KR100795287B1 - 복호 장치 - Google Patents

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Abstract

데이터를 효율적으로 기억한다. 프레임 메모리에 필터 후 데이터를 기억하지만, 그때에 1개의 블록의 필터 전 데이터에 대해서, 우측 및 아래의 1열 1행이 남도록 순차적으로 기억해 간다. 이에 의해, 프레임 메모리에는, 인터 예측에 필요한 필터 후 데이터 외에, 다음 블록의 인트라 예측용의 필터 전 데이터가 남는다. 따라서, 프레임 메모리로부터 판독한 데이터에 의해, 인터 예측 및 인트라 예측의 양쪽이 행해진다.
엔트로피 복호, 역양자화·역변환, 가산기, 복호 화상 메모리, 필터, 프레임 메모리, 인트라 예측, 인터 예측, 절환 스위치, 데이터 일시 유지 회로

Description

복호 장치{DECODING DEVICE}
도 1은 실시 형태의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 데이터의 기억 방식을 설명하는 도면.
도 3은 프레임 메모리에 기억되어 있는 데이터를 설명하는 도면.
도 4는 인트라 예측을 설명하는 도면.
도 5는 다른의 실시 형태의 구성을 도시하는 블록도.
도 6은 종래예의 구성을 도시하는 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 엔트로피 복호부
12: 역양자화·역변환부
14: 가산기
16: 복호 화상 메모리 저장 장치
18: 복호 화상 메모리
20: 필터
22: 프레임 메모리 저장 장치
24: 프레임 메모리
26: 복호 화상 메모리 판독 장치
28: 인트라 예측부
30: 프레임 메모리 판독 장치
32: 인터 예측부
34: 절환 스위치
36: 제어 회로
40: 데이터 일시 유지 회로
[비특허 문헌 1] 小野定康他著 「유비쿼터스 기술 동화상의 고능률 부호화 -MPEG-4와 H.264 」 Design Wave Magazine 2004 August P.105-111
본 발명은, 입력되어 오는 부호화 데이터에 대해서 복호 처리를 행함과 함께, 복수 프레임 데이터를 이용한 인터 예측 및 프레임내 데이터에 의한 인트라 예측을 행하여 복호 화상 데이터를 얻고, 얻어진 복호 화상 데이터에 대해서 필터에 의해 필터 처리를 행하여 화상 데이터를 복원하는 복호 장치에 관한 것이다.
종래부터, 동화상의 부호·복호 방식의 하나로서 H.264가 알려져 있다. 이 H.264는, MPEG2, MPEG4 등과 마찬가지로, 움직임 보상이나 역변환이나 공간 영역 ←→ 주파수 영역에의 변환/양자화 처리를 베이스로 하는 부호화를 이용하는 방식이다. 그리고, 이 방식에서는, 복호 처리는 블록마다 행하기 때문에, 복호 데이터 에 대해서 블록 왜곡을 감소시키는 디블로킹 필터를 갖고 있다.
그리고, 이 H.264의 복호 장치에서는, 프레임내의 데이터에 의한 예측(인트라 예측)에는 필터 전의 데이터를 사용하고, 프레임간 예측(인터 예측)에는 필터 후의 데이터를 사용한다.
따라서, 프레임 메모리를 인트라 예측용의 템포러리로서 사용하면, 인트라 예측이 종료할 때까지 필터의 처리가 행해지지 않게 되어 필터 처리가 대기된다. 따라서, 복호기에 프레임 메모리와는 별도의 복호 화상 메모리를 탑재함으로써, 인트라 예측 데이터를 유지해 놓고, 필터 처리도 평행하게 진행시키도록 하고 있다.
도 6은, 종래의 복호 장치의 구성을 도시하고 있고, 부호화 데이터의 비트 스트림은, 엔트로피 복호부(10)에 의해 엔트로피 복호되고, 그 후 역양자화·역변환부(12)에서 역양자화 및 역변환을 받아, 가산기(14)에 공급된다. 이 가산기(14)에는, 인터 예측 데이터 또는 인트라 예측 데이터가 공급되고, 이에 의해 인터 예측 및 인트라 예측을 가미한 데이터 복호가 이루어진다.
