配置された順番に入力されると、他の復号部が休止状態となる時間が長くなる場合がある。例えば、フレーム内の最後のデータがいずれかの復号部に入力された直後に、他の復号部の復号処理が完了し、フレーム内の最後のデータの復号処理に長い時間がかかった場合である。つまり、復号部の休止状態となる時間が長くなることにより、各フレーム全体のデータを復号するのにかかる時間が長くなっていた。 However, if data is input in the order in which the data is arranged to the decoding unit that has output the completion signal as described above, the time during which the other decoding units are in a pause state may become longer. For example, immediately after the last data in the frame is input to one of the decoding units, the decoding process of the other decoding unit is completed, and it takes a long time to decode the last data in the frame. . That is, the time taken for the decoding unit to be in a dormant state becomes longer, so that the time taken to decode the data of each frame becomes longer.
本発明は、上記の点に鑑み、複数の復号部によって復号処理を並行して行う復号装置において、符号化されたデータの復号処理にかかる時間をより短縮することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to further reduce the time required for decoding processing of encoded data in a decoding device that performs decoding processing in parallel by a plurality of decoding units.
上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、
入力される符号化画像データを複数の復号部によって並行して復号する画像復号装置であって、
上記入力される符号化画像データを構成する各スライスを、各復号部に復号されるスライスに含まれる小単位データの数の合計が平均化されるように、復号部に分配して復号させる分配処理部を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention of
An image decoding device that decodes input encoded image data in parallel by a plurality of decoding units,
Distribution in which each slice constituting the input encoded image data is distributed to the decoding unit and decoded so that the total number of small unit data included in the slice decoded by each decoding unit is averaged A processing unit is provided.
また、請求項2の発明は、
請求項1の画像復号装置であって、
上記分配処理部は、分配すべき各スライスを、各復号部について既に分配されることが決定されたスライスに含まれる小単位データの数の合計を算出し、上記合計が最も少ない復号部に分配するように構成されていることを特徴とする。
The invention of
The image decoding device according to
The distribution processing unit calculates the total number of small unit data included in the slices that have already been determined to be distributed for each decoding unit, and distributes the slices to be distributed to the decoding unit having the smallest total It is comprised so that it may do.
また、請求項3の発明は、
請求項1の画像復号装置であって、
上記分配処理部は、分配すべき各スライスを、含まれる小単位データの数が多いものから、既に分配されることが決定されたスライスに含まれる小単位データの数の合計が最も少ない復号部に分配するように構成されていることを特徴とする。
The invention of claim 3
The image decoding device according to
The distribution processing unit is a decoding unit having the smallest total number of small unit data included in slices that have already been determined to be distributed since each slice to be distributed has a large number of small unit data included. It is comprised so that it may distribute to.
また、請求項4の発明は、
請求項1の画像復号装置であって、
分配されるべきスライスに含まれる小単位データの数の合計を復号部の数で割った平均値を算出する平均値算出部を備え、
上記分配処理部は、それぞれの復号部に対して、各スライスを、既に当該復号部に分配されることが決定されたスライスに含まれる小単位データの数が上記平均値を超えるまで順次分配することを特徴とする。
The invention of claim 4
The image decoding device according to
An average value calculation unit that calculates an average value obtained by dividing the total number of small unit data included in the slice to be distributed by the number of decoding units;
The distribution processing unit sequentially distributes each slice to each decoding unit until the number of small unit data included in the slices already determined to be distributed to the decoding unit exceeds the average value. It is characterized by that.
また、請求項5の発明は、
請求項1の画像復号装置であって、
上記小単位データは1ビットのデータであることを特徴とする。
The invention of claim 5
The image decoding device according to
The small unit data is 1-bit data.
また、請求項6の発明は、
請求項1の画像復号装置であって、
上記符号化画像データは、MPEG規格による圧縮符号化が行われたものであり、
上記小単位データは、各マクロブロックの符号化データであることを特徴とする。
The invention of claim 6
The image decoding device according to
The encoded image data has been subjected to compression encoding according to the MPEG standard .
Upper Symbol small unit data is characterized by a coded data of each macro block.
これらにより、各復号部が復号するスライスに含まれる小単位データの数の合計が平均化されることによって、各復号部の復号処理時間も平均化される。したがって、各復号部が休止状態となる時間が短くなり、符号化画像データの復号処理にかかる時間が短くなる。 As a result, the decoding processing time of each decoding unit is averaged by averaging the total number of small unit data included in the slices decoded by each decoding unit. Therefore, the time for each decoding unit to be in a pause state is shortened, and the time required for the decoding process of the encoded image data is shortened .
また、請求項7の発明は、
入力される符号化画像データを複数の復号部によって並行して復号する画像復号装置であって、
上記入力される符号化画像データを構成する現在画面の各スライスについて、前画面のスライスのうち、その現在画面のスライスに対応するスライスに含まれる小単位データの数を特定し、上記現在画面の各スライスを、各復号部に復号される上記現在画面のスライスについて特定した小単位データの数の合計が平均化されるように、復号部に分配して復号させる分配処理部を備えていることを特徴とする。
Also, the invention of claim 7,
An image decoding device that decodes input encoded image data in parallel by a plurality of decoding units,
For each slice of the current screen constituting the input encoded image data, the number of small unit data included in the slice corresponding to the slice of the current screen among the slices of the previous screen is specified, and the current screen A distribution processing unit that distributes and decodes each slice to the decoding unit so that the total number of small unit data specified for the slice of the current screen decoded by each decoding unit is averaged It is characterized by.
これにより、各復号部が復号するスライスに対応する前画面のスライスに含まれる小単位データの数が平均化されることによって、各復号部の復号処理時間も平均化される。したがって、各復号部が休止状態となる時間が短くなり、符号化画像データの復号処理にかかる時間が短くなる。 Thereby, the number of small unit data included in the slice of the previous screen corresponding to the slice decoded by each decoding unit is averaged, so that the decoding processing time of each decoding unit is also averaged. Therefore, the time for each decoding unit to be in a pause state is shortened, and the time required for the decoding process of the encoded image data is shortened.
