JPH1084524A - Ｍｐｅｇ伸長データを保存する前で、必要に応じてサブサンプリング・アルゴリズム後における、ａｄｐｃｍ再圧縮によって減少したｒａｍ容量によるｍｐｅｇデコード方法及びそのデコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広く用いられるメモリ容量の機能のデバイス
の特性を最適にするために、ビデオメモリ資源を自動的
に管理するシステムを提供する。 【構成】 ＭＰＥＧ圧縮アルゴリズムに従ってＩ画像、
Ｐ画像及び必要に応じてＢ画像の伸長に関与し、かつ伸
長データをバッファに保存することを要求する、ビデオ
メモリの容量を、保存前にサブサンプリングして再圧縮
すると、動的に減少させることができる。保存したデー
タはマクロブロックラスタスキャン変換回路に送られる
ペルのブロックを再構成するために、デコードされ伸長
されてアップサンプリングされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオ・メモリに必要
な容量が減少しているＭＰＥＧと呼ばれるＭＰＥＧ−１
スタンダードの第２の改善されたバージョンに準ずるＭ
ＰＥＧ圧縮アルゴリズムの使用に基づく総合ビデオ・デ
コーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＰＥＧ−１スタンダードは、例えばＣ
Ｄ−ＲＯＭの様にデジタルタイプの保存方式でビデオ情
報を保存して検索する効果的な方式を実現したいという
業界の要望に相応して開発されたものである。勿論、Ｍ
ＰＥＧ−１スタンダードは、ＤＡＴ、ウインチェスター
ディスク、光ディスク、ＩＳＤＮ、ＬＡＮネットワーク
のように類似するサポート方式でデータを効果的に保存
できるパワフルなツールである。ＭＰＥＧと呼ばれるス
タンダードの更なる効果的なバージョンが、デジタルビ
デオ伝送アプリケーションの分野におけるビットレート
基準を支援するために開発されている。このスタンダー
ドは、約15Mbpsのビットレートまで、全体的にインタレ
ースされたＴＶ分解能レベルの画像を圧縮するためにデ
ジタルＴＶシステムに対して全体的に認められている。

【０００３】ＭＰＥＧ−１スタンダードの特殊なバージ
ョンが、将来の世代のＨＤＴＶシステムに用いられるこ
とが予測されている。

【０００４】ＭＰＥＧスタンダードは、例えば、静止画
像のコーディングに関するＩＳＯＪＰＥＧ委員会のＩＳ
Ｏ10918 スタンダードとＣＣＩＴＴ運動ベクトル決定ア
ルゴリズムＨ．261 のような、従来の国際スタンダード
が定めた重要なアルゴリズムと規準を包含して使用して
いる。ＭＰＥＧスタンダード（１と２）の定義、異なる
アプリケーション技術の詳細な記述、ＭＰＥＧスタンダ
ードに準ずるデータ関連圧縮ビデオ画像の相対コーディ
ングとデコードのシステムは、下記から引用できる、資
料と文献に数多く記載してある。

【０００５】例えば、国際ＩＳＯ／ＩＥＣ ＤＩＳ1381
8-2 の原案 「情報処理技術−運動画像と付随するオーディオ情報の
全体的なコーディング」 −レオナルド・チアリグリーネ（Leonardo Chiariglion
e)のデジタルテレビ放送技術の方式、「ＭＰＥＧコーデ
ィングと搬送システム」 −ディディエ・Ｊ・ルギャル（Didier J. Le Gall)、信
号処理画像通信、エルゼフィール（Elsevier) 、サイエ
ンス・ハブリッシャーＢ．Ｖ．第４部第２号、1992年４
月「ＭＰＥＧビデオ圧縮アルゴリズム」 −「ＭＰＥＧ−２、それが何であるか、それが２である
こと」についての電気技術協会−ロンドン−の電子部門
の要約第1995/012 −エッセヂエッセ−トムソン・マイクロエレクトロニク
ス（Ａｎ529/0294）が発表したテクニカルノート「ＭＰ
ＥＧ−２圧縮アルゴリズムの概要」 −エッセヂエッセ−トムソン・マイクロエレクトロニク
スのデータシート「ＳＴｉ3500Ａ」データシート −「ＭＰＥＧオーディオ／ＭＰＥＧ−２ビデオ総合デコ
ーダに関するＳＴｉ35200 Ａの高度な情報」（1995年６
月）。

【０００６】ここで図１に示してあるように、エッセヂ
エッセ−トムソン・マイクロエレクトロニクスが市販し
ているＭＰＥＧオーディオ／ＭＰＥＧ−２ビデオ総合デ
コーダに相応する第ＳＴｉ3520Ａのように図３に図示す
るＭＰＥＧ−２の代表的な構造に準じて周知のビデオメ
モリ容量がある。即ち、ＰＡＬとＮＴＳＣアプリケーシ
ョンに対して16MbitのＰＡＬ信号をサポートできる外部
ＤＲＡＭメモリの容量が下記のように推定できる。

