JPH08223585A - ブロック画像シフト装置及び画像復号器 - Google Patents

ブロック画像シフト装置及び画像復号器

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JPH08223585A
JPH08223585A JP4492995A JP4492995A JPH08223585A JP H08223585 A JPH08223585 A JP H08223585A JP 4492995 A JP4492995 A JP 4492995A JP 4492995 A JP4492995 A JP 4492995A JP H08223585 A JPH08223585 A JP H08223585A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小さなハードウェア規模でn×m画素からな
るブロックをn画素単位で高速にシフトさせる。 【構成】 MPEG等の画像デコーダでブロックBK毎
に動き補償する際に、レジスタ43は、動きベクトルに
基づきシフトさせるシフト画素数SFを記憶する。フレ
ームメモリからn画素単位で読み出された画像情報をW
Eマスクパターン生成部41及びANDゲート42でシ
フト画素数SFだけ書き込み禁止状態にして画像情報を
シフトさせずにブロックバッファ31に格納する。読み
出し時には、読み出しアドレスをシフト画素数SFだけ
加算器44でシフトさせて画素単位で画像情報をブロッ
クバッファ31から読み出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、H.261、MPE
G(Moving Picture Coding Experts Groupe)1,2等
の画像圧縮符号化/復号方式における動き補償処理に使
用されるブロック画像シフト装置及び画像復号器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ディジタル通信ネットワークや情報記憶
媒体の進歩に伴って、H.261,MPEG1,MPE
G2等の種々のディジタル画像圧縮方式が提案され、標
準化されている。これらの方式における符号化されたビ
ットストリームは、MPEG1を例にとると、図4に示
すように、シーケンス層、GOP(Groupe of Picture
s)層、ピクチャ層、スライス層、マクロブロック層、
ブロック層の6つの階層から構成される。なお、MPE
G2の場合もほぼ同様の階層構造を採るが、GOP層は
オプションとなり、その中のピクチャ層の並びも特に規
定されないのとなる。MPEGの特定ピクチャでは、前
後の画面データに基づいて1枚の画面データが符号化さ
れるので、1画面だけで完結した情報とはならない。こ
のため、何枚かの画面データを一まとまりにしたGOP
を単位としてランダムアクセスを可能にしている。
【0003】GOPは、I,P,Bの3種類のピクチャ
の組み合わせにより構成される。各ピクチャは、1フレ
ーム分の画像データに相当し、図5に示すように、フレ
ーム間予測の有無及びその予測の方向によりタイプ分け
される。I(Intra )ピクチャはフレーム内符号化画
像、P(Predictive)ピクチャはフレーム間順方向予測
符号化画像、B(Bidirectionally predictive)ピクチ
ャはフレーム間両方向予測符号化画像である。フレーム
間予測には、フレーム間の動き量(動きベクトル)に応
じた動き補償予測が行われる。なお、MPEG2では、
上述した1フレーム単位に代え1フィールド単位の画像
データを扱うこともあり得る。各ピクチャは、更に複数
のスライスに分割され、各スライスは複数のマクロブロ
ック(MB)に分割される。このマクロブロックは、輝
度信号(Y)を構成する4個のブロック(BK)と色差
信号(Cb,Cr)の2個のBKからなる。BKとは8
×8画素からなりこれがMPEGにおけるDCTの単位
である。なお、MPEG2では、プロファイルによって
は上述したものと異なるMB構造を採ることもあり得
る。
【0004】H.261及びMPEG1,2では、MB
毎に動きベクトルが与えられ、MB単位で動き補償予測
が行われる。図6及び図7は、MPEGコーデックにお
けるメモリインターフェースの部分で、動き補償処理に
使用されるブロック画像シフト回路の概要を説明するた
めの図である。本来、MPEGの動きベクトルは1/2
画素単位であり、当然端数が生じ得るが、その場合に
は、9画素から内挿により8画素を作りこれを用いて処
理するようになっており、実際には、図6の回路に更に
付加回路がつくが、最終的には1画素単位の処理となる
ため、この明細書においてはこれら内挿処理等のための
付加回路構成の説明は省略する。いま、色差信号を例に
とると、図6に示すように、フレームメモリ1に記憶さ
