475331 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（|) 【本發明之領域】 本發明係有關一種靜止畫面解碼處理裝置，尤指一種 以有限之記憶體所實現之高解析度靜止畫面解碼處理裝 置〇 【本發明之背景】 I1返著影像及多媒體應用之普及，視訊壓縮及解壓縮技 術近來被大量的使用，如MPEG1、MPEG2及H.263等， 其演算架構如第八圖所示，由儲存媒體9 8讀出之位元流資 料係送入變異長度解碼器（VLD) 81以將Hllffman資料 解開，再由執行長度解碼器（RLD ) 82將零補好後送入 反量化器（IN VQ ) 8 3以得到時間頻域之資料，最後經反 離散餘弦轉換（ID C T )單元8 4之處理以完成解碼之作 業。而在一般之系統應用中，如VCD、SVCD或DVD 等’常會有南解析度靜止畫面的應用，而這些高解析度的 資料必需經過解碼以後貯存在動態隨機存取記憶體 (DRAM ) 85中，以提供電視顯示裝置86顯示所需要的 資料，以VCD之應用而言，一張Pal全圖框畫面所需要 之資料量為704 X 5 76 X 1.5 = 608,25 6位元組，然在一般 之V CD應用中，系統所提供的dr AM為4M位元，相當於 5 1 2 K位元組，其即小於6 〇 8，2 5 6位元組，況且在系統還 需要其它的記憶體需求，如處理〇SD ( On Screen Display )及聲音訊號所需之空間，因此，欲在有限之記 憶體上達到前述之功能實有其困難。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
475331 A7 —__________________ B7 五、發明説明^^ ~ '"——-- 為解決前述之問題，最直接之方式便是丢棄部分之影 像資料以減少所需之記憶體空間，然此卻顯然會降低輸出 4析度，故而減損輸出之影像品質，因此，如何能夠以 有限之記憶體空間而提供高解析度之靜止畫面，實為一亟 待解決之課題。 、' 一 、發明人爰因於此，本於積極發明之精神，盈思一種可 以解決上述問題之「高解析度靜止畫面解碼處理裝置」， 幾經研究實驗終至完成此項新穎進步之發明。 “」 【本發明之概述】 本發明之目的係在提供一種高解析度靜止畫面解碼處 理裝置，纟可僅以有限之記憶體空間來解出高解析度之靜 止畫面’且其解碼架構之工作頻率亦無須增加。 為達前述之目的，本發明之高解析度靜止畫面解碼處 理裝置包括有-記憶體裝置及一解碼裝置，該記憶體裝置 具有位元流緩衝區、暫時緩衝區及圖框緩衝區，該位元流 ’、爰衝區係对存有來自一儲存媒體之位元流資料，該解碼裝 置係將該位元流緩衝區中之位元流資料予以解碼，並將解 碼後之圖框資料貯存至該圖框緩衝區或該暫時緩衝區，其 中，於顯示靜止畫面時，該圖框緩衝區僅貯存相應於該畫 面之部分圖框資料，以供輸出之，而其餘之圖框資料則係 在顯示靜止畫面時，予以即時解出並貯存於該暫時緩衝 區，俾以輸出且配合該圖框緩衝區之輸出而顯示一高解析 度之靜止畫面。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j -訂 線·! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 475331 A7 B7 五、發明說明 由於本’發明設計新穎，能提供產業上利用，且確有增 、功效，故依法申請專利。 為使貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特 及其目的，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳 徵 細説明如 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 【圖式簡單説明】 弟一圖··係本發明之高解析度靜止畫面解碼處理裝 體架構圖。 第一A圖·係為亮度成份之巨塊示意圖。 係為色差成份之巨塊示意圖。 係為亮度成份之圖框資料格式示意圖。 係為色差成份之圖框資料格式示意圖。 係顯示依據本發明之圖框緩衝區所貯存之亮度 成分巨塊行。 又 第四B圖：係顯示依據本發明之暫時緩衝區所野存之亮度 成分巨塊行。 ^ 第四C圖：係顯示依據本發明之圖框緩衝區所貯存之色差 成分巨塊行。 第四D圖：係顯示依據本發明之暫時緩衝區所貝宁存之色声 成分巨塊行。 第二B圖 第三A圖 第三B圖 第四A圖 第五圖：係顯示播放高解析度靜止畫面之一 序0 第7T圖·係顯示依據本發明之位元流解碼流程 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 置之硬 r --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 貫際範例的時 A7 A7 B7 五、f明說明（β — 罘七圖.