JPH1198027A - Inverse quantization method and device - Google Patents

Inverse quantization method and device

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JPH1198027A
JPH1198027A JP25384397A JP25384397A JPH1198027A JP H1198027 A JPH1198027 A JP H1198027A JP 25384397 A JP25384397 A JP 25384397A JP 25384397 A JP25384397 A JP 25384397A JP H1198027 A JPH1198027 A JP H1198027A
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JP
Japan
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block
zero
inverse quantization
run length
address
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Application number
JP25384397A
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Japanese (ja)
Inventor
Nozomi Ozaki
望 尾崎
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the computational complexity that is needed for an inverse quantizer. SOLUTION: This inverse quantizer 25 includes an address generator 29 which receives a level and an EOB(end of block) as well as the zero run length that is used for decoding the compressed data generated by quantization of each block and its following zero run length coding and variable length coding and generated by the variable length encoding of the compressed data and then generates the address of an inverse quantization table from the zero run length value, and a control circuit 35 which controls the initialization and the block processing end of the generator 29 by the signal of the EOB. Then the quantizer 25 applies the inverse quantization (multiplication of an inverse quantization coefficient and the level value) to only the data on the level corresponding to the address that is designated based on the zero run length value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばMPEG
(Moving Picture Image Coding Experts Group)やJ
PEG(Joint Photographic Coding Experts Group)
などの画像の圧縮されたビットストリームをデコードす
る圧縮データのデコーダに使用され、特にゼロランレン
グスデコーディング(Zero Run-Length Decoding)とこ
れに引き続く逆量子化(Inverse Quantization)を行う
逆量子化方法及び逆量子化器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
(Moving Picture Image Coding Experts Group) and J
PEG (Joint Photographic Coding Experts Group)
Inverse quantization method used for compressed data decoders that decode compressed bit streams of images such as zero run-length decoding (Zero Run-Length Decoding) followed by inverse quantization (Inverse Quantization) And an inverse quantizer.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像圧縮などのシステムにおいては、コ
サイン変換などの算術演算と可変長符号による圧縮など
の技術が用いられる。これらの算術演算は、必要な演算
をパイプライン的に繋げて処理を行うハードワイヤード
方式によって実現するか、或いはディジタルシグナルプ
ロセッサなどによりソフトウエア(プログラム)での処
理により実現される。ハードワイヤード方式は、種々の
演算ブロックを設計するという手間はあるが、各演算を
並列に処理できるため、その動作周波数としてはデータ
のレートと同等でよいというメリットがある。一方、プ
ログラム方式では単一の演算コアでさまざまな処理が行
えるというメリットがある反面、通常はその動作周波数
はデータのレートより高くなる。なお、画像圧縮として
は国際標準であるMPEGが知られている。MPEGと
は、国際標準化機構/国際電機標準会議 合同技術委員
会1/専門部会 29(ISO/IEC JTC1/SC29(Internation
al Organization for Stan-dardization/International
Electrotechnical Commission, Joint Technical Comm
itee 1/Sub Commitee 29:)の蓄積用動画像符号化の検
討組織の略称であり、MPEG1標準としてISO11
172が、MPEG2標準としてISO13818があ
る。これらの国際標準において、システム多重化の項目
でISO11172−1及びISO13818−1が、
映像符号化の項目でISO11172−2及びISO1
3818−2が、音声符号化の項目でISO11172
−3及びISO13818−3が、それぞれ標準化され
ている。
2. Description of the Related Art In systems such as image compression, techniques such as arithmetic operations such as cosine transform and compression using variable length codes are used. These arithmetic operations are realized by a hard-wired system that performs processing by connecting necessary operations in a pipeline manner, or by software (program) processing using a digital signal processor or the like. The hard-wired system has the trouble of designing various operation blocks, but has the merit that the operation frequency may be equal to the data rate since each operation can be processed in parallel. On the other hand, the program method has an advantage that various processes can be performed by a single arithmetic core, but the operating frequency is usually higher than the data rate. It should be noted that MPEG, which is an international standard, is known as image compression. MPEG is the International Standards Organization / International Electrotechnical Commission Joint Technical Committee 1 / Specialized Subcommittee 29 (ISO / IEC JTC1 / SC29 (International
al Organization for Stan-dardization / International
Electrotechnical Commission, Joint Technical Comm
It is an abbreviated name of an organization for studying moving image coding for storage of itee 1 / Sub Commitee 29 :), which is an ISO 11 standard
172 is ISO 13818 as an MPEG2 standard. In these international standards, ISO117172-1 and ISO13818-1 in the item of system multiplexing,
ISO 11172-2 and ISO 1
3818-2 is an item of voice encoding which is ISO11172
-3 and ISO13818-3 have been standardized, respectively.

【0003】図5には、MPEGのビデオデコーダでの
デコード処理の流れをブロック回路図として表す。
FIG. 5 is a block circuit diagram showing a flow of a decoding process in an MPEG video decoder.

