JPH08275181A - 動画像データの復号装置 - Google Patents

動画像データの復号装置

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JPH08275181A
JPH08275181A JP542596A JP542596A JPH08275181A JP H08275181 A JPH08275181 A JP H08275181A JP 542596 A JP542596 A JP 542596A JP 542596 A JP542596 A JP 542596A JP H08275181 A JPH08275181 A JP H08275181A
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image data
memory
read
motion compensation
areas
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JP542596A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Gunji
洋 郡司
Takashi Nakamoto
貴士 中本
Masuo Oku
万寿男 奥
Yukiko Midorikawa
由希子 緑川
Hironori Kojima
弘憲 小島
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】参照画像を分割して画像メモリに格納した場合
でも、読み出し位置によらず一定のアクセス時間で処理
を行うことのできる動画像データの復号装置を提供する
こと。 【解決手段】画像データの分割部に2重書き込み領域を
もち、書き込み時には当該領域を分割した両方の画像メ
モリにデータを書き込み、読み出し時には、読み出すべ
き画像データ全体が格納されているメモリ領域を選択し
て当該領域から画像データを読み出すようにメモリのア
クセスを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は動画像データの復号
装置に係わり、特に、そのメモリアクセス制御方法に係
わる。
【0002】
【従来の技術】特に、高能率符号化された動画像データ
の復号装置等において、参照画像データの読み出し、書
き込みを制御する画像メモリアクセスが必要となる。
【0003】動き補償(MC:Motion compe
nsation)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(Mov
ing Pictures Expert Group)
でも採用されている。
【0004】なお、MPEGの詳細については、下記文
献Iを参照されたい。
【0005】I 『 ISO/IEC ,”Informa
tion Technology−Generic Co
ding of Moving Pictures and
Associated Audio Informat
ion”,ISO/IECCD13818−2,199
3.11』。
【0006】図8は、前記動き補償の手法を説明するた
めの図であり、図8に示す(A)のように、前記動き補償
の手法では、送信側で、符号化を行う現時点の画面を縦
横一定画素からなるマクロブロックに分割する。
【0007】次に、各マクロブロック(例えば、図8に
示す(A))について、既に符号化されている画面の参照
画像データの中で最も差分の小さい箇所(A’)を探索
し、その画面上の位置を示す動きベクトル(B)と、(A)
と(A’)との差分画像データとを送信側から復号側へ伝
送するものである。
【0008】復号側では、参照画像データを画像メモリ
に蓄えておき、動きベクトル(B)に応じて参照画像デー
タの該当画像データを読み出し、差分画像データに加算
することにより再生画像データを得ることが可能とな
る。
【0009】即ち、復号側では、参照画像データを保持
する画像メモリを持ち、画像データ全体を保持しておく
ことが必要となる。
【0010】図9は、復号側の画像メモリを説明するた
めの図であり、図9に示すように、復号側の画像メモリ
は、画像データ全体を保持するための2つの領域(M
A,MB)を有している。すなわち、動画像データ復号
装置では、前の参照画像データの格納と、動きベクトル
に応じた画像データの読み出しと差分画像データとの加
算により得られた再生画像データの格納のため、この二