【０００７】ＭＰＥＧ−２ビデオデコーダとＭＰＥＧオ
ーディオデコーダが共に共通インタレースを介して16Mb
itの独自の外部ＤＲＡＭメモリにアクセスすることを考
慮するとオーディオデコーダはＭＰＥＧ−２ビデオデコ
ーダの容量を満足するために使用できる残りの16,646,1
44ビットを残して、131,072 ビットだけにアクセスする
ことが要求されると思われる。ビデオメモリは下記のよ
うに構成できる。

【０００８】−「ビットバッファ」は、実際に行われる
伸長の非理想的なプロセスを考慮して、ＭＰＥＧ−２ス
タンダードが、例えば983,040 ビットの余剰量にプラス
して1.75Mbitで固定する圧縮データのためのバッファで
ある。 −第１の「Ｉ−フレームバッファ」は４：２：０のフォ
ーマットで伸長した内部画像、要するにＩ−画像のため
のものである。 −第２の「Ｐ−フレームバッファ」は４：２：０のフォ
ーマットで伸長した予測画像、要するにＰ−画像のため
のものである。 −第３の「Ｂ−フレームバッファ」は４：２：０のフォ
ーマットで伸長した両方向の予測画像、要するにＢ−画
像のためのものであり、ＰＡＬ又はＮＴＳＣシステムの
各々0.7407又は0.6111のフレームとなる減少されたメモ
リ量となるように事実上最適化してある。

【０００９】実際のＭＰＥＧ−２スタンダード技術によ
れば、Ｉ、Ｐ又はＢ−画像の処理にかかわらず、ビデオ
スタンダードのタイプに基づいて４：２：０のフォーマ
ットの各「フレームバッファ」が次の表が示すメモリ量
を占めることになる。

【００１０】

【表１】

【００１１】従って、基準例として、最も厄介なケース
を呈するＰＡＬシステムでは、必要なメモリの実際の総
量は下記から表される。 1,835,008 ＋ 835,584 ＋ 4,976,640 ＋ 4,976,640
＋ (4,976,640 ＊0.7407) = 16,310,070ビット この計算はＢ−画像フレームバッファの0.7407最適化を
考慮している。

【００１２】更なる最適化は、表示ユニットの上流側に
機能的に位置する専用回路ブロックを用いて、総合デコ
ーダデバイスの等価機能を内部で実施することによっ
て、外部ＲＡＭの保存ステップに依存せずにＢ−画像を
伸長して行われる。

【００１３】この更なる最適化を考えると、ビデオＲＡ
Ｍの規定は次に示す値にまで低下する。 1,835,008 ＋ 835,584 ＋ 4,976,640 ＋ 4,976,640
= 12,623,872ビット ここでＢ−バッファは、画像自体のビデオ表示プロセス
が要求する画像の各々の列において（フィールド又はフ
レーム）、ＭＰＥＧ−２圧縮データストリームで定め
た、各々８＊８ブロックのスキャンを変換するために要
求されるデコーダの「コア」を含んでいる同じチップ内
に存在する。このような変換マクロセルは、「マクロブ
ロックラスタスキャンコンバータ」と広く呼ばれてい
る。

【００１４】共通開示のための優先値にとしてここで特
許請求される日付で、同じ出願人の名前で1996年３月11
日に提出された従来のヨーロッパ特許出願第96830106.9
号には、約８Mbitに前述のビデオメモリ容量を大幅に減
少できる方法と関連デバイスが記載してある。

【００１５】前述の特許出願に記載され特許請求された
発明の背景となる考えは、前述の計算式に記したＭＰＥ
Ｇデコーダプロセスが要求するメモリ量は、画像が外部
メモリから読み取られる時にそれらの伸長と、画像が外
部ビデオメモリに一時的に保存される前とＭＰＥＧ伸長
の後に、予測の基準として用いる画像（スタンダードＭ
ＰＥＧ−１とＭＰＥＧ−２の場合にＩ−画像とＰ−画
像）の再圧縮が可能となる時に大幅に減少できることを
認識することにある。

【００１６】ＭＰＥＧ伸長後に及びこれらのデータをコ
ーディングして各ビデオメモリバッファに保存する前に
少なくともＩとＰ画像に関してメモリ容量を８Mbitに減
少するために用いるＡＤＰＣＭ再圧縮の前にデータサブ
サンプリングを実施すると、ビデオメモリ容量が共働滴
に最小限にできること、即ち、実際に４Mbitに減少でき
ることが分かっており、それがこの新規の特許出願の目
的である。次に、デコードデータは再構成段階中に及び
「マクロプロセスラスタスキャン」変換ユニットに送ら
れる前にペルのブロックによって伸長され、それらの再
圧縮の前に用いるサブサンプリングファクタに調和して
アップサンプリングされる。

