JPH0993574A - 特殊コードの検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮された画像データを含んだビットストリ
ーム中からスタートコードを高速で検出可能とする。 【解決手段】 データアライメントユニットの出力バッ
ファ１４に設定されたデータを４ビットつづ複数の区分
ｈ７〜ｈ０に分け、それぞれの区分が０か否かを判別し
てシフト量を決定する。例えば、図示したデータがバッ
ファ１４にあれば一回の操作で７ビット分シフトするこ
とによってＭＰＥＧで規格化されたスタートコードが次
に出力バッファ１４に現れるので、スタートコードを検
出するために必要な処理回数を削減でき、検出速度を向
上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データの種類等を
判別するためにビットストリーム中に挿入された特殊な
コードを短時間で検出する方法および装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】圧縮された画像データのように複数種類
のデータが連続して含まれたビットストリームの中に
は、画面などの情報の切れ目や、含まれているデータの
種類を判別するために、特定のビットパターンを持った
特殊なコード、例えばスタートコードが挿入されてい
る。圧縮された画像情報を復号する際は、このスタート
コードを検出し、それに続く情報に基づき復号化処理を
行う。さらに、復号化処理が進む間に、次のスタートコ
ードの探索を進め、続いて復号すべき画像の情報などを
判断して復号化処理がスムーズに行われるようにしてい
る。

【０００３】図２にＭＰＥＧ１（Moving Picture Exper
ts Group 1）あるいはＭＰＥＧ２で規格化されているス
タートコードのいくつかの例を示してある。この標準に
従った画像データの中では、同じ属性を持つ画面グルー
プの情報を集めたシーケンス層、画面グループ単位の情
報を示すグループオブピクチャー層、１枚の画面に共通
な属性を含んだピクチャー層、１枚の画面を任意の長さ
に分割した小画面に共通の情報を集めたスライス層、画
素ブロックに共通の情報を示すマクロブロック層および
変換係数そのものを示すブロック層が階層構造を成して
いる。従って、これらの画像データの中で、どの層（レ
イヤー）に属するデータなのかを判断したり、次に復号
すべきデータの開始位置を示すなどの機能をスタートコ
ードが果たしており、復号化処理を円滑に行うために
は、スタートコードを迅速に検出することが必要とな
る。

【０００４】スタートコードは、他のデータと明確に区
別でき、他のデータには現れないようなビットパターン
が採用されている。例えば、ＭＰＥＧ１あるいは２に規
定されているスタートコードは、図２に示したように３
２ビットを単位としており、先行する２３ビットがすべ
て０であり、これに続く１ビットが１となるように定め
られている。そして、これら先行する２４ビットによっ
てスタートコードであることが判断され、これらに続く
ビットの配列によりスタートコードの種類が判別され
る。これらのスタートコードは種類が限られているの
で、スタートコードを判別するためにテーブル化され記
憶されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図６に、スタートコー
ドを検出する方法の一例を示してある。圧縮された画像
情報を含んだビットストリームは、コンパクトディスク
等の記録媒体からＦＩＦＯなどを介してビットバッファ
に蓄積される。そして、ビットバッファ内の３２ビット
のデータが、記憶されたスタートコードの判別テーブル
と比較され（ステップ３１）、判別テーブルにあるコー
ドと一致するとスタートコードが検出されたことになる
（ステップ３３）。比較されたビットバッファ内の３２
ビットのデータが判別テーブルのコードと一致しない場
合は、１ビットシフトした次の３２ビットのデータが選
択され（ステップ３２）、ステップ３１に戻って判別テ
ーブルとの照合を繰り返し行う。