얻어진 복호 화상 데이터는, 복호 화상 메모리 저장 장치(16)에 의해 복호 화상 메모리(18)에 기억된다. 이 복호 화상 메모리(18)로부터의 복호 화상 데이터는, 필터(20)에 의해 필터 처리되고, 프레임 메모리 저장 장치(22)에 의해 필터 후 데이터가 프레임 메모리(24)에 기억된다.
또한, 복호 화상 메모리(18)의 필터 전 데이터는 복호 화상 메모리 판독 장치(26)에 의해 판독되어서 인트라 예측부(28)에 공급되고, 여기에서 인트라 예측 신호가 생성된다. 한편, 프레임 메모리(24)의 복수 프레임의 필터 후 데이터는, 프레임 메모리 판독 장치(30)에 의해 판독되어서 인터 예측부(32)에 공급되고, 여기에서 인터 예측 신호가 생성된다.
인트라 예측부(28) 및 인터 예측부(32)로부터의 인트라 예측 신호 및 인터 예측 신호는 절환 스위치(34)에 공급되고, 이 절환 스위치(34)가 인트라 예측 신호 또는 인터 예측 신호를 적절히 선택해서 가산기(14)에 공급함으로써, 인트라 예측 또는 인터 예측을 가미한 부호화를 행할 수 있다.
또한，이상의 부호화 처리는, 기본적으로 적당수(예를 들면 4×4)의 화소로 이루어지는 블록 단위로 행해진다. 또한, 필터 후의 화상 데이터는, 필터(20) 또는 프레임 메모리(24)로부터 적절히 출력된다.
또한, 이러한 H.264의 부호화 장치에 대해서는, 비특허 문헌 1 등에 기재되어 있다.
상기 종래 기술에 의해, 필터 처리와 인트라 예측을 평행하게 진행시킬 수 있어, 원활한 처리를 행할 수 있다. 그러나, 이 복호 장치에서는, 복호 화상 메모리는 최대로 1프레임 분 필요하여, 큰 용량의 메모리가 필요하게 되어 회로 규모가 커진다고 하는 문제가 있다. 또한, 복호 화상 메모리를 판독하는 회로, 저장하는 회로도 회로 규모 증대의 하나의 원인으로 되어 있다.
본 발명은, 입력되어 오는 부호화 데이터에 대해서 복호 처리를 행함과 함께, 복수 프레임 데이터를 이용한 인터 예측 및 프레임내 데이터에 의한 인트라 예 측을 행하여 복호 화상 데이터를 얻고, 얻어진 복호 화상 데이터에 대해서 필터에 의해 필터 처리를 행하여 화상 데이터를 복원하는 복호 장치로서, 상기 필터 처리를 행한 필터 후 데이터를 복수 프레임 분을 기억하는 프레임 메모리와, 프레임 메모리에 대하여, 상기 인터 예측용의 필터 후 데이터 외에, 상기 인트라 예측에 이용되는 필터 전 데이터를 블록마다 순차적으로 기입함과 함께, 불필요해지는 인트라 예측용의 필터 전 데이터에 대하여, 필터 후 데이터를 블록마다 순차 덮어쓰는 프레임 메모리 저장 장치를 갖고, 상기 프레임 메모리에 필터 후 데이터 및 필터 전 데이터에 기초해서 상기 인터 예측 및 인트라 예측을 행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터 전 데이터는, 블록의 주변의 1행 1열의 데이터로서, 상기 1열의 데이터는 행 방향의 인접 블록의 필터 후 데이터에 의해 덮어써지고, 상기 1행의 데이터는 열 방향의 인접 블록의 필터 후 데이터에 의해 덮어써지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 프레임 메모리 저장 장치는, 상기 필터 처리의 대상으로 되는 블록의 필터 전 데이터에 대해서, 원래 기입하는 위치로부터 오프셋해서 기입하고, 기입한 필터 전 데이터를 판독해서 이를 필터 처리하고, 원래 기입할 위치에 필터 후 데이터를 기입함으로써, 인트라 예측용의 필터 전 데이터를 상기 프레임 메모리에 남기는 것이 바람직하다.
