JPH08107482A

JPH08107482A - 画像復号装置

Info

Publication number: JPH08107482A
Application number: JP24357894A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Shindo; 朋行進藤; Yutaka Okada; 豊岡田; Ryuji Saito; 隆二西塔; Takayuki Kobayashi; 孝之小林; Shigeru Komatsu; 茂小松; Norihiko Nagai; 律彦永井; Yoshika Kawamura; 嘉郁川村
Original assignee: GRAPHICS COMMUN LAB KK
Current assignee: GRAPHICS COMMUN LAB KK
Priority date: 1994-10-07
Filing date: 1994-10-07
Publication date: 1996-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】メモリの増大、復号期間の減少を招かない画
像復号装置を提供する。【構成】フレームメモリを領域Ａ〜Ｄの４個に分割
し、太点線で示すように時刻Ｔ０より画像（Ｉ１）の復
号を開始し、奇数トップODD TOP は領域Ａ、奇数ボトム
ODD BOT は領域Ｂに、偶数トップEVEN TOPは領域Ｃ、偶
数ボトムODD BOT は領域Ｄに記憶される。太線で示すよ
うに、時刻Ｔ２より再生画像の出力が行われる。このと
きすでに奇数トップODD TOP の領域の画像はすべて復号
が終了し、領域Ａに記憶されている。次に、奇数ボトム
ODD BOT が領域Ｂより読み出され出力される。以下、フ
レームＩ２の復号が開始される構成を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、符号化された画像信号
を復号する画像復号装置のメモリ制御に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】デジタル表現された画像データを伝送ま
たは蓄積する場合、データ量を削減するために符号化が
行われる。符号化の方法としては、画像情報の時間的ま
たは空間的相関性を利用して冗長度を少なくする方法が
ある。

【０００３】時間的相関性を利用する方法として、連続
する２画面（フレーム）の差分を符号化したり、画像の
動きを検出して、動き補償を行ったりするものがある。
また、空間的相関性を利用する方法として、画像を所定
の大きさのブロック（例えば縦方向，横方向とも８画素
ずつ）に分けて、ブロック内のデータを直交変換し、変
換係数をスキャン変換し（例えば低周波成分から高周波
成分の順に並べ替える）、可変長符号を行うものがあ
る。ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group ）が標準
化を進めている画像符号化方式（以下、ＭＰＥＧ２と略
す）は、上記２つの方法を併用するものとなっている。
ＭＰＥＧ２の暫定勧告は“Generic Codingof Moving Pi
ctures and Associated Audio ”と題するISO/IEC13818
-2に記載されている。

【０００４】図７はこのような方法により符号化された
データを復号する画像復号装置の構成例である。図７に
おいて、１０はメモリ蓄積手段で、バッファメモリ制御
部１１とバッファメモリ１２とからなる。２０は復号手
段で、可変長復号器２１，スキャン変換器２２，逆量子
化器２３，逆ＤＣＴ部２４，動き補償画像再生部２５お
よびフレームメモリ２６からなる。また、２７は再生画
像読み出し制御部、１００は符号化された画像を表現す
る入力ビットストリーム、２００は再生画像を示す。

【０００５】次に、動作について説明する。入力ビット
ストリーム１００はバッファメモリ制御部１１の制御に
より、バッファメモリ１２に蓄積される。バッファメモ
リ１２から読み出されたデータは、可変長復号器２１に
よって、可変長復号される。

【０００６】全データが可変長符号化されている訳では
ないが、固定長符号もこの可変長復号器２１で復号され
るものとする。次に、スキャン変換器２２によりデータ
の順序を並び替えた後、逆量子化器２３により逆量子化
される。次に、逆ＤＣＴ部２４により逆離散コサイン変
換される。動き補償画像再生部２５では、フレーム間差
分を受信した場合は、参照データをフレームメモリ２６
から読み出し、受信データと加算した後、再生画像をフ
レームメモリ２６に書き込む。フレームメモリ２６に
は、図８のように表示される画素の左上から右下の順
で、アドレスの少ない方から記憶される。フレーム内で
符号化されたデータを受信した場合は、受信データをそ
のままフレームメモリ２６に書き込む。