【０００６】復号化処理は、まずスタートコードを検出
することから始まるため、スタートコードを確実に、か
つ素早く検出することが重要である。特に、ＭＰＥＧ１
からＭＰＥＧ２へと画質が向上し、入力ビットレートが
大きくなるにつれてスタートコードを高速に検出するこ
とがますます重要になっている。画像情報に限らず、オ
ーディオ情報においても同様であり、ビットストリーム
から特定の情報をデコードするためには、デコードに必
要なキーとなる特殊なコードを迅速に検出することが望
ましい。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明において
は、ｎ個のビット（ｎビット）によって構成され、これ
らの内、先行するｍ個のビット（ｍビット）が特定の値
に設定された特殊コードをビットストリームから検出す
る際に、ビットストリーム中のｎビットのデータを対象
に特殊コードか否かを判別する工程と、この工程と前後
して、ｎビットのデータを複数ビットからなる複数の区
分に分け、それらの区分の値に基づきシフト量を求め、
このシフト量だけシフトしたビットストリーム中のデー
タを特殊コードか否かの対象とする工程を行うことによ
って、スタートコードなどの特殊コードの検出速度を速
めるようにしている。ビットストリーム中のデータをシ
フトさせるには、バレルシフターなどのようにｎビット
のデータを設定でき、所定のビット数だけデータをシフ
ト可能なバッファを用いることができる。

【０００８】ｎビットで構成された特殊コードは、他の
データと区別されるために先行するｍビットが特定の
値、例えば、すべて０あるいは１あるいはこれらを他の
データには現れない特定の組み合わせに設定してある。
従って、あるｎビットのデータを４ビットなどの複数ビ
ットからなる複数の区分に分けると、それらの値の組み
合わせから次の特殊コードが現れるであろうシフト量を
求めることができる。このため、本発明の検出方法によ
れば、特殊コードを判別する対象となるビットストリー
ム中のｎビットのデータを１つ１つシフトさせるのでは
なく、区分の値の組み合わせから求められたシフト量だ
け１回の操作で、例えば１クロックの操作でシフトさせ
ることができる。従って、ビットストリーム中の特殊コ
ードの検出速度を大幅に向上することができる。シフト
量はあらかじめテーブル化しておいても良く、計算で求
めても良い。

【０００９】詳しくは後述するが、例えば、ｎビットの
うち、先行するｍビットが連続して０あるいは１に設定
された特殊コードを検出する場合は、ビットストリーム
中のｎビットのデータをバッファに設定し、例えば、ｎ
ビットの中の４ビットからなる区分毎の値を判別する。
先行するｍ個のビットが連続して０である特殊コードで
あれば、先行する区分の値は０となる必要がある。この
ため、連続して０以外の値となった先行の区分はスター
トコードの一部に該当しない。従って、その先行する区
分のビット数分が少なくともシフト量として求まり、こ
のシフト量だけバッファ内のデータを一回の操作、例え
ば１クロックの操作でシフトして良い。

【００１０】シフトしたのちにバッファに設定された次
のｎビットのデータを特殊コードの判別の対象とするこ
とができる。

【００１１】また、先行するｍビットが連続して１とな
る特殊コードであれば、４ビット毎の値は１６進数のＦ
が続く必要があるので、連続してＦ以外の値をとる区分
のビット数からシフト量を求めて、１クロックの操作で
シフトすることができる。さらに、連続して０あるいは
Ｆ等の特定の値をとる区分に相当するビット数だけシフ
トして、それらのビットをバッファの先頭まで進めても
良い。また、連続して特定の値となった区分に続く区分
のビットパターンに基づき最適なシフト量を求め、特殊
コードの検出作業に伴う処理回数をさらに低減して高速
化を図ることも可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に実施例を示した図面を参照
しながら本発明をさらに詳しく説明する。図１に、ＭＰ
ＥＧ１あるいはＭＰＥＧ２の標準に従って符号化された
データのビットストリームから、画像データを復号する
装置の入力側の概略構成を示してある。圧縮された画像
データを含んだビットストリームは、データアライメン
トユニット１０に入力される。このデータアライメント
ユニット１０において、ビットストリームから適当なデ
ータが抽出され、例えば、可変長コードについてはハフ
マンコーディング解析部１８において可変長デコードさ
れ、そのデータ長およびデータが出力される。これらの
データは、さらに不図示の復号化部において逆量子化、
逆ＤＣＴ等の処理が行われ画像データに復号される。デ
ータアライメントユニット１０の出力はデフォーマット
コントローラー１にも供給され、スタートコードの検出
や各レイヤーに基づく処理が行われる。データアライメ
ントユニット１０の出力は、さらに、次に設定されるデ
ータのシフト量を決定するシフト量決定部８にも供給さ
れる。

