JPH08503581A

JPH08503581A - Ｄｃｔ圧縮／圧縮解除アルゴリズムの並列符号化／復号方法

Info

Publication number: JPH08503581A
Application number: JP6509352A
Authority: JP
Inventors: ラファエルリッター; アーロンギル; イサークシェンバーグ
Original assignee: ゾーランコーポレイション
Priority date: 1992-10-02
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 1996-04-16
Also published as: WO1994008428A1; EP0663133A1; US5379070A; EP0663133A4

Abstract

(57)【要約】ＤＣＴ及びＩＤＣＴアルゴリズムを使用する符号化及び復号の速度を、符号化及び復号装置を並列に動作させることによって高める。画像データのフレームは垂直にスライスされ、各スライスは専用の符号化装置によって操作され、符号化されたスライスデータは連結されて、符号化されたデータのフレームに形成される。復号の速度は、複数の復号装置を各デコーダと並列に使用することによって増加され、各デコーダは全ての符号化されたデータ流を通過させるハフマンデコーダ及び係数量子化解除装置を有している。割当てられたデータのブロックだけが各デコーダ内のＩＤＣＴユニットによって操作される。各デコーダ装置は割当てられたデータのブロックを操作するための複数のＩＤＣＴユニットを有することができる。

Description

【発明の詳細な説明】ＤＣＴ圧縮／圧縮解除アルゴリズムの並列符号化／復号方法発明の背景本発明は、一般的には離散余弦変換（ＤＣＴ）をベースとするデータ圧縮及び圧縮解除に関し、特定的には本発明は、これらのアルゴリズムを実現する際の符号化及び復合動作の速度を高めることに関する。画像圧縮は、デジタル化された画像の大量のデータを縮小し、便利に且つ経済的に蓄積するために、及び制限された帯域幅を有する通信回路網を通して伝送するために使用される。画像圧縮技術は、デジタル静止ビデオカメラ、カラースキャナ、カラープリンタ、カラーファクシミリ装置、コンピュータ、及びマルチメディアにおいて重要である。合同写真専門家グループ（joint photographic experts group；ＪＰＥＧ）は、種々の静止画像応用に使用するためのカラー画像データの圧縮標準、及び圧縮標準の後の原案を確立している。この圧縮は、画像の離散したブロックを操作するＤＣＴをベースとするプロセスを使用する。次いで、例えば鮮明度に対するしきい値の測定に基づいてＤＣＴ係数を量子化する。符号化する場合には、最低空間周波数を表す係数が低い指標に集中する傾向を持ち、またＤＣ成分がジグザグ内で数０となるようなジグザグシーケンスを使用して、ＤＣＴ係数の８×８画素アレイを一次元リストに再編成する。量子化されたＡＣ係数は、ハフマンコーダを使用して符号化される。最後に、ＪＰＥＧデータに互換性を与えるためのビット及びバイト充填物と共に、見出し及びマーカが圧縮されたファイル内に挿入される。図１に、ＪＰＥＧベースライン圧縮アルゴリズムを示す。圧縮されたデータは、蓄積するか（電子静止カメラにおけるように）、もしくは帯域幅が制限された通信回路網を通して効率的に伝送することができる。画像を再構成するには逆のプロセスが必要になる。即ち見出し及びマーカを抽出し、ハフマンコードを復号し、係数を量子化解除し、そしてこれらの係数に対して逆ＤＣＴ（ＩＤＣＴ）操作を遂行する。 Zoran Corporationは、図２に示されている離散余弦変換（ＤＣＴ）プロセッサZR36020、及び画像圧縮コーダ／デコーダZR36040を含む画像圧縮用のチップセットを開発した。このチップセットは、連続トーンカラーもしくは単色画像の高品質圧縮アルゴリズムを使用している。ＤＣＴプロセッサは８×８画素に対する順及び逆の両離散余弦変換計算を行い、一方コーダ／デコーダは画像圧縮アルゴリズムの量子化、量子化解除、ハフマン符号化及び復号を行うようになっている。このチップセットは高品質画像を再構成する能力を維持しながら、画像データ内の統計的な冗長性を除去することによって、デジタル画像を蓄積し、伝送するのに必要な大きいデータサイズを縮小化している。