JPH10224782A - 画像音声圧縮装置および画像音声圧縮用半導体集積回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】画像ないし音声情報の圧縮伸張処理を行う
ＬＳＩ１００と同一半導体基板上に通信のためのメモリ
コントローラ１０２、メモリ１０３等を設ける。また、
圧縮伸張処理部１０４と通信部１０９に供給するクロッ
クパルスをＬＳＩ１００に接続された共通の発振子１１
３から生成する。画像ないし音声情報の圧縮伸張処理を
行うＣＯＤＥＣ−ＬＳＩを内蔵し、外部との通信機能を
有した装置全体のチップ数、部品数を削減し、小型軽量
化する事が出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像圧縮機能を有す
る装置に係り、特に、圧縮された画像情報をビットスト
リームに変換して出力する機能を有した画像圧縮装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】画像圧縮技術、およびＬＳＩ技術の進歩
により、ＩＴＵ＿Ｔ勧告のＨ．２６１，MPEG I，IIなど
の規格に準拠した画像情報圧縮伸張装置（エンコーダ／
デコーダ）が一般的に普及しつつある。

【０００３】これら画像情報圧縮伸張装置を一般にＣＯ
ＤＥＣ、およびこのための信号処理ＬＳＩをＣＯＤＥＣ
＿ＬＳＩというが、マルチメディアのキーデバイスの一
つとして、ＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩの小型低価格化が推進さ
れている。

【０００４】ＣＯＤＥＣにより圧縮された情報は、圧縮
されたデータのビットストリームの形で光ディスク等の
蓄積メディアに格納したり、ＩＳＤＮ回線およびＡＴＭ
通信網等を用いて伝送されて利用されることが考えられ
ている。このためＩＴＵ＿Ｔでは、Ｈ.２２１勧告や、M
PEG II勧告の１部などで蓄積ないし伝送に関する規定を
与えており、特に後者に関してはＴＶ学会誌Ｖｏｌ.４
９ Ｎｏ.５（’９５年４月号）ｐｐ４８０〜４８９吉村
他“システム”等で解説されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したＣＯＤＥＣを
カメラやＶＴＲ等のＡＶ機器に内蔵した場合には、従来
アナログ信号の送受信により行っていた映像音声情報等
の交換、移動といった処理を、圧縮情報のビットストリ
ーム通信により行うことが自然である。

【０００６】そのためＣＯＤＥＣ機能を有するＡＶ装置
には、画像情報の圧縮伸張機能と合わせて、圧縮された
映像情報を他のＣＯＤＥＣ機器に出力したり、逆に他の
ＣＯＤＥＣ機器から入力されたビットストリームから画
像音声情報を伸張再生することのできるように、通信機
能を持たせることが望ましい。

【０００７】ところでこのような装置間の通信に用いら
れるビットストリームは、伝送路の種類や信頼性、接続
形態等によって、従来例に示されたような画像音声情報
のＣＯＤＥＣ処理に必要な情報以外の、例えば送信端、
受信端のアドレス情報などが付加されて伝送される場合
がほとんどであり、当然ながらこれらはＣＯＤＥＣ処理
に必要な情報とは分離して管理されなければならない。
従って装置外部との通信機能を持ったＣＯＤＥＣ機器
は、（１）ＣＯＤＥＣ部分 （２）装置に入出力される
ビットストリームを生成解釈する部分 （３）実際のビ
ットストリームの入出力を行う通信部分 の三つの部分
が必要であるが、従来これらの各部分、特に（２）
（３）にたいして（１）は独立に構成されており、小型
軽量化のための充分な考慮がなされていなかった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記したＣＯＤＥＣ装
置、すなわち、これに内蔵されたＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩに
は、画像データの直交変換などのために用いるメモリと
メモリコントローラが必須である。また通信機能でも、
ＣＯＤＥＣで生成されるビットストリームのビットレー
トと異なるビットレートでのリアルタイム通信を行った
り、何らかの原因で伝送路に発生するジッタへ対応させ
るなどの理由から、同じくメモリとメモリコントローラ
が必要となり、それぞれは同様の半導体プロセスで実現
されるものである。

【０００９】そこで本発明では、画像ないし音声情報の
圧縮を行う圧縮手段、圧縮手段で圧縮された圧縮情報を
伸張する伸張手段、及び装置外部との通信のための通信
手段を同一半導体基板上に構成した。従って、圧縮伸張
用メモリと通信用メモリ、およびそれらのコントローラ
をＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩとは別個に設ける必要がなく、Ｃ
ＯＤＥＣを内蔵したカメラやＶＴＲ等のＡＶ機器の全体
のチップ数、部品数を削減し、小型軽量化できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の１実施例を図１を
用いて説明する。本実施例では画像圧縮装置にシリアル
信号の送受信機能を持たせた例について説明する。