本発明によれば、複数の復号部によって復号処理を並行して行う復号装置において、符号化されたデータの復号処理にかかる時間をより短縮することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the decoding apparatus which performs a decoding process in parallel by a some decoding part, the time concerning the decoding process of the encoded data can be shortened more.
以下、本発明に係る復号装置の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、他の実施形態と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of a decoding device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, components having functions similar to those of the other embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
《MPEG2ビットストリームのデータ構造》
最初に、本実施の形態に係る復号装置の復号対象であるMPEG2ビットストリームのデータ構造について図1〜図3を用いて説明する。
<< Data structure of MPEG2 bit stream >>
First, the data structure of an MPEG2 bit stream that is a decoding target of the decoding apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
なお、本実施の形態では、MPEG2方式により圧縮符号化されたMPEG2ビットストリームという符号化画像データを復号する復号装置に適用した場合を説明するが、MPEG1やMPEG4等のあらゆる画像符号化方式により符号化された符号化画像データを復号する場合にも同様に適用することができる。 In the present embodiment, a case where the present invention is applied to a decoding apparatus that decodes encoded image data called an MPEG2 bit stream compressed and encoded by the MPEG2 method will be described. However, encoding is possible by any image encoding method such as MPEG1 or MPEG4. The present invention can be similarly applied to the case where the encoded image data is decoded.
MPEG2ビットストリームのデータは、復号装置側で正しく受け取ることができるように、そのデータ構造が細かく決められており、具体的には、図1に示すように、シーケンス、GOP(Group of Picture)、ピクチャ、スライス、マクロブロック、およびブロックという階層構造を有する。 The data structure of the MPEG2 bit stream is determined in detail so that the decoding apparatus can correctly receive the data. Specifically, as shown in FIG. 1, a sequence, GOP (Group of Picture), It has a hierarchical structure of pictures, slices, macroblocks, and blocks.
シーケンスは、1つ以上のGOPを含み、一般に1つのビデオプログラム全体の符号化信号データである。このシーケンスは、シーケンスヘッダで始まり、シーケンスエンドで終了する。シーケンスヘッダには、画像の大きさを表す情報、1秒間に符号化するフレームの数、通信速度など、シーケンス全体に関連する情報が含まれる。また、シーケンスヘッダに続いて、MPEG2の符号化信号であることを表す機能拡張情報が挿入され、入力画像信号形式などが指定される。 A sequence includes one or more GOPs and is generally encoded signal data of one entire video program. This sequence begins with a sequence header and ends at the end of the sequence. The sequence header includes information related to the entire sequence, such as information indicating the size of the image, the number of frames to be encoded per second, and the communication speed. Further, following the sequence header, function expansion information indicating that it is an MPEG2 encoded signal is inserted, and an input image signal format or the like is designated.
GOPは、フレーム内符号化が可能なIピクチャ、過去のフレームのみを用いて前方向の動き補償を行うPピクチャ、および過去と未来の両方のフレームを用いて双方向の動き補償を行うBピクチャのうち、1つ以上のピクチャを含んで構成される。なお、各GOPの最初のピクチャとしては、必ずIピクチャが挿入される。GOPヘッダには、画像復元時に音声などとの時間合わせを可能とするためのタイムスタンプ情報などが含まれる。 GOP is an I picture that can be encoded within a frame, a P picture that performs forward motion compensation using only past frames, and a B picture that performs bidirectional motion compensation using both past and future frames. Of these, one or more pictures are included. Note that an I picture is always inserted as the first picture of each GOP. The GOP header includes time stamp information for enabling time adjustment with audio or the like at the time of image restoration.
ピクチャは、1つ以上のスライスを含み、図2に示すように、動画像信号を構成する1枚の画面(m画素×nライン)分のデータである。このピクチャのピクチャヘッダには、I、P、Bピクチャを識別するための情報や、各ピクチャの表示順序を指定する情報などが含まれる。また、ピクチャヘッダに続く機能拡張情報には、フレーム構造/フィールド構造の設定など、MPEG2で導入されている機能を指定する情報が含まれる。 A picture includes one or more slices and is data for one screen (m pixels × n lines) constituting a moving image signal, as shown in FIG. The picture header of this picture includes information for identifying I, P, and B pictures, information for specifying the display order of each picture, and the like. Further, the function extension information following the picture header includes information specifying a function introduced in MPEG2, such as setting of a frame structure / field structure.
スライスは、画面上で左右方向に1列に並ぶ1つ以上のマクロブロックから構成され、スライス情報には、量子化特性を表す情報など、このスライス内で使用される符号化情報が含まれる。なお、マクロブロックの並びは、通信回線でのエラーの影響が画面上で縦方向に及ばないように、左右方向に1列となり、2列以上となることはない。 A slice is composed of one or more macroblocks arranged in a line in the left-right direction on the screen, and the slice information includes coding information used in the slice such as information representing quantization characteristics. Note that the arrangement of macroblocks is one column in the left-right direction so that the influence of errors on the communication line does not reach the vertical direction on the screen, and there is no more than two columns.
マクロブロックは、図2に示すように、4:2:0のフォーマット時には、8×8のY信号ブロック4個と、8×8のCr信号ブロック1個と、8×8のCb信号ブロック1個とから構成される。なお、マクロブロック情報には、マクロブロック単位で符号化制御を行うための、マクロブロックアドレスインクリメント(MBAI:画像の左端からマクロブロックの数+1を示す)、水平および垂直方向のモーションベクトルに関する情報、コーデッドブロックパターン(CBP:6つのブロックが有意ブロックかどうかで符号化される)等の情報が含まれる。
As shown in FIG. 2, the macro block is composed of four 8 × 8 Y signal blocks, one 8 × 8 Cr signal block, and one 8 × 8
ブロックは、図2に示すように、4:2:0のフォーマット時には、8×8のY信号、Cr信号、Cb信号いずれかのDCT係数データから構成される。なお、このDCT係数データは、連続する可変長の符号化データである。各ブロックの最後には、EOB(End of Block)コードが付される。 As shown in FIG. 2, the block is composed of DCT coefficient data of any of 8 × 8 Y signal, Cr signal, and Cb signal in the 4: 2: 0 format. The DCT coefficient data is continuous variable-length encoded data. At the end of each block, an EOB (End of Block) code is added.