【０００７】以上のようにして復号された画像データ
を、再生画像読み出し制御部２７の制御によりフレーム
メモリ２６から読み出し、復号画像がインタレース画像
であればフレーム画像をフィールド画像に変換して、再
生画像２００が出力される。

【０００８】動き補償画像再生部２５の処理と再生画像
読み出し制御部２７の処理は、並列に行われるため、フ
レームメモリ２６への書き込み，読み出しの制御には注
意が払われる。このときのメモリ制御について、２通り
の方法を簡単に説明する。

【０００９】まず１つは、動き補償画像再生部２５用の
フレームメモリ２６の他に、再生画像読み出し制御部２
７用のフレームメモリ２６ａ（図示せず）を設ける方法
である。

【００１０】このときの画像の復号期間（太線で示す）
と再生画像の出力期間を図９に示す。フレームメモリ２
６を使い、Ｐ０フレームは時刻Ｔ０から１フレーム期間
Ｔｆを有効に使って復号することができ、再生画像出力
は時刻Ｔ１より行われる。Ｐ１フレーム画像はフレーム
メモリ２６ａを使い、時刻Ｔ１より復号され、時刻Ｔ２
より再生画像が出力される。

【００１１】この場合、フレームメモリが２６と２６ａ
の画像２枚分必要となり、メモリ量の増大，データバ
ス，アドレスバスの増大等により、回路規模が増大し、
コストも増大するという欠点がある。

【００１２】もう１つは、フレームメモリを仮想的にフ
ィールドメモリ２枚分として扱う方法である。奇数フィ
ールド用のメモリを２６ｂ、偶数フィールド用のメモリ
を２６ｃとして、図１０を使い説明する。

【００１３】Ｐ０フレームの復号は時刻Ｔ０よりＶブラ
ンキング期間分遅れた、時刻Ｔ０１よりはじまり、フィ
ールドメモリ２６ｂ，２６ｃに復号データを書き込んで
いく（図１０は１本の太線で両フィールドメモリ２６
ｂ，２６ｃに書き込んで行くことを表わしている）。再
生画像出力は時刻Ｔ０より１フィールド期間分遅れた時
刻Ｔ０２より始まり、フィールドメモリ２６ｂに書き込
まれた奇数フィールド画像を読み出していき、時刻Ｔ０
より１フレーム期間分遅れた、時刻Ｔ１に読み出し終わ
る。また、時刻Ｔ１よりＶブランキング期間分遅れた時
刻Ｔ１１よりフィールドメモリ２６ｃに書き込まれた、
偶数フィールド画像を読み出していき、（フィールドメ
モリ２６ｂは既に読み出しが終っている）時刻Ｔ１より
１フィールド期間分遅れた時刻Ｔ１２に終わる。ここ
で、時刻Ｔ０１より始まったＰ０フレームの復号処理お
よび再生出力がすべて終わる。Ｐ１フレームについても
図の通りである。点Ａは復号データをフィールドメモリ
２６ｂ，２６ｃに書き込んでゆく開始点であり、点Ｂは
同じく終了点である。

【００１４】この場合、フレームメモリは１画像１枚分
ですむという長所があるが、図のとおり、Ｖブランキン
グの時間だけ画像の復号に使える期間が短くなり、クロ
ック周波数の上昇，並列処理による回路規模の増大，メ
モリアクセス用のバッファの増大といった問題が生じ
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】インタレース画像を復
号する場合、画像の復号に利用するフレームメモリとフ
レーム画像をフィールド画像に変換するためのメモリが
必要になり、回路規模の増大，コストの増大を招く。

【００１６】また、上記のフレームメモリを共有化し
て、メモリ量を削減しようとすると、画像の復号期間が
短くなり、クロック周波数が上昇する。これをＩＣ化す
る際には、クロック周波数の上昇により、さらに微細な
プロセスを使用しなければならず、コストの上昇を招
く。あるいは、クロック周波数の上昇を防ぐために並列
処理等を行えば、回路規模の増大，コストの上昇を招
き、経済的に大きな欠点となる。

