JPH0865664A

JPH0865664A - 圧縮画像データの復号装置

Info

Publication number: JPH0865664A
Application number: JP6198504A
Authority: JP
Inventors: Yukio Fujii; 藤井　　由紀夫; Yukitoshi Tsuboi; 幸利坪井; Masuo Oku; 万寿男奥; Hiroki Mizozoe; 博樹溝添
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1994-08-23
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】フレーム周波数の異なる圧縮符号化データを
復号し、安定に表示し得る装置を安価に提供すること。【構成】データのフレーム周波数にかかわらず、１種
類の表示系クロックを用いてタイミングを生成する。表
示系クロックにカラーサブキャリアに同期した周波数を
選ぶ。【効果】動作の基準となる表示系クロックは１種類なの
で、安定かつ安価である。また、出力データのタイミン
グとカラーサブキャリアデータのタイミングが同期する
ので、乗算を含むカラーエンコード処理が容易に実現で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮符号化によりその
データ量を圧縮された画像データを復号し、画像データ
の表示フレーム周波数に同期した復号データを出力する
圧縮画像データの復号装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像のデータ量圧縮の手法として近年
標準化が進められているものの１つにＭＰＥＧ(Moving
Picture Experts Group)がある。これは動き補償フレー
ム間予測と離散コサイン変換（ＤＣＴ）を符号化の基本
としたものであり、現存のＮＴＳＣ，ＰＡＬ方式テレビ
ジョン信号や、ＣＣＩＲ６０１規格に代表されるコン
ピュータ画像をも圧縮の対象としており、汎用性が高
い。ゆえに、画像の画素数，表示ライン数およびフレー
ム周波数等の画像パラメータは、数種類のものが用意さ
れている。

【０００３】その具体的な画像パラメータは、例えば
「テレビジョン学会誌」Vol.46,No.9,pp.1149-1152(199
2)に記載されているが、本発明で注目するフレーム周波
数（同文献においては画像レートと表現されている）に
関しては、２３．９７６Ｈｚから６０Ｈｚまでを取り扱
う。フレーム周波数は離散的な値を取るが、この中で現
在放送などで一般的に用いられている周波数は、２４Ｈ
ｚ（映画フィルム），２５Ｈｚ（ＰＡＬ），２９．９７
Ｈｚ（ＮＴＳＣ），３０Ｈｚ（ＨＤＴＶのダウンコンバ
ート出力、２４Ｈｚからの３対２プルダウン出力）の４
つである。

【０００４】これらの動画像を符号化圧縮する場合に
は、伸張した際にそれが正規の速度で歪み無く表示され
るよう、元の画像のフレーム周波数をはじめとする画像
パラメータを符号化データ中に挿入する。上記した汎用
性を活かすためには、復号装置はこれらのパラメータを
用いて、少なくとも入力画像と同一フォーマットの画像
を出力することが要求される。

【０００５】ここで再びフレーム周波数に着目すると、
復号装置からの出力データは、表示に用いられるタイミ
ング信号、例えば垂直同期信号（ｖSync）および水平同
期信号（ｈSync）に同期していなければならない。さも
なくば、両者の周波数ずれにより画像フレームの欠落や
重複が生じる。または、入力と出力・表示の周波数を独
立にするために、フレームメモリを持つフレームシンク
ロナイザを別途設けねばならない。上記の同期信号は、
外部表示系システムから供給される場合と、復号装置内
部で生成したものを用いる場合とがある。いずれの場合
も基本となる表示系クロックを分周することにより生成
する。

【０００６】さらに、復号された画像データをアナログ
テレビジョン信号の形式で出力することを目的として、
復号装置にカラーエンコード機能を持たせる場合には、
色信号の変調用にカラーサブキャリア周波数（ＮＴＳＣ
の場合には３．５７９５４２ＭＨｚ）が必要である。標
準のテレビジョン信号においては、カラーサブキャリア
と水平同期信号（ｈSync）は位相ロックしており、ライ
ン間でのカラーサブキャリアのインターリーブ関係が保
たれているが、最低限、連続したカラーサブキャリアで
変調されていれば、モニタ側で各ラインのカラーバース
トの位相を基準に復調することは可能である。

【０００７】ここで復号装置が、入力符号化データの指
定するフレーム周波数のモード（フレーム周波数の可変
範囲は有限でかつ離散的であることが多いので、モード
という表現を用いることにする）に対応した表示用の同
期信号を生成するためには、表示系クロック生成手段をその周波数に対応する分だ
け用意し、入力のフレーム周波数のモードに応じて切り
替える。垂直および水平同期信号を生成するための分周比が、
各フレーム周波数モードにわたって整数となるようなク
ロック周波数を選ぶ。ことが考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たの方法は明らかに部品点数が増加し、コストの上昇
を招く。また、表示タイミングの基準となるクロックの
周波数を切り替えることになるので、断続的に入力のフ
レーム周波数が変化する（例えば、画像チャネルの切り
替え）ような場合には、過渡状態における表示システム
の安定性が損なわれる。さらに、フレーム周波数モード
によってはカラーサブキャリアと同期しないクロックを
選択する場合が生ずるので、復号されたデータのタイミ
ングを新たにカラーサブキャリアに同期させるためのタ
イムベースコレクタ等の回路を付加しなければならな
い。