【００１１】まず同図（ａ）を用いて、画像情報を圧縮
し、圧縮情報を装置外部に伝送する過程について説明す
る。

【００１２】カメラ部１０１より出力された映像信号
は、ＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩ１００に構成されたメモリコン
トローラ１０２を経由してメモリチップ１０３に入力さ
れる（Ａ）。この情報は適当な時刻に再びＣＯＤＥＣ＿
ＬＳＩに戻され（Ｂ）、圧縮処理回路１０４でエンコー
ド（圧縮）された後、システムバス１０５を経由してＭ
ＰＵ１０６に入力される（Ｃ）。ＭＰＵでは、これを記
録する場合には、たとえば記録時刻等の記録に必要な情
報を付加して記録媒体１０７に格納し（Ｄ）、これを伝
送する場合には、たとえば一定長の通信パケットを生成
し、そのデータ部にエンコード信号を分割挿入するなど
の処理を加えた後、信号をシステムバスを経由してＣＯ
ＤＥＣ＿ＬＳＩに返す（Ｅ）。ＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩで
は、これを通信部１０９に設けられたパラシリ変換器１
１２によりパラシリ変換した後に、メモリコントローラ
１１０で制御されるＦＩＦＯメモリ１１１を経由して出
力する。

【００１３】つぎに同図（ｂ）を用いて、圧縮された画
像情報を受信してこれを伸張（デコード）する過程につ
いて説明する。

【００１４】受信の場合は、逆にＦＩＦＯバッファ１１
１で入力した後にシリパラ変換しシステムバスを経由し
てＭＰＵに入力する（Ｆ）。ＭＰＵはこの受信信号を解
釈し、例えば、圧縮映像信号情報を含んだ受信情報であ
るならば、これに関わる部分をシステムバス、メモリコ
ントローラ、を介してメモリチップ１０３に入力（Ｈ）
した後、同じくメモリコントローラを介して適切なタイ
ミングでＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩに返され（Ｉ）、伸張処理
回路１０５でデコードされる。

【００１５】以上の処理で、メモリチップのコントロー
ル、および通信用ＦＩＦＯメモリの制御はＣＯＤＥＣ＿
ＬＳＩに構成されたそれぞれのメモリコントローラ１０
２、１１０が行うが、両者はＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩに接続
された発振子１０３から生成されたクロックパルスによ
り駆動される。

【００１６】このようにすれば、通信用メモリとそのコ
ントローラそのほかをＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩとは別個に設
ける必要がなく、また独立な発振子を設置する必要もな
いので、ＣＯＤＥＣを内蔵したカメラやＶＴＲ等のＡＶ
機器の全体のチップ数、部品数を削減し、小型軽量化を
達成する事が出来る。

【００１７】なお、以上のように本例では通信用ＦＩＦ
ＯメモリをＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩに構成し、圧縮処理用メ
モリは別チップとしているが、この構成は、通信用ＦＩ
ＦＯメモリが一般的にキロｂｉｔオーダーの規模のもの
で良いのに対して、圧縮処理用メモリはメガｂｉｔオー
ダーを必要とすることを考慮したもので、当然ながら近
い将来のＬＳＩ集積度向上により両者をＣＯＤＥＣ＿Ｌ
ＳＩ上に構成する事も考えられる。

【００１８】さらに、特にパケット化したビットストリ
ーム情報を高速伝送する場合、パケットの最終位置にＣ
ＲＣ（Cyclic Redunduncy Check）ビット等の誤り検出
情報を挿入して伝送することが一般的に行われており、
このための回路をＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩの通信部に持たせ
てもよい。例えばＣＲＣ誤り検出回路は、一般的に知ら
れているように簡単な帰還型シフトレジスタと論理和
（Exclusive Or）回路で実現出来る。

【００１９】以上に本発明の別の１実施例を図２を用い
て説明する。同図では画像情報を圧縮し、圧縮情報を装
置外部に伝送する過程について説明する。

【００２０】本実施例ではＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩに接続さ
れたメモリチップのアドレスの一部分を圧縮のために用
い、他の部分を通信用に用いる例である。

【００２１】前記実施例に於いて通信用のＦＩＦＯメモ
リをＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩ上に構成する例について述べた
が、本実施例ではＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩとは別チップのメ
モリのアドレス上のある部分を圧縮伸張用に用い、他の
部分を通信用に用いる。

