JPH11187395A - 可変転送レート圧縮情報復号装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変転送レート圧縮情報が記録された記録媒
体からの読み出しの制御を行う復号装置では、可変転送
レート符号化装置が出力する可変転送レート圧縮情報を
リアルタイムで再生することはできない。 【解決手段】 符号化装置開始信号により可変転送レー
ト符号化装置の符号化が開始され、一定の遅延時間後に
転送レートが所定時間毎に変化する動画像ストリームの
可変転送レート圧縮情報が端子１２を介してバッファ手
段１４に供給される。符号化装置開始信号は、遅延器１
３により一定時間遅延された後、復号開始信号として復
号器１５に供給され、復号動作を開始させる。復号器１
５は、バッファ手段１４からの可変転送レート圧縮情報
を復号する。遅延器１３は可変転送レート符号化装置の
出力時点から復号器１５の入力時点までの伝送時間に関
連した所定時間後に、復号器１５の復号動作を開始させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可変転送レート圧縮
情報復号装置に係り、特に転送レートが所定時間毎に変
化する動画像圧縮ストリームを復号する可変転送レート
圧縮情報復号装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像信号を圧縮符号化した圧縮符号化
データを記録再生するシステムが近年、広く普及するよ
うになった。上記の圧縮符号化では、直交変換を用いた
空間的情報の圧縮、フレーム間又はフィールド間の差分
データに基づく動き補償による時間的情報の圧縮、量子
化器により量子化されたデータをランレングスなどに応
じて可変長符号化することによる統計的情報の圧縮、量
子化器の量子化ステップ制御による符号量発生量制御を
行うことにより、動画像信号を高能率に圧縮した圧縮符
号化データストリームを得るようにしている。

【０００３】このような圧縮符号化データストリームを
記録媒体に記録するに際しては、記録媒体の限られた記
録可能容量を最大限に生かすために、記録する圧縮符号
化データストリームの転送レートを画像の内容に応じて
部分毎に変え、いわゆる可変転送レート圧縮情報として
記録することが望ましい。

【０００４】そこで、従来より、記録媒体に記録された
上記の可変転送レート圧縮情報を再生する装置が知られ
ている（特開平６−１６５１２５号公報）。図４はこの
可変転送レート圧縮情報の再生装置の一例のブロック図
を示す。同図において、情報読取り手段３１により記録
媒体から読み出された可変転送レート圧縮情報は、バッ
ファ手段３２に一時記憶された後、復号に必要なタイミ
ングで読み出されて多重情報分離器３４に入力される。
また、バッファ手段３２のデータ蓄積量の情報が読取り
制御器３３に供給され、バッファ手段３２のデータ蓄積
量が過不足のないように、読取り制御器３３により情報
読取り手段３１が記録媒体から情報を読み取るかあるい
は読み取らずに待機するかが制御される。

【０００５】一方、多重分離器３４は入力された可変転
送レート圧縮情報を画像情報と音声情報とに分離し、画
像情報は画像復号器３５に供給し、音声情報は音声復号
器３６に供給する。画像復号器３５、音声復号器３６は
それぞれ入力された画像情報、音声情報を伸長復号して
再生動画像信号、再生音声信号を出力端子３７、３８へ
出力する。

【０００６】このように、この従来装置によれば、バッ
ファ手段３２のデータ蓄積量によって情報の再生を開始
し、再生後はバッファ手段３２のデータ蓄積量によって
読み出しの制御を行うことにより、記録媒体からは記録
されている情報の転送レートによらず、記録媒体から読
み出し可能な最高速度で情報を読み出すことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
装置は、一度記録媒体に記録された可変転送レート圧縮
情報を再生するための装置であり、記録媒体からの読み
出しの制御を行っているため、可変転送レート符号化装
置が出力する可変転送レート圧縮情報をリアルタイムで
再生することはできない。

【０００８】可変転送レート符号化装置が出力する可変
転送レート圧縮情報をリアルタイムで再生しようとする
場合は、バッファのデータ蓄積量によって再生を開始す
ると、バッファに入力される情報量は可変転送レート符
号化装置が出力する可変転送レート圧縮情報の情報量に
依存するため、バッファ内の情報量が不足し（アンダー
フロー）、再生が停止する場合がある。同様に、可変転
送レート符号化装置からの可変転送レート圧縮情報の出
力を停止することができないため、情報量がバッファの
容量を越え（オーバーフロー）、再生に破綻をきたす場
合がある。