【0004】この図5において、MPEGビデオのビッ
トストリーム1は、先ずパーサー2でヘッダ情報の処理
が行われ、その中の可変長符号は可変長復号器(VL
D)3に送られデコードされる。可変長復号器3にてデ
コードされた動きベクター(Motion Vector)などのデ
ータ9は、モーションコンペンセイション(Motion Com
pensation:動き補償)ブロック8に送られる。一方、
当該可変長復号器3にてデコードされた画像データ10
は、画像演算の処理ブロック11に送られる。
In FIG. 5, a bit stream 1 of an MPEG video is first subjected to header information processing by a parser 2, and a variable length code therein is converted to a variable length decoder (VL).
D) It is sent to 3 and decoded. Data 9 such as a motion vector decoded by the variable length decoder 3 is stored in a motion compensation (Motion Com
pensation: motion compensation). on the other hand,
Image data 10 decoded by the variable length decoder 3
Is sent to the processing block 11 for image calculation.

【0005】この画像演算の処理ブロック11には、ゼ
ロランレングスデコーダ(ZL)4、ジグザグスキャン
変換器(ZZ)5、逆量子化器(IQ)6、および逆コ
サイン変換器(IDCT)7などが含まれている。上記
可変長復号器3からの画像データ10は、ゼロランレン
グス(Run)とレベル(Level)およびブロックの終了を示
すエンドオブブロック(End_of_Block:EOB)の3つ
の情報から構成され、これら3つの情報が画像演算の処
理ブロック11に入力される。当該処理ブロック11で
は、上記ゼロランレングス(run)とレベル(level)およ
びエンドオブブロック(EOB)の情報がゼロランレン
グスデコーダ4に入力されてデコードされ、ジグザグス
キャン変換器5を構成するバッファの適切な位置に書き
込まれ、その後、逆量子化器6による逆量子化、および
逆コサイン変換器7による逆コサイン変換などの算術演
算が行われる。
The processing block 11 for this image operation includes a zero-run length decoder (ZL) 4, a zigzag scan converter (ZZ) 5, an inverse quantizer (IQ) 6, and an inverse cosine converter (IDCT) 7. It is included. The image data 10 from the variable-length decoder 3 is composed of three pieces of information of zero run length (Run), level (Level), and end of block (End_of_Block: EOB) indicating the end of the block. It is input to the processing block 11 for image calculation. In the processing block 11, information of the zero run length (run), the level (level), and the end of block (EOB) is input to the zero run length decoder 4 and decoded, and the information of the buffer constituting the zigzag scan converter 5 Then, arithmetic operations such as inverse quantization by the inverse quantizer 6 and inverse cosine transform by the inverse cosine transformer 7 are performed.

【0006】図6には、可変長復号器12(図5の可変
長復号器3)から逆量子化器20(図5の逆量子化器
6)までの構成の詳細について示す。
FIG. 6 shows details of the configuration from the variable length decoder 12 (variable length decoder 3 in FIG. 5) to the inverse quantizer 20 (inverse quantizer 6 in FIG. 5).

【0007】可変長復号器12からは、ゼロランレング
ス(run)13とレベル(level)14のペアと、ブロック
のデータの終わりを示すエンドオブブロック(EOB)
15の各情報が、ゼロランレングスデコーダ16(図5
のゼロランレングスデコーダ4)に送られてくる。当該
ゼロランレングスデコーダ16では、これらの情報から
1ブロック(MPEGビデオでは8×8画素のマトリク
ス)のデータを再構成する。
From the variable length decoder 12, a pair of a zero run length (run) 13 and a level (level) 14 and an end of block (EOB) indicating the end of the data of the block.
15 is a zero run length decoder 16 (FIG. 5).
To the zero run length decoder 4). The zero run length decoder 16 reconstructs one block (8 × 8 pixel matrix in MPEG video) from these pieces of information.

【0008】当該ゼロランレングスデコーダ16からの
データ17は、ジグザグスキャン変換器(図5のジグザ
グスキャン変換器5)としての機能を兼ね備えたジグザ
グスキャンバッファ18に順次書き込まれる。ジグザグ
スキャンバッファ18は、通常、ダブルバッファとして
構成されており、一方にゼロランレングスデコーダ16
からデータ17を書き込んでいる間に、他方からデータ
19を読み出し、このデータ19が逆量子化器20に送
られる。
The data 17 from the zero run length decoder 16 is sequentially written to a zigzag scan buffer 18 having a function as a zigzag scan converter (the zigzag scan converter 5 in FIG. 5). The zigzag scan buffer 18 is usually configured as a double buffer, and has a zero run length decoder 16
While writing data 17 from the other, data 19 is read from the other, and this data 19 is sent to the inverse quantizer 20.

【0009】逆量子化器20は、主に逆量子化の係数の
テーブル(逆量子化テーブル:Q-table)21と、当該
テーブル21の係数とデータ19との掛け算を行う乗算
器22とから構成され、上記データ19を逆量子化す
る。この逆量子化器20による逆量子化演算の結果23
は、次段の逆コサイン変換器(図5の逆コサイン変換器
7)に送られることになる。
The inverse quantizer 20 mainly includes a table of inverse quantization coefficients (an inverse quantization table: Q-table) 21 and a multiplier 22 for multiplying the coefficient of the table 21 by the data 19. The data 19 is inversely quantized. Result 23 of the inverse quantization operation by the inverse quantizer 20
Is sent to the next inverse cosine converter (inverse cosine converter 7 in FIG. 5).