【００１７】本発明は、従来の画像復号装置における上
記問題を解消し、メモリの増大，復号期間の減少を招か
ない、画像復号装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる画像復号
装置は、フレームメモリを４個以上のＮ個の領域に分割
する手段と、１フレーム分の画像信号をＮ分割し、前記
分割されたＮ個のフレームメモリの領域に書き込む手段
と、前記Ｎ個のフレームメモリの領域に書き込まれた画
像信号から、フィールド単位の画像信号を読み出す手段
とを有するものである。

【００１９】また、３フレーム分のフレームメモリで、
時間方向の予測を利用した圧縮を行ったビットストリー
ムを復号するようにしたものである。

【００２０】

【作用】本発明によれば、１つのフレームメモリをＮ個
の領域に分割して、復号画像の生成のためのメモリと、
再生出力生成のためのメモリを共有しているので、フレ
ームメモリを削減できる。

【００２１】メモリをＮ個に分割して、同時に同じアド
レスに対して書き込みと読み出しをしないように制御し
ているので、画像の復号期間を画像の出力期間（フレー
ムレート）まで最大限に長くとれる。

【００２２】例えば、フレーム間予測をしない圧縮をし
たビットストリームの復号では１フレーム分のメモリが
あればよい。

【００２３】また、フレーム間予測を使った圧縮をした
ビットストリームでも３フレーム分のメモリだけあれば
よい。

【００２４】

【実施例】

〔実施例１〕画像復号装置は図１で示す構成となってお
り、２６Ａはフレームメモリであり、２５Ａは動き補償
画像再生部、２７Ａは再生画像読み出し制御部であり、
フレームメモリ２６Ａはこれら動き補償画像再生部２５
Ａと再生画像読み出し制御部２７Ａにより制御される。
その他は図７と同じである。前提となるのはインタレー
ス画像を圧縮したビットストリームの復号についてであ
り、特に、時間方向の予測画像を用いない圧縮画像（イ
ントラピクチャ・Ｉピクチャと呼ぶ）の復号時の本発明
の実施例を図２，図３，図４により説明する。

【００２５】まず、図２を使い画像復号装置のフレーム
メモリ２６Ａの構成について説明する。図２では１次元
のアドレスでメモリを４個の領域に分けており、アドレ
ス００００からａａａａ−１が領域Ａ、ａａａａからｂ
ｂｂｂ−１を領域Ｂ、ｂｂｂｂからｃｃｃｃ−１を領域
Ｃ、ｃｃｃｃからｄｄｄｄ−１を領域Ｄとしている。

【００２６】次に、図３を使い復号画像を分割する方法
について説明する。

【００２７】図３では１枚のフレーム画像（Ｐ０フレー
ム）を４分割する。まず、フレーム画像をフィールド画
像（ＯＤＤ，ＥＶＥＮ）に分解し、それぞれのフィール
ド画像を真ん中のラインより上下に分割する。この分割
した画像ＡＡ〜ＤＤをそれぞれ奇数トップODD TOP ，奇
数ボトムODD BOT ，偶数トップEVEN TOP，偶数ボトムEV
EN BOTと呼ぶ。先に分割されたメモリ領域Ａ〜Ｄは、こ
のそれぞれの分割された画像ＡＤ〜ＤＤを記憶できるだ
けの容量を持たなければならない。

【００２８】図４を用い４個のメモリ領域に４個の分割
された画像を記憶し、再生画像を読み出す方法について
説明する。

【００２９】まず、時刻Ｔ０より１枚目の画像（Ｉ１）
の復号を開始する。奇数トップODDTOP の領域の画像は
メモリ領域Ａに、奇数ボトムODD BOT はメモリ領域Ｂ、
偶数トップEVEN TOPはメモリ領域Ｃ、偶数ボトムODD BO
T はメモリ領域Ｄに記憶される。

【００３０】時刻Ｔ０より１フィールド期間（Ｔfd）だ
け遅れた時刻Ｔ１より、再生画像２００の出力が行わ
れ、まず、Ｖ−ＳＹＮＣ等画像データではないものが出
力される。時刻Ｔ１よりＶブランキング期間分遅れた時
刻Ｔ２より、奇数トップODD TOP の画像がメモリ領域Ａ
より読み出され、再生画像２００として出力される。こ
のときすでに奇数トップODD TOP の領域の画像はすべて
復号が終了し、メモリ領域Ａに記憶されている。