【００２２】カメラ部２０１より出力された映像信号
は、ＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩ２００に構成されたメモリコン
トローラ２０２を経由して、メモリチップ２０３に入力
されるが、ここでメモリチップにはあらかじめ圧縮伸張
用のアドレスエリアＸが設けてあり、入力はこのエリア
内に行われる（Ａ）。この情報は適当な時刻に再びＣＯ
ＤＥＣ＿ＬＳＩに戻され（Ｂ）、エンコード（圧縮）さ
れた後、システムバス２０６を経由してＭＰＵ２０７に
入力される。ＭＰＵでは、これを記録する場合には、た
とえば記録時刻等の記録に必要な情報を付加して記録媒
体２０８に格納し、これを伝送する場合には、たとえば
一定長の通信パケットを生成し、そのデータ部にエンコ
ード信号を分割挿入するなどの処理を加えた後、再び信
号を、システムバスを経由してＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩに返
す。ＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩでは、信号を再度メモリコント
ローラ２０２を介してメモリチップ２０３の、あらかじ
め定められた、圧縮伸張用エリアと一致しない通信用の
アドレスエリアＹに書き込んだ後、通信に適した周波数
で読み出しを行う。

【００２３】本発明の他の１実施例を図３に示す。図３
は、ＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩの一具体構成例を示すもので、
３０１はカメラに信号を入出力するビデオインターフェ
ース回路、３０２，３１０は、各ブロックの信号入出力
を行うバッファＲＡＭ、３０３はＰ，Ｂピクチャーのｉ
ｎｔｒａ，ｉｎｔｅｒを判定する判定回路、３０４はＤ
ＣＴ／ＩＤＣＴ（Discrete Cosine Transform/ Inveres
e Discrete CosineTransform ＝ 離散コサイン変換
／逆離散コサイン変換）処理回路、３０５は量子化、逆
量子化、および、発生符号量を一定に保つレートコント
ロールを行う量子化逆量子化回路、３０６は可変長符号
化、復号化を行うＶＬＣ／ＶＬＤ回路、３０７は各ブロ
ックの動作タイミングのコントロールパルスを生成する
ＴＧ回路、３０８は外部ＲＡＭのコントロール回路、３
０９は動きベクトルの検出回路、３１１はオーディオ信
号のインターフェース回路、３１２は圧縮データの通信
インターフェース回路、３１３は各ブロックの動作モー
ド等をコントロールするデータレジスタ、３１４は外部
ＭＰＵとのインターフェース回路である。以上の構成に
より、本ＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩでは、ＤＣＴ変換、可変長
符号化、双方向動き補償フレーム間予測を用いる画像圧
縮、伸長、すなわち、ＭＰＥＧ，ＪＰＥＧ規格に対応す
る。以下、図５乃至図１４の流れ図に沿って各モードを
説明する。

【００２４】１．ＪＰＥＧ圧縮モード（１） 図５において、カメラから入力された映像信号のＪＰＥ
Ｇ圧縮モードについて説明する。まず、カメラから入力
された映像信号は、ビデオインターフェース回路３０１
から入力され、外部ＲＡＭコントロール回路３０８によ
って外部ＲＡＭ３１５に転送される。次に、外部ＲＡＭ
コントロール回路３０８は、外部ＲＡＭ３１５から映像
信号を読み出し、映像信号をラスター形式からブロック
形式に変換して、バッファＲＡＭ３０２に記憶する。バ
ッファＲＡＭ３０２の映像信号は、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回
路３０４によってＤＣＴ係数に変換され、ＤＣ（直流）
成分、ＡＣ（交流）成分毎に量子化逆量子化回路３０５
によって量子化され、ＶＬＣ／ＶＬＤ回路３０６によっ
て可変長符号化が行われ、バッファＲＡＭ３０２に戻さ
れる。こうして得られた圧縮データは、外部ＲＡＭコン
トロール回路３０８によって、外部ＲＡＭ３１５に記憶
され、ＭＰＵインターフェース回路３０６を経てＭＰＵ
バスに出力される。

【００２５】２．ＪＰＥＧ伸長モード 図６において、ＭＰＵバスから得られたＪＰＥＧ圧縮デ
ータの伸長モードについて説明する。まず、ＭＰＵイン
ターフェース回路３０６を介してＭＰＵバスから入力さ
れた圧縮データは、外部ＲＡＭコントロール回路３０８
によって外部ＲＡＭ３１５に転送された後、バッファＲ
ＡＭ３０２に記憶される。バッファＲＡＭ３０２に記憶
された圧縮データは、ＶＬＣ／ＶＬＤ回路３０６による
可変長復号化、量子化逆量子化回路３０５による逆量子
化、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路３０４によるＩＤＣＴ変換が
行われ、バッファＲＡＭ３０２に戻される。こうして伸
長された映像信号は、外部ＲＡＭコントロール回路３０
８によって外部ＲＡＭ３１５に送られ、さらに、外部Ｒ
ＡＭコントロール回路３０８によってブロックデータか
らラスターデータに変換されてビデオインターフェース
回路３０１を経て映像信号として出力される。

