JPH07336689A - Motion compensation circuit - Google Patents

Motion compensation circuit

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JPH07336689A
JPH07336689A JP12495094A JP12495094A JPH07336689A JP H07336689 A JPH07336689 A JP H07336689A JP 12495094 A JP12495094 A JP 12495094A JP 12495094 A JP12495094 A JP 12495094A JP H07336689 A JPH07336689 A JP H07336689A
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JP
Japan
Prior art keywords
image data
circuit
buffer
data
motion compensation
Prior art date
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Pending
Application number
JP12495094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Gunji
洋 郡司
Hiromi Watanabe
浩已 渡辺
Akira Hase
昌 長谷
Koji Kudo
功二 工藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH07336689A publication Critical patent/JPH07336689A/en
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Abstract

PURPOSE:To access a frame memory at high speed by switching a buffer memory. CONSTITUTION:Difference picture data inputted from an input terminal 11 is written in a buffer circuit 12. This buffer circuit 12 is provided with two sets of the buffer memories of one micro portion, and at the same time as write-in is executed to the buffer memory of one side, read-out can be executed from the buffer memory of the other side. Further, the address of the frame memory to be read out is calculated in accordance with an inputted motion vector 18 by a memory access control circuit 19. Next, necessary reference picture element data is read out of the frame memories 20 to 22, and predictive picture data is calculated in a predictive picture data calculation circuit 17, and is written in the buffer circuit 12. Simultaneously with the write-in, the predictive picture data of a microblock preceding by one is outputted to an addition circuit 13, and is summed with the difference picture data, and is outputted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は動き補償回路に関し、特
に高能率符号化された動画像の復号装置等に好適に用い
得る動き補償回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion compensating circuit, and more particularly to a motion compensating circuit which can be suitably used for a highly efficient coded moving picture decoding device and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】動き補償(MC:Motion Compensatio
n)は、動画像の高能率符号化において符号化効率を向上
させる手法として用いられており、動画像高能率符号化
の国際標準方式であるMPEG(Moving Pictures Ex
pert Group 詳細はISO/IEC,"Information Te
chnology - Generic Coding of Moving Picturesan
d Associated Audio",ISO/IEC CD13818-2,
1993.11等を参照)でも採用されている。この手法では、
画面を縦横一定画素から成るマクロブロックに分割し、
各マクロブロックについて、既に符号化された参照画像
で最も差分の小さい箇所を探索し、その画面上の位置を
示す動きベクトルと、差分画像データとを伝送するもの
である。一般に、画像はフレーム間に強い相関があるた
め、この手法により画像データをそのまま符号化するよ
りも高い圧縮率を得ることができる。復号時には、参照
画像をフレームメモリ(FM:Frame Memory)に蓄えて
おき、動きベクトルに応じて参照画像の該当箇所を読み
出し、差分画像データに加算することにより再生画像を
得る。
2. Description of the Related Art Motion compensation (MC: Motion Compensation)
n) is used as a method for improving the coding efficiency in high-efficiency coding of moving images, and is an international standard method of moving-picture high-efficiency coding, MPEG (Moving Pictures Ex
pert Group For details, refer to ISO / IEC, "Information Te"
chnology-Generic Coding of Moving Picturesan
d Associated Audito ", ISO / IEC CD13818-2,
(See 1993.11 etc.). With this technique,
Divide the screen into macroblocks consisting of vertical and horizontal fixed pixels,
For each macroblock, a portion having the smallest difference in the already encoded reference image is searched for, and the motion vector indicating the position on the screen and the difference image data are transmitted. In general, images have a strong correlation between frames, so that a higher compression rate can be obtained by this method than by directly encoding image data. At the time of decoding, a reference image is stored in a frame memory (FM), a relevant part of the reference image is read out according to the motion vector, and the reproduced image is obtained by adding the read image to the difference image data.

【0003】MPEGでは、符号化処理画像の種類が3
種類あり、これらを組み合わせて一連の動画像を構成す
る。1つは、動き補償による予測を行わず、その画面内
のみで完結した符号化を行うもの(I-Pictureという)
である。残りの2つは 予測を行うもので、時間的に過
去の画面を参照して 予測を行うP-Pictureと、過去お
よび未来の画面の2つを参照して予測を行うB-Pictur
eとに分けられる。但し、参照画面はI-Pictureまたは
P-Pictureに限られ、時間的には後であってもそれを
参照して予測するB-Pictureよりも先に符号化され
る。図14は、基本的な動き補償の構成を示したもの
で、入力された差分画像データのタイミングを調整し画
素の並び替えを行うバッファメモリ81と、動きベクト
ルに応じてフレームメモリ20〜22に書き込まれてい
る参照画像の必要箇所を読み出すメモリアクセス制御回
路19と、読み出された参照画像から予測画像データを
作成する計算回路17と、差分画像データと予測画像デ
ータを加算する加算回路13から成る。この回路にI-
Pictureが入力された場合には、動き補償による予測を
行わないので予測画像データ計算回路17の出力を0と
し、差分画像データがそのまま加算回路13の出力とな
り、メモリアクセス制御回路19を通してフレームメモ
リ20〜22のいずれかに書き込まれる。
In MPEG, there are three types of coded images.
There are various types, and these are combined to form a series of moving images. One is that the prediction is not performed by motion compensation, and the encoding is completed only within the screen (referred to as I-Picture).
Is. The remaining two are for predicting. P-Picture for predicting by referring to the past screen in time, and B-Pictur for performing prediction by referring to the past and future screens.
It is divided into e and. However, the reference screen is limited to the I-Picture or the P-Picture, and is encoded before the B-Picture which is predicted by referring to the I-Picture or the P-Picture. FIG. 14 shows a basic motion compensation configuration. The buffer memory 81 adjusts the timing of the input differential image data and rearranges the pixels, and the frame memories 20 to 22 according to the motion vector. From the memory access control circuit 19 that reads out the necessary portion of the written reference image, the calculation circuit 17 that creates the predicted image data from the read reference image, and the adder circuit 13 that adds the difference image data and the predicted image data. Become. I-
When the Picture is input, since the prediction by the motion compensation is not performed, the output of the prediction image data calculation circuit 17 is set to 0, and the difference image data becomes the output of the addition circuit 13 as it is. ~ 22.