【0010】この図5及び図6に示した構成をみると、
ゼロランレングスデコーダ4(16)までは、データが
圧縮されており、デコードされた際の画素あたりのデー
タ数は平均としては1より小さくなっている。一方、ゼ
ロランレングスデコーダ4(16)で画素数と同等数の
データが復元されるため、これ以降の処理ブロックでは
1画面当たり画素数と同等数データの処理能力が必要と
なる。したがって、ゼロランレングスデコーダ4(1
6)でのデコード処理後は、画素データのレートと同
じ、或いはそれ以上のクロックレートが必要となる。
Referring to the configuration shown in FIGS. 5 and 6,
The data is compressed up to the zero run length decoder 4 (16), and the number of data per pixel when decoded is smaller than 1 on average. On the other hand, since data having the same number of pixels as the number of pixels is restored by the zero run length decoder 4 (16), the processing blocks thereafter need processing capability of the same number of data as the number of pixels per screen. Therefore, the zero run length decoder 4 (1
After the decoding process in 6), a clock rate equal to or higher than the pixel data rate is required.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記画像圧
縮の国際標準であるMPEGのビデオデコーダにおい
て、例えば処理画像のサイズが増大すると、上述したハ
ードワイヤード方式,プログラム方式の何れの方式にお
いても上記の算術演算の処理能力の増加が必要となる。
By the way, in the MPEG video decoder, which is the international standard for image compression, for example, when the size of a processed image is increased, the above-mentioned hard-wired system and the above-mentioned program system can be used. It is necessary to increase the processing capability of arithmetic operations.

【0012】上述したMPEGビデオデコーダでの主な
算術演算としては、逆量子化演算と逆コサイン変換演算
があり、特に上記逆量子化演算のための構成である前記
図6のようなパイプラインによるハードワイヤード方式
では画素数に対応した動作速度が必要であり、例えば、
MPEGのハイレベル(High Level)の処理では、メイ
ンレベル(Main Level:ML)の4倍から6倍の高速な
演算処理回路が必要となる。
The main arithmetic operations in the above-mentioned MPEG video decoder include an inverse quantization operation and an inverse cosine transform operation. In particular, the pipeline operation shown in FIG. 6 is used for the inverse quantization operation. The hard-wired method requires an operation speed corresponding to the number of pixels, for example,
In high-level (High Level) processing of MPEG, a high-speed arithmetic processing circuit four to six times the main level (Main Level: ML) is required.

【0013】そこで、本発明はこのような状況に鑑みて
なされたものであり、逆量子化器での必要な演算量を削
減可能とするものであって、パイプラインによって実現
されるハードワイヤード方式の逆量子化器ではその動作
速度の低減を可能とし、プログラム方式にて逆量子化演
算を行う演算器では総演算量の削減を図り、ディジタル
シグナルプロセッサでの必要な処理能力を抑えたり、共
通の演算コアでの他の演算との共用を実現することを可
能とする逆量子化方法及び逆量子化器を提供することを
目的とする。
Accordingly, the present invention has been made in view of such a situation, and it is an object of the present invention to reduce the amount of operation required in an inverse quantizer. The operation speed of the inverse quantizer can be reduced, and the operation unit that performs the inverse quantization operation by the program method can reduce the total amount of operation, reduce the processing capacity required by the digital signal processor, and It is an object of the present invention to provide an inverse quantization method and an inverse quantizer which enable realization of a common operation with another operation in an arithmetic core.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の逆量子化方法及
び逆量子化器は、ブロック単位で量子化とこれに引き続
くゼロランレングスコーディングと可変長符号化とを行
って生成された圧縮データをデコードする際に使用され
るものであって、圧縮データの可変長復号化によって生
成された、ゼロランレングスとレベルとエンドオブブロ
ックとを受け取り、ゼロランレングスの値から逆量子化
テーブルのアドレスを生成し、エンドオブブロックの信
号によりアドレス生成の初期化及びブロック処理の終了
をコントロールし、ゼロランレングスの値によって指定
されたアドレスのレベルのデータのみを逆量子化するこ
とにより、上述した課題を解決する。
SUMMARY OF THE INVENTION An inverse quantization method and an inverse quantizer according to the present invention provide compressed data generated by performing quantization on a block basis, followed by zero run length coding and variable length coding. Is used when decoding the compressed data, and receives the zero run length, the level, and the end of block generated by the variable length decoding of the compressed data, and calculates the address of the inverse quantization table from the zero run length value. The above-described problem is solved by generating, controlling the initialization of address generation and the end of block processing by an end-of-block signal, and dequantizing only data at an address level designated by a value of zero run length. I do.