例えばデジタル静止ビデオカメラにおいてこのチップセットは、22の768×480画素の画像を蓄積するために24 Ｍバイトのハードディスクの代わりに、１Ｍバイトのソリッドステートメモリカードを使用している。またこのチップセットは、標準の9600ビット／秒の電話回線を通して768×480画素の画像を伝送するのに必要な時間を15分から40秒まで短縮している。このチップセットは、デジタル静止ビデオカメラ、カラービデオプリンタ、固定ビットレート画像伝送装置、安全保証システム、及び費用感応（もしくはコストセンシティブ）画像圧縮システムに使用するように最適化されている。係数の量子化は、量子化表を使用することによって行われる。圧縮比は、量子化表を均一な倍率を用いて基準化することによって制御される。大きい倍率は高圧縮比をもたらし、その逆もまた真である。倍率を決定するメカニズムは、２回のパスを使用することによっている。画像を通る第１のパスは、初期倍率（ＩＳＦ）を使用して行われる。量子化表はこの初期倍率を用いて基準化される。量子化されたＤＣＴ係数を符号化するのに要するコードボリュームは、ハフマン表（ＡＣＶデータ）を使用してこのパス中に累積される。このコードボリュームは、爾後に画像の活動の尺度として使用される。画像圧縮は、大量のデータを高データレートで処理することが多い。データを符号化する時と、データを復号する時の処理システムからの要求は莫大であり、画像内の画素の数につれて線形に増大する。統計をとるためにデータを通る２以上のパスを必要とする場合には、これらの要求は符号化の方が復号よりも多くなる。符号化時間は、画像を通るパスの数につれて線形に増大する。処理速度を高める一つの方法は、より多くのハードウェアを有し、またデータをより速く処理するようになっているより複雑な装置を製造することである。しかしながら、より複雑な装置は高価であり、低速応用には実際的ではなく、そして多分現時点では実現することは不可能である。本発明は、標準レートのシステムに対して独立的に動作することが可能で、複数の装置の並列動作を支援する最小機能を含む装置を提供することを目的としている。発明の概要本発明によれば、ＤＣＴをベースとするアルゴリズムを実現する際の符号化及び復号速度は、独立的に、もしくは並列に動作可能な符号化及び復号機能ユニットによって高められる。ある画像内の画素の数が、指定された時間内に単一の装置によって圧縮するには多過ぎる場合、その画像はＮに等しい数の垂直スライスに分割される。スライスの数は、画素の数及び必要な処理能力に依存する。各スライスは分離した装置によって符号化され、圧縮されたＮファイルは併合されて単一のＪＰＥＧに形成される。適切な動作を保証するために、全垂直スライスの全行の終わりに再始動マーカが挿入される。並列に動作させ得る装置の数を制限する要因の一つは、各垂直スライスの全ＭＣＵ（最小コード単位）行の終わりの再始動マーカを原因とするオーバヘッドである。並列動作を可能ならしめるために、装置には３つの機能が付加される。これらの機能によって、装置はＪＰＥＧ（ＤＣＴ）標準に従って部分的に圧縮された異なるファイルを作成し、再始動を適切に処理し、そして垂直スライス境界を同期させることができる。圧縮されたデータを復号する際の復号速度を増加させるために、単一の装置は並列ＩＤＣＴ機能ユニットを含むことができる。圧縮後は殆どのＤＣＴ係数が０になり、また圧縮されたファイル内のビットの合計数は少なくなるから、圧縮されたファイル内のデータは元のファイル内のデータよりも少ない。ＩＤＣＴを除く殆どの圧縮解除プロセス（即ち、ハフマン復号、直流係数生成、及び量子化解除）は、非０の量子化された係数の数に比例する。従って各装置は、画素の数に比例し非０の係数の数には比例しないＩＤＣＴ関数を除いて、圧縮されたファイルの全てを実際に復号することができる。ＩＤＣＴ機能はダイスサイズの点から見れば低費用であるから、複数のＩＤＣＴ機能ユニットを各復号装置内に含ませることができる。本発明、及びその目的及び特色は、以下の添付図面に基づく詳細な説明から明白になるであろう。図面の簡単な説明図１は、圧縮／圧縮解除アルゴリズムを示す機能ブロック線図である。図２は、図１のアルゴリズムを実現する装置の機能ブロック線図である。図３は、４つの垂直スライスに分割された圧縮信号メモリを示す図である。