JP3290141B2 - 映像符号化装置 - Google Patents
映像符号化装置Info
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Description
んでいるものの、映像符号化装置における映像データ記
憶装置の占める割合はまだまだ大きい。映像データのデ
ータ量が一般に非常に大きいからである。本発明は、こ
の映像符号化装置における映像データ記憶装置の記憶容
量を最小化する技術に関する。
映像データ処理装置の中でも映像符号化装置の経済化
は、ますます重要になりつつある。ここでは、この経済
化に有効な、映像符号化装置における映像データ記憶装
置の記憶容量削減について説明する。
っている映像符号化アルゴリズムでは、フレームの動き
予測モードがBBIBBPBBP・・・・・の順で続く
P周期(M)が3である符号化順が主流となっている。
ここで、Iは動き予測無しの符号化フレーム、Pは前方
向予測の符号化フレーム、Bは双方向予測の符号化フレ
ームを表している。この符号化順のアルゴリズムでは、
従来、最低限、2枚の局所再生フレームと4枚の原フレ
ームの記憶領域が必要であった。この理由を、以下に箇
条書きで示す。
は、前後に位置するPの符号化フレームに対応する局所
再生フレームを参照する必要があるために、その前後の
2枚の局所再生フレームを符号化装置内に保持している
必要がある。
を、原フレームの入力順で直前ともう1つ前に位置する
2枚のBに対応する原フレームの符号化に先行する必要
があるため、Pに対応する原フレームの符号化時に、先
の2枚のBに対応する原フレームを保持している必要が
ある。また、さらにPに対応する原フレームの符号化時
に、原フレーム入力順でその次に位置するBに対応する
原フレームが入ってくるために、それもいっしょに保持
する必要がある。この2つの条件を合わせると、4枚の
原フレームを保持していることが必要になる。
て、IまたはPの出現周期M=3の符号化を行う場合の
原フレームの割付順を示している。ここで、I、B、P
はフレームの予測種別を示している。また、()内は、
原フレームの時系列の順番であり、tは時間である。こ
の図に示す割付のポイントは、(1)原フレーム入力順
そのままでなく、IあるいはPフレームを先行する2枚
のBフレームより先に、I(2)、B(0)、B
(1)、P(5)、B(3)、B(4)、P(8)、B
(6)、B(7)、P(11)・・・・・・・の順で符
号化する、(2)フレームの入力は、処理が終わって空
いた領域に対して行う、の2点である。なお、この図
で、ハッチ部分は符号化中であること、網点部分は入力
中であることをそれぞれ示している。
の割付ができるようにした従来の映像データ記憶装置の
ブロック構成図である。ここで、映像入力部101は、
垂直、水平の同期信号入力に基づき、画素データ入力の
格納先のアドレスを生成する機能ブロックである。一
方、映像出力部201は、フレーム更新要求、フィール
ド偶奇、フィールド内アドレス信号などの入力を基に、
読み出し先のアドレスを生成し、読み出したデータを画
素データとして出力する機能ブロックである。メモリイ
ンタフェース60は、使用するメモリ70の特性に応じ
た読み書きのための制御信号、アドレスなどを生成する
ための機能ブロックである。101、201の内部で
は、フィールド格納先先頭アドレス生成器32あるいは
フィールド内読出先先頭アドレス生成器33で生成する
フィールドごとの先頭アドレスと、フィールド内アドレ
ス生成器22で生成あるいは外部より入力するフィール
ド内の先頭アドレスを、加算器52あるいは53で加算
することによりアドレスを生成している。
では、M=3の動き予測を実現しようとすると、4枚の
原フレームの記憶領域が必要であった。しかし、メモリ
のコスト低減のためには、この記憶領域をわずかでも低
減できるのが望ましい。
減する映像符号化装置を提供することを課題とする。
め、本発明は、動き予測を利用して原フレームを符号化
する映像符号化装置において、奇フィールドと偶フィー
ルドからなる原フレームを一枚分格納可能でかつA、
B、C、Dの4つに区分された区分領域をもつ複数の原