【００１３】本例のデータアライメントユニット１０
は、入力バッファである３２ビットのシフトレジスタ１
１と、出力バッファである出力レジスタ１４に対し下位
ビットの側を提供する３２ビットのレジスタ１２と、上
位ビットの側を提供する３２ビットのレジスタ１３と、
さらにこれらのレジスタ３および４のデータを用いて３
２ビットのシフトが可能な出力レジスタ１４を備えてお
り、バレルシフタとして公知のものである。このデータ
アライメントユニット１は、シフト量制御部１５に入力
されたシフト量に基づき、レジスタ１２および１３に格
納されたデータの範囲で、出力レジスタ１４のデータを
シフトできるようになっている。したがって、本例のデ
ータアライメントユニット１０は、１ビットから３２ビ
ットの範囲で出力バッファ１４内のデータをシフトする
ことが可能であり、ビットストリーム内のデータを３２
ビット以下の適当な量だけシフトしながら次々と出力バ
ッファ１４に設定することができる。

【００１４】デフォーマットコントローラー１は、ＭＰ
ＥＧ１あるいはＭＰＥＧ２によって規格化されたスター
トコードを記憶したスタートコード判別テーブル７と、
データアライメントユニット１０に設定されたデータを
判別テーブル７のコードと比較してスタートコードであ
るか否かを判断するスタートコード判別部６を備えてい
る。ＭＰＥＧ１あるいはＭＰＥＧ２によって規格化され
たスタートコードの構成は、図２に示してあるように、
先行する２３ビットがすべて０で、それに続く１ビット
が１であり、さらに、これに続く８ビットが各スタート
コードを判別する部分となっている。このようにスター
トコードの先行する２４ビットを、画像データを圧縮し
た際に現れないビットの配列に規定することによって、
スタートコードに基づき上述したシークエンス層やスラ
イス層などの階層構造を取った各レイヤーのデータを判
別して処理できるようにしている。

【００１５】デフォーマットコントローラー１は、デー
タアライメントユニット１０に対し１ビットづつデータ
をシフトする指示を出力し、また、データアライメント
ユニット１０に現れたデータがスタートコードであるか
否かを判別する作業を繰り返す。これに対し、本例の復
号装置は、１回のオペレーションでシフトできる量を最
大にするシフト量決定部８を備えている。このシフト量
決定部８は、最適シフト量制御テーブル９に基づき最適
なシフト量Ｓを求める。シフト量Ｓはマルチプレクサ２
に供給され、シフト量Ｓに従ってデータをシフトする
か、あるいはデフォーマットコントローラー１の出力に
従って１ビットづつシフトするかが選択される。マルチ
プレクサ２における選択はデフォーマットコントローラ
ー１によって制御される。さらに、マルチプレクサ２の
出力はマルチプレクサ３に入力される。マルチプレクサ
３においては、スタートコードをサーチしているときは
デフォーマットコントローラ１あるいはシフト量決定部
８からのシフト量Ｓが選択され、その他の場合、例え
ば、可変長データの復号を行っているときはハフマンコ
ーディング解析部１８によって求められたデータ長がシ
フト量として選択される。このマルチプレクサ３の制御
もデフォーマットコントローラー１によって行われる。

【００１６】上述したようにＭＰＥＧ１あるいはＭＰＥ
Ｇ２によって規格化されたスタートコードの構成は３２
ビットであり、先行する２３ビットをすべて０とし、さ
らに続く１ビットを１としている。従って、本例のシフ
ト量決定部８は、データアライメントユニット１０の出
力バッファ１４に設定されたデータに対しその全てのビ
ット毎の値を判別するのではなく、図３に示すように、
４ビットに区切った８つの区分ｈ７〜ｈ０の値を求め、
それらの値の組み合わせによって最適シフト量制御テー
ブル９からシフト量Ｓを決定している。これによって、
データアライメントユニット１０にスタートコードが出
現するであろう最適なシフト量を供給し、できる限り少
ない操作で、さらに、読み飛ばしなくスタートコードが
検出できるようにしている。