図４は、本発明の一実施例に従って並列に動作する４つの装置を使用する信号圧縮を示す図である。図５は、符号化されたデータを圧縮解除するために本発明の別の実施例に従って並列に動作する２つの装置の機能ブロック線図である。図６は、本発明に従って並列に動作する２つのＩＣＤＴ機能ユニットを有するデコーダ装置の機能ブロック線図である。例示実施例の詳細な説明前述したように、図１はＤＣＴ／ＩＤＣＴ圧縮アルゴリズムの機能ブロック線図であり、図２はZR36020ＤＣＴプロセッサ及びZR36040コーダ／デコーダを含む Zoran画像圧縮チップセットの機能ブロック線図である。画像内の画素の数が、指定された時間内に単一の装置によって圧縮するには多過ぎる場合、その画像は、（図３に示す４つの垂直スライスのように）Ｎに等しい数に垂直に分割される。スライスの数は、画素の数及び必要処理時間に依存する。各スライスは分離した装置によって符号化され、圧縮されたＮファイルは単一のＪＰＥＧファイルに併合される。適切な動作を保証するために、全垂直スライスの全ＭＣＵの終わりに「再始動」マーカが挿入される。２つの要因が、並列化し得る装置の数を制限する。即ち、第１の要因は各垂直スライスの全ＭＣＵ行の終わりの「再始動」マーカを原因とするオーバヘッドであり、第２の要因はシステムがこれらの圧縮されたフィアル部分を如何に速くＪＰＥＧファイルに連結することができるかである。例えば、1024の列を有する画像を１ビット／画素に圧縮する４つの並列装置は、約1.5％のコードオーバヘッドを発生する。並列動作を可能にするために、装置には３つの機能が付加される。これらの機能によって、装置はＪＰＥＧ標準に従って部分的に圧縮された異なるファイルを作成し、再始動を適切に処理し、そして垂直スライス境界を同期させることができる。スライス境界は、ＭＣＵ境界上になければならない。各装置は１つの垂直スライスを処理し、小さい多くの（各ＭＣＵ毎に１つの）圧縮されたファイルセグメントを生成する。圧縮されたファイルセグメントは、それらから単一ＪＰＥＧファイルを生成するために適切な順番で互いに連結される。この順番は、各垂直スライスの第１のファイルセグメント（最も左のファイルセグメント）から始まって各垂直スライスの第２のファイルセグメント等々と続き、最後が画像の最後のＭＣＵ行を表す最後のファイルセグメントであるようになっている。ファイルセグメントをＤＣ成分とは無関係に処理し、圧縮された異なるファイルセグメントを容易に連結するのを保証するために、新しいＭＣＵ行が開始されるのに先立って、全垂直スライスの全ＭＣＵの終わりに「再始動」マーカが付加される。図４は、図３に示すような４つの並列装置を有するシステムを示す。装置を並列にするのに必要な、正しく部分圧縮されたファイルセグメントを作ることを可能にするために、装置には３つのメカニズムが付加されている。１）符号化されたデータフォーマット。圧縮されたファイルセグメントのフォーマットを決定する２ビット。左側の垂直スライスのための１つのフォーマットと、右側の垂直スライスのための１つのフォーマットと、他の全ての垂直スライスのための１つのフォーマットの合計３つのフォーマットが存在する。画像の左側垂直スライス。装置は、標準ＪＰＥＧファイルにおけるように、ＳＯＩ（画像の開始）マーカ、表に特定のもしくは雑マーカ、及びＳＯＦ（フレームの開始）マーカセグメントを配置する。各走査の始めに、より任意選択的なマーカセグメントを挿入し、次いでＳＯＳ（走査の開始）マーカセグメントを付加することができる。適切な動作を保証するために正しいＲＩ（再始動間隔）でＤＲＩ（限定された再始動間隔）マーカを付加しなければならない。ＭＣＵ行当たりのＭＣＵの数は、ＲＩの整数倍でなければならない。簡易さを達成するために、ＲＩは各スライス内のＭＣＵ行内のＭＣＵの数に等しくすべきである。並列装置の数と垂直スライス番号（最も左のスライスが“０”）とに依存する正しい「再始動」計数（走査の終わり（最後のＭＣＵ行の終わり）のＲＳＴを含む）が右位置に挿入される。ＲＳＴ計数は、第１のＭＣＵ行の“０”から始まり、並列装置の数に合わせて増数（インクリメント）される。ＤＮＬ（線数限定）もしくはＥＯＩ（画像の終わり）マーカは、最後の圧縮されたファイルセグメントの終わりに保管されない。画像の“中間”垂直スライス。装置は、ＳＯＩマーカ、任意選択的マーカセグメント、及びＳＯＦ及びＳＯＳマーカセグメントを第１ファイルセグメントの始まりに配置しない。