JPWO2008072452A1 - 動画像復号化装置、半導体装置、映像機器および動画像復号化方法 - Google Patents

動画像復号化装置、半導体装置、映像機器および動画像復号化方法 Download PDF

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Abstract

本発明の動画像復号化装置は、ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別する判別部と、ヘッダ情報を一時的に記憶するヘッダ情報記憶部と、ヘッダ情報記憶部のアドレスであってヘッダ末尾アドレスを記憶するためのヘッダアドレス記憶部と、圧縮画像データを一時的に記憶する圧縮画像記憶部と、圧縮画像記憶部のアドレスであって画像末尾アドレスを記憶するための画像アドレス記憶部と、ヘッダ末尾アドレスに基づいて１ピクチャ毎にヘッダ情報を解析するヘッダ解析部と、解析結果および画像末尾アドレスに基づいて１ピクチャ毎に圧縮画像データを復号化する復号化部とを備え、ヘッダ解析部は、復号化部によって復号化されているピクチャの次のピクチャのヘッダ情報を解析する。

Description

本発明は、ヘッダ情報と圧縮画像データとを含むストリームを復号化する動画像復号化装置に関し、特にヘッダ情報を解析するプロセッサと圧縮画像データを復号するデコーダとを有する動画像復号化装置等に関する。
近年、デジタル映像機器の技術進歩が著しく、動画像の符号化／復号化を行なう映像機器が広く普及している。そのような画像処理を行う場合、処理を分割し、複数の処理部で並列的に動作する画像処理装置が多く使用されている。しかし、技術競争の中で、それらの装置の処理性能やメモリ使用量の制限は厳しく、尚且つ、技術進歩により動画像復号化処理の複雑度は増している。
例えば、Ｈ．２６４規格（ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ規格）では、可変長符号化の方式としてＣＡＶＬＣ（Context-Adaptive Variable Length Coding：コンテキスト適応型可変長符号化）とＣＡＢＡＣ（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding：コンテキスト適応型２値算術符号化）の２種類が選択可能になっている。コンテキスト適応型とは、周囲の状況に応じて効率の良い符号化方式を適応的に選択する方式である。ただ、可変長符号化処理および可変長復号化処理の複雑度は増している。
図１は、従来技術における動画像復号装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号装置は、第１バッファメモリ９０１、前処理部９０２、第２バッファメモリ９０３、後処理部９０４およびフレームメモリ９０５を備え、前処理と後処理の２段階でストリームを復号化する。
まず、ヘッダ情報と圧縮画像データとを含みＣＡＢＡＣが適用されたストリームは第１バッファメモリ９０１に入力される。前処理部９０２は、ＣＡＢＡＤ（Context-Adaptive Binary Arithmetic Decoding：コンテキスト適応型２値算術復号化）を行い、ＣＡＢＡＣが解かれた状態のストリームを第２バッファメモリ９０３に格納する。ＣＡＢＡＤの処理量が多いため、第２バッファメモリ９０３には一定量のストリームが格納される。
後処理部９０４は、第２バッファメモリ９０３に格納されたストリーム中のヘッダ情報を解析することにより各種パラメータを抽出するヘッダ解析部９１０と、抽出された各種パラメータに従って、逆量子化処理、逆直交変換処理、動き補償等を行なう復号化部９１１とを備える（例えば、非特許文献１）。このようにして復号化されたピクチャはフレームメモリ９０５に格納される。
「ソフトウェアで実時間処理を実現した民生用メディア処理プロセッサ"Media Core Processor"」，松下テクニカルジャーナル，Vol.45 No.2 1999年4月
図面を用いて、発明が解決しようとする課題について説明する。
図２Ａは、ストリームの一例を示す説明図である。Ｈ．２６４規格では、ストリームは、ＮＡＬ(Network Abstraction Layer)ユニットと呼ばれる単位の集まりと見ることができる。ＮＡＬユニットには、ＳＰＳ(Sequence Parameter Set)、ＳＥＩ(Supplemental Enhancement Information)、ＰＰＳ(Picture Parameter Set)、スライスＳＬ（Slice）等の種類がある。このうち、ＳＰＳユニット、ＳＥＩユニット、ＰＰＳユニットはヘッダ情報に含まれる。ＳＬは圧縮画像データに含まれる。Ｈ．２６４規格では、ヘッダ情報としてＮＡＬユニットが圧縮画像データの途中に入ることがある。同図ではスライスユニット群の間にＰＰＳユニットが入っている。
図２Ｂは、従来技術におけるヘッダ解析と復号化処理のタイミングを示す図である。同図のように、ヘッダ解析により抽出された各種パラメータはその後の復号化処理に必要であり、ヘッダ解析部９１０によるヘッダ解析と、復号化部９１１による復号化処理は、逐次行なわれる。その結果、ヘッダ解析部９１０と復号化部９１１の双方のところどころに待ち時間が発生するという問題があり、復号化に要する処理時間が伸びてしまう。
同様の問題は、２チャネルのストリームを同時に復号化する場合にも発生する。
図３は、従来技術における２つのストリームに対応する動画像復号装置の構成を示すブロック図である。同図は、図１の後処理部９０４に該当する。ヘッダ解析部９１０は２チャネルのストリームのヘッダ解析に共用される。復号化部９１１ａ、９１１ｂは、それぞれ１チャネルのストリームに対応する。
図４は、２チャネルのストリーム例を示す図である。同図のように、スライスユニット群の間にＰＰＳユニットが入っているため、２チャネルのストリームからのヘッダ情報としてのＮＡＬユニットが同じタイミングで重なる場合が生じる（同図のｈ１〜ｈ３）。
図５は、図４の２チャネルのストリームのヘッダ解析と復号化処理のタイミングを示す図である。図中のＣＰＵはヘッダ解析部９１０を示す。ストリーム１とストリーム２のヘッダ情報としてのＮＡＬユニットが同じタイミングで重なる場合に、共用のＣＰＵは同時にヘッダ解析することができないので、一方に待ち時間が発生する。その結果、図中のストリーム１とストリーム２のタイミングではヘッダ解析できず、例えば、ストリーム１とストリーム２’のタイミングでヘッダ解析および復号化処理を行なうことになる。このように、共用のヘッダ解析部を用いて２チャネルのストリームを同時に復号化する場合にも、待ち時間が発生するという問題がある。
また、図３においてヘッダ解析部（ＣＰＵ）を２つ備えれば、ストリーム１とストリーム２とを同じタイミングでもヘッダ解析することが可能になるが、回路面積増加というコストアップを招くという問題がある。
本発明は、ヘッダ情報を解析するヘッダ解析部と圧縮画像データを復号する復号化部とに発生する待ち時間を低減し、復号化の処理時間を短縮する動画像復号化装置、映像機器、半導体装置および動画像復号化方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明の動画像復号化装置は、ヘッダ情報と圧縮画像データとを含むストリームを復号化する動画像復号化装置であって、前記ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別する判別手段と、判別手段によって判別されたヘッダ情報を一時的に記憶するヘッダ情報記憶手段と、ヘッダ情報記憶手段のアドレスであって、１ピクチャ内のヘッダ情報の末尾を示すヘッダ末尾アドレスを記憶するためのヘッダアドレス記憶手段と、判別手段によって判別された圧縮画像データを一時的に記憶する圧縮画像記憶手段と、圧縮画像記憶手段のアドレスであって、１ピクチャ内の圧縮画像データの末尾を示す画像末尾アドレスを記憶するための画像アドレス記憶手段と、前記ヘッダ末尾アドレスに基づいて１ピクチャ毎にヘッダ情報を解析するヘッダ解析手段と、ヘッダ解析手段による解析結果および前記画像末尾アドレスに基づいて１ピクチャ毎に圧縮画像データを復号化する復号化手段とを備え、前記ヘッダ解析手段は、前記復号化手段によって復号化されているピクチャの次のピクチャのヘッダ情報を解析する。
ここで、前記動画像復号化装置は、さらに、前記判別手段による判別結果に従って、ヘッダ情報記憶手段へのヘッダ情報の格納と、ヘッダアドレス記憶手段へのヘッダ末尾アドレスの格納と、圧縮画像記憶手段への圧縮画像データの格納と、画像アドレス記憶手段への画像末尾アドレスの格納とを制御する格納制御手段と、ヘッダ末尾アドレスに従ってヘッダ情報記憶手段から１ピクチャに対応するヘッダ情報を読み出し、読み出したヘッダ情報をヘッダ解析手段に供給し、画像末尾アドレスに従って圧縮画像記憶手段から１ピクチャに対応する圧縮画像データを読み出し、読み出した圧縮画像データを復号化手段に供給する読み出し制御手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、ヘッダ情報と圧縮画像データとを１つのバッファメモリにストリーム中の並び順の通りに格納するのではなく、ヘッダ情報記憶手段と圧縮画像記憶手段とに別々に格納する。その結果、ヘッダ情報記憶手段および圧縮画像記憶手段からヘッダ情報および圧縮画像データをストリーム中の並び順に依存することなく読み出すことができるので、パイプライン処理による並列化を容易に実現することができ、待ち時間を低減することができる。
また、ヘッダ末尾アドレスおよび画像末尾アドレスにより、ヘッダ情報および圧縮画像情報のストリーム中の並び順に依存しない読み出しを容易にしている。
ここで、前記動画像復号化装置は、さらに、圧縮画像データに含まれるスライスユニットをスライスヘッダとスライスデータとに分割する分割手段と、前記判別手段に判別されたヘッダ情報と分割手段に分割されたスライスヘッダとをヘッダ情報記憶手段に格納し、圧縮画像データとスライスデータとを圧縮画像記憶手段に格納し、格納に伴ってヘッダアドレス記憶手段および画像アドレス記憶手段を更新する格納制御手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、スライスヘッダとスライスデータの両者を復号化手段で処理するのではなく、スライスヘッダをヘッダ解析手段が解析し、スライスデータを復号化手段が復号する。つまり、スライスヘッダの解析と、スライスデータの復号化処理とをパイプライン処理できるので、性能を向上させることができる。
ここで、前記判別手段は、さらに、ヘッダ情報に含まれる複数種類のヘッダを判別し、前記ヘッダ情報記憶手段は、ヘッダ情報に含まれるヘッダの種類に対応する複数の記憶領域を有し、前記動画像復号化装置は、さらに、前記判別手段に判別されたヘッダをその種類に対応する記憶領域に格納し、ヘッダの種類毎に１ピクチャの末尾に存在するヘッダの末尾アドレスをヘッダアドレス記憶手段に格納する格納制御手段と、ヘッダの種類毎の末尾アドレスに従ってヘッダの種類毎にヘッダ情報記憶手段から１ピクチャに対応するヘッダを読み出し、読み出したヘッダをヘッダ解析手段に供給し、画像末尾アドレスに従って圧縮画像記憶手段から１ピクチャに対応する圧縮画像データを読み出し、読み出した圧縮画像データを復号化手段に供給する読み出し制御手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、復号化処理に必須ではない種類のヘッダについてのヘッダ解析を省略することが容易になる。例えば、動画像復号化装置が実装される映像機器の仕様や、要求された復号化処理の状況に応じて、解析する必要がないヘッダの種類がある。そのような状況に応じて不要な種類のヘッダを、個々にヘッダの種類を判別する処理すら不要であり、その記憶領域を読み飛ばすことにより簡単化することができる。
ここで、前記動画像復号化装置は、さらに、ピクチャ内のヘッダ情報の末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出する検出手段と、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、検出されたヘッダ情報の末尾にエンドマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、検出された圧縮画像データの末尾の位置にエンドマークを付加する付加手段とを備えるようにしてもよい。
ここで、前記動画像復号化装置は、さらに、ピクチャ内の同種のヘッダの末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出する検出手段と、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、ヘッダの種類毎にピクチャ内の同種のヘッダ情報の末尾にエンドマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にエンドマークを付加する付加手段とを備えるようにしてもよい。
ここで、前記付加手段は、さらに、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、ヘッダの種類毎にピクチャ内の同種のヘッダ情報の末尾に、エンドマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にエンドマークを付加するようにしてもよい。この構成によれば、ピクチャ内のヘッダ情報の末尾にエンドマークが付加され、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にエンドマークが付加されるので、ピクチャの末尾をアドレス比較によって常にチェックする必要がなく、ヘッダ情報記憶手段からも圧縮画像記憶手段からも順に、マークが読み出されるまでヘッダ解析および復号化処理を進めることができる。これにより、処理負荷を軽減し、処理効率を向上させることができる。
ここで、前記判別手段は、複数チャネルのストリームのそれぞれに対して、ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別し、前記動画像復号化装置は、さらに、ピクチャ内のヘッダ情報の末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出する検出手段と、判別手段に判別される現在のピクチャと次のピクチャとが異なるストリームに属するか否かを判定する判定手段と、異なるストリームに属すると判定された場合に、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、検出されたヘッダ情報の末尾に、チャネルの変更を示すマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、検出された圧縮画像データの末尾の位置にチャネルの変更を示すマークを付加する付加手段とを備えるようにしてもよい。