【0015】すなわち、画像データは隣接画素との相関
が強く、この性質を利用して画像の圧縮が行われている
が、当該圧縮において、コサイン変換後に量子化された
ものをゼロランレングスコーディングにより圧縮するの
は、この段階でのデータの”0”の出現頻度が多く、ゼ
ロランレングス(データのスキャンによりゼロが連続す
る長さ)と、出現頻度が低くたまに現れるゼロでない値
(レベル)をペアとして取り出し、その後可変長符号化
処理することが有効だということによる。したがって、
この圧縮データをデコードするデコーダにおいても、ゼ
ロランレングスデコーダで生成されるデータは適切な圧
縮が行われている限り多くの”0”データを含む。可変
符号の復号後の処理において、DC成分はブロック間の
差分演算など特別な処理が行われるが、逆量子化器での
演算は、全てのデータについて基本的には量子化係数と
量子化スケールの乗算と、飽和処理、ミスマッチコント
ロールなどの後処理からなる。このとき逆量子化器への
入力値が”0”であれば、逆量子化された結果も”0”
である。本発明は、この事実を利用して”0”に対応し
た入力値に対しては逆量子化器での計算を省き、全体と
しての必要処理数の削減を図るようにしている。
That is, image data has a strong correlation with adjacent pixels, and image compression is performed by utilizing this property. In this compression, data that has been quantized after cosine transform is subjected to zero-run length coding. The compression is performed by using the data such that the frequency of occurrence of “0” in the data at this stage is high, and the zero run length (the length of continuous zeros by scanning the data) and the non-zero value (level) that appears at a low frequency. This is because it is effective to take out as a pair and then perform variable length coding. Therefore,
Even in a decoder that decodes this compressed data, the data generated by the zero-run length decoder includes as much "0" data as long as appropriate compression is performed. In the process after decoding of the variable code, the DC component is subjected to a special process such as a difference operation between blocks, but the operation by the inverse quantizer is basically performed with respect to the quantization coefficient and the quantization scale for all data. And post-processing such as saturation processing and mismatch control. At this time, if the input value to the inverse quantizer is “0”, the result of the inverse quantization is also “0”.
It is. The present invention makes use of this fact to omit the calculation by the inverse quantizer for the input value corresponding to "0", and to reduce the required number of processes as a whole.

【0016】上述したようなことから、本発明によれ
ば、入力値が”0”のときにはその計算を省くことで、
逆量子化器での総演算量を削減し、例えば、パイプライ
ン処理によるハードワイヤード方式で実現した際には、
その動作速度を抑えて設計を容易にし、また、ディジタ
ルシグナルプロセッサなどによるプログラム方式では、
総演算量の低減により動作周波数の削減、他の処理の追
加などを可能とする。
As described above, according to the present invention, when the input value is "0", the calculation is omitted,
When the total operation amount in the inverse quantizer is reduced, for example, when the hard wired method by pipeline processing is realized,
The operating speed is reduced to facilitate design, and the programming method using a digital signal processor, etc.,
The reduction of the total amount of operation enables the reduction of the operating frequency and the addition of other processing.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】本発明の逆量子化方法及び逆量子化器が適
用されるデコーダは、例えばMPEGやJPEGなどの
画像を圧縮したビットストリームをデコードするビデオ
デコーダであって、特にゼロランレングスデコーディン
グ(Zero Run-Length Decoding)とこれに引き続き逆量
子化(Inverse Quantization)を行う構成部分に関し、
ゼロランレングスデコーダによるブロックへの全データ
の展開を行うことなく逆量子化を行い、当該逆量子化で
の演算量の削減を実現するというものである。また、本
発明は、より高速な演算性能が要求されるMPEGのハ
イレベル(HighLevel:HL)のデコーダなどへ適応す
ることが可能であり、例えば逆量子化器の処理能力が処
理すべき画素数より低い場合でもビットストリームのデ
コード処理を実現でき、回路の高速化や並列化を行うこ
となく高画素数のビットストリームのデコーディングを
可能とするものである。なお、本実施の形態の説明にお
いてはMPEGのビデオデコーダの処理に沿って説明を
行うが、本発明の技術は量子化とゼロランレングスコー
ディングを行うどのような圧縮システムでも適応可能で
あり、MPEGビデオのデコーディングに限るものでは
ない。
The decoder to which the dequantization method and the dequantizer of the present invention are applied is, for example, a video decoder for decoding a bit stream obtained by compressing an image such as MPEG or JPEG. Zero Run-Length Decoding) and subsequent components that perform Inverse Quantization,
Inverse quantization is performed without expanding all data into blocks by the zero-run length decoder, and the amount of calculation in the inverse quantization is reduced. Further, the present invention can be applied to an MPEG high level (High Level: HL) decoder or the like that requires a higher operation performance. For example, the processing capacity of the inverse quantizer is determined by the number of pixels to be processed. The decoding process of the bit stream can be realized even in a lower case, and it is possible to decode a bit stream having a high number of pixels without speeding up or parallelizing the circuit. In the description of the present embodiment, the description will be made along the processing of an MPEG video decoder. However, the technology of the present invention is applicable to any compression system that performs quantization and zero-run length coding. It is not limited to video decoding.

【0019】本発明実施の形態のビデオデコーダは、ゼ
ロランレングスデコーダへの入力であるゼロランレング
ス(run)とレベル(level)の情報から、非ゼロである
データの位置と値を取り出し、必要なデータの演算のみ
を行って、それ以外の演算は省略するものである。
The video decoder according to the embodiment of the present invention extracts the position and value of non-zero data from the information of the zero run length (run) and the level (level) which are the inputs to the zero run length decoder. In this case, only the calculation of the data is performed, and the other calculations are omitted.