マーカセグメント自体は第１の圧縮されたファイルセグメントに付加されないが、再始動メカニズムはＤＲＩマーカに基づいて動作可能にされなければならない。並列装置の数及び垂直スライス番号（最も左の中間垂直スライスが“１”で、最も右の中間垂直スライスが“Ｎ−２”）に基づく正しい「再始動」計数（走査の終わり（最後のＭＣＵ行の終わり）にＲＳＴを含む）が右位置に挿入される。ＲＳＴ計数は、左側のスライスの“１”及び右側のスライスの“Ｎ−２”から始まり、並列装置の数に合わせて増数される。ＤＮＬ（線数限定）もしくはＥＯＩ（画像の終わり）マーカは、最後の圧縮されたファイルセグメントの終わりに保管されない。画像の右側垂直スライス。この装置は、ＳＯＩマーカ、任意選択的マーカセグメント、及びＳＯＦ及びＳＯＳマーカセグメントを第１ファイルセグメントの始まりに配置しない。マーク自体は第１の圧縮されたファイルセグメントに付加されないが、再始動メカニズムはＤＲＩマーカに基づいて動作可能にされなければならない。並列装置の数及び垂直スライス番号（最も右のスライスが“Ｎ−ｌ ”）に基づく正しい「再始動」計数（走査の終わり（最後のＭＣＵ行の終わり）にＲＳＴを含まない）が右位置に挿入される。ＲＳＴ計数は、第１のＭＣＵ行の “Ｎ−１”から始まり、並列装置の数に合わせて増数される。もし必要ならばＤＮＬ（線数限定）、及びＥＯＩ（画像の終わり）マーカが最後の圧縮されたファイルセグメントの終わりに保管される。２）システム内の装置番号（装置番号は垂直スライス番号である）及び並列装置の数は、「再始動」メカニズムを正しく実現するために装置にプログラムしなければならない。ＲＳＴ数は、全ＭＣＵ行の終わりに（１ではなく）装置の数を付加することによって計算される。初期ＲＳＴ数は、最も左の装置番号を０、最も右の装置番号をＮ−１とする装置番号である。３）種々の圧縮されたファイルセグメントの適切な連結を保証するためにフラッシュメカニズムが付加される。全ＭＣＵ行の終わりに、装置は、次のＭＣＵ行の符号化が開始可能になる前に、その内部コードバッファを空にしなければならない。全ての内部バッファを空にした後に装置はシステムに通告し、そして全ての装置がそれらのバッファを空にした後に限って全ての垂直スライス内の次のＭＣＵ行の圧縮を開始することができる。これを改良したものがデュアルコードバッファである。デュアルコードバッファでは、フラッシュの後に第１のバッファを空にしながら符号化が第２のバッファに継続されるので、２つのＭＣＵ行が互いに分離されるようになる。多重チップシステムは、他のシステムによって生成されたファイルを含むどのようなＪＰＥＧ互換可能なファイルも復号することができる。符号化プロセスに要求される特別な「再始動」マーカは、復号プロセスには必要ではない。圧縮後の殆どのＤＣＴ計数は０になり、また圧縮されたファイル内のビットの合計数は少なくなるから、圧縮されたファイル内のデータは元のファイル内のデータより少ない。ＩＤＣＴを除いて殆どの圧縮解除プロセス（ハフマン復号、直流係数生成及び量子化解除）は非０の量子化された計数の数に比例するので、各装置は、画素数に比例し非０計数の数には比例しないＩＤＣＴ部分を除いて、全ての圧縮されたファイルを実際に復号することができる。各装置は圧縮されたファイル全体を読み取り、それをハフマン復号して異なるファイルから正しく量子化されたＤＣ係数を生成する。このプロセスは非０の量子化された係数の数に対する計算努力に比例する。次の段階は種々のブロックを異なる装置に割当てることである。後述するように各ブロックには特定の装置が割当てられる。各装置はそれに割当てられた係数ブロックを量子化解除し、これらのブロックに対して逆ＤＣＴ変換を遂行し、そして画像の画素を生成する。全てのブロックに対してハフマン復号及び異なるファイルからのＤＣ抽出だけを遂行しなければならない。残りのプロセスは各装置において、この装置に割当てられているブロックに対してのみ遂行される。プロセスのこの部分を圧縮されたファイルに対して遂行しなければならないことが、復号のために達成できる並列数を制限する要因である。殆どの量子化された係数が０であるので、並列動作を達成できるのである。図５に２並列装置を有するシステムを示す。並列に接続できるユニットの最大数は、ＩＤＣＴを遂行するのに必要な計算時間と、ハフマン及びＤＣ復号プラス（＋）量子化に要する時間との比によって与えられる。