JPH11252548A - 圧縮符号化装置及び方法 - Google Patents

圧縮符号化装置及び方法

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JPH11252548A
JPH11252548A JP4807898A JP4807898A JPH11252548A JP H11252548 A JPH11252548 A JP H11252548A JP 4807898 A JP4807898 A JP 4807898A JP 4807898 A JP4807898 A JP 4807898A JP H11252548 A JPH11252548 A JP H11252548A
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JP
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JP4807898A
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Masatoshi Takashima
昌利 高嶋
Daisuke Hiranaka
大介 平中
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 符号化装置の出力バッファに読み出しができ
ない量が存在する場合、復号化装置でのデコード時には
エンコード時の仮想バッファ(VBV)のイメージとず
れてしまうことが起こる。 【解決手段】 VLC回路14は、エンコードコア部1
1からの出力データにアクセスユニット単位に可変長符
号化を施し、符号化データとすると共に、そのアクセス
ユニット単位の符号化データにヘッダを付加する。コン
トローラ15は、DRAM13からの読み出しができな
いデータ量分だけ出力バッファにおける符号化データの
入出力範囲を狭く設定する。また、コントローラ15
は、上記出力バッファから上記データの読み出しを開始
するタイミングを、エンコード部で初めのアクセスユニ
ットのデータが発生した後、上記読み出しができないデ
ータ量に初期値を加えたオフセット分をビットレートで
除算した時間だけ遅延させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力信号をアクセ
スユニット単位で圧縮符号化する、例えばMPEG(Mov
ing Picture Image Coding Experts Group)に準拠した
圧縮符号化装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばMPEG(Moving Picture Image
Coding Experts Group)に準拠したディジタル圧縮符号
化では、ビデオ信号をアクセスユニット(Access Uni
t;AU)という単位毎に符号化している。そして、ア
クセスユニット毎に発生したデータを、一旦、ビデオエ
ンコーダ内部又は外部に接続された出力バッファに蓄
え、例えば復号化装置の要求によって読み出させる。
【0003】このようなディジタル圧縮符号化を行う符
号化装置は、入力画像をエンコードコア部で取り込む
と、統合化メモリ(Unified Memory)であるDRAM用
のインターフェース(DRAMI/F)を通して、DR
AMに画像データを蓄積し、また読み出しながら、圧縮
操作を行う。ここでは、上記統合化メモリであるDRA
Mを圧縮処理を行うために用いている。
【0004】エンコードコア部で圧縮されたデータは、
可変長符号化(VLC)回路に送られ、ヘッダ及び、可
変長の圧縮された符号列が生成される。このVLC回路
からのヘッダ及び可変長符号列は、スタッフィング(st
uffing)回路に送られる。スタッフィング回路では、ダ
ミービットであるスタッフィングデータをアクセスユニ
ット毎の可変長符号化データに詰め込み、DRAMI/
Fに送る。
【0005】このとき、コントローラは、エンコードコ
ア部でのレートコントロールを行うと同時に、VLC回
路での発生情報量をみながら、スタッフィング回路で発
生するスタッフィングデータの量を制御している。ビッ
トストリームI/Fは、外部に接続された復号化装置の
コントローラや、伝送系の要求にしたがって、ビットス
トリームデータを出力する。
【0006】この符号化装置の理想的な動作について図
3を参照しながら説明する。この図3において、1)
は、上記アクセスユニットに対する同期(Sync)信号
で、これに合わせて、2)の画像がアクセスユニット毎
に入力され、エンコードコア部、VLC回路からなるエ
ンコード部を通して3)のように符号化される。このア
クセスユニット毎の符号化データにはスタッフィング回
路でスタッフィングデータが詰め込まれ、DRAMI/
Fを介してDRAMに蓄えられる。このときのDRAM
は、エンコード部の出力バッファとして用いられる。こ
のエンコード部の出力バッファは4)に示すように、
5)の復号化装置(デコーダ)のバッファのミラー状態
となっており、ここでは理想的な符号化/復号化の状態
を示している。このため、復号化は6)に示すように1
アクセスユニット毎に行われ、表示出力も1アクセスユ
ニット毎に行われる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、実際の符号
化装置の出力バッファには、図4の4)に斜線部で示す
