JPH07240844A - 画像データ処理装置および画像データ処理方法 - Google Patents

画像データ処理装置および画像データ処理方法

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JPH07240844A
JPH07240844A JP2093794A JP2093794A JPH07240844A JP H07240844 A JPH07240844 A JP H07240844A JP 2093794 A JP2093794 A JP 2093794A JP 2093794 A JP2093794 A JP 2093794A JP H07240844 A JPH07240844 A JP H07240844A
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JP2093794A
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Tetsuya Matsumura
哲哉 松村
Shinichi Nakagawa
伸一 中川
Hiroshi Segawa
浩 瀬川
Kazuya Ishihara
和哉 石原
Satoru Kumaki
哲 熊木
Mitsuo Hanami
充雄 花見
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 画像圧縮のための国際標準規格に従う画像圧
縮/伸張処理装置であって、全体制御プロセッサおよび
可変長処理プロセッサを備えたコントロールユニット2
と、離散コサイン変換演算および量子化演算のためのピ
クセルプロセシングユニット3と、SDRAMを用いた
フレームバッファメモリ51と、動き予測ユニット41
と、ピクセルデータバスPBと、コードバスCBとを備
える。コントロールユニット2内に設けられた全体制御
プロセッサが、画像圧縮/伸張処理のためのパイプライ
ン制御を行なう。 【効果】 画像圧縮/伸張処理が、独立して動作する演
算ユニットにより行なわれ、かつパイプライン処理が実
行されるので、高速処理に適した画像圧縮/伸張処理装
置が提供され得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、一般に画像データ処
理装置および画像処理方法に関し、特に、画像データの
圧縮および/または伸張を高速で効率的に実行できる画
像データ処理装置および画像データ処理方法に関する。
【0002】
【背景の技術】従来より、画像データを圧縮および伸張
するための国際標準規格の作成が、国際標準化機構(In
ternational Organization for Standardization;以下
「ISO」という),国際電信電話諮問委員会(Intern
ational Telegraph and Telephone Consultative Commi
ttee;以下「CCITT」という、ただし、現在はIT
u−Tと改称),国際電気標準会議(International El
ectrical Committee;以下「IEC」という)により進
められている。
【0003】国際標準規格の中で、JPEG規格は、I
SOおよびCCITTによるJoint Photog
raphic Expert Groupにより作成さ
れ、カラー静止画のための圧縮および伸張アルゴリズム
を規定している。一方、MPEG規格は、ISOおよび
IECのMoving Picture Expert
Groupにより作成中であり、カラー動画のための
圧縮および伸張アルゴリズムを規定している。さらに、
H.261規格は、CCITTにより作成中の規格であ
り、テレビ会議およびテレビ電話に適した圧縮および伸
張アルゴリズムを規定している。
【0004】図69は、国際標準規格において勧告され
ている画像圧縮アルゴリズムにおける主な処理を示すブ
ロック図である。図69を参照して、画像圧縮処理は、
基本的に、予測符号化処理,直交変換処理および可変長
符号化処理を含む。図69からわかるように、JPE
G,MPEGおよびH.261の各規格は、画像圧縮処
理において、離散コサイン変換(以下「DCT」とい
う),量子化処理およびハフマン符号化処理を含んでい
る。
【0005】たとえば、カラー静止画処理のためのJP
EG規格は、基本システムとして、適応DCT処理,量
子化処理ならびにDPCM処理およびハフマン符号化処
理を含む。JPEG規格は、拡張システムとして、適応
DCT処理および階層符号化処理ならびに算術符号化処
理および適応ハフマン符号化処理を含む。
【0006】動画像蓄積処理のためのMPEG規格は、
動き補償/フレーム間予測処理,DCT処理,量子化処
理およびハフマン符号化処理を含む。テレビ電話および
テレビ会議のためのH.261規格は、動き補償処理/
フレーム間予測処理,DCT処理,量子化処理およびハ
フマン符号化処理を含む。
【0007】上記の国際標準規格に従う画像圧縮用LS
Iの開発が進められており、その概要は、たとえば、
「画像圧縮用LSI」と題された論文(テレビジョン学
会誌Vol.46,No.3,pp.253−260,
1992)において記載されている。この発明は、一般
に上記の国際標準規格に従う画像圧縮および/または伸
張処理のための画像データ圧縮装置,画像データ伸張装
置および画像データプロセッサに適用され得ることが指
摘される。
【0008】図70は、従来の画像圧縮/伸張処理装置
のブロック図である。図70を参照して、この画像圧縮
/伸張処理装置は、画像データ処理のためのディジタル
シグナルプロセッサ(以下「DSP」という)900
と、画像データメモリ907と、コードデータメモリ9
08と、表示用メモリ909と、ワークメモリ910と
を含む。DSP900は、内部バス940を介してメモ
リ907ないし910に接続される。
【0009】図71は、図70に示したDSP900の
ブロック図である。図71を参照して、このDSP90
0は、命令メモリ901と、プログラム制御器902
と、データメモリ903と、データ演算器904と、外
部インターフェイス905とを含む。システムバス94
1は、プログラム制御器902,データメモリ903,
データ演算器904および外部インターフェイス905
間を接続する。
【0010】動作において、命令メモリ901内にスト
アされた(またはプログラムされた)命令コードが読出
され、プログラム制御器902に与えられる。プログラ
ム制御器902は、与えられた命令コードをデコード
し、様々な制御信号を発生する。データ演算器904
は、プログラム制御器902から与えられた制御信号に
応答して、データメモリ903および外部インターフェ
イス905を介して外部からデータを受け、演算を実行
する。演算結果は、データメモリ903内にストアされ
るか、または外部インターフェイス905を介して出力
される。このように、DSP900において、命令メモ
リ901にストアされた命令コードに従って処理が実行
される。
【0011】次に、図70および図71を参照して、画
像データの圧縮処理における動作について説明する。こ
こで、圧縮されるべき画像データは、画像データメモリ
907内にストアされているものと仮定する。まず、画
像データメモリ907内にストアされた画像データが、
DSP900内のデータメモリ903に転送される。デ
ータメモリ903内にストアされた画像データに対し
て、データ演算器904によるフォーマット変換処理が
行なわれる。フォーマット変換処理において、たとえ
ば、色差信号のサブサンプルデータまたはRGBフォー
マットデータが、YUVフォーマットデータに変換され
る。変換されたデータは、一時的にデータメモリ903
内にストアされる。DSP900は、データメモリ90
3内の変換されたデータを画像データメモリ907に転
送する。
【0012】次に、DSP900は、画像データメモリ
907にストアされたデータを用いて、画像圧縮モード
の判定処理を行なう。画像圧縮モードとして、フレーム
間の圧縮モードおよびフレーム内の圧縮モードなどが知
られている。フレーム間の圧縮モードでは、動き予測
(または検出)などの処理が場合により必要となる。圧
縮モード判定のための評価データおよび動き検出のため
の評価データは、画像データに対する差分絶対値和演算
などの実行により得られる。これらの演算が実行される
とき、DSP900はフォーマット変換処理と同様に、
画像データメモリ907にストアされたデータをデータ
メモリ903に転送し、データメモリ903内にストア
されたデータに対してデータ演算器904が演算処理を
実行する。
【0013】DSP900は、上記の演算により得られ
た評価データに基づいて、ワークメモリ910内にスト
アされたモード判定用テーブルデータを参照し、および
/または評価データについての比較演算処理を実行する
ことにより圧縮モードを決定する。
【0014】圧縮モードが決定された後、DSP900
は、画像データメモリ907にストアされている画像デ
ータについて変換符号化処理を実行する。変換符号化処
理は、たとえばDCTなどによって代表される処理であ
り、DSP900は、画像データメモリ907内にスト
アされたデータを内部メモリ903に転送した後、デー
タ演算器904がDCT処理を実行する。処理されたデ
ータは、データメモリ903内に保持される。
【0015】さらに、DSP900は、可変長符号化
(またはエントロピー符号化)処理を実行する。可変長
符号化処理は、たとえばハフマン符号などを用いたコー
ド変換処理として知られる。DSP900は、データメ
モリ903内にストアされたデータについて、ワークメ
モリ910内にストアされたコード変換テーブルを参照
することにより可変長符号化処理を実行する。コード変
換の後、処理されたデータはデータメモリ903からコ
ードデータメモリ908に転送され、ストアされる。
【0016】画像圧縮のための画像データ処理は上記の
ように行なわれるのであるが、一方、画像伸張のための
画像データ処理も、画像圧縮の場合と類似した態様で行
なわれる。すなわち、画像伸張されるべきデータが一旦
DSP900内のデータメモリ903に与えられ、スト
アされたデータに対してデータ演算器904が画像伸張
のための処理を実行する。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の画
像圧縮/伸張処理装置は、単一のデータ演算器904を
備えたDSP900により、画像データの圧縮および伸
張処理を実行しているので、処理に多くの時間を要して
いた。これに加えて、DSP900は、データのための
1つの入出力ポート(すなわち外部インターフェイス9
05)のみしか備えていないので、多量の画像データを
扱う画像圧縮/伸張処理装置においてデータ転送が効率
よく行なわれ得なかった。
【0018】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、その1つの目的は、高速処理に適
した画像データ処理装置および画像処理方法を提供する
ことである。
【0019】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る画
像データ処理装置は、圧縮されるべき画素データを記憶
する画素データ記憶手段と、画素データ記憶手段に記憶
された画素データを伝送する画素データバスと、画素デ
ータバスを介して伝送された画素データについて、離散
コサイン変換処理および量子化処理を実行し、画素符号
を出力する画素プロセッサと、画素プロセッサから出力
された画素符号を伝送する画素符号バスと、画素符号バ
スを介して伝送された画素符号について、可変長符号化
処理を実行し、可変長符号を出力する可変長符号化プロ
セッサと、画素データバス,画素プロセッサ,画素符号
バスおよび可変長符号化プロセッサについてのパイプラ
イン処理を制御するパイプライン制御プロセッサとを含
む。
【0020】請求項2の発明に係る画像データ処理装置
は、圧縮された可変長符号を記憶する可変長符号記憶手
段と、可変長符号記憶手段に記憶された可変長符号を伝
送する可変長符号バスと、可変長符号バスを介して伝送
された可変長符号について、可変長復号化処理を実行
し、画素符号を出力する可変長復号化プロセッサと、可
変長復号化プロセッサから出力された画素符号を伝送す
る画素符号バスと、画素符号バスを介して伝送された画
素符号について、逆量子化処理および逆離散コサイン変
換処理を実行し、伸張された画素データを出力する画素
プロセッサと、可変長符号バス,可変長復号化プロセッ
サ,画素符号バスおよび画素プロセッサについてのパイ
プライン処理を制御するパイプライン制御プロセッサと
を含む。
【0021】請求項3の発明に係る画像データ処理装置
は、データ圧縮モードにおいて画素データについて離散
コサイン変換処理および量子化処理を実行し、かつデー
タ伸張モードにおいて画素符号について逆量子化処理お
よび逆離散コサイン変換処理を実行する画素プロセッサ
と、データ圧縮モードにおいて画素符号について可変長
符号化処理を実行し、かつデータ伸張モードにおいて可
変長符号について可変長復号化処理を実行する可変長プ
ロセッサと、画素プロセッサと可変長プロセッサとの間
で画素データおよび可変長符号を伝送する第1のデータ
バスと、画素プロセッサと可変長プロセッサとの間で画
素符号を伝送する第2のデータバスと、画素プロセッ
サ,可変長プロセッサ,第1および第2のデータバスに
ついてのパイプライン処理を制御するパイプライン制御
プロセッサとを含む。
【0022】請求項4の発明に係る画像データ処理装置
は、変換のためのテーブルデータを記憶する第1の記憶
手段,画像処理されるべき画像データを記憶する第2の
記憶手段,表示のための画像データを記憶する第3の記
憶手段,および変換された画像データを記憶する第4の
記憶手段に対しアクセスすることができる。この画像デ
ータ処理装置は、第1ないし第4の記憶手段にそれぞれ
アクセスする第1ないし第4のアクセス手段と、第1な
いし第4のアクセス手段に対しアクセス動作の開始を個
々に制御するアクセス制御手段とを含む。
【0023】請求項5の発明に係る画像データ処理装置
は、画像データ圧縮および/または画像データ伸張のた
めの複数の予め定められた処理についてのパイプライン
処理を制御する制御プロセッサと、制御プロセッサから
与えられる制御信号に応答して、複数の予め定められた
処理のうち予め定められた1つを実行する画像処理プロ
セッサとを含む。
【0024】請求項6の発明に係る画像データ処理装置
は、画像データ圧縮および/または画像データ伸張のた
めの離散コサイン変換処理,量子化処理および可変長デ
ータ処理についてのパイプライン処理を制御するパイプ
ライン制御プロセッサと、パイプライン処理制御プロセ
ッサから与えられる制御信号に応答して、可変長データ
処理を実行する可変長プロセッサとを含む。
【0025】請求項7の発明に係る画像データ処理装置
は、画像データ圧縮および/または画像データ伸張のた
めの予め定められた処理および画像データ転送について
の並列動作を制御する制御プロセッサと、各々が制御プ
ロセッサから与えられる制御信号に応答して、予め定め
られた処理および画像データ転送の実行を個々に命令す
る複数の実行命令手段とを含む。
【0026】請求項8の発明に係る画像データ処理装置
は、ランデータおよびレベルデータの組合せに対応する
可変長符号,その符号長データおよび等長符号処理フラ
グを記憶する記憶手段と、与えられたランデータおよび
与えられたレベルデータに応答して、記憶手段から対応
する可変長符号,その符号長データおよび等長符号処理
フラグを読出す読出手段と、与えられたランデータおよ
び与えられたレベルデータについて、予め定められた規
則に従う符号化処理を実行し、対応する等長符号を出力
する等長符号化手段と、読出手段から出力される等長符
号処理フラグに応答して、可変長符号および等長符号の
一方を選択する選択手段と、選択手段から出力される出
力符号を順次に結合する符号結合手段とを含む。
【0027】請求項9の発明に係る画像データ処理装置
は、可変長符号に対応するランデータ,レベルデータお
よび等長処理フラグを記憶する記憶手段と、結合された
可変長符号を含む与えられた可変長符号列から可変長符
号を抽出する抽出手段と、抽出手段によって抽出された
可変長符号に応答して、記憶手段から対応するランデー
タ,レベルデータおよび等長処理フラグを読出す読出手
段と、抽出手段によって抽出された可変長符号につい
て、予め定められた規則に従う等長復号化処理を実行
し、対応する復号データを出力する等長復号化手段と、
読出手段から出力される等長処理フラグ応答して、ラン
データおよびレベルデータならびに復号データの一方を
選択する選択手段とを含む。
【0028】請求項10の発明に係る画像データ処理装
置は、画面内の画素を規定するための画素データを記憶
するためのn個(n≧2)のメモリセルアレイを含む。
n個のメモリセルアレイは、1つの行アドレス信号およ
び1つの列アドレス信号の供与に応答して、各々がn個
のメモリセルアレイの対応する1つ内にストアされたn
個の画素データを出力する。n個の画素データは、画面
において垂直方向に置かれた複数の画素を規定する。こ
の画像データ処理装置は、さらに、シリアルクロック信
号に応答して、画面において水平方向に置かれた画素に
ついての画素データを指定するための列アドレス信号を
シリアルに出力するアドレス信号発生手段を含む。
【0029】請求項11の発明に係る画像データ処理装
置は、画面内の画素を規定するための画素データを記憶
するためのn個(n≧2)のメモリセルアレイを含む。
n個のメモリセルアレイは、1つの行アドレス信号およ
び1つの列アドレス信号の供与に応答して、各々がn個
のメモリセルアレイの対応する1つ内にストアされたn
個の画素データを出力する。n個の画素データは、画面
において水平方向に置かれた複数の画素を規定する。こ
の画像データ処理装置は、さらに、シリアルクロック信
号に応答して、画面において垂直方向に置かれた画素に
ついての画素データを指定するための列アドレス信号を
シリアルに出力するアドレス信号発生手段を含む。
【0030】請求項12の発明に係る画像データ処理方
法は、画面を形成する画素を規定する複数のマクロブロ
ックデータをパイプライン処理の下で符号化する。この
画像データ処理方法は、マクロブロックデータについて
離散コサイン変換処理および量子化処理を実行し、画素
符号を生成するステップと、生成された画素符号につい
て可変長符号化処理を実行し、可変長符号を生成するス
テップと、生成された可変長符号を結合し、可変長符号
列を生成するステップとを含む。
【0031】請求項13の発明に係る画像データ処理方
法は、画面を形成する画素を規定する複数の可変長符号
を含む可変長符号列をパイプライン処理の下で復号化す
る。この画像データ処理方法は、可変長符号列から前記
可変長符号を抽出するステップと、抽出された可変長符
号について可変長復号化処理を実行し、画素符号を生成
するステップと、画素符号について逆量子化処理および
逆離散コサイン変換処理を実行し、画面を形成する画素
を規定するマクロブロックデータを生成するステップと
を含む。
【0032】請求項14の発明に係る画像データ処理方
法は、画面内の画素を規定する複数の第1画素データを
記憶する記憶手段に第1画素データをマッピングさせ
る。この画像データ処理方法は、第1画素データの中か
ら2次元的に隣接しかつ正方形に近い矩形領域に含まれ
る複数の第2画素データを決定する第1ステップと、第
2画素データを1つのデータとして記憶手段の1つのア
ドレスを第2画素データに与える第2ステップと、第2
画素データのアドレスを用いて第2画素データを記憶手
段からまたは記憶手段へ転送する第3ステップとを含
む。
【0033】請求項15の発明に係る画素データ処理方
法は、画面内の画素を規定するための互いに関連する第
1および第2色差画素データを記憶する記憶手段に第1
および第2色差画素データをマッピングさせる。この画
素データ処理方法は、第1および第2色差画素データを
転送単位で交互に記憶手段にマッピングする第1ステッ
プと、第1または第2色差データを転送単位で記憶手段
からまたは記憶手段へ転送する第2ステップとを含む。
【0034】請求項16の発明に係る画像データ処理方
法は、画面内の画素を規定するための互いに連関する第
1および第2色差画素データを記憶する記憶手段に第1
および第2色差画素データをマッピングさせる。この画
像データ処理方法は、第1および第2画素データを同数
ずつ合わせた第3色差画素データを1つのデータとして
記憶手段にマッピングさせる第1ステップと、第3色差
画素データを1つのデータとして前記記憶手段からまた
は記憶手段へ転送する第2ステップとを含む。
【0035】請求項17の発明に係る画像データ処理装
置は、圧縮されるべき画素データを記憶する第1の画素
データ記憶手段と、第1の画素データ記憶手段に記憶さ
れた画素データを伝送する第2の画素データバスと、第
1の画素データバスを介して伝送された画素データを受
け、伝送された画素データを用いて動き予測用参照デー
タを抽出し、かつ、動き予測用参照データを出力する第
1および第2のデータポートを有する画素プロセッサ
と、画素プロセッサの第2のデータポートから出力され
た動き予測用参照データを伝送する第2の画素データバ
スと、第2の画素データバスを介して伝送された動き予
測用参照データを記憶する第2の画素データ記憶手段
と、第2の画素データ記憶手段に記憶され、第2の画素
データバスを介して伝送された動き予測用参照データを
用いて動き予測処理を実行し、動きベクトルを生成する
動き予測ユニットと、第1および第2画素データバス、
画素プロセッサ、および動き予測ユニットについてのパ
イプライン処理を制御するパイプライン制御プロセッサ
とを含む。
【0036】請求項18の発明に係る画像データ処理装
置は、請求項17の構成に加え、パイプライン制御プロ
セッサは、画素プロセッサの第1および第2のデータポ
ートの出力制御信号を出力するシステム制御器をさらに
含む。
【0037】請求項19の発明に係る画像データ処理装
置は、圧縮されるべき画素データを記憶する第1の画素
データ記憶手段と、第1の画素データ記憶手段に記憶さ
れた画素データを伝送する第1の画素データバスと、第
1の画素データバスを介して伝送された画素データを受
け、伝送された画素データを用いて動き予測用参照デー
タを抽出し、かつ、抽出した動き予測用参照データを出
力する第1のデータポートと、抽出した動き予測用参照
データをそれぞれ分割して出力する複数の第2のデータ
ポートとを有する画素プロセッサと、第2のデータポー
トごとに対応して設けられ、第2のデータポートから出
力された動き予測用参照データを伝送する複数の第2の
画素データバスと、第2のデータポートごとに対応して
設けられ、第2の画素データバスを介して伝送された動
き予測用参照データを記憶する複数の第2の画素データ
記憶手段と、第2のデータポートごとに対応して設けら
れ、第2の画素データ記憶手段から第2のデータバスを
介して伝送された動き予測用参照データを用いて動き予
測処理を実行し、動きベクトルを生成する動き予測ユニ
ットと、第1の画素データバス、画素プロセッサ、複数
の第2の画素データバス、および複数の動き予測ユニッ
トについてのパイプライン処理を制御するパイプライン
制御プロセッサとを含む。
【0038】請求項20の発明に係る画像データ処理装
置は、圧縮されるべき画素データを記憶する第1の画素
データ記憶手段と、第1の画素データ記憶手段に記憶さ
れた画素データを伝送する第1の画素データバスと、第
1の画素データバスを介して伝送された画素データを受
け、伝送された画素データを用いて動き予測用参照デー
タを抽出し、かつ、動き予測用参照データを出力する第
1のデータポートと、動き予測用参照データの種類に応
じて動き予測用参照データを分割して出力する複数の第
2データポートとを有する画素プロセッサと、第2のデ
ータポートごとに対応して設けられ、第2のデータポー
トから出力された動き予測用参照データを伝送する複数
の第2の画素データバスと、第2のデータポートごとに
対応して設けられ、第2の画素データバスを介して伝送
された動き予測用参照データを記憶する複数の第2の画
素データ記憶手段と、複数の第2の画素データ記憶手段
と接続されるアドレスバスと、第2のデータポートごと
に対応して設けられ、第2の画素データ記憶手段に記憶
され、第2の画素データバスを介して伝送された動き予
測用参照データを用いて動き予測処理を実行し、動き予
測用参照データの種類に応じた動きベクトルを生成する
複数の動き予測ユニットと、第1の画素データバス、画
素プロセッサ、複数の第2の画素データバス、アドレス
バス、および複数の動き予測ユニットについてのパイプ
ライン処理を制御するパイプライン制御プロセッサとを
含む。
【0039】請求項21の発明に係る画像データ処理装
置は、圧縮されるべき画素データを記憶する第1の画素
データ記憶手段と、第1の画素データ記憶手段に記憶さ
れた画素データを伝送する第1の画素データバスと、第
1の画素データバスを介して伝送された画素データを受
け、伝送された画素データを用いて種類の異なる動き予
測用参照データを抽出し、かつ、動き予測用参照データ
を出力する第1のデータポートと、動き予測用参照デー
タの種類に応じて動き予測用参照データを出力する第2
のデータポートとを有する複数の画素プロセッサと、画
素プロセッサごとに対応して設けられ、第2のデータポ
ートから出力された動き予測用参照データを伝送する複
数の第2の画素データバスと、画素プロセッサごとに対
応して設けられ、第2の画素データバスを介して伝送さ
れた動き予測用参照データを記憶する第2の画素データ
記憶手段と、画素プロセッサごとに対応して設けられ、
第2の画素データ記憶手段に記憶され、第2の画素デー
タバスを介して伝送された動き予測用参照データを用い
て動き予測処理を実行し、動きベクトルを生成する複数
の動き予測ユニットと、第1の画素データバス、複数の
画素プロセッサ、複数の第2の画素データバス、および
複数の動き予測ユニットについてのパイプライン処理を
制御するパイプライン制御プロセッサとを含む。
【0040】請求項22の発明に係る画像データ処理装
置は、請求項19ないし請求項21の構成に加え、複数
の第2の画素データ記憶手段に記憶される動き予測用参
照データは、輝度成分と色差成分との種類の違いによっ
て、それぞれ異なる第2の画素データ記憶手段に記憶さ
れる。
【0041】請求項23の発明に係る画像データ処理装
置は、画像データ圧縮および/または画像データ伸長の
ための予め定められた処理および画像データ転送につい
ての並列動作を制御する制御プロセッサと、各々が制御
プロセッサから与えられる制御信号に応答して、予め定
められた処理および画像データ転送の実行を個々に命令
する複数の実行命令手段と、制御プロセッサと複数の記
憶命令手段との間でデータを転送する第1データバス
と、複数の実行命令手段との間でデータを転送する第2
データバスとを含む。
【0042】請求項24の発明に係る画像データ処理装
置は、画像データ圧縮および/または画像データ伸長の
ための離散コサイン変換処理および/または逆離散コサ
イン変換処理、および、量子化処理および/または逆量
子化処理を実行する画像処理手段と、画像データ専用に
設けられた少なくとも2つのインタフェース手段と、画
像処理手段により処理された画像データ圧縮および/ま
たは画像データ伸長のためのデータを記憶する記憶手段
と、インタフェース手段と記憶手段との間でデータを転
送する1つのデータバスとを含む。
【0043】請求項25の発明に係る画像データ処理装
置は、画像データ圧縮および/または画像データ伸長の
ための離散コサイン変換処理および/または逆離散コサ
イン変換処理、および、量子化処理および/または逆量
子化処理を実行する画像処理手段と、画像データ専用に
設けられた少なくとも2つのインタフェース手段と、画
像処理手段より処理された画像データ圧縮および/また
は画像データ伸長のためのデータを記憶する記憶手段
と、インタフェース手段ごとに設けられ、インタフェー
ス手段の各々と記憶手段との間でデータを転送する複数
のデータバスとを含む。
【0044】
【作用】請求項1の発明における画像データ処理装置で
は、画素プロセッサが画素データバスを介して伝送され
た画素データに対して離散コサイン変換処理および量子
化処理を実行し、一方、可変長符号化プロセッサが画素
符号バスを介して伝送された画素符号に対して可変長符
号化処理を実行する。パイプライン制御プロセッサは、
これらのプロセッサによる処理およびバスを介してのデ
ータ転送におけるパイプライン処理を制御するので、画
像データの圧縮処理が高速に行なわれ得る。
【0045】請求項2の発明における画像データ処理装
置では、可変長復号化プロセッサが可変長符号バスを介
して伝送された可変長符号に対し可変長復号化処理を実
行し、一方、画素プロセッサが画素符号バスを介して伝
送された画素符号に対し逆量子化処理および逆離散コサ
イン変換処理を実行する。パイプライン制御プロセッサ
は、これらのプロセッサによる処理およびバスを介して
のデータ転送におけるパイプライン処理を制御するの
で、画像データの伸張処理が高速に行なわれ得る。
【0046】請求項3の発明における画像データ処理装
置では、パイプライン制御プロセッサが、画素プロセッ
サ,可変長プロセッサ,第1および第2のデータバスに
ついてのパイプライン処理を制御するので、画像データ
の圧縮および/または伸張処理が高速に行なわれ得る。
【0047】請求項4の発明における画像データ処理装
置では、アクセス制御手段が第1ないし第4のアクセス
手段に対しアクセス動作の開始を個々に制御する。した
がって、第1ないし第4の記憶手段に対するアクセスが
個々に行なわれ得るので、画像データ処理において使用
されるデータが高速に転送され、画像データ処理が高速
に行なわれ得る。
【0048】請求項5の発明における画像データ処理装
置では、制御プロセッサが画像データ圧縮および/また
は画像データ伸張のための複数の予め定められた処理に
ついてのパイプライン処理を制御するので、画像データ
処理が高速に行なわれ得る。
【0049】請求項6の発明における画像データ処理装
置では、パイプライン処理制御プロセッサが画像データ
圧縮および/または画像データ伸張のための離散コサイ
ン変換処理,量子化処理および可変長データ処理につい
てのパイプライン処理を制御するので、画像データ処理
が高速に行なわれ得る。
【0050】請求項7の発明における画像データ処理装
置では、制御プロセッサが画像データ圧縮および/また
は画像データ伸張のための複数の予め定められた処理お
よび画像データ転送についての並列動作を制御する。複
数の実行命令手段が、制御プロセッサから与えられる制
御信号に応答して、これらの動作の実行を個々に命令す
るので、画像データ処理が高速に行なわれ得る。
【0051】請求項8の発明における画像データ処理装
置では、選択手段が、読出手段から出力される等長処理
符号フラグに応答して、可変長符号および等長符号の一
方を選択するので、プログラムによる判断処理が極めて
簡単化され、画像データ処理が高速に行なわれ得る。
【0052】請求項9の発明における画像データ処理装
置では、選択手段が、読出手段から出力される等長処理
フラグに応答して、ランデータおよびレベルデータなら
びに復号データの一方を選択するので、プログラムによ
る判断処理が極めて簡単化され、画像データ処理が高速
に行なわれ得る。
【0053】請求項10の発明における画像データ処理
装置では、1つの行アドレス信号および1つの列アドレ
ス信号に応答してn個のメモリセルアレイから読出され
るn個の画素データが、画面において垂直方向に置かれ
た複数の画素を規定している。アドレス信号発生手段
が、シリアルクロック信号に応答して、列アドレス信号
をシリアルに出力するので、画面内の所望の領域につい
ての画素データを短時間でアクセスできる。したがっ
て、画像データ処理が高速に行なわれ得る。
【0054】請求項11の発明における画像データ処理
装置では、1つの行アドレス信号および1つの列アドレ
ス信号に応答してn個のメモリセルアレイから読出され
るn個の画素データが、画面において水平方向に置かれ
た複数の画素を規定している。アドレス信号発生手段
が、シリアルクロック信号に応答して、列アドレス信号
をシリアルに出力するので、画面内の所望の領域につい
ての画素データを短時間でアクセスできる。したがっ
て、画像データ処理が高速に行なわれ得る。
【0055】請求項12の発明における画像データ処理
方法では、複数のマクロブロックデータについてのすべ
ての処理が、パイプライン処理の下で行なわれるので、
画像データの圧縮処理が高速に行なわれ得る。
【0056】請求項13の発明における画像データ処理
方法では、複数の可変長符号を含む可変長符号列につい
ての復号化処理がパイプライン処理の下で行なわれるの
で、画像データの伸張処理が高速に行なわれ得る。
【0057】請求項14の発明における画像データ処理
方法では、2次元的に隣接し、かつ正方形に近い矩形領
域に含まれる複数の第2画素データを1つのデータとし
て、1つのアドレスを与えて転送しているので、正方形