【０００９】これらの原因は、符号化開始時に符号化画
像に依存して発生符号量が変化することにより、バッフ
ァに蓄積される情報量が再生を開始する値に達するまで
の時間が変化するためである。

【００１０】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
バッファのアンダーフローやオーバーフローを生じさせ
ることなく、可変転送レート符号化装置が出力する可変
転送レート圧縮情報をリアルタイムで再生し得る可変転
送レート圧縮情報復号装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、可変転送レート符号化装置から取り出され
た、転送レートが所定時間毎に変化する動画像ストリー
ムの可変転送レート圧縮情報が入力されて復号する復号
器と、可変転送レート圧縮情報の可変転送レート符号化
装置の出力時点から復号器の入力時点までの伝送時間に
関連した所定時間後に、復号器の復号動作を開始させる
遅延手段とを有する構成としたものである。

【００１２】ここで、上記の遅延手段は、可変転送レー
ト符号化装置の動作を開始させる符号化装置開始信号を
所定時間遅延して、復号器に復号開始信号として供給す
る遅延器であってもよい。

【００１３】本発明では、可変転送レート圧縮情報の可
変転送レート符号化装置の出力時点から復号器の入力時
点までの伝送時間に関連した所定時間後に、復号器の復
号動作を開始させるようにしたため、リアルタイムで可
変転送レート圧縮情報を復号できる。

【００１４】特に、可変転送レート符号化装置から取り
出された可変転送レート圧縮情報を一時記憶した後、復
号器に供給するバッファ手段を有する場合、バッファ手
段に蓄積される可変転送レート圧縮情報の情報量が復号
器により復号を開始するまでの値に達するまでの時間が
変化しても、その変化に影響されないタイミングで復号
動作を開始させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図１は本発明になる可変転送レ
ート圧縮情報復号装置の一実施の形態のブロック図を示
す。同図に示すように、この可変転送レート圧縮情報復
号装置は、遅延器１３、バッファ手段１４及び復号器１
５から構成されており、図示しない可変転送レート符号
化装置から出力された可変転送レート圧縮情報を復号す
る。可変転送レート符号化装置は、例えばＭＰＥＧ（Mo
ving Picture Experts Group）方式に準拠した圧縮符号
化方式で動画像を圧縮符号化し、かつ、フレーム又はフ
ィールド単位で得られた各ピクチャの可変長符号化デー
タをその画像内容に応じてグループ・オブ・ピクチャ
（ＧＯＰ）という複数枚のピクチャからなる所定時間毎
に、転送レートを変化させたストリームの可変転送レー
ト圧縮情報を、読み出しの制御を行うことなく出力す
る。

【００１６】遅延器１３は端子１１を介して入力される
符号化開始信号を遅延する。バッファ手段１４は図示し
ない可変転送レート符号化装置から出力された可変転送
レート圧縮情報を一時記憶する。復号器１５は、バッフ
ァ手段１５からの可変転送レート圧縮情報を復号する。
なお、バッファ手段１４は復号器１５の内部のバッファ
も含んでいる。

【００１７】次に、この実施の形態の動作について説明
するに、符号化装置開始信号により可変転送レート符号
化装置の符号化が開始され、一定の遅延（エンコード遅
延）時間後に、可変転送レート符号化装置から転送レー
トが所定時間毎に変化する動画像ストリームの可変転送
レート圧縮情報が端子１２を介してバッファ手段１４に
供給されて一時記憶される。一方、上記の符号化装置開
始信号は、端子１１を介して遅延器１３に入力され、こ
こで一定時間遅延された後、復号開始信号として復号器
１５に供給され、復号動作を開始させる。復号器１５
は、バッファ手段１４から出力された可変転送レート圧
縮情報を復号し、再生信号を出力端子１６へ出力する。

【００１８】ここで、遅延器１３に適切な遅延時間を設
定することによって、バッファ手段１４に蓄積されてい
る可変転送レート圧縮情報をオーバーフロー又はアンダ
ーフローさせることなく、再生することが可能であり、
次にこの適切な遅延時間について説明する。