【００１７】このサブサンプリング動作と後のデータア
ップサンプリングにより、画像品質（画像定義）の変質
は、画像がテレビスクリーンに表示される時に殆ど気付
かない程度に実質的に解消されることが分かった。

【００１８】更に、本発明に準ずるデータプロセッサの
「コア」構造はこのようなサブサンプリングとアップサ
ンプリング動作を実施してビデオメモリ容量の大幅減少
に関するモードを選択する、又は従来技術のシステムの
メモリ容量より遙かに小さい８Mbitのビデオメモリ容量
で高い画像品質を維持するメモリ容量の最小化に関する
このオプションモードの動作を不能にする適切な手段を
単純に実現することを可能にする。

【００１９】基本的に、本発明は動作条件に関する。従
って、広く用いられるメモリ容量の機能のデバイス「コ
ア」の特性を最適にするために、ビデオメモリ資源を自
動的に管理する「適応」システムの構築を可能にする。

【００２０】実際に、ＡＤＰＣＭ再圧縮のファクタは、
外部ビデオメモリの内部で使用できるスペースが最適に
なる様に変えることができる。

【００２１】メモリスペースがこの趣旨に十分に対応す
る場合に、本発明の目的であるメモリ容量減少用マクロ
セルは省略され、ＭＰＥＧデコーダシステムで生成され
る際に画像の品質を完全に保持する。

【００２２】メモリが不十分である場合、システムは、
少なくともＩ−画像とＰ−画像の再圧縮のために、前述
の出願第96830106.9号に記載してある用にメモリ容量ア
ルゴリズムを８Mbitに減少させる。従って、16Mbit外部
メモリを備えていると想定すると、残りのメモリスペー
スを、「スクリーン表示システム」（TELETEXTなどのよ
うなアプリケーション）の画像又はグラフィックの保存
のために使用できる。

【００２３】最後に、ビデオメモリの活用性が更に減少
される場合には、システムは、アルゴリズムを本発明の
サブサンプリングの趣旨に基づいて、メモリ要求を約４
Mbitに更に減少できる。８Mbitの最大メモリ容量を有す
る画像再圧縮アルゴリズムは、前述の特許出願第968301
06.9号に記載する方法に準じて本発明のサブサンプリン
グシステムを単純に省略して実際に行われる。

【００２４】勿論、サブサンプリングステップの起動又
は起動解除は、ビデオメモリの活用を十分に最適にする
ためにシステムによって動的に自動的に行われる。

【００２５】本発明の方法は、前述の特許出願第968301
06.9号で既に述べた様に、Ｂ−画像の伸長が、ＭＰＥＧ
伸長後に及び画像を表示ユニットに送る前にＢ−画像の
「マクロブロックラスタスキャン」変換バッファを用い
ることによって、外部ビデオメモリに関連データを保存
せずに行われることを想定して、少なくともＩ−画像と
Ｐ−画像とを再圧縮することにある。このようなＩとＰ
画像の再圧縮段階は、適応式差動パルスコード変調（Ａ
ＤＰＣＭ）スキームに従って行われる。

【００２６】ＩとＰ画像のＡＤＰＣＭ再圧縮は次の項目
に対応している。

【００２７】効果性：伸長を行うために用いる量に加え
られた圧縮画像が占めるメモリ量は、前述のＡＤＰＣＭ
再圧縮を必要としないデコーダに用いる総メモリ量より
小さい。

【００２８】効率：画像の再圧縮は、デバイスの総コ
ストがメモリ部品を用いないことから生ずる節約量と比
べると急激に増加しない様に、単純な形態で行われる。 再構成した画像品質は、無視できる程度の劣化である
か、又はコスト／品質に関して許容可能な程度である。 オプションで好都合に、運動補償プロセスのために、
予測器をこの外部メモリから導くために必要な外部メモ
リの機能を制御する主要クロックサイクルの数が効果的
に減少できる。そのために、好ましい実施例に従って圧
縮情報の一部が、次に示す専用バッファのデコーダの
「コア」のチップに保存される。

【００２９】実際に、ＡＤＰＣＭスキームに従う再圧縮
は、例えば、輝度ブロック（例えば各々８＊８ピクセル
の）４ビット圧縮と色光度ブロックの（例えば各々８＊
８ピクセルの）３ビット圧縮とに従ってデータをコーデ
ィングして（Ｉ−画像に対して、及び運動後にＰ−画像
に対して）、ＭＰＥＧ伸長ブロックの個別余弦逆変成処
理回路から出力される様に色光度と輝度ブロックのデー
タ上で行われる。

【００３０】オプションで輝度（Ｙ）と色光度ＵとＶあ
るいは両方のｎ＊ｍペルの各ブロックも、（ｎ／２）＊
ｍペルの２つのサブブロックに予防的に更に分割される
ので、バッファ化／サブサンプリング／ＡＤＰＣＭ圧縮
／コーディング／メモリへの書込み／メモリからの読み
取り／デコード／ＡＤＰＣＭ伸長／データサブブロック
のアップサンプリングのプロセスを実施できる。