係顯示以兩定位器指向位元流緩衝器以設定一畫 _ 面範圍而進行週期性的重複讀取作業。 圖·係_ tf習知 < 靜止畫面解碼處理裝置之硬體架構 圖。 【圖號説明】 (1 ")位元流緩衝區 (1 1 3 )圖框緩衝區 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (11 )記憶體裝置 (112 )暫時緩衝區 (12 )影像解碼裝置 (1 2 1 )( 8 1 )變異長度解碼器 (1 2 2 )( 8 2 )執行長度解碼器 (123 ) ( 83 )反量化器 (124) (84)反離散餘弦轉換單元 (1 2 5 )直流預測器 (13 )解碼控制器 （14)多工器 (1 5 ) ( 8 8 )儲存媒體 (16 ) ( 86 )電視顯示裝置 (5 1 ) ( 52 ) ( 5 3 )圖場 (85 )動態隨機存取記憶體 【車乂佳具體實施例之詳細説明】 伟舍，關本1明〈向解析度靜止畫面解碼處理裝置之-、也例，叫先參照第一圖所示之架構圖，其主 體裝>置11、影像解碼裝置『解碼控制器U、及夕 存14寺所構成，其中，該記憶體裝置u係規劃為包二 本紙張尺賴财 475331 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 / - - 五、發明說明（5) 兀流緩衝區1 1 1、暫時緩衝區丨丨2 ( TBUF )及圖框緩衝 區1 1 3 ( FBUF )等邵分，該位元流緩衝區i i工係供儲存來 自儲存媒體15之代表視訊圖框的位元流資料，而在該解碼 控制器1 3之控制下，該影像解碼裝置丨2對該位元流緩衝 區1 1 1中之資料進行解碼，並將解碼後之圖框資料貯存於 記憶體裝置1 1，以供輸出至電視顯示裝置丨6而將相應之 畫面予以顯示。 前述影像解碼裝置12係用以對位元流資料進行解碼以 產生相應之視訊圖框，而以MPEG系統為例，其視訊圖框 係由許f之巨塊（MacroB lock，MB )所組成，其中， 每一巨塊包含有亮度成分及色差成分，參照第二A圖所 示，對應於亮度成分之巨塊（以γ_巨塊表示）係由16>< 1 6個畫素所構成，而每一畫素之値即代表一亮度値，又參 照弟一 Β圖所示，對應於色差成分之巨塊係由一藍色成分 巨塊（以cb-巨塊表示）及一紅色成分巨塊（以Cr_巨塊 表示）構成，當中，每一Cb -巨塊具有8X8個畫素，每一 畫素之値即代表一監色色差値，而每一 Cr -巨塊具有 個畫素’母一畫素之値即代表一紅色色差値，因此，每一 色差成分巨塊（以CbCr -巨塊表示）之大小為8><16個畫 素0
而為達郎省1己憶體空間之故，本發明乃在該記憶體裝 置1 1之圖框緩衝區1 1 3中僅保留部分（例如一半）之圖框 資料，而其餘之圖框資料則係在顯示靜止畫面時予以即時 月旱出’以圖框大小為352畫素X288行之MPEG1的QSIF 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------.---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 475331 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（6, 才。式為例5兄明，第二A及三B圖分別顯示其亮度與色差成 刀在知碼後《原始資料（即未經插間補値），該等圖框資 料係以巨塊行為單位所組成，其中，在亮度成分部分包含 有_巨塊行（編號〇至17)，每—巨塊行係由MUM 個畫素所構成（亦即由22财_巨塊所構成），而在色差 部分亦包含有u個巨塊行（編號〇至17)，每一巨塊行係 由3 52 X 8個CbCr交錯之畫素所構成（亦即由22個CbCr- 巨塊所構成）。 於本發明之較佳實施例中，係將圖框資料在記憶體裝 置η之圖框緩衝區113中僅儲存一半，併請參照第四八及 四C圖所示，第四Α圖説明本發明將第三Α圖之亮度成分的 偶數編號巨境行保留在圖框緩衝區113中，第四C圖説明 本發明將第三B圖之色差成分的偶數編號巨塊行保留在圖 框緩衝區"3中，此外，再以僅具少量記憶體之暫時緩衝 區112來動態地儲存未被保留之巨塊行，俾以在顯示靜止 畫面時，即時解出所需之圖框資料，且由於在進行顯示時 係以圖％父錯炙方式進行，因此，於暫時緩衝區1 1 2中之 f塊行僅需—半之高度（亦即圖框緩衝區"3中之巨塊行 高度t 一半），第四B及四分別表示料緩_112 中之亮度成分及色差成分之巨塊行，該暫時緩衝區i i 2需 包含至少一個亮度成分巨塊行及至少一個色差成分巨塊行 之記憶體空間，於此實施例中，該暫時緩衝區ιΐ2係包含 四個亮度成分巨塊行及四個色差成分巨塊行之記憶體= 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（厂I ) 第五圖，顯示播放高解析度靜止畫面之一實際範例的時 ’其中之每一方塊係代表一圖框之圖場，Tn代表第η個 w匡《上圖場（Top Field)的顯示時間， 個圖框之下圖場―。