ここで、前記判別手段は、複数チャネルのストリームのそれぞれに対して、ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別し、前記動画像復号化装置は、さらに、ピクチャ内の同種のヘッダの末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出する検出手段と、判別手段に判別される現在のピクチャと次のピクチャとが異なるストリームに属するか否かを判定する判定手段と、異なるストリームに属すると判定された場合に、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、ヘッダの種類毎にピクチャ内の同種のヘッダ情報の末尾に、チャネルの変更を示すマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にチャネルの変更を示すマークを付加する付加手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、ピクチャ単位でチャネルを示すマークが圧縮画像記憶手段内にもヘッダ情報記憶手段内にも付加されるので、圧縮画像記憶手段も２つのストリームにより共用され、ヘッダ情報記憶部も２チャネルのストリームにより共用される。その結果、２つのストリームを少なくともピクチャを単位として切り替えながら復号化することができる。
ここで、前記判別手段は、複数チャネルのストリームのそれぞれに対して、ヘッダ情報と圧縮画像データとを判別し、前記ヘッダ情報記憶手段、前記ヘッダアドレス記憶手段、前記圧縮画像記憶手段および前記画像アドレス記憶手段は、それぞれ前記複数チャネルに対応する複数の記憶領域を有し、前記動画像復号化装置は、さらに、複数のチャネルに対応する複数の検出手段および付加手段とを備え、各検出手段は、対応するチャネルのストリームにおいて、ピクチャ内のヘッダ情報の末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出し、各付加手段は、対応するチャネルの記憶領域に記憶されたヘッダ情報に対して、検出されたヘッダ情報の末尾にエンドマークを付加し、対応するチャネルの記憶領域に記憶された圧縮画像データに対して、検出された圧縮画像データの末尾の位置にエンドマークを付加する付加手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、複数チャネルのストリームの復号化処理をピクチャ単位で切り替えることができる。
ここで、前記動画像復号化装置は、さらに、ピクチャに含まれる最初のスライスユニットを判別するスライス判別手段を備え、前記付加手段は、さらに、最初のスライスユニットが判別されたとき、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、最初のスライスユニットが現れたことを示す開始マークを付加するようにしてもよい。この構成によれば、スライスユニットがストリーム中のヘッダ情報の途中に存在する場合に、ピクチャ内の全ヘッダ情報の解析が終了する前に、最初のスライスユニットの復号化処理を開始することができる。
ここで、前記動画像復号化装置は、さらに、外部から入力されるストリームを一時的に記憶する一時記憶手段と、前記判別手段は、一時記憶手段に記憶されたストリームに対して前処理として算術復号化する算術復号化部と、算術復号化されたストリームに対して、ヘッダ情報と圧縮画像データとを判別する判別手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、判別手段が前処理として算術復号化も行い、ヘッダ解析手段および復号化手段が後処理としてヘッダ解析と復号化処理を行う。これにより、２段階の動画像復号化処理を効率よく行なうことができる。
また、本発明の半導体装置、映像機器、動画像復号化方法も上記と同様の構成、作用、効果を有する。
本発明によれば、ヘッダ情報および圧縮画像データをストリーム中の並び順に依存することなく読み出すことができ、パイプライン処理による並列化を容易に実現することができ、待ち時間を低減することができる。
また、スライスヘッダの解析と、スライスデータの復号化処理とをパイプライン処理できるので、性能を向上させることができる。
さらに、状況に応じて不要な種類のヘッダを、個々にヘッダの種類を判別する処理をすることなく、簡単に読み飛ばすことができ、処理負荷を軽減し、処理効率を向上させることができる。
また、ヘッダ解析時および復号化処理時にピクチャの末尾や、最初のスライスの開始位置や、複数ストリームの切り替え位置等を簡単に判別することができる。
図１は、従来技術における動画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図２Ａは、ストリームの一例を示す説明図である。 図２Ｂは、従来技術におけるヘッダ解析と復号化処理のタイミングを示す図である。 図３は、従来技術における２つのストリームに対応する動画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図４は、２チャネルのストリーム例を示す図である。 図５は、２チャネルのストリームのヘッダ解析と復号化処理のタイミングを示す図である。 図６は、実施の形態１における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図７は、動画像復号化装置の概略動作を示す説明図である。 図８は、第２バッファメモリへの格納制御を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態２における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図１０は、動画像復号化装置の動作を示す説明図である。 図１１は、実施の形態３における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図１２は、ヘッダ情報記憶部の構成例を示すブロック図である。 図１３は、ＨＥＡ記憶部の構成を示すブロック図である。 図１４は、動画像復号化装置の概略動作を示す説明図である。 図１５は、第２バッファメモリへの格納制御処理を示すフローチャートである。 図１６は、読み出し制御部におけるヘッダ情報記憶部１５１の読み出し制御処理を示すフローチャートである。 図１７は、実施の形態４における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図１８は、ヘッダ情報記憶部内のエンドマークが付加されたストリームの説明図である。 図１９は、実施の形態５における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図２０は、ヘッダ情報記憶部内のチャネルマークが付加されたストリームの説明図である。 図２１は、動画像復号化装置における２ストリームの復号動作を示す説明図である。 図２２は、実施の形態６における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図２３は、動画像復号化装置の概略動作を示す説明図である。 図２４は、第２バッファメモリに記憶されるストリームの具体例を示す図である。 図２５は、実施の形態７における動画像復号化装置を備える映像機器の構成を示す図である。
符号の説明
１１ ダブルチューナ
１２ ストリーム入力制御部
１３ 動画像復号化装置
１４ 出力制御部
１５ 表示デバイス
１６ 表示デバイス
１１０、１１１ 第１バッファメモリ
１２０、１２１ 第１デコーダ
１２５ 分割部
１３０、１３１ 格納制御部
１４０、１４１ 第２バッファメモリ
１５０、１５１ ヘッダ情報記憶部
１６０、１６１ ＨＥＡ記憶部
１７０ 圧縮画像記憶部
１８０ ＤＥＡ記憶部
１９０、１９１ 読み出し制御部
２００ 第２デコーダ
２１０ ヘッダ解析部
２２０ 復号化部
２３０ ピクチャ終了判定部
２４０ ＮＡＬエンド付与部
２５０ チャネル判定部
２６０ ＣＨエンド付与部
２７０ 第１ＳＬ判定部
２８０ ＳＬstart付与部
（実施の形態１）
本実施の形態における動画像復号化装置は、ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別し、判別されたヘッダ情報をヘッダ情報記憶部に格納し、判別された圧縮画像データを圧縮画像記憶部に格納する。これにより、ストリーム中の並び順に依存することなくヘッダ情報と圧縮画像情報とを読み出すことができる。その結果、ヘッダ情報記憶部および圧縮画像記憶部からヘッダ情報および圧縮画像データに対して、パイプライン処理による並列化を容易に実現することができ、待ち時間を低減することができる。
また、動画像復号化装置は、ヘッダアドレス記憶部と画像アドレス記憶部とを有する。ヘッダアドレス記憶部は、ヘッダ情報記憶部のアドレスであって、１ピクチャ内のヘッダ情報の末尾を示すヘッダ末尾アドレスを記憶する。画像アドレス記憶部は、圧縮画像記憶部のアドレスであって、１ピクチャ内の圧縮画像データの末尾を示す画像末尾アドレスを記憶する。ヘッダ末尾アドレスおよび画像末尾アドレスは、ヘッダ情報および圧縮画像情報のストリーム中の並び順に依存しない読み出しを容易にする。
図６は、実施の形態１における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号装置は、第１バッファメモリ１１０、第１デコーダ１２０、格納制御部１３０、第２バッファメモリ１４０および第２デコーダ２００を備え、第１デコーダ１２０による前処理と第２デコーダ２００による後処理の２段階でストリームを復号化する。また、第２バッファメモリ１４０は、ヘッダ情報記憶部１５０、ヘッダ末尾アドレス（以下ＨＥＡと略す。）記憶部１６０、圧縮画像記憶部１７０および圧縮画像データ末尾アドレス（以下、ＤＥＡと略す。）記憶部１８０を備える。
第１バッファメモリ１１０は、ヘッダ情報と圧縮画像データとを含みＣＡＢＡＣの適用されたストリームを一時的に記憶するバッファメモリである。もちろん、第１バッファメモリ１１０には、ＣＡＢＡＣではなくＣＡＶＬＣの適用されたストリームが入力されてもよい。
第１デコーダ１２０は、第１バッファメモリ１１０に記憶されたストリームにＣＡＢＡＤ（Context-Adaptive Binary Arithmetic Decoding：コンテキスト適応型２値算術復号化）を行う。第１デコーダ１２０は、判別手段としても機能も有する。つまり、ＣＡＢＡＣが解かれた状態のストリームに含まれるヘッダ情報と圧縮画像データとを判別する。
格納制御部１３０は、第１デコーダ１２０による判別結果に従って、ヘッダ情報記憶部１５０へのヘッダ情報の格納と、ＨＥＡ記憶部１６０へのヘッダ末尾アドレスの格納と、圧縮画像記憶部１７０への圧縮画像データの格納と、ＤＥＡ記憶部１８０への画像末尾アドレスの格納とを制御する。
第２バッファメモリ１４０は、ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データと別々に記憶する領域として、ヘッダ情報記憶部１５０と圧縮画像記憶部１７０とを有している。また、第２バッファメモリ１４０は、それらのアドレス管理するための領域として、ＨＥＡ記憶部１６０とＤＥＡ記憶部１８０とを有している。
ヘッダ情報記憶部１５０は、格納制御部１３０の制御に従ってヘッダ情報を一時的に記憶する。
ＨＥＡ記憶部１６０は、格納制御部１３０の制御に従って、ヘッダ情報記憶部１５０のアドレスであって、１ピクチャ内のヘッダ情報の末尾を示すヘッダ末尾アドレスを記憶する。
圧縮画像記憶部１７０は、格納制御部１３０の制御に従って、圧縮画像データを一時的に記憶する。
ＤＥＡ記憶部１８０は、格納制御部１３０の制御に従って、圧縮画像記憶部１７０のアドレスであって、１ピクチャ内の圧縮画像データの末尾を示す画像末尾アドレスを記憶する。
第２デコーダ２００は、ヘッダ解析部２１０と復号化部２２０とを有する。第２デコーダ２００は、ヘッダ末尾アドレスに従ってヘッダ情報記憶部１５０から１ピクチャに対応するヘッダ情報が読み出し、読み出したヘッダ情報をヘッダ解析部２１０に供給する。また、第２デコーダ２００は、画像末尾アドレスに従って圧縮画像記憶部１７０から１ピクチャに対応する圧縮画像データを読み出し、読み出した圧縮画像データを復号化部２２０に供給する。
ヘッダ解析部２１０は、ピクチャ単位でヘッダ情報記憶部１５０に格納されたストリーム中のヘッダ情報を解析することにより各種パラメータを抽出する。
復号化部２２０は、ヘッダ解析部２１０によって抽出された各種パラメータに従って、逆量子化処理、逆直交変換処理、動き補償、フィルタリング等を行なう。このようにして復号化されたピクチャはフレームメモリ９０５に出力される。
図７は、動画像復号化装置の概略動作を示す説明図である。
同図上段は、第１バッファメモリ１１０にストリームの一例を示す。Ｈ．２６４規格では、ストリームは、ＮＡＬ(Network Abstraction Layer)ユニットと呼ばれる単位の集まりと見ることができる。ＮＡＬユニットには、ＳＰＳ(Sequence Parameter Set)、ＳＥＩ(Supplemental Enhancement Information)、ＰＰＳ(Picture Parameter Set)、スライスＳＬ（Slice）等の種類がある。このうち、ＳＰＳユニット、ＳＥＩユニット、ＰＰＳユニットはヘッダ情報に含まれる。ＳＬユニットは圧縮画像データに含まれる。Ｈ．２６４規格では、ヘッダ情報としてのＮＡＬユニットが圧縮画像データ（スライスＳＬ群）の途中に入ることがある。同図ではスライスユニット群の間にＰＰＳユニットが入っている。
同図中段は、同図上段のストリームに含まれるヘッダ情報と圧縮画像データとが別々に第２バッファメモリ１４０に格納された様子を示している。
ヘッダ情報記憶部１５０は、ＳＰＳ、ＳＥＩ、ＰＰＳ・・・等のヘッダ情報を構成するＮＡＬユニットが格納される。ＨＥＡ（ヘッダ末尾アドレス）は、ＨＥＡ記憶部１６０に格納され、ピクチャ中のヘッダ情報の末尾を示す。
圧縮画像記憶部１７０は、ＳＬユニット群が圧縮画像データを構成するＮＡＬユニットとして格納される。ＤＥＡ（画像末尾アドレス）は、ＤＥＡ記憶部１８０に格納され、ピクチャ中の圧縮画像データの末尾を示す。