【0020】図1に本実施の形態のビデオデコーダのゼ
ロランレングスデコーダへの入力の一例を示す。図中D
はDC成分、A1、A2、A3はAC成分を示し、空欄
は値”0”であることを示す。また図中の点線の矢印は
スキャンの順番を示す。この図1の例では、ノーマルス
キャンの場合について示したが、オルタネートスキャン
でも同様である。
FIG. 1 shows an example of an input to the zero run length decoder of the video decoder according to the present embodiment. D in the figure
Indicates a DC component, A1, A2, and A3 indicate AC components, and blanks indicate that the value is "0". The dotted arrows in the figure indicate the order of scanning. Although the example of FIG. 1 shows the case of the normal scan, the same applies to the alternate scan.

【0021】この図1の例では、8×8のブロックにお
いてDC成分(D)の他、A1、A2、A3の3つのA
C成分がゼロではなく、これら以外はすべてゼロである
場合について示しており、このときのゼロランレングス
デコーダへの入力であるゼロランレングス(run)、レベ
ル(level)、エンドオブブロック(EOB)の各情報
は、図2に示すようになる。
In the example of FIG. 1, in addition to the DC component (D) in the 8 × 8 block, three A1, A2 and A3 A
The case where the C component is not zero and all other components are zero is shown. At this time, the zero run length (run), the level (level), and the end of block (EOB) of the inputs to the zero run length decoder are input. Each information is as shown in FIG.

【0022】上記図1のブロックでは64個のデータの
うち4個のみが非ゼロであり、したがってこの4つのデ
ータについてのみ逆量子化演算を行えばブロックとして
の演算は終了する。ゼロランレングス(run)の値はスキ
ャンの順番でのデータの位置を示し、逆量子化の係数テ
ーブルのアドレスや逆量子化の結果をバッファへ書き込
む際のアドレスとして使用される。すなわち、図1のブ
ロックの例の場合は、下記の演算式の演算が行われる。
In the block shown in FIG. 1, only four of the 64 data are non-zero. Therefore, if the inverse quantization operation is performed only on these four data, the operation as a block is completed. The value of the zero run length (run) indicates the position of data in the order of scanning, and is used as an address of a coefficient table for inverse quantization and an address for writing the result of inverse quantization to a buffer. That is, in the case of the example of the block in FIG. 1, the operation of the following operation expression is performed.

【0023】 なお、上記演算において、Q[x][y]は逆量子化の
係数テーブルの2次元アドレスを表す。逆量子化テーブ
ルのアドレス計算などが並列に行われると、この8×8
のブロックの演算は4ステップで終了する。
[0023] In the above operation, Q [x] [y] represents a two-dimensional address of the inverse quantization coefficient table. When the address calculation of the inverse quantization table is performed in parallel, this 8 × 8
The operation of the block is completed in four steps.

【0024】本発明実施の形態のビデオデコーダでは、
上述のようにブロックの非ゼロのデータに対応したもの
だけの計算を行い、総演算量の低減を図っている。ここ
で、MPEGビデオのデコード動作では種々の時間的制
約があり、この時間内での処理が必須である。例えば1
フレーム時間が、1フレーム或いは2フィールドのデコ
ード処理の上限となる。上記のようなデータ依存型の処
理系では統計的な観点から演算系の処理能力、マージン
が決定される。上記の例でゼロランレングスデコードの
結果、8×8の全てのデータが非ゼロであった場合が最
悪のケースとなり、このような場合を想定すると本発明
は原理的に適応不可能のように思われるが、実際のビッ
トストリームはゼロランが十分長く、ゼロ要素が多いと
いう統計的性質を持っているため、本発明を適応するこ
とが可能である。また、動作のマージンをどの程度にす
るか、或いは最悪処理能力が瞬間的に不足した場合どの
ように補正するかなどは、要求されるシステムの品質に
よって決定される。
In the video decoder according to the embodiment of the present invention,
As described above, only the calculation corresponding to the non-zero data of the block is performed to reduce the total calculation amount. Here, the MPEG video decoding operation has various time restrictions, and processing within this time is essential. For example, 1
The frame time is the upper limit of the decoding process for one frame or two fields. In the data-dependent processing system described above, the processing capacity and margin of the arithmetic system are determined from a statistical viewpoint. As a result of the zero run length decoding in the above example, the worst case is when all 8 × 8 data are non-zero. In such a case, the present invention is not applicable in principle. As can be seen, the actual bitstream has statistical properties that the zero run is long enough and there are many zero elements, so that the present invention can be applied. Further, how much the margin of operation is, or how to correct when the worst processing capacity is momentarily insufficient, etc., is determined by the required quality of the system.

【0025】図3には、本発明の第1の実施の形態とし
て、ビデオデコーダの要部構成である逆量子化器をハー
ドワイヤード方式を適用して実現した構成例を示す。
FIG. 3 shows, as a first embodiment of the present invention, a configuration example in which an inverse quantizer which is a main configuration of a video decoder is realized by applying a hard-wired system.