【０００９】他方、前記の方法では、一般に３種類以
上のフレーム周波数モードに共用できるクロック周波数
は、高周波にならざるを得ない。例えば、フレーム周波
数２５Ｈｚと２９．９７Ｈｚと３０Ｈｚの３モードにつ
いて、ｈSync，ｖSyncの両方をクロック分周により厳密
に得るためには、周波数が１５．７３４２５ＧＨｚでな
ければならず、現実的とは言えない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では圧縮符号化デ
ータの復号装置において、表示に用いられるタイミング
信号の基準となる表示系クロックに関し、まず２種類の
フレーム周波数のモードについて正規のｈSync，ｖSync
を生成しうるクロック周波数を、表示系クロックとして
採用する。残るフレーム周波数のモードについては、表
示画面を構成するライン数は変えずｈSyncの周期を決定
する分周比を調節することにより、フレーム周波数を所
望の値、すなわち入力符号化データの指定する値に保つ
ようにする。かつ、上記分周比の調節により生じるｈSy
ncの周期の不連続点を、画像の垂直帰線期間に配置す
る。

【００１１】さらに、カラーエンコーダ内蔵を実現する
ために、カラーサブキャリアと同期した表示系クロック
を採用する。

【００１２】

【作用】まず２種類のフレーム周波数のモードについて
正規のｈSync，ｖSyncを生成しうるクロック周波数を、
表示系クロックとして採用しているので、入力符号化デ
ータが指定するフレーム周波数が上記２種類のモードに
含まれる場合については、正規の周波数で出力される。
上記２種類のモード以外の場合についてもフレーム周波
数は一致しているので、画像の欠落および重複は起こら
ず、またライン数は一致しているので、入力画像のイン
タレース関係は保存される。ここで、ｈSyncの周期は正
規のものと異なりライン単位で変化するので、その不連
続点でスキューが生じるが、画像の垂直帰線期間に配置
するためモニタ画面上での影響は少ない。

【００１３】カラーサブキャリアと同期した表示系クロ
ックは、非標準の周波数のモードにおいてもデータに同
期し、かつ連続したサブキャリアを発生するので、カラ
ーエンコーダが容易に実現できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の詳細を図示した実施例によっ
て説明する。

【００１５】〈第１実施例〉図１は、本発明の第１実施
例に係る圧縮画像データの復号装置の構成を示すブロッ
ク図である。同図において、１はデコーダＬＳＩ、２は
デコーダＬＳＩ１で制御されデータを蓄積するメモリで
ある。また、デコーダＬＳＩ１内において、１１，１２
はバッファメモリ、１３は可変長復号ユニット、１４は
ＩＤＣＴ（逆離散コサイン変換）ユニット、１５は動き
補償ユニット、１６は表示ユニット、１７はメモリコン
トローラ、１８はタイミングユニットである。

【００１６】上記の構成において、符号化データは、復
号装置たるデコーダＬＳＩ１に入力され、バッファメモ
リ１１にて、伝送系のデータレートからデコーダ内部の
データレートに変換される。バッファメモリ１１をはじ
めとするデコーダ内の各ブロックに、クロック信号およ
び各処理タイミングを供給するのはタイミングユニット
１８である。このタイミングユニット１８の内部構造に
ついては後述する。バッファメモリ１１へ蓄えられた符
号化データは、メモリコントローラ１７からの要請たる
データリクエスト信号により、データバスを介してメモ
リ２へ書き込まれる。

【００１７】図３は、メモリコントローラ１７の構成を
示すブロック図である。同図において、直列化回路１７
１および並列化回路１７２は、デコーダ内部のデータバ
スと高速のメモリデータバスの間でバス幅変換を行う。
メモリ空き容量演算回路１７３は、後述するようにメモ
リ２内のデータ量を算出する。１７４〜１７８の各ブロ
ック（符号化データ書き込みアドレス発生ユニット１７
４，符号化データ読み出しアドレス発生ユニット１７
５，動き補償リファレンス画像データ読み出しアドレス
発生ユニット１７６，復号化画像データ書き込みアドレ
ス発生ユニット１７７，表示画像データ読み出しアドレ
ス発生ユニット１７８）は、後述する処理に対してそれ
ぞれメモリ２をアクセスするためのアドレス発生ユニッ
トである。符号化データの制御を担当するのは、符号化
データ書き込みアドレス発生ユニット１７４と符号化デ
ータ読み出しアドレス発生ユニット１７５である。

【００１８】ここで、メモリ２内部のデータ割り当て
は、図４に示すとおりであり、符号化データの蓄えられ
る領域は、全メモリ領域から画素データを３フレーム分
差し引いた残りであることを意味する。上記符号化デー
タ用の領域からのデータのオーバーフローを未然に防ぐ
ため、メモリコントローラ１７のメモリ空き容量演算回
路１７３は、符号化データ書き込みアドレス発生ユニッ
ト１７４と符号化データ読み出しアドレス発生ユニット
１７５の両ブロックからの両アドレスの差分を計算する
ことで、メモリ２内のデータ量を監視し、その上でデー
タリクエスト信号をバッファメモリ１１に送る。