れた復号済みの1フレームの画像情報は、8×8画素の
ブロック(BK)を処理単位として、動きベクトルMV
に基づくシフト画素数SFだけシフトされてブロックバ
ッファ2に格納される。ブロックバッファ2へは、8画
素(=64bit)を単位として画像情報が書き込ま
れ、1画素(=8bit)を単位として画像情報が読み
出される。画像情報をブロックバッファ2へ書き込む
際、書き込み単位の画像情報を高速にシフトさせるため
には、図7に示すように、8つの8to1セレクタ31
,32 ,…,38 からなるデータセレクタ3が必要に
なる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のブロ
ック画像シフト回路では、n×m画素からなるブロック
をn画素単位で高速にシフトさせてブロックバッファに
書き込むためにnto1セレクタをn個必要とし、セレ
クタのハードウェア規模が大きくなってしまうという問
題がある。
【0006】この発明は、このような問題点に鑑みされ
たもので、小さなハードウェア規模でn×m画素からな
るブロックをn画素単位で高速にシフトさせることがで
きるブロック画像シフト装置及び画像復号器を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明のブロック画像
シフト装置は、1フレームの画像情報をn×m画素から
なる複数のブロックに分割すると共に、フレーム間の動
きベクトルに基づいて前記画像情報を前記各ブロック毎
に動き補償するに際し、フレーム単位の画像情報を記憶
したフレームメモリから前記ブロック毎に前記画像情報
を読み出して前記動きベクトルに基づくシフト画素数だ
け前記画像情報をシフトさせるブロック画像シフト装置
において、前記フレームメモリに記憶された画像情報を
1ブロック分記憶するブロックバッファと、前記シフト
画素数を記憶するシフト画素数記憶手段と、前記フレー
ムメモリからn画素単位で読み出された画像情報を、前
記シフト画素数に応じ所定画素分だけ書き込み禁止にし
た状態で、シフトさせずに前記ブロックバッファに書き
込むと共に、読み出す画素のアドレスを前記シフト画素
数だけシフトさせて前記ブロックバッファから前記ブロ
ックの画像情報を画素単位で読み出すリード/ライト制
御手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】また、この発明の画像復号器は、1フレー
ムの画像情報をn×m画素からなる複数のブロックに分
割すると共にフレーム間の動きベクトルを前記各ブロッ
ク毎に検出することによってフレーム間符号化された画
像情報を、前記動きベクトルに基づいて動き補償して復
号する画像復号器において、既に復号されたフレームの
画像情報を記憶するフレームメモリと、前記動きベクト
ルに基づきシフトさせるシフト画素数を記憶すると共
に、前記フレームメモリからn画素単位で読み出される
隣接する画像情報を、前記シフト画素数に応じそれぞれ
シフト後不要となる所定画素分だけ書き込み禁止状態に
して、これらn画素単位の画像情報をそれぞれそのまま
シフトさせずに重ねて記憶し、読み出し時に読み出しア
ドレスを前記シフト画素数だけシフトさせて画素単位で
前記画像情報を読み出すことにより、前記画像情報を前
記動き量だけシフトさせるブロック画像シフト手段とを
備えたことを特徴とする。
【0009】
【作用】この発明のブロック画像シフト装置及び画像復
号器によれば、フレームメモリからn画素単位で読み出
された画像情報をシフト画素数だけ書き込み禁止にした
状態でシフトさせずにブロックバッファに書き込み、ブ
ロックバッファから画素を読み出す際にそのアドレスを
シフト画素数だけシフトさせて画像情報を画素単位で読
み出すようにしているので、画像情報のシフト操作はア
ドレス操作によって行うことができ、データセレクタの
規模、ひいてはハードウェアの規模を削減することがで
きる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。図1は、この発明の一実施例に係るM
PEG1,2用の画像デコーダを示すブロック図であ
る。MPEGのフォーマットで伝送又は記録媒体から読
み出された符号化信号のビットストリームは、図示しな
い入力バッファでビットレートを調整され、VLC(Va
riable length code)デコーダ11で1フレーム毎に可
変長復号化され、逆量子化部12で量子化特性と量子化
マトリクスによって決定される値で逆量子化されてBK
毎のDC(Discrete cosine )係数が求められる。更に
DC係数は、逆DCT(Discrete cosine transform )
部13で逆コサイン変換される。Iピクチャの場合、逆
コサイン変換された画像情報がそのまま復号信号として
スイッチ14を介して出力される。P,Bピクチャの場