【００２６】３．ＪＰＥＧ圧縮モード（２） 図７において、ＭＰＵバスから映像信号をＪＰＥＧ圧縮
して、再びＭＰＵバスに戻す処理について説明する。Ｍ
ＰＵインターフェース回路３０６から入力された映像信
号は、外部ＲＡＭコントロール回路３０８によって外部
ＲＡＭ３１５に転送される。次に、外部ＲＡＭコントロ
ール回路３０８は、外部ＲＡＭ３１５から映像信号を読
み出し、バッファＲＡＭ３０２に記憶する。バッファＲ
ＡＭ３０２の映像信号は、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路３０４
によってＤＣＴ係数に変換され、ＤＣ（直流）成分、Ａ
Ｃ（交流）成分毎に量子化逆量子化回路３０５によって
量子化され、ＶＬＣ／ＶＬＤ回路３０６によって可変長
符号化が行われ、バッファＲＡＭ３０２に戻される。こ
うして得られた圧縮データは、外部ＲＡＭコントロール
回路３０８によって、外部ＲＡＭ３１５に記憶され、Ｍ
ＰＵインターフェース回路３０６を経てＭＰＵバスに出
力される。

【００２７】４．画像表示モード 図８において、ＭＰＵバスからの映像信号をそのまま画
像表示する際の処理について説明する。ＭＰＵインター
フェース回路３０６を介して入力された映像信号データ
は、外部ＲＡＭコントロール回路３０８によって、外部
ＲＡＭ３１５への転送される。外部ＲＡＭコントロール
回路３０８は、この信号を読み出してブロックデータか
らラスターデータへの変換を行い、ビデオインターフェ
ース回路３０１を介して映像信号として出力される。

【００２８】本動作例によれば、ＭＰＵから映像信号を
入力し、圧縮した後、再びＭＰＵに圧縮データを出力す
る、あるいは、圧縮しないでビデオインターフェース回
路３０１を介し、そのまま出画することができる。

【００２９】５．ＭＰＥＧ圧縮 （１）Ｉピクチャー 図９において、ＭＰＥＧ圧縮モードにおけるＩピクチャ
ーの圧縮処理について説明する。まず、カメラから入力
された映像信号は、ビデオインターフェース回路３０１
から入力され、外部ＲＡＭコントロール回路３０８によ
って外部ＲＡＭ３１５に転送される。次に、外部ＲＡＭ
コントロール回路３０８は、外部ＲＡＭ３１５から映像
信号を読み出し、映像信号をラスター形式からブロック
形式に変換して、バッファＲＡＭ３０２に記憶する。バ
ッファＲＡＭ３０２の映像信号は、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回
路３０４によってＤＣＴ係数に変換され、ＤＣ（直流）
成分、ＡＣ（交流）成分毎に量子化逆量子化回路３０５
によって量子化され、ＶＬＣ／ＶＬＤ回路３０６によっ
て可変長符号化が行われ、バッファＲＡＭ３０２に戻さ
れる。こうして得られた圧縮データは、外部ＲＡＭコン
トロール回路３０８によって、外部ＲＡＭ３１５に記憶
され、ＭＰＵインターフェース回路３０６を経てＭＰＵ
バスに出力される。ここまでの処理はＪＰＥＧ圧縮の場
合と同様である。

【００３０】一方、量子化逆量子化回路３０５によって
量子化が行われたデータは、バッファＲＡＭ３０２に記
憶され、量子化逆量子化回路３０５によって逆量子化さ
れ、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路３０４によってＩＤＣＴ変換
されることによって伸長され、外部ＲＡＭコントロール
回路３０８によってリコンストラクト画像として外部Ｒ
ＡＭ３１５に記憶される。このリコンストラクト画像は
後で述べるＰピクチャー及びＢピクチャーの圧縮処理に
用いられることになる。

【００３１】（２）Ｐピクチャー 図１０において、ＭＰＥＧ圧縮モードにおけるＩピクチ
ャーの圧縮処理について説明する。カメラから入力され
た映像信号は、ビデオインターフェース回路３０１から
入力され、外部ＲＡＭコントロール回路３０８によって
外部ＲＡＭ３１５に転送される。次に、外部ＲＡＭコン
トロール回路３０８は、外部ＲＡＭ３１５から映像信号
を読み出し、映像信号をラスター形式からブロック形式
に変換して、バッファＲＡＭ３０２に記憶する。ここま
での処理はＩピクチャーの場合と同様である。