【００１９】メモリ２から読み出された符号化データ
は、バッファメモリ１２に送られる。バッファメモリ１
２は内部で空き容量を計算し、メモリコントローラ１７
に対してデータリクエスト信号を送ることで、データの
オーバーフローを回避している。可変長復号ユニット１
３は、バッファメモリ１２からデータを読み出し、ハフ
マン符号等の可変長符号を復号する。復号結果は、ＩＤ
ＣＴユニット１４にて逆離散コサイン変換の処理を受
け、画素データとなる。

【００２０】画素データは、動き補償ユニット１５に送
られ、メモリ２内に割り当てられたフレームメモリ内の
リファレンス画像データを参照し、差分値をリファレン
ス値に加算することによって復号される。ここで、リフ
ァレンスとして読み出される画素データの範囲は、先に
可変長復号ユニット１３からの動きベクトルデータを基
に、復号される動きベクトルにより変更される。動きベ
クトルは、メモリコントローラ１７内部の動き補償リフ
ァレンス画像データ読み出しアドレス発生ユニット１７
６に送られ、メモリアドレスとの演算により水平・垂直
方向にシフトしたアドレスを生成し、メモリ２に供給す
る。復号を終えた画像データは、表示ユニット１６に
て、時間軸を外部からのタイミング信号に同期したデー
タに変換される。

【００２１】図５は、表示ユニット１６の構成を示すブ
ロック図である。同図において、１６１はラインメモリ
（Ｙ）、１６２はインタポレーション回路、１６３，１
６４はラインメモリ（Ｃ）、１６５は直列化回路、１６
６はタイミングコントローラ、１６７はＯＳＤ（オンス
クリーンデータ）発生回路、１６８はマルチプレクサで
ある。

【００２２】メモリ２からの画像データは、データバス
を介して表示ユニット１６に入力され、直列化回路１６
５によってビット幅の変換、および輝度信号（Ｙ），色
差信号（Ｃｂ，Ｃｒ）への分配処理が施される。画像の
読み出しは、表示順すなわちライン方向へ行われ、ライ
ンメモリ（Ｙ）１６１とラインメモリ（Ｃ）１６３，１
６４へも同順序で書き込まれる。タイミングコントロー
ラ１６６は、上記ラインメモリの制御を、タイミングユ
ニット１８が与えるタイミングを基に行う。

【００２３】ラインメモリ１６１，１６３，１６４から
読み出された画像データは、輝度信号は直接マルチプレ
クサ１６８へ送られ、色差信号に関してはインタポレー
ション回路１６２において４：２：０から４：２：２へ
の補間処理を施された後、マルチプレクサ１６８へ送ら
れる。マルチプレクサ１６８の他方の入力へは、ＯＳＤ
発生回路１６７からのオンスクリーンデータが送られ、
インポーズ信号によって画面に重畳表示されるオンスク
リーンデータのタイミングが指定される。オンスクリー
ンデータの内容は、入力符号化データ中に含まれ可変長
復号ユニット１３にて復号されたユーザデータによるも
のの場合も、あるいは図中には示していないが上位のシ
ステムから直接メモリ２に書き込まれ、それを読み出す
場合もある。マルチプレクサ１６８の出力は、表示のタ
イミングに同期した画像データ（Ｙ，Ｃ）となり、デコ
ーダＬＳＩ１の出力として後段のシステムへ送られる。
以上が、図１に示した復号装置の動作概要である。

【００２４】次に、動作タイミングについて記述する。
図６は、符号化データのフォーマットと表示のタイミン
グがともに標準のＮＴＳＣテレビジョン信号である場合
における、メモリ２へのアクセスを割り当てるタイミン
グを表す説明図である。横軸に時間をとっている。

【００２５】ｖSyncおよびｈSyncは、それぞれ垂直同期
信号および水平同期信号であり、デコーダＬＳＩ１の外
部からタイミングを供給される場合と、内部で生成する
場合とがある。それぞれタイミングユニット１８にて、
表示系クロックpelCLKを分周して生成される。ｖSyncは
表示画面１フィールドの先頭を表すパルスで、表示ライ
ン２６２．５本分の間隔を有し、１フレーム５２５ライ
ンの１／２の周期で繰り返す。ｈSyncは表示ラインを表
すパルスで、ＮＴＳＣでは６３．５６μｓの周期を有す
る。

【００２６】本実施例では、pelCLKの周波数を１３．５
ＭＨｚとしており、ｈSyncは８５８分周、ｖSyncはそれ
をさらに２６２．５分周、すなわちpelCLKの２２５２２
５分周したパルスである。各ラインにはライン番号が０
から５２４まで付記してあり、表示画面１フレームは、
先頭０ラインから２２ラインのＶ（垂直）ブランキング
期間，２３ラインから２６２ラインの映像期間，２６３
ラインから２８４ラインのＶブランキング期間，および
２８５ラインから５２４ラインの映像期間で構成され
る。

【００２７】Ｖブランキング期間には、帰線期間を表す
垂直同期信号部と試験信号やタイムコード等の付加情報
を挿入可能な無画部が含まれ、映像期間は実際にモニタ
に表示される映像部分である。