つのメモリ領域(MA,MB)が利用される。
【0011】このように、この2つの領域(MA,MB)
のいずれかには、再生された画像データが格納され、次
の画像データの参照画像データとなる。
【0012】この場合、従来は、アドレス計算が容易
で、読み出し速度も高速になるため、これらの画像デー
タの水平方向の1ラインを画像メモリ上の同一のRow
アドレスに格納していた。
【0013】なお、MPEGにおいては、再生画像デー
タの中に、参照画像データとなりえないものもあり、そ
のため、図9に示す復号側の画像メモリでは、参照画像
データとなりえない再生画像データを保持するための領
域(MC)が設けられる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】前記した如く、動き補
償の手法では、復号側に参照画像データを保持するため
の画像メモリが必要であるが、符号化される画像の大き
さが大きくなった場合、画像データの1水平ラインを同
一Rowアドレスに割り付けることが困難となる。
【0015】このため、図10に示すように、再生画像
データを水平方向に分割して、画像メモリに格納せざる
を得ない。
【0016】図10に示す例1は、画面を左右2つに分
割し、この左右2つの画像データを同一の画像メモリ内
にRowアドレスを変えて格納した例であり、図10に
示す例2は、左右2つの画像データを二つの異なる画像
メモリに格納した例である。
【0017】図10に示す例1の方法によれば、例え
ば、図11(a)に示す9word(但し、1wordが
16ビット)×17lineの画像データは、図11
(b)に示すように画像メモリ内にRowアドレスを変え
て格納されるが、動き補償時に画面を分割した境界部分
の9word×17lineの画像データを読み出す場
合には、1ラインを読み出す間に二つのメモリ領域の間
でRowアドレスをきりかえなければならない。
【0018】そのため、クロック信号に同期する同期DR
AMで画像メモリを構成した場合は図12に示すように無
駄なサイクルが必要となり、画像メモリをアクセスする
ための時間が増大し、動き補償時の処理時間が増大して
しまうという問題点があった。また、クロック信号の供
給の無い汎用DRAMで画像メモリを構成した場合も、同様
に無駄なサイクルが必要となる。
【0019】また、図10に示す例2では、1水平ライ
ンを読み出すためには、二つの異なる画像メモリの一方
から他方への切換、所謂バンク切換を行う必要が有るの
で、同様に無駄なサイクルが必要となる。
【0020】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、本発明の目的は、参照画
像データを分割して画像メモリに格納した場合でも、画
像メモリをアクセスするための時間が増大するのを防止
し、読み出し位置によらず一定のアクセス時間で処理を
行うことが可能となる技術を提供することにある。
【0021】本発明の前記目的並びにその他の目的及び
新規な特徴は、本明細書の記載及び添付図面によって明
らかとなろう。
【0022】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
【0023】(1)動き補償の際に参照画像となる画像デ
ータをメモリの複数の領域に分割して記憶し、必要に応
じてメモリの複数の領域に分割して記憶された画像デー
タを読み出すため、分割点近傍の画像データを、前記メ
モリの分割点前後の画像データが記憶される2つの領域
に二重に書き込むこと特徴とする。
【0024】(2)前記(1)の手段において、前記2つの
領域に二重に書き込むデータの水平方向のワード数が、
動き補償の際の処理単位となる画像データブロックの水
平方向のワード数の整数倍であることを特徴とする。
【0025】(3)前記(1)または(2)の手段において、
画像データ内の読み出すべきブロック全体が格納されて
いる前記メモリの分割された領域を選択して、前記選択
されたメモリの領域から画像データを読み出すことを特
徴とする。
【0026】(4)前記(3)の手段において、動き補償の
際に読み出す画像データブロックの水平方向のメモリ上
のワード数を(W)としたときに、2つの領域に二重に書
き込むデータの水平方向のワード数を(W−1)とするこ
とを特徴とする。
【0027】前記手段によれば、参照画像データは左右
に分割され各々の画像メモリ領域に格納されるととも
に、特に分割部分の左右数画素は両方の画像メモリ領域
に二重に書き込まれる。
【0028】一方、読み出し時は、この両方の画像メモ