フレーム格納領域を確保できるメモリと、前記複数の原
フレーム格納領域の一つに原フレームを格納する際に、
奇フィールドの前半と偶フィールドの後半を、それぞ
れ、前記区分領域AとDに固定的に格納する手段と、前
記奇フィールドデータの後半と前記偶フィールドデータ
の前半を、それぞれ、前記区分領域BとCに格納する
か、逆に前記区分領域CとBに格納するかを、前記複数
の原フレーム格納領域の各々で新たな原フレームを格納
するごとに切り替えて格納する手段とを有し、新たに入
力される原フレームが、該原フレームの入力開始時点で
符号化中の原フレームの格納されている原フレーム格納
領域に対し、符号化の終わった部分から上書きするよう
に前記格納を行うことを特徴とする。
を符号化する映像符号化装置において、奇フィールドと
偶フィールドからなる原フレーム一枚分の格納領域をア
ドレスの小さい方から順にA、B、C、Dの4つに等分
した区分領域をもつ原フレーム格納領域を複数確保でき
るメモリと、垂直同期信号に基づいて奇フィールドか偶
フィールドかを区別する偶奇指定信号を生成する手段
と、水平同期信号に基づいてフィールドの前半か後半か
を区別し得るフィールド内アドレスを生成する手段と、
前記偶奇指定信号が奇フィールドを示すときには前記区
分領域Aの先頭アドレスをフィールド格納先先頭アドレ
スとして生成し、前記偶奇指定信号が偶フィールドを示
すときには前記区分領域Cの先頭アドレスをフィールド
格納先先頭アドレスとして生成する手段と、前記偶奇指
定信号が奇フィールドを示し前記フィールド内アドレス
が前半を示すとき、または前記偶奇指定信号が偶フィー
ルドを示し前記フィールド内アドレスが後半を示すとき
には、ゼロのオフセット値を生成し、前記偶奇指定信号
が奇フィールドを示し前記フィールド内アドレスが後半
を示すとき、または、前記偶奇指定信号が偶フィールド
示し前記フィールド内アドレスが前半を示すときには、
前記奇フィールドの後半の格納先先頭アドレスが前記区
分領域Bの先頭アドレスとなるのに必要な、または前記
偶フィールドの前半の格納先先頭アドレスが前記区分領
域Cのアドレスとなるのに必要なゼロのオフセット値を
生成する場合と、前記奇フィールドの後半の格納先先頭
アドレスが前記区分領域Cの先頭アドレスとなるのに必
要なオフセット値、または前記偶フィールドの前半の格
納先先頭アドレスが前記区分領域Bの先頭アドレスとな
るのに必要なオフセット値を生成する場合とを、前記複
数の原フレーム格納領域の各々で新たな原フレームを格
納するごとに切り替える手段と、前記フィールド格納先
先頭アドレスと前記フィールド内アドレスと前記オフセ
ット値とを加算して、当該原フレームの格納先アドレス
を生成する手段とを有し、新たに入力される原フレーム
が、該原フレームの入力開始時点で符号化中の原フレー
ムの格納されている原フレーム格納領域に対し、符号化
の終わった部分から上書きするように前記生成した格納
先アドレスに格納を行うことを特徴とする。
ィールドのそれぞれを上側と下側に2分して、それぞれ
を処理(符号化)が完了して上書き可能となった領域に
振り分けて格納することで、1フレーム分の記憶領域を
削減する。具体的には、(1)1フレーム分の格納領域
をA、B、C、Dの4つの区分領域に分ける、(2)区
分領域のAとDについては、奇フィールドの前半をA
に、偶フィールドの後半をBに固定的に割り付ける、
(3)区分領域のBとCについては、新たなフレームを
格納する毎に、奇フィールドデータの後半と偶フィール
ドデータの前半とを、B、Cに格納する(通常モードと
呼ぶ)か、C、Bに格納する(半々モードと呼ぶ)か
を、交互に切り替える形で割り付ける。
憶領域に、符号化の終わった部分から、新たに入力され
る原フレームの偶、奇フィールドの上側あるいは下側を
格納することで、原フレームの記憶領域を1枚分削減す
る。
B(3)、B(4)、P(5)、B(6)、B(7)、
P(8)・・・・・の順で入力される原フレームが、図
3より1枚分削減した3フレーム分の記憶領域にどのよ
うな順で割り付けられるかを示した図である。
C、Dに区分され、それぞれにフレームを構成するフィ
ールドの前半あるいは後半が格納される。添え字のO