【００２８】１ラインを拡大して表したものが、図６の
下部である。ここでは、メモリアクセスのタイミングに
関して説明するために、メモリ２の動作クロック（memC
LKと呼ぶことにする）を用いている。本実施例では、復
号処理の高速化を図るためにmemCLKは、pelCLK（表示系
クロック）の２９／６倍としており、これはpelCLKと位
相同期ループ（ＰＬＬ）を構成することにより得られ
る。したがって、１ラインはmemCLKの４１４７周期分に
相当する。この４１４７クロックサイクルをタイムスロ
ット化し、各処理のメモリアクセスに割り当てる。ま
ず、大きく１３８０クロックずつ３周期のスロットを定
義し、この１周期の間にマクロブロックと呼ばれる画素
単位のデータを復号する。

【００２９】マクロブロックの定義を図８に示す。１フ
レーム画面（７２０×４８０画素）を、縦横それぞれ４
５および３０等分した１６画素四方の範囲を、１マクロ
ブロック（ＭＢ）としており、合計１３５０ＭＢが１フ
レーム内の個数である。色差信号に関してはサンプルレ
ートが半分で、８画素四方のマクロブロックが、Ｃｂ，
Ｃｒそれぞれ１面ずつ輝度のマクロブロックと同じ位置
にある。マクロブロックは前述の動きベクトルを定義す
る単位であるので、リファレンス画面の読み出しもマク
ロブロック単位で行われる。輝度のマクロブロックは、
さらに８画素四方のブロックに分割され、これはＤＣＴ
（離散コサイン変換）の処理を行う単位でＤＣＴブロッ
クと呼ばれる。

【００３０】図９は、メモリ２内での１フレーム分のマ
クロブロック（ＭＢ０〜ＭＢ１３４９）のマッピングの
例である。同図に示したように、マクロブロック（Ｍ
Ｂ）単位で配列し、アクセスを容易に行えるようにして
いる。５１２列（８×８×４×２）×１０１３行（（１
３５０／２）×１．５）のアドレスに画素あたり８ビッ
トの情報量ならば、約４メガビットの容量が１フレーム
メモリを構成するために必要となる。

【００３１】図６に戻って、memCLKの１３８０クロック
を１マクロブロックの処理に割り当てた中で、その内部
の詳細について説明する。１３８０クロック中に６種類
のスロットを設け、それぞれに対応した処理に、そのタ
イムスロットの間だけメモリアクセスを許す。各処理を
列挙すると、（ａ）処理結果（表示画像データ）読み出
し，（ｂ）リファレンス（動き補償リファレンス画像デ
ータ）読み出し，（ｃ）ビットバッファ（符号化デー
タ）読み出し，（ｄ）メモリリフレッシュ、（ｅ）ビッ
トバッファ（符号化データ）書き込み，（ｆ）処理結果
（表示画像データ）書き込みであり、余りの期間が
（ｇ）マージン領域である。

【００３２】画像の処理とは直接関係のない上記の
（ｄ），（ｇ）を除き、各メモリアクセスは、図３に示
したメモリコントローラ１７内の各アドレス発生ユニッ
ト１７４〜１７８により行われる（図６中のタイムスロ
ットに施した模様は、図３のアドレス発生ユニットのそ
れと対応させてある）。これらタイムスロットは各処理
に掛かる時間によりその長さを決めており、（ｂ）リフ
ァレンス（動き補償リファレンス画像データ）読み出し
には、参照画面が複数枚におよぶ場合等に備えて比較的
長いスロットを割り当てている。また、（ａ）処理結果
（表示画像データ）読み出しには、前述のＯＳＤの処理
も含まれている。

【００３３】ここで、仮に１マクロブロックの処理が１
３８０クロックのスロット内に収まらない場合には、次
のスロットを用いることで対処可能である。全マクロブ
ロック数１３５０に対して与えるスロット数は１４５８
個あるので、１フレームあたり１０８回のオーバーロー
ドまで耐えられる構成になっている。

【００３４】また、フレーム周期の基準となるｖSync
は、表示系のタイミングから生成されるので、（ａ）処
理結果（表示画像データ）読み出しのスロットは、映像
期間であるライン番号２３〜２６２およびライン番号２
８５〜５２４の期間のみ、その読み出し処理を行う。ま
た、フレーム先頭のＶブランキング期間には、（ｅ）ビ
ットバッファ（符号化データ）書き込みのスロットを多
く設けて、メモリ内への符号化データの転送を集中して
行うとともに、スロットの空白部では、符号化データ内
に含まれる各種画像パラメータ等のヘッダ情報の解析を
行う。

【００３５】以上、マクロブロック単位でのメモリアク
セスの制御について説明した。さらにこれを巨視的に見
たものを図７に示す。同図で最下段のｖSyncは、図６に
おけるものと同一であり、表示のタイミングに従ったフ
レーム単位でのメモリアクセスのタイミングを表してい
る。横軸の時間に従って符号化データの復号処理が行わ
れ、割り当てられたメモリに処理結果が書き込まれ、表
示のタイミングに同期して読み出される。前述したよう
に、本発明における復号装置が取り扱う符号化データ
は、動き補償フレーム間予測を利用した情報量の削減を
行っている。予測の種類によって各フレーム（またはフ
ィールド）の呼び方は異なり、ここでは前記ＭＰＥＧに
従って、リファレンスとなるものをＩピクチャ、Ｉピク
チャからの前方向予測のみを用いたものをＰピクチャ、
ＩピクチャとＰピクチャの両者からの前後方向予測を用
いたものをＢピクチャと、それぞれ呼ぶ。図７における
略号は、例えばＩ−ＷはＩピクチャの書き込みを、Ｐ１
−Ｗは１番目のＰピクチャＰ１の書き込みを表し、Ｐ０
ref-Ｒは０番目のＰピクチャＰ０のリファレンス画像と
しての読み出しを表す。また、図７において用いた模様
は、図３および図６のものと対応している。