リ領域のうち読み出すべきひとつのブロック全体が格納
されている方のメモリ領域を選択して、この選択された
一つのメモリ領域から画像データを読み出すことが可能
となる。
【0029】これにより、参照画像を左右に分割して二
つの画像メモリに格納する場合、従来では一ラインの画
像データを読み出すのに二つのメモリ領域の間でRow
アドレスの変更が必要であったのに対し、上記手段によ
れば選択されたひとつのメモリ領域からRowアドレス
を変更することなく一ラインの画像データを読み出すこ
とが可能となる。
【0030】かくして、画像メモリをアクセスするため
の時間が増大するのを防止し、読み出し位置によらず一
定のアクセス時間で処理を行うことが可能となる。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。
【0032】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
【0033】[実施例1]図1は、本発明の一実施例
(実施例1)である動画像データの復号装置の回路構成を
示す図である。
【0034】図1において、20は書き込み制御回路、
21は動き補償回路、22,23は書き込みアドレス生
成回路、24はセレクタ、25はバッファ、26は画像
メモリである。
【0035】図1に示す動き補償回路21は、送信側か
ら送信されてくる動きベクトル(前記図8に示すB)に応
じて画像メモリ26から読み出した参照画像データの中
の該当画像データと、送信側から送信されてくる差分画
像データとを加算して再生画像データ45を再生する。
【0036】この場合、参照画像データ、あるいは、再
生画像データは、画像メモリ26の画像データ全体を保
持するための2つの領域(図9に示す領域MA,MB)に
交互に格納される。例えば、より具体的には、参照画像
データが図9に示す画像メモリ26の領域MAから読み
出される時には、再生画像データは図9に示す画像メモ
リ26の領域MBに格納され、この逆の場合も有る。
【0037】尚、図1に示す動き補償回路21によって
再生された再生画像データ45は、一旦バッファ25に
蓄えられる。
【0038】すでに説明したように本実施例1のメモリ
書き込み制御回路では、1水平ラインの画像データは2
分割されて画像メモリ26に記憶される。
【0039】即ち、図2(a)に示すように、xを再生画
像データの水平座標、0<x1<x2<x0とする時、
図2(b)に示すように、再生画像データの0≦x<x2
の領域Ma1は画像メモリ26の領域Mb1に、再生画
像データのx1≦x<x0の領域Ma2は画像メモリ2
6の領域Mb2にそれぞれ書き込まれる。
【0040】従って、この場合に、再生画像データの水
平座標、x1≦x<x2の領域の画像データが画像メモ
リ26の領域Ma1、 Ma2に二重に書き込まれるこ
とになる。
【0041】図3は、図1に示す書き込み制御回路20
の処理手順を示すフローチャートである。
【0042】書き込み制御回路20は、再生画像データ
の水平座標xに基づき、図3に示すフローチャートに従
って動作する。このき込み制御回路20は専用ハードウ
ェアもしくは格納プログラムに従って動作するCPUによ
って構成されることができる。
【0043】次に、図1に示す書き込み制御回路20の
処理手順を、図3に示すフローチャートを用いて説明す
る。
【0044】まず、ステップ301で、再生画像データ
の水平座標xがx2未満かどうかを判断し、xがx2未
満でない場合には、ステップ304に進む。
【0045】また、ステップ301で、xがx2未満で
あれば、ステップ302で、セレクタ24を1側に切り
替えた後、ステップ303で、書き込みアドレス生成回
路1(22)を動作させる。
【0046】この書き込みアドレス生成回路1(22)
は、図2(b)に示す画像メモリ26の領域Mb1に再生
画像データを書き込むためのアドレスを生成する。
【0047】書き込みアドレス生成回路1(22)からセ
レクタ24を通して画像メモリ26にはアドレス43が
送られ、バッファ25には読み出しタイミング信号が送
られ、同期DRAMである画像メモリ26にバッファ25か
らの再生画像データ46がクロックに同期して書き込ま
れる。
【0048】次に、ステップ304で、再生画像データ
の水平座標xがx1以上かどうかを判断し、xがx1以
上でなければ、処理を終了する。
【0049】また、xがx1以上であればステップ30
5でセレクタ24を2側に切り替えた後、ステップ30