U、OL、EU、ELは、それぞれ、奇フィールドの上
側半分、下側半分、偶フィールドの上側半分、下側半分
であることを表している。現在主流のフレーム構造の符
号化では、フレーム単位で処理がなされる。すなわち、
まず奇フィールドの上半分と偶フィールドの上半分が符
号化され、続いて奇フィールドの下半分と偶フィールド
の下半分が符号化される。図2に示すように、符号化が
完了して上書き可能となった領域からフィールド毎にそ
の上半分と下半分を格納するという原則により、結局、
区分領域A、Bに奇フィールドを、区分領域C、Dに偶
フィールドを割り付ける通常モードのパターンと、区分
領域A、Cに奇フィールドを、区分領域B、Dに偶フィ
ールドを割り付ける半々モードのパターンを交互に切り
替えることとなる。このような切り替えを、本発明で
は、フレーム一枚分の記憶領域をアドレス順に4つの領
域に等分し、アドレスの小さい方からA、B、C、Dの
区分領域として、アドレス生成時にフィールドの偶、奇
とフィールド内の前半か後半かによって加算するオフセ
ット値を切り替えることで実現する。
て図を用いて詳細に説明する。
図であって、映像符号化装置において動き予測を利用し
た符号化を行うために入力される原フレームを格納する
映像データ記憶装置の構成を示している。図1におい
て、100は映像入力部、200は映像出力部、60は
メモリインタフェース、70はメモリである。また、1
00は、10、20、30、50等の機能ブロックから
なり、200は、21、31、41、51等の機能ブロ
ックからなる。ここで、10はフィールド偶奇生成部、
20はフィールド内アドレス生成部、21はフイールド
前半/後半生成器、30はフィールド格納先先頭アドレ
ス生成器、31はフィールド読み出し先先頭アドレス生
成器、40、41はオフセット生成器、50、51は加
算器である。以下、本実施形態例の動作について説明す
る。
ょに外部から入力される垂直、水平の同期信号から、通
常モードあるいは半々モードでの格納に必要な書き込み
アドレスを生成する。映像出力部200は、外部から供
給されるフレーム更新要求、フィールド偶奇、フィール
ド内アドレスより通常モードあるいは半々モードで記憶
されている原フレーム画素データの読み出しに必要な、
読み出しアドレスを生成する。メモリインタフェース6
0は、使用するメモリに応じたCAS(カラム・アドレ
ス・ストローブ)、RAS(ロー・アドレス・ストロー
ブ)、書き込みイネーブル、読み込みイネーブル等の制
御信号とアドレス信号を生成して、メモリ70に供給す
る。
の各格納領域を新たなフレームで格納し直すごとに通常
モードと半々モードを切り替えるのに対応する書き込み
アドレスを次のようにして生成する。
入力される垂直同期信号を受けフィールド偶奇指定信号
を生成し、フィールド内アドレス生成器20、フィール
ド格納先先頭アドレス生成器30、オフセット生成器4
0に出力する。
ィールド偶奇生成器10からのフィールド偶奇指定信号
と外部より入力される水平同期信号を受け、画素データ
の格納先のアドレスを生成して加算器50に出力する。
具体的な内部の機能は、フィールドの先頭で0を起点
に、ラスタ走査順に入力される有効画素の1画素毎にフ
ィールド内アドレスを1づつインクリメントすることで
フィールド内アドレスを生成する。ここで、フィールド
偶奇指定信号はフィールドの先頭検出用に、水平同期信
号はラインの先頭検出用にそれぞれ用いて、入力画像が
多少乱れても有効画像に対する適切なアドレスが生成さ
れるようにする。また、同時にフィールドの前半か後半
かを求めて、前半/後半信号として、オフセット生成器
40に出力する。フィールド内アドレスは、フィールド
長を2Lとすると0〜2L−1となる。フィールド内ア
ドレスが0〜L−1であれば前半信号が、L〜2L−1
であれば後半信号が出力される。
は、フィールド偶奇生成器10からのフィールド偶奇指
定信号より、フィールドごとの格納先の先頭アドレスを
生成し、加算器50に出力するとともに、フィールドご
との通常モード/半々モード指定信号を、その格納領域
が新たなフレームで格納し直される毎に反転するように
生成し、オフセット生成器40に出力する。ここで生成