【００３１】ＡＤＰＣＭ圧縮方法は、次に説明する様に
前述の容量に適合するので、ある程度の柔軟性が、異な
るレベルの圧縮に相応して最適化される場合にコーディ
ングとデコード回路の変更を非常に単純な方式で可能に
する様に圧縮の際に加えられる。

【００３２】好都合に、データのサブサンプリングは、
後で更に詳細に図示する様に、「五点形」グリッドに従
って行われる。ＡＤＰＣＭ伸長後のデータサブサンプリ
ングは、コーディング段階で保存していなかったサンプ
ル（ペル）の生成を要求する。これは、次に述べる様に
意図的に形成された、ある能動エリアに含まれていて、
接合サンプル（ペル）に相応する値から行われる。

【００３３】その関係で、省略語「ペル」が「ピクセ
ル」の代わりに後で用いられる。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本発明の態様に従って、
各保存バッファに書き込まれ且つ読み取られるビデオ画
像に関連するビデオデータ処理バスと制御バスとにイン
タフェースするビデオデコーダＭＰＥＧは、相対コント
ローラによって管理される外部ＤＲＡＭメモリのビデオ
ビットに対して各々第１のバッファにおいて圧縮データ
を捕獲し書き込むための「先入れ先出し」方式の第１の
バッファと、制御回路によって同期がとられる回路初期
コードの検出回路と、スクリーン表示（ＯＳＤ）データ
を保存する両方向バッファと、圧縮入力データストリー
ムの可変長デコードブロックと「ランレングス」タイプ
デコーダ段階と逆の定量化機能を行う回路と逆個別余弦
変成（Ｉ ＤＣＴ）の処理回路と予測器値生成ネットワ
ークとを搭載し且つ前述の可変長デコードブロックによ
ってデコーダデータの伸長パイプラインとを一般的に搭
載しており、更に下記に搭載することを特徴としてい
る。即ち、 −データマクロブロックのためのバッファと、 −５点形サブサンプリング回路と、 −ＩとＰ画像を伸長する適応差動パルスコーディング変
調（ＡＤＰＣＭ）スキームに従って、運動補償後に外部
メモリによって各バッファに書き込まれる、Ｉ ＤＣＴブ
ロック出力データを、コーディングして再圧縮しエンコ
ードする回路と、 −出力（ＡＤＰＣＭ）データを、外部メモリの各バッフ
ァかち読み取られ、再圧縮されたＩとＰ画像に相応して
Ｉ ＤＣＴブロックから、伸長してデコードし、ＩとＰ
画像に相応してビデオデータストリームを、伸長された
Ｂ−画像に相応してＩ ＤＣＴから出力データと共に、
生成できる回路と、 −このようなビデオデータストリームのためのバッファ
と、 −前述のビデオデータストリームのアップサンプリング
回路とを搭載している。

【００３５】本発明の実施例に従って、コーディングと
再圧縮の回路は、 −ＭＰＥＧ伸長ブロックで作成したＩ ＤＣＴデータの
捕獲バッファと、 −バッファのエネルギー要素を確認し、外部メモリの各
バッファに保存するＩ ＤＣＴブロックから差動データブ
ロック出力のペル値のデジタル変動値を生成する回路
と、 −前述の回路で生成した実際の又は今のデジタル変動値
によって理路整然と条件設定されるマルチレベル定量設
定器と、 −ＭＰＥＧ伸長ブロックで生成したＩ ＤＣＴデータス
トリームを第１の入力を介して及び予測器を第２の入力
を介して受信できて、且つ前述の定量器の入力に送られ
る出力データストリームを生成できる微分器と、 −定量器の出力ストリームを入力として受信できる外部
メモリの各バッファに再圧縮データをコーディングして
書き込む回路と、 −Ｉ ＤＣＴデータストリームを第１の入力を介して及
びネットワークで生成した予測器値を第２の入力を介し
て受信できるマルチプレクサを搭載する前述の予測器値
を生成するネットワークと、 −定量器の出力ストリームを第１の入力を介して及び前
述のマルチプレクサが出力したデータを第２の入力を介
して受信できて、且つ合計データの出力ストリームを作
成できるアダーと、 −前述のアダーが生成した前述の合計データストリーム
を入力として受信できて、且つ微分器段階とマルチプレ
クサとの第２の入力に送られる前述の予測器値を生成す
る回路とカスケードであるリミッタ回路とを搭載してい
る。

【００３６】伸長とデコードの回路は、各外部メモリバ
ッファから来る圧縮されコーディングされたデータスト
リームを第１の入力を介して、且つ同じ外部メモリバッ
ファに既に保存してある相対変動値を第２の入力を介し
て受信できるデコード回路と、前述のデコード回路によ
ってデコードされたデータストリーム出力を第１の入力
を介して、且つアダーの出力で既に生成され、ピクセル
値のリミッタに準ずる、伸長ペル値に相応する予測器値
を第２の入力を介して受信できるアダー合計段階から成
る伸長ネットワークとによって構成できる。