に近い矩形領域内の第1画素データを転送する際の転送
回数が削減される。
【0058】請求項15の発明における画像データ処理
方法では、互いに関連する第1および第2色差画素デー
タを転送単位で交互にマッピングさせ、この転送単位で
第1または第2の色差データを転送しているので、1回
のアドレス生成で所定範囲の第1および第2色差画素デ
ータを転送することができる。
【0059】請求項16の発明における画像データ処理
方法では、互いに連関を有する第1および第2色差画素
データを同数ずつ合わせた第3色差画素データを1つの
データとして記憶手段にマッピングさせ、この第3色差
画素データを1つのデータとして転送しているので、1
回のアドレス生成で所定範囲の第1および第2色差画素
データを転送することができる。
【0060】請求項17ないし請求項18の発明におけ
る画像データ処理装置では、画素プロセッサが動き予測
用参照データを第1のデータポートと、第2のデータポ
ートとにより出力し、第1の画素データ記憶手段と第2
の画素データ記憶手段にそれぞれ記憶させ、第2の画素
記憶手段に記憶された動き予測用参照データは、第2の
画素データバスを介して動き予測ユニットに伝送され、
動き予測ユニットで動き予測処理を実行し、動きベクト
ルを生成する。
【0061】請求項19ないし請求項20の発明におけ
る画像データ処理装置では、画素プロセッサが、複数の
第2のデータポートを有し、複数の第2のデータポート
ごとに対応して設けられた複数の第2の画素データバス
が、動き予測用参照データを分割して転送し、それぞれ
の第2画素データバスに接続される第2の画素データ記
憶手段に分割された動き予測用参照データが記憶され、
それぞれの第2の画素データバスに接続される動き予測
ユニットで動き予測処理が実行され、動きベクトルが生
成される。
【0062】請求項21の発明における画像データ処理
装置では、複数の画素プロセッサが、それぞれ第2のデ
ータポートを有し、それぞれの第2のデータポートに対
応して設けられた第2の画素データバスが、動き予測用
参照データを分割して転送し、それぞれの第2画素デー
タバスに接続される第2の画素データ記憶手段に分割さ
れた動き予測用参照データが記憶され、それぞれの第2
の画素データバスに接続される動き予測ユニットで動き
予測処理を実行し、動きベクトルを生成する。
【0063】請求項22の発明における画像データ処理
装置では、複数の第2の画素データ記憶手段に輝度成分
と色差成分との種類の違いに応じた種類の異なる動き予
測用参照データが記憶される。
【0064】請求項23の発明における画像データ処理
装置では、画素プロセッサが画像データ圧縮および/ま
たは画像データ伸長のための複数の予め定められた処理
および画像データ転送についての制御をする。複数の実
行命令手段は、制御プロセッサから与えられる制御信号
に応答して、これらの動作の実行を個々に命令するとと
もに、第1および第2データバスにより制御プロセッサ
と複数の実行命令手段との間および複数の実行命令手段
との間でデータ転送を並列に実行することができるの
で、画像データ処理が高速に行なわれ得る。
【0065】請求項24ないし請求項25の発明におけ
る画像データ処理装置では、少なくとも2つのインタフ
ェース手段によりデータを並列に外部装置へ転送するこ
とができるので、画像データ処理が高速に行なわれ得
る。
【0066】
【実施例】以下では、この発明の第1ないし第15実施
例を示す画像圧縮/伸張処理装置(または画像圧縮/伸
張処理システム)が記載される。最初にこれらの実施例
におけるシステム構成が説明され、その後システムを構
成する内部構成が説明される。
【0067】1.システム構成 (1) 第1実施例 図1は、この発明の第1実施例を示す画像圧縮/伸張処
理装置101のブロック図である。図1を参照して、画
像圧縮/伸張処理装置101は、ホストコンピュータ9
3との入出力のためのホストインターフェイス(I/
F)回路1と、2つのプロセッサ(図示せず)を備えた
コントロールユニット2と、DCTおよび量子化のため
のピクセルプロセシングユニット3と、動き予測(また
は検出)ユニット41と、処理されるべき画像データを
記憶するフレームバッファメモリ51と、コードデータ
を記憶するバッファメモリ6と、様々な変換処理におい
て必要なテーブルデータを記憶するワークメモリ7と、
テレビカメラ91からの画像データを記憶しおよび/ま
たは記憶された画像データを表示装置(CRT)92に
与えるための入出力メモリ81とを含む。
【0068】ホストバスHBは、24ビット(図中「2
4b」により示す)のバス幅を有しており、ホストイン
ターフェイス回路1,コントロールユニット2,ピクセ
ルプロセシングユニット3,バッファメモリ6およびワ
ークメモリ7の間のデータ転送のために設けられる。ピ
クセルデータバスPBは、32ビット(32b)のバス
幅を有し、コントロールユニット2,ピクセルプロセシ
ングユニット3,動き予測ユニット41およびフレーム
バッファメモリ51の間のデータ転送のために設けられ
る。コードデータバスCBは、16ビット(16b)の
バス幅を有し、コントロールユニット2,ピクセルプロ
セシングユニット3およびバッファメモリ6の間のコー
ドデータ転送のために設けられる。入出力バスIOB
は、24ビット(24b)のバス幅を有し、コントロー
ルユニット2と入出力メモリ81との間のデータ転送の
ために設けられる。
【0069】ホストインターフェイス回路1は、汎用ロ
ジックLSI(ディスクリート)またはPLDまたはF
PGAなどのようなプログラマブルロジックデバイスに
より構成された論理回路を備えている。フレームバッフ
ァメモリ5は、主として、圧縮されるべき画像データお
よび参照されるべき画像データを一時的に記憶するため
に設けられる。フレームバッファメモリ51として、ス
タティックランダムアクセスメモリ(SRAM),ダイ
ナミックランダムアクセスメモリ(DRAM),シンク
ロナスDRAMおよびキャッシュDRAMなどのような
大容量メモリが用いられる。
【0070】バッファメモリ6は、画像の符号化により
得られたビットストリームデータおよびラン/レベルデ
ータを一時的に記憶するために設けられる。バッファメ
モリ6は、ファーストインファーストアウト(FIF
O)メモリにより構成されるが、場合により、DRAM
またはSRAMが用いられる。
【0071】ワークメモリ7は、DCT/逆DCTテー
ブルデータ,量子化/逆量子化テーブルデータ,可変長
処理のためのハフマンテーブルデータ,コントロールユ
ニット2およびピクセルプロセシングユニット3におけ
る処理のためのプログラム(マイクロコード),初期設
定用データなどを記憶するために設けられる。ワークメ
モリ7は、SRAMにより構成される。
【0072】入出力メモリ81は、テレビカメラ91お
よび/または表示装置92のための画像データを記憶す
るために設けられる。入出力メモリ81は、ビデオRA
Mにより構成される。
【0073】コントロールユニット2は、全体制御のた
めのマイクロプロセッサ(図示せず)と、可変長処理の
ためのプロセッサ(図示せず)とを備えている。全体制
御のためのプロセッサは、画像圧縮におけるDCT,量
子化,可変長符号化についてのパイプライン処理ならび
に画像伸張における可変長復号化,逆量子化および逆D
CTのためのパイプライン処理を制御する。
【0074】ピクセルプロセシングユニット3は、画像
圧縮におけるDCTおよび量子化処理等の画素演算を実
行し、一方、画像伸張において逆量子化処理および逆D
CT処理等を実行する。
【0075】動き予測ユニット41は、片方向および両
方向についてのフレーム間予測などのような動き検出処
理を実行する。
【0076】図2は、図1に示した画像圧縮/伸張処理
装置101における画像圧縮処理を示す処理ダイヤグラ
ムである。図2では、一例として、MPEG規格におい
て規定された符号化方式が示されている。
【0077】図2を参照して、圧縮されるべき画像デー
タIDは、減算器921および切換器922を介してD
CT処理器923に与えられる。DCT処理の後、量子
化器924により量子化処理が行なわれる。量子化され
たデータは可変長符号化処理器925に与えられ、可変
長符号処理がなされた後、符号化されたデータがバッフ
ァ926を介して圧縮された画像データVDとして出力
される。
【0078】一方、量子化されたデータは逆量子化器お
よび逆DCT処理器にも与えられ、動き予測のための逆
量子化処理および逆DCT処理が行なわれる。逆DCT
処理器の出力データは加算器929に与えられる。
【0079】画像データIDは動き予測器930にも与
えられ、予測処理されたデータは加算器929に与えら
れる。加算器929の出力データは切換器931を介し
て減算器921および動き予測器930に与えられる。
切換器922および931による切換動作により、動き
予測を考慮に入れた画像圧縮処理が行なわれる。
【0080】図3は、図1に示した画像圧縮/伸張処理
装置101における画像伸張処理を示す処理ダイヤグラ
ムである。図3を参照して、可変長符号データVDは、
バッファ911を介して可変長復号化処理器912に与
えられる。可変長復号化処理の後、コードデータが逆量
子化器913に与えられ、逆量子化処理が行なわれる。
逆量子化処理の後、逆DCT処理器914により逆DC
T処理が行なわれ、処理されたデータが加算器915に
与えられる。加算器915は、その出力データについて
動き予測処理されたデータについても加算処理を行な
い、伸張された画像データIDを出力する。
【0081】図2および図3に示した処理は、基本的に
MPEG規格において規定されているものであるが、こ
れらの画像圧縮および画像伸張処理が図1に示した画像
圧縮/伸張処理装置101において、後で説明するパイ
プライン処理の制御の下で効率的に行なわれ得る。
【0082】(2) 第2実施例 図4は、この発明の第2実施例を示す画像圧縮/伸張処
理装置102のブロック図である。図1に示した画像圧
縮/伸張処理装置101と比較すると、図4に示した画
像圧縮/伸張処理装置102は、動き予測ユニット41
が除かれている。すなわち、図4に示した実施例では、
動画の復号処理および静止画の符号化処理および復号化
処理が行なわれ得る。動画の復号処理は、符号化処理の
逆処理であるが、動き予測処理が含まれておらず、動き
ベクトルを受けて予測画像を生成する動き復号処理が追
加される。
【0083】(3) 第3実施例 図5は、この発明の第3実施例を示す画像圧縮/伸張処
理装置103のブロック図である。図5を参照して、図
1に示した画像圧縮/伸張処理装置101と比較する
と、この画像圧縮/伸張処理装置103は、ピクセルデ
ータバスPBに接続された入出力メモリ82を備えてい
る。すなわち、入出力メモリ82は、ピクセルデータバ
スPBを介してコントロールユニット2に接続される。
これにより、コントロールユニット2において、入出力
メモリ82およびフレームバッファメモリ6が共通のア
ドレス空間上にマッピングされることとなり、コントロ
ールユニット2における入出力用インターフェイス回路
(入出力ポート)の数を減少させることができる。
【0084】(4) 第4実施例 図6は、この発明の第4実施例を示す画像圧縮/伸張処
理装置104のブロック図である。図6を参照して、図
1に示した画像圧縮/伸張処理装置101と比較する
と、画像圧縮/伸張処理装置104は、前方向および後
ろ方向についての動き予測を並列に(または同時に)実
行することができる両方向動き予測ユニット42を備え
ている。すなわち、両方向動き予測ユニット42は、前
方向についての動き予測処理のための動き予測ユニット
43と、後ろ方向についての動き予測処理のための動き
予測ユニット44とを備える。動き予測ユニット43お
よび44は、ピクセルデータバスPBに接続される。
【0085】2つの動き予測ユニット43および44を
用いて前方向および後ろ方向の動き予測処理が並列に、
すなわち同時に実行され得るので、両方向動き予測処理
が短時間で効率よく行なわれ得る。
【0086】(5) 第5実施例 図7は、この発明の第5実施例を示す画像圧縮/伸張処
理装置105のブロック図である。図1に示した画像圧
縮/伸張処理装置101と比較すると、この画像圧縮/
伸張処理装置105は、両方向についての動き予測処理
を同時に行なうことができる動き予測ユニット45と、
各々がピクセルデータバスPBに接続された2つのフレ
ームバッファメモリ52および53とを備えている。動
き予測ユニット45は、両方向の予測処理を同時に実行
することができるので、前および後ろの一方の予測処理
に要する時間で両方向予測処理が行なわれ得る。動き予
測ユニット45は、2つの入出力ポートを有しており、
一方の入出力ポートはピクセルデータバスPBに接続さ
れ、他方の入出力ポートはローカルバスLB1を介して
フレームバッファメモリ53に接続される。
【0087】2つのフレームバッファメモリ52および
53の一方は、前方向の動き予測処理用のフレームメモ
リとして使用され、他方のフレームバッファメモリは後
ろ方向の動き予測処理用のフレームメモリとして使用さ
れる。リファレンス画像データは、ピクセルデータバス
PBおよびローカルバスLB1を介して転送される。テ
ンプレート画像データおよび動きベクトルデータは、第
2のローカルバスLB2を介して動き予測ユニット45
からコントロールユニット2に転送される。
【0088】(6) 第6実施例 図8は、この発明の第6実施例を示す画像圧縮/伸張処
理装置106のブロック図である。図1に示した画像圧
縮/伸張処理装置101と比較すると、この画像圧縮/
伸張処理装置106は、2つの入出力ポートを有する動
き予測ユニット46を備える。動き予測ユニット46
は、第1の入出力ポートがピクセルデータバスPBに接
続され、一方、第2の入出力ポートはローカルバスLB
3を介してコントロールユニット2に接続される。動き
予測ユニット46は、動き予測処理により得られる動き
ベクトルデータをローカルバスLB3を介してコントロ
ールユニット2に直接に与える。動きベクトルデータは
8ビットの信号により構成されるので、ローカルバスL
B3は8ビットのバス幅を有している。ローカルバスL
B3を介して動きベクトルデータが直接にコントロール
ユニット2に与えられ得るので、画像圧縮/伸張処理装
置106における並列処理がより向上され、その結果、
画像圧縮/伸張処理がより高速で効率的に行なわれ得
る。
【0089】図4ないし図8に示した画像圧縮/伸張処
理装置102ないし106は、いずれも基本的に図1に
示した画像圧縮/伸張処理装置101と同様の動作を行
なう。すなわち、第2ないし第6のいずれの実施例にお
いても、図2および図3に示した画像圧縮/伸張処理
が、パイプライン処理のための制御の下で実行される。
これにより、画像圧縮/伸張処理が高速で効率的に行な
われ得ることが指摘される。なお、パイプライン処理に
ついての詳細は、後で図11および図12を参照して説
明される。
【0090】次に、上記の第6実施例の画像圧縮/伸長
処理装置106の画像データ転送処理におけるピクセル
データバスPBを介してデータ転送を行なう部分の画像
符号化処理における画像データ転送、および1つのマク
ロブロックの画像データを処理する際の画像データ転送
量について具体的に説明する。
【0091】ここで、符号化対象画像データは、既にフ
レームバッファメモリ51に保持されているものと仮定
する。また、データ転送量を求める前提として、画像フ
ォーマットは4:2:0、動き検出範囲は±16画素、
ストラクチャーはフレームとする。
【0092】なお、各ユニットはコントロールユニット
2の制御によって、ピクセルデータバスPBへの画像デ
ータの出力およびピクセルデータバスPBからの画像デ
ータの入力を実行する。各ユニットの動作タイミングも
コントロールユニット2によって管理される。
【0093】まず、原画像データをコントロールユニッ
ト2からピクセルデータバスPBを介してフレームバッ
ファメモリ51へ転送する。このとき、転送される画像
データ量は、384画素である。
【0094】次に、動き予測を行なうために動き検索範
囲の参照画像(再生画像)の輝度成分をフレームバッフ
ァメモリ51からピクセルデータバスPBを介して動き
予測ユニット46へ転送する。このとき、転送する画像
データ量は、1面の参照画像につき768画素である。
よって、両方向予測時には、2面分の1536画素を転
送する必要がある。
【0095】次に、動き予測を行なうために符号化対象
画像の輝度成分をフレームバッファメモリ51からピク
セルデータバスPBを介してコントロールユニット2に
転送する。次に、上記輝度成分をコントロールユニット
2からローカルバスLB3を介して動き予測ユニット4
6へ転送する。このとき、転送する画像データ量は、2
56画素である。
【0096】動き予測処理が終了し、その結果を用いた
符号化判定によってフレーム間予測を行なう場合、符号
化処理のために予測画像(再生画像)データをフレーム
バッファメモリ51からピクセルデータバスPBを介し
てピクセルプロセシングユニット3へ転送する。このと
き、転送する画像データ量は、1面の予測画像につき4
51画素である。よって、両方向予測時には、2面分の
902画素を転送する必要がある。
【0097】次に、符号化対象画像データをフレームバ
ッファメモリ51からピクセルデータバスPBを介して
ピクセルプロセシングユニット3へ転送する。このと
き、転送する画像データ量は、384画素である。
【0098】符号化終了後、フレーム内符号化画像およ
び片方向予測画像に関して再生画像データをピクセルプ
ロセシングユニット3からピクセルデータバスPBを介
してフレームバッファメモリ51へ転送する。このと
き、転送する画像データ量は384画素である。
【0099】上記のデータ転送量は、再生画像データの
転送を除いたすべての転送を行なう両方向予測時に最大
となり、3462画素となる。
【0100】ここで、画質を向上させるために動き検索
範囲を広げた場合、動き検索範囲の参照画像の輝度成分
の画像データ転送量が増大する。たとえば、動き検索範
囲を±32画素に拡大した場合、片方向予測時に128
0画素、両方向予測時に2560画素の画像データを転
送する必要がある。
【0101】また、ディジタル画像データの場合には、
画像データの色差成分のデータ量によって異なるデータ
のフォーマットが存在する。すなわち、元の画像データ
量を維持した4:4:4フォーマット、色差成分を半分
に減少させた4:2:2フォーマット、および色差成分
を4分の1に減少させた4:2:0フォーマットがあ
る。したがって、取り扱う画像フォーマットを変更した
場合、動き予測に関する画像データ転送量以外の画像デ
ータ転送量が増大する。たとえば、フォーマット4:
4:4にした場合、原画像データの転送、符号化対象画
像データのピクセルプロセシングユニットへの転送、お
よび再生画像データの転送については、2倍の768画
素となり、予測画像データの転送については予測参照画
像1面につき2倍弱の867画素となる。
【0102】上記のように、高精細画像等のように処理
する画像の画素数が増加した場合、1マクロブロックの
処理にかかる時間が増大する。システムクロックを一定
とした場合、たとえば、1マクロブロックの処理をする
際のデータ転送量の増加により、システムクロックの1
サイクルで処理できるデータ転送量はハードウェアの性
能により制限される。したがって、上記のデータを転送
処理するためにはシステムクロックのサイクル数が増加
する。
【0103】以上のように、データ転送量が非常に多
く、さらに、画素数の拡大および高画質化を要求するに
従ってデータ転送量が増加する場合には、1マクロブロ
ックの符号化処理を単位にパイプラインを組むと、符号
化演算処理に要するサイクル数と比べて、符号化演算処
理を実行するために必要なデータ転送処理に要するサイ
クル数が多いため、データ転送処理が全体の処理速度を
制限する。以下、データ転送処理を効率化し、データ転
送速度により全体の処理速度が制限を受けない画像圧縮
/伸長処理装置について説明する。
【0104】(7) 第7実施例 図83は、この発明の第7実施例を示す画像圧縮/伸長
処理装置107のブロック図である。図83において、
図8に示す第6実施例と同様の部分については同一番号
を付し以下その説明を省略する。
【0105】図83を参照して、ピクセルデータバスP
Bは、32ビットのデータ幅を有し、コントロールユニ
ット23、ピクセルプロセシングユニット33およびフ
レームバッファメモリ51の間のデータ転送のために設
けられる。
【0106】ローカルデータバスLDBは、32ビット
のデータ幅を有し、ピクセルプロセシングユニット3
3、動き予測ユニット47およびローカルメモリ56の
間のデータ転送のために設けられる。
【0107】ローカルメモリ56は、ピクセルプロセシ
ングユニット33から転送される動き予測に用いる再生
した画像データの輝度成分を一時的に記憶するために設
けられる。ローカルメモリ56としては、SRAM、D
RAM、シンクロナスDRAMおよびキャッシュDRA
M等の大容量メモリが用いられる。
【0108】コントロールユニット23に含まれる全体
制御のためのマイクロプロセッサ(図示省略)は、コン
トロールユニット23、フレームバッファメモリ51、
ピクセルプロセシングユニット33の間の画像データ転
送を制御し、さらに、ピクセルプロセシングユニット3
3、動き予測ユニット47およびローカルメモリ56の
間の画像データ転送を制御する。
【0109】ピクセルプロセシングユニット33は、ピ
クセルデータバスPBに接続されるデータ入出力ポート
P1とは別に、新たに画像データ用のデータ出力ポート
P2を具備する。データ出力ポートP2にはローカルデ
ータバスLDBを介して動き予測ユニット47および新
たに設けたローカルメモリ56が接続される。ピクセル
プロセシングユニット33のデータ出力ポートP2、動
き予測ユニット47およびローカルメモリ56は、コン
トロールユニット23により制御され、ローカルデータ
バス61を介して画像データの転送を実行する。また、
各転送タイミングもコントロールユニット23が管理す
る。
【0110】なお、ローカルデータバスLDBで扱う画
像データは、ピクセルプロセシングユニット33によっ
てフレームバッファメモリ51からピクセルデータバス
PBを介して転送された画像データから抽出された動き
予測用参照データ(少なくとも画像データのうち輝度を
示す情報を持つデータ、以降輝度成分と称す)である。
この参照データは、データ入出力ポートP1からピクセ
ルデータバスPBを介してフレームバッファメモリ51
へ転送され記憶される。
【0111】また、動き予測ユニット47とコントロー
ルユニット23との間には8ビットの専用のローカルバ
スLB4が設けられている。動き検出対象画像データ
は、コントロールユニット23から動き予測ユニット4
7へ転送される。動き検出結果を示す動きベクトルデー
タは、動き予測ユニット47からコントロールユニット
23へ転送される。ピクセルデータバスPBに接続され
るコントロールユニット23、フレームバッファメモリ
51、およびピクセルプロセシングユニット23は、上
記の動きベクトルデータにより予測画像の生成とその予
測画像の符号化を行なう。ピクセルプロセシングユニッ
ト33は、符号化された画像データをコードバスCBへ
出力する。
【0112】次に、図83を参照して、画像符号化処理
における画像データ転送および1マクロブロックの画像
データを処理する際の画像データ転送量について説明す
る。ここで、符号化対象画像データは、既にフレームバ
ッファメモリ51に保持されており、動き検出に必要な
参照(再生)画像の輝度成分も既にローカルメモリ56
に保持されているものと仮定する。また、転送量を求め
る前提としては、画像フォーマットは4:2:0、動き
検出範囲は±16画素、ストラクチャーはフレームとす
る。
【0113】まず、原画像データは、コントロールユニ
ット23からフレームバッファメモリ51へピクセルデ
ータバスPBを介して転送される。このとき、転送され
る画像データ量は384画素である。
【0114】次に、動き予測を行なうために、動き予測
対象画像の輝度成分が、フレームバッファメモリ51か
らコントロールユニット23へピクセルデータバスPB
を介して転送される。また、輝度成分は、ローカルバス
LB4を介して動き検出ユニット47へ転送される。こ
のとき、転送される画像データ量は256画素である。
【0115】動き予測処理が終了し、その結果を用いた
符号化判定によってフレーム間予測を行なう場合、符号
化処理を行なうために、予測(再生)画像をフレームバ
ッファメモリ51からピクセルプロセシング33へピク
セルデータバスPBを介して転送する。このとき、転送
される画像データ量は予測画像1面につき451画素で
ある。したがって、両方向予測時には、902画素を転
送する必要がある。
【0116】次に、符号化対象画像データがフレームバ
ッファメモリ51からピクセルプロセシングユニット3
3へピクセルデータバスPBを介して転送される。この
とき、転送される画像データ量は384画素である。
【0117】上記4つの画像データ転送と並列に、動き
予測を行なうための動き検索範囲の画像の輝度成分がロ
ーカルメモリ56から動き検出ユニット47へローカル
データバスLDBを介して転送される。このとき、転送
する画像データ量は参照画像1面につき768画素であ
る。したがって、両方向予測時には、2面分の1536
画素を転送する必要がある。
【0118】符号化終了後、フレーム内符号化画像およ
び片方向予測画像に関しては、再生画像データがピクセ
ルプロセシングユニット33からピクセルデータバスP
Bを介してフレームバッファメモリ51へ転送される。
このとき同時に、再生画像の輝度成分が、ローカルデー
タバスLDBを介してローカルメモリ56へ転送され
る。
【0119】このとき、コントロールユニット23は、
ピクセルプロセシングユニット33が再生画像データを
内部の再生画像出力メモリ(たとえば、後述する図19
に示す画像メモリ335)から出力するタイミングに同
期して、ピクセルデータバスPBと接続されるポートP
1を制御する出力制御信号を出力する。同時に、再生画
像出力メモリから輝度データが出力されている間、コン
トロールユニット23は、ローカルデータバスLDBに
接続されるポートP2を制御する出力制御信号を出力す
る。
【0120】また、ピクセルプロセシング33では、コ
ントロールユニット23からの命令もしくは内部メモリ
(たとえば、後述する図19に示す制御器319内の内
部メモリ)に蓄えられたシーケンスプログラムに従い、
再生画像出力メモリから画像データが出力される。この
とき、ピクセルデータバスPBにつながるポートP1
は、コントロールユニット23から出力される出力制御
信号に応答して、1マクロブロック分の画像データを出
力する。また同時に、ローカルデータバスLDBに接続
されるポートP2は、コントロールユニット23から出
力される出力制御信号に応答して、1マクロブロック分
の画像データの輝度成分のみを出力する。
【0121】上記の再生画像の転送処理では、転送され
る画像データ量は、ピクセルデータバスPBでは384
画素であり、ローカルデータバスLDBでは256画素
である。
【0122】上記のように、2つのデータバスへのデー
タ出力機能を再生画像を生成するピクセルプロセシング
ユニット33に持たせ、ピクセルデータバスPBへの再
生画像出力時に同期して、ローカルデータバスLDBへ
の再生画像出力が行なわれている。したがって、ピクセ
ルプロセシングユニット33内部の再生画像出力メモリ
(図示省略)の制御が共有され、内部メモリ出力につな
がる各ポートに対してそれぞれ1ビットの出力制御信号
のみでデータ転送を行なうことができる。この結果、コ
ントロールユニット23から見たデータ転送制御が容易
となり、かつ、再生画像の転送時以外はコントロールユ
ニット23によりバスの分解が行なわれ、データ転送の
並列処理が可能となる。
【0123】このときのデータ転送量は、両方向予測時
に最大となり、ピクセルデータバスPBでは1926画
素、ローカルデータバスLDBでは1536画素とな
る。したがって、分割した2つのデータバスを用いるこ
とにより、第6実施例に比べて1つのバスで転送するデ
ータ量が削減され、実質的にデータ転送速度が向上し、
画像圧縮/伸長処理装置の処理速度を向上することが可
能となる。
【0124】(8) 第8実施例 図84は、この発明の第8実施例を示す画像圧縮/伸長
処理装置108のブロック図である。図84において、
図83に示す画像圧縮/伸長処理装置と同一部分につい
ては同一番号を付し以下その説明を省略する。
【0125】ピクセルプロセシングユニット34は、新
たに2つの画像データの出力ポートP4、P5を具備す
る。また、画像データバスとしては、ピクセルデータバ
スPB、2つのローカルデータバスLDB1、LDB2
の3つのデータバスが具備される。各ポートP3〜P5
の出力制御動作は、コントロールユニット24内のパイ
プライン制御プロセッサ(たとえば、後述する図9に示
す全体制御プロセッサ11)に含まれるシステム制御器
(たとえば、後述する図13に示すシステム制御器11
4)により出力される出力制御信号により行なわれる。
【0126】装置の機能を拡張して、動き検出範囲を±
64画素に拡大した場合、片方向予測時でさえも230
4画素の画像データ量を転送する必要がある。以下、動
き検出範囲を±64画素に拡大し、片方向予測を行なう
場合を仮定して説明する。図8に示す第6実施例の場合
では、動き検出範囲の拡大に伴って画像データ転送量は
4230画素となる。一方、第8実施例の場合は以下の
ようになる。第8実施例の場合、動き予測を行なうため
に動き検索範囲の画像の輝度成分を2分割して2つのデ
ータバスを用いて転送する。つまり、ローカルメモリ5
6aから予測ユニット47aへローカルデータバスLD
B1を用いて1280画素が転送されると同時に、ロー
カルメモリ56bから動き予測ユニット47bへローカ
ルデータバスLDB2を用いて1280画素が転送され
る。このとき、データの区切りの部分のデータは各デー
タバスLDB1、LDB2へ転送する必要があるため、
1つのデータバスで転送する場合のデータ量である23
04画素に対して2つのデータバスで転送するデータ量
は、合計2560画素となる。つまり、1マクロブロッ
ク分の画素データ(256画素)だけ増加している。こ
れは、参照データを分割する際、その分割されたそれぞ
れの参照データのつながりが認識できるようにするため
である。
【0127】この場合、再生画像転送時には、再生画像
データをピクセルプロセシングユニット34からピクセ
ルデータバスPBを用いてフレームバッファメモリ51
へ転送し、同時に、ローカルデータバスLDB1および
LDB2を用いてローカルメモリ56aおよび56bへ
再生画像を転送する。
【0128】このときのデータ転送量は、ピクセルデー
タバスPBでは1926画素、ローカルデータバスLD
B1およびLDB2では各1280画素である。つま
り、画像データバスを3分割することによって1つのバ
スで転送するデータ量が削減され、第6実施例に比べて
実質的なデータ転送速度が2倍強に上がり、画像圧縮/
伸長処理装置の処理速度を向上することが可能となる。
【0129】(9) 第9実施例 図85は、この発明の第9実施例を示す画像圧縮/伸長
処理装置109のブロック図である。図85において、
図84に示す画像圧縮/伸長処理装置と同一部分につい
ては同一番号を付し以下その説明を省略する。
【0130】図85を参照して、第9実施例は、ローカ
ルメモリ56cおよび56dに対して共通のアドレスバ
スABを用いた実施例である。アドレスバスABは、コ
ントロールユニット25と接続され、コントロールユニ
ット25からアドレス信号が出力される。
【0131】画像圧縮/伸長処理装置の拡張機能として
両方向動き予測で動き検索範囲を±32画素とした場
合、予測画像1面につき1280画素を転送する必要が
ある。以下、±32画素の範囲を動き検索し、両方向予
測を行なうことを仮定し、画像データ転送について説明
する。
【0132】まず、フレーム内符号化画像の場合のデー
タ転送について説明する。たとえば、ローカルメモリ5
6cに蓄えられた再生画像データと比べて、ローカルメ
モリ56dに蓄えられた再生画像データの方が新しい
(時間的に後)場合、または最初の画像データを符号化
する(両方のローカルメモリ56cおよび56dにデー
タが蓄えられていない)場合、コントロールユニット2
5、フレームバッファメモリ51、ピクセルプロセシン
グユニット34、動き予測ユニット47a、ローカルメ
モリ56c、ピクセルデータバスPBおよびローカルデ
ータバスLDB1を用いて、第7実施例と同様にデータ
転送を行なう。再生画像の輝度信号は、動き予測参照画
像データとして用いるためローカルメモリ56cに蓄え
られる。このとき、コントロールユニット25は、チッ
プセレクト信号によりローカルメモリ56cを選択して
データ書込制御を行ない、ピクセルプロセシングユニッ
ト34のローカルデータバスLDB1側の出力ポートP
4に出力制御信号を与える。
