JPH099258A - 符号化映像データの復号装置 - Google Patents
符号化映像データの復号装置Info
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Abstract
対応した特殊復号モードを実現する。 【構成】標準復号時には、符号化映像データに多重され
た時間情報に基づき復号を行い、特殊復号モードにて
は、バッファリング手段内の符号化映像データの有無に
基づき復号する。
Description
した符号化映像データを復号化し、表示する復号装置に
係り、特に復号した映像データを繰り返し表示するなど
の機能を有する復号装置に関する。
報量を有しており、光ディスクなどの記録媒体への記録
において高速かつ大容量であることが必要であり、また
伝送や放送においても非常に広帯域な伝送路が必要とな
り、その実現は容易ではない。そこでディジタル化した
映像データを高能率符号化し、データ量を圧縮する符号
化方式が用いられる。
Cの定めるMPEG規格(「テレビジョン学会誌」;V
ol.48、No.1、pp.44〜49に記載)があ
る。MPEG規格では、映像データの符号化と音声信号
の符号化、ならびに符号化した映像データと音声データ
の多重化方法を定めている。
タの単位はフレームもしくはフィールドでありピクチャ
と呼ばれる。映像データはその前あるいは後あるいはそ
の両方のピクチャとの間で動き補償差分を取り、離散コ
サイン変換、可変長符号化を用いて圧縮が行われる。
つの符号化タイプに分類されるピクチャが存在する。こ
れを図6に示す。図中の矢印は始点が参照ピクチャ、終
点が符号化するピクチャを表している。Iピクチャでは
画像の参照は行われなく、復号化のために必要な情報が
すべてそのピクチャ内に符号化される(画像内符号化画
像)。Iピクチャは単独で復号化が可能である反面、発
生データ量は最も多い。Pピクチャは直前に復号化した
IピクチャまたはPピクチャを参照画像とする(前方予
測画像)。発生データ量はIピクチャに次いで多い。そ
してBピクチャは直前と直後に存在するIまたはPピク
チャを参照画面とする(双方向予測画像)。発生データ
量が最も少なくなる。
ャ毎に発生するデータ量が異なる。このような符号化映
像データを一定ビットレートにするため、符号化装置な
らびに復号化装置では符号化映像データのバッファメモ
リを備えさせ、さらにはバッファメモリが規格で定めた
容量の範囲内でオーバーフローやアンダーフローを起こ
さないように符号化ならびに復号化を行う。このことを
図7を用いて説明する。図は復号装置のバッファメモリ
内部のデータ量の遷移を示す復号データ量遷移モデルで
ある。横軸は時刻を、縦軸はデータ量を表す。
てバッファ内部のデータ量は増加していく。一ピクチャ
期間につき一回、定期的に復号が行われ、その時に一ピ
クチャに相当する分だけバッファ内のデータ量は減少す
る。以上を繰り返すのでバッファ内のデータ量の遷移は
図に示したようにノコギリの歯状になる。データ増加時
のグラフの傾きは符号化映像データ入力の伝送レートを
表している。
ルを想定し、データ量のピークがバッファメモリの規定
容量を越えたり、逆にデータ量の最小値がゼロになりデ
ータが不足することがないように、ピクチャ毎の符号発
生量を制御する。
側が上記復号データ量遷移モデルにて想定しているタイ
ミングで復号させることが不可欠である。このタイミン
グより早ければアンダーフローが生じる可能性があり、
遅ければオーバーフローが発生する可能性がある。この
ことを可能とさせるために符号化側で、符号化映像デー
タに多重して時間情報を付加している。この時間情報と
しては、時刻を示すPCR(Program Clock Refer
ence)もしくはSCR(System Clock Referenc
e)とピクチャ先頭の符号化映像データの復号開始時刻
を示すDTS(Decoding Time Stamp)、ならびに
復号したピクチャデータの表示時刻を示すPTS(Pre
sentation Time Stamp)があり、PCRもしくはS
CRで時刻を符号側に一致させ、DTSの示す時刻で復
号を開始させ、PTSの示す時刻で表示を開始する。
復号する装置において、符号化側が想定したデコードの
みならず、途中で復号画像をフリーズ表示させたりする
機能は使い勝手を向上させるものとして切望されてい
る。
るための方法について、MPEG規格では、符号側で仮
定している復号データ量遷移モデルを、フリーズ等の表
示を含むような復号データ量遷移モデルに合致するよう
に符号化映像データの内容を一部変更した後、復号する
ことを推奨している。
号化映像データを解析し、書き換える装置を復号装置の
前に設けなくてはならず、ハードウェア規模が増大し、