以上のように、MPEG2ビットストリームのデータは、6層からなる階層構造を有する。シーケンス、GOP、ピクチャ、スライスの各層には、バイト単位で配置(各層の先頭から8の倍数のビット位置に配置)された、図3に示すような32ビットのスタートコードがそれぞれ挿入されている。 As described above, the MPEG2 bitstream data has a hierarchical structure including six layers. In each layer of the sequence, GOP, picture, and slice, a 32-bit start code as shown in FIG. 3 is inserted, which is arranged in byte units (arranged at bit positions that are multiples of 8 from the top of each layer). .
このスタートコードのビットパターンは、MPEG2ビットストリーム内では、スタートコード位置以外の位置では決して発生しないものである。このため、MPEG2ビットストリームを受け取った復号装置は、かかるスタートコードを検出することにより、例えば、スライス単位ごとに複数の処理系にて並行して復号処理を行うことができる。 This bit pattern of the start code never occurs at a position other than the start code position in the MPEG2 bit stream. For this reason, the decoding device that has received the MPEG2 bitstream can perform decoding processing in parallel in a plurality of processing systems for each slice unit, for example, by detecting the start code.
なお、図2には、4:2:0のフォーマット時のデータ構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、4:2:2のフォーマット時においても同様に適用することができる。 Although FIG. 2 shows the data structure at the time of 4: 2: 0 formatting, the present invention is not limited to this, and the same applies to the format at 4: 2: 2. Can do.
《発明の実施形態1》
(復号装置の構成)
本発明の実施形態1に係る復号装置は、図4に示すように、スタートコード検出部11、外部バッファ制御部12、外部バッファ13、符号化データ分配処理部14(分配処理部)、デコーダ制御部15、複数の復号部(デコーダ)16、および出力メモリ17を備えている。外部バッファ13は、ストリームバッファ13a、および分配処理情報バッファ(スタートコードバッファ)13bにより構成される。なお、外部バッファ13には、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などのメモリが用いられる。
(Configuration of decoding device)
As shown in FIG. 4, the decoding apparatus according to
また、デコーダ16は、可変長復号化部16a、逆量子化部16b、逆DCT部16c、および動き補償部16dを備えている。
The
また、図5に示すように、符号化データ分配処理部14は、マクロブロック数(MB数)カウント部14a、および分配順決定部14bを備えている。
As shown in FIG. 5, the encoded data
(復号装置の動作の概要)
まず、復号装置外部から入力されたMPEG2ビットストリーム(以下、符号化ストリームデータ)は、ストリームバッファ13aに蓄積される。次に、符号化データ分配処理部14が、この蓄積された符号化ストリームデータを復号するデコーダ16を、スライス単位毎に決定する。より詳しくは、まずスタートコードバッファ13bに蓄積された各スタートコードのストリームバッファ13aにおける書き込み位置を示すスタートコード情報が読み出され、スタートコード情報から書き込み位置が特定される各スタートコード以降の1スライス分の符号化ストリームデータ(各スライス)が解析される。そして、各スライスに含まれるマクロブロック数が算出され、各スライスについて、既に分配されることが決定されたスライスのマクロブロック数の合計が最も少ないデコーダ16が、復号するデコーダ16として決定される。そして、デコーダ制御部15の制御により符号化ストリームデータに対してスライス単位毎にデコーダ16内で復号処理が実行され、復号された画像データは出力メモリ17に蓄積される。
(Outline of the operation of the decoding device)
First, an MPEG2 bit stream (hereinafter referred to as encoded stream data) input from the outside of the decoding apparatus is stored in the
(復号装置の各部の主な動作)
スタートコード検出部11は、外部から入力された符号化ストリームデータと以下に説明するスタートコード情報を外部バッファ制御部12に供給する。より詳しくは、図3に示した符号化ストリームデータの各スライスのスタートコードを検出し、その検出されたスタートコードより、そのスタートコードがストリームバッファ13aに書き込まれる位置を示す情報を含んだスタートコード情報を生成し、符号化ストリームデータおよびスタートコード情報を外部バッファ制御部12に出力する。
(Main operations of each part of the decoding device)
The start
外部バッファ制御部12は、スタートコード検出部11から入力された符号化ストリームデータとスタートコード情報とを、外部バッファ13のストリームバッファ13aとスタートコードバッファ13bとにそれぞれ書き込む。
The external
外部バッファ13(ストリームバッファ13aおよびスタートコードバッファ13b)は、外部バッファ制御部12から入力された符号化ストリームデータやスタートコード情報を保持する。
The external buffer 13 (
符号化データ分配処理部14のMB数カウント部14aは、符号化ストリームデータの各スライスに含まれるマクロブロック数をカウントし、分配順決定部14bに出力する。スタートコードバッファ13bより各スライスのスタートコード情報を読み出し、各スタートコード情報から書き込み位置が特定されるスタートコード以降の1スライス分の符号化ストリームデータ(各スライス)を読み出して解析し、各スライスに含まれるマクロブロック数をカウントし、分配順決定部14bへ各スライスのマクロブロック数を出力する。
The MB
符号化データ分配処理部14の分配順決定部14bは、MB数カウント部14aより入力された各スライスのマクロブロック数により、各スライスを複数あるデコーダ16のうちどのデコーダ16で復号するかを決定し、デコーダ制御部15へその決定結果を出力する。具体的な決定動作については、後に詳述する。