【００３６】図７に示した例では、まず、Ｉピクチャが
復号処理されてフレームメモリ“１”（図４参照）に書
き込まれる。フレームメモリ“２”には、前のサイクル
により０番目のＰピクチャＰ０が蓄えられており、上記
Ｉピクチャの書き込みと同時に、Ｐ０がフレームメモリ
２から読み出される。ここでの同時とは、実際には図６
に示したタイムスロットに基づいたメモリアクセスが行
われていることを意味する。読み出されたＰピクチャＰ
０はｖSyncと同期し、Ｖブランキングに続けて表示され
る。続いて、１番目のＢピクチャＢ１の復号処理がなさ
れる。フレームメモリ“１”および“２”からそれぞれ
ＩピクチャおよびＰピクチャがリファレンスとして読み
出され、差分データとの演算を終えたデータがＢピクチ
ャＢ１としてフレームメモリ“３”に書き込まれる。こ
の書き込まれたＢピクチャＢ１は、約１フィールド遅延
して読み出され、表示データとなる。以下同様に、Ｂピ
クチャＢ２，ＰピクチャＰ１，ＢピクチャＢ３が復号さ
れて各フレームメモリに蓄えられ、ＢピクチャＢ２，Ｉ
ピクチャ、ＢピクチャＢ３の順に、表示のタイミングに
合わせて読み出される。

【００３７】上述した微視的および巨視的なメモリアク
セス制御のタイミングを与えるタイミング・制御信号
は、タイミングユニット１８から供給される。図２は、
タイミングユニット１８の構成を示すブロック図であ
り、同図において、１８１はＨタイミング生成回路、１
８２はＶタイミング生成回路、１８３は論理ゲート回
路、１８４はＰＬＬ（位相同期ループ）回路である。

【００３８】pelCLKにより駆動するＨタイミング生成回
路１８１およびライン周期で駆動するＶタイミング生成
回路１８２は、それぞれｈSyncおよびｖSyncによってリ
セット可能であり、これらに同期したタイミングで動作
させることができる。ＰＬＬ１８４は、pelCLKを逓倍し
てmemCLKを生成する。本実施例では、周波数１３．５Ｍ
Ｈｚを２９／６倍して６５．２５ＭＨｚを生成してい
る。論理ゲート回路１８３は、上記各ブロックからの出
力と符号化データからのモード情報を基に、各種タイミ
ング・制御信号を出力する。出力の一部はＨタイミング
生成回路１８１およびＶタイミング生成回路１８２にフ
ィードバックされ、各モードに対応した動作を行う。

【００３９】図１０に、入力符号化データのフレーム周
波数が２９．９７Ｈｚ，３０Ｈｚ，２５Ｈｚの３モード
について、タイミングユニット１８が生成する基準のタ
イミング信号を示す。図１０におけるクロックは、周波
数１３．５ＭＨｚのpelCLKである。まず、フレーム周波
数が２９．９７Ｈｚの標準ＮＴＳＣ信号の場合は、８５
８クロックサイクルで正規のｈSync（周期６３．５６μ
ｓ）を生成でき、５２５ラインで１フレーム（４５０４
５０クロック）を構成することができる。タイムスロッ
トを定義するタイミング信号をはじめ、その他の制御信
号も同タイミングを基準に生成される。

【００４０】次に、フレーム周波数が３０Ｈｚのモード
では、１フレームの周期を４５００００クロックとする
ための調整が必要になる。本発明ではこれを、表示ライ
ン数は変更せず、ある特定ラインの周期を増減させるこ
とにより実現する。本実施例では、フィールドの最終ラ
インに相当するライン番号２６２およびライン番号５２
４の２本のライン周期を、６３３クロックに減らすこと
で合計４５００００クロックのフレーム周期を得てい
る。ライン周期の不連続は、モニタ画面上でスキューと
なって見えるが、画面の最下部であるため目立ちにく
い。また、後続のＶブランキング期間内に影響が収束す
ることが期待できるので、画面の乱れは顕著になりにく
い。

【００４１】このライン周期の調整に伴って、タイムス
ロットも図１１のように変更する。同図において、ライ
ン番号２６２および５２４の２本のラインで、pelCLKが
２２５クロック減少するということは、memCLKの１０８
７．５クロック分が減少することを意味する。したがっ
て、ライン番号２６２および５２４の２本のラインにお
いては、３つのマクロブロックのスロットから最後の１
つを削除する。これにより表示の約１／３も削除される
ことになるが、スキューを発生させるラインであるから
影響は無い。また、削除されたスロットにて復号処理さ
れるべきマクロブロックに関しては、前述したようにス
ロット数に余裕があるので後続のスロットへシフトする
ことで対処する。