コストの上昇を招くという問題を生じる。
した問題点を解決し、ハードウェア規模の増加を招くこ
となく、符号化において想定していないフリーズ等の表
示機能を実現する復号装置を実現することにある。
ために本発明では、符号化映像データのパーサ手段と、
符号化映像データのバッファリング手段と、復号手段
と、復号開始制御手段と、バッファリング監視手段とを
備えさせ、さらに映像データの復号手段には、既に復号
済みの映像データを繰り返して表示させる手段を備えさ
せる。
いる符号時の時間情報を抽出し、復号開始時刻等の情報
を復号開始制御手段へ与える。バッファリング手段は、
符号化映像データを復号する前に一時蓄えるものであ
り、復号手段は、バッファリング手段から読み出した符
号化映像データを復号し、表示映像データを出力する。
御手段は、前記復号開始時刻等の情報に基づき符号化映
像データをバッファリング手段から読み出し、復号手段
に供給し復号を開始させる。これにより、符号側にて想
定したのと同一の復号を行う標準復号モードが実現され
る。
は、バッファリング監視手段の監視結果に基づき符号化
映像データをバッファリング手段から読み出し、復号手
段に供給し復号を開始させる。このモードは、復号開始
時刻等の情報を用いることなく復号を行わせることが出
来る特殊復号モードである。例えばこのモードにおい
て、復号済みの映像データを繰り返して表示させる手段
は、復号停止に合わせて復号済みの映像データを繰り返
し表示させる。これにより、符号化映像データの復号手
段への供給を故意に停止させたり、幾つかのピクチャの
符号化映像データをスキップさせることにより、フリー
ズ表示や高速表示に対応した復号が可能となる。
る。
声データの復号装置を示す図であり、1はクロック発生
部、2はシステムパーサ部、3はデータ選択部、4はコ
ントロールインタフェース部、5は映像データ復号部、
6は主メモリ部、7は音声データ復号部である。
タは、前記したタイミング情報とともに多重化されたda
ta_streamとして、システムパーサ部2に入る。システ
ムパーサ部では、data_stream上のPCRもしくはSC
Rのクロック情報(PCR/SCR)を抽出し、クロッ
ク発生部1へ送出する。クロック発生部1では、このP
CR/SCRを基に符号化側と同一な時刻(system_clo
ck_time)を再現するとともに、各部の動作クロック信
号(clock_pulse)を発生させる。system_time_clockは
映像データ復号部5と音声データ復号部6に送られ、cl
ock_pulseは全てのブロックに送られる。
mから符号化映像データと符号化音声データの区別(a_
v)や、復号ならびに表示開始のタイミング情報(DT
S/PTS)、映像のピクチャ毎の符号化タイプ情報
(pic_type)を識別し、a_v、pict_typeは、data_str
eamとともにデータ分配部3へ、DTS/PTSは、映
像データ復号部5ならびに音声データ復号部7にそれぞ
れ対応したDTS/PTSが送出される。
を介し入力するdata_steremをa_v、pict_typeならびに
コントロールインタフェース部4から入力するselction
_infoを参照し、符号化映像データ(v_stream)を映像
データ復号部5へ、符号化音声データ(a_stream)を音
声データ復号部7へ送出する。
部より図中のcommandで示した信号により動作命令を入
力する。また映像データ復号部5および音声データ復号
部7が符号化データを受取可能かどうかを示すステート
信号vd_reqならびにad_reqの供給を受け、外部に出力す
る。
nfoは、通常の復号動作モード、即ち符号側で想定して
いる復号動作を行うモードでは、複数の符号化映像デー
タ及び符号化音声データから復号を希望するv_stream、
a_streamを指示するものであり、data_steremが一組の
符号化映像データ及び符号化音声データしか含まない場
合には、selction_infoが何かの意味を持つことはな
い。
は、selction_infoは、復号希望のv_streamを選択させ
たり、データ選択分配部3からのv_stream、a_streamの
出力を停止させたり、符号化映像データにおいて特定の
符号化タイプのデータのみを選択出力させるための情報
を担う。
ignore_TSは、符号化映像データの復号及び表示のタ
イミングを前述のDTS/PTSを用いることなく、映
像データ復号部5へ入力する符号化データを出来るだけ
早く復号させるための命令信号であり、commandにより
特殊な復号動作モードを指示された場合に、ignore_T
SでDTS/PTSを用いない復号動作を指示する。
力される符号化映像データを復号し、映像信号(vide