The distribution order determination unit 14b of the encoded data
デコーダ制御部15は、前記決定結果に基づいて、ストリームバッファ13aの符号化ストリームデータを、デコーダ16にスライス単位毎に分配する。また、分配するスライスのスタートコード情報をスタートコードバッファ13bから読み出し、そのスライスのピクチャ層のパラメータとストリームバッファ13aにおける書込み位置とを示す情報とを、分配順決定部14bで決定されたデコーダ16に出力する。ピクチャ層のパラメータは、1枚の画像で共通なパラメータであり、ピクチャの種類(I/P/Bピクチャ)やピクチャ構造(フレーム/フィールド)を特定するものであり、デコーダの動作に使用される。
The
デコーダ16は、デコーダ制御部15から入力される符号化ストリームデータの書込み位置をスライス毎に示す情報に基づいて、符号化ストリームデータをスライス毎に外部バッファ制御部12を介してストリームバッファ13aから読み出す。そして、デコーダ制御部15から入力されたピクチャ層のパラメータに従って、読み出したスライス単位の符号化ストリームデータを復号して出力メモリ17に出力する。また、復号処理が完了すると、デコーダ制御部15へ完了通知を行う。この復号処理は、可変長復号化部16a、逆量子化部16b、逆DCT部16cおよび動き補償部16dによって行われる。以下に、デコーダ16における各処理部の処理を説明する。
The
可変長復号化部16aは、符号化データに含まれる可変長符号化データを復号して量子化DCT係数を復元する。より詳しくは、まず、デコーダ制御部15から入力される符号化ストリームデータの書込み位置をスライス毎に示す情報に基づいて、各スライスを外部バッファ制御部12を介してストリームバッファ13aから読み出す。そして、読み出したスライスからマクロブロックを分離する。さらに、各マクロブロックの量子化DCT係数を復号し、復号した量子化DCT係数を逆量子化部16bに出力する。この可変長符号化データの復号に際しては、所定の復号テーブルが参照される。なお、可変長復号化部16aは、予測モードや予測ベクトルなどのパラメータの復号も行い、復号した予測モードおよび予測ベクトルを動き補償部16dに出力する。
The variable
逆量子化部16bは、可変長復号化部16aから入力される量子化DCT係数を逆量子化してDCT係数に復号し、復号したDCT係数を逆DCT部16cに出力する。なお、この逆量子化に際しても、上記の可変長符号化データの復号の際と同様に、所定の逆量子化テーブルが参照される。
The
逆DCT部16cは、逆量子化部16bから入力されるDCT係数を逆DCT変換して符号化前の画素データを復号し、復号した画素データを動き補償部16dに出力する
動き補償部16dは、逆DCT部16cから入力される画素データと、可変長復号化部16aから入力される予測モードおよび予測ベクトルとに基づいて、動き補償を行い、動き補償を行った画素データを出力メモリ17に書き込む。
The
この出力メモリ17に書き込まれた画素データは、表示出力に利用されるとともに、他の画像の参照データとして利用される。すなわち、逆DCT部16cから入力されるマクロブロックが動き補償を使用している場合には、動き補償部16dは、可変長復号化部16aから入力される予測ベクトルにしたがって、その画素データが輝度データであれば、出力メモリ17の輝度バッファから参照画素を読み込み、その画素データが色差データであれば、出力メモリ17の色差バッファから参照画素データを読み込む。そして、読み込んだ参照画素データを、逆DCT部16cから入力された画素データに加算することにより動き補償を行い、かかる動き補償を行った画素データを出力メモリ17に書き込む。
The pixel data written in the
(符号化ストリームデータの分配処理)
次に、本実施形態に係る復号装置における符号化データ分配処理部14による1フレーム分の符号化ストリームデータの分配処理の動作について、図6に基づいて説明する。なお、分配される復号部が決定されながら、並行してその決定結果に応じた復号処理が行われてもよいし、1フレーム分のデータの分配がすべて決定されてから、そのフレームについての復号処理が開始されてもよい。
(Distributed processing of encoded stream data)
Next, the operation of distributing the encoded stream data for one frame by the encoded data
(S101)符号化データ分配処理部14において、各レジスタの初期化が行われる。ここで、Lはどのデコーダ16に分配されるかが決定されるスライスのマクロブロック数を示すレジスタの値である。また、M1〜Mn〜MNは、N個の各デコーダ16に分配されたマクロブロック数の累積を示すレジスタの値である。
(S101) In the encoded data
(S102)各スライスのスタートコードが、符号化ストリームデータの先頭より順次、MB数(マクロブロック数)カウント部14aに入力され、MB数(マクロブロック数)カウント部14aにおける解析により、各スライスに含まれるマクロブロック数が算出される。
(S102) The start code of each slice is sequentially input from the head of the encoded stream data to the MB number (number of macroblocks)
(S103)Lに、(S105)で分配されるスライスのマクロブロック数が入力される。 (S103) The number of macroblocks of the slice distributed in (S105) is input to L.
(S104)分配順決定部14bにおいて、既に処理することが決定されたマクロブロック数の累積が最も少ないデコーダ、つまり、Mnの値が最も小さいデコーダ16が検出される。Mnの値が最も小さいデコーダ16が複数ある場合は、例えば、nの値が小さいデコーダ16が検出されるようにする。ここでは、Mkが最も小さく、n=kのデコーダ16が検出されたとする。
(S104) The distribution order determination unit 14b detects the decoder with the smallest cumulative number of macroblocks that have already been determined to be processed, that is, the
(S105)S104で検出されたデコーダ16にスライスを分配することが決定され、そのデコーダ16の復号処理を実施するマクロブロック数の累積を示すレジスタの値にスライスに含まれるマクロブロック数が加算される。つまり、MkにLが加算される。
(S105) It is determined that the slice is distributed to the
(S106)フレーム内の分配するスライスの有無が判定される。スライスが残っていれば、さらに残りのスライスについてS103〜S105の処理が行われ、残っていなければ、処理が終了される。 (S106) Whether or not there is a slice to be distributed in the frame is determined. If slices remain, the processes of S103 to S105 are performed for the remaining slices, and if not, the process ends.