同図下段は、同図中段に示したヘッダ情報および圧縮画像データに対するヘッダ解析部２１０および復号化部２２０の処理順を示す。ヘッダ解析部２１０が、最初のピクチャの４つのＮＡＬユニット（ＳＰＳ、ＳＥＩ、ＰＰＳ、ＰＰＳ）のヘッダ解析を終える、復号化部２２０は、解析結果として得られる各種パラメータ群を用いて、最初のピクチャの圧縮画像データ（４つのＳＬユニット）の復号化処理を行なう。
復号化部２２０による最初のピクチャの復号化処理と並列に、ヘッダ解析部２１０は、次のピクチャのヘッダ解析処理を行なう。
このように、ヘッダ解析部２１０と復号化部２２０は、ヘッダ解析と画像復号化処理とをパイプライン処理として並列化に行なうので、処理の待ち時間を低減することができる。
図８は、第２バッファメモリ１４０への格納制御を示すフローチャートである。同図は、第１デコーダ１２０から格納制御部１３０にＮＡＬユニットが入力される毎になされる処理を示している。同図における、ＮＡＬユニットがスライスか否か（圧縮画像データであるかヘッダ情報であるか）の判定（Ｓ３２）と、ピクチャの切替か否か（ピクチャの末尾のＮＡＬユニットか否か）の判定（Ｓ３３）と、ＥＯＳ（End Of Stream）か否か（ピクチャの最後のＮＡＬユニットか否か）の判定（Ｓ３６）は、第１デコーダ１２０によって行なわれる。格納制御部１３０は、第１デコーダ１２０からＮＡＬユニットが入力されると、上記の判定結果に従って、ＮＡＬユニットがスライス（ＳＬユニット）でなければ、ヘッダ情報記憶部１５０に格納し（Ｓ３２→Ｓ３７）、ＮＡＬユニットがスライス（ＳＬユニット）であれば、圧縮画像記憶部１７０に格納し、ピクチャの切替であればＨＥＡ記憶部１６０およびＤＥＡ記憶部１８０にＨＥＡとＤＥＡとを格納する。また、格納制御部１３０は、ＥＯＳである（ピクチャの最後のＮＡＬユニットである）場合には、ヘッダ情報記憶部１５０および圧縮画像記憶部１７０へのライトポインタ（ｗｐ）を次の新たなピクチャ用に更新する。
以上説明してきたように、本実施の形態における動画像復号化装置によれば、ストリーム中の並び順に依存することなくヘッダ情報と圧縮画像情報とを読み出すことができる。その結果、ヘッダ情報記憶部および圧縮画像記憶部からヘッダ情報および圧縮画像データに対して、パイプライン処理による並列化を容易に実現することができ、待ち時間を低減することができる。また、ヘッダ末尾アドレスおよび画像末尾アドレスは、ヘッダ情報および圧縮画像情報のストリーム中の並び順に依存しない読み出しを容易にする。
（実施の形態２）
本実施の形態における動画像復号化装置は、実施の形態１の動画像復号化装置に加えて、圧縮画像データに含まれるスライスユニットをスライスヘッダとスライスデータとに分割し、スライスヘッダを他のヘッダ情報と同様にヘッダ情報記憶部に格納し、スライスデータを圧縮画像データとして圧縮画像記憶部に格納する。これによれば、スライスヘッダとスライスデータの両者を復号化部で処理するのではなく、スライスヘッダをヘッダ解析部が解析し、スライスデータを復号化部が復号する。つまり、スライスヘッダの解析と、スライスデータの復号化処理とをパイプライン処理できるので、より性能を向上させることができる。
図９は、実施の形態２における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号化装置は、図６の動画像復号化装置と比較して、主に分割部１２５が追加されている点が異なっている。同じ構成要素には同じ符号を付しているので、以下同じ点は説明を省略して異なる点を中心に説明する。
分割部１２５は、第１デコーダ１２０からスライスユニットが入力され、スライスユニットをスライスヘッダとスライスデータとに分割し、格納制御部１３０に出力する。
格納制御部１３０は、分割部１２５からのスライスヘッダを他のヘッダ情報と同様にヘッダ情報記憶部１５０に格納し、スライスデータを圧縮画像データとして圧縮画像記憶部１７０に格納する。これにより、スライスヘッダとスライスデータは別々に第２バッファメモリ１４０に記憶されることになる。
図１０は、動画像復号化装置の動作を示す説明図である。
図１０上から第１段目は、第１バッファメモリ１１０にストリームの一例を示し、既に図７上段で説明したので省略する。
図１０上から第２段において、ＳＬは分割前のスライスユニットを、Ｓｈは分割部１２５による分割後のスライスヘッダを、Ｓｄは分割部１２５による分割後のスライスデータを表す。ヘッダ情報記憶部１５０には、スライスヘッダＳｈも格納されている。ＨＥＡ記憶部１６０のＨＥＡ（ヘッダ末尾アドレス）はスライスヘッダも含めた１ピクチャ分のヘッダ情報の末尾を示す。圧縮画像記憶部１７０には、スライスヘッダＳｈを除くスライスデータＳｄが保持される。ＤＥＡ記憶部１８０のＤＥＡは、１ピクチャ分のスライスデータＳｄの末尾を示す。
図１０上から第３段は、第２段に示したヘッダ情報および圧縮画像データに対するヘッダ解析部２１０および復号化部２２０の処理順を示す。ヘッダ解析部２１０によるスライスヘッダの解析処理と、復号化部２２０によるスライスデータの復号化処理は、パイプライン処理により並列化がより進んでいる。
以上説明してきたように本実施の形態における動画像復号化装置によれば、スライスヘッダの解析と、スライスデータの復号化処理とをパイプライン処理できるので、より性能を向上させることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態における動画像復号化装置では、実施の形態１の動画像復号化装置に加えて、ヘッダ情報に含まれるヘッダの種類（つまりＮＡＬユニットの種類）毎に別々にＮＡＬユニットをバッファに格納する。さらに、本実施の形態における動画像復号化装置は、ＮＡＬユニットの種類を判別し、判別した種類に対応する記憶領域に格納する。また、ヘッダの種類毎に１ピクチャの末尾のＮＡＬユニットの末尾アドレスをヘッダアドレス記憶部に格納する。復号化処理に必須ではない種類のヘッダについてのヘッダ解析を省略することが容易になる。
図１１は、実施の形態３における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号化装置は、図６の動画像復号化装置と比較して、格納制御部１３０の代わりに格納制御部１３１、第２バッファメモリ１４０の代わりに第２バッファメモリ１４１を備える点が異なっている。また、第２バッファメモリ１４１は、第２バッファメモリ１４０と比較して、ヘッダ情報記憶部１５０の代わりにヘッダ情報記憶部１５１を、ＨＥＡ記憶部１６０の代わりにＨＥＡ記憶部１６１を備えている。同じ構成要素には同じ符号を付しているので、以下同じ点は説明を省略して異なる点を中心に説明する。
第２バッファメモリ１４１は、ＮＡＬユニットをその種類に対応する領域に格納するよう構成されている。
ヘッダ情報記憶部１５１は、ＮＡＬユニットの種類と同数の記憶領域を有する。
ＨＥＡ記憶部１６１は、ＮＡＬユニットの種類と同数のＨＥＡを記憶する。
格納制御部１３１は、第１デコーダ１２０から入力されるヘッダの種類（つまりＮＡＬユニットの種類）に応じて、ヘッダ情報記憶部１５１の複数の記憶領域のうち種類に対応する記憶領域にＮＡＬユニットを格納する。さらに、格納制御部１３１は、ＮＡＬユニットの種類毎のＨＥＡ（ヘッダ末尾アドレス）をＨＥＡ記憶部１６１に格納する。これ以外は、格納制御部１３０と同じである。
前記ヘッダ情報記憶手段は、ヘッダ情報に含まれるヘッダの種類に対応する複数の記憶領域を有し、図１２は、ヘッダ情報記憶部１５１の構成例を示すブロック図である。同図では圧縮画像記憶部１７０も併記されている。同図において、ヘッダ情報記憶部１５１は、ＳＰＳ記憶領域１５２、ＳＥＩ記憶領域１５３、ＰＰＳ記憶領域１５４を含む。このように、ヘッダ情報記憶部１５１は、ＮＡＬユニットの種類毎の記憶領域を有し、各記憶領域には同種のＮＡＬユニットが格納される。また、圧縮画像記憶部１７０は、ＳＬ記憶領域１５５と、ＥＯＳ記憶領域１５６を有する。
図１３は、ＨＥＡ記憶部１６０の構成を示すブロック図である。同図では、ＤＥＡ記憶部１８０も併記されている。同図においてＨＥＡ（ＳＰＳ）は、ＳＰＳ記憶領域１５２に格納されたピクチャ内最後のＳＰＳの末尾アドレスであり、ＳＰＳ用のライトポインタｗｐとして利用される。ＨＥＡ（ＳＥＩ）、ＨＥＡ（ＰＰＳ）、ＤＥＡ（ＳＬ）、ＤＥＡ（ＥＯＳ）も、対応する記憶領域が異なる点以外は同様である。ＤＥＡ（ＥＯＳ）はストリームまたはシーケンスの最後のＮＡＬユニットを示す。また、ＰＥＬ[1]は、１ピクチャに対応するピクチャ・エンド・リストである。
図１４は、動画像復号化装置の概略動作を示す説明図である。
図１４上から第１段目は、図７上段と同じストリーム例であるので説明を省略する。
図１４上から第２段目は、図７上段とストリームを構成するＮＡＬユニットがヘッダ情報記憶部１５１に格納された様子を示す。
図１４上から３段目と４段目は、動画像復号化装置が切替可能なヘッダ解析および復号化処理を示している。３段目は、図７下段と変わらない処理を示す。４段目は、ＳＥＩの読み出しを省略した処理を示している。動画像復号化装置が実装される映像機器の仕様や、要求された復号化処理の状況に応じて、解析する必要がないヘッダの種類がある。例えばＳＥＩは動画の表示に関するパラメータ類であり、必ずしもＳＥＩに従って動画を表示する必要がないので、状況に応じて不要な種類のヘッダとしてもよい。図７中段でＳＥＩを読み飛ばすには、個々のヘッダ（ＮＡＬユニット）の種類を判別する処理であるが、図１４２段目では、ＳＥＩ記憶領域１５３を読み飛ばすだけでよいので、読み出し処理を簡単にすることができる。
図１５は、第２バッファメモリ１４１への格納制御処理を示すフローチャートである。同図は、図８と比べて、ステップＳ３７の代わりにステップＳ１００、Ｓ１０１を有する点が異なっている。同じ点は説明を省略して、以下異なる点を中心に説明する。第１デコーダ１２０から格納制御部１３１に入力されたＮＡＬユニットが、スライスユニットでない場合に、第１デコーダ１２０によって判定された当該ＮＡＬユニットの種類（Ｓ１００）に対応する記憶領域にＮＡＬユニットを格納する（Ｓ１０１）。なお、ヘッダ情報記憶部１５１へのライトポインタｗｐは、記憶領域毎に管理されている必要がある。
図１６は、読み出し制御部におけるヘッダ情報記憶部１５１の読み出し制御処理を示すフローチャートである。同図においてｒｐ（ｊ）は、ヘッダ情報記憶部１５１内の記憶領域毎のリードポインタを示す。ＨＥＡ（ｊ）は、ヘッダ情報記憶部１５１内の記憶領域毎のヘッダ末尾アドレスを示す。ｊ＝１、２、３、４はＳＰＳ記憶領域１５２、ＳＥＩ記憶領域１５３、ＰＰＳ記憶領域１５４、ＳＬ記憶領域１５５に対応する。同図のループ１では、ｒｐ（ｊ）として直前のピクチャのＨＥＡ（ｊ）が設定されてから（Ｓ１１２）、ｒｐ（ｊ）が対象ピクチャのＨＥＡ（ｊ）に至るまで繰り返される（Ｓ１１３〜Ｓ１１６）。
図１６において、図１４の第３段目の読み出し（省略しない通常の読み出し）を行なうにはループ１の制御変数ｊ＝１、２、３、４にすればよい。また、図１４の第４段目の読み出し（ＳＥＩを省略する読み出し）を行なうにはループ１の制御変数ｊ＝１、３、４にすればよい。
以上説明してきたように本実施の形態における動画像復号化装置によれば、ＮＡＬユニットの種類毎にＮＡＬユニットを記憶領域に格納しているので、復号化処理に必須ではない種類のヘッダについてのヘッダ解析の省略を容易にできる。
（実施の形態４）
本実施の形態における動画像復号化装置は、実施の形態３の動画像復号化装置に加えて、ヘッダ情報記憶部に記憶された複数種類のヘッダ（複数種類のＮＡＬユニット）のそれぞれ、および圧縮画像記憶部に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の同じ種類のＮＡＬユニットの末尾であることを示すエンドマークを付加する。ヘッダ情報にも圧縮画像データにもエンドマークが付加されるので、ピクチャ内の同種のＮＡＬユニットの末尾であるかをアドレス比較によってチェックする必要がなく、ヘッダ情報記憶部からも圧縮画像記憶部からも順に、エンドマークが読み出されるまでヘッダ解析および復号化処理を進めることができる。これにより、処理負荷を軽減し、処理効率を向上させることができる。
図１７は、実施の形態４における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号化装置は、図１１の動画像復号化装置と比較して、ピクチャ終了判定部２３０およびＮＡＬエンド付与部２４０が追加された点と、読み出し制御部１９０の代わりに読み出し制御部１９１を備える点とが異なっている。同じ構成要素には同じ符号を付しているので、以下同じ点は説明を省略して異なる点を中心に説明する。
ピクチャ終了判定部２３０は、ＮＡＬユニットの種類毎に、その種類のＮＡＬユニットがピクチャ内で最後に現れるＮＡＬユニットであるかどうかを判定する。言い換えれば、ピクチャ終了判定部２３０は、ピクチャ内の同種のＮＡＬユニットの末尾を検出する。
ＮＡＬエンド付与部２４０は、ピクチャ内の同種のＮＡＬユニットの最後であることが検出された場合、ヘッダ情報記憶部１５１に格納された当該ＮＡＬユニットにエンドマークを付与する。
読み出し制御部１９１は、ピクチャ内のヘッダ情報の末尾やピクチャ内の圧縮画像データの末尾をアドレス比較によって常にチェックする必要がなく、ヘッダ情報記憶部１５１からも圧縮画像記憶部１７０からも順に、エンドマークまで読み出す。
図１８は、ヘッダ情報記憶部１５１内のエンドマークが付加されたストリームの説明図である。図中の「end」はエンドマークを表す。同図のように、エンドマークは、ＮＡＬユニットの種類毎の記憶領域１５２〜１５５のそれぞれに対して、ピクチャ内の同種のＮＡＬユニットの末尾を示している。
以上説明してきたように本実施の形態における動画像復号化装置によれば、ピクチャ内のヘッダ情報の末尾やピクチャ内の圧縮画像データの末尾をアドレス比較によって常にチェックする必要がなく、ヘッダ情報記憶部１５１からも圧縮画像記憶部１７０からも順に、ＮＡＬユニットの種類毎にエンドマークが読み出されるまで順に読み出すことができ、ヘッダ情報記憶部１５１の読み出しを効率よくすることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、複数チャネルのストリームを復号化する動画像復号化装置について説明する。本実施の形態における動画像復号化装置は、実施の形態４の動画像復号化装置に加えて、現在のピクチャと次のピクチャとでストリームが異なる場合に、ヘッダ情報記憶部に記憶されたヘッダ情報に対して、ヘッダの種類（ＮＡＬユニットの種類）毎にピクチャ内の同種のヘッダ情報の末尾に、チャネルの変更を示すチャネルマークを付加し、圧縮画像記憶部に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にチャネルの変更を示すチャネルマークを付加する。チャネルマークは、ピクチャ内の同種のヘッダの末尾を示すが、むしろ、現在のストリーム内の同種のヘッダの末尾を示すものである。これにより、ヘッダ情報記憶部に、異なるストリームのＮＡＬユニットが混在して記憶される場合に、チャネルマークにより、軽い処理負荷で容易に区別することができる。