【００３１】奇数トップODD TOP がメモリ領域Ａよりす
べて読み出された後、今度は奇数ボトムODD BOT がメモ
リ領域Ｂより読み出され、画像出力される。このとき、
読み出される画素はすでにメモリ領域Ｂに記憶されてい
るように、復号手段２０は画像を復号していく。

【００３２】時刻Ｔ０より１フレーム期間（Ｔfm）遅れ
た時刻Ｔ３では、フレームＩ１の復号が終わり、次のフ
レームＩ２の復号が開始される。奇数トップODD TOP は
メモリ領域Ａ、奇数ボトムODD BOT はメモリ領域Ｃ、偶
数トップEVEN TOPはメモリ領域Ｂ、偶数ボトムEVEN BOT
はメモリ領域Ｄに記憶する。

【００３３】時刻Ｔ２より１フィールド期間Ｔfd遅れた
時刻Ｔ４よりフレームＩ１の偶数フィールドの読み出し
が行われ、再生画像２００として出力され、フレームＩ
１の処理が終了する。

【００３４】以後、フレームＩ２の復号，再生画像出力
もフレームＩ１の復号開始時刻からの関係と同じくして
行う。（偶数トップEVEN TOPが記憶されるメモリ領域と
奇数ボトムODD BOT が記憶されたメモリ領域が入れ替わ
っただけである。）フレームＩ２の次のフレームＩ３は
フレームＩ１と同じメモリ領域に記憶され、以後フレー
ムＩ４はフレームＩ２と同じメモリ領域に記憶されるよ
うに繰り返されていく。

【００３５】このようにメモリを管理することで、メモ
リ量は１フレーム分の画像を記憶する分だけですみ、１
枚の画像を復号する時間も１フレーム期間を十分に利用
することが可能である。〔実施例２〕ＭＰＥＧ２では、時間方向の予測を利用し
て圧縮したビットストリームにはピクチャコーディング
タイプ（picture_coding_type ）として、時間予測を用
いないＩピクチャ、前方予測を用いるＰピクチャ，前方
予測，後方予測を使うＢピクチャに分類されるが、この
ときの実施例を説明する。

【００３６】図５は実施例のメモリの構成を示す。メモ
リはフレームメモリ１，２，３と分割されており、それ
ぞれ１フレーム分のデータを記憶できる容量をもつ。フ
レームメモリ１，２は図８で示す従来方法でメモリを管
理し、フレームメモリ３は実施例１で説明した４個のメ
モリ領域Ａ〜Ｄ（図２）に分割されている。

【００３７】図６を参照して実施例２の動作について説
明する。

【００３８】図１の復号手段２０は図６のＩ，Ｐ１，Ｂ
１，Ｂ２，Ｐ２，Ｂ３のフレーム順で復号を行う。Ｉは
Ｉピクチャ、ＰはＰピクチャ、ＢはＢピクチャを表し、
Ｗは書き込み、Ｒは読み出しを示している。したがっ
て、ＩＷとあればＩフレームの書き込みを表わし、再生
Ｒとあれば表示のため読み出しを、参照Ｒとあれば予測
データの読み出しを表わしている。

【００３９】まず、Ｉフレームの復号が行われ、フレー
ムメモリ１に復号画像が書き込まれる。次にＰ１フレー
ムがフレームメモリ１から予測画像を作成しながら復号
され、フレームメモリ２に書き込まれる。このとき、Ｐ
１フレームの復号開始から１フィールド期間遅れた時刻
よりＶブランキング期間すぎたときから、フレームメモ
リ１のデータを画像データの奇数フィールド画像が読み
出され、再生出力される。

【００４０】Ｐ１フレームの復号終了後、Ｂ１フレーム
復号が開始され、フレームメモリ３に復号画像が書き込
まれる。図６からわかるようにフレームメモリ３には復
号画像の書き込みと再生出力が同時になされる。Ｂフレ
ームに対して実施例１の方法を用いることにより、フレ
ームメモリ容量を増やさず、かつ復号期間を１フレーム
とることができるようになる。以後図６の通りにフレー
ムメモリに書き込み，読み出しが行われる。