【0004】動き補償による予測を行うP-Pictureお
よびB-Pictureでは、メモリアクセス制御回路19に
よりフレームメモリ20〜22に書き込まれている参照
画像の必要箇所を読み出し、これをもとに予測画像デー
タ計算回路17で予測画像データを作成し、加算回路1
3で差分画像データと予測画像データを加算してメモリ
アクセス制御回路19を通してフレームメモリ20〜2
2のいずれかに書き込む。このとき、P-Pictureでは
1枚の参照画像から、B-Pictureでは2枚の参照画像
から予測画像を作成する。図15は、このときの動作タ
イミングを示したものである。まず、一定画素数分の差
分画像データがバッファメモリに書き込まれる。つぎに
予測画像データ計算回路で予測画像データを作成し、こ
れに同期して差分画像データバッファメモリから差分画
像データを読み出し、加算回路で画像を作成して出力す
る。以上のようにして動き補償を行うことができる。
In the P-Picture and B-Picture which perform prediction by motion compensation, the memory access control circuit 19 reads out the necessary portions of the reference image written in the frame memories 20 to 22, and based on this, the estimated image data Prediction image data is created by the calculation circuit 17, and the addition circuit 1
In step 3, the difference image data and the predicted image data are added, and the frame memories 20 to 2 are passed through the memory access control circuit 19.
Write in one of the two. At this time, a predicted image is created from one reference image in P-Picture and a predicted image from two reference images in B-Picture. FIG. 15 shows the operation timing at this time. First, the difference image data for a certain number of pixels is written in the buffer memory. Next, the predicted image data calculation circuit creates predicted image data, the difference image data is read from the difference image data buffer memory in synchronization with this, and the addition circuit creates and outputs the image. Motion compensation can be performed as described above.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、符号
化処理画像の解像度が高くなるにつれ、1画面内の画素
数が増大し、処理を高速に行う必要がある。しかし、従
来の構成では、差分画像データと予測画像データの加算
を行っている間は、次の差分画像データをバッファメモ
リに書き込むことができないため、連続した処理を行え
ず、高速化が困難であるという問題があった。本発明は
上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、従来の技術における上述の如き問題を解消し、処
理を高速に行うことを可能とする動き補償回路を提供す
ることにある。
In the above-mentioned prior art, as the resolution of the coded image increases, the number of pixels in one screen increases and it is necessary to perform the processing at high speed. However, in the conventional configuration, while the difference image data and the predicted image data are being added, the next difference image data cannot be written in the buffer memory, so continuous processing cannot be performed, and speedup is difficult. There was a problem. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a motion compensation circuit that solves the above-described problems in the conventional technique and enables high-speed processing. is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の上述の目的は、
差分画像データならびに予測画像データ用のバッファメ
モリをそれぞれ複数持ち、書き込みと読み出しを異なる
バッファメモリから行い、一定画素数を処理するごとに
使用するバッファメモリを切り替えるようにしたことを
特徴とする動き補償回路、または、フレームメモリのデ
ータバス幅を拡大して、隣接する複数画素をアクセス可
能とすることを特徴とする動き補償回路によって達成さ
れる。
The above objects of the present invention are as follows:
Motion compensation characterized by having multiple buffer memories for differential image data and predictive image data, writing and reading from different buffer memories, and switching the buffer memory to be used each time a certain number of pixels are processed This is achieved by a circuit or a motion compensation circuit characterized by expanding the data bus width of the frame memory so that a plurality of adjacent pixels can be accessed.

【0007】[0007]

【作用】本発明に係る動き補償回路においては、バッフ
ァメモリを切り替えるようにしたことにより、フレーム
メモリのアクセスが高速に行えること、ならびに、差分
画像データを連続して入力できることから、動き補償処
理の高速化が実現できるものである。
In the motion compensation circuit according to the present invention, since the buffer memory is switched, the frame memory can be accessed at high speed, and the difference image data can be continuously input. Higher speed can be realized.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明の第1の実施例に係る動き
補償回路のブロック構成図である。図において、11は
差分画像データの入力端子、12は図2に示す如く、1
マクロブロック分のバッファメモリ(31)を2組有する
バッファ回路、13は加算回路を示している。17は種
々の動き補償方式による予測画像データを計算する予測
画像データ計算回路、18は動きベクトルの入力端子、
19はフレームメモリ20〜22のアクセスを制御する
メモリアクセス制御回路を示している。上述の如く構成
される本実施例に係る動き補償回路の動作について、以
下、説明する。なお、ここでは、1マクロブロックとし
て、前述のMPEGに規定される、輝度16×16(=
256)画素,色差8×8×2(C-B,C-R)(=12
8)画素、計384画素から成るブロックを用いる。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a motion compensation circuit according to the first embodiment of the present invention. In the figure, 11 is an input terminal for differential image data, and 12 is 1 as shown in FIG.
A buffer circuit having two sets of buffer memories (31) for macroblocks, and 13 an adder circuit. Reference numeral 17 is a predictive image data calculation circuit for calculating predictive image data by various motion compensation methods, 18 is a motion vector input terminal,
Reference numeral 19 denotes a memory access control circuit that controls access to the frame memories 20 to 22. The operation of the motion compensation circuit according to this embodiment configured as described above will be described below. It should be noted that here, as one macroblock, the luminance 16 × 16 (=
256) pixels, color difference 8 × 8 × 2 (C-B, C-R) (= 12
8) Use a block consisting of 384 pixels in total.