【００３７】勿論、本発明から推測できる様に、データ
の輝度と色光度のブロックのペルの形状と、ＭＰＥＧ圧
縮スキームに従うＩ ＤＣＴデータのフォーマットと、
ＡＤＰＣＭスキームに従って既に伸長されたＩとＰ画像
の再圧縮データのフォーマットだけでなく、推定デジタ
ル変動値のフォーマットと相対定量器のレベル数も、こ
の説明の事例から指摘されたものと異なり、且つビデオ
デコーダ又はレシーバのデザイン選択に基づいて普通は
定められる。

【００３８】

【発明の実施の態様】本発明の種々の態様と相対的な長
所は、次に示す重要な実施例の記述と、添付の図面とを
参照すると、十分に理解できるものと思われる。

【００３９】図に示すサンプルの実施例は、ＰＡＬとＮ
ＴＳＣアプリケーションとに使用できるＭＰＥＧビデオ
デコーダを示しており、それは16MbitのＰＡＬをサポー
トできて、このような容量から始めると、要求されたビ
デオＲＡＭの要素を約４Mbitに減少できる。

【００４０】図１に示す構造によれば、ＭＰＥＧビデオ
デコーダ（「ビデオコア」）は、外部ＤＲＡＭメモリに
インタフェースメモリデータバスを介してアクセスし、
それは同じ外部ＤＲＡＭに編成できる各オーディオバッ
ファにアクセスするＭＰＥＧオーディオデコーダと共用
できる。メモリデータバスとインタフェースするほか
に、ビデオデコーダはコントロールバスともインタフェ
ースし、それを介してシステムのコントロールマイクル
プロセッサはインタフェースブロック（マイクロコント
ローラインタフェース）に介入する。

【００４１】ビデオデコーダは、同調要素（ＤＳＹＮ
Ｃ）と（ＶＳＹＮＣ）を管理するコントローラ（CONTRO
LLER) も搭載できる。

【００４２】従来のＭＰＥＧ構造によれば、デコーダは
「先入れ先出し」バッファ（圧縮データＦＩＦＯ）を搭
載しており、例えば外部ＤＲＡＭの第１のバッファ（ビ
ットバッファ）に圧縮データを捕獲して書き込むために
１Kbitの容量を備えており、スタートコード検出器、表
示ディスプレイ（ＯＳＤ）のためのメモリ両方向バッフ
ァ（メモリＩ／Ｏユニット）、圧縮入力データストリー
ム（ビットストリーム）のための第１の可変長デコーダ
（ＶＬＤ）ブロックを搭載している。

【００４３】ＭＰＥＧ ＤＣＴデータ伸長は、相対伸長
ブロック（パイプライン−ＲＬＤ、Ｉ ＱＵＡＮＴ、Ｉ
ＤＣＴ、予測構造）から行われる。パイプラインは、
「ランレングス」デコード段階（ＲＬＤ）、逆定量化回
路（Ｉ ＱＵＡＮＴ）、逆個別余弦変成プロセッサ（Ｉ
ＤＣＴ）、予測値の生成マイクロフィルター構成のた
めのネットワーク（予測構成）とを一般的に備えてい
る。

【００４４】周知の構造の場合、逆個別余弦変成と運動
補償とをＩとＰとＢ画像に相応して計算する、Ｉ ＤＣ
Ｔ処理回路が出力したＩ ＤＣＴデータのブロックは、
コーディング形態で、即ち、デコードされて表示ユニッ
トに送られる前に、ある数のビットのワードとして、外
部メモリの各バッファに書き込まれていた。対照的に、
本発明によれば、ＩとＰ画像に相応する伸長したＩ Ｄ
ＣＴデータは、サブサンプリングされるか、又はＡＤＰ
ＣＭ再圧縮の前でなく、その後に、コーディングされ、
ＭＲエンコーダ／デコーダとして図１に全体的に示すブ
ロックを用いて、外部メモリの各バッファに書き込まれ
る。ＤＲＡＭから読み取られた再圧縮データは、デコー
ドされ、伸長されて、事実上、伸長したＢ−画像と共に
表示ユニットに送られる。

【００４５】オプションで、内部補助メモリ（ＭＲメモ
リ）は、前述のヨーロッパ特許出願第96830106.9号に記
載してある様に、外部メモリの管理を最適にする様に構
成してあり、その内容は、ここで引例を用いて包含され
ており、次に示す図解から明らかになると思われる。