合は、逆DCT部13の出力は差分画像であり、加算器
15に供給されて、動き補償された予測画像と加算され
る。
【0011】一方、復号された画像情報は、フレームメ
モリ16または19に記憶される。フレームメモリ16
または19に格納された画像情報は、動き補償予測部1
7,20及び両方向予測部18で前方/後方予測及び両
方向予測に供される。スイッチ21は、逆DCTされた
ピクチャのタイプに応じて予測方向を切替える。
【0012】図2は、動き補償予測部17に使用される
ブロック画像シフト回路の構成を示すブロック図であ
り、動き補償予測部20もこれと同様の構成であり、両
方向予測部18はこれら動き補償予測部17,20の予
測出力の平均を出力するようになっている。このブロッ
ク画像シフト回路は、フレームメモリ16から読み出さ
れたBKの画像情報を記憶するブロックバッファ31
と、このブロックバッファ31をリード/ライト制御す
るリード/ライト制御部32とから構成される。この例
では、ブロックバッファ31のバッファサイズが8×8
画素に設定されている。ブロックバッファ31の水平方
向に延びる列をrow、垂直方向に延びる行をcolu
mnとする。1画素は例えば1word(=8bit)
で構成され、フレームメモリ16からは、8word
(=64bit)からなる1row分の画像情報が一度
に読み出され、ブロックバッファ31に書き込まれる。
【0013】動きベクトルMVに基づくシフト画素数S
Fは、ライトイネーブル(WE)マスクパターン生成部
41に供給されている。WEマスクパターン生成部41
は、フレームメモリ16から読み出された1row分の
画像情報のうちシフト画素数SFに相当する画素の情報
をブロックバッファ31に書き込み禁止とするように、
マスクパターンを生成する。ANDゲート421 ,42
2 ,…,428 は、このマスクパターンによってブロッ
クバッファ31に与えられるWE信号をマスクする。ま
た、シフト画素数SFは、シフト画素数レジスタ43に
格納され、ブロックバッファ31の全てのcolumn
に対するアクセスが終了するまで保持される。読み出し
時のrowアドレスは、加算器44に供給され、ここで
シフト画素数レジスタ43に格納されているシフト画素
数SFと加算されて、rowアドレスデコーダ45のア
ドレスとして与えられる。ブロックバッファ31から
は、columnアドレスによって指定されたcolu
mnの画像情報が1row分読み出される。rowアド
レスデコーダ45は、1row分の画像情報のうち指定
されたアドレスの画素の情報をリードデータとして選択
し出力する。
【0014】いま、例えば右シフト方向を+とし、−7
〜+7の範囲でシフト画素数SFを設定すると、シフト
画素数SFは4bitで表され、LSBが0のとき右詰
めシフト、1のとき左詰めシフトとなる。図3は、動き
ベクトルMVに基づき、SF=+3(0011)に設定
された例を示す図である。この場合、フレームメモリ1
6のBK1とBK2とから2回に分けてブロックバッフ
ァ31に画像情報が書き込まれる。1回目のアクセスで
は、BK1の8画素の画像情報row1がフレームメモ
リ16から読み出され、ブロックバッファ31に書き込
まれるが、SF=+3(0011)が与えられているの
で、画像情報row1のうち、左から3画素分は、WE
マスクパターンによって書き込み禁止となる。2回目の
アクセスでは、先にアクセスした画像情報と同一col
umnのBK2の8画素の画像情報row2がフレーム
メモリ16から読み出され、ブロックバッファ31に書
き込まれるが、このとき、シフト画素数SFは、MSB
のみ反転され、SF=−5(1011)が与えられる。
このため、画像情報row2のうち、右から5画素分
は、WEマスクパターンによって書き込み禁止となる。
この結果、ブロックバッファ31には、図3に示すよう
に、BK1の5つの画素が右側、BK2の3つの画素が
左側に配置された状態で画像情報が格納されることにな
る。なお、この一連のバッファライト時においては、シ
フト画素数SFのMSBのみを変化させればよいので、
シフト画素レジスタ43には、シフト画素数SFの下位
3ビットのみを格納しておき、シフト画素数SFのMS
Bのみをライトサイクルに応じて変化させればよい。
【0015】ブロックバッファ31のリード時は、図3
に示すように、リードアドレスが加算器44によって3
画素分シフトする。加算器44の出力ビット数を3bi
tに設定すれば、加算器44の出力は、(rowアドレ
ス+SF)mod8で表されることになる。このため、
ブロックバッファ31に格納された画像情報の右側の5
画素分と左側の3画素分の位置が入れ替わり、結局、3
画素分右にシフトされた画像情報が読み出されることに
なる。
【0016】このように、この実施例によれば、ブロッ