前述したように、これは画素の数と、非０の量子化された係数の数との比によって近似される。この比は、各ユニットにおけるハフマン復号の速度を増加させることによって更に改善することができる。圧縮されたファイルを２以上の装置によって正しく復号できるようにするために、標準デコーダには４つのメカニズムが付加されている。１）ブロック分配処理。この機能は、量子化されたＤＣを抽出した後に、ハフマン復号されたブロックを異なる装置へ分配するのを制御する。これを支援するために、３つのレジスタが付加される。スペース−０。このレジスタは、符号化されたデータの復号を装置が開始する時に、もしくはスペース−１ブロックを装置がスキップした後に、如何に多くのブロックを装置がスキップしたかを限定する。スキップされたブロックはＩＤＣＴプロセスを受けることなく、ハフマン復号、ＤＣ係数抽出、及び任意選択的な量子化解除の内部処理を受ける。幅。このレジスタは、スペース−０ブロックを装置がスキップした後に、装置が量子化解除及びＩＤＣＴを含む全プロセスを通して如何に多くのブロックを走らせたかを限定する。スペース−１。このレジスタは、「幅」ブロックを装置が処理した後に、如何に多くのブロックを装置がスキップしたかを限定する。スキップされたブロックはＩＤＣＴプロセスを受けることなく、ハフマン復号、ＤＣ係数抽出、及び任意選択的な量子化解除の内部処理を受ける。通常は、上記３つのパラメタの合計は１つのＭＣＵに等しいが、若干の場合にはＭＣＵの分数もしくは倍数でもあり得る。またそれらの合計は全ての装置において等しく、この合計は全ての装置からの全ての「幅」の合計に等しい。２）緩衝メカニズム。達成可能な最大並列数は、画像の画素の数を、圧縮されたファイル全体内の非０の量子化された係数の数で除した値である。この場合並列にされる装置の最大数は、ハフマン復号における並列要因によって増加される。もし何等の緩衝をも行わずに画素ブロックを連続的に流したいのであれば、最大並列数はブロック（６４）内の画像の画素の数を、ブロック内の非０係数の最大数で除した値である。Ｋブロックの緩衝を付加すると、Ｋ＊64を、ブロック内の非０係数の最大数で除した値まで並列が可能になる。従って、バッファを付加して画素ストリームに若干の不連続性を与えることによって、並列する装置の数を増加させることができる。３）圧縮されたファイルの読取り同期。Ｎ装置の全てが同一の源から同一の圧縮されたファイルを読取るから、同期メカニズムを設けなければならない。これは、２つの信号を使用して行われる。即ち、内部コードバッファを監視し、バッファがＬバイト（Ｌはプログラム可能であり、実施自体に依存する）より大きいバイトで満たされた後に活動化される出力「フル」（full）信号と、圧縮されたファイルから将来読取りを防ぐ入力「レディ」（ready）信号とである。圧縮されたファイル読取り動作は１つの装置だけによって制御され、全ての「フル」信号をＮＯＲすることによって「レディ」信号が生成される。このメカニズムにより、システムは並列装置の全てを制御する１つの装置によって制御される１つの圧縮されたファイルを有することができる。４）画素バス同期。走査がブロック交互配列され、同一ＭＣＵの全ての成分が画素バス上に一緒に現れることをシステムが要求する場合には、装置内部での各ブロックの処理時間が異なり得るので同期メカニズムを付加しなければならない。これは、２つの信号を使用する圧縮されたファイル読取りと類似手法で行われる。即ち、画素の全ブロックの準備が整うとセットされる出力「レディ」信号と、新しい画素ブロックの送り出しを防ぐ入力「停止」信号とを使用するのである。全ての出力「レディ」信号をＮＡＮＤして全ての装置のための同一の「停止」信号を生成することができる。このメカニズムは、ブロックの準備が整わない限り、次のブロックが全ての装置から出力されるのを阻止する。上述した機能に加えて、復号プロセスの効率的な動作を保証するために、２つの付加的な機能が復号プロセスに付加される。これらの機能によって、エンコーダはブロック当たりの非０係数の最大数、及びブロック当たりのビットの最大数を制限することができる。それらを特定の限界にセットすることによって、非０係数が多過ぎるか、もしくはビットが多過ぎるブロックが原因のスローダウンを生ずることなく効率的な並列動作を保証することができる。