【００４６】オプションの補助内部メモリ（ＭＲメモ
リ）は、それ自体の関連性をこれらの段階で備えてお
り、それに対応して、システムは、本発明に従ってＡＤ
ＰＣＭ再圧縮の前にサブサンプリングアルゴリズムの動
作を不能にし、ＡＤＰＣＭ再圧縮の動作だけ可能にする
と、ビデオメモリ容量を８Mbitに減少できる、この動作
モードのもとで、ちょうど前述のヨーロッパ特許出願の
様に外部ビデオメモリの活用が、16未満の数ビットのワ
ードを保存する必要性を考慮して最適化される。この16
は通常の数であり、外部ビデオメモリに編成されてい
る。この最適化は、システムがＡＤＰＣＭ再圧縮の前に
サブサンプリングアルゴリズムを可能にすることにより
約４Mbitに全てのメモリ容量を減少できる時にもう必要
性がなくなる。

【００４７】Ｂ−画像の「直接的な」再構成の好ましい
ケースでは、これは次の様にして行われる。−ＡＤＰＣ
Ｍ圧縮したＩとＰの予測が、今「パイプライン」によっ
て伸長されたＭＰＥＧであるＢ−画像の運動補償を行う
ために外部ＤＲＡＭメモリから読み取られＡＤＰＣＭ伸
長されて、中間サブサンプリング工程に送られる。

【００４８】この様に再構成したＩ ＤＣＴデータのマ
クロブロックは、図１に示す表示ユニットの上流側の変
換回路「マクロブロックラスタスキャン」に送られて、
それらが表示される。この工程は、このようなバッファ
がマクロセル「マクロブロックラスタスキャンコンバー
タＢ−画像」に存在するので、Ｂ−画像を保存するため
に外部メモリに任意のバッファを必要としない。

【００４９】ビデオメモリの活用性（例えば16Mbit外部
メモリの使用を考える場合）の変動条件に相応する適応
性を特長とする本発明のシステムの基本的な方式と共
に、システムは、好都合にＡＤＰＣＭ再圧縮とコーディ
ングとビデオメモリに対する事実上の書込みとにより、
メモリ容量を減少するアルゴリズムの動作を解除する
か、又はその動作を可能にすることができる。

【００５０】この動作は、マイクルプロセッサを介して
２つのマルチプレクサを制御して行われる。

【００５１】制御マイクルプロセッサを介して適応しな
がらメモリ容量を減少する機能の動作可能／不能スキー
ムが、図２に示してある。この部分図には、ＭＲエンコ
ーダとＭＲデコーダブロックとを会するＡＤＰＣＭ再圧
縮システムの起動又は起動解除を行う、マイクルプロセ
ッサが制御する２つのマルチプレクサが、詳細に図示し
てある。

【００５２】図１のＭＲエンコーダ／デコーダブロック
の詳細図は、前述のヨーロッパ出願と共に、外部メモリ
管理を最適化する組み込み式ＭＲメモリも示す。

【００５３】図１のバッファ化と「５点形」サブサンプ
リングと再圧縮の特長は、伸長したＩとＰ画像に関連す
るＩ ＤＣＴブロック（簡単にＩ ＤＣＴデータと呼ぶ
ために）に相応して図３に示してある。

【００５４】図３のブロック図は、実際にサブサンプリ
ングアルゴリズムの動作を不能にして、ＡＤＰＣＭ再圧
縮だけを介して８Mbitに、又はＡＤＰＣＭ再圧縮前のデ
ータサブサンプリングを介して４Mbitだけにメモリを減
少する間に選択動作を自動的に起動するために２つのマ
ルチプレクサＭＵＸも備えている。

【００５５】対応するブロック内で行われる５点形サブ
サンプリングは、ＲＡＭに書き込まれるビデオライン
（列）の各輝度データに関する２つのピクセルごとに１
つを放棄して行われる。このプロセスはラインごとに繰
り返されるので、ピクセルの位置を「オフセット」する
ことになる。

【００５６】図４のブロック図に示す様に、５点形サブ
サンプリングは、ピクセルストリームの周波数と比べる
と、半分の周波数のクロックでドライブされ、平行して
機能するＤ−フリップフロップのアレイを介してピクセ
ルストリームを送ることによって単純に行われる。この
半分の周波数クロックは、マルチプレクサＭＵＸによっ
て選択され、その入力でフリップフロップバンクを介す
るピクセルストリームの基本周波数Ｆと比べると、Ｆ／
２の周波数の補足クロック信号が印加される。ラインパ
リティの信号はクロック選択を指示するので、５点形サ
ブサンプリンググリッドが生成することになる。

【００５７】５点形サブサンプリング技術は、デジタル
データストリームに関連するサブサンプリング段階の上
流側でビデオ信号の帯域の周波数低下がサブサンプリン
グアルゴリズムに適合することを想定している。サブサ
ンプリングでビデオラインのデータのサンプルの有効数
の半分に減少する場合、帯域も半分に減少する必要があ
る。この必要な濾過はエイリアス除去フィルタによって
行われ、その機能ストリームスキームが図５に示してあ
る。濾過は、隣接するピクセルと適正な係数間の積の合
計を得て行われる。Ｔレジスタは、濾過したピクセルを
出力するためにフィルタに必要な時に、これらの隣接す
るピクセルを保存するＤ−フリップフロップバンクにな
る。これらの隣接するピクセルは、出力データを得るた
めに所定の係数と乗算されて加算される。