또한, 상기 필터는, 공급되는 필터 처리의 대상으로 되는 블록의 필터 전 데이터에 대해서, 일시적으로 기억해서 필터 처리를 행함과 함께, 인트라 예측용의 데이터에 대해서는 필터 전 데이터를 유지해 놓고，전 프레임 메모리 저장 장치는, 필터 후 데이터와 인트라 예측용의 필터 전 데이터를 상기 프레임 메모리에 기입하는 것이 바람직하다.
<실시예>
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면에 기초해서 설명한다.
도 1은, 실시 형태에 따른 복호 장치의 구성을 나타내고 있고, 부호화 데이터의 비트 스트림은, 엔트로피 복호부(10)에 의해 엔트로피 복호되고, 그 후 역양자화·역변환부(12)에서 역양자화 및 역변환을 받아, 가산기(14)에 공급된다. 이 가산기(14)에는, 인터 예측 데이터 또는 인트라 예측 데이터가 공급되고, 이에 의해 인터 예측 및 인트라 예측을 가미한 데이터 복호가 이루어진다. 이에 대해서는, 도 6의 종래예와 마찬가지이다.
얻어진 복호 화상 데이터(필터 전 데이터)는, 프레임 메모리 저장 장치(22)에 공급되고, 프레임 메모리 저장 장치(22)는 필터 전 데이터를 프레임 메모리(24)에 기입한다. 한편, 프레임 메모리(24)에 기입된 필터 전 데이터는, 프레임 메모리 판독 장치(30)에 의해 판독되어, 필터(20)에 공급된다. 그리고, 필터 후의 데이터는 프레임 메모리 저장 장치(22)에 의해 프레임 메모리(24)에 기입된다.
또한, 프레임 메모리 판독 장치(30)는, 복수 프레임에 대한 소정의 필터 후 데이터를 인터 예측부(32)에 공급하고, 인터 예측부(32)는, 공급되는 데이터에 기초해서 인터 예측을 행한다. 또한, 프레임 메모리 판독 장치(30)는, 프레임 메모리(24)에 기억되어 있는 소정의 필터 전 데이터를 판독하여, 인트라 예측부(28)에 공급하고, 인트라 예측부(28)는, 공급되는 데이터에 기초해서 인트라 예측을 행한다.
그리고, 인트라 예측부(28) 및 인터 예측부(32)로부터의 인트라 예측 신호 및 인터 예측 신호는 절환 스위치(34)에 공급되고, 이 절환 스위치(34)가 인트라 예측 신호 또는 인터 예측 신호를 적당히 선택해서 가산기(14)에 공급함으로써, 인트라 예측 또는 인터 예측을 가미한 부호화가 행해진다. 또한, 프레임 메모리 저장 장치(22), 프레임 메모리 판독 장치(30) 및 절환 스위치(34)의 동작은 제어 회로(36)에 의해 제어된다.
여기서, 전술한 프레임 메모리 판독 장치(30)에 의한 프레임 메모리(24)에 대한 데이터의 기입에 대해서, 도 2 및 도 3에 기초해서 설명한다.
우선, 가산기(14)로부터 공급되는 필터 전 데이터는, 도 2의 좌측에 도시한 바와 같이, 본래의 저장 위치로부터 우횡 및 우하 방향으로 오프셋 아래 위치에 필터 전 데이터가 기입된다. 그리고, 이 기입된 필터 전 데이터가 프레임 메모리 판독 장치(30)에 의해 필터(20)에 공급되고, 여기에서 필터 처리가 행해진다. 그리고, 필터(20)에서의 필터 처리에 의해 얻어진 필터 후 데이터는, 프레임 메모리 저장 장치(22)에 의해 프레임 메모리(24)에 기입되지만, 이 필터 후 데이터는, 도 2의 우측에 도시한 바와 같이 본래의 저장 위치에 기입된다.