上記動作により、分配決定結果の例として図7に示すように、復号処理をするデコーダが決定される。 With the above operation, as an example of the distribution determination result, a decoder that performs decoding processing is determined as shown in FIG.
上記分配処理動作が行われながら、または分配処理終了後に、分配決定結果に応じて符号化ストリームデータがスライス毎にデコーダに出力され、各デコーダにより復号動作が行われる。 While the distribution processing operation is being performed or after the distribution processing is completed, the encoded stream data is output to the decoder for each slice according to the distribution determination result, and the decoding operation is performed by each decoder.
なお、S104で、Mnの値が最も小さいデコーダ16が複数ある場合は、そのうち、nの値が小さいデコーダ16が選択されるようにしたが、どれが選択されるようにしてもよい。
When there are a plurality of
(効果)
上述のように、実施形態1に係る復号装置によれば、スタートコードの解析により算出される各スライスのマクロブロック数を利用し、符号化データ分配処理部14においてデコーダ16でのスライスの復号順を、各デコーダが処理するデータのマクロブロック数が平均化されるように決定することによって、各デコーダ16の処理時間を平均化することができ、これにより復号処理の高速化を図ることができる。つまり、複数のデコーダの処理時間を平均化することにより、一部のデコーダは処理を行っているが一部のデコーダは休止している状態の時間(図8に例としてt0を示す。)が短縮され、全体として復号処理に要する時間が短くなる。
(effect)
As described above, according to the decoding apparatus according to the first embodiment, the number of macroblocks of each slice calculated by start code analysis is used, and the encoded data
《発明の実施形態2》
(復号装置の概要)
本発明の実施形態2に係る復号装置は、各スライスが、含まれるビット数が多いものから、前のスライスに対する処理が完了したことを示す完了通知を行ったデコーダ16に分配されることを特徴としている。またその構成は、実施形態1に係る復号装置における符号化データ分配処理部14の構成を、図9に示す符号化データ分配処理部24の構成に変更したものである。符号化データ分配処理部24は、符号化データ分配処理部14のMB数カウント部14aに代えて、各スライスに含まれるビット数をカウントするビット数カウント部24aを備えている。
<<
(Outline of decoding device)
The decoding apparatus according to the second embodiment of the present invention is characterized in that each slice is distributed to the
(符号化データ分配処理部24の主な動作)
符号化データ分配処理部24のビット数カウント部24aは、スタートコードバッファ13bより各スライスのスタートコードがストリームバッファ13aに書き込まれる位置を示す情報を読み出して、各スタートコード以降の1スライス分の符号化ストリームデータ(各スライス)を解析し、各スライスのビット数をカウントし、分配順決定部24bに各スライスのビット数を出力する。
(Main operations of the encoded data distribution processing unit 24)
The bit
符号化データ分配処理部24の分配順決定部24bは、1フレーム分のデータ毎に、
ビット数カウント部24aより入力されるビット数により、各スライスを複数あるデコーダ16のうちどのデコーダでどういう順序で復号するかを決定し、デコーダ制御部15にその決定結果を出力する。
The distribution
Based on the number of bits input from the bit
(符号化ストリームデータの分配処理)
次に、本実施形態に係る復号装置における符号化データ分配処理部24による1フレーム分の符号化ストリームデータの分配処理の動作について、図10に基づいて説明する。ここでは、スライスを複数あるデコーダ16のうちいずれで復号するかを示すレジスタの値D、所定のスライスのビット数が設定されるレジスタの値M,L、および復号装置に備えられた全デコーダの個数を示す値Nを用いて説明する。
(Distributed processing of encoded stream data)
Next, the operation of distributing the encoded stream data for one frame by the encoded data
(S201)符号化データ分配処理部24において、レジスタの初期化が行われる。ここでは、デコーダ1からスライスが割り当てられていくようにするのでD=1と設定される。
(S201) In the encoded data
(S202)スタートコードが、符号化ストリームデータの先頭より順次、ビット数カウント部24aに入力され、ビット数カウント部24aにおける解析により、各スライスに含まれるビット数が算出される。
(S202) The start code is sequentially input from the head of the encoded stream data to the bit
(S203)分配順決定部24bにおいて、(S202)で算出されたビット数の大きさ順にスライスが並べ替えられる。
(S203) The distribution
(S204)どのデコーダで復号されるのかが決定されていない(分配が決定していない)スライスが残っているかどうかが判定される。残っていれば(S205)に進み、残っていなければ処理の終了となる。 (S204) It is determined whether or not there remains a slice that has not been determined by which decoder to be decoded (distribution has not been determined). If it remains, the process proceeds to (S205), and if not, the process ends.
(S205)分配が決定していないスライスのうち、最大のビット数を有するスライスをデコーダDに分配する。 (S205) Of the slices for which distribution is not determined, the slice having the maximum number of bits is distributed to the decoder D.
(S206)DがNと等しければ(S208)に進み、そうでなければ(S207)に進む。 (S206) If D is equal to N, proceed to (S208), otherwise proceed to (S207).
(S207)Dに1が加算され、(S204)に戻る。 (S207) 1 is added to D, and the process returns to (S204).
(S208)いずれかのデコーダ16からの完了通知を待つ。いずれかのデコーダ16から完了通知が有れば(S209)に進む。
(S208) Wait for a completion notification from one of the
(S209)Dの値を完了通知を行ったデコーダ16を示す番号とする。
(S209) The value of D is a number indicating the
(S210)分配が決定していないスライスがフレームに残っているかどうかが判定される。残っていれば(S211)に進み、残っていなければ処理の終了となる。 (S210) It is determined whether a slice whose distribution has not been determined remains in the frame. If it remains, the process proceeds to (S211), and if not, the process ends.
(S211)分配が決定していないスライスのうち、最大のビット数を有するスライスをデコーダDに分配し、(S208)に戻る。 (S211) Of the slices for which distribution is not determined, the slice having the maximum number of bits is distributed to the decoder D, and the process returns to (S208).