図１９は、実施の形態５における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号化装置は、図１７の動画像復号化装置と比較して、第１バッファメモリ１１０の代わりに第１バッファメモリ１１１を備える点と、第１デコーダ１２０の代わりに第１デコーダ１２１を備える点と、チャネル判定部２５０およびＣＨエンド付与部２６０が追加された点とが異なっている。同じ構成要素には同じ符号を付しているので、以下同じ点は説明を省略して異なる点を中心に説明する。
第１バッファメモリ１１１は、２チャネルのストリームが入力される。そのため、第１バッファメモリ１１１は、内部の記憶領域をｃｈ１バッファとｃｈ２バッファの２つに分けている。
第１デコーダ１２１は、２チャネルのストリームの算術復号化処理（ＣＡＢＡＤ）と、ヘッダ情報と圧縮画像データとの判別処理とを行なう。例えば、第１デコーダ１２１は１ピクチャ単位で、あるいは数ピクチャ単位でｃｈ１バッファとｃｈ２バッファとを切り替えて、ストリームを読み出す。
チャネル判定部２５０は、ピクチャ内の同種のヘッダ（つまりＮＡＬユニット）の末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データ（スライスユニット）の末尾とを検出し、また、現在のピクチャと次のピクチャとが異なるストリームに属するか否かを判定する。
ＣＨエンド付与部２６０は、現在のピクチャと次のピクチャとが異なるストリームに属すると判定された場合に、ヘッダ情報記憶部１５１に記憶されたヘッダ情報に対して、ヘッダ（ＮＡＬユニット）の種類毎にピクチャ内の同種のＮＡＬユニットの末尾に、チャネルの変更を示すチャネルマークを付加し、圧縮画像記憶部１７０に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にチャネルの変更を示すマークを付加する。
図２０は、ヘッダ情報記憶部１５１内のチャネルマークが付加されたストリームの説明図である。図中の「ch-e」はチャネルマークを表す。点線は、切り替え前のストリームに属するＮＡＬユニットの読み出し例を示している。
このように、ストリーム毎に別個のバッファを設ける必要がなく、複数のストリームをヘッダ情報記憶部１５１に混在させて一時記憶することができる。
図２１は、動画像復号化装置における２ストリームの復号動作を示す説明図である。同図上段において、複数のＮＡＬユニットからなる１ｃｈおよび２ｃｈのストリームは、ヘッダ情報記憶部で、ヘッダ情報と圧縮画像データとに分類されて格納された場合を示している。ヘッダ情報記憶部１５１に格納される前の図４に示したストリーム１、２と同じような並びになっている。同図下段において、ＣＰＵはヘッダ解析部２１０を意味する。同図のように、ヘッダ解析部２１０と復号化部２２０は、ヘッダ情報と圧縮画像データを元のストリーム中の並び順に依存することなく高い自由度で読み出すことができ、パイプライン処理による並列化を容易に実現することができ、待ち時間を低減することができる。
なお、図１９においてＨＥＡ記憶部１６１、ＤＥＡ記憶部１８０は備えないようにしてもよい。
（実施の形態６）
本実施の形態における動画像復号化装置は、実施の形態４の動画像復号化装置に加えて、ピクチャに含まれる最初のスライスユニットを判別し、最初のスライスユニットを判別したとき、ヘッダ情報記憶部に記憶されたヘッダ情報（ＮＡＬユニットの種類毎に）に対して、最初のスライスユニットが現れたことを示す開始マークを付加する。これによれば、スライスユニットがストリーム中のヘッダ情報の途中に存在する場合に、ピクチャ内の全ヘッダ情報の解析が終了する前に、最初のスライスユニットの復号化処理を開始することができるので、復号化の処理効率を向上させることができる。
図２２は、実施の形態６における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号化装置は、図１９の動画像復号化装置と比較して、チャネル判定部２５０およびＣＨエンド付与部２６０の代わりに第１ＳＬ判定部２７０およびＳＬstart付与部２８０を備える点が異なっている。同じ構成要素には同じ符号を付しているので、以下同じ点は説明を省略して異なる点を中心に説明する。
第１ＳＬ判定部２７０は、ピクチャに含まれる最初のスライスユニットを判別する。
ＳＬstart付与部２８０は、最初のスライスユニットが判別されたとき、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、最初のスライスユニットが現れたことを示す開始マークを付加する。
図２３は、動画像復号化装置の概略動作を示す説明図である。同図上段は、ヘッダ情報を構成するＮＡＬユニットと、圧縮画像データを構成するＮＡＬユニット（スライスユニットＳＬ）とを示している。本実施の形態ではヘッダ情報と圧縮画像データとを分けてバッファ（ヘッダ情報記憶部１５１、圧縮画像記憶部１７０）に格納するため、最初のスライスユニットＳＬがどのヘッダの次に現れたのかが分からない。そのため、同図上段のように、ピクチャ内の全部のヘッダ情報の解析後に最初のスライスユニットＳＬの復号化処理を開始することになる。例えば、最初のスライスユニットＳＬが３つの目のＮＡＬユニットであるＰＰＳの直後に元々存在していた場合、３つの目のＮＡＬユニットのヘッダ解析の完了後に復号化処理開始可能であったにも関わらず、開始待ち状態が続くことも生じえる。
本実施の形態では、図２３下段のタイミングで復号化処理を開始することを可能にする。
図２４は、第２バッファメモリに記憶されるストリームの具体例を示す図である。図中の「ＳＬstart」は、第１ＳＬ判定部２７０によって付加される開始マークを表す。読み出し制御部１９１は、開始マークが揃った時点で、スライスユニットＳＬを復号化部２２０に供給する。これにより、ピクチャ内の全ヘッダ情報の解析が終了する前の早い時点で、最初のスライスユニットの復号化処理を開始することができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、上記各実施の形態で説明した動画像復号化装置を備える映像機器の具体例について説明する。
図２５は、実施の形態７における動画像復号化装置を備える映像機器の構成を示す図である。同図の映像機器は、ダブルチューナ１１、ストリーム入力制御部１２、動画像復号化装置１３、出力制御部１４、表示デバイス１５および１６を備え、デジタル放送受信チューナまたはＤＶＤプレーヤー／レコーダである。
ダブルチューナ１１は、デジタル放送信号から番組を受信する２つのチューナを持ち、ストリームとしてストリーム入力制御部１２に出力する。２つのチューナは２画面表示用あるいは表番組と裏番組受信用などである。
また、記録メディアはＤＶＤ等の記録媒体であり、映画等のコンテンツを表すストリームをストリーム入力制御部１２に出力する。
ストリーム入力制御部１２は、１つまたは２つのストリームを選択し、選択したストリームを動画像復号化装置１３に出力する。
動画像復号化装置１３は、上記各実施の形態１〜６に示した何れかの動画像復号化装置である。
出力制御部１４は、動画像復号化装置１３からの復号結果としての１つまたは２つのベースバンドの動画像データを表示デバイス１５、１６表示する。
表示デバイス１５、１６は、２つの動画像を同時に表示する。例えば、表示デバイス１５および１６はＰＤＰテレビ画面を２分割した表示領域であってもよいし、独立した２つの表示パネルであってもよい。
この映像機器によれば、２つのストリームを効率よく復号化し、同時に表示することができる。
なお、同図の映像機器は、記録メディアに対応していないデジタル放送チューナ、ＤＶＤプレーヤー／レコーダに限らない。例えば、テレビの再生と、ＳＤカード等の記録媒体に記録されたストリームの再生とを行なうテレビチューナ付携帯電話機であってもよいし、同様のＰＤＡであってもよい。
なお、上記各実施の形態等に示したブロック図の各機能ブロックは典型的には集積回路装置であるＬＳＩとして実現される。このＬＳＩは１チップ化されても良いし、複数チップ化されても良い（例えばメモリ以外の機能ブロックが１チップ化されていても良い。）。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギャラブル・プロセッサを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
また、各機能ブロックのうち、データを格納するユニットだけ１チップ化せずに、本実施の形態の記録媒体１１５のように別構成としても良い。
なお、ブロック図の各機能ブロックおよびフローチャートにおいて、中心的な部分はプロセッサおよびプログラムによっても実現される。
このように、上記実施の形態で示した画像符号化方法あるいは画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記実施の形態で説明した効果を得ることができる。
本発明は、動画像復号装置および映像機器に適しており、特に、動画像記録再生装置、ビデオカメラ、テレビカメラ、デジタル放送チューナ、ＤＶＤプレーヤー、ＤＶＤレコーダ、携帯電話機などに適している。
本発明は、ヘッダ情報と圧縮画像データとを含むストリームを復号化する動画像復号化装置に関し、特にヘッダ情報を解析するプロセッサと圧縮画像データを復号するデコーダとを有する動画像復号化装置等に関する。
近年、デジタル映像機器の技術進歩が著しく、動画像の符号化／復号化を行なう映像機器が広く普及している。そのような画像処理を行う場合、処理を分割し、複数の処理部で並列的に動作する画像処理装置が多く使用されている。しかし、技術競争の中で、それらの装置の処理性能やメモリ使用量の制限は厳しく、尚且つ、技術進歩により動画像復号化処理の複雑度は増している。
例えば、Ｈ．２６４規格（ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ規格）では、可変長符号化の方式としてＣＡＶＬＣ（Context-Adaptive Variable Length Coding：コンテキスト適応型可変長符号化）とＣＡＢＡＣ（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding：コンテキスト適応型２値算術符号化）の２種類が選択可能になっている。コンテキスト適応型とは、周囲の状況に応じて効率の良い符号化方式を適応的に選択する方式である。ただ、可変長符号化処理および可変長復号化処理の複雑度は増している。
図１は、従来技術における動画像復号装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号装置は、第１バッファメモリ９０１、前処理部９０２、第２バッファメモリ９０３、後処理部９０４およびフレームメモリ９０５を備え、前処理と後処理の２段階でストリームを復号化する。
まず、ヘッダ情報と圧縮画像データとを含みＣＡＢＡＣが適用されたストリームは第１バッファメモリ９０１に入力される。前処理部９０２は、ＣＡＢＡＤ（Context-Adaptive Binary Arithmetic Decoding：コンテキスト適応型２値算術復号化）を行い、ＣＡＢＡＣが解かれた状態のストリームを第２バッファメモリ９０３に格納する。ＣＡＢＡＤの処理量が多いため、第２バッファメモリ９０３には一定量のストリームが格納される。
後処理部９０４は、第２バッファメモリ９０３に格納されたストリーム中のヘッダ情報を解析することにより各種パラメータを抽出するヘッダ解析部９１０と、抽出された各種パラメータに従って、逆量子化処理、逆直交変換処理、動き補償等を行なう復号化部９１１とを備える（例えば、非特許文献１）。このようにして復号化されたピクチャはフレームメモリ９０５に格納される。
「ソフトウェアで実時間処理を実現した民生用メディア処理プロセッサ"Media Core Processor"」，松下テクニカルジャーナル，Vol.45 No.2 1999年4月
図面を用いて、発明が解決しようとする課題について説明する。
図２Ａは、ストリームの一例を示す説明図である。Ｈ．２６４規格では、ストリームは、ＮＡＬ(Network Abstraction Layer)ユニットと呼ばれる単位の集まりと見ることができる。ＮＡＬユニットには、ＳＰＳ(Sequence Parameter Set)、ＳＥＩ(Supplemental Enhancement Information)、ＰＰＳ(Picture Parameter Set)、スライスＳＬ（Slice）等の種類がある。このうち、ＳＰＳユニット、ＳＥＩユニット、ＰＰＳユニットはヘッダ情報に含まれる。ＳＬは圧縮画像データに含まれる。Ｈ．２６４規格では、ヘッダ情報としてＮＡＬユニットが圧縮画像データの途中に入ることがある。同図ではスライスユニット群の間にＰＰＳユニットが入っている。
図２Ｂは、従来技術におけるヘッダ解析と復号化処理のタイミングを示す図である。同図のように、ヘッダ解析により抽出された各種パラメータはその後の復号化処理に必要であり、ヘッダ解析部９１０によるヘッダ解析と、復号化部９１１による復号化処理は、逐次行なわれる。その結果、ヘッダ解析部９１０と復号化部９１１の双方のところどころに待ち時間が発生するという問題があり、復号化に要する処理時間が伸びてしまう。
同様の問題は、２チャネルのストリームを同時に復号化する場合にも発生する。
図３は、従来技術における２つのストリームに対応する動画像復号装置の構成を示すブロック図である。同図は、図１の後処理部９０４に該当する。ヘッダ解析部９１０は２チャネルのストリームのヘッダ解析に共用される。復号化部９１１ａ、９１１ｂは、それぞれ１チャネルのストリームに対応する。
図４は、２チャネルのストリーム例を示す図である。同図のように、スライスユニット群の間にＰＰＳユニットが入っているため、２チャネルのストリームからのヘッダ情報としてのＮＡＬユニットが同じタイミングで重なる場合が生じる（同図のｈ１〜ｈ３）。
図５は、図４の２チャネルのストリームのヘッダ解析と復号化処理のタイミングを示す図である。図中のＣＰＵはヘッダ解析部９１０を示す。ストリーム１とストリーム２のヘッダ情報としてのＮＡＬユニットが同じタイミングで重なる場合に、共用のＣＰＵは同時にヘッダ解析することができないので、一方に待ち時間が発生する。その結果、図中のストリーム１とストリーム２のタイミングではヘッダ解析できず、例えば、ストリーム１とストリーム２'のタイミングでヘッダ解析および復号化処理を行なうことになる。このように、共用のヘッダ解析部を用いて２チャネルのストリームを同時に復号化する場合にも、待ち時間が発生するという問題がある。