【0133】次に、片方向予測画像の場合のデータ転送
について説明する。たとえば、ローカルメモリ56dに
蓄えられた再生画像データと比べてローカルメモリ56
cに蓄えられた再生画像データの方が新しい(時間的に
後)場合、ローカルメモリ56cに蓄えられた再生画像
データを前方向予測参照画像データとして、動き予測ユ
ニット47a、ローカルメモリ56cおよびローカルデ
ータバスLDB1を用いて動き予測探索範囲の画像デー
タを転送する。このとき、動き予測探索範囲の再生画像
の輝度信号を転送するときのみ、コントロールユニット
25は、チップセレクト信号によりローカルメモリ56
cを選択してデータ出力制御を行ない、動き予測ユニッ
ト47aのローカルデータバスLDB1側の入力ポート
の入力制御信号を与える。
【0134】上記以外の画像転送(たとえば、原画像転
送、動き予測用の符号化対象画像転送、前方向予測画像
転送、符号化対象画像転送および再生画像転送)につい
ては、コントロールユニット25、フレームバッファメ
モリ51、ピクセルプロセシングユニット34、ローカ
ルメモリ56d、ピクセルデータバスPBおよびローカ
ルデータバスLDB2を用いて、第7実施例と同様に転
送する。このとき、データ転送量は、ピクセルデータバ
スPBでは両方向予測時に最大で1926画素であり、
ローカルデータバスLDB1およびLDB2では最大で
各1280画素である。ここで、再生画像の輝度信号
は、動き予測参照画像データとしてローカルメモリ56
dに蓄えられる。このとき、コントロールユニット25
は、再生画像の輝度信号を転送するときにのみ、チップ
セレクト信号によりローカルメモリ56dを選択してデ
ータ書込制御を行ない、ピクセルプロセシングユニット
34のローカルデータバスLDB2側の出力ポートP5
に出力信号を与える。ここで、ローカルメモリ56dの
アドレシングは、ローカルメモリ56cのアドレシング
と同様に行なう。
【0135】次に、両方向予測画像の場合のデータ転送
について説明する。たとえば、ローカルメモリ56cに
蓄えられた再生画像データと比べてローカルメモリ56
dに蓄えられた再生画像データの方が新しい(時間的に
後)場合、ローカルメモリ56cに蓄えられた再生画像
データを前方向予測参照画像データとして、動き予測ユ
ニット47a、ローカルメモリ56cおよびローカルデ
ータバスLDB1を用いて動き予測検索範囲の画像転送
を行なう。このとき同時に、ローカルメモリ56dに蓄
えられた再生画像を後方向予測参照画像として、動き予
測ユニット47b、ローカルメモリ56dおよびローカ
ルデータバスLDB2を用いて動き予測検索範囲の画像
転送を行なう。この場合、動き予測検索範囲の再生画像
の輝度信号を転送するときにのみ、コントロールユニッ
ト25は、チップセレクト信号によりローカルメモリ5
6cおよび56dを選択するため、共通のアドレスバス
ABを用いて同じアドレス信号を与えて共通のデータ出
力制御を行なう。また、コントロールユニット25は、
動き予測ユニット47aおよび47bのローカルデータ
バスLDB1およびLDB2側の入力ポートの入力制御
信号をそれぞれ与える。
【0136】上記以外の画像転送(たとえば、原画像転
送、動き予測用の符号化対象画像転送、前方向予測画像
転送、後方向予測画像転送および符号化対象画像転送)
については、コントロールユニット25、フレームバッ
ファメモリ51、ピクセルプロセシングユニット34お
よびピクセルデータバスPBを用いて第7実施例と同様
に画像データの転送を行なう。
【0137】また、動き予測対象のマクロブロックに対
して前方向の動き検索範囲と後ろ方向の動き検索範囲と
は、実際の画面上で同じ範囲である。したがって、ロー
カルメモリ56cおよび56dに対して共通のアドレシ
ングを行なうことにより、両方向の予測検索範囲を転送
する際に共通のアドレスを用いて転送することが可能と
なる。つまり、ローカルメモリ56cおよび56dのチ
ップセレクト信号を除いて、ローカルメモリ56cおよ
び56dに対するメモリ制御およびアドレス生成に関す
るハードウェアを共有化できるので、各メモリに対して
アドレス生成器を持つ場合に比べて、データ転送量を増
加させることなく、ハードウェア量を削減することが可
能となる。
【0138】(10) 第10実施例 図86は、この発明の第10実施例を示す画像圧縮/伸
長処理装置110のブロック図である。図86におい
て、図85に示す画像圧縮/伸長処理装置と同一部分に
ついては同一番号を付し以下その説明を省略する。
【0139】図86を参照して、第10の実施例では、
図85に示したピクセルプロセシングユニット34を2
つのピクセルプロセシングユニット34aおよび34b
に分割した構成となっている。
【0140】画像圧縮/伸長処理装置の機能拡張とし
て、両方向動き予測で±32画素の範囲を動き検索する
場合、予測画像1面につき1280画素を転送する必要
がある。以下、±32画素の範囲を動き検索し、両方向
予測を行なうことを仮定し、画像データ転送について説
明する。
【0141】まず、フレーム内符号化画像の場合のデー
タ転送について説明する。たとえば、ローカルメモリ5
6cに蓄えられた再生画像データと比べてローカルメモ
リ56dに蓄えられた再生画像データの方が新しい(時
間的に後)場合、または最初の画像データを符号化する
(両方のローカルメモリ56cおよび56dにデータが
蓄えられていない)場合、コントロールユニット26、
フレームバッファメモリ51、ピクセルプロセシングユ
ニット34、動き予測ユニット47a、ローカルメモリ
56c、ピクセルデータバスPBおよびローカルデータ
バスLDB1を用いて、第7実施例と同様にデータ転送
を行なう。再生画像の輝度信号は、動き予測参照画像デ
ータとして用いるためにローカルメモリ56cに蓄えら
れる。このとき、コントロールユニット26は、再生画
像の輝度信号を転送するときにのみチップセレクト信号
によりローカルメモリ56cを選択してデータ書込制御
を行なう。また、コントロールユニット26は、ピクセ
ルプロセシングユニット34aのローカルデータバスL
DB1側の出力ポートP2aに出力信号を与える。
【0142】次に、片方向予測画像の場合のデータ転送
について説明する。たとえば、ローカルメモリ56dに
蓄えられた再生画像データと比べてローカルメモリ56
cに蓄えられた再生画像データの方が新しい(時間的に
後)場合、ローカルメモリ56cに蓄えられた再生画像
データを前方向予測参照画像データとして動き予測ユニ
ット47a、ローカルメモリ56cおよびローカルデー
タバスLDB1を用いて動き予測検索範囲の画像転送を
行なう。このとき、コントロールユニット26は、動き
予測検索範囲の再生画像の輝度信号を転送するときにの
み、チップセレクト信号によりローカルメモリ56cを
選択してデータ出力制御を行なう。また、コントロール
ユニット26は、動き予測ユニット47aのローカルデ
ータバスLDB1側の入力ポートの入力制御信号を与え
る。
【0143】上記以外の画像転送(原画像転送、動き予
測用の符号化対象画像転送、前方向予測画像転送、符号
化対象画像転送および再生画像転送)については、コン
トロールユニット26、フレームバッファメモリ51、
ピクセルプロセシングユニット34b、ローカルメモリ
56d、ピクセルデータバスPBおよびローカルデータ
バスLDB2を用いて第7実施例と同様に転送する。再
生画像の輝度信号は、動き予測参照画像として用いるた
め、ローカルメモリ56dに蓄えられる。このとき、コ
ントロールユニット26は、再生画像の輝度信号を転送
するときにのみ、チップセレクト信号によりローカルメ
モリ56cを選択してデータ書込制御を行なう。また、
コントロールユニット26は、ピクセルプロセシングユ
ニット34bのローカルデータバスLDB2側の出力ポ
ートP2bに出力信号を与える。ここで、ローカルメモ
リ56dのアドレシングは、ローカルメモリ56cのア
ドレシングと同様に行なう。
【0144】次に、両方向予測画像の場合のデータ転送
について説明する。ローカルメモリ56cに蓄えられた
再生画像データと比べてローカルメモリ56dに蓄えら
れた再生画像データの方が新しい(時間的に後)場合、
ローカルメモリ56cに蓄えられた再生画像データを前
方向予測参照画像データとして、動き予測ユニット47
a、ローカルメモリ56cおよびローカルデータバスL
DB1を用いて動き予測検索範囲の画像転送を行なう。
このとき同時に、ローカルメモリ56dに蓄えられた再
生画像データを後ろ方向予測参照画像データとして、動
き予測ユニット47b、ローカルメモリ56dおよびロ
ーカルデータバスLDB2を用いて、動き予測検索範囲
の画像転送を行なう。このとき、コントロールユニット
26は、動き予測検索範囲の再生画像の輝度信号を転送
するときにのみ、チップセレクト信号によりローカルメ
モリ56cおよび56dを選択するため、共通のアドレ
スバスABを用いて同じアドレスを与えて共通のデータ
出力制御を行なう。また、コントロールユニット26
は、動き予測ユニット47a、47bのローカルデータ
バスLDB1およびLDB2側の入力ポートの入力制御
信号を与える。
【0145】上記以外の画像転送(原画像転送、動き予
測用の符号化対象画像転送、前方向予測画像転送、後方
向予測画像転送および符号化対象画像転送)について
は、コントロールユニット26、フレームバッファメモ
リ51、ピクセルプロセシングユニット34aまたは3
4b、およびピクセルデータバスPBを用いて、第7実
施例に示したように画像データの転送を行なう。このと
き、画像データの転送は、1マクロブロック単位で2つ
のピクセルプロセシングユニット34aおよび34bに
交互に行ない、各プロセシングユニット34aまたは3
4bにおいて、2マクロブロック処理時間を用いて1マ
クロブロックに対する符号化演算処理を実行する。
【0146】一般にフレーム間予測符号化を行なう場
合、両方向予測時の演算量が多くなる。本実施例では、
両方向予測時に、画像データを1マクロブロック単位で
2つのピクセルプロセシングユニット34aおよび34
bに交互に転送し、実質的にマクロブロック分の演算時
間を1つのピクセルプロセシングユニット34aまたは
34bに与えることによって、第9実施例に比べて両方
向予測時のピクセルプロセシングユニット34aおよび
34bの演算時間の拡大効果が得られる。
【0147】(11) 第11実施例 図87は、この発明の第11実施例を示す画像圧縮/伸
長処理装置111のブロック図である。図87に示す画
像圧縮/伸長処理装置では、図84に示す第8実施例の
構成からローカルデータバスLDB2に接続されている
動き予測ユニット47bを除いた構成を有する。
【0148】この場合、原画像データをコントロールユ
ニット27からフレームバッファメモリ51へ転送する
データ転送処理以外のデータ転送処理は、原画像データ
を輝度成分および色差成分に分割して以下のように行な
われる。
【0149】輝度成分の場合、フレーム内符号化画像に
対して、符号化対象画像をフレームバッファメモリ51
からピクセルプロセシングユニット35へ転送する。再
生画像は、フレームバッファメモリ51およびローカル
メモリ56aへ転送される。
【0150】また、片方向予測符号化画像に関しては、
動き予測側では、動き検索範囲の画像データをローカル
メモリ56aから動き予測ユニット47へ転送し、符号
化対象画像データをフレームバッファメモリ51からコ
ントロールユニット27へ転送する。また、符号化側で
は、予測画像データをフレームバッファメモリ51から
ピクセルプロセシングユニット35へ転送し、符号化対
象画像データをフレームバッファメモリ51からピクセ
ルプロセシングユニット35へ転送する。再生画像デー
タはフレームバッファメモリ51およびローカルメモリ
56aへ転送される。
【0151】両方向予測符号化画像に関しては、動き予
測側では、2面分の動き検索範囲の画像データをローカ
ルメモリ56aから動き予測ユニット47へ転送し、符
号化対象画像データをフレームバッファメモリ51から
コントロールユニット27を介して動き予測ユニット4
7へ転送する。また、符号化側では、2面の予測画像デ
ータをフレームバッファメモリ51からピクセルプロセ
シングユニット35へ転送し、符号化対象画像をフレー
ムバッファメモリ51からピクセルプロセシングユニッ
ト35へ転送する。
【0152】色差成分の場合、フレーム内符号化画像に
関しては、符号化対象画像データをフレームバッファメ
モリ51からピクセルプロセシングユニット35へ転送
する。再生画像データはローカルメモリ56eへ転送さ
れる。
【0153】片方向予測符号化画像に対しては、符号化
対象画像データをフレームバッファメモリ51からピク
セルプロセシングユニット35へ転送し、予測画像デー
タはローカルメモリ56eからピクセルプロセシングユ
ニット35へ転送される。再生画像データはローカルメ
モリ56eへ転送される。
【0154】両方向予測符号化画像に関しては、符号化
対象画像の色差信号をフレームバッファメモリ51から
ピクセルプロセシングユニット35へ転送し、2面の予
測画像データはローカルメモリ56eからピクセルプロ
セシングユニット35へ転送される。色差成分の多い
4:4:4フォーマットの画像に対しては、データ転送
量の最大となる両方向予測時の各データバスにおける画
像転送量を見積もると以下のようになる。
【0155】まず、図8に示す第6実施例の画像圧縮/
伸長処理装置では、上記のフォーマットにおけるピクセ
ルデータバスPBを介して転送されるデータ転送量は合
計4806画素である。
【0156】しかしながら、図87に示す第11実施例
の画像圧縮/伸長処理装置では、上記の4:4:4フォ
ーマットにおいて、ピクセルデータバスPBでは、原画
像データ768画素、2面分の予測画像データの輝度成
分578画素および符号化画像データ768画素が転送
され、合計のデータ転送量は2114画素で済むことに
なる。
【0157】また、ローカルデータバスLDB1では、
動き検索範囲が±16画素のとき、予測画像データ1面
に対して768画素となり、2枚分の予測画像データで
は1536画素のデータ転送量となる。
【0158】さらに、ローカルバスLB5では、色差成
分CbおよびCrに対して、それぞれ2面分の予測画像
データの輝度成分を578画素だけ転送するので、合計
1156画素のデータ転送量となる。
【0159】上記のように画素データの成分別に符号化
し、付加した色差成分用のバスLB5を設けることによ
り、ピクセルデータバスPBのデータ転送量が削減され
る。また、各データバスでのデータ転送量の平均化を行
なうことにより、1つのデータバスで転送するデータ量
が削減され、図8に示す第6実施例に比べて、データ転
送速度が実質的に2.2倍に上がり、画像圧縮/伸長処
理装置の処理速度を向上することが可能となる。
【0160】(12) 第12実施例 図88は、この発明の第12実施例を示す画像圧縮/伸
長処理装置112のブロック図である。図88に示す第
12実施例は、図87に示す第11実施例のピクセルプ
ロセシングユニット35を2つのピクセルプロセシング
ユニット35aおよび35bに分割し、それぞれに輝度
成分の処理と色差成分の処理を割り当てたものである。
【0161】したがって、第12実施例では、ピクセル
プロセシングユニット35aおよび35bにより各成分
ごとに演算処理が行なわれ、1つのピクセルプロセシン
グユニットでの演算量が削減され、画像圧縮/伸長処理
装置の処理速度を向上することが可能となる。
【0162】(13) 第13実施例 図89は、この発明の第13実施例を示す画像圧縮/伸
長処理装置113のブロック図である。第13実施例
は、第11および第12実施例の構成に加えて、動き検
索範囲を拡大したときに対応可能な構成を有している。
具体的には、動き予測用参照データとして、フレームバ
ッファメモリ51から転送された画像データの中から最
低必要な輝度成分を複数のピクセルプロセシングユニッ
ト36aおよび36bにより分割して抽出する。抽出し
たデータは、それぞれローカルデータバスLDB1およ
びLDB2を介してローカルメモリ56aおよび56b
に記憶される。一方、ピクセルプロセシングユニット3
5bは、フレームバッファメモリ51から転送される画
像データの中から動き予測に使用しない色差成分を抽出
する。抽出された色差成分は、ローカルバスLB5を介
してローカルメモリ56eに記憶される。
【0163】上記の構成により、ピクセルデータバスP
Bのデータ転送量は、原画像データ768画素、2面分
の予測画像データの輝度成分578画素、および符号化
画像データ768画素となり、合計2114画素とな
る。
【0164】また、ローカルデータバスLDB1および
LDB2では、動き検索範囲が±32画素の場合、それ
ぞれ1280画素のデータが転送されることになる。
【0165】さらに、ローカルバスLB5では、色差成
分CbおよびCrに対してそれぞれ2面分の予測画像デ
ータの輝度成分578画素を転送するので、合計115
6画素のデータが転送されることになる。
【0166】上記の構成により、動き検索範囲を拡大
し、取り扱う画像フォーマットを4:4:4としたとき
に、ピクセルデータバスPBでのデータ転送量が削減さ
れ、かつ、各バスにおけるデータ転送量を効率よく分割
することができる。
【0167】(14) 第14実施例 図90は、この発明の第14実施例を示す画像圧縮/伸
長処理装置114のブロック図である。第14実施例で
は、ピクセルデータバスPBとローカルデータバスLD
Bとを接続する32ビットの双方向トライステートバッ
ファ80が付加される。ピクセルプロセシングユニット
37は、図90に示すようにローカルデータバスLDB
に接続される第2のデータ出力ポートを備えていないも
のを使用してもよい。コントロールユニット29は、双
方向トライステートバッファ80、動き予測ユニット4
7およびローカルメモリ56の動作も制御する。動き予
測用参照画像データは、ローカルデータバスLDBを介
して転送される。このときの転送タイミングもコントロ
ールユニット29により管理される。双方向トライステ
ートバッファ80は、コントロールユニット29から出
力されるクロック信号に同期してデータの取込みおよび
保持していたデータの出力を同時に実行することができ
る。
【0168】図90を参照して、画像符号化処理におけ
る画像データ転送、および1マクロブロックの画像デー
タを処理する際の画像データ転送量について説明する。
ここで、符号化対象画像データは既にフレームバッファ
メモリ51に記憶されており、動き検出に必要な参照
(再生)画像の輝度成分も既にローカルメモリ56に記
憶されているものと仮定する。また、転送量を求める前
提として、画像フォーマットは4:2:0、動き検出範
囲は±16画素、ストラクチャーはフレームとする。
【0169】まず、原画像データをコントロールユニッ
ト29からフレームバッファメモリ51へピクセルデー
タバスPBを用いて転送する。このとき、転送する画像
データ量は384画素である。
【0170】次に、動き予測を行なうために動き予測対
象画像の輝度成分が、フレームバッファメモリ51から
コントロールユニット29へピクセルデータバスPBを
用いて転送され、さらに、専用のローカルバスLB4を
用いて動き予測ユニット47へ転送される。このとき、
転送する画像データ量は256画素である。
【0171】動き予測処理が終了し、その結果を用いた
符号化判定においてフレーム間予測を用いる場合、符号
化処理を行なうため、予測(再生)画像を、フレームバ
ッファメモリ51からピクセルプロセシングユニット3
7へピクセルデータバスPBを用いて転送する。このと
き、転送する画像データ量は、予測画像1面につき、4
51画素である。したがって、両方向予測時には、90
2画素のデータが転送される必要がある。
【0172】次に、符号化対象画像が、フレームバッフ
ァメモリ51からピクセルプロセシングユニット37へ
ピクセルデータバスPBを用いて転送される。このと
き、転送する画像データ量は384画素である。
【0173】上記の4つの画像データ転送処理と並行し
て、動き予測を行なうため、動き検索範囲の画像の輝度
成分をローカルメモリ56から動き予測ユニット47へ
ローカルデータバスLDBを用いて転送する。このと
き、転送する画像データ量は、参照画像1面につき76
8画素である。したがって、両方向予測時には、2面分
の1536画素のデータを転送する必要がある。
【0174】符号化終了後、フレーム内符号化画像およ
び片方向予測画像に関して、再生画像データがピクセル
プロセシングユニット37からピクセルデータバスPB
を用いてフレームバッファメモリ51へ転送される。こ
のとき同時に、再生画像データは双方向トライステート
バッファ80へ転送される。さらに、再生画像は、1シ
ステムサイクルを遅れて、双方向トライステートバッフ
ァ80からローカルデータバスLDBを介してローカル
メモリ56へ転送される。コントロールユニット29
は、再生画像の輝度成分を転送しているときにのみ、双
方向トライステートバッファ80を介したローカルメモ
リ56へのデータ転送を制御する。このとき、転送する
画像データ量は、ピクセルデータバスPBで384画
素、およびローカルデータバスLDBで256画素であ
る。
【0175】上記のように、コントロールユニット29
が、再生画像の輝度成分を転送しているときにのみ、双
方向トライステートバッファ80を介したローカルメモ
リ56へのデータ転送を制御するシステム制御器(図示
省略)を具備することにより、ピクセルプロセシングユ
ニット37はローカルデータバスLDBに直接接続され
る第2のデータ出力ポートを具備する必要がなく、図8
3に示す第7実施例と同様にバスを分割することがで
き、データ転送の並列処理が可能となる。
【0176】このとき、データ転送量は、図83に示す
第7実施例と同等であり、双方向予測時に最大となる。
具体的には、ピクセルデータバスPBでは1926画素
のデータが転送され、ローカルデータバスLDBでは1
536画素のデータが転送される。したがって、バスを
分割することにより、1つのバスで転送するデータ量が
削減され、実質的にデータ転送速度が向上し、画像圧縮
/伸長処理装置の処理速度を向上することが可能とな
る。
【0177】(15) 第15実施例 図91は、この発明の第15実施例を示す画像圧縮/伸
長処理装置115のブロック図である。第15実施例で
は、バッファメモリ6および装置外部の通信装置94を
経由してビットストリームデータが入出力される構成を
有している。バッファメモリ6には、コントロールユニ
ット23に含まれる可変長プロセッサ(図示省略)によ
り画素データを符号化して得られたビットストリームデ
ータおよびラン/レベルデータが一時的に記憶される。
したがって、ホストコンピュータ93を介さずに、ビッ
トストリームデータのみのデータ転送を行なうことが可
能となり、転送速度を向上することができる。
【0178】つまり、ホストコンピュータ93では、デ
ータ転送処理以外に命令制御等の複雑な処理が多く発生
し、ホストコンピュータ93に対する負荷が重くなる。
したがって、画像圧縮/伸長処理装置115の外部に通
信装置94を備え、バッファメモリ6からホストコンピ
ュータ93を介さず通信装置94へデータを転送するこ
とができ、ホストコンピュータ93の負荷に依存せず、
データを高速に転送することが可能となる。
【0179】2.コントロールユニット (1) コントロールユニット21(第1の例) 図9は、コントロールユニットの一例を示すブロック図
である。図9に示したコントロールユニット21は、図
1,図5,図6,図7および図8に示したコントロール
ユニット2に適用され得る。
【0180】図9を参照して、コントロールユニット2
1は、パイプライン処理制御を含む全体制御のためのプ
ロセッサ11と、可変長符号化および復号化処理のため
のプロセッサ12と、動き予測ユニット(たとえば図1
に示した動き予測ユニット41)のための制御ユニット
13と、画像フォーマット変換のための画像フォーマッ
ト変換ユニット14と、画像データ転送制御ユニット1
5と、ピクセルプロセシングユニット(たとえば図1に
示したユニット3)のための命令転送ユニット16と、
ホストバス(図1に示したバスHB)に接続されるメイ
ンポート17と、ピクセルバス(図1に示したバスP
B)に接続される画像データポート18と、入出力バス
(図1に示したバスIOB)に接続されるVRAMポー
ト19と、コードデータバス(図1に示したコードバス
CB)に接続されるコードデータポート20とを含む。
【0181】なお、図9において、一般に、「DT」は
データ信号を示し、「ADR」はアドレス信号を示し、
「Sc」は制御信号を示す。
【0182】各ユニット12ないし16は、バスを介し
て全体制御プロセッサ11に接続され、全体制御プロセ
ッサ11から与えられる命令を受ける。各ユニット12
ないし16は、与えられた命令に従って、独立に処理を
行なう。
【0183】制御ユニット13,フォーマット変換ユニ
ット14および画像データ転送制御ユニット15は、画
素データのためのバスを介して接続され、画像データ転
送制御ユニット15の制御の下で画素データの転送が行
なわれる。
【0184】メインポート17は、全体制御プロセッサ
11および可変長プロセッサ12に接続される。全体制
御プロセッサ11および可変長プロセッサ12と図1に
示したバッファメモリ6およびワークメモリ7との間で
データ転送が行なわれるとき、メインポート17を介し
てデータが転送される。
【0185】画像データポート18は、画像データ転送
制御ユニット15に接続される。画像データ転送制御ユ
ニット15と図1に示したフレームバッファメモリ51
との間のデータ転送は、画像データポート18を介して
行なわれる。フレームバッファメモリ5の転送先が動き
予測ユニット41またはピクセルプロセシングユニット
3である場合には、画像データポート18がデータの有
効/無効を示す制御信号を出力する。
【0186】VRAMポート19は、画像フォーマット
変換ユニット14に接続される。VRAMポート19を
介して、画像フォーマット変換ユニット14と図1に示
した入出力メモリ81との間のデータ転送が行なわれ
る。
【0187】次に、図1および図9を参照して、画像圧
縮処理について説明する。圧縮されるべき画像データ
は、図1に示したフレームバッファメモリ51において
ストアされているものと仮定する。全体制御プロセッサ
11は、まず、画像データ転送命令を画像データ転送制
御ユニット15に与えることにより、画像データをフレ
ームバッファメモリ51から画像フォーマット変換ユニ
ット14に転送する。データ転送の終了は、画像データ
転送制御ユニット15から全体制御プロセッサ11に通
知される。
【0188】次に、全体制御プロセッサ11は、画像フ
ォーマット変換命令を画像フォーマット変換ユニット1
4に与える。画像フォーマット変換ユニット14は、画
像フォーマット変換のための演算処理を行なう。すなわ
ち、画像フォーマット変換ユニット14において、色差
信号のサブサンプルおよびRGBフォーマットからYU
Vフォーマットへの変換処理が行なわれる。フォーマッ
ト変換処理の終了は、画像フォーマット変換ユニット1
4から全体制御プロセッサ11に通知される。
【0189】さらに、全体制御プロセッサ11は、画像
データ転送命令を画像データ転送制御ユニット15に与
えることにより、変換された画像データを画像フォーマ
ット変換ユニット14からフレームバッファメモリ51
に転送する。データ転送の終了は、画像データ転送制御
ユニット15から全体制御プロセッサ11に通知され
る。
【0190】動き予測および符号化モード判定のための
処理を実行するため、全体制御プロセッサ11は、フレ
ームバッファメモリ51から動き予測処理のための画像
データを動き予測制御ユニット13に転送する。このデ
ータ転送は、全体制御プロセッサ11から画像データ転
送制御ユニット15に画像データ転送命令を与えること
により行なわれる。データ転送の終了は、画像データ転
送制御ユニット15から全体制御プロセッサ11に通知
される。
【0191】必要に応じ、全体制御プロセッサ11は、
動き予測制御ユニット13にデータサブサンプル命令を
与え、これにより、動き予測制御ユニット13は動き予
測対象の画像データのサブサンプルを行なう。データの
サブサンプルの終了は、制御ユニット13から全体制御
プロセッサ11に通知される。
【0192】次に、全体制御プロセッサ11は、フレー
ム内符号化のためのモード評価値演算命令を動き予測用
制御ユニット13に与える。制御ユニット13は、動き
予測対象データ(必要に応じサブサンプルされたデー
タ)に対して、フレーム内符号化モードにおける評価値
のための演算を行なう。この演算の終了は、制御ユニッ
ト13から全体制御プロセッサ11に通知される。
【0193】さらに、全体制御プロセッサ11は、画像
データ転送制御ユニット15にデータ転送命令を与え、
画像データ転送制御ユニット15は、動き検索領域の画
像データをフレームバッファメモリ51から動き予測ユ
ニット41に転送する。データ転送の終了は、画像デー
タ転送制御ユニット15から全体制御プロセッサ11に
通知される。
【0194】次に、全体制御プロセッサ11は、動き予
測ユニット用制御ユニット13に動き予測対象データ転
送命令を与え、制御ユニット13は、検出対象データ
(必要に応じサブサンプルされたデータ)を動き予測ユ
ニット41に転送する。データ転送の終了は、画像デー
タ転送制御ユニット15から全体制御プロセッサ11に
通知される。
【0195】検索対象画像データおよび動き予測対象画
像データが転送された後、動き予測ユニット41が動き
予測処理を開始し、しばらくの後、動き予測結果、すな
わち動きベクトルデータおよび動きベクトルに関するフ
レーム間符号化モード評価値データを生成する。
【0196】或る時間が経過した後、全体制御プロセッ
サ11は、動き予測制御ユニット13に動き予測結果を
受信するための命令を与え、制御ユニット13は動き予
測ユニット41から動き予測結果を示すデータを受け
る。データ受信の終了は、制御ユニット13から全体制
御プロセッサ11に通知される。
【0197】次に、全体制御プロセッサ11は、動き予
測制御ユニット13における演算により得られたフレー
ム内符号化モード評価値データおよび動き予測ユニット
41における演算により得られたフレーム間符号化モー
ド評価値データに基づいて、符号化モードを決定する。
符号化モードの決定は、図1に示したバッファメモリ6
内にストアされている符号化モード判定テーブルデータ
の参照、または評価データに対する比較演算の実行によ
り行なわれる。
【0198】符号化モードが決定された後、ソース符号
化処理、すなわちDCT処理および量子化処理が行なわ
れる。まず、全体制御プロセッサ11は、画像データ転
送制御ユニット15に画像データ転送命令を与え、画像
データ転送制御ユニット15は符号化されるべきデータ
をフレームバッファメモリ51からピクセルプロセシン
グユニット3に転送する。データ転送の終了は、画像デ
ータ転送制御ユニット15から全体制御プロセッサ11
に通知される。
【0199】次に、全体制御プロセッサ11は、ピクセ
ルプロセシングユニット用命令転送ユニット16を介し
て、ピクセルプロセシングユニット3にソース符号化命
令を与える。ピクセルプロセシングユニット3は、ソー
ス符号化命令に応答して、ソース符号化演算、すなわち
DCT演算および量子化演算を実行する。演算の終了
は、命令転送ユニット16を介して、ピクセルプロセシ
ングユニット3から全体制御プロセッサ11に通知され
る。
【0200】ソース符号化演算、すなわちDCT処理お
よび量子化処理が行なわれた後、可変長符号化処理が行
なわれる。すなわち、全体制御プロセッサ11は、命令
転送ユニット16を介して、処理されたデータの転送を
要求する命令をピクセルプロセシングユニット3に与え
る。ピクセルプロセシングユニット3は、この命令に応
答して、可変長処理プロセッサ12に処理されたデータ
を転送する。データ転送の終了は、命令転送ユニット1
6を介して、ピクセルプロセシングユニット3から全体
制御プロセッサ11に通知される。
【0201】可変長符号化処理、すなわちエントロピー
符号化処理を行なうため、全体制御プロセッサ11は、
可変長プロセッサ12にエントロピー符号化命令を与え
る。可変長プロセッサ12は、エントロピー符号化処理
を実行する。エントロピー符号化処理において、ハフマ
ン符号などを用いたコード変換処理が行なわれる。すな
わち、可変長プロセッサ12は、ソース符号化処理によ
り得られたデータについて、ワークメモリ7内にストア
されたコード変換テーブルデータを参照することによ
り、コード変換を実行する。エントロピー符号化処理の
終了は、可変長処理プロセッサ12から全体制御プロセ
ッサ11に通知される。
【0202】エントロピー符号化処理が行なわれた後、
全体制御プロセッサ11は、処理されたデータの転送を
要求する命令を可変長プロセッサ12に与える。可変長
処理プロセッサ12は、処理されたデータをバッファメ
モリ6に転送する。データ転送の終了は、可変長プロセ
ッサ12から全体制御プロセッサ11に通知される。
【0203】上記の記載からわかるように、画像データ