【0026】この図3において、前段の可変長復号器
(VLD)24からは、画像に関連した3つの情報とし
て、レベル(level)28、ゼロランレングス(run)2
7、エンドオブブロック(EOB)26が供給され、こ
れら3つの情報が逆量子化器25の入力端子(受け取り
部)にそれぞれ入力される。ゼロランレングス27の値
は、アドレス生成器29に入力され、ここでレベル28
に対応した逆量子化テーブル(Q-table)30へのアド
レス37が計算される。
In FIG. 3, a variable length decoder (VLD) 24 at the preceding stage outputs a level 28 and a zero run length 2 as three pieces of information related to an image.
7. An end-of-block (EOB) 26 is supplied, and these three pieces of information are input to input terminals (reception units) of the inverse quantizer 25, respectively. The value of the zero run length 27 is input to the address generator 29, where the level 28
The address 37 to the inverse quantization table (Q-table) 30 corresponding to is calculated.

【0027】上記アドレス37に基づいて取り出された
逆量子化テーブル30からの値(係数)31は、乗算器
32でレベル28の値との掛け算が行われた後、ミスマ
ッチコントロール等を行う処理ブロック33に送られ、
逆量子化された結果34として出力される。
A value (coefficient) 31 from the inverse quantization table 30 fetched based on the address 37 is multiplied by a value of a level 28 by a multiplier 32, and then a processing block for performing mismatch control or the like. 33,
This is output as the result 34 of the inverse quantization.

【0028】また、逆量子化器25からは、次段でのバ
ッファのアドレス管理のため、当該逆量子化器25の処
理段数に対応したディレイバッファ38を経て、ゼロラ
ンレングス27の情報或いは逆量子化テーブル30のア
ドレス37の値が出力信号39として出力される。
From the inverse quantizer 25, the information of the zero run length 27 or the inverse run length is passed through the delay buffers 38 corresponding to the number of processing stages of the inverse quantizer 25 in order to manage the address of the buffer in the next stage. The value of the address 37 of the quantization table 30 is output as the output signal 39.

【0029】一方、可変長復号器24からのエンドオブ
ブロック26の情報は、逆量子化器25のコントロール
回路35に入力され、ブロック毎の演算の開始と終了が
管理される。
On the other hand, information of the end-of-block 26 from the variable length decoder 24 is input to the control circuit 35 of the inverse quantizer 25, and the start and end of the operation for each block are managed.

【0030】なお、図3では、MPEGビデオのデコー
ドにおいて実際に必要となる幾つかの構成要素について
は省略されている。例えば、量子化スケールファクタ、
ノーマルスキャンとオルタネートスキャン、イントラ/
ノンイントラ、或いはルミナンス/クロミナンスなどの
違いなどは考慮されていないが、これらの要因が入った
としても同様の構成で実現することが可能であることは
自明である。
FIG. 3 omits some components that are actually required for decoding the MPEG video. For example, the quantization scale factor,
Normal scan, alternate scan, intra /
Although differences such as non-intra or luminance / chrominance are not taken into account, it is obvious that a similar configuration can be realized even if these factors are included.

【0031】次に、図4には、本発明の第2の実施の形
態として、ビデオデコーダの要部演算である逆量子化演
算をプログラム方式にて実現するための処理フローチャ
ートを示す。この図4には、アドレス計算とデータの計
算を平行して行う場合について示し、図4の(a)には
アドレス計算のフローチャートを、図4の(b)にはデ
ータの処理フローチャートを示している。
Next, FIG. 4 shows a processing flowchart for realizing, as a second embodiment of the present invention, an inverse quantization operation which is a main operation of a video decoder by a program method. FIG. 4 shows a case in which address calculation and data calculation are performed in parallel. FIG. 4A shows a flowchart of address calculation, and FIG. 4B shows a flowchart of data processing. I have.

【0032】この図4のフローチャートにおいて、ステ
ップST1及びステップST11にてブロックの計算が
開始されると、先ず図4の(a)のアドレス処理では、
ステップST2にて逆量子化テーブルのアドレス(Q-ta
ble adress)にDC用の係数のアドレス”0”番地(2
次元アドレスQ[0][0])を設定する。図4の(b)のデ
ータの処理側では、ステップST12にてDC成分の逆
量子化の計算を行う。すなわち、このステップST12
におけるDC成分の逆量子化の計算では、前記演算式の
ように、DC成分のレベル(level[0][0])と逆量子化
テーブルのアドレス”0”番地(Q[0][0])の係数値と
の掛け算が行われる。
In the flowchart of FIG. 4, when the calculation of a block is started in steps ST1 and ST11, first, in the address processing of FIG.
In step ST2, the address of the inverse quantization table (Q-ta
ble adress), the address of the coefficient for DC “0” (2
Dimension address Q [0] [0]) is set. On the data processing side of FIG. 4B, in step ST12, calculation of the inverse quantization of the DC component is performed. That is, this step ST12
In the calculation of the inverse quantization of the DC component in, the level of the DC component (level [0] [0]) and the address “0” of the inverse quantization table (Q [0] [0] ) Is multiplied with the coefficient value.