【００４１】以上をまとめると、Ｂピクチャはフレーム
メモリ３を使い、実施例１で示したメモリ制御方法を用
いて、復号のための書き込み，読み出しが行われ、Ｉ，
Ｐピクチャはフレームメモリ１と２を交互に使って、復
号のための書き込み，読み出しが行われる。

【００４２】以上の方法で、３枚分のフレームメモリ、
１フレームの復号時間を最大１フレーム期間までとれ
る、時間方向の圧縮を使ったビットストリームの復号装
置を構成できる。

【００４３】

【発明の効果】以上詳細に述べたように本発明は、フレ
ームメモリを４個以上のＮ個の領域に分割する手段と、
１フレーム分の画像信号をＮ分割し、前記分割されたＮ
個のフレームメモリの領域に書き込む手段と、前記Ｎ個
のフレームメモリの領域に書き込まれた画像信号から、
フィールド単位の画像信号を読み出す手段とを有するの
で、フレームメモリを増加させることなく、入力ビット
ストリームの復号を行うことができ、しかも１フレーム
期間を無駄な期間を生じることなく十分に利用できる。

【００４４】さらに、３フレーム分のフレームメモリ
で、時間方向の予測を利用した圧縮を行ったビットスト
リームを復号するので、最小のメモリ数で復号できる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる画像復号装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。

【図２】図１の実施例におけるフレームメモリの構成を
説明するための図である。

【図３】図２のフレームメモリの分割方法を説明するた
めの図である。

【図４】図１の実施例の動作を説明するための図であ
る。

【図５】本発明の他の実施例に用いるメモリの構成を説
明するための図である。

【図６】本発明の他の実施例の動作を説明するための図
である。

【図７】従来の画像復号装置の構成例を示すブロック図
である。

【図８】図７の装置中のフレームメモリのアドレスを説
明する図である。

【図９】図７の装置による画像の復号期間と再生画像の
出力期間との関係を説明するための図である。

【図１０】図７の装置による画像の復号期間と再生画像
の出力期間との関係を説明するための図である。

【符号の説明】

１０メモリ蓄積手段１１バッファメモリ制御部１２バッファメモリ２０復号手段２１可変長復号器２２スキャン変換器２３逆量子化器２４逆ＤＣＴ部２５Ａ動き補償画像再生部２６Ａフレームメモリ２７Ａ再生画像読み出し制御部１００入力ビットストリーム２００再生画像Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ分割したメモリ領域ＡＡ，ＢＢ，ＣＣ，ＤＤ分割した画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西塔隆二東京都渋谷区代々木４丁目36番19号株式会社グラフィックス・コミュニケーション・ラボラトリーズ内 (72)発明者小林孝之東京都渋谷区代々木４丁目36番19号株式会社グラフィックス・コミュニケーション・ラボラトリーズ内 (72)発明者小松茂東京都渋谷区代々木４丁目36番19号株式会社グラフィックス・コミュニケーション・ラボラトリーズ内 (72)発明者永井律彦東京都渋谷区代々木４丁目36番19号株式会社グラフィックス・コミュニケーション・ラボラトリーズ内 (72)発明者川村嘉郁東京都渋谷区代々木４丁目36番19号株式会社グラフィックス・コミュニケーション・ラボラトリーズ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】符号化されたインタレース画像を表現す
る入力ビットストリームを入力して、画像を復号する装
置において、フレームメモリを４個以上のＮ個の領域に分割する手段
と、１フレーム分の画像信号をＮ分割し、前記分割されたＮ
個のフレームメモリの領域に書き込む手段と、前記Ｎ個のフレームメモリの領域に書き込まれた画像信
号から、フィールド単位の画像信号を読み出す手段とを
有することを特徴とする画像復号装置。
【請求項２】３フレーム分のフレームメモリで、時間
方向の予測を利用した圧縮を行ったビットストリームを
復号することを特徴とする請求項１または請求項２記載
の画像復号装置。