これらを付加したことによる圧縮解除された画像の質に及ぼす影響は、限界が極めて小さい場合を除いて無視することができ、殆どの場合画像の質の低下が目立つ程ではない。従って、復号プロセスは以下の通りである。１）圧縮されたファイル全体が全ての並列装置によってハフマン復号され、全てのブロックの非０の量子化された係数が生成される。２）異なるＤＣ値から、全ての並列装置によって全てのブロックのためのＤＣ量子化された係数が生成される。この段階の後は、全てのブロックは互いに独立するので、ブロックの全てのさらなる処理を独立的に遂行することができる。３）将来処理のために種々のブロックが特定装置に（各ブロックが１つの装置に）割当てられる。４）特定のブロックが割当てられている装置によってブロック内の全ての非０の量子化された係数が量子化解除される。この段階においても、ブロック内の非０の量子化された係数の数に比例し、画素の数には比例しないが、全てのブロックが独立しているので全てのブロックをそれ以上並列処理する必要はない。５）特定のブロックが割当てられている装置によって全ブロックのＩＣＤＴが遂行される。６）システムは、ブロックを画像の画素の１つのストリームに組合せてラスタ化する。実際面では多少の差はあるが、並列復号オプションと同じ想定に基づいて復号速度を増加させることができる。図６は復号速度を二重に改善する装置のブロック線図である。このオプションの主な差及び長所は、並列装置を必要としないこと、及び復号速度の増加が１つの装置だけを使用して達成されることである。これは、「スペース」及び「幅」パラメタ、及び同期メカニズムを必要としないことを意味する。それでも前例と全く同様に、緩衝は必要である。この解決法における最大の速度増加はハードワイヤードであり、装置を設計する時に限定しなければならない。速度を増加させるために必要であり、且つ速度増加に対して線形である特別のハードウェアは、ＩＤＣＴエンジン及び出力画素バスの数である。復号速度を100％増加させる毎に、特別なＩＤＣＴエンジンを付加しなければならず、また内部バッファを有する特別な画素バスを付加しなければならない。これは、ＩＤＣＴエンジンのための内部ハードウェアをより多くし、特別バスのためのピンをより多くすることを意味している。ＩＤＣＴの付加は、第１のＩＤＣＴに対して外部ＩＤＣＴを付加し、画素バスの代わりに付加的な係数バスを設けることによっても解決することができる。それでも特別出力バス（この場合係数バス）及びバッファは必要であり、それらの数は復号速度が増すにつれて増加する。図５、６の実施例に示した２つの復号計画を組合せる、即ち１つのＤＣＴ及び１つのバスを有する基本装置に、Ｎ−１のＩＤＣＴ（もしくは外部ＩＤＣＴ）を付加することによってＮの速度改善を実現する１つの装置にすることができる。この装置（もしくは、もし若干の特別ＩＤＣＴが外部ＩＤＣＴであれば、複数の装置）をＭ並列接続すれば、合計ＭＮの速度改善を得ることができる。Ｍ及びＮは、非０の量子化された係数の数によって決まる限界までならば、どのような組合せであってもよい。以上に動作速度を高めたＤＣＴを基とする圧縮／圧縮解除アルゴリズムのための多重装置符号化／復号を説明した。本発明を特定実施例に関して説明したが、この説明は本発明を例示するためのものであって本発明を限定する意図はない。当業者ならば、請求の範囲に限定される本発明の真の思想及び範囲から逸脱することなく種々変更及び応用を考案できよう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９４年６月２２日【補正内容】請求の範囲１．離散余弦変換（ＤＣＴ）圧縮アルゴリズムを使用して画像フレームのための画像データを符号化する方法において、（ａ）複数（Ｎ）の符号化装置を準備する段階と、（ｂ）上記画像データの各フレームを複数（Ｎ）の垂直スライスに分割する段階と、（ｃ）上記垂直スライスの１つ１つを上記符号化装置の関連する各符号化装置に割当てる段階と、（ｄ）上記複数の装置を並列に動作させて符号化されたスライスデータを同時に供給する段階と、（ｅ）上記符号化されたスライスデータを連結して上記画像フレームから符号化されたデータを構成する段階を備えていることを特徴とする画像データを符号化する方法。２．上記符号化されたスライスデータは、部分的な圧縮されたファイルセグメントからなり、各セグメントは左、中間、及び右垂直スライスを識別するコードを含む請求項１に記載の方法。