また、図３においてヘッダ解析部（ＣＰＵ）を２つ備えれば、ストリーム１とストリーム２とを同じタイミングでもヘッダ解析することが可能になるが、回路面積増加というコストアップを招くという問題がある。
本発明は、ヘッダ情報を解析するヘッダ解析部と圧縮画像データを復号する復号化部とに発生する待ち時間を低減し、復号化の処理時間を短縮する動画像復号化装置、映像機器、半導体装置および動画像復号化方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明の動画像復号化装置は、ヘッダ情報と圧縮画像データとを含むストリームを復号化する動画像復号化装置であって、前記ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別する判別手段と、判別手段によって判別されたヘッダ情報を一時的に記憶するヘッダ情報記憶手段と、ヘッダ情報記憶手段のアドレスであって、１ピクチャ内のヘッダ情報の末尾を示すヘッダ末尾アドレスを記憶するためのヘッダアドレス記憶手段と、判別手段によって判別された圧縮画像データを一時的に記憶する圧縮画像記憶手段と、圧縮画像記憶手段のアドレスであって、１ピクチャ内の圧縮画像データの末尾を示す画像末尾アドレスを記憶するための画像アドレス記憶手段と、前記ヘッダ末尾アドレスに基づいて１ピクチャ毎にヘッダ情報を解析するヘッダ解析手段と、ヘッダ解析手段による解析結果および前記画像末尾アドレスに基づいて１ピクチャ毎に圧縮画像データを復号化する復号化手段とを備え、前記ヘッダ解析手段は、前記復号化手段によって復号化されているピクチャの次のピクチャのヘッダ情報を解析する。
ここで、前記動画像復号化装置は、さらに、前記判別手段による判別結果に従って、ヘッダ情報記憶手段へのヘッダ情報の格納と、ヘッダアドレス記憶手段へのヘッダ末尾アドレスの格納と、圧縮画像記憶手段への圧縮画像データの格納と、画像アドレス記憶手段への画像末尾アドレスの格納とを制御する格納制御手段と、ヘッダ末尾アドレスに従ってヘッダ情報記憶手段から１ピクチャに対応するヘッダ情報を読み出し、読み出したヘッダ情報をヘッダ解析手段に供給し、画像末尾アドレスに従って圧縮画像記憶手段から１ピクチャに対応する圧縮画像データを読み出し、読み出した圧縮画像データを復号化手段に供給する読み出し制御手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、ヘッダ情報と圧縮画像データとを１つのバッファメモリにストリーム中の並び順の通りに格納するのではなく、ヘッダ情報記憶手段と圧縮画像記憶手段とに別々に格納する。その結果、ヘッダ情報記憶手段および圧縮画像記憶手段からヘッダ情報および圧縮画像データをストリーム中の並び順に依存することなく読み出すことができるので、パイプライン処理による並列化を容易に実現することができ、待ち時間を低減することができる。
また、ヘッダ末尾アドレスおよび画像末尾アドレスにより、ヘッダ情報および圧縮画像情報のストリーム中の並び順に依存しない読み出しを容易にしている。
ここで、前記動画像復号化装置は、さらに、圧縮画像データに含まれるスライスユニットをスライスヘッダとスライスデータとに分割する分割手段と、前記判別手段に判別されたヘッダ情報と分割手段に分割されたスライスヘッダとをヘッダ情報記憶手段に格納し、圧縮画像データとスライスデータとを圧縮画像記憶手段に格納し、格納に伴ってヘッダアドレス記憶手段および画像アドレス記憶手段を更新する格納制御手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、スライスヘッダとスライスデータの両者を復号化手段で処理するのではなく、スライスヘッダをヘッダ解析手段が解析し、スライスデータを復号化手段が復号する。つまり、スライスヘッダの解析と、スライスデータの復号化処理とをパイプライン処理できるので、性能を向上させることができる。
ここで、前記判別手段は、さらに、ヘッダ情報に含まれる複数種類のヘッダを判別し、前記ヘッダ情報記憶手段は、ヘッダ情報に含まれるヘッダの種類に対応する複数の記憶領域を有し、前記動画像復号化装置は、さらに、前記判別手段に判別されたヘッダをその種類に対応する記憶領域に格納し、ヘッダの種類毎に１ピクチャの末尾に存在するヘッダの末尾アドレスをヘッダアドレス記憶手段に格納する格納制御手段と、ヘッダの種類毎の末尾アドレスに従ってヘッダの種類毎にヘッダ情報記憶手段から１ピクチャに対応するヘッダを読み出し、読み出したヘッダをヘッダ解析手段に供給し、画像末尾アドレスに従って圧縮画像記憶手段から１ピクチャに対応する圧縮画像データを読み出し、読み出した圧縮画像データを復号化手段に供給する読み出し制御手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、復号化処理に必須ではない種類のヘッダについてのヘッダ解析を省略することが容易になる。例えば、動画像復号化装置が実装される映像機器の仕様や、要求された復号化処理の状況に応じて、解析する必要がないヘッダの種類がある。そのような状況に応じて不要な種類のヘッダを、個々にヘッダの種類を判別する処理すら不要であり、その記憶領域を読み飛ばすことにより簡単化することができる。
ここで、前記動画像復号化装置は、さらに、ピクチャ内のヘッダ情報の末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出する検出手段と、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、検出されたヘッダ情報の末尾にエンドマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、検出された圧縮画像データの末尾の位置にエンドマークを付加する付加手段とを備えるようにしてもよい。
ここで、前記動画像復号化装置は、さらに、ピクチャ内の同種のヘッダの末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出する検出手段と、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、ヘッダの種類毎にピクチャ内の同種のヘッダ情報の末尾にエンドマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にエンドマークを付加する付加手段とを備えるようにしてもよい。
ここで、前記付加手段は、さらに、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、ヘッダの種類毎にピクチャ内の同種のヘッダ情報の末尾に、エンドマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にエンドマークを付加するようにしてもよい。この構成によれば、ピクチャ内のヘッダ情報の末尾にエンドマークが付加され、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にエンドマークが付加されるので、ピクチャの末尾をアドレス比較によって常にチェックする必要がなく、ヘッダ情報記憶手段からも圧縮画像記憶手段からも順に、マークが読み出されるまでヘッダ解析および復号化処理を進めることができる。これにより、処理負荷を軽減し、処理効率を向上させることができる。
ここで、前記判別手段は、複数チャネルのストリームのそれぞれに対して、ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別し、前記動画像復号化装置は、さらに、ピクチャ内のヘッダ情報の末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出する検出手段と、判別手段に判別される現在のピクチャと次のピクチャとが異なるストリームに属するか否かを判定する判定手段と、異なるストリームに属すると判定された場合に、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、検出されたヘッダ情報の末尾に、チャネルの変更を示すマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、検出された圧縮画像データの末尾の位置にチャネルの変更を示すマークを付加する付加手段とを備えるようにしてもよい。
ここで、前記判別手段は、複数チャネルのストリームのそれぞれに対して、ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別し、前記動画像復号化装置は、さらに、ピクチャ内の同種のヘッダの末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出する検出手段と、判別手段に判別される現在のピクチャと次のピクチャとが異なるストリームに属するか否かを判定する判定手段と、異なるストリームに属すると判定された場合に、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、ヘッダの種類毎にピクチャ内の同種のヘッダ情報の末尾に、チャネルの変更を示すマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にチャネルの変更を示すマークを付加する付加手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、ピクチャ単位でチャネルを示すマークが圧縮画像記憶手段内にもヘッダ情報記憶手段内にも付加されるので、圧縮画像記憶手段も２つのストリームにより共用され、ヘッダ情報記憶部も２チャネルのストリームにより共用される。その結果、２つのストリームを少なくともピクチャを単位として切り替えながら復号化することができる。
ここで、前記判別手段は、複数チャネルのストリームのそれぞれに対して、ヘッダ情報と圧縮画像データとを判別し、前記ヘッダ情報記憶手段、前記ヘッダアドレス記憶手段、前記圧縮画像記憶手段および前記画像アドレス記憶手段は、それぞれ前記複数チャネルに対応する複数の記憶領域を有し、前記動画像復号化装置は、さらに、複数のチャネルに対応する複数の検出手段および付加手段とを備え、各検出手段は、対応するチャネルのストリームにおいて、ピクチャ内のヘッダ情報の末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出し、各付加手段は、対応するチャネルの記憶領域に記憶されたヘッダ情報に対して、検出されたヘッダ情報の末尾にエンドマークを付加し、対応するチャネルの記憶領域に記憶された圧縮画像データに対して、検出された圧縮画像データの末尾の位置にエンドマークを付加する付加手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、複数チャネルのストリームの復号化処理をピクチャ単位で切り替えることができる。
ここで、前記動画像復号化装置は、さらに、ピクチャに含まれる最初のスライスユニットを判別するスライス判別手段を備え、前記付加手段は、さらに、最初のスライスユニットが判別されたとき、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、最初のスライスユニットが現れたことを示す開始マークを付加するようにしてもよい。この構成によれば、スライスユニットがストリーム中のヘッダ情報の途中に存在する場合に、ピクチャ内の全ヘッダ情報の解析が終了する前に、最初のスライスユニットの復号化処理を開始することができる。
ここで、前記動画像復号化装置は、さらに、外部から入力されるストリームを一時的に記憶する一時記憶手段と、前記判別手段は、一時記憶手段に記憶されたストリームに対して前処理として算術復号化する算術復号化部と、算術復号化されたストリームに対して、ヘッダ情報と圧縮画像データとを判別する判別手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、判別手段が前処理として算術復号化も行い、ヘッダ解析手段および復号化手段が後処理としてヘッダ解析と復号化処理を行う。これにより、２段階の動画像復号化処理を効率よく行なうことができる。
また、本発明の半導体装置、映像機器、動画像復号化方法も上記と同様の構成、作用、効果を有する。
本発明によれば、ヘッダ情報および圧縮画像データをストリーム中の並び順に依存することなく読み出すことができ、パイプライン処理による並列化を容易に実現することができ、待ち時間を低減することができる。
また、スライスヘッダの解析と、スライスデータの復号化処理とをパイプライン処理できるので、性能を向上させることができる。
さらに、状況に応じて不要な種類のヘッダを、個々にヘッダの種類を判別する処理をすることなく、簡単に読み飛ばすことができ、処理負荷を軽減し、処理効率を向上させることができる。
また、ヘッダ解析時および復号化処理時にピクチャの末尾や、最初のスライスの開始位置や、複数ストリームの切り替え位置等を簡単に判別することができる。
（実施の形態１）
本実施の形態における動画像復号化装置は、ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別し、判別されたヘッダ情報をヘッダ情報記憶部に格納し、判別された圧縮画像データを圧縮画像記憶部に格納する。これにより、ストリーム中の並び順に依存することなくヘッダ情報と圧縮画像情報とを読み出すことができる。その結果、ヘッダ情報記憶部および圧縮画像記憶部からヘッダ情報および圧縮画像データに対して、パイプライン処理による並列化を容易に実現することができ、待ち時間を低減することができる。
また、動画像復号化装置は、ヘッダアドレス記憶部と画像アドレス記憶部とを有する。ヘッダアドレス記憶部は、ヘッダ情報記憶部のアドレスであって、１ピクチャ内のヘッダ情報の末尾を示すヘッダ末尾アドレスを記憶する。画像アドレス記憶部は、圧縮画像記憶部のアドレスであって、１ピクチャ内の圧縮画像データの末尾を示す画像末尾アドレスを記憶する。ヘッダ末尾アドレスおよび画像末尾アドレスは、ヘッダ情報および圧縮画像情報のストリーム中の並び順に依存しない読み出しを容易にする。
図６は、実施の形態１における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号化装置は、第１バッファメモリ１１０、第１デコーダ１２０、格納制御部１３０、第２バッファメモリ１４０および第２デコーダ２００を備え、第１デコーダ１２０による前処理と第２デコーダ２００による後処理の２段階でストリームを復号化する。また、第２バッファメモリ１４０は、ヘッダ情報記憶部１５０、ヘッダ末尾アドレス（以下ＨＥＡと略す。）記憶部１６０、圧縮画像記憶部１７０および圧縮画像データ末尾アドレス（以下、ＤＥＡと略す。）記憶部１８０を備える。