圧縮処理は、全体制御プロセッサ11による全体制御の
下で、コントロールユニット21における各処理ユニッ
ト13,14,15および16ならびに可変長プロセッ
サ12において独立に行なわれ得る。すなわち、画像フ
ォーマット変換ユニット14による画像フォーマット変
換処理,動き予測ユニット41および動き予測ユニット
制御ユニット13による動き予測および符号化モード評
価値のための演算処理,画像データ転送制御ユニット1
5による画像データ転送,ピクセルプロセシングユニッ
ト3によるソース符号化演算,および可変長プロセッサ
12によるエントロピー符号化演算がすべて独立にかつ
並列に実行できる。したがって、全体制御プロセッサ1
1は、画像の各マクロブロックデータについての上記の
処理をパイプライン処理制御の下で実行する。上記の処
理のパイプライン処理については、後で図11および図
12を参照して詳細に説明されるのであるが、パイプラ
イン処理により、非常に効率のよい画像圧縮処理が実現
され得る。
【0204】画像伸張処理も、上記の画像圧縮処理と同
様に、全体制御プロセッサ11による全体制御の下で、
コントロールユニット21における各処理が独立して行
なわれる。画像伸張処理では、バッファメモリ6内にス
トアされたコードデータが逆変換され、最終的には、画
像フォーマット変換ユニット14を介して伸張された画
像データが図1に示した入出力メモリ81に転送され
る。
【0205】(2) コントロールユニット22(第2
の例) 図10は、コントロールユニットの別の例を示すブロッ
ク図である。図10に示したコントロールユニット22
は、図4に示したコントロールユニット22として適用
される。図9に示したコントロールユニット21と比較
すると、コントロールユニット22は、動き予測ユニッ
ト制御ユニット13が除かれている。すなわち、図4に
示した画像圧縮/伸張処理装置102は動き予測処理を
必要としていないので、この点に応じて、コントロール
ユニット22から動き予測ユニット用制御ユニットが除
かれている。
【0206】動き予測処理を除き、図10に示したコン
トロールユニット22は、図9に示したコントロールユ
ニット21と同様に動作することが指摘される。したが
って、図9に示したコントロールユニット21と同様の
利点、すなわち、コントロールユニット22における各
内部ユニットが独立にかつ並列に動作可能であり、パイ
プライン処理制御の下で、効率的な画像データ圧縮処理
が行なわれ得る。
【0207】(3) パイプライン処理 図9および図10に示した全体制御プロセッサ11は、
画像圧縮/伸張処理装置においてパイプライン処理を次
のように実行する。
【0208】図11は、図9に示した全体制御プロセッ
サ11の制御の下で行なわれるパイプライン処理を示す
タイムチャートである。図11を参照して、横軸は時間
の経過を示し、縦軸は画像圧縮のための処理ステップを
示す。画像圧縮処理では、処理されるべき1つのフレー
ムデータが多数のマクロブロックMBに分けられ、マク
ロブロックデータごとに画像圧縮のための処理が行なわ
れる。図11に示した例では、10個のマクロブロック
データMB1ないしMB10を扱う例が示されている。
【0209】図11を参照して、一例として、1つのマ
クロブロックデータMB1が処理される場合について説
明する。まず、期間T1において、マクロブロックデー
タMB1についてのRGBデータが図1に示した入出力
メモリ81からコントロールユニット2に転送される
(ステップS1)。期間T2において、図9に示した画
像フォーマット変換ユニット14により、RGBデータ
がYUVデータに変換される(ステップS2)。
【0210】期間T3において、YUVデータはフレー
ムバッファメモリ51に転送され、検索対象の画像デー
タがコントロールユニット2に転送される。同時に、動
き予測ユニット41にも、検索対象画像データがピクセ
ルデータバスPBを介して転送される(ステップS
3)。
【0211】期間T4において、動き予測ユニット41
による動き予測処理が行なわれる(ステップS4)。期
間T5において、コントロールユニット2により符号化
モードの判定処理が行なわれる(ステップS5)。
【0212】期間T6において、符号化対象の画像デー
タがフレームバッファメモリ51からピクセルプロセシ
ングユニット3に転送され、一方、参照画像データがピ
クセルデータバスPBを介してピクセルプロセシングユ
ニット3に転送される(ステップS6)。
【0213】期間T7において、ピクセルプロセシング
ユニット3により符号化のための画像演算処理、すなわ
ちDCT処理および量子化処理が行なわれる(ステップ
S7)。期間T8において、処理されたデータ、すなわ
ちラン−レベルデータがコードバスCBを介してバッフ
ァメモリ6に転送される(ステップS8)。
【0214】期間T9において、図9に示した可変長プ
ロセッサ12による可変長符号化処理が行なわれる(ス
テップS9)。期間T10において、処理されたデー
タ、すなわち可変長コードデータがコードバスCBを介
してバッファメモリ6に転送される(ステップS1
0)。
【0215】前述のように、画像圧縮/伸張処理装置1
01では全体制御プロセッサ11の制御の下でパイプラ
イン処理が行なわれる。したがって、図11に示される
ように、他のマクロブロックデータMB2ないしMB1
0についても、マクロブロックデータMB1と同様に期
間T2ないしT10において対応する処理が順次に行な
われる。
【0216】図12は、図11に示した1つの期間T1
0における並列動作を示す並列動作図である。すなわ
ち、図11は、図1および図9に示した画像圧縮/伸張
処理装置101およびコントロールユニット21におけ
る各内部ユニットの期間T10における動作状態を示し
ている。図12を参照して、入出力バスIOBは、期間
T10において、第10番目のマクロブロックMB10
についてRGBデータを転送している(図11に示した
ステップS1)。ピクセルデータバスPBは、第8番目
のマクロブロックMB8および第5番目のマクロブロッ
クMB5についてのデータ転送を実行している(ステッ
プS3およびS6)。コードバスCBは、第3番目のマ
クロブロックMB3および第1番目のマクロブロックM
B1についてのデータ転送を実行している(ステップS
8およびS10)。
【0217】全体制御プロセッサ11は、第10番目の
マクロブロックMB10についてのRGBデータの転送
制御を行ない(ステップS3)、これと並列して、第6
番目のマクロブロックMB6についての符号化モード判
定処理を行なう(ステップS5)。これに加えて、全体
制御プロセッサ11は、マクロブロックMB1ないしM
B10についてのシーケンス制御、すなわちパイプライ
ン処理のための制御を行なう。
【0218】可変長処理プロセッサ12は、第2番目の
マクロブロックMB2についての可変長符号化処理を行
なう(ステップS9)。命令転送ユニット16は、第4
番目のマクロブロックMB4についての画像演算処理制
御を行なう(ステップS7)。
【0219】動き予測ユニット用制御ユニット13は、
第7番目のマクロブロックMB7についての動き予測処
理制御を行なう(ステップS4)。画像データ転送制御
ユニット15は、第8番目のマクロブロックMB8およ
び第5番目のマクロブロックMB5についてのデータ転
送制御を行なう(ステップS8)。
【0220】画像フォーマット変換ユニット14は、第
9番目のマクロブロックMB9についてのフォーマット
変換処理(RGBからYUV)を行なう(ステップS
2)。ピクセルプロセシングユニット3は、第4番目の
マクロブロックMB4についての画像演算処理を行なう
(ステップS7)。動き予測ユニット4は、第7番目の
マクロブロックMB7についての動き予測処理を行なう
(ステップS4)。
【0221】(4) 各内部ユニットの構成 (i) 全体制御プロセッサ11(図13) 図13は、図9に示した全体制御プロセッサ11のブロ
ック図である。図13を参照して、全体制御プロセッサ
11は、命令メモリ111と、プログラム制御器112
と、シーケンス制御器/アドレス演算器113と、シス
テム制御器114と、演算レジスタファイル115と、
データ演算器116とを含む。この図において、「D
T」はデータを示し、「ADR」はアドレス信号を示
し、「ID」は命令データを示し、「Ssc」は状態制
御信号を示し、「Sc」は制御信号を示す。
【0222】(ii) 動き予測制御ユニット13(図
14) 図14は、図9に示した動き予測制御ユニット13のブ
ロック図である。図14を参照して、動き予測制御ユニ
ット13は、動き予測ユニットについてのモード/タイ
ミング制御器131と、全体制御器132と、ベクトル
データ処理器133と、動き検出対象画像データ処理器
134と、フレーム内符号化モード評価値演算器135
とを含む。
【0223】モード/タイミング制御器131は、動き
予測ユニット41のための制御信号Smcを出力する。
ベクトルデータ処理器133も、動き予測ユニット41
のための制御信号Smcを出力する。ベクトルデータ処
理器133は、動き予測ユニット41から動き検出結果
を示すデータDmrを受ける。動き検出対象画像データ
処理器134は、動き検出対象画像データDmiおよび
動き予測ユニット41のための制御信号Smcを出力す
る。動き検出対象画像データ処理器134は、画素デー
タPDをフレーム内符号化モード評価値演算器135に
与える。
【0224】(iii) 画像フォーマット変換ユニッ
ト14(図15) 図15は、図9に示した画像フォーマット変換ユニット
14のブロック図である。図15を参照して、画像フォ
ーマット変換ユニット14は、全体制御器141と、V
RAM制御器142と、色変換器143と、UVフィル
タ144と、画像メモリ145とを含む。
【0225】全体制御器141は、メインデータバスM
Bを介してデータDTおよびアドレス信号ADRを受け
る。VRAM制御器142は、VRAMポート19に接
続される。画像メモリ145は、内部ピクセルデータバ
スIPBを介して画素データPDを受けかつストアされ
たデータを供給する。
【0226】(iv) 画像データ転送制御ユニット1
5(図16) 図16は、図9に示した画像データ転送制御ユニット1
5のブロック図である。図16を参照して、画像データ
転送制御ユニット15は、全体制御器151と、画像デ
ータメモリ制御器152と、画像データ転送制御器15
3と、ピクセルデータバス転送制御器154とを含む。
【0227】図16において、「Simc」は画像デー
タメモリ制御信号を示し、「Sptc」はピクセルプロ
セシングユニット3のための画像データ転送制御信号を
示し、「Smtc」は動き予測ユニット41のための画
像データ転送制御信号を示す。
【0228】(v) 命令転送ユニット16(図17) 図17は、図9に示した命令転送ユニット16のブロッ
ク図である。図17を参照して、ピクセルプロセシング
ユニット3のための命令転送ユニット16は、全体制御
器161と、命令転送制御器162と、状態モニタ16
3とを含む。命令転送制御器162は、ピクセルプロセ
シングユニット3のための制御信号Spcを出力する。
状態モニタ163は、ピクセルプロセシングユニット3
から状態信号Spsを受ける。全体制御器161は、メ
インデータバスMBを介してデータDTおよびアドレス
信号ADRを受ける。
【0229】このように、図14ないし図17に示した
各内部ユニット13,14,15および16は、図13
に示した全体制御プロセッサ11からそれぞれの処理の
開始を要求する信号を受け、それぞれの処理が終わった
後、処理の終了を示す制御信号を全体制御プロセッサ1
1に戻す。すなわち、各内部ユニット13,14,15
および16は、全体制御プロセッサ11からの処理開始
信号に応答して、個々に処理を実行できることが指摘さ
れる。したがって、全体制御プロセッサ11の制御の下
で、画像圧縮および画像伸張のためのデータ処理がパイ
プライン処理により効率的に行なわれ得る。
【0230】(5) コントロールユニット200(第
3の例) 図92は、コントロールユニットのさらに別の例を示す
ブロック図である。図92に示したコントロールユニッ
ト200は、図1、図5〜図8、図84〜図91に示し
たコントロールユニットとして適用される。
【0231】図92を参照して、コントロールユニット
200は、ホストバスHBに接続されるホストインタフ
ェース部201、パイプライン制御を含む各種制御を行
なう全体制御部202、入出力バスIOBに接続される
ビデオ入出力部203、マクロコードで書かれたプログ
ラムを実行するメインプロセッサ204、フレームメモ
リ制御部205、動き予測用フレームメモリの制御動作
も行なう動き予測ユニット制御部206、ピクセルプロ
セシングユニットとの間でコードデータを扱うコードデ
ータ制御部207、パラメータ演算部208、可変長符
復号化のための可変長プロセッサ209を含む。
【0232】さらに、コントロールユニット200は、
内部バスとして、ビデオ入出力部203とフレームメモ
リ制御部205との間に接続される第1内部バス21
0、フレームメモリ制御部205、動き予測ユニット制
御部206、パラメータ演算部208との間に接続され
る第2内部バス211、動き予測ユニット制御部212
とフレームメモリ制御部205との間に接続される第3
内部バス212、コードデータ制御部207と可変長プ
ロセッサ209との間に接続される第4内部バス21
3、すべてのブロックに対して接続されるメインバス2
14を含む。
【0233】次に、各ブロックの構成および動作につい
て説明する。ホストインタフェース部201は、外部の
ホストコンピュータとコントロールユニット200との
データ転送の制御を行なう制御部である。ホストインタ
フェース部201を介して入力または出力されるデータ
は、コントロールユニット200の内部の各ブロックに
接続されるメインバス214を介して転送される。
【0234】全体制御部202は、主として、コントロ
ールユニット200内の各動作タイミングおよびパイプ
ライン処理を管理するブロックである。全体制御部20
2は、画像符号化の際、基本クロックおよび同期信号を
基に、ピクチャー単位またはマクロブロック単位の内部
同期パルスを生成するとともに、符号化における主要パ
ラメータの管理、転送等を行なう。
【0235】ビデオ入出力部203は、たとえば、図8
3に示す入出力メモリ81とのインタフェースを有し、
コントロールユニット200の内部ではフレームメモリ
制御部205と第1内部バス210を介して接続されて
いる。
【0236】メインプロセッサ104は、主として符号
化における適応処理を担当するブロックであり、詳細に
ついては後述する。ホストインタフェース部201と競
合した場合、メインプロセッサ104は、メインバス2
14のマスタとなり、各ブロック内のレジスタ/メモリ
のデータ転送を行なう。
【0237】フレームメモリ制御部205は、外部のイ
ンタフェースとして、フレームバッファメモリ(たとえ
ば、図83に示すフレームバッファメモリ51)および
ピクセルプロセシングユニット(たとえば図83に示す
ピクセルプロセシングユニット33)との間の32ビッ
トのピクセルデータバス(たとえば、図83に示すピク
セルデータバスPB)のマスタとなる32ビットのイン
タフェースを有する。フレームメモリ制御部205は、
フレームバッファメモリに対するアドレスを含む制御信
号およびピクセルプロセシングユニットに対する制御信
号を出力する。フレームメモリ制御部205は、コント
ロールユニット200内で、ビデオ入出力部203と第
1内部バス210を介して接続され、パラメータ制御部
208および動き予測ユニット制御部206と第2内部
バス211を介して接続され、さらに、動き予測ユニッ
ト制御部206の別のインタフェースと第3内部バス2
12を介して接続されている。
【0238】動き予測ユニット制御部206は、外部の
インタフェースとして、動き予測ユニット(たとえば、
図83に示す動き予測ユニット47)に対して制御信号
を出力するインタフェースと、ローカルメモリ(たとえ
ば、図83に示すローカルメモリ56)に対してアドレ
スを含む制御信号を出力するインタフェースとを有す
る。また、動き予測ユニット制御部206は、動き予測
ユニットとの間で、テンプレートデータ(画像データ)
や動きベクトル等のパラメータを転送するためのローカ
ルバス(たとえば、図83に示すローカルバスLB4)
に対するインタフェースを有する。さらに、動き予測ユ
ニット制御部206は、コントロールユニット200内
で、フレームメモリ制御部205およびパラメータ制御
部208と第2内部バス211を介して接続され、フレ
ームメモリ制御部205と第3内部バス212を介して
接続されている。
【0239】コードデータ制御部207は、ピクセルプ
ロセシングユニット(たとえば、図83に示すピクセル
プロセシングユニット33)およびバッファメモリ(た
とえば、図83に示すバッファメモリ6)と接続される
ためのコードバス(たとえば、図83に示すコードバス
CB)に接続されるインタフェースを有する。コードデ
ータ制御部207は、コントロールユニット200内部
で、可変長プロセッサ209と第4内部バス213を介
して接続されている。
【0240】パラメータ演算部208は、フレームメモ
リ制御部205および動き予測ユニット制御部206と
第2内部バス211を介して接続される。第2内部バス
211を介して、フレームメモリ制御部205からパラ
メータ演算部208へテンプレートデータが入力され、
パラメータ演算部208は、テンプレートに関するパラ
メータを抽出する。パラメータ演算部208は、内部に
演算結果を格納するレジスタを有している。レジスタに
格納された演算結果は、メインバス214を介して転送
(読出)可能である(スレーブ動作)。
【0241】可変長プロセッサ209は、コードデータ
制御部207と第4内部バス213を介して接続され
る。コードデータ制御部207から転送される量子化イ
ンデックスまたはラン/レベルタイプのデータの可変長
符号化処理が可変長プロセッサ209において行なわれ
る。可変長プロセッサ209において生成されたビット
ストリームデータは、フレームバッファメモリ(たとえ
ば、図83に示すフレームバッファメモリ51)に転送
される。
【0242】次に、図83および図92を参照して、画
像符号化(エンコード)処理におけるコントロールユニ
ット200内の各ブロックの処理内容について詳細に説
明する。
【0243】コントロールユニット23は、ピクセルプ
ロセシングユニット33および動き予測ユニット47を
制御し、符号化処理を行なう機能を有する。したがっ
て、主として以下の4種類のデータ制御が行なわれる。
【0244】(1) 原画データの取込みとフレームバ
ッファメモリ51へのストア (2) 動き予測のためのテンプレートデータの取込み
と動き予測ユニット47の起動 (3) 動き予測結果の取込みおよび判定とピクセルプ
ロセシングユニット33の起動 (4) コードデータ(量子化インデックス/ランレベ
ル)の取込みと可変長処理およびバッファメモリ6への
書込み 以下、上記の4種類のデータ制御について各ブロックの
動作も含めて説明する。
【0245】(i) 原画データの取込みからフレーム
バッファメモリ51への書込み(マッピング) 外部の入出力メモリに格納されている原画データ(符号
化対象となるオリジナル画像データ)は、いわゆるマク
ロブロック単位で切出され、ビデオ入出力部203へ転
送される。
【0246】ビデオ入出力部203は、内部にRGBフ
ォーマットからYUVフォーマットへの変換回路および
フィルタ回路を有しており、フォーマット変換(たとえ
ば、RGB→YUV、4:2:2→4:2:0等)が行
なわれる。処理されたデータは、第1内部バス210を
介してフレームメモリ制御部205へ転送される。フレ
ームメモリ制御部205は、フレームメモリ制御部20
5が管理するフレームバッファメモリ51上に後の符号
化処理に適した形式で転送されたデータをマッピング
(書込み)する。ここでのマッピング方法は後に詳細に
説明されている。
【0247】フレームバッファメモリ51に対するアド
レスの生成は、フレームメモリ制御部105が担当す
る。また、フレームバッファメモリ51に対する制御お
よびビデオ入出力部203からのデータ転送のタイミン
グについては全体制御部202が管理する。
【0248】(ii) 動き予測のためのテンプレート
データの取込みと動き予測ユニットの制御 フレームメモリ制御部205は、符号化対象となるマク
ロブロックに対する動き予測を行なうため、そのマクロ
ブロックに対応する画像データをフレームバッファメモ
リ51から読出す。このデータをテンプレートデータと
言う。フレームメモリ制御部205は、テンプレートデ
ータを動き予測ユニット制御部206およびパラメータ
演算部208へ転送する。
【0249】動き予測ユニット制御部206は、テンプ
レートデータをローカルバスLB4を介して動き予測ユ
ニット47へ転送すると同時に、テンプレートデータに
対応するサーチウィンドウデータをローカルメモリ56
へローカルデータバスLDBを介して転送する。さら
に、動き予測ユニット制御部206は、動き予測ユニッ
ト47に対して起動制御等の制御信号を入力することに
よって、上記テンプレートデータに対する動き予測動作
を起動させる。
【0250】さらに、フレームメモリ制御部205は、
テンプレートデータを動き予測ユニット制御部206へ
第2内部バス111を介して転送すると同時に、パラメ
ータ演算部208へも転送する。パラメータ演算部20
8では、テンプレートデータの保有する特徴を所定の演
算により抽出し、後に符号化時の判定等に用いる。ここ
で求めるパラメータは、アクティビティ算出用のテンプ
レート中の各ブロック(フィールド/フレーム両ブロッ
キングにおける)の分散(輝度信号のみ)、テンプレー
トマクロブロックの輝度信号の平均値および分散値等で
あり、画素演算を必要とするものを対象としている。
【0251】(iii) 動き予測結果の取込みおよび
判定とピクセルプロセシングユニットの起動 上記の動き予測ユニットの起動後、数マクロブロックサ
イクル後に動き予測結果、つまり各動き予測モードと真
裏における水平、垂直方向の動きベクトルおよびその評
価関数が、ローカルバスLB4を介して動き予測ユニッ
ト制御部206へ取込まれる。
【0252】動き予測ユニット制御部206は、上記評
価関数を用いて予測モードおよび動きベクトルを決定す
る。決定された動きベクトルは、第3内部バス212を
介してフレームメモリ制御部205へ転送される。フレ
ームメモリ制御部205は、入力した動きベクトルを基
に予測画像のアドレスを算出する。フレームメモリ制御
部205は、算出したアドレスを基に、フレームバッフ
ァメモリ51およびピクセルプロセシングユニット33
を制御し、上記動きベクトルに対応する予測画像データ
をピクセルプロセシングユニット33へ転送する。
【0253】さらに、フレームメモリ制御部205は、
さらにテンプレートデータ(前述のテンプレートデータ
とはパイプラインが異なるので、新たに転送する必要が
ある)を上記と同様にピクセルプロセシングユニット3
3へ転送し、ピクセルプロセシングユニット33を起動
することにより、DCT以降の処理をピクセルプロセシ
ングユニット33に行なせる。ここで、起動のためのコ
マンドおよびピクセルプロセシングユニット33におい
て符号化に必要なパラメータ(たとえば、ハーフペルフ
ィルタ指示)は、同じパイプライン間で、コードデータ
制御部207またはホストインタフェース部201を介
してピクセルプロセシングユニット33内の所定のレジ
スタにセットされる。ピクセルプロセシングユニット3
3では上記の両方のポートからセット可能な構成となっ
ている。
【0254】(iv) コードデータの取込みと可変長
処理およびバッファメモリへの書込み ピクセルプロセシングユニット33で処理(フィルタリ
ング、DCT、量子化等)されたデータは、全体制御部
202の制御により、コードバスCBを介して一旦バッ
ファメモリ6に書込まれるか、または、直接コントロー
ルユニット23のコードデータ制御部207へ転送され
る。この場合のデータ形式は、量子化インデックス(量
子化後のデータ)か、またはランレベルデータ(前記量
子化インデックスをランレベルに変換したもの)の形式
である。
【0255】コードデータ制御部207は、上記データ
を任意のタイミングで受取り、第4内部バス213を介
して可変長プロセッサ209へ転送する。可変長プロセ
ッサ209は、マイクロプログラムに応じて、このデー
タをいわゆるハフマン符号化処理し、外部のバッファメ
モリ6へ書込む。また、ハフマン符号化等のコード変換
処理の際に、ワークメモリ7に格納されるテーブルデー
タをアクセスすることも可能である。
【0256】次に、メインプロセッサ204が、上記の
処理の中で符号化にどのように関わるかについて説明す
る。
【0257】動き予測ユニット制御部206内で行なう
判定処理以外に、別の判定処理を行ないたい場合、たと
えば、ユーザが独自の判定方法を使用したい場合は、以
下のように行なわれる。メインプロセッサ204は、動
き予測ユニット制御部206内の各予測モードにおける
ベクトルおよび評価値を格納するレジスタをメインバス
214を介してアクセスする。ベクトルおよび評価値
は、マクロコードにおいて独自の処理が施され、一定時
間内に元のレジスタに戻される。この結果、判定等の適
用処理が可能となる。
【0258】また、メインプロセッサ204は、主とし
て、マクロブロックレイヤー(MPEG1/2の規格に
おいて)より上位階層の処理を行なう。つまり、メイン
プロセッサ204は、GOP/ピクチャー/スライス単
位で行なわれる処理を担当する。たとえば、メインプロ
セッサ204は、前のピクチャーを符号化した際の符号
量を基に、次のピクチャーの符号化パラメータを設定す
る。レートコントロール、同期リフレッシュ、および強
制イントラ制御等の例外モードの処理についてもメイン
プロセッサ204が対応する。マクロブロックレイヤー
の処理のうち主なものとしては、算出されたアクティビ
ティを基に行なわれる適応量子化処理がある。
【0259】上記のように、メインプロセッサ204
は、コントロールユニット23内の各ユニットのレジス
タまたはメモリをアクセスすることができるため、許容
される処理ステップ内であれば、これらのレジスタまた
はメモリを参照し、演算等の処理を行ない、レジスタま
たはメモリの内容を書換えることができる。したがっ
て、符号化処理における自由度を向上することが可能と
なる。
【0260】また、上記の符号化動作処理の記述からわ
かるように、符号化処理は、コントロールユニット23
内の全体制御部202によるパイプライン制御の下で、
各処理ユニットにおいて独立に行なわれる。すなわち、
上記4つのデータ制御がすべて独立にかつ並行に実行さ
れる。また、画像の復号化処理も上記の符号化処理と同
様に、全体制御部202のパイプライン処理の下で、コ
ントロールユニット23内の各ブロックが並列に動作す
ることにより実行することができる。
【0261】3.ピクセルプロセシングユニット (1) ピクセルプロセシングユニット31(図18,
図19) 図18は、ピクセルプロセシングユニットの一例を示す
ブロック図である。図18に示したピクセルプロセシン
グユニット31は、たとえば図1に示したピクセルプロ
セシングユニット3として用いられる。
【0262】図18を参照して、ピクセルプロセシング
ユニット31は、ホストインターフェイス(I/F)回
路311と、ローカルメモリ群312と、DCT/ID
CT演算器313と、量子化器314と、フィルタ31
5と、セレクタバス316と、コードデータバスインタ
ーフェイス回路317と、ピクセルバスインターフェイ
ス回路318と、制御器319とを含む。
【0263】ホストインターフェイス回路311は、ホ
ストプロセッサ、すなわちコントロールユニット2とピ
クセルプロセシングユニット31との間のデータ入出力
のために設けられる。ピクセルバスインターフェイス回
路318は、画像データの入出力のために設けられる。
コードデータバスインターフェイス回路317は、コー
ドデータの入出力のために設けられる。
【0264】DCT/IDCT演算器313は、DCT
演算処理および逆DCT演算処理を行なう。量子化器3
14は、量子化演算を行なうために設けられる。フィル
タ315は、動き予測処理における参照画像データを生
成するために設けられる。セレクタバス316は、ピク
セルプロセシングユニット31における内部データを転
送するために設けられる。制御器319は、ピクセルプ
ロセシングユニット31における全体制御のために設け
られる。
【0265】図19は、図18に示したピクセルプロセ
シングユニット31のより詳細なブロック図である。図
18に示したローカルメモリ群312は、図19に示し
た画像メモリ331ないし335と、データメモリ34
1,342と、コードデータメモリ343と、パラメー
タメモリ344とを含む。図18に示したセレクタバス
316は、図19に示したセレクタバスSB1ないしS
B5を含む。
【0266】画像メモリ331は、圧縮対象の画像デー
タをストアするために設けられる。画像メモリ332お
よび333は、前フレームおよび後ろフレームの参照画
像データをストアする。画像メモリ334は、フィルタ
処理の後の処理された参照画像データをストアする。画
像メモリ335は、復号化されるべき画像データをスト
アする。コードデータメモリ343は、量子化処理後の
コードデータをストアする。パラメータメモリ344
は、量子化マトリックスなどの演算用テーブルデータを
ストアする。
【0267】セレクタバスSB1は、12ビットのバス
幅を有しており、フィルタ処理後の参照画像データを転
送する。セレクタバスSB2は、12ビットのバス幅を
有しており、差分演算処理の後および逆DCT演算の後
の差分データを転送する。セレクタバスSB3は、12
ビットのバス幅を有しており、DCT演算の後および逆
量子化の後のDCT係数を転送するために設けられる。
セレクタバスSB4は、12ビットのバス幅を有してお
り、逆量子化処理の後およびゼロアンパックの後のコー
ドデータを転送するために設けられる。セレクタバスS
B5は、16ビットのバス幅を有しており、パラメータ
データを転送するために設けられる。
【0268】(2) ピクセルプロセシングユニット3
2(図20,図21) 図20は、ピクセルプロセシングユニットの別の例を示
すブロック図である。図20に示したピクセルプロセシ
ングユニット32も、たとえば図1に示したピクセルプ
ロセシングユニット3として用いられ得る。
【0269】図20を参照して、図19に示したピクセ
ルプロセシングユニット31と比較すると、ピクセルプ
ロセシングユニット32は、さらにプログラマブルプロ
セシングユニット320を備えている。プログラマブル
プロセシングユニット320は、セレクタバス326に
接続されており、ユニット320内にストアされたプロ
グラムに従って他の様々な演算を実行することができ
る。
【0270】たとえば、プログラマブルプロセシングユ
ニット320は、ストアされたプログラムに従って、頻
繁に使用される演算、すなわち加減算,差分絶対値和演
算,差分絶対値累算,差分二乗和演算,差分二乗和の累
算,乗算などを行なう。
【0271】図21は、図20に示したピクセルプロセ
シングユニット32のより詳細なブロック図である。図
21に示されるように、追加されたプログラマブルプロ
セシングユニット320は、セレクタバスSB1ないし
SB5に接続される。これに加えて、プログラマブルプ
ロセシングユニット320は、パラメータメモリ344
に接続される。
【0272】(3) ピクセルプロセシングユニット3
1,32の動作 図19を参照して、ピクセルプロセシングユニット31
の動作について説明する。動作の一例として、MPEG
規格における蓄積系動画像符号化処理について説明す
る。
【0273】ピクセルバスインターフェイス回路318
は、図1に示したフレームバッファメモリ51から符号
化対象の画像データを受け、内部ピクセルバスIPB2
を介してそれを画像メモリ331に与える。動き予測処
理が必要である場合では、前方向予測処理において、参
照画像データが画像メモリ332に与えられる。一方、
両方向予測処理においては、前フレームおよび後ろフレ
ームの参照画像データが画像メモリ332および333
に転送される。
【0274】前方向の予測処理の場合では、画像メモリ
332内にストアされたデータがフィルタ315に与え
られる。フィルタ315においてフィルタ処理が行なわ
れ、処理された参照画像データが画像メモリ334に書
込まれる。
【0275】両方向の予測処理の場合では、画像メモリ
332にストアされた前方向の参照画像データがフィル
タ315に与えられ、一方、画像メモリ333内にスト
アされた後ろ方向の参照画像データもフィルタ315に
与えられる。フィルタ315において、与えられた参照
画像データについてフィルタ処理および補間処理が行な
われ、生成された参照画像データは画像メモリ334に
書込まれる。
【0276】差分生成器310は、画像メモリ331に
ストアされた符号化対象の画像データをセレクタバスS