【００１７】図４に、本例の最適シフト量制御テーブル
の一部を示してある。例えば、出力バッファ１４の区分
ｈ７〜ｈ０のすべてが０である場合は、区分ｈ５の下位
３ビットと区分ｈ４〜ｈ０のビットがスタートコード内
の先行する２３ビット（すべて０）を構成する可能性が
高い。従って、データアライメントユニット１０に提供
するシフト量Ｓを９として、出力バッファ１４のデータ
を９ビットだけ１クロックでシフトする。また、９ビッ
トを一回でシフトしても、その間にスタートコードに相
当するビットパターンが現れることはないので、スター
トコードを読み飛ばすこともない。

【００１８】ｈ７〜ｈ１のすべてが０の場合は、同様に
考えて５ビット分シフトさせても良い。しかし、本例で
は、シフト量決定部８あるいはスタートコード判別部６
の処理回数を削減してスタートコードの検出速度をアッ
プするために区分ｈ０のビットパターンによって、さら
に最適なシフト量Ｓを決定できるようにしている。この
場合、ｈ０が「０００１」であれば、ｈ０の最下位のビ
ットがスタートコードの２４ビット目に相当する可能性
が高いのでシフト量Ｓを８にしている。また、ｈ０が
「００１？」のときはシフト量Ｓを７とし、ｈ０が「０
１？？」のときはシフト量Ｓを６として最適化を図って
いる。なお、スタートコードの２５ビット目以降はスタ
ートコードの種類によって変化するためシフト量を判断
するために用いておらず、図面上では「？」で示してあ
る。

【００１９】図３に示したケースでは、シフト量決定部
８において、図４の最適シフト量制御テーブル９に基づ
きシフト量Ｓが７となる。マルチプレクサ２および３に
おいてこのシフト量Ｓが選択され、データアライメント
ユニット１０に供給される。

【００２０】これによって出力バッファ１４のデータが
１回で７ビットシフトされると、図２に示したシークエ
ンスヘッダーコードに相当するビット配列が現れる。こ
のビット配列がデフォーマットコントローラー１に供給
されると、スタートコード判別部６で照合され、スター
トコード、この場合は、シークエンスヘッダーコードが
検出される。これに対し、図６に基づき説明した検出方
法であれば、シフト動作とスタートコード判別部の処理
を７回繰り返したのちでなければ、このシークエンスヘ
ッダーコードは出力バッファに現れず、スタートコード
判別部において検出されない。しかしながら、本例の装
置および検出方法あればシフト量決定部８により求めら
れたシフト量Ｓによるシフト動作を１回行うだけでシー
クエンスヘッダーコードを検出できる。従って、検出速
度は大幅に向上する。特に、本例のような画像データの
復号化を行う装置においては、復号化処理とスタートコ
ードを検出する処理は並列して動いているので、スター
トコードを検出するために必要な処理回数を削減するこ
とによって検出速度は大幅に速くなる。

【００２１】次に、例えば、区分ｈ７〜ｈ０がすべて０
でないときは（図４の最適シフト量制御テーブルには
「＊」を用いて示してある）、出力バッファ１４に設定
されたデータのうちスタートコードに係わる部分はない
ので出力バッファ１４のデータを刷新しても良い。すな
わち、このケースではシフト量を３２ビットとして次の
データ、すなわち下位側のレジスタ１２のデータを出力
バッファ１４に設定することができ、一回に３２ビット
分をシフトして、この間のスタートコードの判別を行う
処理時間を節約できる。また、区分ｈ７〜ｈ１のすべて
が０でないときは、２８ビット分シフトして、再びシフ
ト量決定部８における処理を行っても良い。しかし、本
例では、図４に示すように、さらに効率を向上すべく処
理回数をできるかぎり削減した最適シフト量制御テーブ
ルを設けてあり、区分ｈ７〜ｈ１がすべて０でないとき
は、区分ｈ０のビットの状態によってシフトする値Ｓを
決定している。このように、本例の最適シフト量制御テ
ーブルは、一回の処理でシフトする量をできるかぎり大
きくしてあり、スタートコードを検出するために必要な
処理回数を削減している。