上記動作により、決定結果の例として図11に示すように、復号処理を実施するデコーダを決定することができる。 By the above operation, as shown in FIG. 11 as an example of the determination result, the decoder that performs the decoding process can be determined.
なお、本実施形態においては、デコーダ1からスライスが割り当てられていくように、D=1と初期化されていたが、他のデコーダから割り当てられていくように設定してもよい。
In this embodiment, D = 1 is initialized so that slices are allocated from the
また、(S201)における初期化は、(S202)や(S203)の後に行われるようにしてもよい。 The initialization in (S201) may be performed after (S202) or (S203).
また、(S203)における並べ替えは、例えば、スタートコード情報の先頭に読み出し順を示すビットが付与され、その後、その順でスライスが読み出されるようにする方法で行われてもよい。このような方法においては、スライスが並べ替え後の順で再度別のメモリへ記録される必要がない。 In addition, the rearrangement in (S203) may be performed by a method in which, for example, a bit indicating the reading order is added to the head of the start code information, and then slices are read in that order. In such a method, the slices do not need to be recorded again in another memory in the order after rearrangement.
(効果)
上述のように、実施形態2に係る復号装置によれば、スタートコードの解析により算出される各スライスのビット数を利用し、符号化データ分配処理部14においてデコーダ16でのストリーム内のスライスの復号順を、各デコーダが処理するデータのビット数が平均化されるように決定することによって、各デコーダ16の処理時間を平均化することができ、これにより復号処理の高速化を図ることができる。つまり、複数のデコーダの処理時間を平均化することにより、一部のデコーダは処理を行っているが一部のデコーダは休止している状態の時間(図8に例としてt0を示す。)が短縮され、全体として復号処理に要する時間が短くなる。
(effect)
As described above, according to the decoding device according to the second embodiment, the encoded data
《発明の実施形態3》
(復号装置の構成)
本発明の実施形態3に係る復号装置は、図12に示すように、復号処理を実施済みのフレームの情報を記憶する前フレーム復号情報検出記憶部38を備えている点で、実施形態1および実施形態2に係る復号装置と異なっている。また、符号化データ分配処理部34は、スタートコードを解析するMB数(マクロブロック数)カウント部14aやビット数カウント部24aを備えておらず、分配順決定部34bが、復号しようとするフレーム(現在画面)の各スライスをどのデコーダによってどういう順序で復号するかを、前フレーム復号情報検出記憶部38に保持された前フレームの当該スライスに対応するスライスの復号に実際に要した時間に基づいて決定し、デコーダ制御部15にその決定結果を出力するようになっている。
<< Embodiment 3 of the Invention >>
(Configuration of decoding device)
As shown in FIG. 12, the decoding apparatus according to Embodiment 3 of the present invention includes a previous frame decoding information
前フレーム復号情報検出記憶部38は、各スライスの復号時間を検出して1フレーム分記憶することを特徴とし、図13に示すように、デコーダ制御部15からデコーダ16への符号化データの供給が開始されてから、デコーダ16によってデコーダ制御部15に完了通知が行われるまでの時間をカウントするタイマー部38aと、各スライスのスライス番号およびカウント時間を記憶する記憶バッファ38bとを備えている。ここで、スライス番号は、スライスを識別する番号であり、例えばスライスのスタートコードが検出される際にスタートコード情報の先頭等に順次付与されるようにしてもよい。
The previous frame decoding information
(前フレーム復号情報検出記憶部38の動作)
次に、本実施形態に係る復号装置における前フレーム復号情報検出記憶部38の動作について、図14に基づいて説明する。ここでは、前フレームにおける複数のスライスを識別する番号n、およびnで示されるスライスに対する復号が開始されてからのデコーダの累積復号時間を示すレジスタの値Tnを用いて説明する。この動作は、フレーム毎に行われる。また、前フレーム復号情報検出記憶部38はデコーダ毎に備えられる。
(Operation of Previous Frame Decoding Information Detection Storage Unit 38)
Next, the operation of the previous frame decoding information
(S301)レジスタの初期化が行われる。具体的にはTn=0と設定される。 (S301) The register is initialized. Specifically, T n = 0 is set.
(S302)デコーダ制御部15によってデコーダ16への符号化ストリームデータの転送が開始されたか否かが判定される。
(S302) The
(S303)転送が開始されていれば、タイマー部38aにより復号処理時間がカウントされる。具体的にはTnに1が加算される。
(S303) If the transfer is started, the decoding process time is counted by the
(S304)タイマー部38aにより、デコーダ16からデコーダ制御部15への完了通知の有無が判定される。完了通知があるまで、(S303)の処理と(S304)の判定とが繰り返される。
(S304) The
(S305)完了通知があれば、復号処理時間のカウントが終了し、カウント結果(Tn)、例えばスライス番号および処理時間を示す値が記憶バッファ38bに書き込まれ、処理が終了する。
(S305) If there is a completion notification, the count of the decoding processing time ends, the count result (T n ), for example, a value indicating the slice number and the processing time is written in the
(符号化ストリームデータの分配処理)
次に、本実施形態に係る復号装置における符号化データ分配処理部34による1フレーム分の符号化ストリームデータの分配処理の動作について、図15に基づいて説明する。ここでは、前フレームにおける復号処理時間の合計を示す値SUM、所定のデコーダに既に分配された前フレームにおける復号処理時間M、各デコーダの前フレームにおける復号処理時間の平均を示すDIV、複数のデコーダ16を識別する値D、およびスライスを識別する値Kを用いて説明する。また、全スライス数をS、全デコーダ数をNとする。また、符号化データ分配処理部34に保持された前フレームにおける各スライスの復号処理時間をTKとする。
(Distributed processing of encoded stream data)
Next, the operation of distributing the encoded stream data for one frame by the encoded data
(S401)SUM,M,D,K,DIVの初期化が行われる。 (S401) SUM, M, D, K, and DIV are initialized.