B2に転送する。場合により、差分生成器310は、こ
の符号化対象の画像データと画像メモリ334内にスト
アされた参照画像データとの差分データをセレクタバス
SB2に与える。
【0277】DCT/IDCT演算器313は、符号化
処理において、セレクタバスSB2を介して与えられた
画素データまたは差分データについてのDCT演算を行
ない、生成されたDCT係数をセレクタバスSB3を介
して転送する。符号化のためのループバック演算処理お
よび復号化処理が行なわれるとき、DCT/IDCT演
算器313は、セレクタバスSB3を介して与えられる
DCT係数について逆DCT演算を行ない、画素データ
または差分データを生成する。生成されたデータは、セ
レクタバスSB2を介して転送される。
【0278】量子化器314は、符号化処理において、
セレクタバスSB3を介して与えられるDCT係数につ
いて、パラメータメモリ344を参照することにより、
量子化演算を行なう。量子化演算の結果得られたコード
データは、セレクタバスSB4を介してコードデータメ
モリ343に転送される。符号化のためのループバック
演算処理および復号化処理において、量子化器314
は、セレクタバスSB4を介して与えられたコードデー
タについての逆量子化演算を行なう。逆量子化演算の結
果得られたDCT係数は、セレクタバスSB3を介して
転送される。
【0279】コードデータバスインターフェイス回路3
17は、符号化処理において、コードデータメモリ34
3内にストアされたコードデータをセレクタバスSB5
を介して受ける。コードデータバスインターフェイス回
路317は、受取ったコードデータをそのまま外部のコ
ードデータバス、すなわち図1に示したコードバスCB
に出力する。場合により、コードデータバスインターフ
ェイス回路317によりラン−レベルコードに変換され
た後コードバスCBに出力される。復号化処理におい
て、コードデータバスインターフェイス回路317は、
セレクタバスSB4を介して与えられたコードデータに
ついて逆量子化演算を行なう。逆量子化演算の結果得ら
れたDCT係数は、セレクタバスSB3を介して転送さ
れる。
【0280】画像復号器310は、符号化のための参照
画像復号処理および復号化処理において、動き予測処理
が必要である場合では、セレクタバスSB1を介して与
えられた参照画像データおよび復号化された差分データ
の加算演算結果データを出力し、これらのデータは画像
メモリ335にストアされる。一方、動き予測が必要と
されない場合では、復号化された画像データがそのまま
出力され、画像メモリ335内にストアされる。
【0281】ホストインターフェイス回路331は、図
1に示したホストバスHBを介してピクセルプロセシン
グユニット31のための動作コマンドおよび量子化マト
リックスなどのパラメータを受ける。一方、ホストイン
ターフェイス回路311は、内部メモリ331ないし3
35および341ないし344内にストアされたデータ
および内部レジスタ内に保持されたデータを外部に出力
する。
【0282】(4) ピクセルプロセシングユニットに
おける処理フロー(図22ないし図25) (i) MPEG規格に従う符号化フレーム内予測画像
の場合 図22は、図19に示したピクセルプロセシングユニッ
ト31における符号化のための動作フロー図である。図
22を参照して、画像メモリ331内にストアされた画
像データは差分生成器310に与えられる。与えられた
データは、この場合では何ら処理されることなく、セレ
クタバスSB2を介してDCT/IDCT演算器313
に与えられる。演算器313においてDCT演算が行な
われた後、演算結果を示すデータがセレクタバスSB3
を介して量子化器314に与えられる。
【0283】量子化器314は、セレクタバスSB5を
介してパラメータメモリ344を参照することにより、
量子化演算を実行する。量子化結果を示すデータ、すな
わちコードデータがコードデータメモリ343に与えら
れ、そこでストアされる。コードデータメモリ343内
にストアされたデータは、セレクタバスSB4およびコ
ードデータバスインターフェイス回路317を介して外
部のコードバスCB(図1)に出力される。
【0284】図23は、図19に示したピクセルプロセ
シングユニット31における復号化のための動作フロー
図である。図23を参照して、コードデータメモリ34
3内にストアされている復号化されるべきデータは、セ
レクタバスSB4を介して量子化器314に与えられ
る。量子化器314は、セレクタバスSB5を介してパ
ラメータメモリ344を参照することにより、逆量子化
演算を実行する。逆量子化演算結果を示すデータは、セ
レクタバスSB3を介してDCT/IDCT演算器31
3に与えられる。
【0285】演算器313は、与えられたデータについ
て逆DCT演算を実行する。演算結果を示すデータは、
セレクタバスSB2を介して復号器310に与えられ
る。復号器310は、与えられたデータについてリミッ
ト処理を行ない、処理されたデータは画像メモリ335
に与えられ、そこでストアされる。
【0286】(ii) MPEG規格に従う符号化両方
向予測の場合 図24を参照して、符号化処理において、画像メモリ3
32内にストアされた前方向の画像データおよび画像メ
モリ333内にストアされた後ろ方向の画像データがフ
ィルタ315に与えられる。フィルタ315は、与えら
れたデータについて1/2精度画像生成処理および画素
補間処理を実行する。処理されたデータは画像メモリ3
34に与えられ、そこでストアされる。
【0287】画像メモリ334内にストアされたデータ
はセレクタバスSB1を介して差分生成器310に与え
られる。一方、画像メモリ331内にストアされている
符号化対象の画像データも差分生成器310に与えられ
る。差分生成器310は、与えられたデータについて画
素差分演算を実行する。
【0288】DCT/IDCT演算器313は、セレク
タバスSB2を介して、差分生成器310から差分デー
タを受ける。演算器313は、受信したデータについて
DCT演算を行ない、演算結果を示すデータはセレクタ
バスSB3を介して量子化器314に与えられる。量子
化器314は、セレクタバスSB5を介してパラメータ
メモリ344を参照することにより、与えられたデータ
についての量子化演算を行なう。量子化演算結果を示す
データは、セレクタバスSB4を介してコードデータメ
モリ343に与えられ、そこでストアされる。
【0289】図25を参照して、復号化処理において、
コードデータメモリ343内にストアされたデータ、す
なわち復号化されるべきデータはセレクタバスSB4を
介して量子化器314に与えられる。量子化器314
は、セレクタバスSB5を介してパラメータメモリ34
4を参照することにより、与えられたデータについて量
子化処理を行なう。量子化処理結果を示すデータはセレ
クタバスSB3を介してDCT/IDCT演算器313
に与えられる。
【0290】演算器313は、与えられたデータについ
て逆DCT処理を実行する。処理結果を示すデータはセ
レクタバスSB2を介して復号器310に与えられる。
復号器310は、画像メモリ334内にストアされてい
るデータをセレクタバスSB1を介して受ける。復号器
310は、与えられたデータに基づいて画素の復号処理
(加算処理)およびリミット処理を実行する。処理され
たデータは画像メモリ335に与えられ、そこでストア
される。
【0291】(5) パイプライン処理(図26ないし
図29) 図26は、図19に示したピクセルプロセシングユニッ
ト31における符号化のためのパイプライン処理を示す
タイムチャートである。図26を参照して、動作期間A
において、画像メモリ331のための書込データが内部
ピクセルバスIPB2を介して転送される。動作期間B
において、画像メモリ332のための書込データが内部
ピクセルバスIPB2を介して転送される。動作期間C
において、画像メモリ333のための書込データが内部
ピクセルバスIPB2を介して転送される。
【0292】動作期間Dにおいて、フィルタ315が動
作する。動作期間Eにおいて、DCT/IDCT演算器
313および量子化器314によるDCT演算および量
子化演算が行なわれる。動作期間Fにおいて、演算器3
13,量子化器314および画像復号器310により逆
量子化演算,逆DCT演算および復号処理が行なわれ
る。動作期間Gにおいて、画像メモリ335についての
読出動作が行なわれる。動作期間Hにおいて、コードデ
ータバスインターフェイス回路317により、ラン−レ
ベルパッキング処理および出力処理が行なわれる。
【0293】図26の処理は、各マクロブロックごとに
順次に行なわれる。すなわち、図26では1つのマクロ
ブロックについての画像データの処理だけが示されてい
るが、多数のマクロブロックについてパイプライン処理
が行なわれる。複数のマクロブロックについてのパイプ
ライン処理を以下に説明する。
【0294】図27は、フレーム内予測におけるパイプ
ライン処理を示すタイムチャートである。図27を参照
して、添字0は0番目のマクロブロックについてのデー
タ処理を示し、添字1は1番目のマクロブロックについ
ての処理を示すものとする。
【0295】図28は、片方向予測におけるパイプライ
ン処理を示すタイムチャートである。また、図29は、
両方向予測におけるパイプライン処理を示すタイムチャ
ートである。
【0296】図27ないし図29からわかるように、ピ
クセルプロセシングユニット3においても複数のマクロ
ブロックについてのデータ処理がパイプライン処理制御
の下で行なわれるので、ピクセルプロセシングユニット
3における処理のみについてもデータ処理を効率よく行
なうことができる。言い換えると、DCT演算および量
子化演算を高速で効率よく実行できるピクセルプロセシ
ングユニットが提供され得る。
【0297】(6) ピクセルプロセシングユニット3
3 図93は、ピクセルプロセシングユニットのさらに他の
一例を示すブロック図である。図93に示すピクセルプ
ロセシングユニット33は、たとえば、図83〜図8
9、図91に示したピクセルプロセシングユニットとし
て用いられる。
【0298】図93において、図18に示すピクセルプ
ロセシングユニット31と異なる点は、2組のピクセル
バスインタフェース回路318aおよび318bを備え
た点である。その他の点は、図18に示すピクセルプロ
セシングユニット31と同様であるので、同一部分には
同一番号を付し、以下その説明を省略する。
【0299】図94は、図93に示したピクセルプロセ
シングユニット33のより詳細なブロック図である。図
94を参照して、ピクセルバスIPB2aおよびIPB
2bは、それぞれ32ビットのバス幅を有しており、そ
れぞれが専用のピクセルバスインタフェース回路318
aおよび318bと画像メモリ331〜333、335
に接続されている。その他の点は、図19に示すピクセ
ルプロセシングユニット31と同様であるので、同一部
分には同一番号を付し、以下その説明を省略する。
【0300】次に、ピクセルプロセシングユニット33
の動作について説明する。図94を参照して、動作の一
例として、MPEG規格における動画像符号化処理につ
いて説明する。
【0301】MPEG規格では、前方向予測、後ろ方向
予測、両方向予測の3種類の予測が使用され、各予測の
種類に応じて、外部から予測データを転送する必要があ
る。予測データの転送は、ピクセルバスインタフェース
回路318a、318bのどちらか一方を介して行なわ
れる。また、符号化対象の画像データもピクセルバスイ
ンタフェース回路318a、318bの一方を介して行
なわれる。画像圧縮処理は、フィルタ325、DCT/
IDCT演算器313、量子化器314、差分生成器お
よび画像復号器310において行なわれ、コードデータ
バスインタフェース回路317を介してデータが出力さ
れる。一方、ピクセルプロセシングユニット33内部で
局部復号された画像は、ピクセルバスインタフェース回
路318aおよび318bの両方を介してそれぞれ別々
な外部装置に転送される。転送された局部復号データの
うち一方は、たとえば、図87に示す動き予測ユニット
47の入力データとなる。転送された局部復号データの
他方は、次のフレーム処理における予測画像データとな
る。
【0302】上記のように、図94に示すピクセルプロ
セシングユニット33は、局部復号画像データを同時に
複数の外部装置へ転送することができ、さらに、参照画
像データを動き予測ユニットからローカルメモリへ転送
しているときに、他のポートから予測画像データを転送
することができる。また、予測画像用の転送ポートも1
つに固定されず、どちらのポートからも転送することが
でき、システムの構成およびデータの転送方法を容易に
変えることが可能となる。
【0303】図95は、図93に示すピクセルプロセシ
ングユニット33の他の例を示すブロック図である。図
95に示したピクセルプロセシングユニット33aも、
たとえば、図83〜図89、図91に示したピクセルプ
ロセシングユニットとして用いられる。
【0304】図95を参照して、図94に示したピクセ
ルプロセシングユニット33と比較すると、ピクセルプ
ロセシングユニット33aは、ピクセルバスIPB2が
2つのピクセルバスインタフェース回路318aおよび
318bに接続されており、内部バスがピクセルデータ
の転送に共通に使用される。その他の点は、図94に示
すピクセルプロセシングユニット33と同様であるので
以下その説明を省略する。
【0305】次に、ピクセルプロセシングユニット33
aの動作について説明する。図95を参照して、内部ピ
クセルバスIPB2が共通して使用される。したがっ
て、局部復号データを同時に2つのピクセルバスインタ
フェース回路318aおよび318bを介して転送する
場合であれば、図94に示すピクセルプロセシングユニ
ット33と同様な動作が行なわれる。
【0306】上記の構成により、ピクセルプロセシング
ユニット33aは、局部復号データを同時に複数の外部
装置へ転送することができ、さらに、ローカルメモリか
ら動き予測ユニットへ参照画像データを転送していると
きに他のポートからピクセルプロセシングユニット35
へデータを転送することができる。また、ピクセルバス
IPB2を共通化して使用するため、回路面積を削減す
ることができ、高集積化に適する。
【0307】4.可変長プロセッサ 以下の記載では、2つのシステム構成が提案され、それ
ぞれのシステム構成を実現するためのプロセッサについ
て説明がなされる。
【0308】(1) 第1のシステム構成(図30ない
し図35) 図30は、可変長処理のための第1のシステム構成を示
すブロック図である。図30に示したシステム構成を有
する可変長プロセッサを、たとえば図9に示した可変長
プロセッサ12に適用することができる。
【0309】図30を参照して、第1のシステム構成
は、可変長符号化用テーブルメモリ401と、可変長復
号化用テーブルメモリ402と、可変長符号列入力メモ
リ403と、可変長符号列出力メモリ404と、被符号
化データ入力メモリ405と、被符号化データ出力メモ
リ406とを含む。可変長プロセッサ121は、バスラ
インBUを介して各メモリ401ないし406に接続さ
れる。
【0310】図31は、第1のシステム構成における可
変長符号化処理のフロー図である。図31を参照して、
以下に可変長符号化のための処理について説明する。ま
ず、ステップ431において、被符号化データ入力メモ
リ405から変換対象の被符号化データが可変長プロセ
ッサ121内の内部メモリに与えられる。ここで、被符
号化データは、“RUN”および“LEVEL”の組合
せにより規定される。以下の記載では、被符号化データ
を(RN,LV)により表わすものとする。与えられた
被符号化データは、可変長プロセッサ121内のアドレ
ス生成器(図示せず)に与えられ、可変長符号化用テー
ブルメモリ401の参照により可変長符号およびその符
号長が得られる。可変長符号および符号長は可変長プロ
セッサ121内の内部メモリにストアされる。
【0311】ステップ433において、得られた可変長
符号がエスケープコード(ESCAPE)であるか否か
が判定される。エスケープコードが得られたとき、ステ
ップ434において、エスケープコードおよびデータ
(RN,LV)を結合することにより、等長コードが生
成される。等長コードの生成の後、処理はステップ43
5に進む。一方、ステップ433において、エスケープ
コード、すなわちコード“000001”が得られなか
ったとき、処理はステップ435に進む。
【0312】ステップ435において、可変長符号のデ
ータ結合により、可変長符号列が生成される。可変長符
号列の生成の後、ステップ436において、可変長符号
列が出力される。
【0313】図32は、第1のシステム構成における可
変長復号化処理のフロー図である。図32を参照して、
以下に可変長復号化のための処理について説明する。
【0314】まず、ステップ441において、図30に
示した可変長符号列入力メモリ403から可変長符号列
がバスラインBUを介して可変長プロセッサ121に与
えられる。可変長プロセッサ121は、ステップ442
において、先頭の可変長符号を抜き出す。すなわち、直
前の可変長符号の符号長から次の可変長符号が先頭が認
識され、次の可変長符号の先頭から、可変長符号の最大
符号長である14ビットのデータが抜き出される。
【0315】次に、ステップ443において、復号化用
テーブルメモリ402を参照することにより、可変長符
号および符号長、すなわちデータ(RN,LV)を得
る。すなわち、得られた可変長符号の先頭から、可変長
符号の最大符号長である14ビットのデータが図示され
ていないアドレス生成器に与えられ、アドレス生成器に
より復号化用テーブルメモリ402を参照するためのア
ドレス信号が生成される。このアドレス信号を用いて復
号化用テーブルメモリ402が参照され、可変長符号お
よびその符号長が得られる。
【0316】ステップ444において、エスケープコー
ド“000001”が得られたか否かが判定される。エ
スケープコードが得られたとき、ステップ445におい
て、可変長符号列から、エスケープコード“00000
1”の後の16ビットのデータが復号データ(RN,L
V)として抜き出される。ステップ445の処理の後、
処理はステップ446に進む。ステップ444におい
て、エスケープコードが得られなかったとき、処理はス
テップ446に進む。
【0317】ステップ446において、復号化されたデ
ータ(RN,LV)が出力される。次に、図30に示し
た可変長符号化用テーブルメモリ401および可変長復
号化用テーブルメモリ402においてストアされるデー
タのデータ記憶構造について説明する。図33は、可変
長符号化用テーブルメモリ401のデータ記憶構造図で
ある。図33に示すように、可変長符号化用テーブルメ
モリ401は、データ(RN,LV)により参照するこ
とにより、ストアされている可変長符号VCおよび符号
長CLを出力する。ランデータRNは、6ビットのビッ
ト長を有する。レベルデータLVは、10ビットのビッ
ト長を有する。可変長符号VCは、14ビットのビット
長を有する。符号長データCLは4ビットの符号長を有
する。
【0318】図34は、可変長復号化用テーブルメモリ
402のデータ記憶構造図である。図34に示されるよ
うに、可変長復号化用テーブルメモリ402は、可変長
符号VCにより参照することにより、レベルデータL
V,ランデータRNおよび符号長データCLを出力す
る。符号長データCLは、4ビットのビット長さを有し
ている。
【0319】可変長復号化用テーブルメモリ402を参
照するのに用いられる入力データVCは、可変長符号の
最大符号長と同じビット長さを有している。したがっ
て、入力データVCの上位ビットに最大符号長よりも短
い符号が存在する場合には、下位ビットにいかなるビッ
トパターンがあっても、上位のビットの復号結果が優先
的に出力され得る。たとえば、図34に示した2つの入
力データ415および417のいずれを用いてテーブル
メモリ402を参照しても、同じデータ416および4
18が出力される。
【0320】次に、可変長符号列の生成処理について説
明する。図35は、可変長符号列の生成処理を説明する
ための処理フロー図である。1つの可変長符号列を生成
するため、6つのレジスタ421ないし426が準備さ
れているものと仮定する。また、可変長処理プロセッサ
がnビットのデータ処理帯域を有しているものと仮定
し、したがって、各レジスタ421ないし426がnビ
ットのビット幅を有しているものと仮定する。
【0321】図35を参照して、レジスタ421が可変
長符号VC1を保持し、レジスタ422が可変長符号V
C1の符号長kを保持しているものとする。レジスタ4
23が可変長符号VC2を保持し、レジスタ424が可
変長符号VC2の符号長jを保持しているものとする。
レジスタ425が可変長符号VC3を保持しているもの
とし、レジスタ426が可変長符号VC3の符号長mを
保持しているものとする。
【0322】まず、レジスタ421内に保持された可変
長符号VC1がレジスタ426に与えられる。レジスタ
426は、可変長符号VC1のそれぞれのビットをMS
Bから順にストアする。したがって、レジスタ426
は、MSBからkビットの可変長符号VC1を保持する
ことになる。
【0323】次に、ステップ427において、可変長符
号VC2の符号長jが(n−k)と比較される。j<
(n−k)の場合では、レジスタ423内に保持された
可変長符号VC2がレジスタ426に与えられる。レジ
スタ426は、可変長符号VC1の後に可変長符号VC
2を保持する。レジスタ426における動作は、可変長
符号VC2をkビットだけLSB側にシフトした後、可
変長符号VC1およびVC2の対応するビット間で累算
または論理和処理を行なうことによりなされる。その結
果、レジスタ426は、(k+j)ビットの結合された
データ、すなわち可変長符号列(VC1+VC2)を保
持することになる。
【0324】この段階において、レジスタ426は(n
−k−j)ビットの領域を残しているので、レジスタ4
26はさらに可変長符号VC3を保持するのに使われ
る。
【0325】ステップ427においてj>(n−k)の
場合では、レジスタ423内の可変長符号VC2のう
ち、(n−k)ビットのデータがレジスタ426におい
て保持される。すなわち、可変長符号VC2をkビット
だけシフトさせた後、可変長符号VC1およびVC2の
間で累算または論理和処理が行なわれる。その結果、レ
ジスタ426は、kビットの可変長符号VC1および
(n−k)ビットの可変長符号VC2の一部により満た
されることになる。
【0326】ステップ428においてレジスタ426内
に満たされたデータが出力される。データ出力の後、レ
ジスタ423内に残された(j+k−n)ビットの可変
長符号VC2がレジスタ426に与えられる。レジスタ
426は、与えられたデータ、すなわち可変長符号VC
2の残されたビットをMSBの側から順に保持する。
【0327】このようにして、レジスタ426が順次に
与えられる可変長符号により満たされ、満たされたnビ
ットのデータが可変長符号列として順次に出力される。
【0328】可変長符号列の切出し処理では、上記の可
変長符号列生成処理と同様に、データシフト,論理演
算,可変長符号の符号長のカウントおよび判断処理を繰
返し実行することにより行なわれる。
【0329】(2) 可変長プロセッサ(専用回路:図
36) 図36は、可変長プロセッサの第1の例を示すブロック
図である。図36を参照して、可変長プロセッサ122
は、アドレスレジスタ451と、ROM452と、出力
処理回路453とを含む。これらの内部回路451,4
52および453は専用回路により構成される。
【0330】(3) 可変長プロセッサ(ディジタルシ
グナルプロセッサ:図37) 図37は、可変長プロセッサの第2の例を示すブロック
図である。この可変長プロセッサ123は、ディジタル
シグナルプロセッサにより構成される。図37を参照し
て、可変長プロセッサ123は、外部インターフェイス
回路461と、ALU462と、シフタ回路463と、
メモリ464と、命令メモリ465と、制御回路466
とを含む。
【0331】(4) 可変長プロセッサ(汎用マイクロ
プロセッサ:図38) 図38は、可変長プロセッサの第3の例を示すブロック
図である。この可変長プロセッサ124は、汎用のマイ
クロプロセッサにより構成される。図38を参照して、
可変長プロセッサ124は、レジスタファイル473を
含む実行ユニット(EU)471と、リロケーションレ
ジスタファイル474を含むバスインターフェイスユニ
ット472と、ALU475と、フラグレジスタ476
と、バスインターフェイスユニット477と、命令キュ
ー478と、制御/タイミング回路479とを含む。
【0332】図36,図37および図38に示した可変
長プロセッサ122,123および124は、いずれも
図30に示した第1のシステム構成を形成しており、し
たがって第1のシステム構成における上記の処理が行な
われる。
【0333】(5) 第2のシステム構成(図39) 図39は、可変長処理のための第2のシステム構成を示
すブロック図である。図39に示したシステム構成は、
たとえば図1に示した画像圧縮/伸張処理装置101に
おいて形成される。
【0334】図39を参照して、ワークメモリ7は、可
変長符号化用テーブルメモリ481と、可変長復号化用
テーブルメモリ482とを含む。これらのテーブルメモ
リ481および482は、バス491および492を介
して可変長プロセッサ125に接続される。
【0335】バッファメモリ6は、可変長符号列入力メ
モリ483と、可変長符号列出力メモリ484と、被符
号化データ入力メモリ485と、被符号化データ出力メ
モリ486とを含む。これらの符号列入力メモリ483
および出力メモリ484は、バス493および495を
介して可変長プロセッサ125に接続される。また、符
号列入力メモリおよび符号列出力メモリは、バス494
を介して可変長プロセッサ125およびホストインター
フェイス回路1に接続される。
【0336】被符号化データ入力メモリ485および被
符号化データ出力メモリ486は、バス496および4
98を介して可変長プロセッサ125に接続される。ま
た、入力メモリ485および出力メモリ486は、バス
497を介して可変長プロセッサ125およびピクセル
プロセシングユニット3に接続される。
【0337】(6) 可変長プロセッサ(図40) 図40は、図39に示した可変長プロセッサ125のブ
ロック図である。したがって、図40に示した可変長プ
ロセッサ125は、たとえば図9に示した可変長プロセ
ッサ12に適用され得る。
【0338】図40を参照して、可変長プロセッサ12
5は、制御器501と、アドレス生成器502と、外部
インターフェイス回路503と、データ演算器504
と、可変長符号列生成/分解回路505と、外部インタ
ーフェイス回路506と、外部インターフェイス回路5
07と、データメモリ508とを含む。これらの内部回
路501ないし508は、第1の内部バス509を介し
て接続される。一方、外部インターフェイス回路503
および可変長符号列生成/分解回路505は、第2の内
部バス510を介して接続される。
【0339】外部インターフェイス回路503は、バス
491および492を介して図9に示したメインポート
17に接続される。外部インターフェイス回路506
は、バス493,494および495を介して図9に示
したコードデータポート20に接続される。
【0340】(i) アドレス生成器(図41) 図41は、図40に示したアドレス生成器502のブロ
ック図である。図41を参照して、アドレス生成器50
2は、正リミット値レジスタ520と、負リミット値レ
ジスタ521と、PEモードレジスタ522と、ページ
レジスタ523と、アドレスレジスタ524および52
5と、エスケープデコーダ526と、エスケープエンコ
ーダ527と、エスケープレジスタ528と、データレ
ジスタ529と、セレクタ回路530と、リミッタ回路
531と、プライオリティエンコーダ532と、シフタ
回路533と、外部アドレスレジスタ534と、パイプ
ラインレジスタ561,562,563と、OR回路
(論理和処理回路)564とを含む。
【0341】レジスタ520ないし525は、第1の内
部バス509に接続される。セレクタ回路530は、第
1および第2の内部バス509および510に接続され
る。データレジスタ529および外部アドレスレジスタ
534は、図40に示した外部インターフェイス回路5
03に接続される。
【0342】図42は、図41に示したアドレス生成器
502における可変長符号化処理のフロー図である。ア
ドレス生成器502の詳細な処理は後で説明されるが、
まず、基本的な動作について説明する。
【0343】図42を参照して、ステップ601におい
て、図41に示したレジスタ520ないし523に所定
のデータが設定される。ステップ602において、アド
レスレジスタ525に被符号化データ(RN,LV)が
入力される。被符号化データ(RN,LV)は、合計1
6ビットを有しており、上位の10ビットによりレベル
データLVが規定され、下位の6ビットによりランデー
タRNが規定される。ステップ602の後、ステップ6
03ないし605およびステップ606ないし607の
処理が並列に行なわれる。
【0344】ステップ603において、アドレスレジス
タ525において保持されたデータがリミッタ回路53
1に与えられる。リミッタ回路531は、与えられたデ
ータのうち上位の10ビット、すなわちレベルデータL
Vについて、正リミット値レジスタ520および負リミ
ット値レジスタ521によって規定された範囲内に制限
する。リミット処理の結果、6ビットのレベルデータL
Vおよび6ビットのランデータRNを有する合計12ビ
ットの被符号化データが得られる。
【0345】12ビットの被符号化データはOR回路5
64に与えられ、与えられたデータとページレジスタ5
23から与えられるデータとの間で論理和処理が行なわ
れ、結合された20ビットのデータが生成される(ステ
ップ604)。生成されたデータは、外部アドレスレジ
スタ534に格納される(ステップ605)。
【0346】一方、ステップ606において、レジスタ
525内の被符号化データがエスケープエンコーダ52
7に与えられ、エスケープエンコーダ527による等長
コードの生成が行なわれる。すなわち、被符号化データ
が等長コードとして符号化される場合の等長コード生成
処理が行なわれる。ステップ607において、生成され
た等長コードがエスケープレジスタ528に格納され
る。
【0347】図43は、図41に示したアドレス生成器
502における可変長復号化処理のフロー図である。可
変長復号化のための基本的な処理について説明する。
【0348】図43を参照して、まずステップ611に
おいて、レジスタ520ないし523に所定のデータが
設定される。ステップ612において、復号化されるべ
き可変長符号列がアドレスレジスタ524に入力され
る。レジスタ524は、与えられた可変長符号列の最初
のビットから22ビット分をMSB側から順に保持す
る。ステップ612の後、ステップ613ないし616
の処理およびステップ617ないし618の処理が並列
に行なわれる。
【0349】ステップ613において、アドレスレジス
タ524内に保持されたデータ、すなわち可変長符号列
がプライオリティエンコーダ532に与えられる。プラ
イオリティエンコーダ532は、与えられたデータにつ
いてそのMSBから連続する“0”の数SNを演算によ
り求める。
【0350】ステップ614において、アドレスレジス
タ524内のデータがシフタ回路533に与えられる。
シフタ回路533は、ステップ613において求められ
た連続数SNに応答して、与えられたデータのうちMS
Bから(SN+1)番目より下位の6ビットのデータを
抜き出す。抜き出されたデータはOR回路564に与え
られる。
【0351】ステップ615において、OR回路564
による論理和処理が行なわれ、20ビットのデータが生
成される。生成されたデータは外部アドレスレジスタ5
34に格納される(ステップ616)。
【0352】一方、ステップ617において、アドレス
レジスタ524において保持されたデータがエスケープ
デコーダ526に与えられる。エスケープデコーダ52
6は、与えられたデータがエスケープコードを用いた等
長コードであるとみなすことにより復号処理を行なう。
復号されたデータはエスケープレジスタ528に格納さ
れる(ステップ618)。
【0353】(ii) 可変長符号列生成/分解回路
(図44) 図44は、図40に示した可変長符号列生成/分解回路
505のブロック図である。図44を参照して、可変長
符号列生成/分解回路505は、バスレジスタ536
と、バレルシフタ(BSFT)537と、加算器538
と、コード長レジスタ539と、コード出力レジスタ5
40と、コード入力レジスタ541と、FIFO回路5
42および543と、制御器544とを含む。バスレジ
スタ536は、第1の内部バス509に接続される。加
算器538は、第2の内部バス510に接続される。F
IFO回路542および543は、信号線42aないし
43cを介して図47に示した外部インターフェイス回
路506(後で説明される)に接続される。