【0009】入力端子11から入力された差分画像デー
タは、バッファ回路12に書き込まれる。このバッファ
回路は、前述の如く、1マクロブロック分のバッファメ
モリ2組を有し、一方のバッファメモリに書き込みを行
うと同時に、他方から読み出しを行うことができ、マク
ロブロックごとに書き込みと読み出しのバッファメモリ
を切り替えて使用するものである。従って、バッファ回
路12からは、ひとつ前のマクロブロックの差分画像デ
ータが加算回路13に送られる。I-Pictureでは 動き
補償による予測を行わないので、予測画像データ計算回
路17の出力を0とし、差分画像データが加算回路の出
力となるようにする。予測を行うP-PictureおよびB-
Pictureでは、まず、入力された動きベクトル18に応
じて、メモリアクセス制御回路19で読み出すべきフレ
ームメモリのアドレスを計算する。
The differential image data input from the input terminal 11 is written in the buffer circuit 12. As described above, this buffer circuit has two sets of buffer memories for one macroblock, and it is possible to write to one buffer memory and read from the other simultaneously, and write and read for each macroblock. The buffer memory is switched and used. Therefore, the difference image data of the previous macroblock is sent from the buffer circuit 12 to the addition circuit 13. Since the I-Picture does not perform prediction by motion compensation, the output of the prediction image data calculation circuit 17 is set to 0 so that the difference image data becomes the output of the addition circuit. Prediction P-Picture and B-
In Picture, first, the address of the frame memory to be read by the memory access control circuit 19 is calculated according to the input motion vector 18.

【0010】次に、フレームメモリ20〜22から必要
な参照画像データを読み出し、予測画像データ計算回路
17において予測画像データを計算し、バッファ回路1
2に書き込む。このバッファ回路12も差分画像データ
用のバッファ回路と同様の構成であり、書き込みと同時
にひとつ前のマクロブロックの予測画像データが加算回
路13に出力される。加算回路13では、差分画像デー
タと予測画像データを加算し出力する。加算回路13に
より作成された画像データは、メモリアクセス制御回路
19を通してフレームメモリ20〜22の適当なフレー
ムメモリに書き込まれる。このように、本発明の特長
は、入力画像データ、差分画像データそれぞれにマクロ
ブロック2つ分の大きさのバッファ回路を持ち、読み出
し/書き込みを切り替えて行う点にある。
Next, necessary reference image data is read from the frame memories 20 to 22, the predicted image data calculation circuit 17 calculates the predicted image data, and the buffer circuit 1
Write to 2. The buffer circuit 12 also has the same configuration as the buffer circuit for the difference image data, and the predicted image data of the previous macroblock is output to the addition circuit 13 simultaneously with the writing. The adder circuit 13 adds the difference image data and the predicted image data and outputs the result. The image data created by the adder circuit 13 is written in an appropriate frame memory of the frame memories 20 to 22 through the memory access control circuit 19. As described above, the feature of the present invention resides in that each of the input image data and the difference image data has a buffer circuit having a size of two macro blocks, and reading / writing is switched.

【0011】これにより、動き補償による画像作成のマ
クロブロックレベルでのパイプライン化が可能になる。
このときの動作タイミングを、図3により説明する。差
分画像データバッファ回路12、および、予測画像デー
タ用バッファ回路12内のバッファメモリは、図に示す
ようにマクロブロック処理単位で読み出しと書き込みが
切り替わり、読み出し時には、加算回路13により両者
が加算され出力される。この加算回路13の出力画像デ
ータはメモリアクセス制御回路19を通して適当なフレ
ームメモリに書き込まれる。この図からわかるように、
加算回路13からの出力データが連続して得られ、図1
5に示した従来例に比べて、高速に動き補償処理を行う
ことが可能である。
As a result, it becomes possible to pipeline the image creation by motion compensation at the macroblock level.
The operation timing at this time will be described with reference to FIG. The differential image data buffer circuit 12 and the buffer memory in the predictive image data buffer circuit 12 are switched between reading and writing in macro block processing units as shown in the figure, and at the time of reading, both are added by an adding circuit 13 and output. To be done. The output image data of the adder circuit 13 is written in an appropriate frame memory through the memory access control circuit 19. As you can see from this figure,
The output data from the adder circuit 13 is continuously obtained, as shown in FIG.
It is possible to perform the motion compensation processing at a higher speed than the conventional example shown in FIG.