【００３２】一方、ＭＶ（動きベクトル）検出回路３０
９は、ラスター・ブロック変換されたデータと、先に説
明したリコンストラクト画像のデータとを比較して、こ
れらの相関関係を示すＭＶ（動きベクトル）値を得る。

【００３３】また、外部ＲＡＭコントロール回路３０８
は、外部ＲＡＭ３１５からこのＭＶ値によって示される
リコンストラクト画像のブロックデータを読み出して、
予測画像データとしてバッファＲＡＭ３０２に記憶す
る。

【００３４】判定回路３０２は、こうして得られた映像
データ、ＭＶ値及び予測画像データから、自分自身の画
像のみで圧縮を行うｉｎｔｒ、または前後の画像の相関
関係を用いるｉｎｔｅｒのどちらの処理を行うか、及び
Ｈａｌｆ Ｐｅｌ補償を行うかどうかを判定する。そし
て、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路３０４によるＤＣＴ変換、量
子化逆量子化回路３０５による量子化が行われる。

【００３５】バッファＲＡＭ３０２の映像信号は、ＤＣ
Ｔ／ＩＤＣＴ回路３０４によってＤＣＴ係数に変換さ
れ、ＤＣ（直流）成分、ＡＣ（交流）成分毎に量子化逆
量子化回路３０５によって量子化され、ＶＬＣ／ＶＬＤ
回路３０６によって可変長符号化が行われ、バッファＲ
ＡＭ３０２に戻される。こうして得られた圧縮データ
は、外部ＲＡＭコントロール回路３０８によって、外部
ＲＡＭ３１５に記憶され、ＭＰＵインターフェース回路
３０６を経てＭＰＵバスに出力される。

【００３６】その一方、量子化逆量子化回路３０５によ
って量子化が行われたデータは、バッファＲＡＭ３０２
に記憶され、量子化逆量子化回路３０５によって逆量子
化され、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路３０４によってＩＤＣＴ
変換されることによって伸長され、外部ＲＡＭコントロ
ール回路３０８によってリコンストラクト画像として外
部ＲＡＭ３１５に記憶される。このリコンストラクト画
像は後で述べるＢピクチャーの圧縮処理に用いられるこ
とになる。

【００３７】（３）Ｂピクチャー 図１１において、ＭＰＥＧ圧縮モードにおけるＩピクチ
ャーの圧縮処理について説明する。カメラから入力され
た映像信号は、ビデオインターフェース回路３０１から
入力され、外部ＲＡＭコントロール回路３０８によって
外部ＲＡＭ３１５に転送される。次に、外部ＲＡＭコン
トロール回路３０８は、外部ＲＡＭ３１５から映像信号
を読み出し、映像信号をラスター形式からブロック形式
に変換して、バッファＲＡＭ３０２に記憶する。ここま
での処理はＩピクチャーの場合と同様である。

【００３８】一方、ＭＶ（動きベクトル）検出回路３０
９は、ラスター・ブロック変換されたデータと、先に説
明したＩ、あるいはＰピクチャーのリコンストラクト画
像のデータとを比較して、過去のリコンストラクト画像
との相関関係を示すＭＶ（動きベクトル）値と未来のリ
コンストラクト画像との相関関係を示すＭＶを得る。

【００３９】また、外部ＲＡＭコントロール回路３０８
は、外部ＲＡＭ３１５からこの２つＭＶ値によって示さ
れる2枚のリコンストラクト画像のブロックデータを読
み出して、予測画像データとしてバッファＲＡＭ３０２
に記憶する。

【００４０】判定回路３０２は、こうして得られた映像
データ、ＭＶ値及び予測画像データから、自分自身の画
像のみで圧縮を行うｉｎｔｒa、または前後の画像の相
関関係を用いるｉｎｔｅｒのどちらの処理を行うか、ま
た、ｉｎｔｅｒの場合、過去の予測画像を用いるか、未
来の予測画像を用いるか、または過去及び未来の予測画
像を用いるかの予測モードの判定、及びＨａｌｆ Ｐｅ
ｌ補償を行うかどうかを判定する。そして、ＤＣＴ／Ｉ
ＤＣＴ回路３０４によるＤＣＴ変換、量子化逆量子化回
路３０５による量子化が行われる。