する先頭アドレスは、図2に示す3つの原フレーム記憶
領域のA、Cの区分領域のいずれかの先頭アドレスであ
る。原フレーム記憶領域のB、C、Dの区分領域をアク
セスする際の先頭アドレスは、以下に述べるように前記
A、Cの区分領域の先頭アドレスに、フィールド内アド
レス生成器20の出力とオフセット生成器40の出力が
加算されて生成される。オフセット値がすべて0の場合
には、 (1)フィールド格納先の先頭アドレスであるAあるい
はCの区分領域の先頭アドレスに、ラスタ走査順にイン
クリメントされるフィールド内アドレス(フィールド長
を2Lとすると、前半:0〜L−1、後半:L〜2L−
1)が加わって入力フィールドに対する書き込みアドレ
スが生成される。 (2)原フレームの記憶領域の一枚分を4等分して、ア
ドレスの小さい方から順に区分領域A、B、C、Dとし
ている。フィールド長を2Lとすると、区分領域A、
B、C、Dはそれぞれエリア長がLの領域となる。この
2つにより、区分領域Aの先頭アドレスを起点に奇フィ
ールドの前半が区分領域Aに、後半が区分領域Bに格納
され、区分領域Cの先頭アドレスを起点に偶フィールド
の前半が区分領域Cに、後半が区分領域Dにそれぞれ格
納されることになる。 また、フィールドごとの格納先の
先頭アドレスの生成順の基となる原フレームの割付順
は、M=3の場合、図2に示すようにPフレームを入力
順で先行する2枚のBフレームより先に処理する符号化
の順に対応させる。オフセット生成器40では、奇フィ
ールドの前半と偶フィールドの後半を、それぞれ、区分
領域AとDに固定的に格納するのと、奇フィールドデー
タの後半と偶フィールドデータの前半を、それぞれ、通
常モードで区分領域BとCに、半々モードで区分領域C
とBに格納するのに必要なオフセットを、フィールド格
納先先頭アドレス生成器30からの通常モード/半々モ
ード指定信号により、以下のように生成する。
奇生成器10からのフィールド偶奇指定信号、フィール
ド内アドレス生成器20からのフィールド前半/後半信
号のいずれにも無関係に)、オフセットは0を生成す
る。
偶奇生成器10からのフィールド偶奇指定信号とフィー
ルド内アドレス生成器20からのフィールド前半/後半
信号より、奇フィールドの後半と指定される場合に、区
分領域Cに、偶フィールドの前半と指定される場合に区
分領域Bに、それぞれ格納されるように、通常モード格
納領域からの格納先の移動に必要な分のオフセットを生
成する。すなわち、フィールドの半分のエリア長をLと
すると、奇フィールドの後半と指定される場合には、+
Lの値のオフセットを、偶フィールドの前半と指定され
る場合には、−Lの値のオフセットを生成する。これ以
外の、奇フィールドの前半と、偶フィールドの後半につ
いては、格納領域は、通常モードと同じであり、オフセ
ットは0を生成する。
器20、フィールド格納先先頭アドレス生成器30、オ
フセット生成器40の出力を加算することで、通常モー
ド、半々モードの切り替えに対応した書き込みアドレス
を生成する。
と半々モードの切り替えに対応する読み出しアドレスを
次のようにして生成する。
31は、外部より入力されるフレーム更新要求、フィー
ルド偶奇指定の2つの信号より、フィールドの読み出し
先の先頭アドレスを生成し、加算器51に出力する。ま
た、この出力に加えて、フィールドごとに決まる通常モ
ード/半々モード指定信号を生成して、オフセット生成
器41に出力する。ここで、読み出し先先頭アドレスの
生成順の基となる原フレームの割付順は、M=3の場
合、図2に示すようにする。また、通常モード/半々モ
ード指定信号の生成は、各々の格納領域から新たなフレ
ームを読み出し始める毎に反転するように行う。フィー
ルド前半/後半生成器21は、外部より入力されるフィ
ールド内アドレス信号より、フィールド前半/後半信号
を生成し、オフセット生成器41に出力する。オフセッ
ト生成器41は、31からの通常モード/半々モード指
定信号により半々モードが指定された場合で、外部から
のフィールド偶奇指定信号と21からのフィールド前半
/後半信号により、奇フィールドの後半が指定された場
合:区分領域Cから読み出されるように、通常モードで