【００４２】なお、３０Ｈｚのモードでは、入力データ
の信号フォーマットとしてフレーム周波数６０ＨｚのＨ
ＤＴＶ信号をダウンコンバートした信号を想定している
ほか、周波数２４Ｈｚの映画フィルムが３対２プルダウ
ン処理により３０Ｈｚに変換された信号も受け付けられ
る。

【００４３】最後に、フレーム周波数が２５Ｈｚのモー
ドではＰＡＬ方式（６２５／５０）として処理する。図
１０に示すように、pelCLKの８６４クロックサイクルを
１ラインとし、６２５ラインで１フレーム（５４０００
０クロック）を正規のＰＡＬ信号のタイミングに生成す
ることができる。これは、pelCLKの周波数に１３．５Ｍ
Ｈｚを選んだことに起因する。タイムスロットの割り当
てに関しては、数値の変更によりＮＴＳＣ（２９．９７
Ｈｚ）の場合と同様に行うことができるので、ここでの
説明を省略する。

【００４４】以上記述したように、本実施例において
は、１種類の表示系クロック（pelCLK）に同期したタイ
ミング信号を生成し、これを基に割り当てたタイムスロ
ットに従って符号化データの復号および表示データの出
力を行う復号装置において、入力データのフレーム周波
数が２９．９７Ｈｚ，３０Ｈｚ（２４Ｈｚ），２５Ｈｚ
である３つのモードについて、それぞれフレーム周波数
と表示ライン数の両者を入出力で一致させる１手法を示
した。仮に３０Ｈｚのモードに対してスキューを作らず
に出力を得ようとすれば、１フレーム周期が４５０４５
０クロックとなるような別の表示系クロック、すなわち
周波数が１３．５１３５ＭＨｚのpelCLKを別途用意して
切り替えねばならない。これは発振回路など周辺回路の
増大を招き、コストが上昇するという点と、表示タイミ
ングの基準となるクロックの周波数を切り替えることに
なるので、断続的に入力のフレーム周波数が変化する
（例えば画像チャネルの切り替え）ような場合には、過
渡状態における表示システムの安定性が損なわれるとい
う点とで不利である。

【００４５】〈第２実施例〉次に、本発明の第２実施例
による圧縮画像データの復号装置を、図１２を用いて説
明する。図１２は、表示系クロック（pelCLK）を第１実
施例と同じく１３．５ＭＨｚとし、入力データのフレー
ム周波数が２９．９７Ｈｚ，３０Ｈｚ（２４Ｈｚ），２
５Ｈｚの３モードについて、タイミングユニット１８が
生成する基準のタイミング信号を示している。なお、本
実施例の圧縮画像データの復号装置は、図示していない
が図１と同等の構成をとる。

【００４６】本実施例が前記第１実施例と相違する点
は、３０Ｈｚのモード時に１ラインのクロック数を８５
７としている点である。これに伴い、１フレーム周期を
４５００００クロックとするための調整法として、ライ
ン番号２６２では８９４クロック、ライン番号５２４で
は８９５クロックの長さに変更している。これら変更し
たラインの長さの差分は３７クロックおよび３８クロッ
クであるので、第１実施例における差分値２２５クロッ
クに比べて大幅に小さくなっている。ライン周期との比
率に換算すると、差分値は２６．２％から４．４％に減
少するため、モニタ画面に発生するスキューの影響も大
幅に少なくなり、第１実施例における効果を保ちながら
画質が向上する。

【００４７】〈第３実施例〉図１３は、本発明の第３実
施例に係る圧縮画像データの復号装置の構成を示すブロ
ック図であり、同図において図１と均等なものには同一
符号を付し、その説明は重複を避けるため割愛する。図
１３において、１９はアドレスカウンタ、２０はＲＯ
Ｍ、２１はカラーエンコーダ、２２はディジタル／アナ
ログ変換器（ＤＡＣ）である。

【００４８】本実施例が前記第１実施例と相違する点
は、デコーダＬＳＩ１の出力にアナログ画像データを生
成するためのブロックを追加したことにある。アドレス
カウンタ１９は、周波数１３．５ＭＨｚのpelCLK（表示
系クロック）をカウントするカウンタで、カラーサブキ
ャリア波形を発生するためのＲＯＭ２０に出力としてア
ドレスを与える。ＲＯＭ２０には、１ライン８５８サン
プルのサブキャリア波形が記憶されており、サイン（ｓ
ｉｎ）とコサイン（ｃｏｓ）の波形データを出力する。
カラーエンコーダ２１は、上記サブキャリア波形データ
を受けて、表示ユニット１６からのカラーコンポーネン
トデータ（Ｃｂ，Ｃｒ）との間で乗算を実行し、ＮＴＳ
ＣおよびＰＡＬ方式のサブキャリア変調出力を生成す
る。この変調出力データは、表示ユニット１６からの同
期信号が付加された輝度信号データ（Ｙ）と共に、ＤＡ
Ｃ（ディジタル／アナログ変換器）２２に送られ、アナ
ログ画像信号としてデコーダＬＳＩ１外部へ出力され
る。タイミングユニット１８は、前記第１または第２実
施例におけるタイミング信号を出力するものであって、
入力データのフレーム周波数が２９．９７Ｈｚ，３０Ｈ
ｚ，２５Ｈｚである３つのモードに共通して、１３．５
ＭＨｚのデータレートで表示ユニット１６から画像デー
タを出力させることができる。