【００４１】バッファＲＡＭ３０２の映像信号は、ＤＣ
Ｔ／ＩＤＣＴ回路３０４によってＤＣＴ係数に変換さ
れ、ＤＣ（直流）成分、ＡＣ（交流）成分毎に量子化逆
量子化回路３０５によって量子化され、ＶＬＣ／ＶＬＤ
回路３０６によって可変長符号化が行われ、バッファＲ
ＡＭ３０２に戻される。こうして得られた圧縮データ
は、外部ＲＡＭコントロール回路３０８によって、外部
ＲＡＭ３１５に記憶され、ＭＰＵインターフェース回路
３０６を経てＭＰＵバスに出力される。この処理手順は
Ｐピクチャーの場合と同様である。

【００４２】６．ＭＰＥＧ伸長 （１）Ｉピクチャー 図１２において、ＭＰＥＧ伸長モードにおけるＩピクチ
ャーの伸長処理について説明する。まず、ＭＰＵインタ
ーフェース回路３０６を介してＭＰＵバスから入力され
た圧縮データは、外部ＲＡＭコントロール回路３０８に
よって外部ＲＡＭ３１５に転送された後、バッファＲＡ
Ｍ３０２に記憶される。バッファＲＡＭ３０２に記憶さ
れた圧縮データは、ＶＬＣ／ＶＬＤ回路３０６による可
変長復号化、量子化逆量子化回路３０５による逆量子
化、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路３０４によるＩＤＣＴ変換が
行われ、バッファＲＡＭ３０２に戻される。こうして伸
長された映像信号は、外部ＲＡＭコントロール回路３０
８によって外部ＲＡＭ３１５に送られ、さらに、外部Ｒ
ＡＭコントロール回路３０８によってブロックデータか
らラスターデータに変換されてビデオインターフェース
回路３０１を経て映像信号として出力される。なお、外
部ＲＡＭ３１５の画像データはＰ，ＢピクチャーのＤＥ
ＣＯＤＥのため一定期間保持される。

【００４３】（２）Ｐピクチャー 図１３において、ＭＰＥＧ伸長モードにおけるＰピクチ
ャーの伸長処理について説明する。まず、ＭＰＵインタ
ーフェース回路３０６を介してＭＰＵバスから入力され
た圧縮データは、外部ＲＡＭコントロール回路３０８に
よって外部ＲＡＭ３１５に転送された後、バッファＲＡ
Ｍ３０２に記憶される。バッファＲＡＭ３０２に記憶さ
れた圧縮データは、ＶＬＣ／ＶＬＤ回路３０６による可
変長復号化、量子化逆量子化回路３０５による逆量子
化、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路３０４によるＩＤＣＴ変換が
行われる。ここまでの処理手順は、Ｉピクチャーの場合
と同様である。

【００４４】一方、ＶＬＣ／ＶＬＤ回路３０６で可変長
復号化されたデータから得られたＭＶ値、ｉｎｔｒａ／
ｉｎｔｅｒによって、外部ＲＡＭコントロール回路３０
８は、外部ＲＡＭ３１５から先行するＩピクチャーまた
はＰピクチャーをリコンストラクトのために読み出して
予測データとしてバッファＲＡＭ３０２に記憶する。

【００４５】判定回路３０３は、ＩＤＣＴ変換されたデ
ータ及び予測画像データからｉｎｔｒａ／ｉｎｔｅｒ判
定等を行い、伸長データを復元してバッファＲＡＭ３０
２に記憶する。こうして伸長された映像信号は、外部Ｒ
ＡＭコントロール回路３０８によって外部ＲＡＭ３１５
に送られ、さらに、外部ＲＡＭコントロール回路３０８
によってブロックデータからラスターデータに変換され
てビデオインターフェース回路３０１を経て映像信号と
して出力される。なお、外部ＲＡＭ３１５の画像データ
はＰ，ＢピクチャーのＤＥＣＯＤＥのため一定期間保持
される。

【００４６】（３）Ｂピクチャー 図１４において、ＭＰＥＧ伸長モードにおけるＢピクチ
ャーの伸長処理について説明する。まず、ＭＰＵインタ
ーフェース回路３０６を介してＭＰＵバスから入力され
た圧縮データは、外部ＲＡＭコントロール回路３０８に
よって外部ＲＡＭ３１５に転送された後、バッファＲＡ
Ｍ３０２に記憶される。バッファＲＡＭ３０２に記憶さ
れた圧縮データは、ＶＬＣ／ＶＬＤ回路３０６による可
変長復号化、量子化逆量子化回路３０５による逆量子
化、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路３０４によるＩＤＣＴ変換が
行われる。ここまでの処理手順は、Ｉピクチャーの場合
と同様である。