【0033】次に、図4の(a)のアドレス処理では、
ステップST3にて、逆量子化テーブルのアドレス(Q-
table adress)を可変長復号器からのゼロランレングス
(run)の値に沿って変更(Q[x][y])し、対応するA
C用の係数を逆量子化テーブルから読み出す。図4の
(b)のデータ処理では、ステップST13にてAC成
分の逆量子化の計算を行う。すなわち、このステップS
T13におけるAC成分の逆量子化の計算では、前記演
算式のように、AC成分のレベル(level[x][y])と逆
量子化テーブルのアドレス(Q[x][y])の係数値との掛
け算が行われる。
Next, in the address processing of FIG.
In step ST3, the address (Q-
table adress) along with the value of zero run length (run) from the variable length decoder (Q [x] [y]), and the corresponding A
The coefficient for C is read from the inverse quantization table. In the data processing of FIG. 4B, calculation of the inverse quantization of the AC component is performed in step ST13. That is, this step S
In the calculation of the inverse quantization of the AC component in T13, the relationship between the level (level [x] [y]) of the AC component and the address (Q [x] [y]) of the inverse quantization table is calculated as in the above equation. Multiplication with a numerical value is performed.

【0034】その後は、図4の(a)及び(b)のステ
ップST4及びST14において前段の可変長復号器か
らエンドオブブロック(EOB)の情報が来たか否かの
判断を行い、エンドオブブロック(EOB)の情報が来
ないときにはそれぞれステップST3,ST13の処理
に戻り、エンドオブブロック(EOB)の情報が来たと
きに、ステップST5及びST15に進んで当該ブロッ
クの処理を終了する。なお、ステップST4及びST1
4におけるエンドオブブロック(EOB)は、割り込み
或いはフラグとして実現される。また、逆量子化の計算
された係数のレジスタ或いはバッファへの書き込み位置
の制御はゼロランレングス(run)の値によって管理さ
れる。
Thereafter, in steps ST4 and ST14 of FIGS. 4A and 4B, it is determined whether or not the end-of-block (EOB) information has been received from the preceding variable length decoder. If the information of ()) does not come, it returns to the processing of steps ST3 and ST13, respectively, and if the information of the end of block (EOB) comes, it proceeds to steps ST5 and ST15 and ends the processing of the block. Steps ST4 and ST1
The end of block (EOB) in 4 is implemented as an interrupt or a flag. The control of the write position of the coefficient calculated by the inverse quantization into the register or the buffer is controlled by the value of the zero run length (run).

【0035】上述したように、本発明実施の形態のビデ
オデコーダにおいては、逆量子化器での演算量の削減が
可能となり、ハードワイヤード方式、プログラム方式の
何れの実現方法においても動作周波数の低減が可能とな
る。すなわち、本発明実施の形態のようにデータ依存型
の演算方式では、非ゼロのデータについてのみの計算を
行えばよく、結果がゼロと分かっているものについては
計算を省いて演算効率の向上を実現できる。同様の手法
は逆量子化の後段の逆コサイン変換器でも用いることが
でき、これら2つのブロックを一つのブロックとして実
現する際にはさらに有効な実現方法となる。
As described above, in the video decoder according to the embodiment of the present invention, the amount of operation in the inverse quantizer can be reduced, and the operating frequency can be reduced in any of the hard wired method and the program method. Becomes possible. That is, in the data-dependent operation method as in the embodiment of the present invention, it is only necessary to perform the calculation for non-zero data only, and for those for which the result is known to be zero, the calculation is omitted to improve the operation efficiency. realizable. A similar method can be used in the inverse cosine transformer after the inverse quantization, and this is a more effective implementation method when implementing these two blocks as one block.

【0036】また、本発明は、上記のような量子化され
た値が”0”となるデータの処理をスキップするという
場合のみならず、意図的に量子化された値の計算を省く
というような際にも適用できる。高周波数の成分が不要
となる応用例であれば、同様な処理によりその高域での
計算を省略することが可能である。
In addition, the present invention not only skips the processing of the data whose quantized value is "0" as described above, but also intentionally skips the calculation of the quantized value. It can be applied in any case. If the application example does not require a high-frequency component, it is possible to omit the calculation in the high band by the same processing.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
おいては、圧縮データの可変長復号によって生成された
ゼロランレングスとレベルとエンドオブブロックとを受
け取り、ゼロランレングスの値から逆量子化テーブルの
アドレスを生成し、エンドオブブロックの信号によりア
ドレス生成の初期化及びブロック処理の終了をコントロ
ールし、ゼロランレングスの値によって指定されたアド
レスのレベルのデータのみを逆量子化することにより、
逆量子化器での必要な演算量が削減可能となる。例えば
パイプラインによって実現されるハードワイヤード方式
の逆量子化器ではその動作速度の低減が可能となり、プ
ログラム方式にて逆量子化演算を行う演算器では総演算
量の削減を図ることができ、ディジタルシグナルプロセ
ッサでの必要な処理能力を抑えたり、共通の演算コアで
の他の演算との共用を実現することが可能である。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the zero run length, the level and the end of block generated by the variable length decoding of the compressed data are received, and the inverse quantization is performed based on the zero run length value. By generating the address of the table, controlling the initialization of the address generation and the end of the block processing by the end-of-block signal, and dequantizing only the data at the address level specified by the value of the zero run length,
The amount of operation required in the inverse quantizer can be reduced. For example, the operation speed of a hard-wired inverse quantizer implemented by a pipeline can be reduced, and the amount of operation can be reduced by an arithmetic unit that performs inverse quantization by a program method. It is possible to reduce the necessary processing capability of the signal processor and to realize the common operation core to share with other operations.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ゼロランレングスデコーダによってデコードさ
れた8×8ブロックの一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an 8 × 8 block decoded by a zero run length decoder.