第１バッファメモリ１１０は、ヘッダ情報と圧縮画像データとを含みＣＡＢＡＣの適用されたストリームを一時的に記憶するバッファメモリである。もちろん、第１バッファメモリ１１０には、ＣＡＢＡＣではなくＣＡＶＬＣの適用されたストリームが入力されてもよい。
第１デコーダ１２０は、第１バッファメモリ１１０に記憶されたストリームにＣＡＢＡＤ（Context-Adaptive Binary Arithmetic Decoding：コンテキスト適応型２値算術復号化）を行う。第１デコーダ１２０は、判別手段としての機能も有する。つまり、ＣＡＢＡＣが解かれた状態のストリームに含まれるヘッダ情報と圧縮画像データとを判別する。
格納制御部１３０は、第１デコーダ１２０による判別結果に従って、ヘッダ情報記憶部１５０へのヘッダ情報の格納と、ＨＥＡ記憶部１６０へのヘッダ末尾アドレスの格納と、圧縮画像記憶部１７０への圧縮画像データの格納と、ＤＥＡ記憶部１８０への画像末尾アドレスの格納とを制御する。
第２バッファメモリ１４０は、ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データと別々に記憶する領域として、ヘッダ情報記憶部１５０と圧縮画像記憶部１７０とを有している。また、第２バッファメモリ１４０は、それらのアドレス管理するための領域として、ＨＥＡ記憶部１６０とＤＥＡ記憶部１８０とを有している。
ヘッダ情報記憶部１５０は、格納制御部１３０の制御に従ってヘッダ情報を一時的に記憶する。
ＨＥＡ記憶部１６０は、格納制御部１３０の制御に従って、ヘッダ情報記憶部１５０のアドレスであって、１ピクチャ内のヘッダ情報の末尾を示すヘッダ末尾アドレスを記憶する。
圧縮画像記憶部１７０は、格納制御部１３０の制御に従って、圧縮画像データを一時的に記憶する。
ＤＥＡ記憶部１８０は、格納制御部１３０の制御に従って、圧縮画像記憶部１７０のアドレスであって、１ピクチャ内の圧縮画像データの末尾を示す画像末尾アドレスを記憶する。
第２デコーダ２００は、ヘッダ解析部２１０と復号化部２２０とを有する。第２デコーダ２００は、ヘッダ末尾アドレスに従ってヘッダ情報記憶部１５０から１ピクチャに対応するヘッダ情報を読み出し、読み出したヘッダ情報をヘッダ解析部２１０に供給する。また、第２デコーダ２００は、画像末尾アドレスに従って圧縮画像記憶部１７０から１ピクチャに対応する圧縮画像データを読み出し、読み出した圧縮画像データを復号化部２２０に供給する。
ヘッダ解析部２１０は、ピクチャ単位でヘッダ情報記憶部１５０に格納されたストリーム中のヘッダ情報を解析することにより各種パラメータを抽出する。
復号化部２２０は、ヘッダ解析部２１０によって抽出された各種パラメータに従って、逆量子化処理、逆直交変換処理、動き補償、フィルタリング等を行なう。このようにして復号化されたピクチャはフレームメモリ９０５に出力される。
図７は、動画像復号化装置の概略動作を示す説明図である。
同図上段は、第１バッファメモリ１１０にストリームの一例を示す。Ｈ．２６４規格では、ストリームは、ＮＡＬ(Network Abstraction Layer)ユニットと呼ばれる単位の集まりと見ることができる。ＮＡＬユニットには、ＳＰＳ(Sequence Parameter Set)、ＳＥＩ(Supplemental Enhancement Information)、ＰＰＳ(Picture Parameter Set)、スライスＳＬ（Slice）等の種類がある。このうち、ＳＰＳユニット、ＳＥＩユニット、ＰＰＳユニットはヘッダ情報に含まれる。ＳＬユニットは圧縮画像データに含まれる。Ｈ．２６４規格では、ヘッダ情報としてのＮＡＬユニットが圧縮画像データ（スライスＳＬ群）の途中に入ることがある。同図ではスライスユニット群の間にＰＰＳユニットが入っている。
同図中段は、同図上段のストリームに含まれるヘッダ情報と圧縮画像データとが別々に第２バッファメモリ１４０に格納された様子を示している。
ヘッダ情報記憶部１５０は、ＳＰＳ、ＳＥＩ、ＰＰＳ・・・等のヘッダ情報を構成するＮＡＬユニットが格納される。ＨＥＡ（ヘッダ末尾アドレス）は、ＨＥＡ記憶部１６０に格納され、ピクチャ中のヘッダ情報の末尾を示す。
圧縮画像記憶部１７０は、ＳＬユニット群が圧縮画像データを構成するＮＡＬユニットとして格納される。ＤＥＡ（画像末尾アドレス）は、ＤＥＡ記憶部１８０に格納され、ピクチャ中の圧縮画像データの末尾を示す。
同図下段は、同図中段に示したヘッダ情報および圧縮画像データに対するヘッダ解析部２１０および復号化部２２０の処理順を示す。ヘッダ解析部２１０が、最初のピクチャの４つのＮＡＬユニット（ＳＰＳ、ＳＥＩ、ＰＰＳ、ＰＰＳ）のヘッダ解析を終えると、復号化部２２０は、解析結果として得られる各種パラメータ群を用いて、最初のピクチャの圧縮画像データ（４つのＳＬユニット）の復号化処理を行なう。
復号化部２２０による最初のピクチャの復号化処理と並列に、ヘッダ解析部２１０は、次のピクチャのヘッダ解析処理を行なう。
このように、ヘッダ解析部２１０と復号化部２２０は、ヘッダ解析と画像復号化処理とをパイプライン処理として並列化に行なうので、処理の待ち時間を低減することができる。
図８は、第２バッファメモリ１４０への格納制御を示すフローチャートである。同図は、第１デコーダ１２０から格納制御部１３０にＮＡＬユニットが入力される毎になされる処理を示している。同図における、ＮＡＬユニットがスライスか否か（圧縮画像データであるかヘッダ情報であるか）の判定（Ｓ３２）と、ピクチャの切替か否か（ピクチャの末尾のＮＡＬユニットか否か）の判定（Ｓ３３）と、ＥＯＳ（End Of Stream）か否か（ピクチャの最後のＮＡＬユニットか否か）の判定（Ｓ３６）は、第１デコーダ１２０によって行なわれる。格納制御部１３０は、第１デコーダ１２０からＮＡＬユニットが入力されると、上記の判定結果に従って、ＮＡＬユニットがスライス（ＳＬユニット）でなければ、ヘッダ情報記憶部１５０に格納し（Ｓ３２→Ｓ３７）、ＮＡＬユニットがスライス（ＳＬユニット）であれば、圧縮画像記憶部１７０に格納し、ピクチャの切替であればＨＥＡ記憶部１６０およびＤＥＡ記憶部１８０にＨＥＡとＤＥＡとを格納する。また、格納制御部１３０は、ＥＯＳである（ピクチャの最後のＮＡＬユニットである）場合には、ヘッダ情報記憶部１５０および圧縮画像記憶部１７０へのライトポインタ（ｗｐ）を次の新たなピクチャ用に更新する。
以上説明してきたように、本実施の形態における動画像復号化装置によれば、ストリーム中の並び順に依存することなくヘッダ情報と圧縮画像情報とを読み出すことができる。その結果、ヘッダ情報記憶部および圧縮画像記憶部からヘッダ情報および圧縮画像データに対して、パイプライン処理による並列化を容易に実現することができ、待ち時間を低減することができる。また、ヘッダ末尾アドレスおよび画像末尾アドレスは、ヘッダ情報および圧縮画像情報のストリーム中の並び順に依存しない読み出しを容易にする。
（実施の形態２）
本実施の形態における動画像復号化装置は、実施の形態１の動画像復号化装置に加えて、圧縮画像データに含まれるスライスユニットをスライスヘッダとスライスデータとに分割し、スライスヘッダを他のヘッダ情報と同様にヘッダ情報記憶部に格納し、スライスデータを圧縮画像データとして圧縮画像記憶部に格納する。これによれば、スライスヘッダとスライスデータの両者を復号化部で処理するのではなく、スライスヘッダをヘッダ解析部が解析し、スライスデータを復号化部が復号する。つまり、スライスヘッダの解析と、スライスデータの復号化処理とをパイプライン処理できるので、より性能を向上させることができる。
図９は、実施の形態２における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号化装置は、図６の動画像復号化装置と比較して、主に分割部１２５が追加されている点が異なっている。同じ構成要素には同じ符号を付しているので、以下同じ点は説明を省略して異なる点を中心に説明する。
分割部１２５は、第１デコーダ１２０からスライスユニットが入力され、スライスユニットをスライスヘッダとスライスデータとに分割し、格納制御部１３０に出力する。
格納制御部１３０は、分割部１２５からのスライスヘッダを他のヘッダ情報と同様にヘッダ情報記憶部１５０に格納し、スライスデータを圧縮画像データとして圧縮画像記憶部１７０に格納する。これにより、スライスヘッダとスライスデータは別々に第２バッファメモリ１４０に記憶されることになる。
図１０は、動画像復号化装置の動作を示す説明図である。
図１０上から第１段目は、第１バッファメモリ１１０にストリームの一例を示し、既に図７上段で説明したので省略する。
図１０上から第２段において、ＳＬは分割前のスライスユニットを、Ｓｈは分割部１２５による分割後のスライスヘッダを、Ｓｄは分割部１２５による分割後のスライスデータを表す。ヘッダ情報記憶部１５０には、スライスヘッダＳｈも格納されている。ＨＥＡ記憶部１６０のＨＥＡ（ヘッダ末尾アドレス）はスライスヘッダも含めた１ピクチャ分のヘッダ情報の末尾を示す。圧縮画像記憶部１７０には、スライスヘッダＳｈを除くスライスデータＳｄが保持される。ＤＥＡ記憶部１８０のＤＥＡは、１ピクチャ分のスライスデータＳｄの末尾を示す。
図１０上から第３段は、第２段に示したヘッダ情報および圧縮画像データに対するヘッダ解析部２１０および復号化部２２０の処理順を示す。ヘッダ解析部２１０によるスライスヘッダの解析処理と、復号化部２２０によるスライスデータの復号化処理は、パイプライン処理により並列化がより進んでいる。
以上説明してきたように本実施の形態における動画像復号化装置によれば、スライスヘッダの解析と、スライスデータの復号化処理とをパイプライン処理できるので、より性能を向上させることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態における動画像復号化装置では、実施の形態１の動画像復号化装置に加えて、ヘッダ情報に含まれるヘッダの種類（つまりＮＡＬユニットの種類）毎に別々にＮＡＬユニットをバッファに格納する。さらに、本実施の形態における動画像復号化装置は、ＮＡＬユニットの種類を判別し、判別した種類に対応する記憶領域に格納する。また、ヘッダの種類毎に１ピクチャの末尾のＮＡＬユニットの末尾アドレスをヘッダアドレス記憶部に格納する。復号化処理に必須ではない種類のヘッダについてのヘッダ解析を省略することが容易になる。
図１１は、実施の形態３における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号化装置は、図６の動画像復号化装置と比較して、格納制御部１３０の代わりに格納制御部１３１、第２バッファメモリ１４０の代わりに第２バッファメモリ１４１を備える点が異なっている。また、第２バッファメモリ１４１は、第２バッファメモリ１４０と比較して、ヘッダ情報記憶部１５０の代わりにヘッダ情報記憶部１５１を、ＨＥＡ記憶部１６０の代わりにＨＥＡ記憶部１６１を備えている。同じ構成要素には同じ符号を付しているので、以下同じ点は説明を省略して異なる点を中心に説明する。
第２バッファメモリ１４１は、ＮＡＬユニットをその種類に対応する領域に格納するよう構成されている。
ヘッダ情報記憶部１５１は、ＮＡＬユニットの種類と同数の記憶領域を有する。
ＨＥＡ記憶部１６１は、ＮＡＬユニットの種類と同数のＨＥＡを記憶する。
格納制御部１３１は、第１デコーダ１２０から入力されるヘッダの種類（つまりＮＡＬユニットの種類）に応じて、ヘッダ情報記憶部１５１の複数の記憶領域のうち種類に対応する記憶領域にＮＡＬユニットを格納する。さらに、格納制御部１３１は、ＮＡＬユニットの種類毎のＨＥＡ（ヘッダ末尾アドレス）をＨＥＡ記憶部１６１に格納する。これ以外は、格納制御部１３０と同じである。
前記ヘッダ情報記憶手段は、ヘッダ情報に含まれるヘッダの種類に対応する複数の記憶領域を有し、図１２は、ヘッダ情報記憶部１５１の構成例を示すブロック図である。同図では圧縮画像記憶部１７０も併記されている。同図において、ヘッダ情報記憶部１５１は、ＳＰＳ記憶領域１５２、ＳＥＩ記憶領域１５３、ＰＰＳ記憶領域１５４を含む。このように、ヘッダ情報記憶部１５１は、ＮＡＬユニットの種類毎の記憶領域を有し、各記憶領域には同種のＮＡＬユニットが格納される。また、圧縮画像記憶部１７０は、ＳＬ記憶領域１５５と、ＥＯＳ記憶領域１５６を有する。
図１３は、ＨＥＡ記憶部１６０の構成を示すブロック図である。同図では、ＤＥＡ記憶部１８０も併記されている。同図においてＨＥＡ（ＳＰＳ）は、ＳＰＳ記憶領域１５２に格納されたピクチャ内最後のＳＰＳの末尾アドレスであり、ＳＰＳ用のライトポインタｗｐとして利用される。ＨＥＡ（ＳＥＩ）、ＨＥＡ（ＰＰＳ）、ＤＥＡ（ＳＬ）、ＤＥＡ（ＥＯＳ）も、対応する記憶領域が異なる点以外は同様である。ＤＥＡ（ＥＯＳ）はストリームまたはシーケンスの最後のＮＡＬユニットを示す。また、ＰＥＬ[1]は、１ピクチャに対応するピクチャ・エンド・リストである。
図１４は、動画像復号化装置の概略動作を示す説明図である。
図１４上から第１段目は、図７上段と同じストリーム例であるので説明を省略する。
図１４上から第２段目は、図７上段とストリームを構成するＮＡＬユニットがヘッダ情報記憶部１５１に格納された様子を示す。
図１４上から３段目と４段目は、動画像復号化装置が切替可能なヘッダ解析および復号化処理を示している。３段目は、図７下段と変わらない処理を示す。４段目は、ＳＥＩの読み出しを省略した処理を示している。動画像復号化装置が実装される映像機器の仕様や、要求された復号化処理の状況に応じて、解析する必要がないヘッダの種類がある。例えばＳＥＩは動画の表示に関するパラメータ類であり、必ずしもＳＥＩに従って動画を表示する必要がないので、状況に応じて不要な種類のヘッダとしてもよい。図７中段でＳＥＩを読み飛ばすには、個々のヘッダ（ＮＡＬユニット）の種類を判別する処理であるが、図１４２段目では、ＳＥＩ記憶領域１５３を読み飛ばすだけでよいので、読み出し処理を簡単にすることができる。
図１５は、第２バッファメモリ１４１への格納制御処理を示すフローチャートである。同図は、図８と比べて、ステップＳ３７の代わりにステップＳ１００、Ｓ１０１を有する点が異なっている。同じ点は説明を省略して、以下異なる点を中心に説明する。第１デコーダ１２０から格納制御部１３１に入力されたＮＡＬユニットが、スライスユニットでない場合に、第１デコーダ１２０によって判定された当該ＮＡＬユニットの種類（Ｓ１００）に対応する記憶領域にＮＡＬユニットを格納する（Ｓ１０１）。なお、ヘッダ情報記憶部１５１へのライトポインタｗｐは、記憶領域毎に管理されている必要がある。