즉, 필터 전 데이터가 오프셋해서 기입되어 있기 때문에, 필터 후 데이터를 본래의 저장 위치에 기입함으로써, 1블록의 필터 전 데이터에서의 우횡 및 아래 중 적어도 1열 1행(도 2에서는 2열 2행)이 덮어써지지 않고 남는다. 이러한 처리를 반복함으로써, 도 3에 도시한 바와 같이 각 블록의 하단의 1행 및 바로 근처의 처리 대상으로 되어 있는 블록의 우측 1열분의 필터 전 데이터가 프레임 메모리(24)에 항상 유지되어 있다.
한편, 인트라 예측부(28)에서의 예측은, 도 4에 도시한 바와 같이 좌측 및 상측의 1열 1행의 필터 전 데이터부터 행해진다. 도면에서는, 예측에 이용하는 데이터를 사선으로 표시하고, 예측되는 데이터를 흰 동그라미로 표시하고 있다. 또한, 예측에는, 복수의 모드가 있지만, 기본적으로 전의 행 블록의 가장 아래의 1행과, 인접 블록의 우측의 일렬을 이용한다.
프레임 메모리(24)에는 도 3에 도시한 바와 같이 처리 대상으로 되어 있는 블록의 좌측 및 상측에 해당하는 인접 블록의 1열과 상행의 아래 1행의 필터 전 데이터가 유지되어 있기 때문에, 프레임 메모리(24)의 필터 전의 데이터를 프레임 메모리 판독 장치(30)가 판독하여, 인트라 예측부(28)에 공급함으로써, 대응하는 인트라 예측을 행하여, 예측 데이터를 가산기(14)에 공급할 수 있다. 또한, 필터 후 데이터는 다 처리한 것에 대해서는 모든 블록에 대해서 프레임 메모리(24)에 기억된다. 이 때문에, 필요한 데이터를 프레임 메모리 판독 장치(30)가 판독해서 인터 예측부(32)에 공급할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 프레임 메모리(24)에 필터 전 데이터를 본래의 저장 위치로부터 오프셋시켜서 기억하고, 필터 후 데이터를 본래의 저장 위치에 덮어쓴다. 따라서, 프레임 메모리(24)에 인터 예측에 필요한 필터 후 데이터뿐만 아니라, 인트라 예측에 필요한 필터 전 데이터도 유지된다. 특히, 필터 전 데이터 데이터에 대해서는 필요한 데이터를 특정해서 유지할 수 있다. 따라서, 필터 전 데이터에 대해서 많은 데이터를 갖고 있을 필요가 없어, 자원의 유효 이용을 도모할 수 있다. 또한, 그를 위한 처리도 기입 위치의 변경만으로 되어, 비교적 간단한 처리로 된다.
도 5에는, 다른 실시 형태의 구성이 도시되어 있다. 이 구성에서는, 필터(20)에 데이터 일시 유지 회로(40)가 접속되어 있고, 가산기(14)로부터의 복호 데이터는 필터(20)에 공급된다. 필터(20)는, 공급되는 필터 전 데이터에 대해서 필터 처리를 실시함과 함께, 필터 전 데이터 중 인트라 예측에 이용되는 1열 1행의 필터 전 데이터를 데이터 일시 유지 회로(40)에 기억한다. 그리고, 필터(20)에서 필터 처리가 종료하고, 1블록 분의 필터 후 데이터가 얻어진 경우에는, 이 필터 후 데이터에 데이터 일시 유지 회로(40)에 유지되어 있는 필터 전 데이터를 합쳐, 프레임 메모리 저장 장치(22)에 의해 프레임 메모리(24)에 기입된다. 이때의 데이터 의 기입은, 전술한 도 3의 필터 후 데이터 덮어쓰기 후와 동일하고, 따라서 프레임 메모리(24)에는 도 3에 도시된 데이터가 마찬가지로 기억된다. 이 때문에, 인트라 예측, 인터 예측에 대해서는 전술한 경우와 모두 동일하게 처리가 행해진다.