【0354】図45は、図44に示した可変長符号列生
成分解回路505における可変長符号化処理のフロー図
である。図45を参照して、まず、可変長符号化処理に
おける基本的な動作について説明する。
【0355】ステップ621において、可変長符号VC
が内部バス509を介してバスレジスタ536に与えら
れる。可変長符号VCのコード長データCLが第2の内
部バス510を介して加算器538に与えられる。
【0356】ステップ622において、バレルシフタ5
37が、既に入力されている古い可変長符号VC′に現
在与えられた新しい可変長符号VCを結合し、可変長符
号列VCTを生成する。ステップ623において、加算
器538が、新しい可変長符号の符号長CLを累積的に
加算されている符号長和CLSに加算する。
【0357】ステップ624において、符号長和CLS
が8ビットを超えるか否かが判定される。CLS≧8で
あるとき、処理はステップ625に進む。
【0358】ステップ625において、可変長符号列V
CTの最初のビットから8ビットのデータがFIFO回
路542に与えられ、そこで格納される。ステップ62
6において、減算、すなわちCLS=CLS−8を実行
することにより、新しい符号長和が求められる。ステッ
プ626の後、処理はステップ624に戻る。
【0359】ステップ624において、もしCLS<8
であるとき、この符号化動作が終了する。
【0360】図46は、図44に示した可変長符号列生
成/分解回路505における可変長復号化処理のフロー
図である。図46を参照して、まず、ステップ631に
おいて、第1の内部バス509上に可変長符号列VCT
が与えられる。ステップ632において、第2の内部バ
ス510を介して、可変長符号列VCTに含まれる最初
の可変長符号VCの符号長CLが加算器538に与えら
れる。加算器538は、ステップ633において、新し
い符号長CLを古い符号長の和CLSに加算する。
【0361】ステップ634において、符号長和CLS
が8ビット以上であるかどうかが判定される。CLS≧
8であるとき、処理はステップ635に進む。
【0362】ステップ635において、可変長符号列入
力メモリ483から1ワードのデータが与えられ、現在
の可変長符号列に結合される。ステップ636におい
て、結合された可変長符号列から最初の8ビットのデー
タが捨てられる。ステップ637において、CLS=C
LS−8を実行することにより、新しい符号長和CLS
が得られる。ステップ637の後、処理はステップ63
4に戻る。
【0363】ステップ634において、CLS<8のと
き、この復号化処理が終了する。 (iii) 外部インターフェイス回路506(図4
7) 図47は、図40に示した外部インターフェイス回路5
06のブロック図である。図47を参照して、外部イン
ターフェイス回路506は、DMA機能を有する制御器
545と、リードアクセスカウンタ546および549
と、ライトアクセスカウンタ547および548と、減
算器565および566と、比較器550および558
と、フラグ生成レジスタ551ないし554と、ライト
データレジスタ556と、リードデータレジスタ557
と、セレクタ555とを含む。
【0364】制御器545は、信号線42b,42c,
43bおよび43cを介して図44に示したFIFO回
路542および543に接続される。レジスタ556
は、信号線42aを介して図44に示したFIFO回路
542に接続される。レジスタ557は、信号線43a
を介して図44に示したFIFO回路543に接続され
る。カウンタ546および547は、信号線493を介
して図39に示した可変長符号列入力メモリ438およ
び可変長符号列出力メモリ484に接続される。カウン
タ548および549は、信号線494を介して図39
に示した可変長符号列入力メモリ483および可変長符
号列出力メモリ484ならびにホストインターフェイス
回路1に接続される。セレクタ555は、信号線495
を介して図39に示した可変長符号列入力メモリ483
および可変長符号列出力メモリ484に接続される。
【0365】カウンタ546は、図39に示した可変長
符号列入力メモリ483へのリードアクセス回数をカウ
ントする。カウンタ547は、図39に示した可変長符
号列出力メモリ484へのライトアクセス回数をカウン
トする。カウンタ548は、他の回路から可変長符号列
入力メモリ483へのライトアクセス回数をカウントす
る。カウンタ549は、他の回路から可変長符号列出力
メモリ484へのリードアクセス回数をカウントする。
【0366】フラグレジスタ551は、可変長符号列入
力メモリ483のフル状態を示すフルフラグを生成し、
かつそれを保持する。レジスタ552は、可変長符号列
入力メモリ483のエンプティ状態を示すエンプティフ
ラグを生成し、それを保持する。フラグレジスタ553
は、可変長符号列出力メモリ484のフル状態を示すフ
ルフラグを生成し、かつそれを保持する。カウンタ55
4は、可変長符号列出力メモリ484のエンプティ状態
を示すエンプティフラグを生成し、かつそれを保持す
る。
【0367】比較器550は、可変長符号列入力メモリ
483のフル状態を示すフルフラグFF1またはエンプ
ティ状態を示すエンプティフラグEF1を出力する。比
較器558は、可変長符号列出力メモリ484のフル状
態を示すフルフラグFF2またはエンプティフラグEF
2を出力する。
【0368】図48は、図47に示した外部インターフ
ェイス回路506における可変長符号化処理のフロー図
である。図48を参照して、可変長符号化処理のための
基本的な動作について説明する。
【0369】ステップ641において、可変長符号列出
力メモリ484がエンプティ状態にあるか否かが検出さ
れる。すなわち、比較器558からエンプティフラグE
F2が出力されるか否かが判定される。エンプティフラ
グEF2が検出されないとき、処理はステップ642に
進む。もし、エンプティフラグEF2が検出されたと
き、処理は終了する。
【0370】ステップ642において、可変長符号列出
力メモリ484がフル状態にあるか否かが検出される。
すなわち、比較器558からフルフラグFF2が出力さ
れるか否かが判定される。フルフラグFF2が検出され
ないとき、処理はステップ643に進む。フルフラグF
F2が検出されたとき、処理は終了する。
【0371】ステップ643において、可変長符号列出
力メモリ484にストアされた1ワードのデータが読出
され、外部可変長符号列出力メモリに格納される。ステ
ップ644において、ライトアクセスカウンタ547が
カウントアップされる。ステップ644の後、処理はス
テップ641に戻る。
【0372】図49は、図47に示した外部インターフ
ェイス回路506における可変長復号化処理のフロー図
である。図49を参照して、まず、ステップ651にお
いて、可変長符号列入力メモリ483がフル状態にある
か否かが検出される。すなわち、比較器550からフル
フラグFF1が出力されるか否かが検出される。フルフ
ラグFF1が検出されないとき、処理はステップ652
に進む。フルフラグFF1が検出されたとき、処理は終
了する。
【0373】ステップ652において、可変長符号列入
力メモリ483がエンプティ状態にあるか否かが検出さ
れる。すなわち、比較器550からエンプティフラグE
F1が出力されるか否かが検出される。エンプティフラ
グEF1が検出されないとき、処理はステップ653に
進む。エンプティフラグEF1が検出されたとき、処理
は終了する。
【0374】ステップ653において、外部可変長符号
列入力メモリにストアされている1ワードのデータが読
出され、可変長符号列入力メモリ483に格納される。
ステップ654において、外部可変長符号列入力メモリ
のためのリードアクセスカウンタ446がカウントアッ
プされる。ステップ654の後、処理はステップ651
に戻る。
【0375】(iv) より詳細な可変長符号化/復号
化処理の説明 以下の記載では、図39に示した可変長プロセッサ12
5における可変長符号化/復号化処理についてより詳細
に説明する。
【0376】図50は、図39に示した可変長プロセッ
サ125における処理において使用される可変長符号テ
ーブルである。図50を参照して、この可変長符号テー
ブルの左側の4つの欄は、CCITTによるH.261
勧告における可変長符号テーブルに相当する。すなわ
ち、H.261に規定されたランデータ(ゼロラン長)
RN,レベルデータ(係数)LV,符号長CLおよび可
変長符号VCが左側の4つの欄に記載されている。一
方、右側の3つの欄は、グループ化された可変長符号テ
ーブルを示している。すなわち、可変長符号VCの最初
のビットから連続する“0”の個数に従って、可変長符
号VCおよび符号長CLが合計9つのグループGR0な
いしGR8に分けられている。
【0377】たとえば、グループGR0は、可変長符号
VCの最初のビットが“0”でない可変長符号VCを含
む。グループGR1は、可変長符号VCの最初の1つの
ビットだけが“0”である可変長符号VCを含む。グル
ープGR2は、可変長符号VCの最初のビットおよび次
のビットが“0”である可変長コードVCを含む。同様
に、グループGR8は、可変長符号VCの最初のビット
から8つの“0”を含む可変長コードVCを含む。この
ようにグループ化された可変長コードVCおよび符号長
CLは、後で説明するように、可変長プロセッサ125
における処理において使用される。
【0378】まず、可変長符号化処理について説明す
る。可変長符号化処理は、基本的に、既に説明した図3
1に示したフロー図に従って実行される。まず、図39
に示した被符号化データ入力メモリ485から図40に
示した可変長プロセッサ125内のデータメモリ508
に被符号化データ、すなわちデータ(RN,LV)が入
力される。入力されたデータは、アドレス生成器502
に与えられ、アドレス生成器502は可変長符号化変換
のためのテーブルメモリアドレスを生成する。テーブル
アドレスの生成と並行して、図41に示したエスケープ
デコーダ526が、エスケープコードを用いた等長コー
ドを生成する。生成された等長コードはエスケープレジ
スタ528に与えられそこで保持される。アドレス生成
器502の詳細な動作については後述される。
【0379】アドレス生成器502により生成されたテ
ーブルアドレスを用いて、可変長符号化用テーブルメモ
リ481が参照され、ストアされていた可変長コードV
C,符号長CLおよびエスケープフラグESFが読出さ
れる。可変長符号VCおよび符号長CLは図41に示し
たデータレジスタ529に与えられ、そこで保持され
る。
【0380】可変長符号化用テーブルメモリ481への
アクセスが完了した後、エスケープレジスタ528およ
びデータレジスタ529のいずれか一方のデータが可変
長符号生成/分解回路505に出力される。この選択
は、セレクタ回路530により行なわれる。すなわち、
2つのレジスタ528および529内に保持されたデー
タのうち、最上位ビット(MSB)に応答して、セレク
タ530がいずれかのデータを選択的に出力する。
【0381】すなわち、可変長符号化用テーブルメモリ
481は、図51に示すように、最上位ビットにおいて
被符号化データがエスケープコードの適用範囲内である
か否かを示すエスケープフラグESFを記憶している。
したがって、データレジスタ529に与えられたデータ
の最上位ビット、すなわちフラグESFがエスケープコ
ードの適用を示しているとき、セレクタ530はデータ
レジスタ529により保持されているデータを選択的に
出力する。これにより、可変長符号化用テーブルメモリ
481を参照するだけで、被符号化データにエスケープ
コードを適用させる必要があるか否かの判断ができ、こ
の判断のためにプログラムによる判断処理が必要となら
ない。
【0382】これに加えて、図41に示したアドレス生
成器502では、可変長符号化用テーブルメモリ481
へのアクセスとエスケープコードを用いた等長コードの
生成処理が並列に、すなわち同時に実行され得るので、
可変長符号化用テーブルメモリ481へのアクセスによ
る処理時間の増加が防がれる。
【0383】可変長符号化用テーブルメモリ481の参
照により得られた可変長符号VCは、図41に示した第
1の内部バス509を介して可変長符号生成/分解回路
505に転送される。一方、その符号長CLは、第2の
内部バス510を介して可変長符号生成/分解回路50
5に転送される。
【0384】可変長符号生成/分解回路505は、与え
られた可変長符号VCとその符号長CLから可変長符号
列VCTを生成する。可変長符号列の生成動作は後で説
明される。生成された可変長符号列VCTは、外部イン
ターフェイス回路506を介して図39に示した可変長
符号列出力メモリ484に出力される。このようにし
て、可変長符号化処理が完了される。
【0385】次に、可変長復号化処理について説明す
る。まず、図39に示した可変長符号列入力メモリ48
3から外部インターフェイス回路506を介して可変長
符号列が可変長符号列生成/分解回路505に入力され
る。可変長符号列生成/分解回路505は、与えられた
可変長符号列から復号対象となる可変長符号を切出し、
可変長符号のビットをMSB側にシフトさせる。シフト
された可変長符号は、第1の内部バス509を介してア
ドレス生成器502に転送される。可変長符号列生成/
分解回路505における詳細な処理は後で説明される。
【0386】アドレス生成器502は、与えられた可変
長符号に応答して、図39に示した可変長復号化用テー
ブルメモリ482を参照するためにテーブルアドレスを
生成する。生成されたテーブルアドレスは、外部インタ
ーフェイス回路503を介して可変長復号化用テーブル
メモリ482に与えられる。その結果、復号された可変
長符号,符号長データおよびエスケープフラグESFが
図41に示したデータレジスタ529に保持される。こ
のとき、この処理と並列して、可変長符号がエスケープ
コードエンコーダ527に与えられ、エスケープコード
を用いた等長コードの復号処理が行なわれる。結果を示
すデータは、エスケープレジスタ528に与えられ、そ
こで保持される。
【0387】可変長符号化処理の場合と同様に、可変長
復号化用テーブルメモリ482は、エスケープフラグE
SFを記憶している。したがって、テーブルメモリ48
2へのアクセスが終了した時点で、データレジスタ52
9の最上位ビット(MSB)にエスケープフラグESF
が保持される。エスケープフラグESFに応答して、エ
スケープレジスタ528およびデータレジスタ529に
おいて保持されたデータのうちの1つがセレクタ530
を介して選択的に出力される。出力されたデータは、図
40に示したデータメモリ508に与えられる。
【0388】一方、符号長データは第2の内部バス51
0を介して可変長符号列生成/分解回路505に転送さ
れる。可変長符号列生成/分解回路505は、与えられ
た符号長データを用いて、次の可変長符号の切出し処理
を行なう。データメモリ508に与えられた復号結果を
示すデータは、外部インターフェイス回路507を介し
て被符号化データ出力メモリ486に出力される。これ
により、可変長復号化処理が終了される。
【0389】以下の記載では、図41に示したアドレス
生成回路502のより詳細な動作が説明される。
【0390】図52は、可変長符号化処理における被符
号化データのデータフォーマット図である。図52を参
照して、被符号化データは、10ビットを有するレベル
データLVと、6ビットを有するランデータRNとを含
む。したがって、被符号化データは合計16ビットのビ
ット長を有する。
【0391】一方、図50に示した可変長符号テーブル
の左側の4つの欄を参照すると、レベルデータLV(こ
のデータはH.261勧告において絶対値データとして
規定されている)は、−15ないし+15の範囲の値を
有する。この範囲を超えるデータは、H.261勧告に
おいてエスケープコード(ESCAPE)により表現さ
れることになっている。このことは、レベルデータLV
を表現するために必要なビット数が5ビットであること
を意味しており、ランデータRNと合わせて合計11ビ
ットによりランデータおよびレベルデータの組合せを表
現できる。
【0392】+15以上および−15以下のレベルデー
タLVについては、それぞれ+16および−16にリミ
ット処理されるので、レベルデータ+16および−16
を含むアドレスがエスケープコードを示すことになる。
この処理を行なうことにより、可変長符号化用テーブル
メモリのアクセスのためのアドレスは合計11ビット幅
で足りることになり、2kワードのアドレス空間の範囲
内で可変長符号化用テーブルメモリを構成することがで
きる。
【0393】このように、アドレス生成器502は、ア
ドレス生成を1つのパスで実行できる。したがって、図
41に示したリミッタ531は、アドレスレジスタ52
5内に保持されたデータのうち、レベルデータLVの1
0ビットに対して+16ないし−16の範囲に制限する
ためのリミット処理を行なう。したがって、図41に示
した正リミット値レジスタ520には正の値+16が設
定されており、一方、負リミット値レジスタ521には
負の値−16が設定されている。リミッタ531は、こ
れらのレジスタ520および521に保持されたデータ
を参照することにより上記のリミット処理を行なう。
【0394】レベルデータに対するリミット処理の結
果、合計11ビットの組合せデータが得られ、このデー
タを用いて可変長符号化用テーブルメモリ481を参照
するためのアドレスが生成される。
【0395】次に、図41に示したアドレス生成回路5
02における復号化動作について説明する。
【0396】図50の可変長符号テーブルに示されるよ
うに、可変長符号VCは合計9つのグループGR0ない
しGR8に分けられている。各グループにおいて、それ
ぞれの可変長符号を規定するためには6ビットが必要と
なる。したがって、可変長符号のための復号テーブルを
構成するために、合計9つのグループを指定するための
4ビットと、各グループ内の符号を指定するための6ビ
ットとが必要となる。すなわち、可変長符号の復号のた
めのテーブルのアドレスとして、合計10ビットが必要
となる。図41に示したアドレス生成回路502は、1
0ビットのテーブルアドレスを1つのパスで生成するこ
とができる。
【0397】すなわち、復号対象の可変長符号がアドレ
スレジスタ524に与えられそこで保持される。アドレ
スレジスタ524により保持されたデータはプライオリ
ティエンコーダ532に与えられ、与えられたデータの
最初のビットから連続する“0”の数がカウントされ
る。これにより、図50に示したグループGR0ないし
GR8のいずれにデータが含まれているかが判定され、
グループ番号が4ビットのデータにより表現される。ま
た一方、連続する“0”の後のデータの6ビットの切出
し処理が行なわれる。4ビットのグループ番号データお
よび6ビットの切出されたデータは、合計10ビットの
テーブルアドレスを構成し、このテーブルアドレスが外
部アドレスレジスタ534に与えられそこで保持され
る。
【0398】このように、図41に示したアドレス生成
器502を用いることにより、可変長符号化用テーブル
メモリ481,可変長復号化用テーブルメモリ482の
それぞれのアドレス空間を短縮することができ、しかも
これらの処理は一連の処理でなされ得る。
【0399】次に、図44に示した可変長符号列生成/
分解回路505における符号化動作について説明する。
コード出力レジスタ540は、各々が8ビットを有する
パラレルシフトレジスタ40aないし40eを含む。初
期状態では、コード出力レジスタ540,コード長レジ
スタ539およびFIFO回路542がいずれもデータ
“0”の保持している。40ビット(40b)を有する
バレルシフタ537は、コード長レジスタ539におい
て保持されたコード長に従って、入力データを右側にシ
フトさせる。
【0400】たとえば、符号化された最初の可変長符号
として“001010”がバスレジスタ536に与えら
れ、一方、符号長“6”が5ビットの加算器538に与
えられる。この段階においてコード長レジスタ539の
値が“0”であるのでバスレジスタ536のデータはバ
レルシフタ537をそのまま通過し、コード長レジスタ
539に与えられる。加算器538において、入力デー
タ“6”とコード長レジスタ539のデータ“0”の加
算が行なわれ、その結果データ“6”がコード長レジス
タ539に書込まれる。
【0401】次に、符号化された次の可変長符号とし
て、たとえばデータ“00001000”がバスレジス
タ536に与えられ、一方、符号長“8”が加算器53
8に与えられる。コード長レジスタ539のデータは
“6”であるので、バスレジスタ536のデータは、バ
レルシフタ537により6ビットだけ右側にシフトさ
れ、シフトされたデータがコード長レジスタ539に与
えられる。したがって、コード長レジスタ539内に保
持されたデータは、最初の6ビットにおいて最初の可変
長符号を含み、7ビット目以降に次の可変長符号を含む
ことになる。加算器538は、入力データ“8”をコー
ド長レジスタ539内のデータ“6”と加算し、加算結
果“14”をコード長レジスタ539に与える。
【0402】この段階で、コード出力レジスタ540内
のレジスタ40aが可変長符号“00101000”で
満たされているので、レジスタ40a内のデータがFI
FO回路542に与えられる。その後、レジスタ40b
内のデータがレジスタ40aに転送される。さらに、レ
ジスタ40c内のデータがレジスタ40bに転送され
る。同様の処理を繰返し、最後のレジスタ40eのデー
タがレジスタ40dに転送される。これらの転送処理の
後、コード長レジスタ539のデータから、FIFO回
路542に与えられたデータの符号長である“8”を減
算する。すなわち、この例では、レジスタ539がデー
タ“14”を保持しているので、減算結果は“6”(=
14−8)となる。
【0403】その結果、コード長レジスタ539内のデ
ータは、レジスタ40aに格納されている可変長符号
“001000”のビット数を示していることとなり、
次の可変長符号が入力されたとき、入力された可変長符
号がレジスタ40a内に格納されている可変長符号のビ
ット数だけ右側にシフトされる。したがって、既に格納
されている可変長符号に続き次の可変長符号がコード出
力レジスタ40に格納されることになる。このようにし
て、可変長符号およびその符号長を用いて、可変長符号
列をソフトウェアによる判断処理を必要とすることなく
生成することができる。
【0404】次に、可変長符号列生成/分解回路におけ
る復号化動作について説明する。コード出力レジスタ5
40と同様に、コード入力レジスタ541は、各々が8
ビットを有するパラレルシフトレジスタ41aないし4
1eを含む。初期状態において、コード入力レジスタ5
41およびコード長レジスタ539はいずれもデータ
“0”を保持している。40ビットを有するバレルシフ
タ537は、コード長レジスタ539において保持され
た値だけ入力データを左側にシフトさせる。
【0405】まず、最初の可変長符号列がFIFO回路
543を介して、レジスタ41aないし41eに順に入
力される。
【0406】可変長符号が切出されるとき、コード入力
レジスタ541内のデータがバレルシフタ537を介し
てバスレジスタ536に与えられる。この段階で、コー
ド長レジスタ539内のデータは“0”であるので、コ
ード入力レジスタ541内のデータがそのままバレルシ
フタ537を通過し、バスレジスタ536に与えられ
る。バスレジスタ536内のデータを復号することによ
り、その符号長としてデータ“6”が得られ、この符号
長データは加算器538に与えられる。加算器538
は、入力データ“6”をコード長レジスタ539内のデ
ータ“0”に加算し、その結果を示すデータ“6”がコ
ード長レジスタ539に与えられそこで保持される。
【0407】次の可変長符号が切出されるとき、コード
入力レジスタ541内のデータがバレルシフタ537を
介してバスレジスタ536に与えられる。コード長レジ
スタ539内のデータは、“6”であるので、コード入
力レジスタ541内のデータがバレルシフタ537によ
り6ビットだけ左側にシフトされ、シフトされたデータ
がバスレジスタ536に与えられる。すなわち、既に復
号された可変長符号に続く次の可変長符号が、左側にシ
フトされた状態で得られる。バスレジスタ536内のデ
ータの復号の結果、その符号長としてデータ“8”が得
られ、この符号長データが加算器538に入力される。
【0408】加算器538は、入力データ“8”をコー
ド長レジスタ539内のデータ“6”と加算し、その結
果を示すデータ“14”をコード長レジスタ539に与
える。この段階で、レジスタ41aの内容がすべて復号
されたこととなるので、レジスタ40b内のデータがレ
ジスタ40aに転送される。次に、レジスタ40c内の
データがレジスタ40bに転送される。同様の処理を繰
返し、最後に、レジスタ40e内のデータがレジスタ4
0dに転送される。空のレジスタ40eに対して、FI
FO回路543から次の可変長符号列が与えられる。
【0409】コード長レジスタ539内のデータは、8
ビットの復号処理が完了しているので、“6”を保持し
ている。したがって、次の可変長符号の切出し処理が行
なわれると、既に復号された可変長符号に続く次の可変
長符号が左側にシフトされた状態で得られる。
【0410】このように、復号された可変長符号の符号
長を用いることにより、可変長符号列から次の復号対象
となる可変長符号を左側にシフトされた状態で切出す処
理が、ソフトウェアによる判断処理を必要とすることな
しに行なわれ得る。
【0411】次に、図47に示した外部インターフェイ
ス回路506における可変長符号化動作について説明す
る。
【0412】図47を参照して、DMA機能を有する制
御器545は、外部インターフェイス回路506におけ
る内部回路を制御する。カウンタ548および549
は、信号線494を介して、ホストインターフェイス回
路1から可変長符号列入力メモリ483および可変長符
号列出力メモリ484へのアクセス(リードおよびライ
ト)のストローブ信号を受ける。したがって、カウンタ
548は、ホストコンピュータによる可変長符号列入力
メモリ483へのライトアクセス回数をカウントする。
一方、カウンタ549は、ホストコンピュータによる可
変長符号列出力メモリ484へのリードアクセス回数を
カウントする。同様に、カウンタ546は、外部インタ
ーフェイス回路506から可変長符号列入力メモリ48
3へのリードアクセス回数をカウントする。カウンタ5
47は、外部インターフェイス回路506から可変長符
号列出力メモリ484へのライトアクセス回数をカウン
トする。
【0413】カウンタ546および548の出力データ
は、減算器565に与えられ、減算処理が行なわれる。
減算結果を示すデータは、可変長符号列入力メモリ48
3にストアされているデータのワード数を示すことにな
る。減算器565の出力データは比較器550に与えら
れる。
【0414】比較器550は、レジスタ551から、可
変長符号列入力メモリ483のフル状態におけるワード
数データを受ける。一方、比較器550は、レジスタ5
52から、可変長符号列入力メモリ483のエンプティ
状態を示すワード数データを受ける。比較器550は、
減算器565からの出力データをこれらのレジスタ55
1および552からのデータと比較し、フラグFF1お
よびEF1を出力する。
【0415】減算器565の出力データ、すなわち差分
データが、レジスタ551内に保持されているフル状態
を示すワード数と等しいとき、比較器550はフルフラ
グFF1を出力する。一方、減算器565の出力データ
がレジスタ552内に保持されているエンプティ状態を
示すワード数と等しいとき、比較器550はエンプティ
フラグEF1を出力する。
【0416】同様に、図39に示した可変長符号列出力
メモリ484についても、入力メモリ483と同様の処
理が行なわれ、フルフラグFF2またはエンプティフラ
グEF2が比較器558から出力される。
【0417】制御器545は、図44に示したFIFO
回路542からのフラグ出力信号42bおよびFIFO
回路543からのフラグ出力信号43bと比較器550
および558からのフラグFF1,EF1,FF2およ
びEF2を用いて、FIFO回路542および543,
可変長符号列出力メモリ484および可変長符号列入力
メモリ483の間のデータ転送制御を行なう。このデー
タ転送制御は次のように行なわれる。
【0418】可変長符号化処理が行なわれるとき、FI
FO回路542と可変長符号列出力メモリ484との間
でデータ転送が行なわれる。このとき、可変長符号列生
成/分解回路505において、FIFO回路542がア
ンダフロー状態にならないように、すなわちデータの記
憶なしにリード動作が引き起こされないように、データ
転送制御が行なわれる。これに加えて、可変長符号列出
力メモリ484がオーバフローしないように、すなわち
有効なデータが記憶されているのにさらに可変長符号列
出力メモリ484にライト動作が引き起こされないよう
にデータ転送制御が行なわれる。
【0419】可変長復号化処理においては、FIFO回
路543と可変長符号列入力メモリ483との間でのデ
ータ転送が行なわれる。このときは、FIFO回路54
3がオーバフローしないように、かつ可変長符号列出力
メモリ484がアンダフローしないようにデータ転送制
御が行なわれる。
【0420】5.フレームバッファメモリ (1) システム構成(図53,図54) 図53は、フレームバッファメモリにおけるメモリセル
アレイの基本構成図である。たとえば図1に示したフレ
ームバッファメモリ51は、図53に示した構成を備え
ている。
【0421】図53を参照して、フレームバッファメモ
リ54(または55)は、合計32プレーンのメモリセ
ルアレイ701ないし732(または801ないし83
2)を備えている。1つの行アドレスRAおよび1つの
列アドレスCAが与えられたとき、各メモリセルアレイ
701ないし732から1ビットのデータが読出される
(または書込まれる)。たとえば、行アドレスRA1お
よび列アドレスCA1が与えられたとき、メモリセルア
レイ701ないし732から合計32ビットのデータが
読出される。
【0422】一般に、1つの画素を示すのに8ビットの
データが必要とされる。したがって、合計32ビットの
データにより、4つの画素PC1ないしPC4を示すこ
とができる(図53参照)。言い換えると、1つの行ア
ドレスRAおよび1つの列アドレスCAを与えることに
より、4つの画素PC1ないしPC4のためのデータを
扱うことができる。
【0423】図54は、フレームバッファメモリのブロ
ック図である。図54を参照して、フレームバッファメ
モリ54(または55)は、制御回路741と、メモリ
セルアレイ701ないし732(または801ないし8
32)を含む。各メモリセルアレイ701ないし732
は、SDRAMの場合には2つのバンクBK1およびB
K2に分けられている。各メモリセルアレイ701ない
し732に対応して、センスアンプ742および入出力
バッファ743が設けられる。したがって、メモリセル
アレイ701ないし732に対して32ビットのデータ
PD1ないしPD32が読出または書込される。
【0424】制御回路741は、アドレス信号ADRお
よび制御信号Scを受け、メモリセルアレイ701ない
し732をアクセスするための制御信号を発生する。
【0425】(2) DRAMを用いた例(第1の例:
図55) 図55は、DRAMを用いたフレームバッファメモリ5
4のシステム構成図である。図55を参照して、フレー
ムバッファメモリ54は、合計32のプレーンからなる
DRAMメモリセルアレイ701ないし732を備え
る。フレームバッファメモリ54は、アドレスバスAB
を介して、DRAMコントローラ740からアドレス信
号ADRを受ける。フレームバッファメモリ54は、ピ
クセルデータバスPBに接続され、ピクセルデータバス
PBを介してデータの入出力が行なわれる。
【0426】DRAMコントローラ740は、たとえば
図1に示した画像圧縮/伸張処理装置におけるコントロ
ールユニット2内に設けられる。すなわち、DRAMコ
ントローラ740は、図9に示した全体制御プロセッサ
11内に設けられる。
【0427】図56は、図55に示したフレームバッフ
ァメモリ54内にストアされたデータと画面内の画素と
の間の関係を示す画素レイアウト図である。前述のよう
に、1つの行アドレスRAおよび列アドレスCAをフレ
ームバッファメモリ54に与えることにより、4つの画
素を表わすための32ビットのデータをアクセスするこ
とができる。図55に示したシステム構成では、図56
に示すように、1つの行アドレスおよび1つの列アドレ
スにより画面SCN上の水平方向に4つの画素(たとえ
ばPC0−PC3)を表わすことができる。
【0428】図58は、図55に示したDRAMコント
ローラ740によるアドレッシング信号を説明するため
の画素レイアウト図である。図58を参照して、フレー
ムバッファメモリ54の列アドレスにより、画面SCN
の水平方向の画素が指定される。一方、行アドレス信号
により、画面SCN上の垂直方向の画素が指定される。
図58において、○は1つの画素を示している。
【0429】図55に示した全体制御プロセッサ11