【００４９】ゆえに、フレーム周波数が２９．９７Ｈ
ｚ，２５Ｈｚの２つのモードにおいては、それぞれ標準
のＮＴＳＣおよびＰＡＬ方式のカラーテレビジョン信号
を出力として得ることができ、かつ、フレーム周波数が
３０Ｈｚのモードにおいても、ライン周期とは関係なく
連続のカラーサブキャリアとカラーコンポーネントデー
タを１３．５ＭＨｚのデータレートで乗算可能であるた
め、非標準ではあるがバーストロックした疑似ＮＴＳＣ
カラー信号を出力することが可能である。この疑似ＮＴ
ＳＣカラー信号は、ＶＨＳ方式等の家庭用ＶＴＲの出力
信号と同様のもので、カラー信号の復調はモニタ側で問
題なく行える。

【００５０】仮にフレーム周波数が３０Ｈｚに対して１
３．５１３５ＭＨｚのpelCLKに切り替える方式で同様の
カラー出力を得ようとすれば、１３．５１３５ＭＨｚの
データに同期し、かつ連続したサブキャリアを生成する
ことはできないので、１３．５１３５ＭＨｚのデータレ
ートとサブキャリアデータのレートを一致させるための
レート変換器（例えばタイムベースコレクタ）を設ける
か、あるいはデータレートの不一致による出力データの
ジッタを発生させ画面全体の画質を劣化させるか、また
は不連続のサブキャリアで変調して不連続点での色の乱
れを許容するかのいずれかを選択しなければならない。

【００５１】以上述べたように、本第３実施例によれ
ば、安価な１つの表示系クロックを用い、フレーム周波
数が２９．９７Ｈｚ，３０Ｈｚ（２４Ｈｚ），２５Ｈｚ
の３つのモードに対応し、かつ良好なアナログカラー画
像信号が得られる。

【００５２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、１種類の
表示系クロックを用いて、異なるフレーム周波数を有す
る入力符号化データの復号および表示に対応できるの
で、部品点数が少なくて済み、装置のコストが抑えられ
る。また、表示系クロックがカラーサブキャリアと同期
しているので、非標準の周波数のモードにおいてもデー
タに同期し、かつ連続したサブキャリアを発生でき、そ
の結果カラーエンコーダが容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る圧縮画像データの復
号装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１中のタイミングユニットの構成を示すブロ
ック図である。

【図３】図１中のメモリコントローラの構成を示すブロ
ック図である。

【図４】本発明の各実施例における、メモリ内部のデー
タ割り当てを表す説明図である。

【図５】図１中の表示ユニットの構成を示すブロック図
である。

【図６】本発明の第１実施例による、符号化データのフ
ォーマットと表示のタイミングがともに標準のＮＴＳＣ
テレビジョン信号である場合における、メモリへのアク
セスを割り当てるタイミングを示す説明図である。