또한, 데이터 일시 유지 회로(40)에서, 전술한 도 2에 기재되는 바와 같이, 처리 대상으로 되는 블록의 필터 전 데이터를 오프셋해서 기억해 놓고, 이 필터 전 데이터를 이용해서 필터 처리를 행하고 필터 후 데이터를 본래의 저장 위치에 기억하고, 얻어진 1 블록의 필터 후 데이터와, 1열 1행의 필터 전 데이터를 프레임 메모리 저장 장치(22)에 의해 프레임 메모리(24)에 기입해도 된다.
또한, 필터(20)와는 별도로 인트라 예측에 필요한 필터 전 데이터를 추출하는 장치를 설치하고, 추출된 필터 전 데이터를 미리 프레임 메모리(24)의 해당 개소에 기입해 두고, 필터 후 데이터가 얻어진 때에, 필터 후 데이터를 프레임 메모리(24)에 기입하고, 전술한 경우와 마찬가지의 도 3에 도시하는 데이터를 프레임 메모리(24)에 기입해도 된다.
또한, 인트라 예측에는 복수의 방법이 있고, 이용하는 필터 전 데이터에 대해서는 반드시 전술한 1열 1행의 데이터로는 한하지 않는다. 따라서, 이용하는 데이터가 상이한 경우에는, 그 데이터가 프레임 메모리(24)에 남도록, 필터 전 데이터의 남기는 방법을 연구하면 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 프레임 메모리에 인트라 예측에서 필요한 필터 전 데이터를 항상 남길 수 있다. 따라서, 인트라 예측에 이용하기 위해서 필터 전 데이터용의 프레임 메모리를 필요로 하지 않아, 효과적인 데이터 기억을 행할 수 있다.

Claims (4)

  1. 입력되어 오는 부호화 데이터에 대해서 복호 처리를 행함과 함께, 복수 프레임 데이터를 이용한 인터 예측 및 프레임내 데이터에 의한 인트라 예측을 행하여 복호 화상 데이터를 얻고, 얻어진 복호 화상 데이터에 대해서 필터에 의해 필터 처리를 행하여 화상 데이터를 복원하는 복호 장치로서,
    상기 필터 처리를 행한 필터 후 데이터를 복수 프레임 분을 기억하는 프레임 메모리와,
    프레임 메모리에 대하여, 상기 인터 예측용의 필터 후 데이터 외에, 상기 인트라 예측에 이용되는 필터 전 데이터를 블록마다 순차적으로 기입함과 함께, 불필요해지는 인트라 예측용의 필터 전 데이터에 대하여, 필터 후 데이터를 블록마다 순차 덮어쓰는 프레임 메모리 저장 장치
    를 갖고,
    상기 프레임 메모리에 필터 후 데이터 및 필터 전 데이터에 기초해서 상기 인터 예측 및 인트라 예측을 행하는 것을 특징으로 하는 복호 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터 전 데이터는, 블록의 주변의 1행 1열의 데이터로서, 상기 1열의 데이터는 행 방향의 인접 블록의 필터 후 데이터에 의해 덮어써지고, 상기 1행의 데이터는 열 방향의 인접 블록의 필터 후 데이터에 의해 덮어써지는 것을 특징으로 하는 복호 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프레임 메모리 저장 장치는,
    상기 필터 처리의 대상으로 되는 블록의 필터 전 데이터에 대해서, 원래 기입하는 위치로부터 오프셋해서 기입하고, 기입한 필터 전 데이터를 판독해서 이를 필터 처리하고, 원래 기입할 위치에 필터 후 데이터를 기입함으로써, 인트라 예측용의 필터 전 데이터를 상기 프레임 메모리에 남기는 것을 특징으로 하는 복호 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 필터는,
    공급되는 필터 처리의 대상으로 되는 블록의 필터 전 데이터에 대해서, 일시적으로 기억해서 필터 처리를 행함과 함께, 인트라 예측용의 데이터에 대해서는 필터 전 데이터를 유지해 놓고，
    전 프레임 메모리 저장 장치는, 필터 후 데이터와 인트라 예측용의 필터 전 데이터를 상기 프레임 메모리에 기입하는 것을 특징으로 하는 복호 장치.
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