は、ストアされたマイクロプログラムに従って、行アド
レス信号RAおよび列アドレス信号CAを生成する。行
および列アドレス信号RAおよびCAは、アドレス信号
ADRとしてアドレスバスABに与えられる。アドレス
信号ADRは、アドレスバスABを介してフレームバッ
ファメモリ54に与えられる。これと同時に、DRAM
コントローラ740は、フレームバッファメモリ54を
制御するための制御信号を出力する。全体制御プロセッ
サ11は、データ書込においてストアされるべきデータ
をピクセルデータバスPBを介してフレームバッファメ
モリ54に与える。全体制御プロセッサ11は、データ
読出動作においてフレームバッファメモリ54内にスト
アされていたデータをピクセルデータバスPBを介して
受ける。
【0430】図59は、図55に示したDRAMコント
ローラ740の制御の下でのフレームバッファメモリ5
4の読出動作を示すタイムチャートである。図59を参
照して、行アドレス信号RA1が与えられた後、ロウア
ドレスストローブ信号/RASが立下がる。最初の列ア
ドレス信号CA1が与えられた後、カラムアドレススト
ローブ信号/CASが立下がる。読出動作においては、
高レベルの書込イネーブル信号/WEが与えられる。し
たがって、アドレス信号RA1およびCA1によって指
定されたメモリセル(図示せず)から、ストアされてい
たデータPD1が読出される。データPD1が読出され
た後、信号/CASが立上がる。
【0431】次の列アドレス信号CA2が与えられた
後、信号/CASが再び立下がる。これにより、アドレ
ス信号RA1およびCA2によって指定されたメモリセ
ルから、データPD2が読出される。同様の動作を繰返
すことにより、行アドレス信号RA1によって指定され
た1つの行から、列アドレス信号CA1,CA2,…に
よって指定されたデータPD1,PD2,…が順次出力
される。
【0432】図58に示すように、マクロブロック75
0は、画面SCNにおいて、水平方向に8個および垂直
方向に8個の合計64個(=8×8)の画素により構成
される。したがって、マクロブロック750内の画素デ
ータは、行アドレス信号RA1ないしRA8および列ア
ドレス信号CA4,CA5により指定され得る。
【0433】したがって、図55に示した全体制御プロ
セッサ11は、ストアされたプログラムに従って、行ア
ドレス信号および列アドレス信号を次のように発生す
る。
【0434】まず、行アドレス信号RA1を出力した
後、列アドレス信号CA4およびCA5を出力する。こ
れにより、マクロブロック750内の最初の1行分の画
素データがアクセス(たとえば読出)され得る。次に、
行アドレス信号RA2が与えられた後、列アドレス信号
CA4およびCA5が順次与えられる。これにより、マ
クロブロック750内の第2番目の行についてデータが
アクセスされる。同様の動作が、マクロブロック750
内の第8番目の行まで行なわれる。
【0435】したがって、マクロブロック750内のす
べての画素についてフレームバッファメモリ54に対し
てアクセスするためには、合計8回の行アドレスRA1
ないしRA8の供与と合計16回の列アドレスCAの供
与とが必要となる。
【0436】たとえば、ある場合において、行アドレス
RAの供与に90nsが必要とされ、列アドレスCAの
2回の供与およびデータ転送に120nsが必要とされ
る。この場合では、1つのマクロブロックを指定するの
に1680ns(=(90+120)×8)が必要とな
る。
【0437】一方、動き予測ユニットにおいて動きベク
トルが検出されるとき、図58に示されるようなマクロ
ブロック751が必要となる。すなわち、マクロブロッ
ク751に含まれる画素データは、行アドレスRA11
ないしRA18および列アドレスCA1ないしCA3に
より指定される。領域752および753内に含まれる
画素データは必要でないが、マクロブロック751内の
画素についてのデータをアクセスするのにアクセスされ
た後捨てられる。
【0438】したがって、マクロブロック751内の画
素データをアクセスするのに、合計8回の行アドレスR
Aの供与および合計24回の列アドレスCAの供与が必
要となる。その結果、たとえば合計2160nsの時間
がアクセスのために必要となる。
【0439】(3) SDRAMを用いた例(第2,第
3および第4の例) 以下の記載では、フレームバッファメモリとしてシンク
ロナスDRAM(以下「SDRAM」という)を用いた
3つの例(第2,第3および第4の例)について説明す
る。
【0440】図60は、SDRAMを用いたフレームバ
ッファメモリ55のシステム構成図である。図60を参
照して、フレームバッファメモリ55は、合計32のプ
レーンに分かれたメモリセルアレイ801ないし832
を備えたSDRAMにより構成される。全体制御プロセ
ッサ11は、フレームバッファメモリ55をアクセスす
るためのアドレス信号ADRを生成するアドレス生成器
840を備える。アドレス生成器840は、アドレス信
号ADRとして行アドレス信号RAおよび列アドレス信
号CAをアドレスバスABを介してフレームバッファメ
モリ55に与える。アクセスされるべきデータは、ピク
セルデータバスPBを介してフレームバッファメモリ5
5に与えられる。全体制御プロセッサ11は、アドレス
信号ADRを発生するためのシステムクロック信号φs
cをアドレス生成器840に与える。
【0441】動作において、全体制御プロセッサ11
は、ストアされたプログラムに従って、アドレス生成器
840を起動する。アドレス生成器840は、システム
クロック信号φscに応答して、フレームバッファメモ
リ55内のSDRAMをアクセスするためのアドレス信
号ADRを出力する。アドレス生成器840は、以下に
記載する3つの態様(第2,第3および第4の例)で行
アドレス信号RAおよび列アドレス信号CAを生成す
る。
【0442】図61は、SDRAMの基本的な動作(こ
の例では読出動作)を説明するためのタイムチャートで
ある。図61を参照して、SDRAMは、全体制御プロ
セッサ11から与えられるシステムクロック信号φsc
に応答して動作される。信号/RASの立下がりに応答
して行アドレス信号RA1が取込まれた後、信号/CA
Sの立下がりに応答して列アドレス信号CA1が取込ま
れる。アドレス生成器840は、システムクロック信号
φscに応答して、列アドレス信号CA1からスタート
する列アドレス信号CA1ないしCA8を順次出力す
る。これらのアドレス信号は、アドレスバスABを介し
てフレームバッファメモリ55に与えられる。
【0443】したがって、データ読出動作において、S
DRAM内のメモリセルアレイから、ストアされていた
データPD1ないしPD8が読出される。すなわち、図
61に示した例では、列アドレス信号CA1からスター
トされる8つの列アドレス信号が発生されるので、行ア
ドレス信号RA1によって指定された行から、8つのデ
ータPD1ないしPD8が読出される。
【0444】(i) 第2の例(図62,図63) 図62は、図60に示したアドレス生成器840による
アドレッシング(第2の例)を説明するための画素レイ
アウト図である。図62に示されるように、画面SCN
内の水平方向の画素は列アドレス信号CAにより指定さ
れ、一方、垂直方向の画素は行アドレス信号RAにより
指定される。
【0445】この例においても、1つの行アドレス信号
RAおよび1つの列アドレス信号CAにより、図60に
示したフレームバッファメモリ55から合計32ビット
のデータが読出される。したがって、32ビットのデー
タにより4つの画素を表現することができる。これに加
えて、図62に示した第2の例では、図57に示すよう
に、32ビットのデータにより垂直方向の4つの画素
(たとえばPC0−PC3)を表現することができる。
【0446】たとえば、マクロブロック860は、水平
方向に8個かつ垂直方向に8個、合計64個の画素を含
んでいる。一例として、読出動作におけるマクロブロッ
ク860内の画素データのアドレッシングは次のように
行なわれる。
【0447】まず、行アドレスRA4が与えられた後、
列アドレスCA1が与えられる。図60に示したアドレ
ス生成器840は、システムクロック信号φscに応答
して、列アドレスCA1からスタートする列アドレスC
A1ないしCA8を順次に生成する。したがって、行ア
ドレスRA4によって指定される1つの行から、列アド
レスCA1ないしCA8によって指定された前半のデー
タが順次読出される。
【0448】次に、行アドレスRA5が与えられた後、
列アドレスCA1が与えられる。アドレス生成器840
は、システムクロック信号φscに応答して、列アドレ
スCA1ないしCA8を順次に出力する。したがって、
マクロブロック860内の後半のすべての画素が読出さ
れ得る。
【0449】図63は、図60に示したアドレス生成器
840の動作を説明するためのタイムチャートである。
図62に示した態様でのアドレッシングを実現するた
め、図60に示したアドレス生成器840は図63に示
されるように動作する。
【0450】図63を参照して、信号/RASの立下が
りに応答して行アドレス信号RA4が取込まれた後、信
号/CASの立下がりに応答して列アドレス信号CA1
が取込まれる。アドレス生成器840(図示せず)は、
取込まれた列アドレス信号CA1からスタートする列ア
ドレス信号CA1ないしCA8(図示せず)を順次に出
力する。これらのアドレス信号RA4およびCA1ない
しCA8は、図60に示したアドレスバスABを介して
フレームバッファメモリ55に与えられる。その結果、
読出動作において、フレームバッファメモリ55から、
ストアされていたデータPD1,PD2,…が順次に出
力される。
【0451】前述のように、フレームバッファメモリ5
5は合計32のプレーンを備えているので、各メモリセ
ルアレイ801ないし832から1ビットのデータが読
出される。したがって、図63に示した1つのデータP
D1は32ビットのデータに相当する。したがって、1
つのデータPD1により、図62に示した画面SCNに
おける垂直方向に4個の画素が表現され得ることが指摘
される。
【0452】次に、信号/RASの立下がりに応答して
行アドレス信号RA5が取込まれ、信号/CASの立下
がりに応答して列アドレス信号CA1が取込まれる。ア
ドレス生成器840は、列アドレス信号CA1からスタ
ートするアドレス信号CA1ないしCA8(図示せず)
を順次に出力する。したがって、マクロブロック860
内の後半の画素を表現するためのデータPD11ないし
PD18が順次に読出される。
【0453】このように、1つのマクロブロック860
内の画素について、行アドレス信号を2回(すなわちR
A4およびRA5)、列アドレス信号も2回(CA1を
2回)で足りるので、アドレッシングに要する時間が図
58に示した例と比較して、短縮され得る。
【0454】たとえば、1回の行アドレスの供与に25
nsが必要とされ、1回の列アドレスCAの供与および
データ転送に200nsが必要となる場合では、合計4
50nsの時間でアドレスがなされ得ることになる。
【0455】図62に示した別の画素領域862は、動
き予測ユニットにおいて扱われる画素領域を示してい
る。領域862内の画素についてのデータを読出すため
に、行アドレス信号RA1が与えられた後、列アドレス
信号CA11が与えられる。したがって、行アドレスR
A1によって指定された行から、画素領域862内の最
初の3分の1の画素についてのデータが順次読出され
る。画素領域862内の他の画素領域についても、行ア
ドレス信号RA2およびRA3を順次に与えることによ
り、短時間で読出動作が行なわれ得る。
【0456】(ii) 第3の例(図64) 図64は、図60に示したアドレス生成器840の動作
の別の例を示すタイムチャートである。図64を参照し
て、この例では、行アドレス信号RA1および列アドレ
ス信号CA1が取込まれた後、システムクロック信号φ
scに応答して列アドレス信号CA2(図示せず)がア
ドレス生成器840により発生される。したがって、2
つの列アドレス信号CA1およびCA2がフレームバッ
ファメモリ55に与えられることになる。その結果、行
アドレスRA1によって指定された行から、列アドレス
CA1によって指定された32ビットのデータPD1
と、列アドレスCA2によって指定された32ビットの
データPD2とが読出される。
【0457】各データPD1およびPD2は、32ビッ
トのデータを含んでいるので、画面SCNにおいて、水
平方向の8つの画素が表現され得る。
【0458】(iii) 第4の例(図65) 図65は、図60に示したアドレス生成器840による
アドレッシングの別の例を説明するための画素レイアウ
ト図である。図65を参照して、画面SCN内の水平方
向の画素についてのデータが行アドレス信号により指定
され、一方、垂直方向の画素についてのデータが列アド
レス信号により指定される。
【0459】たとえば、マクロブロック863について
の画素データを指定するのに、行アドレス信号RA4が
与えられた後、列アドレス信号CA1が与えられる。ア
ドレス生成器840は、列アドレス信号CA1からスタ
ートする列アドレスCA1ないしCA8を生成する。そ
の結果、マクロブロック863内の左側半分の画素につ
いてのデータが読出される。
【0460】次に、行アドレス信号RA5が与えられた
後、列アドレス信号CA1が与えられる。アドレス生成
器840は、列アドレス信号CA1ないしCA8を発生
する。したがって、マクロブロック863内の右側の半
分の画素についてのデータが読出される。
【0461】動き予測ユニットにおける処理において
も、画素領域865内の画素について類似のアドレッシ
ングがなされる。
【0462】このように、上記の第2,第3および第4
の例に示すように、SDRAMを用いたフレームバッフ
ァメモリ55を適用することにより、アドレッシングに
要する時間が短縮されることになる。
【0463】(4) アドレス生成器(図66) 図66は、図60に示したアドレス生成器840のブロ
ック図である。図66を参照して、アドレス生成器84
0は、垂直初期アドレスレジスタ841と、フレームサ
イズレジスタ842と、ページサイズレジスタ843
と、水平初期アドレスレジスタ844と、水平サイズレ
ジスタ845と、レジスタ846および847と、水平
カウンタ848と、インクリメンタ849と、右端検出
回路850と、出力制御回路851と、セレクタ852
および853と、加算器854と、セレクタ855とを
含む。
【0464】レジスタ841ないし845は、それぞれ
の初期データを保持しているものとする。レジスタ84
1内に保持された初期アドレスは、セレクタ852,加
算器854およびセレクタ855を介して行アドレスと
して出力される。一方、この初期アドレスは、セレクタ
852および加算器854を介してレジスタ846およ
び847に与えられそこで保持される。
【0465】レジスタ844内に保持された水平初期ア
ドレスは、インクリメンタ849を介してビット幅制御
のための出力制御回路851に与えられる。出力制御回
路851は、列アドレスを出力し、列アドレスはセレク
タ855を介して出力される。
【0466】インクリメンタ859は、システムクロッ
ク信号φscの8サイクルごとに、水平初期アドレスレ
ジスタ844から与えられる水平アドレスをインクリメ
ントする。水平アドレスがページサイズが越えたとき、
インクリメンタ849は行アドレスをインクリメントす
る。
【0467】レジスタ847のデータおよびデータ
“1”が加算器854に与えられ、加算結果が行アドレ
スとして出力される一方、加算結果はレジスタ847に
も与えられる。
【0468】右端検出回路850により転送データの右
端が検出されたとき、レジスタ846内に保持されたデ
ータおよびフレームサイズデータが、セレクタ852お
よび853を介して加算器854に与えられる。加算結
果を示すデータは、セレクタ855を介して行アドレス
として出力される一方、レジスタ846および847に
も与えられる。
【0469】図67は、図66に示したアドレス生成器
840から出力される行および列アドレスとページとの
間の関係を示すアドレス−ページ対応図である。一方、
図68は、図67に示したページと画面内の画素との間
の関係を示すページ−画素対応図である。図60に示し
たフレームバッファメモリ55は図67に示した態様で
データを記憶する。アドレス生成器840は、フレーム
バッファメモリ55内にストアされたデータを図68に
示した態様で画面に当てはめる。図66に示したアドレ
ス生成器840は、図67および図68に示した態様で
のアドレッシングが行なわれるように、行アドレス信号
RAおよび列アドレス信号CAを発生する。
【0470】(5) マッピング方法 次に、フレームバッファメモリに画面内の各画素データ
をマッピングさせる方法について説明する。以下の各方
法は、たとえば、図1に示すフレームバッファメモリ5
1に適用することができる。
【0471】まず、データ転送回数を削減することがで
きるマッピング方法について説明する。図72は、フレ
ームバッファメモリに画面内の画素データをマッピング
させる方法を説明する第1の図である。図72では、縦
横ともに2画素のデータ領域861を1単位としてフレ
ームバッファメモリの1アドレスが与えられる。つま
り、行アドレス信号RAおよび列アドレス信号CAによ
り特定される1つのアドレスに対応して、データ領域8
61に含まれる4画素分のデータがフレームバッファメ
モリに格納され、または、そのアドレスを指定すること
によりフレームバッファメモリから読出され、ピクセル
データバスを通じて各ブロックとのデータ転送が行なわ
れる。図72に示すように、たとえば、動きベクトルの
検出処理に使用する水平方向9画素および垂直方向9画
素から構成されるデータ領域862をデータ領域861
を転送単位として転送した場合、5(水平)×5(垂
直)=25回の転送処理によりデータ領域862のすべ
ての画素データを転送することができる。これは、たと
えば、図58に示すように、水平方向4画素から構成さ
れるデータ領域を転送単位とした場合と比較して、転送
回数が2回削減されるとともに、転送する必要がないデ
ータ領域863も削減される。したがって、上記のマッ
ピング方法を用いることにより、転送回数が削減され、
画像データの転送処理を高速に行なうことができる。
【0472】次に、上記のマッピング方法を用いて、水
平方向8画素および垂直方向8画素から構成されるデー
タ領域の転送について説明する。図73ないし図76
は、水平方向8画素および垂直方向8画素のデータ領域
の転送処理を説明する第1ないし第4の図である。水平
方向8画素および垂直方向8画素のデータ領域864を
転送する場合、データ領域864の位置により、図73
ないし図76に示す4通りの場合が考えられる。
【0473】図73に示す場合では、転送単位である水
平および垂直方向ともに2画素のデータ領域を転送単位
としてデータ領域864の各画素データを転送する場
合、4(水平)×4(垂直)=16回の転送回数で転送
することができる。また、図74および図75の場合に
は、20回の転送回数で転送でき、図76の場合には、
25回の転送回数で転送することができる。したがっ
て、データ領域864を転送するために必要な平均転送
回数は、20.25回となる。これは、図58に示す水
平方向4画素の単位で転送を行なった場合と比較して、
約2回の転送回数の削減となる。
【0474】次に、水平方向4画素および垂直方向2画
素から構成されるデータ領域を1つのデータとして1ア
ドレスを与えるマッピング方法について説明する。図7
7は、フレームバッファメモリに画面内の画素データを
マッピングさせる方法を説明する第2の図である。図7
7に示すように、水平方向4画素および垂直方向2画素
から構成されるデータ領域865を1つのデータとして
フレームバッファメモリの1アドレスを与える。このと
き、水平方向9画素および垂直方向9画素から構成され
るデータ領域866をデータ領域865を転送単位とし
て転送する場合、必要な転送回数は、3(水平)×5
(垂直)=15回となる。これは、図58に示すように
水平方向8画素からなるデータ領域を転送単位として転
送する場合に比べて3回転送回数が削減されるととも
に、データ転送を行なう必要がない領域867も削減さ
れる。
【0475】次に、フレームバッファメモリに第1およ
び第2色差画像データをマッピングさせる第1の方法に
ついて説明する。図78は、フレームバッファメモリに
第1および第2色差画素データをマッピングさせる第1
の方法を説明する図である。ここで、第1色差画素デー
タとは、たとえば、RGBフォーマットからYUVフォ
ーマットへ変換された色差画素データCbであり、第2
色差画素データとは、たとえば、同様に変換された色差
画素データCrである。図78では、水平方向4画素か
ら構成されるデータ領域868を1つのデータとしてフ
レームバッファメモリの1アドレスを与える。また、第
1色差画素データ873と第2色差画素データ869は
水平方向に4画素ずつ交互にマッピングされている。第
1色差画素データ873と第2色差画素データ869と
は相互に相関を有し、たとえば、動きベクトルの検出処
理等において、第1および第2色差画素データ873、
869を同時に処理する必要があり、データ転送も同時
に行なわれる。したがって、転送領域として、第1色差
画素データ領域872と第2色差画素データ領域870
とを転送する場合、データ領域871の各データを転送
すればよい。この場合第1色差画素データ領域872と
第2色差画素データ領域870とは交互にマッピングさ
れているため、1回アドレス生成を行なうことにより、
データ領域871の各色差画素データを転送することが
でき、アドレス生成の演算に要する時間が削減され、画
像データ処理を高速に行なうことが可能となる。
【0476】次に、フレームバッファメモリに第1およ
び第2色差画素データをマッピングさせる第2の方法に
ついて説明する。図79は、フレームバッファメモリに
第1および第2色差画素データをマッピングさせる第2
の方法を説明する図である。図79では、水平方向2画
素および垂直方向2画素から構成されるデータ領域87
4を1つのデータとしてマッピングさせている。また、
第1色差画素データ875と第2色差画素データ879
とは水平方向に2画素ずつ交互にマッピングされてい
る。この場合、第1色差画素データ領域878および第
2色差画素データ領域876を転送する場合、データ領
域877の各データをデータ領域874を転送単位とし
て転送する。したがって、1回のアドレス生成で、か
つ、少ないデータ転送回数でデータ転送を行なうことが
できる。
【0477】次に、フレームバッファメモリに第1およ
び第2色差画素データをマッピングさせる第3の方法に
ついて説明する。図80は、フレームバッファメモリに
第1および第2色差画素データをマッピングさせる第3
の方法を説明する図である。図80の例では、水平方向
4画素から構成されるデータ領域を1つのデータとして
1つのアドレスが与えられる。また、第1色差画素デー
タと第2色差画素データとは水平方向に2画素ずつ交互
に配置されている。したがって、1アドレスを与えられ
ている水平方向の4画素のデータ領域には、2画素の第
1色差画素データ880と2画素の第2色差画素データ
881とが含まれている。第1色差画素データ領域88
4と第2色差画素データ領域882とを転送する場合、
1回のアドレス生成によりデータ領域883の各データ
を転送すればよい。また、このときの転送回数は、5
(水平)×9(垂直)=45回となる。たとえば、第1
色差画素データと第2色差画素データとを別々にフレー
ムバッファメモリにマッピングし、上記と同様に水平方
向4画素のデータ領域を転送単位として転送した場合、
図80と同様の第1色差画素データおよび第2色差画素
データとを転送するために必要となる回数は54回とな
り、この第3のマッピング方法を用いることにより9回
分転送回数が削減されている。
【0478】次に、フレームバッファメモリに第1およ
び第2色差画素データをマッピングさせる第4の方法に
ついて説明する。図81は、フレームバッファメモリに
第1および第2色差画素データをマッピングさせる第4
の方法を説明する図である。図81に示すように、水平
方向4画素および垂直方向2画素から構成されるデータ
領域を1つのデータとして1アドレスを与えてフレーム
バッファメモリにマッピングさせる。また、第1色差画
素データと第2色差画素データとは水平方向に2画素ず
つ交互にマッピングされる。したがって、1つのデータ
としてマッピングされたデータ領域の中には、水平方向
2画素および垂直方向2画素の第1色差画素データ88
5と水平方向2画素および垂直方向2画素の第2色差画
素データ886とが含まる。第1色差画素データ889
と第2色差画素データ887とを転送する場合、データ
領域888の各データを水平方向4画素および垂直方向
2画素のデータ領域を転送単位で転送すればよい。この
とき、第1色差画素データと第2色差画素データとは交
互に配置されているので1回のアドレス生成でデータ転
送を行なうことができ、また、矩形のデータ領域を転送
単位としてデータ転送を行なっているので転送回数が削
減される。
【0479】次に、上記のフレームバッファメモリに第
1および第2色差画素データをマッピングさせる第1な
いし第4の方法を用いた場合の効果について説明する。
一例として、たとえば、両方向予測符号化処理における
図9に示す全体制御プロセッサ11での演算処理を用い
て説明する。図82は、両方向予測符号化時の全体制御
プロセッサの演算処理を示す図である。
【0480】図82を参照して、ステップ891におい
て、入力画像ライト処理で第1アドレス生成が行なわれ
る。このアドレス生成は、輝度画素データY、第1色差
画素データCb、第2色差画素データCrについて行な
われる。ここでのデータは、図1に示す画像データ処理
装置では、コントロールユニット2からフレームバッフ
ァメモリ51へ転送される。
【0481】次に、ステップ892において、動き予測
用リード処理において第2アドレス生成が実行される。
この処理は、輝度画素データYについて実行され、フレ
ームバッファメモリ51からコントロールユニット2へ
データが転送される。
【0482】次に、ステップ893において、動き検索
範囲リード処理において第3アドレス生成が実行され
る。ここでは、輝度画素データYについて処理が実行さ
れ、フレームバッファメモリ51から動き予測ユニット
41へデータが転送される。
【0483】次に、ステップ894において、符号化モ
ードの決定処理が行なわれる。次に、ステップ895に
おいて、前方向予測画像リード処理において第4アドレ
ス生成が実行される。ここでは、3種類の画素データ
Y、Cb、Crについて処理が実行され、フレームバッ
ファメモリ51からピクセルプロセシングユニット3へ
データが転送される。
【0484】次に、ステップ896において、後方向予
測画像リード処理において第5アドレス生成が実行され
る。ここでは、3種類の画素データY、Cb、Crにつ
いて処理が実行され、フレームバッファメモリ51から
ピクセルプロセシングユニット3へデータが転送され
る。
【0485】次に、ステップ897において、符号化対
象画像リード処理において第6アドレス生成が実行され
る。ここでは、3種類の画素データY、Cb、Crにつ
いて処理が実行され、フレームバッファメモリ51から
ピクセルプロセシングユニット3へデータが転送され
る。
【0486】上記の全体制御プロセッサにおける演算回
数について、図78ないし図81に示す第1ないし第4
のマッピング方法を用いた実施例と比較例とを比較した
結果を下表に示す。ここで、比較例とは、3種類の画素
データY、Cb、Crをフレームバッファメモリ51に
別々にマッピングし、各画素データごとにアドレス生成
を実行した場合を示している。また、下表のCは第1色
差画素データCbと第2色差画素データCrをまとめて
示したものである。
【0487】
【表1】
【0488】上表から、実施例では、アドレス生成の回
数が4回削減されていることがわかる。つまり、比較例
のアドレス生成処理では、3種類の画素データY、C
b、Crそれぞれについて演算を行ない、図9に示す画
像データ転送制御ユニット15をレジストに各データを
セットする必要があった。一方、上記の実施例では、第
1色差画素データCbと第2色差画素データCrとをま
とめてアドレス生成しているので、計4回の演算および
レジスタセットの処理時間を削減することができる。ま
た、全体制御プロセッサでは、符号量制御、符号化に伴
なう各種判定、その他ユーザ独自の演算処理等の各処理
を行なう必要があるため、このような演算を行ない、演
算回数が増加した場合には、実時間内での符号化処理を
実行する上で上記のアドレス演算の削減が特に有効とな
る。
【0489】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、離散コサイン変換処理および量子化処理を実行する
画素プロセッサおよび可変長符号化処理を実行する可変
長符号化プロセッサを設け、これらの処理をパイプライ
ン制御するためのパイプライン制御プロセッサを設けた
ので、画像データの圧縮処理を高速に行なうことのでき
る画像データ処理装置が得られた。
【0490】また、請求項2の発明によれば、可変長復
号化処理を実行する可変長復号化プロセッサおよび逆量
子化処理および逆離散コサイン変換処理を実行する画素
プロセッサを設け、これらの処理をパイプライン制御す
るパイプライン制御プロセッサを設けたので、画像デー
タの伸張処理を高速に行なうことのできる画像データ処
理装置が得られた。
【0491】さらに、請求項3の発明によれば、画素プ
ロセッサ,可変長プロセッサ,第1および第2のデータ
バスについてのパイプライン処理を制御するパイプライ
ン制御プロセッサを設けたので、画像データの圧縮およ
び伸張処理を高速に行なうことのできる画像データ処理
装置が得られた。
【0492】さらに、請求項4の発明によれば、第1な
いし第4の記憶手段にそれぞれアクセスする第1ないし
第4のアクセス手段を設け、第1ないし第4のアクセス
手段に対しアクセス動作の開始を個々に制御するアクセ
ス制御手段を設けたので、画像データの変換処理を高速
に行なうことのできる画像データ処理装置が得られた。
【0493】さらに、請求項5の発明によれば、画像デ
ータ圧縮および/または画像データ伸張のための複数の
予め定められた処理についてのパイプライン処理を制御
する制御プロセッサを設けたので、画像データ処理を高
速に行なうことのできる画像データ処理装置が得られ
た。
【0494】さらに、請求項6の発明によれば、画像デ
ータ圧縮および/または画像データ伸張のための離散コ
サイン変換処理,量子化処理および可変長データ処理に
ついてのパイプライン処理を制御するパイプライン処理
制御プロセッサを設けたので、画像データ処理を高速に
行なうことのできる画像データ処理装置が得られた。
【0495】さらに、請求項7の発明によれば、画像デ
ータ圧縮および/または画像データ伸張のための予め定
められた処理および画像データ転送についての並列動作
を制御する制御プロセッサを設け、また、予め定められ
た処理および画像データ転送の実行を個々に命令する複
数の実行命令手段を設けたので、画像データ処理を高速
に行なうことのできる画像データ処理装置が得られた。
【0496】さらに、請求項8の発明によれば、読出手
段から出力される等長符号処理フラグに応答して、可変
長符号および等長符号の一方を選択する選択手段を設け
たので、判断処理が簡単化され、画像データの圧縮処理
を高速に行なうことのできる画像データ処理装置が得ら
れた。
【0497】さらに、請求項9の発明によれば、読出手
段から出力される等長処理フラグに応答して、ランデー
タおよびレベルデータならびに復号データの一方を選択
する選択手段を設けたので、判断処理が簡単化され、画
像データの圧縮処理を高速に行なうことのできる画像デ
ータ処理装置が得られた。
【0498】さらに、請求項10の発明によれば、画面
において垂直方向に置かれた複数の画素を規定するため
のn個の画素データを指定するための列アドレス信号を
シリアルに出力するアドレス信号発生手段を設けたの
で、画面内の所望の領域についての画素データが短時間
でアクセスされ、したがって画像データ処理を高速に行
なうことのできる画像データ処理装置が得られた。
【0499】さらに、請求項11の発明によれば、画面
において水平方向に置かれた複数の画素を規定するため
のn個の画素データを指定するための列アドレス信号を
シリアルに出力するアドレス信号発生手段を設けたの
で、画面内の所望の領域についての画素データが短時間
でアクセスされ、画像データ処理を高速に行なうことの
できる画像データ処理装置が得られた。
【0500】さらに、請求項12の発明によれば、画面
を形成する画素を規定する複数のマクロブロックデータ
がパイプライン処理の下で符号化されるので、画像デー
タの伸張処理を高速に行なうことのできる画像データ処
理方法が得られた。
【0501】さらに、請求項13の発明によれば、画面
を形成する画素を規定する複数の可変長符号を含む可変
長符号列がパイプライン処理の下で復号化されるので、