図１６は、読み出し制御部におけるヘッダ情報記憶部１５１の読み出し制御処理を示すフローチャートである。同図においてｒｐ（ｊ）は、ヘッダ情報記憶部１５１内の記憶領域毎のリードポインタを示す。ＨＥＡ（ｊ）は、ヘッダ情報記憶部１５１内の記憶領域毎のヘッダ末尾アドレスを示す。ｊ＝１、２、３、４はＳＰＳ記憶領域１５２、ＳＥＩ記憶領域１５３、ＰＰＳ記憶領域１５４、ＳＬ記憶領域１５５に対応する。同図のループ１では、ｒｐ（ｊ）として直前のピクチャのＨＥＡ（ｊ）が設定されてから（Ｓ１１２）、ｒｐ（ｊ）が対象ピクチャのＨＥＡ（ｊ）に至るまで繰り返される（Ｓ１１３〜Ｓ１１６）。
図１６において、図１４の第３段目の読み出し（省略しない通常の読み出し）を行なうにはループ１の制御変数ｊ＝１、２、３、４にすればよい。また、図１４の第４段目の読み出し（ＳＥＩを省略する読み出し）を行なうにはループ１の制御変数ｊ＝１、３、４にすればよい。
以上説明してきたように本実施の形態における動画像復号化装置によれば、ＮＡＬユニットの種類毎にＮＡＬユニットを記憶領域に格納しているので、復号化処理に必須ではない種類のヘッダについてのヘッダ解析の省略を容易にできる。
（実施の形態４）
本実施の形態における動画像復号化装置は、実施の形態３の動画像復号化装置に加えて、ヘッダ情報記憶部に記憶された複数種類のヘッダ（複数種類のＮＡＬユニット）のそれぞれ、および圧縮画像記憶部に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の同じ種類のＮＡＬユニットの末尾であることを示すエンドマークを付加する。ヘッダ情報にも圧縮画像データにもエンドマークが付加されるので、ピクチャ内の同種のＮＡＬユニットの末尾であるかをアドレス比較によってチェックする必要がなく、ヘッダ情報記憶部からも圧縮画像記憶部からも順に、エンドマークが読み出されるまでヘッダ解析および復号化処理を進めることができる。これにより、処理負荷を軽減し、処理効率を向上させることができる。
図１７は、実施の形態４における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号化装置は、図１１の動画像復号化装置と比較して、ピクチャ終了判定部２３０およびＮＡＬエンド付与部２４０が追加された点と、読み出し制御部１９０の代わりに読み出し制御部１９１を備える点とが異なっている。同じ構成要素には同じ符号を付しているので、以下同じ点は説明を省略して異なる点を中心に説明する。
ピクチャ終了判定部２３０は、ＮＡＬユニットの種類毎に、その種類のＮＡＬユニットがピクチャ内で最後に現れるＮＡＬユニットであるかどうかを判定する。言い換えれば、ピクチャ終了判定部２３０は、ピクチャ内の同種のＮＡＬユニットの末尾を検出する。
ＮＡＬエンド付与部２４０は、ピクチャ内の同種のＮＡＬユニットの最後であることが検出された場合、ヘッダ情報記憶部１５１に格納された当該ＮＡＬユニットにエンドマークを付与する。
読み出し制御部１９１は、ピクチャ内のヘッダ情報の末尾やピクチャ内の圧縮画像データの末尾をアドレス比較によって常にチェックする必要がなく、ヘッダ情報記憶部１５１からも圧縮画像記憶部１７０からも順に、エンドマークまで読み出す。
図１８は、ヘッダ情報記憶部１５１内のエンドマークが付加されたストリームの説明図である。図中の「end」はエンドマークを表す。同図のように、エンドマークは、ＮＡＬユニットの種類毎の記憶領域１５２〜１５５のそれぞれに対して、ピクチャ内の同種のＮＡＬユニットの末尾を示している。
以上説明してきたように本実施の形態における動画像復号化装置によれば、ピクチャ内のヘッダ情報の末尾やピクチャ内の圧縮画像データの末尾をアドレス比較によって常にチェックする必要がなく、ヘッダ情報記憶部１５１からも圧縮画像記憶部１７０からも順に、ＮＡＬユニットの種類毎にエンドマークが読み出されるまで順に読み出すことができ、ヘッダ情報記憶部１５１の読み出しを効率よくすることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、複数チャネルのストリームを復号化する動画像復号化装置について説明する。本実施の形態における動画像復号化装置は、実施の形態４の動画像復号化装置に加えて、現在のピクチャと次のピクチャとでストリームが異なる場合に、ヘッダ情報記憶部に記憶されたヘッダ情報に対して、ヘッダの種類（ＮＡＬユニットの種類）毎にピクチャ内の同種のヘッダ情報の末尾に、チャネルの変更を示すチャネルマークを付加し、圧縮画像記憶部に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にチャネルの変更を示すチャネルマークを付加する。チャネルマークは、ピクチャ内の同種のヘッダの末尾を示すが、むしろ、現在のストリーム内の同種のヘッダの末尾を示すものである。これにより、ヘッダ情報記憶部に、異なるストリームのＮＡＬユニットが混在して記憶される場合に、チャネルマークにより、軽い処理負荷で容易に区別することができる。
図１９は、実施の形態５における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号化装置は、図１７の動画像復号化装置と比較して、第１バッファメモリ１１０の代わりに第１バッファメモリ１１１を備える点と、第１デコーダ１２０の代わりに第１デコーダ１２１を備える点と、チャネル判定部２５０およびＣＨエンド付与部２６０が追加された点とが異なっている。同じ構成要素には同じ符号を付しているので、以下同じ点は説明を省略して異なる点を中心に説明する。
第１バッファメモリ１１１は、２チャネルのストリームが入力される。そのため、第１バッファメモリ１１１は、内部の記憶領域をｃｈ１バッファとｃｈ２バッファの２つに分けている。
第１デコーダ１２１は、２チャネルのストリームの算術復号化処理（ＣＡＢＡＤ）と、ヘッダ情報と圧縮画像データとの判別処理とを行なう。例えば、第１デコーダ１２１は１ピクチャ単位で、あるいは数ピクチャ単位でｃｈ１バッファとｃｈ２バッファとを切り替えて、ストリームを読み出す。
チャネル判定部２５０は、ピクチャ内の同種のヘッダ（つまりＮＡＬユニット）の末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データ（スライスユニット）の末尾とを検出し、また、現在のピクチャと次のピクチャとが異なるストリームに属するか否かを判定する。
ＣＨエンド付与部２６０は、現在のピクチャと次のピクチャとが異なるストリームに属すると判定された場合に、ヘッダ情報記憶部１５１に記憶されたヘッダ情報に対して、ヘッダ（ＮＡＬユニット）の種類毎にピクチャ内の同種のＮＡＬユニットの末尾に、チャネルの変更を示すチャネルマークを付加し、圧縮画像記憶部１７０に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にチャネルの変更を示すマークを付加する。
図２０は、ヘッダ情報記憶部１５１内のチャネルマークが付加されたストリームの説明図である。図中の「ch-e」はチャネルマークを表す。点線は、切り替え前のストリームに属するＮＡＬユニットの読み出し例を示している。
このように、ストリーム毎に別個のバッファを設ける必要がなく、複数のストリームをヘッダ情報記憶部１５１に混在させて一時記憶することができる。
図２１は、動画像復号化装置における２ストリームの復号動作を示す説明図である。同図上段において、複数のＮＡＬユニットからなる１ｃｈおよび２ｃｈのストリームは、ヘッダ情報記憶部で、ヘッダ情報と圧縮画像データとに分類されて格納された場合を示している。ヘッダ情報記憶部１５１に格納される前の図４に示したストリーム１、２と同じような並びになっている。同図下段において、ＣＰＵはヘッダ解析部２１０を意味する。同図のように、ヘッダ解析部２１０と復号化部２２０は、ヘッダ情報と圧縮画像データを元のストリーム中の並び順に依存することなく高い自由度で読み出すことができ、パイプライン処理による並列化を容易に実現することができ、待ち時間を低減することができる。
なお、図１９においてＨＥＡ記憶部１６１、ＤＥＡ記憶部１８０は備えないようにしてもよい。
（実施の形態６）
本実施の形態における動画像復号化装置は、実施の形態４の動画像復号化装置に加えて、ピクチャに含まれる最初のスライスユニットを判別し、最初のスライスユニットを判別したとき、ヘッダ情報記憶部に記憶されたヘッダ情報（ＮＡＬユニットの種類毎に）に対して、最初のスライスユニットが現れたことを示す開始マークを付加する。これによれば、スライスユニットがストリーム中のヘッダ情報の途中に存在する場合に、ピクチャ内の全ヘッダ情報の解析が終了する前に、最初のスライスユニットの復号化処理を開始することができるので、復号化の処理効率を向上させることができる。
図２２は、実施の形態６における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。同図の動画像復号化装置は、図１９の動画像復号化装置と比較して、チャネル判定部２５０およびＣＨエンド付与部２６０の代わりに第１ＳＬ判定部２７０およびＳＬstart付与部２８０を備える点が異なっている。同じ構成要素には同じ符号を付しているので、以下同じ点は説明を省略して異なる点を中心に説明する。
第１ＳＬ判定部２７０は、ピクチャに含まれる最初のスライスユニットを判別する。
ＳＬstart付与部２８０は、最初のスライスユニットが判別されたとき、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、最初のスライスユニットが現れたことを示す開始マークを付加する。
図２３は、動画像復号化装置の概略動作を示す説明図である。同図上段は、ヘッダ情報を構成するＮＡＬユニットと、圧縮画像データを構成するＮＡＬユニット（スライスユニットＳＬ）とを示している。本実施の形態ではヘッダ情報と圧縮画像データとを分けてバッファ（ヘッダ情報記憶部１５１、圧縮画像記憶部１７０）に格納するため、最初のスライスユニットＳＬがどのヘッダの次に現れたのかが分からない。そのため、同図上段のように、ピクチャ内の全部のヘッダ情報の解析後に最初のスライスユニットＳＬの復号化処理を開始することになる。例えば、最初のスライスユニットＳＬが３つの目のＮＡＬユニットであるＰＰＳの直後に元々存在していた場合、３つの目のＮＡＬユニットのヘッダ解析の完了後に復号化処理開始可能であったにも関わらず、開始待ち状態が続くことも生じえる。
本実施の形態では、図２３下段のタイミングで復号化処理を開始することを可能にする。
図２４は、第２バッファメモリに記憶されるストリームの具体例を示す図である。図中の「ＳＬstart」は、第１ＳＬ判定部２７０によって付加される開始マークを表す。読み出し制御部１９１は、開始マークが揃った時点で、スライスユニットＳＬを復号化部２２０に供給する。これにより、ピクチャ内の全ヘッダ情報の解析が終了する前の早い時点で、最初のスライスユニットの復号化処理を開始することができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、上記各実施の形態で説明した動画像復号化装置を備える映像機器の具体例について説明する。
図２５は、実施の形態７における動画像復号化装置を備える映像機器の構成を示す図である。同図の映像機器は、ダブルチューナ１１、ストリーム入力制御部１２、動画像復号化装置１３、出力制御部１４、表示デバイス１５および１６を備え、デジタル放送受信チューナまたはＤＶＤプレーヤー／レコーダである。
ダブルチューナ１１は、デジタル放送信号から番組を受信する２つのチューナを持ち、ストリームとしてストリーム入力制御部１２に出力する。２つのチューナは２画面表示用あるいは表番組と裏番組受信用などである。
また、記録メディアはＤＶＤ等の記録媒体であり、映画等のコンテンツを表すストリームをストリーム入力制御部１２に出力する。
ストリーム入力制御部１２は、１つまたは２つのストリームを選択し、選択したストリームを動画像復号化装置１３に出力する。
動画像復号化装置１３は、上記各実施の形態１〜６に示した何れかの動画像復号化装置である。
出力制御部１４は、動画像復号化装置１３からの復号結果としての１つまたは２つのベースバンドの動画像データを表示デバイス１５、１６に表示する。
表示デバイス１５、１６は、２つの動画像を同時に表示する。例えば、表示デバイス１５および１６はＰＤＰテレビ画面を２分割した表示領域であってもよいし、独立した２つの表示パネルであってもよい。
この映像機器によれば、２つのストリームを効率よく復号化し、同時に表示することができる。
なお、同図の映像機器は、記録メディアに対応していないデジタル放送チューナ、ＤＶＤプレーヤー／レコーダに限らない。例えば、テレビの再生と、ＳＤカード等の記録媒体に記録されたストリームの再生とを行なうテレビチューナ付携帯電話機であってもよいし、同様のＰＤＡであってもよい。
なお、上記各実施の形態等に示したブロック図の各機能ブロックは典型的には集積回路装置であるＬＳＩとして実現される。このＬＳＩは１チップ化されても良いし、複数チップ化されても良い（例えばメモリ以外の機能ブロックが１チップ化されていても良い。）。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギャラブル・プロセッサを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
また、各機能ブロックのうち、データを格納するユニットだけ１チップ化せずに、本実施の形態の記録媒体１１５のように別構成としても良い。
なお、ブロック図の各機能ブロックおよびフローチャートにおいて、中心的な部分はプロセッサおよびプログラムによっても実現される。
このように、上記実施の形態で示した画像符号化方法あるいは画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記実施の形態で説明した効果を得ることができる。
本発明は、動画像復号化装置および映像機器に適しており、特に、動画像記録再生装置、ビデオカメラ、テレビカメラ、デジタル放送チューナ、ＤＶＤプレーヤー、ＤＶＤレコーダ、携帯電話機などに適している。