【図７】本発明の第１実施例による、フレームメモリア
クセスのタイミングを巨視的に示す説明図である。

【図８】本発明の各実施例において用いられるマクロブ
ロックの説明図である。

【図９】本発明の各実施例による、メモリ内のマクロブ
ロック配置を示す説明図である。

【図１０】本発明の第１実施例による、各周波数モード
での同期信号のタイミングを示す説明図である。

【図１１】本発明の第１実施例による、フレーム周波数
が３０Ｈｚのモードにおけるフレームメモリアクセスの
タイミングを示す説明図である。

【図１２】本発明の第２実施例による、各周波数モード
での同期信号のタイミングを示す説明図である。

【図１３】本発明の第３実施例に係る圧縮画像データの
復号装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１デコーダＬＳＩ（復号装置）２メモリ１１，１２バッファメモリ１３可変長復号ユニット１４ＩＤＣＴ（逆離散コサイン変換）ユニット１５動き補償ユニット１６表示ユニット１７メモリコントローラ１８タイミングユニット１９アドレスカウンタ２０ＲＯＭ２１カラーエンコーダ２２ＤＡＣ（ディジタル／アナログ変換器）１６１ラインメモリ（Ｙ）１６２インタポレーション回路１６３，１６４ラインメモリ（Ｃ）１６５直列化回路１６６タイミングコントローラ１６７ＯＳＤ（オンスクリーンデータ）発生回路１６８マルチプレクサ１７１直列化回路１７２並列化回路１７３メモリ空き容量演算回路１７４符号化データ書き込みアドレス発生ユニット１７５符号化データ読み出しアドレス発生ユニット１７６動き補償リファレンス画像データ読み出しアド
レス発生ユニット１７７復号化画像データ書き込みアドレス発生ユニッ
ト１７８表示画像データ読み出しアドレス発生ユニット１８１Ｈタイミング生成回路１８２Ｖタイミング生成回路１８３論理ゲート回路１８８ＰＬＬ（位相同期ループ）回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 5/06 Ｚ 7/01 Ｃ (72)発明者溝添博樹神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮符号化によりそのデータ量を圧縮さ
れた画像データを復号する装置であって、入力画像データの蓄積および復号処理を行うためのバッ
ファとなるメモリと、該メモリへのデータ書込みおよび
該メモリからのデータ読出しを制御するメモリコントロ
ーラと、復号された画像データを表示のタイミングに同
期させるための表示ユニットと、上記メモリコントロー
ラおよび上記表示ユニットが動作するタイミングを与え
るためのタイミングユニットとを有し、上記タイミングユニットは、１つの表示クロック信号を
入力画像データのフレーム周波数に応じた分周比で分周
することにより、上記入力画像データのフレーム周波数
に合致した表示フレーム周波数を生成し、これにより、上記表示フレーム周波数に同期した復号デ
ータを出力することを特徴とする圧縮画像データの復号
装置。
【請求項２】請求項１記載において、前記タイミングユニットは、１つの表示クロック信号を
入力画像データのフレーム周波数に応じた分周比で分周
することにより、上記入力画像データのフレーム周波数
に合致した表示フレーム周波数を生成し、フレームあた
りの表示ライン数は上記入力画像データの表示周波数に
かかわらず一定となるモードを有することを特徴とする
圧縮画像データの復号装置。
【請求項３】請求項２記載において、前記タイミングユニットは、１つの表示クロック信号を
入力画像データのフレーム周波数に応じた分周比で分周
することにより、上記入力画像データのフレーム周波数
に合致した表示フレーム周波数を生成し、フレームあた
りの表示ライン数は上記入力画像データの表示周波数に
かかわらず一定であり、上記表示ラインの長さはフレー
ム周期を前記表示ライン数で略均等分して割り当て、フ
レーム周期に対する過不足分を補償するための異なる長
さを持つラインを表示画面の垂直帰線期間に配置するモ
ードを有することを特徴とする圧縮画像データの復号装
置。
【請求項４】請求項２記載において、前記タイミングユニットは、表示クロック信号を入力画
像データのフレーム周波数に応じた分周比で分周するこ
とにより、上記入力画像データのフレーム周波数に合致
した表示フレーム周波数を生成し、フレームあたりの表
示ライン数は上記入力画像データの表示周波数にかかわ
らず一定であり、上記表示ラインの長さは表示クロック
信号のカウント数が１だけ異なる２種類を用いて、フレ
ーム周期を上記表示ライン数で略均等分して割り当てる
モードを有することを特徴とする圧縮画像データの復号
装置。
【請求項５】請求項１または２記載において、前記タイミングユニットは、表示クロック信号として１
３．５ＭＨｚを用い、入力画像データのフレーム周波数
が２９．９７Ｈｚ，３０Ｈｚまたは２４Ｈｚ，２５Ｈｚ
の３つのモードに応じて、それぞれ４５０４５０，４５
００００，５４００００分周することにより、入力画像
データのフレーム周波数に合致した表示フレーム周波数
を生成することを特徴とする圧縮画像データの復号装
置。
【請求項６】請求項３記載において、前記タイミングユニットは、表示クロック信号として１
３．５ＭＨｚを用い、入力画像データのフレーム周波数
が２９．９７Ｈｚ，３０Ｈｚまたは２４Ｈｚ，２５Ｈｚ
の３つのモードに応じて、それぞれ４５０４５０，４５
００００，５４００００分周することにより、２９．９
７Ｈｚ，３０Ｈｚ，２５Ｈｚの表示フレーム周波数を生
成し、フレームあたりの表示ライン数は、上記各モード
に応じてそれぞれ５２５本，５２５本，６２５本であ
り、表示ラインの構成は、上記各モードにそれぞれ応じて、
８５８クロック周期均一のラインを形成する場合と、８
５７クロック周期のラインを形成し、うち２ラインに合
計７５クロック周期を付加して表示画面の垂直帰線期間
に割り当てる場合と、８６４クロック周期均一のライン
を形成する場合とで、切り替えることを特徴とする圧縮
画像データの復号装置。
【請求項７】請求項４記載において、前記タイミングユニットは、表示クロック信号として１
３．５ＭＨｚを用い、入力画像データのフレーム周波数
が２９．９７Ｈｚ，３０Ｈｚまたは２４Ｈｚ，２５Ｈｚ
の３つのモードに応じて、それぞれ４５０４５０，４５
００００，５４００００分周することにより、２９．９
７Ｈｚ，３０Ｈｚ，２５Ｈｚの表示フレーム周波数を生
成し、フレームあたりの表示ライン数は上記各モードに
応じてそれぞれ５２５本，５２５本，６２５本であり、表示ラインの構成は、上記各モードにそれぞれ応じて、
８５８クロック周期均一のラインを形成する場合と、８
５７クロック周期のライン４５０本と８５８クロック周
期のライン７５本とで形成する場合と、８６４クロック
周期均一のラインを形成する場合とで、切り替えること
を特徴とする圧縮画像データの復号装置。
【請求項８】請求項５または６または７記載におい
て、前記表示クロック信号１３．５ＭＨｚから、これに同期
しかつ連続したカラーサブキャリアを発生する手段と、
このカラーサブキャリアを用いてカラーコンポーネント
信号をテレビジョン信号に変調するカラーエンコーダと
を具備することを特徴とする圧縮画像データの復号装
置。