o)を出力する。この映像データ復号部5での復号動作
は、ignore_TSにより、DTS/PTSに基づいて行
う場合と、無視して行う場合とがある。またこの復号過
程にて必要となる符号化映像データのバッファリングや
参照映像信号データの格納のために主メモリ6が用いら
れる。主メモリ6のメモリバス(memory_bus)は、映像
データ復号装置5、音声データ復号部7にも接続され、
符号化音声データのバッファリング等にも用いられる。
と主メモリ6の詳細を示した図である。映像データ復号
部5にて、501は符号化データインタフェース回路、
502は符号化映像データのパーサ回路、503は逆量
子化回路、504は逆DCT回路、505は参照映像デ
ータ生成回路、506は加算回路、507は出力データ
インタフェース回路、508はバッファ占有率管理回
路、509は符号化データバッファ書き込み回路、51
0は符号化データバッファ読み出し回路、511は前方
参照映像データ読み出し回路、512は後方参照データ
読み出し回路、513は復号済み映像データ書き込み回
路、514は表示映像データ読み出し回路であり、主メ
モリ6にて、61はアドレスデコードおよびデータイン
タフェース回路、62は符号化データバッファメモリ、
63、64、65はフレームメモリである。なお本図で
は、主メモリ6が符号化音声データをバッファリングす
る機能については省略して示しているが、符号化音声デ
ータは符号化映像データに比べ極めて少量であり、本発
明の具体的説明に影響を与えるものではない。
ータ復号部5内の符号化データインターフェース回路5
01に入力し、符号化データバッファ書き込み回路50
9を介し、主メモリ6内の符号化データバッファメモリ
61に書き込む。書き込みに際し、DTS/PTSに対
応したv_stream上の特定データが符号化データバッファ
メモリ61のどのアドレスに格納されたのかを符号化デ
ータバッファ読み出し回路510へ送出する(DTS-a
ddress)。また、PTSはDTSに換算して、DTSで
の一元的な制御を行っても、復号した映像データ(vide
o)や音声データ(audio)を連続して出力する場合には
何ら問題はない。
み出しは、符号化データバッファ読み出し回路510が
司る。符号化データバッファ読み出し回路510へは、
前記したDTS/PTS(PTSはDTSに換算して扱
われる)、ignore_TS、system_time_clock、およびD
TS_addressが入力され、DTS/PTSに基づくモー
ドでは、符号化データバッファメモリ61からの読み出
しに際し、system_clock_timeが表す時刻がDTSに一
致した時、このDTSに対応したv_stream上の特定デー
タが符号化データバッファ読み出し回路510から符号
化映像データのパーサ回路502に出力されるようにす
る。ignore_TSにて、DTS/PTSを無視すること
が指令されるモードでは、符号化データバッファメモリ
61内にv_streamのデータが復号可能な状態で存在する
限りにおいて、読み出し動作を持続させる。
符号化データバッファ書き込み回路509の書き込みア
ドレスと符号化データバッファ読み出し回路510の読
み出しアドレスを比較して、符号化映像データを書き込
む余地がある場合、vd_reqにて外部に符号化映像データ
を要求し、一ピクチャに相当する符号化映像データの読
み出しに先立って、一ピクチャ分の符号化データが符号
化データバッファメモリ61内にない場合、under_flow
を符号化データバッファ読み出し回路510ならびに表
示映像データ読み出し回路514に送出する。
ァ読み出し回路510から符号化映像データのパーサ回
路502に送出される。符号化映像データのパーサ回路
502では、可変長符号化されたDCT変換係数データ
や動きベクトルなどのデータを可変長復号し、逆量子化
回路503でDCT変換係数データへの重み付けを行
い、さらに、逆DCT回路504で逆DCT変換する。
この逆DCT変換されたデータは、符号化側では動き予
測した映像の画素レベルのデータであり、加算回路50
6で参照画面の映像データと加算して、復号した映像デ
ータを得る。
モリ62〜第3のフレームメモリ64の内いずれかのフ
レームメモリに復号映像データ書込回路512を介して
書き込まれる。第1のフレームメモリ62と第2のフレ
ームメモリは、以後参照画面の映像データとして用いら
れるデータの格納用であり、前記したIならびにPピク
チャに属する映像データがこれに相当し、第1のフレー
ムメモリ62と第2のフレームメモリ63は、Iならび
にPピクチャ毎に交互に使用される。第1のフレームメ
モリ62と第2のフレームメモリ63において、時間的
に先に書き込まれたのが前方参照映像データとして、後