の格納領域である区分領域Bからの移動に必要な分のオ
フセット(+L)を生成する。
レス前半/後半生成器21からのフィールド前半/後半
信号により、偶フィールドの前半が指定された場合:区
分領域Bから読み出されるように、通常モードの格納領
域である区分領域Cからの移動に必要な分のオフセット
(−L)を生成する。
が区分領域Aから、後半が区分領域Bから、偶フィール
ドの前半が区分領域Cから、後半が区分領域Dから読み
出されるように、オフセットは0を生成する。
器21、フィールド読み出し先先頭アドレス生成器3
1、オフセット生成器41の各信号を加え合わせて、通
常モード、半々モードの切り替えに対応した読み出しア
ドレスを生成する。
フレームの格納領域に対する通常モードと半々モードの
アクセスが可能になり、符号化に必要な原フレームの記
憶領域を3フレーム分で済ませられるようになる。
合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はない。要するに、Mの数の原フレーム格納領域を確保
できるメモリを用意すればよい。
従来、M=3の場合の映像の符号化に、4フレーム分の
記憶領域を必要とした原フレームの格納領域が、3フレ
ーム分にまで低減される。PAL/4:2:0形式の映
像データでは、フレーム1枚分のデータ量は約5Mビッ
トで、これだけの記憶容量が削減されることになる。
フレームと再生画像の格納だけで5M×6=30Mビッ
トの記憶容量が必要であった。高画質化には、フレーム
間差分抑圧フィルタを、入力部に挿入するのが効果的
で、このためには、さらに5Mビット、あわせて35M
ビット必要になっていた。しかし、この記憶容量の確保
には、現在、最もビット単価の小さい16MDRAMが
3個必要になる。
ビット削減され、30Mビットで済むようになり、2個
の16MDRAMで、符号化とフレーム間差分抑圧フィ
ルタに必要な記憶容量をすべてまかなうことが可能にな
る。このように、本発明は映像符号化装置の経済化に極
めて有効である。
よれば、従来の映像の符号化で必要とした原フレームの
格納領域が、1フレーム分削減することができる。この
ため、映像符号化装置の経済化に極めて有効である。
る。
レーム分の記憶領域を用いる場合の原フレームの割付順
を示す図である。
分の記憶領域を用いる場合の原フレームの割付順を示す
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 動き予測を利用して原フレームを符号化
する映像符号化装置において、 奇フィールドと偶フィールドからなる原フレームを一枚
分格納可能でかつA、B、C、Dの4つに区分された区
分領域をもつ複数の原フレーム格納領域を確保できるメ
モリと、 前記複数の原フレーム格納領域の一つに原フレームを格
納する際に、奇フィールドの前半と偶フィールドの後半
を、それぞれ、前記区分領域AとDに固定的に格納する
手段と、 前記奇フィールドデータの後半と前記偶フィールドデー
タの前半を、それぞれ、前記区分領域BとCに格納する
か、逆に前記区分領域CとBに格納するかを、前記複数
の原フレーム格納領域の各々で新たな原フレームを格納
するごとに切り替えて格納する手段とを有し、新たに入力される原フレームが、該原フレームの入力開
始時点で符号化中の原フレームの格納されている原フレ
ーム格納領域に対し、符号化の終わった部分から上書き
するように前記格納を行うこ とを特徴とする映像符号化
装置。 - 【請求項2】 動き予測を利用して原フレームを符号化
する映像符号化装置において、 奇フィールドと偶フィールドからなる原フレーム一枚分
の格納領域をアドレスの小さい方から順にA、B、C、
Dの4つに等分した区分領域をもつ原フレーム格納領域
を複数確保できるメモリと、 垂直同期信号に基づいて奇フィールドか偶フィールドか
を区別する偶奇指定信号を生成する手段と、 水平同期信号に基づいてフィールドの前半か後半かを区
別し得るフィールド内アドレスを生成する手段と、 前記偶奇指定信号が奇フィールドを示すときには前記区
分領域Aの先頭アドレスをフィールド格納先先頭アドレ
スとして生成し、前記偶奇指定信号が偶フィールドを示
すときには前記区分領域Cの先頭アドレスをフィールド