【００５８】図７を見ると、ＡＤＰＣＭエンコーダブロ
ックは、Ｉ ＤＣＴ入力データの捕獲のために、64＊８
ビットバッファ（ブロックバッファ）を搭載している。
専用回路（変動推定器）はＩ ＤＣＴ入力データの各ブ
ロックの平均ペル値と、Ｉ ＤＣＴデータブロックの各ペ
ル間の差の絶対値の合計の平均とを計算する。このよう
なパラメータを用いると、入力データ（ペル）ブロック
の変動が確認できる。

【００５９】図８と９は、好ましい実施例に従う変動予
測ブロックの詳細機能ブロックを示す。変動予測ブロッ
クに関する図８と９の詳細スキームは、当業者が容易に
理解できる標準的な用語を用いている。変動推定の回路
ブロックを構成する段階の各々に関する更なる定義と説
明は、本発明の構造の全体的な理解に必要でないと思わ
れる。

【００６０】ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）ブロック
は、図例に示す様に８つの欄（８ビット）の各々から成
る56列を構成している。このプログラム設定可能な（非
揮発形）ＲＯＭには、輝度と色光度の定量化の係数が保
存してある。実際に、例えば輝度が４ビットでコーディ
ングされており、各ワードが変動推定器によって選択さ
れるラインに関して考えられる16の係数の中から１つを
選択することを意味している。これらの係数はゼロを基
準にして対称関係にあるので、列は絶対値係数（16より
むしろ８）を含んでいる。

【００６１】プログラム設定可能なＲＯＭを用いる代わ
りに用いるシリコンエリアの関係で、ある変動値を入力
として受信すると、必要な係数の値を出力するプログラ
ム設定可能なロジックアレイＰＬＡを用いると安くな
る。ＰＬＡは、複数の係数で変動のブール変換を行う様
にＡＮＤとＯＲとＮＯＴゲートから構成できる。

【００６２】微分器の相対入力（−）に印加される予測
値を作成するＤＰＣＭ圧縮ネットワークは、２入力マル
チプレクサ（ＭＵＸ）から成り、その第１の入力にＩ
ＤＣＴ入力データの各ブロックの第１のペル（Ａ１）の
値が印加されるが、ネットワークが作成した予測器値は
他の入力に印加される。アダー（＋）は、マルチプレク
サ（ＭＵＸ）の出力値に印加される定量器回路（定量
器）の出力ストリームを第１の入力を介して受信する。
この合計の結果は、リミッタ回路（LIM.0-255)の入力に
印加され、その出力ストリームが予測器値を作成する回
路の入力に印加される（ＣＯＥＦＦ）。

【００６３】リミッタ段階（LIM.0-255)は適当な結合論
理回路から成る。このような段階の使用は、与えられた
限界を逸脱する事実上の最大ピクセル値を圧縮するため
に必要であり、これはピクセル値の８ビットコーディン
グの場合に255 で固定される。実際に圧縮と伸長の段階
で、ピクセル値は255 の減退を時々越えると思われ、こ
の場合にリミッタ回路はピクセルの最大値を設定限界内
に復元する。

【００６４】Ｉ ＤＣＴ輝度データのための３ビット書
込みコーディング（ＣＯＤＥＲ）回路と、輝度Ｉ ＤＣ
Ｔデータのための４ビットコーディング回路は、定量器
の出力ストリームを受信し、その様に再圧縮されたデー
タを外部メモリの各バッファに書き込む。

【００６５】コーディングとＡＤＰＣＭ再圧縮ブロック
との機能を効果的に図示するために、種々のブロック機
能について次に詳細に説明する。

【００６６】ＡＤＰＣＭ再圧縮ＩをピクセルのＭ列とＮ
欄のマトリックスで示すデジタル画像とし、Ｉ（ｘ、
ｙ）をビットの数Ｂによる整数（２進数）として定め
た、列ｙと欄ｘから定まるピクセルとする。

【００６７】画像ＩをＲｘＣサイズ（Ｒ列とＣ欄）を有
する長方形ブロックで更に分割されるものとする。圧縮
の最大効率は、ＲとＣが各々、ＭとＮの整数分割器の中
から選ばれる場合に実現する。

【００６８】アルゴリズムは、各ブロックの圧縮を行
う。即ち、ブロック自体の表示に必要なビット数を減ら
して、ブロック自体から抽出されるデータだけ活用する
が、これは圧縮データのストリームにおけるブロックに
対するアクセス及びブロック自体の伸長を単純にするこ
とを意図している。