３．左垂直スライス符号化されたデータフォーマットは、画像の開始マーカ、フレームの開始マーカ、走査の開始マーカ、限定された再始動間隔（ＤＲＩ）マーカセグメント、表指定及び雑マーカセグメント、及び再始動マーカを含み、中間垂直スライス符号化されたデータフォーマットは、再始動番号数を含み、右垂直スライス符号化されたデータフォーマットは、再始動マーカ、及び画像の終わりマーカを含む請求項２に記載の方法。４．上記画像データは上記垂直スライス内の複数の行に配列され、各行は複数の最小コード単位を含み、全ての上記符号化装置は同一行内の割当てられたスライスを操作する請求項３に記載の方法。５．上記各符号化装置は各行毎の符号化されたスライスセグメントを供給し、上記各行毎の符号化されたスライスセグメントは伝送のために、及び蓄積のために連結される請求項４に記載の方法。６．上記画像データは上記垂直スライス内の複数の行に配列され、各行は複数の最小コード単位を含み、全ての上記符号化装置は同一行内の割当てられたスライスを操作する請求項１に記載の方法。７．上記各符号化装置は各行毎の符号化されたスライスセグメントを供給し、上記各行毎の符号化されたスライスセグメントは伝送のために、及び蓄積のために組合される請求項６に記載の方法。８．画素データのフレームを得るために、逆離散余弦変換（ＩＤＣＴ）圧縮解除アルゴリズムを使用して符号化された画像データのフレームを復号する方法において、（ａ）複数（Ｎ）の復号装置を準備する段階と、（ｂ）各装置が１つのフレーム内の全ての上記符号化された画像データを受信し、ハフマン復号して上記フレーム内の上記符号化された画像データのブロックのための量子化されたＤＣ係数を生成する段階と、（ｃ）上記各復号装置内において、全てのデータのブロックの上記量子化されたＤＣ係数を、割当てられた復号装置における各ブロックに対するＩＤＣＴ圧縮解除アルゴリズムの実行を含めて同時に復号し、それによって画像の画素データを生成する段階と、（ｄ）上記全てのブロックのための上記画像画素データを組合せて画素データのフレームを供給する段階を備えていることを特徴とする画像データを復号する方法。９．圧縮されたデータを上記復号装置によって同期読取りする段階をも含み、上記同期読取り段階は、上記復号装置の１つの内部コードバッファが一杯なった時にフル信号を生成する段階と、全ての上記復号装置からのフル信号に対してＮＯＲ機能を遂行することによって出力レディ信号を生成する段階とを含み、上記レディ信号によって上記圧縮されたデータからの読取り動作を阻止する請求項８に記載の方法。 10．画素バス同期段階をも含み、上記画素バス同期段階は、復号された画素の全ブロックの準備が整った時に上記各復号装置において出力レディ信号を生成する段階と、全ての出力レディ信号に対してＮＡＮＤ機能を遂行することによって入力停止信号を生成する段階とを含み、上記入力停止信号は復号された画素ブロックの送り出しを阻止する請求項９に記載の方法。 11．画素バス同期段階をも含み、上記画素バス同期段階は、復号された画素の全ブロックの準備が整った時に上記各復号装置において出力レディ信号を生成する段階と、全ての出力レディ信号に対してＮＡＮＤ機能を遂行することによって入力停止信号を生成する段階とを含み、上記入力停止信号は復号された画素ブロックの送り出しを阻止する請求項８に記載の方法。 12．離散余弦変換（ＤＣＴ）圧縮アルゴリズムを使用して画像フレームのための画像データを符号化する装置において、複数（Ｍ）の符号化装置と、画像データの各フレームを複数（Ｎ）の画像データの垂直スライスに分割して上記各スライスを上記符号化装置の１つに割当て、上記画像データのスライスの１つと画像データの他のスライスとを同時に符号化する手段と、符号化された画像データのスライスを連結して上記画像フレームのための符号化された画像データを構成する手段を備えていることを特徴とする画像データを符号化する装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者シェンバーグイサークアメリカ合衆国カリフォルニア州 94303 パロアルトアイヴィーレーン 1930

Claims