画像データの伸張処理が高速に行なうことのできる画像
データ処理方法が得られた。
【0502】さらに、請求項14の発明によれば、画素
データの転送回数を削減することができるので、画像デ
ータ処理を高速に行なうことのできる画像データ処理装
置が得られた。
【0503】さらに、請求項15の発明によれば、1回
のアドレス生成により所定範囲の第1および第2色差画
素データを転送することができるので、画像データ処理
を高速に行なうことのできる画像データ処理装置が得ら
れた。
【0504】さらに、請求項16の発明によれば、1回
のアドレス生成により所定範囲の第1および第2色差画
素データを転送することができるので、画像データ処理
を高速に行なうことのできる画像データ処理装置が得ら
れた。
【0505】さらに、請求項17ないし請求項22の発
明によれば、データ転送量を効率よく分割し、効率よく
転送することが可能となり、1つのバスで転送するデー
タ量が削減され、実質的にデータ転送速度が向上し、画
像データ処理を高速に行なうことができる画像データ処
理装置が得られた。
【0506】さらに、請求項23の発明によれば、画像
データ圧縮および/または画像データ伸長のための予め
定められた処理および画像データ転送についての並列動
作を制御する制御プロセッサを設け、予め定められた処
理および画像データ転送の実行を個々に命令する複数の
実行命令手段を設け、さらに、制御プロセッサと複数の
実行命令手段との間の第1データバスおよび複数の実行
命令手段との間の第2データバスを設けたので、画像デ
ータ処理が並列に行なわれ、画像データ処理を高速に行
なうことのできる画像データ処理装置が得られた。
【0507】さらに、請求項24ないし請求項25の発
明によれば、画素データ専用に設けられた少なくとも2
つのインタフェース手段により、データを同時に複数の
外部装置へ転送することができるので、並列にデータ転
送を行なうことができ、画像データ処理を高速に行なう
ことのできる画像データ処理装置が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例を示す画像圧縮/伸張処
理装置のブロック図である。
【図2】図1に示した画像圧縮/伸張処理装置における
画像圧縮処理を示す処理ダイヤグラムである。
【図3】図1に示した画像圧縮/伸張処理装置における
画像伸張処理を示す処理ダイヤグラムである。
【図4】この発明の第2実施例を示す画像圧縮/伸張処
理装置のブロック図である。
【図5】この発明の第3実施例を示す画像圧縮/伸張処
理装置のブロック図である。
【図6】この発明の第4実施例を示す画像圧縮/伸張処
理装置のブロック図である。
【図7】この発明の第5実施例を示す画像圧縮/伸張処
理装置のブロック図である。
【図8】この発明の第6実施例を示す画像圧縮/伸張処
理装置のブロック図である。
【図9】コントロールユニットの一例を示すブロック図
である。
【図10】コントロールユニットの別の例を示すブロッ
ク図である。
【図11】図9に示した全体制御プロセッサの制御の下
で行なわれるパイプライン処理を示すタイムチャートで
ある。
【図12】図11に示した1つの期間T10における並
列動作を示す並列動作図である。
【図13】図9に示した全体制御プロセッサのブロック
図である。
【図14】図9に示した動き予測制御ユニットのブロッ
ク図である。
【図15】図9に示した画像フォーマット変換ユニット
のブロック図である。
【図16】図9に示した画像データ転送制御ユニットの
ブロック図である。
【図17】図9に示した命令転送ユニットのブロック図
である。
【図18】ピクセルプロセシングユニットの一例を示す
ブロック図である。
【図19】図18に示したピクセルプロセシングユニッ
トのより詳細なブロック図である。
【図20】ピクセルプロセシングユニットの別の例を示
すブロック図である。
【図21】図20に示したピクセルプロセシングユニッ
トのより詳細なブロック図である。
【図22】図19に示したピクセルプロセシングユニッ
トにおける符号化(フレーム内予測)のための動作フロ
ー図である。
【図23】図19に示したピクセルプロセシングユニッ
トにおける復号化(フレーム内予測)のための動作フロ
ー図である。
【図24】図19に示したピクセルプロセシングユニッ
トにおける符号化(両方向予測)のための動作フロー図
である。
【図25】図19に示したピクセルプロセシングユニッ
トにおける復号化(両方向予測)のための動作フロー図
である。
【図26】図19に示したピクセルプロセシングユニッ
トにおける符号化のためのパイプライン処理を示すタイ
ムチャートである。
【図27】図19に示したピクセルプロセシングユニッ
トにおけるフレーム内予測におけるパイプライン処理を
示すタイムチャートである。
【図28】図19に示したピクセルプロセシングユニッ
トにおける片方向処理におけるパイプライン処理を示す
タイムチャートである。
【図29】図19に示したピクセルプロセシングユニッ
トにおける両方向予測におけるパイプライン処理を示す
タイムチャートである。
【図30】可変長処理のための第1のシステム構成を示
すブロック図である。
【図31】図30に示した第1のシステム構成における
可変長符号化処理のフロー図である。
【図32】図30に示した第1のシステム構成における
可変長復号化処理のフロー図である。
【図33】図30に示した可変長符号化用テーブルメモ
リのデータ記憶構造図である。
【図34】図30に示した可変長復号化用テーブルメモ
リのデータ記憶構造図である。
【図35】可変長符号列の生成処理を説明するための処
理フロー図である。
【図36】可変長プロセッサの第1の例を示すブロック
図である。
【図37】可変長プロセッサの第2の例を示すブロック
図である。
【図38】可変長プロセッサの第3の例を示すブロック
図である。
【図39】可変長処理のための第2のシステム構成を示
すブロック図である。
【図40】図39に示した可変長プロセッサのブロック
図である。
【図41】図40に示したアドレス生成器のブロック図
である。
【図42】図41に示したアドレス生成器における可変
長符号化処理のフロー図である。
【図43】図41に示したアドレス生成器における可変
長復号化処理のフロー図である。
【図44】図40に示した可変長符号列生成/分解回路
のブロック図である。
【図45】図44に示した可変長符号列生成/分解回路
における可変長符号化処理のフロー図である。
【図46】図44に示した可変長符号列生成/分解回路
における可変長復号化処理のフロー図である。
【図47】図40に示した外部インターフェイス回路の
ブロック図である。
【図48】図47に示した外部インターフェイス回路に
おける可変長符号化処理のフロー図である。
【図49】図47に示した外部インターフェイス回路に
おける可変長復号化処理のフロー図である。
【図50】図39に示した可変長プロセッサにおいて使
用されるグループ化された可変長符号テーブルである。
【図51】図39に示した可変長符号化用テーブルメモ
リにストアされるデータのデータフォーマット図であ
る。
【図52】可変長符号化処理における被符号化データの
データフォーマット図である。
【図53】フレームバッファメモリにおけるメモリセル
アレイの基本構成図である。
【図54】フレームバッファメモリのブロック図であ
る。
【図55】DRAMを用いたフレームバッファメモリの
システム構成図である。
【図56】図55に示したフレームバッファメモリ内に
ストアされるデータと画面内の画素との間の関係を示す
画素レイアウト図である。
【図57】図60に示したフレームバッファメモリ内に
ストアされたデータと画面内の画素との間の関係を示す
画素レイアウト図である。
【図58】図55に示したDRAMコントローラによる
アドレッシングを説明するための画素レイアウト図であ
る。
【図59】図55に示したDRAMコントローラの制御
の下でのフレームバッファメモリの読出動作を示すタイ
ムチャートである。
【図60】SDRAMを用いたフレームバッファメモリ
のシステム構成図である。
【図61】SDRAMの読出動作を説明するためのタイ
ムチャートである。
【図62】図60に示したアドレス生成器によるアドレ
ッシングを説明するための画素レイアウト図である。
【図63】図60に示したアドレス生成器の動作の一例
を説明するためのタイムチャートである。
【図64】図60に示したアドレス生成器の動作の別の
例を示すタイムチャートである。
【図65】図60に示したアドレス生成器の動作のさら
に別の例を示すタイムチャートである。
【図66】図60に示したアドレス生成器のブロック図
である。
【図67】図66に示したアドレス生成器から出力され
る行および列アドレスとページとの間の関係を示すアド
レス−ページ対応図である。
【図68】図67に示したページと画面内の画素との間
の関係を示すページ−画素対応図である。
【図69】国際標準規格において勧告されている画像圧
縮アルゴリズムにおける主な処理を示すブロック図であ
る。
【図70】従来の画像圧縮/伸張処理装置のブロック図
である。
【図71】図70に示したDSPのブロック図である。
【図72】フレームバッファメモリに画面内の画素デー
タをマッピングさせる第1の方法を説明する図である。
【図73】水平方向8画素および垂直方向8画素のデー
タ領域の転送処理を説明する第1の図である。
【図74】水平方向8画素および垂直方向8画素のデー
タ領域の転送処理を説明する第2の図である。
【図75】水平方向8画素および垂直方向8画素のデー
タ領域の転送処理を説明する第3の図である。
【図76】水平方向8画素および垂直方向8画素のデー
タ領域の転送処理を説明する第4の図である。
【図77】フレームバッファメモリに画面内の画素デー
タをマッピングさせる第2の方法を説明する図である。
【図78】フレームバッファメモリに第1および第2色
差画素データをマッピングさせる第1の方法を説明する
図である。
【図79】フレームバッファメモリに第1および第2色
差画素データをマッピングさせる第2の方法を説明する
図である。
【図80】フレームバッファメモリに第1および第2色
差画素データをマッピングさせる第3の方法を説明する
図である。
【図81】フレームバッファメモリに第1および第2色
差画素データをマッピングさせる第4の方法を説明する
図である。
【図82】両方向予測符号化時の全体制御プロセッサの
演算処理を説明する図である。
【図83】この発明の第7実施例を示す画像圧縮/伸長
処理装置のブロック図である。
【図84】この発明の第8実施例を示す画像圧縮/伸長
処理装置のブロック図である。
【図85】この発明の第9実施例を示す画像圧縮/伸長
処理装置のブロック図である。
【図86】この発明の第10実施例を示す画像圧縮/伸
長処理装置のブロック図である。
【図87】この発明の第11実施例を示す画像圧縮/伸
長処理装置のブロック図である。
【図88】この発明の第12実施例を示す画像圧縮/伸
長処理装置のブロック図である。
【図89】この発明の第13実施例を示す画像圧縮/伸
長処理装置のブロック図である。
【図90】この発明の第14実施例を示す画像圧縮/伸
長処理装置のブロック図である。
【図91】この発明の第15実施例を示す画像圧縮/伸
長処理装置のブロック図である。
【図92】コントロールユニットのさらに別の例を示す
ブロック図である。
【図93】ピクセルプロセシングユニットのさらに別の
例を示すブロック図である。
【図94】図93に示したピクセルプロセシングユニッ
トのより詳細な第1のブロック図である。
【図95】図18に示したピクセルプロセシングユニッ
トのより詳細な第2のブロック図である。
【符号の説明】
1 ホストインターフェイス回路 2,21,22 コントロールユニット 3,31,32 ピクセルプロセシングユニット 41−46 動き予測ユニット 51−55 フレームバッファメモリ 81,82 入出力メモリ 11 全体制御プロセッサ 12,121−125 可変長プロセッサ 13 動き予測制御ユニット 14 画像フォーマット変換ユニット 15 画像データ転送制御ユニット 16 ピクセルプロセシングユニット用命令転送ユニッ
ト 17 メインポート 18 画像データポート 19 VRAMポート 20 コードデータポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬川 浩 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社システムエル・エス・アイ開発研 究所内 (72)発明者 石原 和哉 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社システムエル・エス・アイ開発研 究所内 (72)発明者 熊木 哲 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社システムエル・エス・アイ開発研 究所内 (72)発明者 花見 充雄 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社システムエル・エス・アイ開発研 究所内

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮されるべき画素データを記憶する画
    素データ記憶手段と、 前記画素データ記憶手段に記憶された画素データを伝送
    する画素データバスと、 前記画素データバスを介して伝送された画素データにつ
    いて、離散コサイン変換処理および量子化処理を実行
    し、画素符号を出力する画素プロセッサと、 前記画素プロセッサから出力された画素符号を伝送する
    画素符号バスと、 前記画素符号バスを介して伝送された画素符号につい
    て、可変長符号化処理を実行し、可変長符号を出力する
    可変長符号化プロセッサと、 前記画素データバス,前記画素プロセッサ,前記画素符
    号バスおよび前記可変長符号化プロセッサについてのパ
    イプライン処理を制御するパイプライン制御プロセッサ
    とを含む、画像データ処理装置。
  2. 【請求項2】 圧縮された可変長符号を記憶する可変長
    符号記憶手段と、 前記可変長符号記憶手段に記憶された可変長符号を伝送
    する可変長符号バスと、 前記可変長符号バスを介して伝送された可変長符号につ
    いて、可変長復号化処理を実行し、画素符号を出力する
    可変長復号化プロセッサと、 前記可変長復号化プロセッサから出力された画素符号を
    伝送する画素符号バスと、 前記画素符号バスを介して伝送された画素符号につい
    て、逆量子化処理および逆離散コサイン変換処理を実行
    し、伸張された画素データを出力する画素プロセッサ
    と、 前記可変長符号バス,前記可変長復号化プロセッサ,前
    記画素符号バスおよび前記画素プロセッサについてのパ
    イプライン処理を制御するパイプライン制御プロセッサ
    とを含む、画像データ処理装置。
  3. 【請求項3】 データ圧縮モードにおいて画素データに
    ついて離散コサイン変換処理および量子化処理を実行
    し、かつデータ伸張モードにおいて画素符号について逆
    量子化処理および逆離散コサイン変換処理を実行する画
    素プロセッサと、 データ圧縮モードにおいて画素符号について可変長符号
    化処理を実行し、かつデータ伸張モードにおいて可変長
    符号について可変長復号化処理を実行する可変長プロセ
    ッサと、 前記画素プロセッサと前記可変長プロセッサとの間で画
    素データおよび可変長符号を伝送する第1のデータバス
    と、 前記画素プロセッサと前記可変長プロセッサとの間で画
    素符号を伝送する第2のデータバスと、 前記画素プロセッサ,前記可変長プロセッサ,第1およ
    び第2のデータバスについてのパイプライン処理を制御
    するパイプライン制御プロセッサとを含む、画像データ
    処理装置。
  4. 【請求項4】 変換のためのテーブルデータを記憶する
    第1の記憶手段,画像処理されるべき画像データを記憶
    する第2の記憶手段,表示のための画像データを記憶す
    る第3の記憶手段,および変換された画像データを記憶
    する第4の記憶手段に対しアクセス可能な画像データ処
    理装置であって、 前記第1の記憶手段にアクセスする第1のアクセス手段
    と、 前記第2の記憶手段にアクセスする第2のアクセス手段
    と、 前記第3の記憶手段にアクセスする第3のアクセス手段
    と、 前記第4の記憶手段にアクセスする第4のアクセス手段
    と、 前記第1および第4のアクセス手段に対しアクセス動作
    の開始を個々に制御するアクセス制御手段とを含む、画
    像データ処理装置。
  5. 【請求項5】 画像データ圧縮および/または画像デー
    タ伸張のための複数の予め定められた処理についてのパ
    イプライン処理を制御する制御プロセッサと、 前記制御プロセッサから与えられる制御信号に応答して
    前記複数の予め定められた処理のうち予め定められた1
    つを実行する画像処理プロセッサとを含む、画像データ
    処理装置。
  6. 【請求項6】 画像データ圧縮および/または画像デー
    タ伸張のための離散コサイン変換処理,量子化処理およ
    び可変長データ処理についてのパイプライン処理を制御
    するパイプライン処理制御プロセッサと、 前記パイプライン処理制御プロセッサから与えられる制
    御信号に応答して、前記可変長データ処理を実行する可
    変長プロセッサとを含む、画像データ処理装置。
  7. 【請求項7】 画像データ圧縮および/または画像デー
    タ伸張のための予め定められた処理および画像データ転
    送についての並列動作を制御する制御プロセッサと、 各々が前記制御プロセッサから与えられる制御信号に応
    答して、前記予め定められた処理および前記画像データ
    転送の実行を個々に命令する複数の実行命令手段とを含
    む、画像データ処理装置。
  8. 【請求項8】 ランデータおよびレベルデータの組合せ
    に対応する可変長符号,その符号長データおよび等長符
    号処理フラグを記憶する記憶手段と、 与えられたランデータおよび与えられたレベルデータに
    応答して、前記記憶手段から対応する可変長符号,その
    符号長データおよび等長符号処理フラグを読出す読出手
    段と、 前記与えられたランデータおよび前記与えられたレベル
    データについて、予め定められた規則に従う符号化処理
    を実行し、対応する等長符号を出力する等長符号化手段
    と、 前記読出手段から出力される等長符号処理フラグに応答
    して、前記可変長符号および前記等長符号の一方を選択
    する選択手段と、 前記選択手段から出力される出力符号を順次に結合する
    符号結合手段とを含む、画像データ処理装置。
  9. 【請求項9】 可変長符号に対応するランデータ,レベ
    ルデータおよび等長処理フラグを記憶する記憶手段と、 結合された可変長符号を含む与えられた可変長符号列か
    ら可変長符号を抽出する抽出手段と、 前記抽出手段によって抽出された可変長符号に応答し
    て、前記記憶手段から対応するランデータ,レベルデー
    タおよび等長処理フラグを読出す読出手段と、 前記抽出手段によって抽出された可変長符号について、
    予め定められた規則に従う復号化処理を実行し、対応す
    る復号データを出力する等長復号化手段と、 前記読出手段から出力される等長処理フラグに応答し
    て、前記ランデータおよびレベルデータならびに前記復
    号データの一方を選択する選択手段とを含む、画像デー
    タ処理装置。
  10. 【請求項10】 画面内の画素を規定するための画素デ
    ータを記憶するためのn個(n≧2)のメモリセルアレ
    イを含み、 前記n個のメモリセルアレイは、1つの行アドレス信号
    および1つの列アドレス信号の供与に応答して、各々が
    前記n個のメモリセルアレイの対応する1つ内にストア
    されたn個の画素データを出力し、 前記n個の画素データは、画面において垂直方向に置か
    れた複数の画素を規定し、 シリアルクロック信号に応答して、画面において水平方
    向に置かれた画素についての画素データを規定するため
    の列アドレス信号をシリアルに出力するアドレス信号発
    生手段を含む、画像データ処理装置。
  11. 【請求項11】 画面内の画素を規定するための画素デ
    ータを記憶するためのn個(n≧2)のメモリセルアレ
    イを含み、 前記n個のメモリセルアレイは、1つの行アドレス信号
    および1つの列アドレス信号の供与に応答して、各々が
    前記n個のメモリセルアレイの対応する1つ内にストア
    されたn個の画素データを出力し、 前記n個の画素データは、画面において水平方向に置か
    れた複数の画素を規定し、 シリアルクロック信号に応答して、画面において垂直方
    向に置かれた画素についての画素データを規定するため
    の列アドレス信号をシリアルに出力するアドレス信号発
    生手段を含む、画像データ処理装置。
  12. 【請求項12】 画面を形成する画素を規定する複数の
    マクロブロックデータをパイプライン処理の下で符号化
    する画像データ処理方法であって、 マクロブロックデータについて離散コサイン変換処理お
    よび量子化処理を実行し、画素符号を生成するステップ
    と、 前記ステップにおいて生成された画素符号について可変
    長符号化処理を実行し、可変長符号を生成するステップ
    と、 前記ステップにおいて生成された可変長符号を結合し、
    可変長符号列を生成するステップとを含む、画像データ
    処理方法。
  13. 【請求項13】 画面を形成する画素を規定する複数の
    可変長符号を含む可変長符号列をパイプライン処理の下
    で復号化する画像データ処理方法であって、 前記可変長符号列から前記可変長符号を抽出するステッ
    プと、 前記ステップにおいて抽出された可変長符号について可
    変長復号化処理を実行し、画素符号を生成するステップ
    と、 前記ステップにおいて生成された画素符号について逆量
    子化処理および逆離散コサイン変換処理を実行し、画面
    を形成する画素を規定するマクロブロックデータを生成
    するステップとを含む、画像データ処理方法。
  14. 【請求項14】 画面内の画素を規定する複数の第1画
    素データを記憶する記憶手段に前記第1画素データをマ
    ッピングさせる画像データ処理方法であって、 前記第1画素データの中から2次元的に隣接し矩形領域
    に含まれる複数の第2画素データを決定する第1ステッ
    プと、 前記第2画素データを1つのデータとして前記記憶手段
    の1つのアドレスを前記第2画素データに与える第2ス
    テップと、 前記第2画素データのアドレスを用いて前記第2画素デ
    ータを前記記憶手段からまたは前記記憶手段へ転送する
    第3ステップとを含む、画像データ処理方法。
  15. 【請求項15】 画面内の画素を規定するための互いに
    関連する第1および第2色差画素データを記憶する記憶
    手段に前記第1および第2色差画素データをマッピング
    させる画素データ処理方法であって、 前記第1および第2色差画素データを転送単位で交互に
    前記記憶手段にマッピングする第1ステップと、 前記第1または第2色差画素データを前記転送単位で前
    記記憶手段からまたは前記記憶手段へ転送する第2ステ
    ップとを含む、画像データ処理方法。
  16. 【請求項16】 画面内の画素を規定するための互いに
    連関する第1および第2色差画素データを記憶する記憶
    手段に前記第1および第2色差画素データをマッピング
    させる画像データ処理方法であって、 前記第1および第2色差画素データを同数ずつ合わせた
    第3色差画素データを1つのデータとして前記記憶手段
    にマッピングさせる第1ステップと、 前記第3色差画素データを1つのデータとして前記記憶
    手段からまたは前記記憶手段へ転送する第2ステップと
    を含む、画像データ処理方法。
  17. 【請求項17】 圧縮されるべき画素データを記憶する
    第1の画素データ記憶手段と、 前記第1の画素データ記憶手段に記憶された画素データ
    を伝送する第1の画素データバスと、 前記第1の画素データバスを介して伝送された画素デー
    タを受け、伝送された画素データを用いて動き予測用参
    照データを抽出し、かつ、前記動き予測用参照データを
    出力する第1および第2のデータポートを有する画素プ
    ロセッサと、 前記画素プロセッサの第2のデータポートから出力され
    た動き予測用参照データを伝送する第2の画素データバ
    スと、 前記第2の画素データバスを介して伝送された動き予測
    用参照データを記憶する第2の画素データ記憶手段と、 前記第2の画素データ記憶手段に記憶され、前記第2の
    画素データバスを介して伝送された動き予測用参照デー
    タを用いて動き予測処理を実行し、動きベクトルを生成
    する動き予測ユニットと、 前記第1および第2の画素データバス、前記画素プロセ
    ッサ、前記動き予測ユニットについてのパイプライン処
    理を制御するパイプライン制御プロセッサとを含む、画
    像データ処理装置。
  18. 【請求項18】 前記パイプライン制御プロセッサは、 前記画素プロセッサの第1および第2のデータポートの
    出力制御信号を出力するシステム制御器をさらに含む、
    請求項17記載の画像データ処理装置。
  19. 【請求項19】 圧縮されるべき画素データを記憶する
    第1の画素データ記憶手段と、 前記第1の画素データ記憶手段に記憶された画素データ
    を伝送する第1の画素データバスと、 前記第1の画素データバスを介して伝送された画素デー
    タを受け、伝送された画素データを用いて動き予測用参
    照データを抽出し、かつ、前記動き予測用参照データを
    出力する第1のデータポートと、前記動き予測用参照デ
    ータを分割して出力する複数の第2のデータポートとを
    有する画素プロセッサと、 前記第2のデータポートごとに対応して設けられ、前記
    第2のデータポートから出力された動き予測用参照デー
    タを伝送する複数の第2の画素データバスと、 前記第2のデータポートごとに対応して設けられ、前記
    第2の画素データバスを介して伝送された動き予測用参
    照データを記憶する複数の第2の画素データ記憶手段
    と、 前記第2のデータポートごとに対応して設けられ、前記
    第2の画素データ記憶手段に記憶され、前記第2の画素
    データバスを介して伝送された動き予測用参照データを
    用いて動き予測処理を実行し、動きベクトルを生成する
    複数の動き予測ユニットと、 前記第1の画素データバス、前記画素プロセッサ、前記
    複数の第2の画素データバス、および前記複数の動き予
    測ユニットについてのパイプライン処理を制御するパイ
    プライン制御プロセッサとを含む、画像データ処理装
    置。
  20. 【請求項20】 圧縮されるべき画素データを記憶する
    第1の画素データ記憶手段と、 前記第1の画素データ記憶手段に記憶された画素データ
    を伝送する第1の画素データバスと、 前記第1の画素データバスを介して伝送された画素デー
    タを受け、伝送された画素データを用いて動き予測用参
    照データを抽出し、かつ、前記動き予測用参照データを
    出力する第1のデータポートと、前記動き予測用参照デ
    ータの種類に応じて前記動き予測用参照データを分割し
    て出力する複数の第2のデータポートとを有する画素プ
    ロセッサと、 前記第2のデータポートごとに対応して設けられ、前記
    第2のデータポートから出力された動き予測用参照デー
    タを伝送する複数の第2の画素データバスと、 前記第2のデータポートごとに対応して設けられ、前記
    第2の画素データバスを介して伝送された動き予測用参
    照データを記憶する複数の第2の画素データ記憶手段
    と、 前記複数の第2の画素データ記憶手段と接続されるアド
    レスバスと、 前記第2のデータポートごとに対応して設けられ、前記
    第2の画素データ記憶手段に記憶され、前記第2の画素
    データバスを介して伝送された動き予測用参照データを
    用いて動き予測処理を実行し、前記動き予測用参照デー
    タの種類に応じた動きベクトルを生成する複数の動き予
    測ユニットと、 前記第1の画素データバス、前記画素プロセッサ、前記
    複数の第2の画素データバス、前記アドレスバス、およ
    び前記複数の動き予測ユニットについてのパイプライン
    処理を制御するパイプライン制御プロセッサとを含む、
    画像データ処理装置。
  21. 【請求項21】 圧縮されるべき画素データを記憶する
    第1の画素データ記憶手段と、 前記第1の画素データ記憶手段に記憶された画素データ
    を伝送する第1の画素データバスと、 前記第1の画素データバスを介して伝送された画素デー
    タを受け、伝送された画素データを用いて異なる種類の
    動き予測用参照データを抽出し、かつ、前記動き予測用
    参照データを出力する第1のデータポートと、前記動き
    予測用参照データの種類に応じて前記動き予測用参照デ
    ータを出力する第2のデータポートとを有する複数の画
    素プロセッサと、 前記画素プロセッサごとに対応して設けられ、前記第2
    のデータポートから出力された動き予測用参照データを
    伝送する複数の第2の画素データバスと、 前記画素プロセッサごとに対応して設けられ、前記第2
    の画素データバスを介して伝送された動き予測用参照デ
    ータを記憶する複数の第2の画素データ記憶手段と、 前記画素プロセッサごとに対応して設けられ、前記第2
    の画素データ記憶手段に記憶され、前記第2の画素デー
    タバスを介して伝送された動き予測用参照データを用い
    て動き予測処理を実行し、動きベクトルを生成する複数
    の動き予測ユニットと、 前記第1の画素データバス、前記複数の画素プロセッ
    サ、前記複数の第2の画素データバス、および前記複数
    の動き予測ユニットについてのパイプライン処理を制御
    するパイプライン制御プロセッサとを含む、画像データ
    処理装置。
  22. 【請求項22】 前記複数の第2の画素データ記憶手段
    に記憶される動き予測用参照データは、輝度成分と色差
    成分との種類の違いによってそれぞれ異なる第2の画素
    データ記憶手段に記憶される請求項19ないし請求項2
    1記載の画像データ処理装置。
  23. 【請求項23】 画像データ圧縮および/または画像デ
    ータ伸長のための予め定められた処理および画像データ
    転送についての並列動作を制御する制御プロセッサと、 各々が前記制御プロセッサから与えられる制御信号に応
    答して、前記予め定められた処理および前記画像データ
    転送の実行を個々に命令する複数の実行命令手段と、 前記制御プロセッサと前記複数の実行命令手段との間で
    データを転送する第1データバスと、 前記複数の実行命令手段との間でデータを転送する第2
    データバスとを含む、画像データ処理装置。
  24. 【請求項24】 画像データ圧縮および/または画像デ
    ータ伸長のための離散コサイン変換処理および/または
    逆離散コサイン変換処理、および、量子化処理および/
    または逆量子化処理を実行する画像処理手段と、 画像データ専用に設けられた少なくとも2つのインタフ
    ェース手段と、 前記画像処理手段により処理された画像データ圧縮およ
    び/または画像データ伸長のためのデータを記憶する記
    憶手段と、 前記インタフェース手段と前記記憶手段との間でデータ
    を転送する1つのデータバスとを含む、画像データ処理
    装置。
  25. 【請求項25】 画像データ圧縮および/または画像デ
    ータ伸長のための離散コサイン変換処理および/または
    逆離散コサイン変換処理、および、量子化処理および/
    または逆量子化処理を実行する画像処理手段と、 画像データ専用に設けられた少なくとも2つのインタフ
    ェース手段と、 前記画像処理手段により処理された画像データ圧縮およ
    び/または画像データ伸長のためのデータを記憶する記
    憶手段と、 前記インタフェース手段ごとに設けられ、前記インタフ
    ェース手段の各々と前記記憶手段との間でデータを転送
    する複数のデータバスとを含む、画像データ処理装置。
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