一）的顯示時間， 圖％ 5 1、5 2及5 3區域時進行切換以播放靜止畫面，列依 據本發明之設計，在圖場51、52及53之時間點，係將來 自位元流緩衝區111之一個圖框的位元流結構，以第六圖 所不位元流解碼流程，在上圖場之_個圖場時間内經由參 像解碼裝置12進行第一次解碼（以虛線箭頭表示），以僅 對偶數編號之巨塊行解碼，並將解出之圖框資料儲存於圖 才，爰衝區1 1 3，而在第五圖之其餘圖場内的一個圖場時間 當中，亦如第六圖所示，對來自位元流緩衝區ηι之—個 圖框的位元流結構進行第二次之解碼（以實線箭頭表 示），以對奇數編號之巨塊行解碼，而只要在顯示一個巨 塊行資料之時間内，將所需要貯存於記憶體裝置丨丨中之當 時的圖場所相應之圖框資料，依照第二次解碼而解出並^ 置於暫時緩衝區1 1 2，即可供即時地顯示靜止畫面所需， 亦即，前述經解碼而分別儲存在圖框緩衝區113及暫時緩 衝區112之資料係在解碼控制器13之控制下，由多工器14 選擇其中之一而輸出至τν解碼器16，以供將相應之靜止 畫面顯示於電視顯示器1 7上。 前述所保留於圖框緩衝區11 3之巨塊行係以跳越一個 巨塊行之方式貯存，然其亦可採跳越多個巨塊行之方式， 9 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — i ! t 1!! C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) B7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（^) 或不規則跳越巨塊行之方式實施本發 施例相當，故不再贅述。 纟原理與前述實 另由第五圖可知，在非屬切換播放靜止書 圖場顯示時間内，第二次之解碼係重複地進；面：= 自位7G流緩衝區1 1 1讀取位元流資料時，如第七囷、，、 係广圭地以一定位器Pn指向位元流資料中第開 二並Γ广位器Pn+1指向位元流資料中第…張畫面的 開頭，據此，位元流資料之讀取便可依照第五圖之需要而 在該兩定位器所指向之畫面範圍間進行週期性的重:讀取 作業。 、 第-圖並顯示該影像解碼裝置12係包括有變異長度解 碼器121、執行長度解碼器122、反量化器123、反ς散 餘弦轉換單元124及直流預測器125等，而由前述之説明 已知，位元流資料係由儲存媒體15讀出並寫入位元流資料 緩衝區111，之後，解碼控制器13依照如第七圖所表示之 万式將位元流資料讀入變異長度解碼器121，以依序由執 行長。度解碼器丨22、反量化器123、反離散餘弦轉換單元 124單元處理以進行解碼，其中，因本發明之所採用之解 碼万式係如第六圖所示之方式以跳巨塊行進行，故變異長 度解碼器121需有能力拋棄不需要之巨塊行，惟因在 MPEG1標準中所規定之片段（SHce)係有可能跨過巨塊 行’因此，於本發明中，經變異長度解碼器121處理之位 元流資料並經由直流預測器125來保留其直流成份的値， 而若所解的是MPEG2之位元流資料，則該直流預測器 -----------------------訂 --------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 475331 A7 五、發明說明（q ) 1 2 5可逕予如閉，如此在解碼處理過程的資料均為跳一個 巨塊之型式。 由反離散餘弦轉換單元124所輸出解碼後之資料，則 在胛碼控制咨1 3之控制下，貯存至記憶體裝置丨丨之圖框 緩衝區1 1 3或暫時緩衝區丨丨2，而當貯存至圖框缓衝區 113時，係要貯存整個巨塊之資料，故反離散餘弦轉換單 元1 2 4係知反I化器丨2 3所送過來之資料經過運算後完整 地貯存至圖框緩衝區113，而對於要貯存至暫時緩衝區 1 1 2 <貧料，則只需運算求出一圖場所需之資料即可。 由以上之説明可知，本發明係利用特有之圖框資料管 理方式，可僅貝t存約半個圖框之資料，再加上對位元流緩 衝區之適當管理與變異長度解碼器之跳巨塊處理方式，可 有效地以有限之記憶體空間來解出靜止畫面，而輸出之視 訊品質在解析度上也可維持良好之品質，且其解碼架構之 工作頻率亦無須增加。 ^上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均 顯示其迥異於習知技術之特徵，為視訊解碼裝置製作上之 大大破’懇印貴審查委員明察，早曰賜准專利，俾嘉 惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅^ 為了便於説明而舉例而已，本發明所主張之_範圍自應 以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。 且 297 )