【００４７】一方、ＶＬＣ／ＶＬＤ回路３０６で可変長
復号化されたデータから得られたＭＶ値、ｉｎｔｒａ／
ｉｎｔｅｒ、予測モードによって、外部ＲＡＭコントロ
ール回路３０８は、外部ＲＡＭ３１５から前後するＩ，
Ｐ，Ｂピクチャーをリコンストラクトのために読み出し
て予測データとしてバッファＲＡＭ３０２に記憶する。

【００４８】判定回路３０３は、ＩＤＣＴ変換されたデ
ータ及び予測画像データからｉｎｔｒａ／ｉｎｔｅｒ判
定等を行い、伸長データを復元してバッファＲＡＭ３０
２に記憶する。こうして伸長された映像信号は、外部Ｒ
ＡＭコントロール回路３０８によって外部ＲＡＭ３１５
に送られ、さらに、外部ＲＡＭコントロール回路３０８
によってブロックデータからラスターデータに変換され
てビデオインターフェース回路３０１を経て映像信号と
して出力される。

【００４９】以上、本構成によれば、ＭＰＥＧ，ＪＰＥ
Ｇを切り替えて圧縮、伸長を行うことができる。なお、
ＭＰＵバスから映像信号をＭＰＥＧ圧縮して、再びＭＰ
Ｕバスに戻す処理については、説明を省略したが、ＪＰ
ＥＧの場合を応用した処理により実現できることは言う
までもない。

【００５０】次に、本構成において、ＭＰＥＧ１規格の
圧縮、伸長動作を行う場合のタイミングを図４を用いて
説明する。図４（ａ）は圧縮におけるタイミングで、本
図では、ＧＯＰサイズＮ＝６，Ｉ，Ｐピクチャーの周期
Ｍ＝３を例として示している。今、ＮＴＳＣの映像信号
を３０Ｈｚで圧縮する場合、ＮＴＳＣのフレームレート
は６０Ｈｚなので片方のフィールドの信号は必要ないの
でＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩには取り込まない。このようにし
て取り込まれたフレームレート３０Ｈｚの映像信号は上
記説明したように処理され、1フレーム期間にリアルタ
イム圧縮する。図４（ｂ）は伸長動作のタイミングを示
す図である。伸長動作は、圧縮動作と異なり、ＭＶ検出
を行う必要もなく、また、ＤＣＴ，ＩＤＣＴを連続して
行う必要もないため、処理時間は圧縮の半分程度で十分
である。本図に示すように、1フィールド期間伸長動作
し、次の1フィールド期間は伸長動作を停止させること
でリアルタイム伸長を実現できる。なお、伸長した映像
信号は、同一フレームの信号を2フィールド期間にわた
って出力するようにすれば、６０Ｈｚの信号として出力
することができ、ＮＴＳＣで表示する場合にも特別なフ
レームレート変換機の必要もない。図４（ｃ）は伸長動
作のタイミングの他の例を示す図である。本図のよう
に、毎フィールド期間伸長動作を行うようにすれば、倍
速再生が簡単に行うことができる。

【００５１】図１５は、本発明のＣＯＤＥＣ−ＬＳＩの
レイアウトを示す図である。「ｍ＿ｂ＿ｔ」１５０１は
外部ＲＡＭコントロール回路３０８の一部を構成する処
理回路であり、「ｍｒ＿ｊ」１５０２は外部ＲＡＭコン
トロール回路３０８の一部及び判定回路３０３を構成す
る処理回路であり、「ｖ」１５０３はＭＰＵインターフ
ェース回路３０６を構成する処理回路であり、「ｃ＿
ｒ」１５０４は量子化逆量子化回路３０５、オーディオ
信号のインターフェース回路３１１、圧縮データの通信
インターフェース回路３１２及び外部ＭＰＵとのインタ
ーフェース回路３１４を構成する処理回路であり、「ｅ
＿ａ」１５０５はビデオインターフェース回路３０１及
び動きベクトルの検出回路３０９の一部を構成する処理
回路であり、「ｅｍ」１５０６は動きベクトルの検出回
路３０９の一部を構成する処理回路であり、「ｄ」１５
０７はＤＣＴ／ＩＤＣＴ処理回路を構成する処理回路で
あり、「ｑ」１５０８は量子化逆量子化回路３０５を構
成する処理回路である。