に書き込まれたのが後方参照映像データとなる。一方、
第3のフレームメモリ64は、Bピクチャに属する映像
データ専用であり、ピクチャがフレームとして定義され
る場合、一ピクチャの映像データを、表示に適したイン
タレースした2枚のフィールドに分割するのに用いられ
る。
メモリ62からと第2のフレームメモリ63から前方参
照映像データ読み出し回路511、後方参照映像データ
読みだし回路512で前記復号した映像データを読み出
し、いずれか一方の参照映像データを選択したり、二つ
の参照映像データを加算平均したりして、動き補償に用
いる参照映像データを参照映像データ生成回路505に
て生成する。
号した映像データを表示順に従って、第1のフレームメ
モリ62から第3のフレームメモリ64の三つのフレー
ムメモリのいずれかから映像データを読み出す。この
時、ピクチャがフレームとして定義される場合には、一
ピクチャの映像データを、表示に適したインタレースし
た2枚のフィールドに分けて読み出しを行い、映像出力
インタフェース回路507を介して、表示映像データ
(video)を出力する。
ータインタフェース回路61は、映像データ復号部5と
主メモリ6との間にあるアドレスならびにデータバスか
ら成るmemory_busを介し、アドレス信号と書き込み/読
み出し等の制御信号を受け取り、このアドレス信号をデ
コードして、データバス上のデータを所定アドレスに書
き込んだり、所定アドレスからデータをデータバス上に
読み出したりする制御を行う。
データ量遷移モデルで示したものである。復号データ量
遷移モデルの下に映像データ復号部5への符号化映像デ
ータ入力(v_stream)の入力の様子を、復号データ量遷
移モデルの上に表示映像データ(video)の様子を示し
ている。図中でI、P、Bはピクチャの符号化タイプを
示しており、これらに添えた数字は、表示順での並びを
示している。表示映像データは、一ピクチャ(フレーム
もしくはフィールド)期間に一ピクチャの表示が行われ
るが、符号化映像データの入力は、一ピクチャあたり発
生するデータ量が異なっているため、データ量に応じた
間隔で入力される。復号開始タイミングは、図にて下向
きに矢印が付けられた時点であり、表示の周期に同期し
て一ピクチャ期間に一ピクチャのデコードが行われる。
DTSもしくはPTSのDTSへの換算値は、このデコ
ード開始時点を指示するが、一ピクチャ期間に一ピクチ
ャのデコードというように規則正しくデコードが行われ
ることが前提となっており、DTS/PTSは、必ずし
もピクチャ毎に必要ではなく、符号化側では、例えばI
ピクチャにのみ多重することもある。
である。図の最上位にignore_TSを示している。ignor
e_TSは、図1のcommandがフリーズ指示したことを受
け立ち上がり、さらにselection_infoは、次のピクチャ
の切れ目以降で、ignore_TSがHighレベルにある期間
データ選択分配部3が符号化映像データ(v_stream)の
出力を停止させる。この結果映像データ復号部5は、デ
コードすべき符号化映像データのない状態になり、図2
の表示映像データ読み出し回路514は、under_flowを
受け、PTSで示される表示時刻に係わらず、第1のフ
レームメモリ62もしくは第2のフレームメモリ63に
すでに格納されている復号済みの映像データの繰り返し
表示を行い、フリーズ表示に移行する。図では、時間的
に古く、なお且つ未表示であるP_1のピクチャの表示を
繰り返している。
示したことを受け、ignore_TSはLowレベルに復帰す
る。復帰は次のIピクチャとなるI51から行われる。
これは、フリーズ期間中に失われた符号化映像データの
復号結果を参照映像データとして必要としないIピクチ
ャが復帰に適しているからであり、データ選択分配部3
は、このIピクチャから符号化映像データ(v_stream)
の出力を再開し、映像データ復号部5は、system_time_
clockとDTSが一致するタイミングでデコードを再開
する。
ータを再生し、IおよびPピクチャのみをデコードし表
示するトリック再生モードの例である。Bピクチャの符
号化映像データは、データ選択分配部3で取り除かれ、
高速に符号化映像データを復号装置に供給することによ
り、高速再生が達成される。
と、コントロールインタフェース部4は、ignore_TS
により、映像デコーダ部5にsystem-time_clockを無視
させる。映像デコード部5内の符号化データ読み出し回
路510は、復号開始可能時点、図では、表示画像の一
フレーム期間の中間時点で、主メモリ2内の符号化映像
データのバッファメモリ62内に一フレーム分の符号化
映像データが存在すれば、デコードを開始し、存在しな
ければ一フレーム期間デコードを停止する。デコードし