6で書き込みアドレス生成回路2(23)を動作させる。
【0050】この書き込みアドレス生成回路2(23)
は、図2(b)に示す画像メモリ26の領域Mb2に再生
画像データを書き込むためのアドレスを生成する。
【0051】以下、前記した場合と同様にして、画像メ
モリ26にバッファ25からの再生画像データ46が書
き込まれる。
【0052】以上の処理が終了すると、書き込み制御回
路20は信号線41を通して動き補償回路21にバッフ
ァ25への書き込み信号を出力し、次の画像データの処
理に移る。
【0053】この結果、0≦x<x1の画素は図2(b)
に示す画像メモリ26の領域Mb1のみに書き込まれ、
x2≦x<x0の画素は図2(b)に示す画像メモリ26
の領域Mb2のみに書き込まれ、x1≦x<x2の画素
はその両方の領域に書き込まれることになり、図2に示
すような書き込みが達成される。
【0054】[実施例2]図4は、本発明の他の実施例
(実施例2)である動画像データの復号装置の回路構成を
示す図である。
【0055】図4において、21は動き補償回路、25
はバッファ、26は画像メモリ、30は書き込み制御回
路、31は書き込みアドレス生成回路である。
【0056】本実施例2においても、動き補償回路21
によって作成された画像データ45は、前記実施例1と
同様一旦バッファ25に蓄えられる。
【0057】書き込み制御回路30は、作成された画像
データの水平座標xに基づき、図5に示すフローチャー
トに従って動作する。
【0058】次に、図4に示す書き込み制御回路20の
処理手順を、図5に示すフローチャートを用いて説明す
る。
【0059】まず、ステップ501で、xがx2未満か
どうかを判断し、xがx2未満でない場合には、ステッ
プ503に進む。
【0060】また、ステップ501でxがx2未満であ
れば、ステップ502で再生画像データを図2(b)に示
す画像メモリ26の領域Mb1に書き込むように書き込
みアドレス生成回路31を制御して、書き込みアドレス
生成回路31は図2(b)に示す画像メモリ26の領域M
b1に再生画像データを書き込むためのアドレスを生成
する。
【0061】書き込みアドレス生成回路31から画像メ
モリ26にはアドレス43が送られ、バッファ25には
読み出しタイミング信号が送られ、同期DRAMである画像
メモリ26にバッファ25からの再生画像データ46が
クロックに同期して書き込まれる。
【0062】次に、ステップ503で、xがx1以上か
どうかを判断し、xがx1以上でなければ、処理を終了
する。
【0063】また、xがx1以上であればステップ50
4で再生画像データを、図2(b)に示す画像メモリ26
の領域Mb2に書き込むように書き込みアドレス生成回
路31を制御して、書き込みアドレス生成回路31は図
2(b)に示す画像メモリ26の領域Mb2に再生画像デ
ータを書き込むためのアドレスを生成する。
【0064】以下、前記した場合と同様にして、画像メ
モリ26にバッファ25からの再生画像データ46が書
き込まれる。
【0065】以上の処理がすべて終了すると、書き込み
制御回路30は動き補償回路21に対してバッファ25
への書き込み信号を出力して、次の画像データの処理に
移る。
【0066】なお、前記実施例1および実施例2におけ
る画像メモリ26への書き込みは1word単位で行う
必要はなく、例えば、MPEGでは復号処理単位である
マクロブロックが16画素×16ラインからなるので、
バッファ25に16画素(8word)×16ライン分の
画像データを蓄えておき、1回の書き込み動作で16画
素(8word)を書き込むようにすることもでき、アド
レス指定等の回数が減少するため、書き込み処理に要す
る時間を短縮することができる。
【0067】この場合、図2のような書き込みを行うた
めには、x1、x2ともマクロブロックの幅16画素
(8word)の整数倍とすることが必要である。
【0068】[実施例3]図6は、本発明の他の実施例
(実施例3)である動画像データの復号装置の回路構成を
示す図である。
【0069】図6において、21は動き補償回路、26
は画像メモリ、50は読み出し制御回路、52,53は
読み出しアドレス生成回路、54はセレクタである。
【0070】本実施例3では、図2に示すように画像デ
ータを2分割にした場合について説明する。
【0071】また、動き補償の際の信号処理のために読
み出される水平方向の画素(word)数を(w)としたと
き、x2−x1≧w−1である必要があるが、本実施例
3では、x2−x1=w−1として説明する。