【0012】図4は、本発明の第2の実施例に係る動き
補償回路のブロック構成図である。図中の記号は、図1
に準じて付されている。入力端子11から入力された差
分画像データは、図1に示した実施例の場合と同様にバ
ッファ回路12に書き込まれ、ひとつ前のマクロブロッ
クの差分画像データが加算回路13に送られる。I-Pi
ctureの場合には、図1に示した実施例の場合と同様に
予測データ計算回路17の出力を0とする。予測を行う
P-PictureおよびB-Pictureでは、まず、入力された
動きベクトル18に応じて、メモリアクセス制御回路1
9で読み出すべきフレームメモリのアドレスを計算し、
フレームメモリ20〜22から必要な参照画像データを
読み出してバッファ回路12に書き込む。
FIG. 4 is a block diagram of a motion compensation circuit according to the second embodiment of the present invention. The symbols in the figure are those shown in FIG.
It is attached according to. The differential image data input from the input terminal 11 is written in the buffer circuit 12 as in the case of the embodiment shown in FIG. 1, and the differential image data of the previous macroblock is sent to the adding circuit 13. I-Pi
In the case of cture, as in the case of the embodiment shown in FIG.
The output of the prediction data calculation circuit 17 is set to 0. In P-Picture and B-Picture that perform prediction, first, the memory access control circuit 1 according to the input motion vector 18.
Calculate the address of the frame memory to be read in 9,
Necessary reference image data is read from the frame memories 20 to 22 and written in the buffer circuit 12.

【0013】このバッファ回路12も、差分画像データ
用のバッファ回路と同様の構成であり、ひとつ前のマク
ロブロックの参照画像データが予測画像データ計算回路
17に送られる。予測画像データ計算回路17では、バ
ッファ回路12から読み出された参照画像データから、
予測画像データを計算して出力する。加算回路13の動
作は図1に示した第1の実施例の場合と同様で、差分画
像データと予測画像データを加算し出力する。加算回路
13により作成された画像データは、メモリアクセス制
御回路19を通してフレームメモリ20〜22の適当な
フレームメモリに書き込まれる。本実施例の構成では、
バッファ回路の容量が図1に示した第1の実施例の場合
に比べて増大するものの、予測画像データ作成に用いる
2枚の参照画像の読み出しを画素単位で同期させる必要
がなく、フレームメモリのアクセス制御が容易になると
いう効果が得られる。
The buffer circuit 12 also has the same configuration as the buffer circuit for the difference image data, and the reference image data of the previous macroblock is sent to the predicted image data calculation circuit 17. In the predicted image data calculation circuit 17, from the reference image data read from the buffer circuit 12,
The predicted image data is calculated and output. The operation of the adder circuit 13 is similar to that of the first embodiment shown in FIG. 1, and the difference image data and the predicted image data are added and output. The image data created by the adder circuit 13 is written in an appropriate frame memory of the frame memories 20 to 22 through the memory access control circuit 19. In the configuration of this embodiment,
Although the capacity of the buffer circuit is increased as compared with the case of the first embodiment shown in FIG. 1, it is not necessary to synchronize the reading of the two reference images used for creating the predicted image data on a pixel-by-pixel basis. The effect of facilitating access control is obtained.

【0014】このときの動作タイミングを図5に示す。
差分画像データバッファ回路12、および、2組の参照
画像データバッファ回路12内のバッファメモリは、図
に示すようにマクロブロック処理単位で読み出しと書き
込みが切り替わる。参照画像データバッファ回路12よ
り読み出された参照画像データは、予測画像データ計算
回路17により演算され、予測画像データ計算回路出力
を得る。この結果は更に差分画像データと加算回路13
により加算され出力される。この加算回路13の出力画
像データは、メモリアクセス制御回路19を通して適当
なフレームメモリ20〜22に書き込まれる。この図か
らわかるように、加算回路からの出力データが連続して
得られ、図15に示した従来例に比べて高速に動き補償
処理を行うことが可能である。
The operation timing at this time is shown in FIG.
The differential image data buffer circuit 12 and the buffer memories in the two sets of reference image data buffer circuits 12 are switched between reading and writing in macroblock processing units as shown in the figure. The reference image data read from the reference image data buffer circuit 12 is operated by the predicted image data calculation circuit 17 to obtain the predicted image data calculation circuit output. This result is further added to the difference image data and addition circuit 13
Are added and output. The output image data of the adder circuit 13 is written in appropriate frame memories 20 to 22 through the memory access control circuit 19. As can be seen from this figure, the output data from the adder circuit is continuously obtained, and it is possible to perform the motion compensation processing at a higher speed than in the conventional example shown in FIG.

【0015】なお、上述の動作説明において、マクロブ
ロック処理単位での読み出しと書き込みの切り替え制御
は、本実施例に係る動き補償回路全体のタイミング制御
を行うタイミングコントローラからのクロックに基づい
て、所定単位数の画素をカウントして行われる。図6
は、図1に示した第1の実施例の構成において、フレー
ムメモリ20〜22とメモリアクセス制御回路19の
間、メモリアクセス制御回路19と予測画像データ計算
回路17の間、予測画像データ計算回路17とバッファ
回路12の間のデータバス幅を2倍にした場合の例であ
る。バス幅を2倍にすることにより、フレームメモリか
らの参照画像データの読み出し時間が短縮される。
In the above description of the operation, the read / write switching control in macroblock processing units is performed in predetermined units based on the clock from the timing controller that controls the timing of the entire motion compensation circuit according to this embodiment. This is done by counting a number of pixels. Figure 6
In the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, between the frame memories 20 to 22 and the memory access control circuit 19, between the memory access control circuit 19 and the predicted image data calculation circuit 17, and the predicted image data calculation circuit. This is an example in which the data bus width between 17 and the buffer circuit 12 is doubled. By doubling the bus width, the read time of the reference image data from the frame memory is shortened.