(S402)前フレームについて、タイマー部38aでカウントしたスライスの復号処理時間の総和(SUM)が算出される。
(S402) For the previous frame, the sum (SUM) of decoding processing times of the slices counted by the
(S403)(S402)で求めた総和をデコーダ数Nで割ることにより、各デコーダ16における理想平均処理時間(DIV)が算出される。
(S403) The ideal average processing time (DIV) in each
(S404)前フレームにおけるKで識別されるスライスの復号処理時間TKが、Mに加算される。 (S404) The decoding processing time T K of the slice identified by K in the previous frame is added to M.
(S405)デコーダDの累積復号処理時間を示すMが、理想平均処理時間(DIV)を越えたかどうかが判定される。超えたと判定されれば(S406)に進み、越えていないと判定されれば(S408)に進む。 (S405) It is determined whether M indicating the cumulative decoding processing time of the decoder D has exceeded the ideal average processing time (DIV). If it is determined that it has been exceeded, the process proceeds to (S406), and if it is determined that it has not been exceeded, the process proceeds to (S408).
(S406)D=Nかどうかが判定される。D=Nであれば(S408)に進み、D≠Nであれば(S407)に進む。 (S406) It is determined whether D = N. If D = N, the process proceeds to (S408), and if D ≠ N, the process proceeds to (S407).
(S407)スライスに復号処理を行うデコーダを別のデコーダにするため、Dに1が加算される。また、累積復号処理時間を示すMが0に戻される。 (S407) 1 is added to D so that the decoder that performs the decoding process on the slice is changed to another decoder. Further, M indicating the cumulative decoding processing time is returned to 0.
(S408)デコーダDにK番目のスライスが分配されることが決定される。 (S408) It is determined that the Kth slice is distributed to the decoder D.
(S409)Kに1を加算する。 (S409) 1 is added to K.
(S410)Kの値が全スライス数Sの値より大きければ、処理が終了する。大きくなければ、(S404)に戻り、さらに分配処理が続けられる。 (S410) If the value of K is larger than the value of the total number of slices S, the process ends. If not, the process returns to (S404) and the distribution process is continued.
上記動作により、分配処理結果の例として図16に示すように、復号処理を実施するデコーダが決定される。 With the above operation, as shown in FIG. 16 as an example of the distribution processing result, the decoder that performs the decoding processing is determined.
なお、(S410)において、分配処理すべきスライスの有無がレジスタKの値により判定されているが、スライスに含まれる情報等により判定されるようにしてもよい。 In (S410), the presence / absence of a slice to be distributed is determined based on the value in the register K, but may be determined based on information included in the slice.
また、記憶バッファ38bを復号装置の内部に含む例について説明したが、外部のバッファ等を用いるように構成してもよい。
Further, the example in which the
(効果)
上述のように、実施形態3に係る復号装置によれば、前フレームにおける各スライスの復号時間を記憶し、その復号時間に基づいて、符号化データ分配処理部14においてデコーダ16でのストリーム内のスライスの復号順を変更することによって、各デコーダ16の処理時間を平均化することができ、これにより復号処理の高速化を図ることができる。つまり、複数のデコーダの処理時間を平均化することにより、一部のデコーダは処理を行っているが一部のデコーダは休止している状態の時間(図8に例としてt0を示す。)が短縮され、全体として復号処理に要する時間が短くなる。
(effect)
As described above, according to the decoding apparatus according to the third embodiment, the decoding time of each slice in the previous frame is stored, and the encoded data
《その他》
なお、実施形態1の復号装置は、各スライスが、既に分配されることが決定されたスライスのマクロブロック数の合計が最も少ないデコーダ16に分配されるようになっていたが、マクロブロック数の代わりにスライスに対応する前フレームのスライスの復号処理に実際にかかった時間やビット数を用いてもよい。例えば、各スライスが、既に分配されることが決定されたスライスのビット数の合計が最も少ないデコーダ16に分配されるようにしてもよい。
<Others>
In the decoding apparatus according to the first embodiment, each slice is distributed to the
なお、実施形態2の復号装置は、各スライスが、含まれるビット数が多いものから、完了通知を行ったデコーダに対して分配されるようになっていたが、各デコーダに既に分配されることが決定されたスライスのビット数の合計が算出され、各スライスが、含まれるビット数が多いものから、上記合計が最も少ないデコーダに分配されるようにしてもよい。また、この場合、分配される復号部が決定されながら、並行してその決定結果に応じた復号処理が行われてもよいし、1フレーム分のデータの分配がすべて決定されてから、そのフレームについての復号処理が開始されてもよい。また、ビット数の代わりに、マクロブロック数やスライスに対応する前フレームのスライスの復号処理に実際にかかった時間を用いてもよい。例えば、各スライスが、含まれるマクロブロック数が多いものから、完了通知を行ったデコーダに対して分配されるようにしてもよい。 In the decoding apparatus according to the second embodiment, each slice is distributed to the decoder that has notified the completion because the number of bits included is large, but is already distributed to each decoder. It is also possible to calculate the total number of bits of the determined slices and distribute each slice to the decoder having the smallest total number from the one having the largest number of bits. In this case, while the decoding unit to be distributed is determined, the decoding process according to the determination result may be performed in parallel, or after all the distribution of the data for one frame is determined, The decryption process may be started. Also, instead of the number of bits, the time actually taken for decoding the slice of the previous frame corresponding to the number of macroblocks and slices may be used. For example, each slice may be distributed to the decoder that has notified the completion from the one having a large number of macroblocks.