【図2】ゼロランレングスデコーダへの入力情報を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating input information to a zero run length decoder.

【図3】本発明の第1の実施の形態として、ビデオデコ
ーダの要部構成である逆量子化器をハードワイヤード方
式を適用して実現した構成例を示すブロック回路図であ
る。
FIG. 3 is a block circuit diagram showing a configuration example in which an inverse quantizer, which is a main configuration of a video decoder, is realized by applying a hard-wired system as a first embodiment of the present invention;

【図4】本発明の第2の実施の形態として、ビデオデコ
ーダの要部演算である逆量子化演算をプログラム方式に
て実現するための処理フローチャートである。
FIG. 4 is a processing flowchart for realizing, according to a second embodiment of the present invention, an inverse quantization operation that is a main operation of a video decoder by a program method;

【図5】MPEGのビデオデコーダでのデコード処理の
流れを示すブロック回路図である。
FIG. 5 is a block circuit diagram showing a flow of a decoding process in an MPEG video decoder.

【図6】ビデオデコーダに用いられる従来の逆量子化器
及びその周辺の構成を示すブロック回路図である。
FIG. 6 is a block circuit diagram showing a conventional inverse quantizer used for a video decoder and its peripheral configuration.

【符号の説明】 24 可変長復号器、 25 逆量子化器、 26 エ
ンドオブブロック、27 ゼロランレングス、 28
レベル、 29 アドレス生成器、 30逆量子化テー
ブル、 32 乗算器、 33 処理ブロック、 35
コントロール回路、 38 ディレイバッファ
[Description of Code] 24 Variable Length Decoder, 25 Dequantizer, 26 End of Block, 27 Zero Run Length, 28
Level, 29 address generator, 30 inverse quantization table, 32 multiplier, 33 processing block, 35
Control circuit, 38 delay buffer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ブロック単位で量子化とこれに引き続く
ゼロランレングスコーディングと可変長符号化とを行っ
て生成された圧縮データをデコードする際の逆量子化方
法において、 上記圧縮データの可変長復号化によって生成された、ゼ
ロが連続する長さを示すゼロランレングスと、非ゼロの
値であるレベルと、ブロックの終わりを示すエンドオブ
ブロックとを受け取り、 上記ゼロランレングスの値から逆量子化テーブルのアド
レスを生成し、 上記エンドオブブロックの信号により上記アドレス生成
の初期化及びブロック処理の終了をコントロールし、 上記ゼロランレングスの値によって指定されたアドレス
に対応するレベルのデータのみを逆量子化することを特
徴とする逆量子化方法。
1. An inverse quantization method for decoding compressed data generated by performing quantization in units of blocks, followed by zero run length coding and variable length coding, wherein the variable length decoding of the compressed data is performed. Receive a zero-run length indicating the length of continuous zeros, a level that is a non-zero value, and an end-of-block indicating the end of a block, and generate an inverse quantization table from the value of the zero run-length. The initialization of the address generation and the end of the block processing are controlled by the end-of-block signal, and only the data of the level corresponding to the address specified by the value of the zero run length is inversely quantized. An inverse quantization method, characterized in that:
【請求項2】 ブロック単位で量子化とこれに引き続く
ゼロランレングスコーディングと可変長符号化とを行っ
て生成された圧縮データのデコードに使用される逆量子
化器において、 上記圧縮データの可変長復号化によって生成された、ゼ
ロが連続する長さを示すゼロランレングスと非ゼロの値
であるレベルとブロックの終わりを示すエンドオブブロ
ックを受け取る受け取り部と、 上記ゼロランレングスの値から逆量子化テーブルのアド
レスを生成するアドレス生成手段と、 上記エンドオブブロックの信号により、上記アドレス生
成手段の初期化及びブロック処理の終了をコントロール
するコントロール手段とを有し、 上記ゼロランレングスの値によって指定されたアドレス
に対応するレベルのデータのみを逆量子化することを特
徴とする逆量子化器。
2. An inverse quantizer used for decoding compressed data generated by performing quantization in units of blocks, followed by zero run length coding and variable length coding, wherein the variable length of the compressed data is A receiving unit that receives a zero-run length indicating a continuous length of zero, a level that is a non-zero value, and an end-of-block indicating the end of a block, generated by decoding, and inverse quantization from the value of the zero run-length Address generating means for generating an address of the table, and control means for controlling the initialization of the address generating means and the end of the block processing by the end-of-block signal, and designated by the value of the zero run length. Dequantize only the data at the level corresponding to the address Quantizer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7170939B2 (en) 2000-09-29 2007-01-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Compression-encoded data decoding apparatus

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