【0016】参照画像データの読み出しは、動き補償を
行う場合もっとも転送データ量の大きい部分であり、ま
た、同期制御等、複雑なメモリアクセス制御を行う必要
があるので、この処理時間を短縮することにより、全体
の処理速度の改善が期待できる。図7にその動作タイミ
ングを示す。図3に比べ、予測データバッファ回路12
内のバッファメモリへの書き込み時間、すなわち、フレ
ームメモリからの参照画像データの読み出し時間が短縮
されている。図8は、図4に示した第2の実施例の構成
において、フレームメモリ20〜22とメモリアクセス
制御回路19の間、メモリアクセス制御回路19とバッ
ファ回路12の間のデータバス幅を2倍にした場合の例
である。このときの動作タイミングは、図9に示すよう
になり、この場合も、図6の場合と同様に、フレームメ
モリからの参照画像データの読み出し時間が短縮され、
全体の処理速度の改善が期待できる。
The reading of the reference image data is the portion where the transfer data amount is the largest in the case of performing motion compensation, and complicated memory access control such as synchronization control needs to be performed. Therefore, this processing time should be shortened. As a result, an improvement in the overall processing speed can be expected. FIG. 7 shows the operation timing. As compared with FIG. 3, the prediction data buffer circuit 12
The writing time to the internal buffer memory, that is, the reading time of the reference image data from the frame memory is shortened. FIG. 8 shows that in the configuration of the second embodiment shown in FIG. 4, the data bus width between the frame memories 20 to 22 and the memory access control circuit 19 and between the memory access control circuit 19 and the buffer circuit 12 is doubled. This is an example of the case. The operation timing at this time is as shown in FIG. 9, and in this case as well, as in the case of FIG. 6, the read time of the reference image data from the frame memory is shortened,
It can be expected to improve the overall processing speed.

【0017】図10は、動き補償により作成された画像
を表示する回路を付加した動き補償回路の一実施例であ
る。図中、記号11〜13,18〜22は、それぞれ、
図1に準じて付されている。また、15は表示制御回路
を示している。入力端子11から入力された差分画像デ
ータは、バッファ回路12に書き込まれる。このバッフ
ァ回路は図2のように1マクロブロック分のバッファメ
モリ2組を有し、一方のバッファメモリに書き込みを行
うと同時に他方から読み出しを行うことができ、マクロ
ブロックごとに書き込みと読み出しのバッファメモリを
切り替えて使用する。従って、バッファ回路12から
は、ひとつ前のマクロブロックの差分画像データが加算
回路13に送られる。
FIG. 10 shows an embodiment of a motion compensation circuit in which a circuit for displaying an image created by motion compensation is added. In the figure, symbols 11 to 13 and 18 to 22 are respectively
It is attached according to FIG. Reference numeral 15 denotes a display control circuit. The difference image data input from the input terminal 11 is written in the buffer circuit 12. This buffer circuit has two sets of buffer memories for one macroblock as shown in FIG. 2, and it is possible to write to one buffer memory and read from the other simultaneously, and write and read buffers for each macroblock. Switch memory and use. Therefore, the difference image data of the previous macroblock is sent from the buffer circuit 12 to the addition circuit 13.

【0018】I-Pictureでは動き補償による予測を行
わないので、予測画像データ計算回路17の出力を0と
し、差分画像データが加算回路の出力となるようにす
る。予測を行うP-PictureおよびB-Pictureでは、ま
ず、入力された動きベクトル18に応じて、メモリアク
セス制御回路41で読み出すべきフレームメモリのアド
レスを計算する。次に、フレームメモリ20〜22から
必要な参照画像データを読み出し、予測画像データ計算
回路17において予測画像データを計算し、バッファ回
路12に書き込む。このバッファ回路12も差分画像デ
ータ用のバッファ回路と同様の構成であり、書き込みと
同時にひとつ前のマクロブロックの予測画像データが加
算回路13に出力される。加算回路13では、差分画像
データと予測画像データを加算し出力する。加算回路1
3により作成された画像データは、メモリアクセス制御
回路41を通してフレームメモリ20〜22の適当なフ
レームメモリに書き込まれる。
Since prediction by motion compensation is not performed in I-Picture, the output of the predicted image data calculation circuit 17 is set to 0 so that the difference image data becomes the output of the addition circuit. In P-Picture and B-Picture that perform prediction, first, the address of the frame memory to be read by the memory access control circuit 41 is calculated according to the input motion vector 18. Next, necessary reference image data is read from the frame memories 20 to 22, the predicted image data calculation circuit 17 calculates the predicted image data, and the predicted image data is written in the buffer circuit 12. The buffer circuit 12 also has the same configuration as the buffer circuit for the difference image data, and the predicted image data of the previous macroblock is output to the addition circuit 13 simultaneously with the writing. The adder circuit 13 adds the difference image data and the predicted image data and outputs the result. Adder circuit 1
The image data created in 3 is written in an appropriate frame memory of the frame memories 20 to 22 through the memory access control circuit 41.