【００２２】また、本例のスタートコードサーチテーブ
ルは、先行する上位のいくつかの区分が０でなく、下位
のいくつかの区分が０のときは、下位の０となった区分
を出力バッファ１４の先頭にセットするシフトも行って
いる。例えば、ｈ７およびｈ６が０でなく、ｈ４〜ｈ０
が０の場合は、ｈ５のビットの状態によって図示したよ
うにシフト量Ｓを決定している。これによって、次に出
力バッファ１４に設定されたデータでは、先行する区分
が０となり、スタートコードに相当するデータである確
立が高くなる。図４には最適シフト量制御テーブルの一
部を図示してあるが、区分ｈ７〜ｈ０の他の組み合わせ
についても同様にシフト量が決定される。

【００２３】さらに、図２に示したＭＰＥＧのスタート
コードでは、区分ｈ２が必ず１となる。従って、区分ｈ
２が１、すなわち「０００１」のときはスタートコート
判別部６においてスタートコード判別テーブル７との照
合を行っても良い。このような処理を設けることによっ
て、スタートコードの読み飛ばしをより確実に防止する
ことができる。

【００２４】図５に示したフローチャートに基づき、本
例の復号装置におけるスタートコード検出時の処理を説
明する。まず、ステップ２１において出力バッファ１４
の各区分ｈ７〜ｈ０の値を判別する。本例においては、
まず、ｈ７〜ｈ０が０か否かの判別を行えば良い。ま
た、上記のような「０００１」を判断する処理も行うの
であれば、各区分の値が０、１あるいはそれ以外である
かを判別すれば良い。そして、ステップ２２において各
区分ｈ７〜ｈ０の値（０あるいはそれ以外）の組み合わ
せが最適シフト量制御テーブル９にあるか否かを判断
し、必要であればシフト量を最適にするために所定の区
分のビットの状態も比較する。本例の検索方法では、シ
フト量を決めるときに各々のビットの値を判断するので
はなく、８つの区分の値で判断でき、その際にそれぞれ
の区分の値が０かそれ以外かという組み合わせを判断す
れば良い。従って、最適シフト量制御テーブルに用意し
ておくパターンの数を少なくすることができ、シフト量
を決定するために必要な時間も短くて済む。

【００２５】最適シフト量制御テーブル９にｈ７〜ｈ０
と同じパターンがあれば、ステップ２３においてそのパ
ターンに対応したシフト量だけ出力バッファ１４のデー
タをシフトし、ステップ２１に戻って処理を繰り返す。
一方、最適シフト量制御テーブル９に同じパターンがな
ければ、ステップ２４においてスタートコード判別テー
ブル７と出力バッファ１４に設定されたデータの照合を
行う。スタートコード判別テーブル７に一致するコード
があればスタートコードが検出されたことになる（ステ
ップ２５）。一致しない場合は、ステップ２６において
マルチプレクサ２を切り替えて出力バッファ１４のデー
タを１ビット分シフトし、ステップ２１に戻って処理を
繰り返す。本例においては、最適シフト量制御テーブル
との照合を先に行うようにしているが、スタートコード
との照合を先に行ってももちろん良い。