図１は、従来技術における動画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図２Ａは、ストリームの一例を示す説明図である。 図２Ｂは、従来技術におけるヘッダ解析と復号化処理のタイミングを示す図である。 図３は、従来技術における２つのストリームに対応する動画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図４は、２チャネルのストリーム例を示す図である。 図５は、２チャネルのストリームのヘッダ解析と復号化処理のタイミングを示す図である。 図６は、実施の形態１における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図７は、動画像復号化装置の概略動作を示す説明図である。 図８は、第２バッファメモリへの格納制御を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態２における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図１０は、動画像復号化装置の動作を示す説明図である。 図１１は、実施の形態３における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図１２は、ヘッダ情報記憶部の構成例を示すブロック図である。 図１３は、ＨＥＡ記憶部の構成を示すブロック図である。 図１４は、動画像復号化装置の概略動作を示す説明図である。 図１５は、第２バッファメモリへの格納制御処理を示すフローチャートである。 図１６は、読み出し制御部におけるヘッダ情報記憶部１５１の読み出し制御処理を示すフローチャートである。 図１７は、実施の形態４における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図１８は、ヘッダ情報記憶部内のエンドマークが付加されたストリームの説明図である。 図１９は、実施の形態５における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図２０は、ヘッダ情報記憶部内のチャネルマークが付加されたストリームの説明図である。 図２１は、動画像復号化装置における２ストリームの復号動作を示す説明図である。 図２２は、実施の形態６における動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。 図２３は、動画像復号化装置の概略動作を示す説明図である。 図２４は、第２バッファメモリに記憶されるストリームの具体例を示す図である。 図２５は、実施の形態７における動画像復号化装置を備える映像機器の構成を示す図である。
符号の説明
１１ ダブルチューナ
１２ ストリーム入力制御部
１３ 動画像復号化装置
１４ 出力制御部
１５ 表示デバイス
１６ 表示デバイス
１１０、１１１ 第１バッファメモリ
１２０、１２１ 第１デコーダ
１２５ 分割部
１３０、１３１ 格納制御部
１４０、１４１ 第２バッファメモリ
１５０、１５１ ヘッダ情報記憶部
１６０、１６１ ＨＥＡ記憶部
１７０ 圧縮画像記憶部
１８０ ＤＥＡ記憶部
１９０、１９１ 読み出し制御部
２００ 第２デコーダ
２１０ ヘッダ解析部
２２０ 復号化部
２３０ ピクチャ終了判定部
２４０ ＮＡＬエンド付与部
２５０ チャネル判定部
２６０ ＣＨエンド付与部
２７０ 第１ＳＬ判定部
２８０ ＳＬstart付与部

Claims (15)

  1. ヘッダ情報と圧縮画像データとを含むストリームを復号化する動画像復号化装置であって、
    前記ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別する判別手段と、
    判別手段によって判別されたヘッダ情報を一時的に記憶するヘッダ情報記憶手段と、
    ヘッダ情報記憶手段のアドレスであって、１ピクチャ内のヘッダ情報の末尾を示すヘッダ末尾アドレスを記憶するためのヘッダアドレス記憶手段と、
    判別手段によって判別された圧縮画像データを一時的に記憶する圧縮画像記憶手段と、
    圧縮画像記憶手段のアドレスであって、１ピクチャ内の圧縮画像データの末尾を示す画像末尾アドレスを記憶するための画像アドレス記憶手段と、
    前記ヘッダ末尾アドレスに基づいて１ピクチャ毎にヘッダ情報を解析するヘッダ解析手段と、
    ヘッダ解析手段による解析結果および前記画像末尾アドレスに基づいて１ピクチャ毎に圧縮画像データを復号化する復号化手段とを備え、
    前記ヘッダ解析手段は、前記復号化手段によって復号化されているピクチャの次のピクチャのヘッダ情報を解析することを特徴とする動画像復号化装置。
  2. 前記動画像復号化装置は、さらに、
    前記判別手段による判別結果に従って、ヘッダ情報記憶手段へのヘッダ情報の格納と、ヘッダアドレス記憶手段へのヘッダ末尾アドレスの格納と、圧縮画像記憶手段への圧縮画像データの格納と、画像アドレス記憶手段への画像末尾アドレスの格納とを制御する格納制御手段と、
    ヘッダ末尾アドレスに従ってヘッダ情報記憶手段から１ピクチャに対応するヘッダ情報を読み出し、読み出したヘッダ情報をヘッダ解析手段に供給し、画像末尾アドレスに従って圧縮画像記憶手段から１ピクチャに対応する圧縮画像データを読み出し、読み出した圧縮画像データを復号化手段に供給する読み出し制御手段と
    を備えることを特徴とする請求項１記載の動画像復号化装置。
  3. 前記動画像復号化装置は、さらに、
    圧縮画像データに含まれるスライスユニットをスライスヘッダとスライスデータとに分割する分割手段と、
    前記判別手段に判別されたヘッダ情報と分割手段に分割されたスライスヘッダとをヘッダ情報記憶手段に格納し、圧縮画像データとスライスデータとを圧縮画像記憶手段に格納し、格納に伴ってヘッダアドレス記憶手段および画像アドレス記憶手段を更新する格納制御手段と
    を備えることを特徴とする請求項１記載の動画像復号化装置。
  4. 前記判別手段は、さらに、ヘッダ情報に含まれる複数種類のヘッダを判別し、
    前記ヘッダ情報記憶手段は、ヘッダ情報に含まれるヘッダの種類に対応する複数の記憶領域を有し、
    前記動画像復号化装置は、さらに、
    前記判別手段に判別されたヘッダをその種類に対応する記憶領域に格納し、ヘッダの種類毎に１ピクチャの末尾に存在するヘッダの末尾アドレスをヘッダアドレス記憶手段に格納する格納制御手段と、
    ヘッダの種類毎の末尾アドレスに従ってヘッダの種類毎にヘッダ情報記憶手段から１ピクチャに対応するヘッダを読み出し、読み出したヘッダをヘッダ解析手段に供給し、画像末尾アドレスに従って圧縮画像記憶手段から１ピクチャに対応する圧縮画像データを読み出し、読み出した圧縮画像データを復号化手段に供給する読み出し制御手段と
    を備えることを特徴とする請求項１記載の動画像復号化装置。
  5. 前記動画像復号化装置は、さらに、
    ピクチャ内のヘッダ情報の末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出する検出手段と、
    ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、検出されたヘッダ情報の末尾にエンドマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、検出された圧縮画像データの末尾の位置にエンドマークを付加する付加手段と
    を備えることを特徴とする請求項１記載の動画像復号化装置。
  6. 前記動画像復号化装置は、さらに、
    ピクチャ内の同種のヘッダの末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出する検出手段と、
    ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、ヘッダの種類毎にピクチャ内の同種のヘッダ情報の末尾にエンドマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にエンドマークを付加する付加手段と
    を備えることを特徴とする請求項４記載の動画像復号化装置。
  7. 前記判別手段は、複数チャネルのストリームのそれぞれに対して、ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別し、
    前記動画像復号化装置は、さらに、
    ピクチャ内のヘッダ情報の末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出する検出手段と、
    判別手段に判別される現在のピクチャと次のピクチャとが異なるストリームに属するか否かを判定する判定手段と、
    異なるストリームに属すると判定された場合に、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、検出されたヘッダ情報の末尾に、チャネルの変更を示すマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、検出された圧縮画像データの末尾の位置にチャネルの変更を示すマークを付加する付加手段と
    を備えることを特徴とする請求項２記載の動画像復号化装置。
  8. 前記判別手段は、複数チャネルのストリームのそれぞれに対して、ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別し、
    前記動画像復号化装置は、さらに、
    ピクチャ内の同種のヘッダの末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出する検出手段と、
    判別手段に判別される現在のピクチャと次のピクチャとが異なるストリームに属するか否かを判定する判定手段と、
    異なるストリームに属すると判定された場合に、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、ヘッダの種類毎にピクチャ内の同種のヘッダ情報の末尾に、チャネルの変更を示すマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にチャネルの変更を示すマークを付加する付加手段と
    を備えることを特徴とする請求項４記載の動画像復号化装置。
  9. 前記付加手段は、さらに、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、ヘッダの種類毎にピクチャ内の同種のヘッダ情報の末尾に、エンドマークを付加し、圧縮画像記憶手段に記憶された圧縮画像データに対して、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾にエンドマークを付加すること
    を備えることを特徴とする請求項８記載の動画像復号化装置。
  10. 前記判別手段は、複数チャネルのストリームのそれぞれに対して、ヘッダ情報と圧縮画像データとを判別し、
    前記ヘッダ情報記憶手段、前記ヘッダアドレス記憶手段、前記圧縮画像記憶手段および前記画像アドレス記憶手段は、それぞれ前記複数チャネルに対応する複数の記憶領域を有し、
    前記動画像復号化装置は、さらに、複数のチャネルに対応する複数の検出手段および付加手段とを備え、
    各検出手段は、対応するチャネルのストリームにおいて、ピクチャ内のヘッダ情報の末尾と、ピクチャ内の圧縮画像データの末尾とを検出し、
    各付加手段は、対応するチャネルの記憶領域に記憶されたヘッダ情報に対して、検出されたヘッダ情報の末尾にエンドマークを付加し、対応するチャネルの記憶領域に記憶された圧縮画像データに対して、検出された圧縮画像データの末尾の位置にエンドマークを付加する付加手段と
    を備えることを特徴とする請求項１記載の動画像復号化装置。
  11. 前記動画像復号化装置は、さらに、ピクチャに含まれる最初のスライスユニットを判別するスライス判別手段を備え、
    前記付加手段は、さらに、最初のスライスユニットが判別されたとき、ヘッダ情報記憶手段に記憶されたヘッダ情報に対して、最初のスライスユニットが現れたことを示す開始マークを付加する
    ことを特徴とする請求項５記載の動画像復号化装置。
  12. 前記動画像復号化装置は、さらに、外部から入力されるストリームを一時的に記憶する一時記憶手段と、
    前記判別手段は、一時記憶手段に記憶されたストリームに対して前処理として算術復号化する算術復号化部と、
    算術復号化されたストリームに対して、ヘッダ情報と圧縮画像データとを判別する判別手段と
    を備えることを特徴とする請求項１記載の動画像復号化装置。
  13. ヘッダ情報と圧縮画像データとを含むストリームを復号化する半導体装置であって、
    前記ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別する判別手段と、
    判別手段によって判別されたヘッダ情報を一時的に記憶するヘッダ情報記憶手段と、
    ヘッダ情報記憶手段のアドレスであって、１ピクチャ内のヘッダ情報の末尾を示すヘッダ末尾アドレスを記憶するためのヘッダアドレス記憶手段と、
    判別手段によって判別された圧縮画像データを一時的に記憶する圧縮画像記憶手段と、
    圧縮画像記憶手段のアドレスであって、１ピクチャ内の圧縮画像データの末尾を示す画像末尾アドレスを記憶するための画像アドレス記憶手段と、
    前記ヘッダ末尾アドレスに基づいて１ピクチャ毎にヘッダ情報を解析するヘッダ解析手段と、
    ヘッダ解析手段による解析結果および前記画像末尾アドレスに基づいて１ピクチャ毎に圧縮画像データを復号化する復号化手段とを備え、
    前記ヘッダ解析手段は、前記復号化手段によって復号化されているピクチャの次のピクチャのヘッダ情報を解析することを特徴とする半導体装置。
  14. 記録媒体又は放送信号からストリームを取得する取得手段と、
    請求項１記載の画像復号化装置と、
    画像復号化装置によって復号化された動画像を外部の表示機器に出力する出力制御部と
    を備えることを特徴とする映像機器。
  15. ヘッダ情報と圧縮画像データとを含むストリームを復号化する動画像復号化方法であって、
    前記ストリーム中のヘッダ情報と圧縮画像データとを判別する判別ステップと、
    判別されたヘッダ情報を第１バッファメモリに格納するステップと、
    第１バッファメモリのアドレスであって、１ピクチャ内のヘッダ情報の末尾を示すヘッダ末尾アドレスを第２バッファメモリに格納するステップと、
    判別手段によって判別された圧縮画像データを第３バッファメモリに格納するステップと、
    第３バッファメモリのアドレスであって、１ピクチャ内の圧縮画像データの末尾を示す画像末尾アドレスを第４バッファメモリに格納するステップと、
    前記ヘッダ末尾アドレスに基づいて１ピクチャ毎にヘッダ情報を解析するヘッダ解析ステップと、
    ヘッダ解析の解析結果および前記画像末尾アドレスに基づいて１ピクチャ毎に圧縮画像データを復号化する復号化ステップと
    を有し、
    前記復号化ステップにおける復号化中に、ヘッダ解析ステップにおいて次のピクチャのヘッダ情報を解析する
    ことを特徴とする動画像復号化方法。
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