格納先先頭アドレスとして生成する手段と、 前記偶奇指定信号が奇フィールドを示し前記フィールド
内アドレスが前半を示すとき、または前記偶奇指定信号
が偶フィールドを示し前記フィールド内アドレスが後半
を示すときには、ゼロのオフセット値を生成し、前記偶
奇指定信号が奇フィールドを示し前記フィールド内アド
レスが後半を示すとき、または、前記偶奇指定信号が偶
フィールド示し前記フィールド内アドレスが前半を示す
ときには、前記奇フィールドの後半の格納先先頭アドレ
スが前記区分領域Bの先頭アドレスとなるのに必要な、
または前記偶フィールドの前半の格納先先頭アドレスが
前記区分領域Cのアドレスとなるのに必要なゼロのオフ
セット値を生成する場合と、前記奇フィールドの後半の
格納先先頭アドレスが前記区分領域Cの先頭アドレスと
なるのに必要なオフセット値、または前記偶フィールド
の前半の格納先先頭アドレスが前記区分領域Bの先頭ア
ドレスとなるのに必要なオフセット値を生成する場合と
を、前記複数の原フレーム格納領域の各々で新たな原フ
レームを格納するごとに切り替える手段と、 前記フィールド格納先先頭アドレスと前記フィールド内
アドレスと前記オフセット値とを加算して、当該原フレ
ームの格納先アドレスを生成する手段とを有し、新たに入力される原フレームが、該原フレームの入力開
始時点で符号化中の原フレームの格納されている原フレ
ーム格納領域に対し、符号化の終わった部分から上書き
するように前記生成した格納先アドレスに格納を行う こ
とを特徴とする映像符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22748098A JP3290141B2 (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 映像符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22748098A JP3290141B2 (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 映像符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000059718A JP2000059718A (ja) | 2000-02-25 |
| JP3290141B2 true JP3290141B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=16861549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22748098A Expired - Fee Related JP3290141B2 (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 映像符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3290141B2 (ja) |
-
1998
- 1998-08-12 JP JP22748098A patent/JP3290141B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 石渡、北垣、出村、大友、道中、大藤,MPEG2デコーダLSIの開発−効率的なメモリ割り当て,1994年電子情報通信学会春季大会講演論文集,日本,1994年 3月10日,分冊5,p.227 |
| 高畠、浦本、田中、吉本,MPEG2ビデオデコーダLSIにおけるDRAMインタフェース,1995年電子情報通信学会総合大会講演論文集 エレクトロニクス2,日本,1995年 3月10日,p.179 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000059718A (ja) | 2000-02-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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