また、実施形態3の復号装置では前フレームの復号処理時間が平均されているが、実施形態1のMB数カウント部14aで算出されるマクロブロック数や、実施形態2のビット数カウント部24aで算出されるビット数が平均されるように構成してもよい。また、前フレームのマクロブロック数やビット数が平均されるように構成してもよい。
Further, in the decoding device of the third embodiment, the decoding processing time of the previous frame is averaged, but the number of macroblocks calculated by the MB
また、実施形態1,2,3において、1フレーム分の符号化ストリームデータのデコーダへの分配処理について説明したが、同様の処理をフレーム単位ではなくフィールド単位で行ってもよい。また、実施形態3の復号装置では前フレームの復号処理時間が平均されているが、前フィールドの復号処理時間が平均されるようにしてもよい。 In the first, second, and third embodiments, the distribution process of the encoded stream data for one frame to the decoder has been described. However, the same process may be performed in units of fields instead of in units of frames. Further, in the decoding device of the third embodiment, the decoding processing time of the previous frame is averaged, but the decoding processing time of the previous field may be averaged.
また、実施形態1,2,3において、それぞれ異なった分配手順について説明したが、実施形態1,2,3に係る復号装置において、どの分配手順を用いてもよいし、複数の手順を組み合わせて用いてもよい。 Further, although different distribution procedures have been described in the first, second, and third embodiments, any distribution procedure may be used in the decoding device according to the first, second, and third embodiments, and a plurality of procedures may be combined. It may be used.
本発明に係る画像復号装置は、複数の復号部によって復号処理を並行して行う復号装置において、符号化されたデータの復号処理にかかる時間を短縮するという効果を有し、例えば、符号化されたデータの復号処理を高速に行う画像復号装置等として有用である。 The image decoding apparatus according to the present invention has an effect of shortening the time required for decoding the encoded data in a decoding apparatus that performs decoding processing in parallel by a plurality of decoding units. The present invention is useful as an image decoding device that performs high-speed data decoding processing.
11 スタートコード検出部
12 外部バッファ制御部
13 外部バッファ
13a ストリームバッファ
13b スタートコードバッファ(分配処理情報バッファ)
14 符号化データ分配処理部
14a MB数(マクロブロック数)カウント部
14b 分配順決定部
15 デコーダ制御部
16 デコーダ
16a 可変長復号化部
16b 逆量子化部
16c 逆DCT部
16d 動き補償部
17 出力メモリ
24 符号化データ分配処理部
24a ビット数カウント部
24b 分配順決定部
34 符号化データ分配処理部
34b 分配順決定部
38 前フレーム復号情報検出記憶部
38a タイマー部
38b 記憶バッファ
11 Start
14 Coded data
16b Inverse quantization unit
16c Reverse DCT section
16d motion compensation unit
17
Claims (7)
上記入力される符号化画像データを構成する各スライスを、各復号部に復号されるスライスに含まれる小単位データの数の合計が平均化されるように、復号部に分配して復号させる分配処理部を備えていることを特徴とする画像復号装置。 An image decoding device that decodes input encoded image data in parallel by a plurality of decoding units,
Distribution in which each slice constituting the input encoded image data is distributed to the decoding unit and decoded so that the total number of small unit data included in the slice decoded by each decoding unit is averaged An image decoding apparatus comprising a processing unit.
上記分配処理部は、分配すべき各スライスを、各復号部について既に分配されることが決定されたスライスに含まれる小単位データの数の合計を算出し、上記合計が最も少ない復号部に分配するように構成されていることを特徴とする画像復号装置。 The image decoding device according to claim 1,
The distribution processing unit calculates the total number of small unit data included in the slices that have already been determined to be distributed for each decoding unit, and distributes the slices to be distributed to the decoding unit having the smallest total An image decoding apparatus configured to
上記分配処理部は、分配すべき各スライスを、含まれる小単位データの数が多いものから、既に分配されることが決定されたスライスに含まれる小単位データの数の合計が最も少ない復号部に分配するように構成されていることを特徴とする画像復号装置。 The image decoding device according to claim 1,
The distribution processing unit is a decoding unit having the smallest total number of small unit data included in slices that have already been determined to be distributed since each slice to be distributed has a large number of small unit data included. An image decoding apparatus configured to be distributed to
分配されるべきスライスに含まれる小単位データの数の合計を復号部の数で割った平均値を算出する平均値算出部を備え、
上記分配処理部は、それぞれの復号部に対して、各スライスを、既に当該復号部に分配されることが決定されたスライスに含まれる小単位データの数が上記平均値を超えるまで順次分配することを特徴とする画像復号装置。 The image decoding device according to claim 1,
An average value calculation unit that calculates an average value obtained by dividing the total number of small unit data included in the slice to be distributed by the number of decoding units;
The distribution processing unit sequentially distributes each slice to each decoding unit until the number of small unit data included in the slices already determined to be distributed to the decoding unit exceeds the average value. An image decoding apparatus characterized by that.
上記小単位データは1ビットのデータであることを特徴とする画像復号装置。 The image decoding device according to claim 1,
The image decoding apparatus according to claim 1, wherein the small unit data is 1-bit data.
上記符号化画像データは、MPEG規格による圧縮符号化が行われたものであり、
上記小単位データは、各マクロブロックの符号化データであることを特徴とする画像復号装置。 The image decoding device according to claim 1,
The encoded image data has been subjected to compression encoding according to the MPEG standard .
Upper Symbol small unit data, the image decoding apparatus which is a coded data of each macro block.
上記入力される符号化画像データを構成する現在画面の各スライスについて、前画面のスライスのうち、その現在画面のスライスに対応するスライスに含まれる小単位データの数を特定し、上記現在画面の各スライスを、各復号部に復号される上記現在画面のスライスについて特定した小単位データの数の合計が平均化されるように、復号部に分配して復号させる分配処理部を備えていることを特徴とする画像復号装置。 An image decoding device that decodes input encoded image data in parallel by a plurality of decoding units,
For each slice of the current screen constituting the input encoded image data, the number of small unit data included in the slice corresponding to the slice of the current screen among the slices of the previous screen is specified, and the current screen A distribution processing unit that distributes and decodes each slice to the decoding unit so that the total number of small unit data specified for the slice of the current screen decoded by each decoding unit is averaged An image decoding apparatus characterized by the above.
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