【0072】本実施例3の読み出し制御回路50では、
読み出す画像データブロックの位置をもとに、読み出し
アドレス生成回路1、2(52、53)のどちらを動作さ
せるかを決定する。
【0073】読み出しアドレス生成回路1(52)は図2
(b)に示す画像メモリ26の領域Mb1を読み出すアド
レスを生成する回路であり、読み出しアドレス生成回路
2(53)は図2(b)に示す画像メモリ26の領域Mb2
を読み出すアドレスを生成する回路である。
【0074】本実施例3では、読み出すブロックの左端
の水平座標をxとしたとき、x<x1ならば読み出しア
ドレス生成回路1が、x≧x1ならば読み出しアドレス
生成回路2が動作するようにする。
【0075】このようにすると、x<x1のときには読
み出す範囲はx〜(x+w)<x2となり、図2(b)に示
す画像メモリ26の領域Mb1のみで読み出しが行うこ
とができる。
【0076】同様にx≧x1ならば、読み出すすべての
画像データが図2(b)に示す画像メモリ26の領域Mb
2に書き込まれているので、両者にアクセスがまたがる
ことなく参照画像データを読み出すことが可能となる。
【0077】この結果、参照画像を分割して画像メモリ
26に格納する場合でも、分割しない場合と同等の所要
時間で動き補償のための画像データの読み出しを行うこ
とができる。
【0078】[実施例4]図7は、本発明の他の実施例
(実施例4)である動画像データの復号装置の回路構成を
示す図である。
【0079】図7において、21は動き補償回路、26
は画像メモリ、60は読み出し制御回路、61は読み出
しアドレス生成回路である。
【0080】本実施例4が、前記実施例3と相違する点
は、セレクタ54を削除するとともに、2個の読み出し
アドレス生成回路(52,53)を、1つの読み出しアド
レス生成回路61に置き換え、読み出しアドレス生成回
路61で画像メモリ26の2つの領域を読み出すように
した点である。
【0081】なお、その他の点は、前記実施例3と同様
であるので、その詳細な説明は省略する。
【0082】本実施例4の読み出し制御回路60では、
読み出す画像データブロックの位置をもとに、読み出す
ブロックの左端の水平座標をxとしたとき、x<x1な
らば図2(b)の領域Mb1を読み出すように、x≧x1
ならば図2(b)の領域Mb2を読み出すように、読み出
しアドレス生成回路61に指定する。
【0083】これにより本実施例4でも、x<x1のと
きには読み出す範囲はx〜(x+w)<x2となり、図2
(b)に示す画像メモリ26の領域Mb1のみで読み出し
が行うことができる。
【0084】同様にx≧x1ならば、画像データが図2
(b)に示す画像メモリ26領域Mb2に書き込まれてい
るので、両者にアクセスがまたがることなく参照画像デ
ータを読み出すことが可能となる。
【0085】この結果、参照画像を分割して画像メモリ
26に格納する場合でも、分割しない場合と同等の所要
時間で動き補償のための画像データの読み出しを行うこ
とができる。
【0086】一般に、例えば、MPEGにも見られるよ
うに、再生画像データの中には、後の画像の参照画像と
なりうるものと、参照画像となりえないものとがある。
【0087】この場合、後の画像の参照画像となりえな
い再生画像データは、図9に示すように、画像メモリ2
6の、後の画像の参照画像となりうる再生画像データが
記憶される領域MA,MBとは異なる領域MCに記憶される
が、参照画像となるかどうかにかかわらず前記したよう
なメモリアクセス制御を行うことにより、アクセス制御
回路が共通化できる。
【0088】一方、参照画像となりえない画像データに
ついては、前記した2重書き込みをしないようなアクセ
スとすると、画像データの格納にもちいる画像メモリ2
6の量を減少させることができる。
【0089】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ること
は言うまでもない。
【0090】例えば、上述の実施例では再生画像データ
は左右二つに分割されて、一つのメモリアレイの上下に
Rowアドレスを変えて格納されたが、この左右の二つの
分割画像データは図10の例2に示すように二つのメモリ
バンクにバンクアドレスを変えて格納され、この場合に
1水平ラインを読み出すために所謂バンク切換を行う必
要が無くなることは言うまでも無い。
【0091】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。
【0092】本発明によれば、参照画像を分割して画像