ように、読み出しができない量が存在する。出力バッフ
ァに読み出しができない量が存在する場合、エンコード
部が点線で示す軌跡でレートコントロールを行うと、復
号化装置でのデコード時には図4の5)に示すようにエ
ンコード時の仮想バッファ(VBV)のイメージとずれ
てしまうことが起こる。
【0008】図4の5)の点線は、エンコード時のレー
トコントロールの軌跡であり、実線は、実際の軌跡であ
る。これがくずれてしまうと、デコーダにおいて、バッ
ファオーバーフロー、又は、アンダーフローの原因とな
ってしまう。
【0009】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、伝送系のシステムにおいて、リアルタイムに、
エンコード/デコードを行なう場合において、出力バッ
ファに読みだしが不可能なデータの量が存在する時に、
デコードバッファを破綻させないように、レートコント
ロールを行なうことのできる圧縮符号化装置及び方法の
提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、入力信号に可変長符号化を施してアクセ
スユニット毎に符号化データを生成し、このアクセスユ
ニット単位の符号化データを一時的に記憶部に入出力す
るとき、この記憶部からの読み出しができないデータ量
分だけ上記記憶部における上記符号化データの入出力範
囲を狭く設定する。
【0011】また、上記記憶部から上記データの読み出
しを開始するタイミングを、初めのアクセスユニットの
符号化データが発生した後、上記読み出しができないデ
ータ量に初期値を加えたオフセット分を転送レート(ビ
ットレート)で除算した時間だけ遅延させる。
【0012】このため、伝送系のシステムにおいて、リ
アルタイムに、エンコード/デコードを行なう場合にお
いて、出力バッファに読みだしが不可能なデータの量が
存在しても、デコーダバッファを破綻させないように、
レートコントロールを行なうことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る圧縮符号化装
置及び方法の実施の形態について図面を参照しながら説
明する。この実施の形態は、MPEGに準拠した圧縮ビ
デオ信号を出力するビデオ符号化装置である。なお、こ
のビデオ符号化装置は、本発明に係る圧縮符号化方法を
用いてビデオ信号を符号化する。
【0014】このビデオ符号化装置は、図1に示すよう
に、入力端子10からの映像信号入力の情報量を、例え
ばDCT、量子化等の処理の処理により削減する情報源
符号器(エンコードコア部)11と、このエンコードコ
ア部11で情報量が削減された第1の符号化データをア
クセスユニット単位に可変長符号化し第2の符号化デー
タとすると共に、そのアクセスユニット単位の符号化デ
ータにヘッダを付加する可変長符号化(VLC)回路1
4と、このVLC回路14からアクセスユニット単位の
第2の符号化データ(以下、単に符号化データという)
にダミーデータ(スタッフィングデータ)を詰め込むス
タッフィング回路16と、このスタッフィング回路16
からのアクセスユニット単位の符号化データを一時的に
書き込むと共に読み出す出力バッファ用のDRAM13
と、このDRAM13への上記アクセスユニットの符号
化データの伝送を所定のブロック単位で行うために内部
にキャッシュメモリを有しているDRAMI/F12
と、このDRAMI/F12を介して上記出力バッファ
からの読み出しができないデータ量分だけ出力バッファ
における符号化データの入出力範囲を狭く設定するコン
トローラ15と、DRAMI/F12を介してDRAM
13から読み出した符号化データ列(ビットストリー
ム)を、外部に接続された復号化装置や伝送系に出力す
るビットストリームI/F17とを備えて成る。ここ
で、DRAM13は統合化メモリであり、上記出力バッ
ファとして用いられる他、上記エンコードコア部11に
おける情報量削減のための処理領域としても使われる。
【0015】また、コントローラ15は、上記出力バッ
ファから上記データの読み出しを開始するタイミング
を、上記エンコード部で初めのアクセスユニットのデー
タが発生した後、上記読み出しができないデータ量に初
期値を加えたオフセット分をビットレートで除算した時
間だけ遅延させる。
【0016】以下、このビデオ符号化装置の動作につい
て図2を参照しながら説明する。この図2において、
1)は、上記アクセスユニットに対する同期(Sync)信
号で、これに合わせて、2)の画像がアクセスユニット
毎に入力され、エンコードコア部、VLC回路からなる
エンコード部を通して3)のように符号化される。この
アクセスユニット毎の符号化データにはスタッフィング
回路16でスタッフィングデータが詰め込まれ、DRA
MI/F12を介してDRAM13に蓄えられる。この
ときのDRAM13は、上述したようにエンコード部の
出力バッファとして用いられる。このエンコーダ部の出
力バッファは4)に示すように、5)の復号化装置(デ
コーダ)のバッファのミラー状態となっている。すなわ
ち、エンコード部では、デコーダでのVBVバッファを
イメージしながら、エンコード処理を行っている。
【0017】しかし、実際の符号化装置の出力バッファ
には、図2の4)に斜線部で示すように、読み出しがで
きない量が存在する。出力バッファに読み出しができな
い量が存在する場合、復号化装置のデコード時には図4