【0019】更に、フレームメモリ20〜22のいずれ
かの画像データをメモリアクセス制御回路41により画
像表示順に読み出し、表示制御回路15に送る。表示制
御回路15では、画像データを出力形式に変換し、表示
画像データを出力する。このように表示制御回路15を
備えた場合、予測画像データを計算するための参照画像
と表示画像とを、同じフレームメモリから読み出さなけ
ればならない場合が生じる。図10のようにフレームメ
モリ20〜22とメモリアクセス制御回路41の間、メ
モリアクセス制御回路41と予測画像データ計算回路1
7の間、予測画像データ計算回路17とバッファ回路1
2の間、メモリアクセス制御回路41と表示制御回路1
5の間のデータバス幅を2倍にすること、および、図中
のバッファ回路12の構成により、このような場合で
も、処理速度を低下させずに動き補償と表示を行うこと
ができる。
Further, the image data in any of the frame memories 20 to 22 is read by the memory access control circuit 41 in the image display order and sent to the display control circuit 15. The display control circuit 15 converts the image data into an output format and outputs the display image data. When the display control circuit 15 is provided as described above, the reference image and the display image for calculating the predicted image data may need to be read from the same frame memory. As shown in FIG. 10, between the frame memories 20 to 22 and the memory access control circuit 41, the memory access control circuit 41 and the predicted image data calculation circuit 1
During 7, the predicted image data calculation circuit 17 and the buffer circuit 1
During 2, the memory access control circuit 41 and the display control circuit 1
By doubling the data bus width between 5 and the configuration of the buffer circuit 12 in the figure, even in such a case, motion compensation and display can be performed without reducing the processing speed.

【0020】このときの動作タイミングを、図11に示
す。差分画像データバッファ回路12および予測画像デ
ータバッファ回路12内のバッファメモリは、図に示す
ようにマクロブロック単位で読み出しと書き込みが切り
替わり、読み出し時には加算回路13により両者が加算
され出力される。この加算回路13の出力画像データは
メモリアクセス制御回路41を通して適当なフレームメ
モリに書き込まれる。この図からわかるように、加算回
路からの出力データが連続して得られ、図15に比べて
高速に動き補償処理を行うことが可能である。このと
き、図10に示すようにバス幅を一部2倍にすることに
より、予測画像データバッファメモリへの書き込み時間
が1/2になる。すなわち、予測画像データを作成する
ためのフレームメモリのアクセス時間が1/2になる。
残りの1/2の時間を表示用画像の読み出し時間とする
ことにより、処理速度を低下させることなく、動き補償
と表示を行うことが可能である。
FIG. 11 shows the operation timing at this time. The buffer memory in the differential image data buffer circuit 12 and the predictive image data buffer circuit 12 is switched between reading and writing in macro block units as shown in the figure. At the time of reading, both are added and output by the adding circuit 13. The output image data of the adder circuit 13 is written in an appropriate frame memory through the memory access control circuit 41. As can be seen from this figure, the output data from the adder circuit is continuously obtained, and the motion compensation processing can be performed at a higher speed than in FIG. At this time, by partially doubling the bus width as shown in FIG. 10, the write time to the predicted image data buffer memory becomes 1/2. That is, the access time of the frame memory for creating the predicted image data becomes 1/2.
By setting the remaining 1/2 time as the readout time of the display image, it is possible to perform motion compensation and display without reducing the processing speed.

【0021】図12は、動き補償により作成された画像
を表示する回路を付加した動き補償回路の他の実施例で
ある。入力端子11から入力された差分画像データは、
図10の場合と同様にバッファ回路12に書き込まれ、
ひとつ前のマクロブロックの差分画像データが加算回路
13に送られる。I-Pictureの場合には、図10と同
様に、予測データ計算回路17の出力を0とする。予測
を行うP-PictureおよびB-Pictureでは、まず、入力
された動きベクトル18に応じて、メモリアクセス制御
回路41で読み出すべきフレームメモリのアドレスを計
算し、フレームメモリ20〜22から必要な参照画像デ
ータを読み出してバッファ回路12に書き込む。このバ
ッファ回路12も差分画像データ用のバッファ回路と同
様の構成であり、ひとつ前のマクロブロックの参照画像
データが予測画像データ計算回路17に送られる。
FIG. 12 shows another embodiment of the motion compensation circuit in which a circuit for displaying an image created by motion compensation is added. The difference image data input from the input terminal 11 is
As in the case of FIG. 10, written in the buffer circuit 12,
The difference image data of the previous macroblock is sent to the addition circuit 13. In the case of I-Picture, the output of the prediction data calculation circuit 17 is set to 0, as in FIG. In P-Picture and B-Picture that perform prediction, first, the address of the frame memory to be read by the memory access control circuit 41 is calculated according to the input motion vector 18, and the required reference image from the frame memories 20 to 22 is calculated. The data is read and written in the buffer circuit 12. The buffer circuit 12 also has the same configuration as the buffer circuit for the difference image data, and the reference image data of the previous macroblock is sent to the predicted image data calculation circuit 17.

【0022】予測画像データ計算回路17では、バッフ
ァ回路12から読み出された参照画像データから予測画
像データを計算して出力する。加算回路13の動作は図
10と同様で、差分画像データと予測画像データを加算
し出力する。加算回路13により作成された画像データ
は、メモリアクセス制御回路41を通してフレームメモ
リ20〜22の適当なフレームメモリに書き込まれる。
更に、フレームメモリ20〜22のいずれかの画像デー
タをメモリアクセス制御回路41により画像表示順に読
み出し、表示制御回路15に送る。表示制御回路15で
は、画像データを出力形式に変換し、表示画像データを
出力する。この構成では、バッファ回路の容量が図10
に比べて増大するものの、予測画像データ作成に用いる
2枚の参照画像の読み出しを画素単位で同期させる必要
がなく、フレームメモリのアクセス制御が容易になる。
The predicted image data calculation circuit 17 calculates and outputs predicted image data from the reference image data read from the buffer circuit 12. The operation of the adder circuit 13 is the same as in FIG. 10, and the difference image data and the predicted image data are added and output. The image data created by the adder circuit 13 is written in an appropriate frame memory of the frame memories 20 to 22 through the memory access control circuit 41.
Further, the image data in any of the frame memories 20 to 22 is read out in the image display order by the memory access control circuit 41 and sent to the display control circuit 15. The display control circuit 15 converts the image data into an output format and outputs the display image data. In this configuration, the capacity of the buffer circuit is as shown in FIG.
However, it is not necessary to synchronize the reading of the two reference images used to create the predicted image data on a pixel-by-pixel basis, but the access control of the frame memory becomes easier.