メモリに格納した場合でも、画像メモリをアクセスする
ための時間が増大するのを防止し、読み出し位置によら
ずアクセス時間が一定とすることが可能となる。
【0093】これにより、動き補償時の処理時間が増大
するのを防止して、動き補償処理の高速化が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例(実施例1)である動画像デー
タの復号装置の回路構成を示す図であり、書き込み動作
を示す図である。
【図2】本実施例1における画像データを格納する画像
メモリの格納領域の一例を示す図である。
【図3】図1の動画像データの復号装置の書き込み動作
の処理手順を示すフローチャートである。
【図4】本発明の他の実施例(実施例2)である動画像デ
ータの復号装置の回路構成を示す図であり、書き込み動
作を示す図である。
【図5】図4の動画像データの復号装置の書き込み動作
の処理手順を示すフローチャートである。
【図6】本発明の他の実施例(実施例3)である動画像デ
ータの復号装置の回路構成を示す図であり、読み出し動
作を示す図である。
【図7】本発明の他の実施例(実施例4)である動画像デ
ータの復号装置の回路構成を示す図であり、読み出し制
御回路の他の例を示す図である。
【図8】動き補償の手法を説明するための図である。
【図9】動き補償の手法を採用した場合における、復号
側の画像メモリを説明するための図である。
【図10】従来方式による画像データの画像メモリ格納
方法を説明するための図である。
【図11】従来方式による画像データの読み出しを説明
するための図である。
【図12】従来方式による画像データ読み出しのタイミ
ングを説明するための図である。
【符号の説明】
20,30…書き込み制御回路、21…動き補償回路、
22,23,31…書き込みアドレス生成回路、24,5
4…セレクタ、25…バッファ、26…画像メモリ、5
0,60…読み出し制御回路、52,53,61…読み
出しアドレス生成回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥 万寿男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内 (72)発明者 緑川 由希子 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 小島 弘憲 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】参照画像データを格納するメモリと、 差分画像データと上記メモリより動きベクトルに応じて
    読み出した参照画像データとを加算して再生画像データ
    を生成する動き補償回路と、 上記動き補償回路から生成された上記再生画像データを
    上記メモリに書き込む際のアドレスを生成するアドレス
    生成回路とを具備してなり、 上記参照画像データを上記メモリの少なくとも二つのメ
    モリ領域に分割されて格納し、 上記参照画像の上記メモリでの分割の近傍の参照画像デ
    ータが上記二つのメモリ領域に二重に書き込まれる如く
    分割の近傍の参照画像データに関して上記アドレス生成
    回路はアドレスを生成することを特徴とする動画像デー
    タの復号装置。
  2. 【請求項2】前記2つのメモリ領域に二重に書き込む画
    像データの水平方向のワード数が、動き補償の際の処理
    単位となる画像データブロックの水平方向のワード数の
    整数倍であることを特徴とする請求項1に記載の動画像
    データの復号装置。
  3. 【請求項3】上記2つのメモリ領域から読み出すべき画
    像データの全情報が格納されているメモリ領域を選択し
    て、前記選択されたメモリの領域から画像データを読み
    出す如く上記アドレス生成回路はアドレスを生成するこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2に記載の動画像
    データの復号装置。
  4. 【請求項4】動き補償の際に読み出す画像データブロッ
    クの水平方向のメモリ上のワード数を(W)とした時に、
    上記2つのメモリ領域に二重に書き込むデータの水平方
    向のワード数が(W−1)であることを特徴とする請求項
    1ないし請求項3のいずれか1項に記載の動画像データ
    の復号装置。
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