た画像データは、図の例では0.5フレーム遅れて表示
出力されるが、デコードの停止が発生した場合には、表
示画像データ読み出し回路514は、under_flow信号を
受け、直前の表示画像データを繰り返して表示される。
化映像データに多重された符号時の時間情報に基づく復
号と、これらを用いない復号が可能となる。特に後者の
復号モードでは、符号化映像データの復号手段への供給
を停止させることにより、フリーズ表示に対応した復号
が実現でき、さらに、符号化映像データの一部、例えば
Bピクチャのデータをスキップして復号手段への供給す
ることにより、高速表示に対応した復号が実現できる。
例。
映像データ復号部ならびに主メモリの構成例。
ル。
号データ量遷移モデル。
ータ量遷移モデル。
移モデルを説明する図。
Claims (3)
- 【請求項1】一ピクチャあたりの符号量が一定でなく、
復号においてデータのバッファリングを想定し、該バッ
ファリングの制御が符号側と復号側とで一致させること
が可能なように符号時の時間情報を多重した符号化映像
データを復号する装置であって、 符号化映像データより、符号時の時間情報を抽出するパ
ーサ手段と、 符号化映像データを復号前にバッファリングするバッフ
ァリング手段と、 符号化映像データを復号し、表示する符号化映像データ
の復号手段と、 前記バッファリング手段から符号化映像データを読み出
し、前記復号手段に供給し、復号の開始を制御する復号
開始制御手段と、 前記バッファリング手段内の復号可能な符号化映像デー
タの有無を判定する符号化映像データバッファリング監
視手段とを備え、 さらに前記復号手段は、復号すべき符号化映像データが
無い場合に、既に復号済みの映像データを繰り返して表
示させる手段を含み、 前記復号開始制御手段は、前記符号時の時間情報に含ま
れる復号開始時間情報に基づき復号開始を行わせる第一
の復号モードと、 符号化映像データバッファリング監視手段の判定結果に
基づき復号開始を行わせる第二の復号モードを有するこ
とを特徴とする符号化映像データの復号装置。 - 【請求項2】前記復号開始制御手段は、符号化映像デー
タの一部を選択して前記復号手段へ出力したり、符号化
映像データの前記復号手段への出力を停止させる停止手
段を含み、 前記第二の復号モードにおいて、前記停止手段により符
号化映像データの前記復号手段への出力を停止させるこ
とによりフリーズ表示を行うことを特徴とする請求項1
に記載の符号化映像データの復号装置。 - 【請求項3】前記復号開始制御手段は、符号化映像デー
タの一部を選択して前記復号手段へ出力する選択手段を
含み、 前記第二の復号モードにおいて、前記選択手段により選
択された一部の符号化映像データを前記復号手段へ出力
することにより高速表示を行うことを特徴とする請求項
1に記載の符号化映像データの復号装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15294595A JP3301274B2 (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 符号化映像データの復号装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15294595A JP3301274B2 (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 符号化映像データの復号装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH099258A true JPH099258A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3301274B2 JP3301274B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=15551603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15294595A Expired - Fee Related JP3301274B2 (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 符号化映像データの復号装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3301274B2 (ja) |
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1995
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