【0023】また、図12に示すように、フレームメモ
リ20〜22とメモリアクセス制御回路41の間、メモ
リアクセス制御回路41とバッファ回路12の間のデー
タバス幅を2倍にすることにより、表示画像と参照画像
を同じフレームメモリから読み出さなければならない場
合でも、処理速度を低下させずに動き補償と表示が可能
となる。このときの動作タイミングを図13に示す。差
分画像データバッファ回路12、および、2組の参照画
像データバッファ回路12内のバッファメモリは、図に
示すようにマクロブロック処理単位で読み出しと書き込
みが切り替わる。参照画像データバッファ回路12より
読み出された参照画像データは、予測画像データ計算回
路17により演算され、予測画像データ計算回路出力を
得る。この結果は更に差分画像データと加算回路13に
より加算され出力される。
Further, as shown in FIG. 12, by doubling the data bus width between the frame memories 20 to 22 and the memory access control circuit 41 and between the memory access control circuit 41 and the buffer circuit 12, display is performed. Even if the image and the reference image must be read from the same frame memory, motion compensation and display can be performed without reducing the processing speed. The operation timing at this time is shown in FIG. The differential image data buffer circuit 12 and the buffer memories in the two sets of reference image data buffer circuits 12 are switched between reading and writing in macroblock processing units as shown in the figure. The reference image data read from the reference image data buffer circuit 12 is operated by the predicted image data calculation circuit 17 to obtain the predicted image data calculation circuit output. This result is further added to the difference image data by the addition circuit 13 and output.

【0024】この加算回路13の出力画像データは、メ
モリアクセス制御回路41を通して適当なフレームメモ
リに書き込まれる。このとき、図12に示すようにバス
幅を一部2倍することにより、参照画像データバッファ
メモリへの書き込み時間、すなわち、フレームメモリの
アクセス時間が1/2になる。残りの1/2の時間を表示
用画像の読み出し時間とすることにより、処理速度を低
下させることなく、動き補償と表示を行うことが可能で
ある。上述の説明では、フレームメモリが3枚の場合を
仮定して説明を行ったが、4枚以上の場合でも、メモリ
アクセス制御回路でフレームメモリを適当に選択するこ
とにより、全く同様にして処理の高速化を図ることが可
能である。
The output image data of the adder circuit 13 is written in an appropriate frame memory through the memory access control circuit 41. At this time, by partially doubling the bus width as shown in FIG. 12, the write time to the reference image data buffer memory, that is, the frame memory access time becomes 1/2. By setting the remaining 1/2 time as the readout time of the display image, it is possible to perform motion compensation and display without reducing the processing speed. In the above description, the description has been made assuming that the number of frame memories is three. However, even when the number of frame memories is four or more, the process can be performed in exactly the same manner by appropriately selecting the frame memories in the memory access control circuit. It is possible to increase the speed.

【0025】なお、上記実施例は本発明の一例を示した
ものであり、本発明はこれに限定されるべきものではな
いことは言うまでもないことである。
It is needless to say that the above embodiment shows an example of the present invention, and the present invention should not be limited to this.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、より高速に処理を行うことを可能とする動き補償
回路を実現できるという顕著な効果を奏するものであ
る。
As described above in detail, according to the present invention, a remarkable effect that a motion compensation circuit capable of performing processing at a higher speed can be realized can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る動き補償回路の第1の実施例であ
る。
FIG. 1 is a first embodiment of a motion compensation circuit according to the present invention.

【図2】実施例に係るバッファ回路の構成例である。FIG. 2 is a configuration example of a buffer circuit according to an embodiment.

【図3】図1に示す構成における動作タイミングを示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing operation timing in the configuration shown in FIG.

【図4】本発明に係る動き補償回路の第2の実施例であ
る。
FIG. 4 is a second embodiment of the motion compensation circuit according to the present invention.

【図5】図4に示す構成における動作タイミングを示す
図である。
5 is a diagram showing operation timing in the configuration shown in FIG.

【図6】本発明に係る動き補償回路の第3の実施例であ
る。
FIG. 6 is a third embodiment of the motion compensation circuit according to the present invention.

【図7】図6に示す構成における動作タイミングを示す
図である。
7 is a diagram showing operation timing in the configuration shown in FIG.

【図8】本発明に係る動き補償回路の第4の実施例であ
る。
FIG. 8 is a fourth example of the motion compensation circuit according to the present invention.

【図9】図8に示す構成における動作タイミングを示す
図である。
9 is a diagram showing operation timing in the configuration shown in FIG.

【図10】本発明に係る動き補償回路の第5の実施例で
ある。
FIG. 10 is a fifth example of the motion compensation circuit according to the present invention.

【図11】図10に示す構成における動作タイミングを
示す図である。
11 is a diagram showing operation timing in the configuration shown in FIG.

【図12】本発明に係る動き補償回路の第6の実施例で
ある。
FIG. 12 is a sixth embodiment of the motion compensation circuit according to the present invention.

【図13】図12に示す構成における動作タイミングを
示す図である。
13 is a diagram showing operation timing in the configuration shown in FIG.