の5)に示すようにエンコード時の仮想バッファ(VB
V)のイメージとずれてしまうことが起こる。
【0018】そこで、上記ビデオ符号化装置では、図2
の5)に示すように、VBVバッファの上限を、出力バ
ッファで、読みだしができない量をデッドゾーンと考
え、そこを軌跡が通過しないように、レートコントロー
ルを行なう。
【0019】これは、エンコード部が、レートコントロ
ールに使用する出力バッファの大きさを、 VBV_Buffer - (出力バッファに最低蓄積が必要なデータ
量) とすることで可能である。
【0020】実際には、図2の4)に示すように、上記
読み出しができない量(デッドゾーン)に所定の初期値
を加えたオフセット分を、出力バッファの全容量から減
算した量とする。なお、ここで、上記初期値は上記読み
出しができない量を上記全容量から減算した範囲のほぼ
中央の値になるように設定するとよい。
【0021】また、このとき、エンド・ツウ・エンド・
ディレイ(end_to_end_delay)を保証してやる為に、図
2の4)及び5)に示すように、 (初期値 + 出力バッファに最低蓄積が必要なデータ
量)/ ビットレート の時間待ってから、出力バッファから、デコーダへの読
みだしを開始する。
【0022】ここで、エンド・ツウ・エンド・ディレイ
(end_to_end_delay)とは、理想的なエンコーダ及びデ
コーダ(1ピクチャのエンコード及びデコード処理を開
始してから終了するまでを瞬時(処理時間ゼロ)に行な
うエンコーダおよびデコーダをいう)において、フレー
ムリオーダリングを行なわないピクチャ(I及びPピク
チャ)が、エンコーダに入ってから、デコーダから出力
されるまでの時間または、エンコーダでエンコードを終
了してからデコードを開始するまでの時間のことをい
う。
【0023】このように上記ビデオ符号化装置では、出
力バッファに読み出しができないデータ量(デットゾー
ン)が存在するときに、上述したように、(初期値+出
力バッファに最低蓄積が必要なデータ量) / ビットレ
ートの時間だけ、出力バッファからのデータの読み出し
を待たせるレートコントロールを行うので、復号化装置
側のVBVバッファを破綻させることがない。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、伝送系のシステムにお
いて、リアルタイムに、エンコード/デコードを行なう
場合において、出力バッファに読みだしが不可能なデー
タの量が存在しても、デコーダバッファを破綻させない
ように、レートコントロールを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態となるビデオ符号化装置の
構成を示すブロック図である。
【図2】上記ビデオ符号化装置の動作を説明するための
図である。
【図3】圧縮符号化装置の理想的な動作を説明するため
の図である。
【図4】圧縮符号化装置の実際の動作を説明するための
図である。
【符号の説明】
12 DRAMインターフェース、13 DRAM(出
力バッファ)、14可変長符号化回路、15 コントロ
ーラ、16 スタッフィング回路、17ビットストリー
ム1/F

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を圧縮符号化する圧縮符号化装
    置において、 上記入力信号に可変長符号化を施してアクセスユニット
    毎に符号化データを生成する符号化手段と、 上記符号化手段からのアクセスユニット単位の符号化デ
    ータを一時的に入出力する記憶手段と、 上記記憶手段からの読み出しができないデータ量分だけ
    上記記憶手段における上記符号化データの入出力範囲を
    狭く設定する制御手段とを備えることを特徴とする圧縮
    符号化装置。
  2. 【請求項2】 上記制御手段は、上記記憶手段から上記
    符号化データを読み出し始めるタイミングを、上記符号
    化手段が初めのアクセスユニットの符号化データを発生
    した後、上記読み出しができないデータ量に初期値を加
    えたオフセット分を転送レートで除算した時間だけ遅延
    させることを特徴とする請求項1記載の圧縮符号化装
    置。
  3. 【請求項3】 入力信号を圧縮符号化するための圧縮符
    号化方法において、 上記入力信号に可変長符号化を施してアクセスユニット
    毎に符号化データを生成し、このアクセスユニット単位
    の符号化データを一時的に記憶部に入出力するとき、こ
    の記憶部からの読み出しができないデータ量分だけ上記
    記憶部における上記符号化データの入出力範囲を狭く設
    定することを特徴とする圧縮符号化方法。
  4. 【請求項4】 上記記憶部から上記データの読み出しを
    開始するタイミングを、初めのアクセスユニットの符号
    化データが発生した後、上記読み出しができないデータ
    量に初期値を加えたオフセット分を転送レートで除算し
    た時間だけ遅延させることを特徴とする請求項3記載の
    圧縮符号化方法。
JP4807898A 1998-02-27 1998-02-27 圧縮符号化装置及び方法 Withdrawn JPH11252548A (ja)

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Effective date: 20050510