【００５２】また、「ｍｃｒａ１」１５１１、「ｍｃｒ
ａ２」１５１２、「ｍｃｒａ３」１５１３及び「ｍｃｒ
ａ３」１５１４はバッファＲＡＭ３０２を構成するＲＡ
Ｍ回路であり、「ｃａｈｒａｍ４」１５１５及び「ｂｒ
ａｍ」１５２１はバッファＲＡＭ３１０を構成するＲＡ
Ｍ回路であり、「ｒ＿ｒａｍ」１５１６及び「ｑｒａｍ
ｃｏｒｅ」１５２３は量子化逆量子化回路用のＲＡＭ回
路であり、「ｅｒａｍｓ１」１５１７、「ｅｒａｍｓ
１」１５１８及び「ｅｒａｍｓ１」１５１９は動きベク
トルの検出回路３０９用のＲＡＭ回路であり、、「ｍｖ
ｒａｍ」１５２０は外部ＲＡＭのコントロール回路３０
８用のＲＡＭ回路であり、「ｄｔｒａｍ」１５２２は、
ＤＣＴ／ＩＤＣＴ処理回路３０４用のＲＡＭ回路であ
る。

【００５３】以上説明したように、本実施例によれば、
圧縮、伸長回路を同一半導体チップに構成しているた
め、特別なメモリ等を持つこともなく、簡単な回路構成
で、2倍速再生を行えるＣＯＤＥＣ＿ＬＳＩを実現する
ことができる。なお、伸長動作では外部ＲＡＭの容量
は、圧縮動作時の半分程度で十分なため、逆転再生等の
特殊再生を行う場合においても、上記同様、特別なメモ
リ等を持つこともなく、簡単な回路構成で実現できるの
はいうまでもない。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、圧縮伸張用メモリと通
信用メモリ、およびそれらのコントローラをＣＯＤＥＣ
＿ＬＳＩとは別個に設ける必要がなく、ＣＯＤＥＣを内
蔵したカメラやＶＴＲ等のＡＶ機器の全体のチップ数、
部品数を削減し、小型軽量化する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の画像圧縮伸張装置のブロッ
ク図。

【図２】本発明の別の１実施例の画像圧縮伸張装置のブ
ロック図。

【図３】本発明のＣＯＤＥＣ−ＬＳＩの１実施例を示す
ブロック図。

【図４】本発明のＣＯＤＥＣ−ＬＳＩの１動作例を示す
図。

【図５】本発明のＪＰＥＧ圧縮の動作の流れを示す図。

【図６】本発明のＪＰＥＧ伸長の動作の流れを示す図。

【図７】本発明のＪＰＥＧ圧縮の動作の流れを示す図。

【図８】本発明の画像表示の動作の流れを示す図。

【図９】本発明のＭＰＥＧにおけるＩピクチャーの圧縮
の動作の流れを示す図。

【図１０】本発明のＭＰＥＧにおけるＰピクチャーの圧
縮の動作の流れを示す図。

【図１１】本発明のＭＰＥＧにおけるＢピクチャーの圧
縮の動作の流れを示す図。

【図１２】本発明のＭＰＥＧにおけるＩピクチャーの伸
長の動作の流れを示す図。

【図１３】本発明のＭＰＥＧにおけるＰピクチャーの伸
長の動作の流れを示す図。

【図１４】本発明のＭＰＥＧにおけるＢピクチャーの伸
長の動作の流れを示す図。

【図１５】本発明のＣＯＤＥＣ−ＬＳＩのレイアウトを
示す図。

【符号の説明】

１００…ＣＯＤＥＣ−ＬＳＩ、 １０１…カメラ部、 １０２…メモリコントローラ、 １０３…メモリ、 １０４…圧縮処理回路、 １０５…伸張処理回路、 １０６…システムバス、 １０７…ＭＰＵ、 １０８…蓄積メディア、 １０９…通信部、 １１０…メモリコントローラ、 １１１…ＦＩＦＯメモリ、 １１２…パラシリ変換器、 １１３…発振子。

フロントページの続き (72)発明者 千葉 浩 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像情報メディア事業部内 (72)発明者 大坪 宏安 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像情報メディア事業部内 (72)発明者 工藤 善道 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像ないし音声情報の圧縮あるいは伸張を
   行う機能と、圧縮された画像ないし音声情報を装置外部
   と通信しうる機能を具備した画像音声圧縮装置におい
   て、前記画像ないし音声情報の圧縮を行う圧縮手段、前
   記圧縮手段で圧縮された圧縮情報を伸張する伸張手段、
   及び前記装置外部との通信のための通信手段を同一半導
   体基板上に構成したことを特徴とする画像音声圧縮装
   置。
2. 【請求項２】画像ないし音声情報の圧縮を行う圧縮手
   段、前記圧縮手段で圧縮された圧縮情報を伸張する伸張
   手段、及び前記装置外部との通信のための通信手段を同
   一半導体基板上に構成したことを特徴とする半導体集積
   回路。