【図14】従来の動き補償回路の例である。FIG. 14 is an example of a conventional motion compensation circuit.

【図15】図14に示す構成における動作タイミングを
示す図である。
15 is a diagram showing operation timing in the configuration shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 バッファ回路 13 加算回路 15 表示制御回路 17 予測画像データ作成回路 19,41 メモリアクセス制御回路 20,21,22 フレームメモリ 31 バッファメモリ 12 buffer circuit 13 adder circuit 15 display control circuit 17 predicted image data creation circuit 19,41 memory access control circuit 20, 21, 22 frame memory 31 buffer memory

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 功二 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Kudo 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Incorporated company Hitachi Ltd. Semiconductor Division

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力される動きベクトルに応じて参照画
像の該当箇所をフレームメモリから読み出して予測デー
タを作成し、入力された差分画像データに加算して得ら
れる画像データを新たな参照画像としてフレームメモリ
に書き込む動き補償回路において、 差分画像データを書き込むバッファメモリを複数持ち、
一定量の画素を処理するごとに入力データを書き込むバ
ッファメモリを切り替え、同時に、書き込み中でないバ
ッファメモリから画像データの読み出しを行うようにし
た差分画像データのバッファ回路と、 予測データを書き込むバッファメモリを複数持ち、差分
画像データと同様に一定量の画素を処理するごとに書き
込みと読み出しのバッファメモリを切り替えるようにし
た予測データのバッファ回路とを持つことを特徴とする
動き補償回路。
1. An image data obtained by reading a corresponding portion of a reference image from a frame memory according to an input motion vector to create prediction data and adding the prediction data to the input difference image data as a new reference image. In the motion compensation circuit that writes to the frame memory, has multiple buffer memories to write the difference image data,
The buffer memory for writing the input data is switched each time a certain amount of pixels is processed, and at the same time, the buffer circuit for the differential image data that reads the image data from the buffer memory that is not writing and the buffer memory for writing the prediction data are set. A motion compensation circuit having a plurality of prediction data buffer circuits, each having a plurality of buffer memories for writing and reading each time a predetermined amount of pixels are processed as in the case of differential image data.
【請求項2】 前記参照画像用フレームメモリから予測
データバッファ回路までのデータバスの幅を1画素のデ
ータ幅より大きくして、1アクセスごとに2画素以上の
予測データが作成できるようにしたことを特徴とする請
求項1記載の動き補償回路。
2. The width of a data bus from the reference image frame memory to the prediction data buffer circuit is made larger than the data width of one pixel so that prediction data of two or more pixels can be created for each access. The motion compensation circuit according to claim 1, wherein
【請求項3】 入力される動きベクトルに応じて参照画
像の該当箇所をフレームメモリから読み出して予測デー
タを作成し、入力された差分画像データに加算して得ら
れる画像データを新たな参照画像としてフレームメモリ
に書き込む動き補償回路において、 差分画像データを書き込むバッファメモリを複数持ち、
一定量の画素を処理するごとに入力データを書き込むバ
ッファメモリを切り替え、同時に、書き込み中でないバ
ッファメモリから画像データの読み出しを行うようにし
た差分画像データのバッファ回路と、 予測データの作成に用いる参照画像を書き込むバッファ
メモリを複数持ち、差分画像データと同様に一定量の画
素を処理するごとに書き込みと読み出しのバッファメモ
リを切り替えるようにした参照画像データのバッファ回
路とを持つことを特徴とする動き補償回路。
3. An image data obtained by reading a corresponding portion of a reference image from a frame memory in accordance with an input motion vector to create prediction data and adding it to the input difference image data as a new reference image. In the motion compensation circuit that writes to the frame memory, has multiple buffer memories to write the difference image data,
A buffer circuit for differential image data that switches the buffer memory that writes input data each time a certain amount of pixels is processed, and at the same time, reads the image data from the buffer memory that is not writing, and used to create prediction data. A motion characterized by having a plurality of buffer memories for writing images and having a reference image data buffer circuit that switches between writing and reading buffer memories every time a certain amount of pixels are processed, as with differential image data. Compensation circuit.
【請求項4】 前記参照画像用フレームメモリから参照
画像データバッファ回路までのデータバスの幅を1画素
のデータ幅より大きくして、1アクセスごとに2画素以
上の参照データが読み出せるようにしたことを特徴とす
る請求項3記載の動き補償回路。
4. The width of the data bus from the reference image frame memory to the reference image data buffer circuit is made larger than the data width of one pixel so that reference data of two or more pixels can be read out for each access. The motion compensation circuit according to claim 3, wherein
【請求項5】 フレームメモリ内の画像データを、表示
速度に応じて出力する回路を備えるとともに、入力され
る動きベクトルに応じて参照画像の該当箇所をフレーム
メモリから読み出して予測データを作成し、入力された
差分画像データに加算して得られる画像データを新たな
参照画像としてフレームメモリに書き込む動き補償回路
において、 予測データ作成のための読み出しと再生画像の表示のた
めの読み出しを、両者の読み出し期間が重ならないよう
に制御して、画像データを高速で読み出すことを特徴と
する動き補償回路。
5. A circuit for outputting image data in a frame memory according to a display speed is provided, and a corresponding portion of a reference image is read out from the frame memory according to an input motion vector to create prediction data, In the motion compensation circuit that writes the image data obtained by adding to the input difference image data to the frame memory as a new reference image, read for creating prediction data and read for displaying reproduced image A motion compensation circuit characterized by reading image data at high speed by controlling so that the periods do not overlap.
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