【００１９】図示しない可変転送レート符号化装置と復
号器１５は、バッファ手段１４を介して、ある伝送路で
接続されている。バッファ手段１４及び伝送路が理想的
なものである場合、可変転送レート符号化装置が出力し
た情報は、瞬時にバッファ手段１４に格納され、復号器
１５によって読み取り可能となる。しかし、実際のバッ
ファ手段１４では、ハードウェアの制約等により蓄積さ
れている情報のすべてが読み出せない場合がある。ま
た、伝送路においても、伝送遅延等により伝送路に滞留
する情報が存在する。

【００２０】ここで、バッファ手段１４及び伝送路に滞
留する情報量を合わせて、図２に示す一つの仮想的なバ
ッファを想定する。この仮想バッファのサイズは、バッ
ファ手段１４のバッファサイズと伝送路に滞留する情報
量を合わせた大きさであり、これをＢ（バイト）とす
る。また、バッファ手段１４及び伝送路に滞留し、読み
出せない情報量を仮想バッファの不可読領域とし、それ
をＢur（バイト）とする。図２の仮想バッファのサイズ
（Ｂバイト）中、上記の不可読領域２２を除いた領域が
可変領域２１である。

【００２１】また、可変転送レート符号化装置が出力す
る可変転送レート圧縮情報ストリームの最高転送レート
をＲmax（ｂｐｓ）、最低転送レートをＲmin（ｂｐｓ）
とする。更に、符号化開始信号がアクティブになってか
ら、可変転送レート符号化装置が符号化を開始して、ス
トリームの最初のデータが仮想バッファに到着するまで
の遅延時間をエンコード遅延時間とし、Ｔenc（秒）で
表し、仮想バッファにストリームの最初のデータが到着
してから復号器１５が復号を開始するまでの遅延時間を
デコード遅延時間とし、Ｔdec（秒）で表すものとす
る。

【００２２】仮想バッファに蓄積し得る最大のデータ量
は、可変転送レート符号化装置が出力する可変転送レー
ト圧縮情報ストリームの最高転送レートＲmaxがデコー
ド遅延時間Ｔdec続いた場合であり、Ｒmax×Ｔdec／８
（バイト）となる。オーバーフローを行いための条件
は、この最大データ量がバッファサイズＢ（バイト）よ
り小でであればよいので、次式が成立する。

【００２３】 Ｒmax×Ｔdec／８＜Ｂ （１） 同様に、仮想バッファに蓄積される最小データ量は、可
変転送レート符号化装置が出力する可変転送レート圧縮
情報の最低転送レートＲminがデコード遅延時間Ｔdec続
いた場合であり、Ｒmin×Ｔdec／８（バイト）である。
従って、アンダーフローを起こさないための条件は、こ
の最小データ量が不可読領域Ｂur（バイト）より大であ
ればよいので、次式が成立する。

【００２４】 Ｒmin×Ｔdec／８＞Ｂur （２） よって、（１）式と（２）式とからオーバーフロー及び
アンダーフローの両方を起こさないために必要なバッフ
ァサイズＢは以下の条件式で表わされる。

【００２５】 Ｂ＞（Ｒmax／Ｒmin）×Ｂur （３） この条件下で、（１）式と（２）式からデコード遅延時
間Ｔdecの条件は次式で表わされる。

【００２６】 Ｂur×８／Ｒmin＜Ｔdec＜Ｂ×８／Ｒmax （４） ここで、最低転送レートＲminを２００ｋｂｐｓ、最大
転送レートＲmaxを１０Ｍｂｐｓ、バッファの不可読領
域サイズＢurを１６ｋバイトとすると、必要なバッファ
サイズＢバイトは（３）式から次式が表わされる。

【００２７】 Ｂ＞８１９２００（バイト） （５） この（５）式を満足するバッファのサイズを２Ｍバイト
と仮定すると、条件を満足するデコード遅延時間Ｔdec
は（４）式から次式で与えられる。

【００２８】 ０．６５５＜Ｔdec＜１．６８ （６） 遅延器１３における遅延時間Ｔは、デコード遅延時間Ｔ
decにエンコード遅延時間を加えた値であり、 Ｔ＝Ｔenc＋Ｔdec （７） であるから、エンコード遅延時間Ｔencを０．２秒とす
ると、（６）式と（７）式とから、遅延器１３における
遅延時間Ｔは、次式の条件を満足すればよいこととな
る。