【００２６】このような方法でスタートコードの検出を
行うことによって、ビットストリーム中のデータを１ビ
ットづつ照合するのではなく、スタートコードに成りえ
ない部分は読み飛ばすことができ、このため、処理回数
を削減することが可能となる。従って、スタートコード
の検出速度は大幅に向上されるので、入力ビットレート
が大きくなってもスムーズに復号化処理を行うことがで
きる。また、このような方法を採用することによってＣ
ＰＵ等の処理速度は同じでもスタートコードの検出速度
を向上できる。従って、コストや消費電力は増加させず
に安価で処理速度が速く復号化が確実に行える復号装置
を提供することが可能となる。

【００２７】本例においては、ＭＰＥＧ１および２の規
格化されたスタートコードの検出に基づき説明している
が、この他の特殊コードの検索も同様の方法で高速化で
きる。例えば、先行するビットがすべて１のような特殊
コードであれば、上記のような４ビットで区分に分け
て、それぞれの区分が１６進数のＦか否かを判別すれば
良い。また、上記の例ではデータアライメントユニット
に設定されたデータを４ビットに区分けしているが、４
ビットに限らず、８ビット（１バイト）などで区分けし
て、それらの値の組み合わせに基づきシフト量を決定し
ても良い。また、特殊コードのビット長も３２ビットに
限定されるものではない。区分けするビット長や、それ
らの値の組み合わせは、特殊コードとして規格化された
ビット配列などに基づき最適なものを採用すれば良い。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、ビットストリーム内のデータを複数ビットつづシフ
トしながら特殊コードの検出を行えるので、検出速度を
大幅に向上できる。また、特殊コードを検出するために
必要な処理回数を削減できるので、画像データの復号装
置のように特殊コードの検出と他の処理を並列して行う
装置における検出速度を速くする際に有効である。ま
た、このような装置においては、スタートコードの検出
に係るＣＰＵ等の負担を軽減できるので、他の処理の速
度も向上され、装置全体の処理速度の向上も期待でき
る。さらに、ハードウェアの処理速度に係わらず検出速
度を向上できるので、消費電力の上昇等もなく、安価で
高性能の装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る復号装置のスタートコー
ドを検出する部分の概略構成を示すブロック図である。

【図２】ＭＰＥＧで規格化されたスタートコードを含ん
だスタートコード判別テーブルの一部を示す図である。

【図３】データアライメントユニットの出力バッファ内
のデータをシフトする様子を示す図である。

【図４】本例の最適シフト量制御テーブルの一部を示す
図である。

【図５】本例の復号装置におけるスタートコードを検出
する処理の概略を示すフローチャートである。

【図６】従来のスタートコードの検出方法を例示するフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１・・デフォーマットコントローラー ２、３・・マルチプレクサ ６・・スタートコード判別部 ７・・スタートコード判別テーブル ８・・シフト量決定部 ９・・最適シフト量制御テーブル １０・・データアライメントユニット １４・・出力バッファ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｎビットによって構成され、これらの
   内、先行するｍビットが特定の値に設定された特殊コー
   ドをビットストリームから検出する方法であって、 前記ビットストリーム中のｎビットのデータを対象に前
   記特殊コードか否かを判別する工程と、 この工程と前後して、前記ｎビットのデータを複数ビッ
   トからなる複数の区分に分け、それらの区分の値に基づ
   きシフト量を求め、そのシフト量だけシフトした前記ビ
   ットストリーム中のｎビットのデータを前記特殊コード
   の判別の対象とする工程とを有することを特徴とする特
   殊コードの検出方法。
2. 【請求項２】 ｎビットによって構成され、これらの
   内、先行するｍビットが特定の値に設定された特殊コー
   ドをビットストリームから検出する装置であって、 ビットストリーム中のｎビットのデータを設定可能なバ
   ッファと、 このバッファ内のデータを前記特殊コードと比較する手
   段と、 前記バッファ内のデータを複数ビットからなる複数の区
   分に分け、それらの値からシフト量を求める手段と、 前記シフト量だけシフトした前記ビットストリーム中の
   データを前記バッファに設定する手段とを有することを
   特徴とする特殊コードの検出装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記複数の区分の値
   および前記シフト量があらかじめリストアップされたテ
   ーブルを有することを特徴とする特殊コードの検出装
   置。