【特許請求の範囲】１．離散余弦変換（ＤＣＴ）圧縮アルゴリズムを使用して画像データを符号化する方法において、（ａ）複数（Ｎ）の符号化装置を準備する段階と、（ｂ）画像データの各フレームを複数（Ｎ）の垂直スライスに分割する段階と、（ｃ）各スライスを１つの符号化装置に割当てる段階と、（ｄ）上記複数の装置を並列に動作させて符号化されたスライスデータを供給する段階と、（ｅ）上記符号化されたスライスデータを連結する段階を備えていることを特徴とする画像データを符号化する方法。２．上記符号化されたスライスデータは、部分的な圧縮されたファイルセグメントからなり、各セグメントは左、中間、及び右垂直スライスを識別するコードを含む請求項１に記載の方法。３．左垂直スライス符号化されたデータフォーマットは、画像の開始マーカ、フレームの開始マーカ、走査の開始マーカ、ＤＲＩマーカセグメント、表指定及び雑マーカセグメント、及び再始動マーカを含み、中間垂直スライス符号化されたデータフォーマットは、再始動数を含み、右垂直スライス符号化されたデータフォーマットは、再始動マーカ、及び画像の終わりマーカを含む請求項２に記載の方法。４．画像データは上記垂直スライス内の複数の行に配列され、各行は複数の最小コード単位を含み、全ての上記装置は同一行内の割当てられたスライスを操作する請求項３に記載の方法。５．各装置は各行毎の符号化されたスライスセグメントを供給し、上記各行毎の符号化されたスライスセグメントは伝送のために、及び蓄積のために連結される請求項４に記載の方法。６．画像データは上記垂直スライス内の複数の行に配列され、各行は複数の最小コード単位を含み、全ての上記装置は同一行内の割当てられたスライスを操作する請求項１に記載の方法。７．各装置は各行毎の符号化されたスライスセグメントを供給し、上記各行毎の符号化されたスライスセグメントは伝送のために、及び蓄積のために組合される請求項６に記載の方法。８．逆離散余弦変換（ＩＤＣＴ）圧縮解除アルゴリズムを使用して画像データを復号する方法において、（ａ）複数（Ｎ）の復号装置を準備する段階と、（ｂ）各装置が全ての画像データを受信し、ハフマン復号してデータのブロックのための量子化されたＤＣ係数を生成する段階と、（ｃ）特定復号装置内において、データの各ブロックを、各ブロックに対するＩＤＣＴ圧縮解除アルゴリズムの実行を含めて復号し、それによって画像の画素データを生成する段階を備えていることを特徴とする画像データを復号する方法。９．圧縮されたデータを上記装置によって同期読取りする段階をも含み、上記同期読取り段階は、装置内の内部コードバッファが一杯になった時にフル信号を生成する段階と、全ての装置からのフル信号に対してＮＯＲ機能を遂行することによって出力レディ信号を生成する段階とを含み、上記レディ信号によって圧縮されたデータからの読取り動作を阻止する請求項８に記載の方法。 10．画素バス同期段階をも含み、上記画素バス同期段階は、復号された画素の全ブロックの準備が整った時に各装置において出力レディ信号を生成する段階と、全ての出力レディ信号に対してＮＡＮＤ機能を遂行することによって入力停止信号を生成する段階とを含み、上記入力停止信号は復号された画素ブロックの送り出しを阻止する請求項９に記載の方法。 11．画素バス同期段階をも含み、上記画素バス同期段階は、復号された画素の全ブロックの準備が整った時に各装置において出力レディ信号を生成する段階と、全ての出力レディ信号に対してＮＡＮＤ機能を遂行することによって入力停止信号を生成する段階とを含み、上記入力停止信号は復号された画素ブロックの送り出しを阻止する請求項８に記載の方法。 12．逆離散余弦変換（ＩＤＣＴ）圧縮解除アルゴリズムを使用して画像データを復号する方法において、（ａ）複数（Ｍ）のＩＤＣＴ機能ユニット、ハフマンデコーダ、及び係数量子化解除装置を有する復号装置を準備する段階と、（ｂ）符号化されたデータを、上記ハフマンデコーダ、及び上記係数量子化解除装置を通過させる段階と、（ｃ）割当てられたＩＤＣＴ機能ユニットにおいてデータのブロックを変換する段階を備えていることを特徴とする画像データを復号する方法。 13．（ｄ）複数（Ｎ）の上記復号装置を準備する段階と、（ｅ）各装置がハフマンデコーダにおいて全ての画像データを受信し、データのブロックのための量子化解除されたＤＣ係数を生成する段階と、（ｆ）特定復号装置において上記複数（Ｍ）のＩＤＣＴ機能ユニットを使用して各データのブロックを復号し、それによって合計Ｍ×Ｎの速度改善を実現する段階をも含む請求項１２に記載の方法。