クバッファ31へのライト時に画像情報をシフトさせず
に、シフト画素数分マスクしてそのまま格納し、読み出
し時に読み出しアドレスをシフトさせるようにしている
ので、8to1セレクタが省略でき、回路規模を大幅に
小さくすることができる。
【0017】なお、以上の実施例では、ブロックバッフ
ァ31のサイズを8×8画素としたが、一般的にはn×
m画素のマクロブロックサイズにこの発明を適用可能で
ある。また、H.261やMPEGの場合、画像符号化
器には、以上の実施例で述べたような画像復号器がロー
カルデコーダとして内蔵されているので、このローカル
デコーダ部分にこの発明の画像復号器を用いることがで
きる。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
フレームメモリからn画素単位で読み出された画像情報
をシフト画素数に応じ所定画素分だけ書き込み禁止にし
た状態でシフトさせずにブロックバッファに書き込み、
ブロックバッファから画素を読み出す際にそのアドレス
をシフト画素数だけシフトさせて画像情報を画素単位で
読み出すようにしているので、画像情報のシフト操作は
アドレス操作によって行うことができ、データセレクタ
の数を削減してハードウェアの規模を小さくすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例に係るMPEG画像デコ
ーダのブロック図である。
【図2】 同画像デコーダにおける動き補償予測部のブ
ロック画像シフト回路のブロック図である。
【図3】 同ブロック画像シフト回路の動作を説明する
ための図である。
【図4】 MPEGのデータ構造を説明するための図で
ある。
【図5】 同ピクチャタイプとその予測方向を説明する
ための図である。
【図6】 従来のブロック画像シフト回路を説明するた
めの図である。
【図7】 同ブロック画像シフト回路の要部のブロック
図である。
【符号の説明】
1,16,19…フレームメモリ、2,31…ブロック
バッファ、3…データセレクタ、31 〜38 ,45…r
owアドレスデコーダ、11…VLCデコーダ、12…
逆量子化部、13…逆DCT部、14,21…スイッ
チ、15,44…加算器、17,20…動き補償予測
部、18…両方向予測部、32…リード/ライト制御
部、41…WEマスクパターン生成部、421 〜428
…ANDゲート、43…シフト画素数レジスタ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1フレームの画像情報をn×m画素から
    なる複数のブロックに分割すると共に、フレーム間の動
    きベクトルに基づいて前記画像情報を前記各ブロック毎
    に動き補償するに際し、フレーム単位の画像情報を記憶
    したフレームメモリから前記ブロック毎に前記画像情報
    を読み出して前記動きベクトルに基づくシフト画素数だ
    け前記画像情報をシフトさせるブロック画像シフト装置
    において、 前記フレームメモリに記憶された画像情報を1ブロック
    分記憶するブロックバッファと、 前記シフト画素数を記憶するシフト画素数記憶手段と、 前記フレームメモリからn画素単位で読み出された画像
    情報を、前記シフト画素数に応じ所定画素分だけ書き込
    み禁止にした状態で、シフトさせずに前記ブロックバッ
    ファに書き込むと共に、読み出す画素のアドレスを前記
    シフト画素数だけシフトさせて前記ブロックバッファか
    ら前記ブロックの画像情報を画素単位で読み出すリード
    /ライト制御手段とを備えたことを特徴とするブロック
    画像シフト装置。
  2. 【請求項2】 1フレームの画像情報をn×m画素から
    なる複数のブロックに分割すると共にフレーム間の動き
    ベクトルを前記各ブロック毎に検出することによってフ
    レーム間符号化された画像情報を、前記動きベクトルに
    基づいて動き補償して復号する画像復号器において、 既に復号されたフレームの画像情報を記憶するフレーム
    メモリと、 前記動きベクトルに基づきシフトさせるシフト画素数を
    記憶すると共に、前記フレームメモリからn画素単位で
    読み出される隣接する画像情報を、前記シフト画素数に
    応じそれぞれシフト後不要となる所定画素分だけ書き込
    み禁止状態にして、これらn画素単位の画像情報をそれ
    ぞれそのままシフトさせずに重ねて記憶し、読み出し時
    に読み出しアドレスを前記シフト画素数だけシフトさせ
    て画素単位で前記画像情報を読み出すことにより、前記
    画像情報を前記動き量だけシフトさせるブロック画像シ
    フト手段とを備えたことを特徴とする画像復号器。
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