【００２９】 ０．８５５＜Ｔ＜１．８８ （８） よって、遅延器１３に（８）式を満たす遅延時間Ｔを設
定することにより、バッファ手段１４においてオーバー
フロー及びアンダーフローのいずれも起こることはな
く、可変転送レート符号化装置が出力する、可変転送レ
ート情報をリアルタイムで復号し再生することができ
る。

【００３０】図３はデコード遅延時間Ｔdecとバッファ
手段１４に蓄積されている情報量の推移を示す。同図に
示すように、（４）式に示したデコード遅延時間Ｔdec
のオーバーフロー及びアンダーフローを起こさない条件
の遅延時間範囲Ｉにおいて、エンコード遅延時間Ｔdec
の値が大なるほど、IIで示すように蓄積量が増大する。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可変転送レート符号化装置からバッファ手段を通して復
号器に入力される可変転送レート圧縮情報の復号を、可
変転送レート符号化装置の符号化開始後、所定時間経過
してから開始することにより、可変転送レート符号化装
置から取り出された可変転送レート圧縮情報をリアルタ
イムで復号できる。

【００３２】また、上記の可変転送レート圧縮情報を一
時記憶して復号器に供給するバッファ手段を有する場
合、バッファ手段に蓄積される可変転送レート圧縮情報
の情報量が復号器により復号を開始するまでの値に達す
るまでの時間が変化しても、その変化に影響されないタ
イミングで復号動作を開始させることができるため、バ
ッファ手段においてオーバーフローやアンダーフローを
生じさせることなく、リアルタイムで可変転送レート圧
縮情報を復号し再生できる。

【００３３】また、本発明によれば、記録媒体用に符号
化された可変転送レート圧縮情報を、記録媒体に記録す
る前に符号化時にリアルタイムで復号し再生できるた
め、記録後の画質等を確認することができ、ＤＶＤ（Di
gital Versatile Disc）のオーサリング等の符号化作業
の効率改善に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のブロック図である。

【図２】図１中の遅延器の遅延時間を説明するための仮
想バッファの領域説明図である。

【図３】図１中の遅延器の遅延時間とバッファ手段の蓄
積情報量との関係を示す図である。

【図４】従来の一例のブロック図である。

【符号の説明】 １１ 符号化装置開始信号入力端子 １２ 可変転送レート圧縮情報入力端子 １３ 遅延器 １４ バッファ手段 １５ 復号器 １６ 再生信号出力端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変転送レート符号化装置から取り出さ
   れた、転送レートが所定時間毎に変化する動画像ストリ
   ームの可変転送レート圧縮情報が入力されて復号する復
   号器と、 前記可変転送レート圧縮情報の前記可変転送レート符号
   化装置の出力時点から前記復号器の入力時点までの伝送
   時間に関連した所定時間後に、前記復号器の復号動作を
   開始させる遅延手段とを有することを特徴とする可変転
   送レート圧縮情報復号装置。
2. 【請求項２】 前記遅延手段は、前記可変転送レート符
   号化装置の動作を開始させる符号化装置開始信号を前記
   所定時間遅延して、前記復号器に復号開始信号として供
   給する遅延器であることを特徴とする請求項１記載の可
   変転送レート圧縮情報復号装置。
3. 【請求項３】 前記可変転送レート符号化装置から取り
   出された可変転送レート圧縮情報を一時記憶した後、前
   記復号器に供給するバッファ手段を有し、前記遅延手段
   による遅延時間は、前記バッファ手段の容量と前記可変
   転送レート符号化装置から前記バッファ手段の入力まで
   の伝送路に滞留する情報量を合わせた一つの仮想バッフ
   ァの容量をＢバイト、この仮想バッファの不可読領域を
   Ｂurバイト、前記可変転送レート圧縮情報の最高転送レ
   ートをＢmax（ｂｐｓ）、最低転送レートをＢmin（ｂｐ
   ｓ）、前記可変転送レート圧縮情報の最初のデータが前
   記仮想バッファに到着するまでの第１の遅延時間をＴen
   c秒、前記仮想バッファに最初のデータが到着してから
   前記復号器が復号を開始するまでの第２の遅延時間をＴ
   dec秒としたとき、Ｂur×８／Ｒmin＜Ｔdec＜Ｂ×８／
   Ｒmaxを満足し、かつ、Ｔenc＋Ｔdecで表わされる時間
   に設定することを特徴とする請求項１又は２記載の可変
   転送レート圧縮情報復号装置。