【００６９】ＡＤＰＣＭ圧縮メカニズムは、画像自体の
２進表記に必要なビット数を減少する様に画像の隣接す
るピクセルの中に存在する相関関係を用いる。ピクセル
の値は、その次のピクセルの値だけ５点形でサブサンプ
リングした画像（従って、ピクセル自体の値を用いてい
ない）に関して、適切に結合すると、実際に概算して、
ピクセルの「予測」と広く呼ばれるものが生成できる。

【００７０】従って予測メカニズムを定めると、各ピク
セルよりむしろ予測エラーだけ適切にコーディングする
と、画像のデジタル表記に必要な２進値を減少できる。
ピクセルの値の予測が正確であればあるほど、予測エラ
ーのエントロピーが小さくなる。即ち後者のコーディン
グに必要な数が減少することになる。

【００７１】例えば、スキャンスキームに従う各ブロッ
クのピクセルのスキャンに適した構成を各ピクセルに対
して、最初のものを除いて、ピクセル自体の予測として
使用できる。それに先行する別のものが存在する様に考
えてみる。Ｐ（ｉ，ｊ）、ｉ＝１、・・・、Ｃをどんな
ブロックであってもその列ｉと欄ｊから定まるピクセル
とし、Ｐ′（ｉ，ｊ）をＰ（ｉ，ｊ）の予測として用い
るピクセルとすると、構成は下記の様になる。 Ｐ（１，１）＝スキャンの最初のピクセル、 Ｐ′（ｉ，１）＝Ｐ（ｉ−１，１）；ｉ＝２，・・・，Ｒ、 Ｐ′（ｉ，ｊ）＝Ｐ（ｉ−１，１）；ｉ＝２，・・・，Ｒ、 Ｐ′（ｉ，ｊ）＝Ｐ（ｉ，ｊ−１）；ｉ＝１，・・・，Ｒとｊ＝２，・・・， Ｃ

【００７２】Ｅ（ｉ，ｊ）＝Ｐ（ｉ，ｊ）−Ｐ′（ｉ，
ｊ）を予測エラーとする。予測エラーの全体が、独自の
不定変数のシーケンスに巧に概算され且つ同様に分布し
且つラプラス確率密度を有する東経表記になることが分
かる。これを予測エラーの前に用いると、後者を、過剰
な歪みを導かずに、値Ｑ（ｋ）とｋ＝１，・・・ＬとＬ
＜２^B の小さいグループにそれをマップすると圧縮でき
る。このマッピング動作は「定量化」と広く呼ばれてい
る。Ｌ値Ｑ（ｋ）の各々がＢより小さいビットＣの数で
コーディングできると仮定すると（例えば、Ｌ＝２^C の
時に常に真）、予測プロセスに呈せられる各ピクセルの
２進化コードがファクタＣ／Ｂによって圧縮される。

【００７３】ＡＤＰＣＭ圧縮方法は画像が次の動作を介
して伸長される各ブロックに適用される。 −デジタルストリームの適切な定量器を選択してコーデ
ィングする。 −ブロックの第１のピクセルをコーディングする。 −ブロックの残りのピクセルの全ての相関関係を解除
し、定量化して、コーディングする。

【００７４】これらの動作を行う種々のステップと回路
構造について次に単独で説明する。 定量器の選択とコーディング 定量化のプロセスに起因する歪みは、定量値Ｑ（ｋ）の
セットが定量化される信号エネルギーを考慮して計算さ
れる場合に減少できると考えられる。デジタル画像の異
なる部分が非常に異なるエネルギー値を示すことも分か
る。この方法は次に示す様にブロック自体のエネルギー
の関数として各ブロックに相応する値Ｑ（ｋ）の全体を
定めている。単一エネルギーの場合に用いる値Ｑ１
（ｋ）＝ｋ１，・・・，Ｌの全体がコーダとデコーダの
両方に知らされる。ブロックのＵエネルギーが推定され
てデジタルストリームでコーディングされる。ブロック
で効果的に用いた値Ｑ（ｋ）は次の様に計算される。 Ｑ（ｋ）＝Ｑ１（ｋ）＊Ｕ； ｋ＝１，・・・，Ｌ。

【００７５】ブロックエネルギーの推定は、予測エラー
に関するラプラス統計の仮説を立てて、比較的単純に行
われる。実際に、このケースでエネルギーは、ブロック
予測エラーの絶対値の平均の２つの平方根と乗算して計
算される。エネルギーは、最大値に変換して増倍し且つ
Ｋの数のビットの結果を示して単純にコーディングされ
て、均一の定量化を基本的に実現する。予測エラーの定
量器を選択する際に、定量化に関するエラーのピーク値
を考慮することも必要である。何故ならば、予測エラー
が大きい場合に定量器のピーク復元値が次に示すスキー
ムに従って、過度に小さくなる可能性があるからであ
る。従って、変動の計算と同時に第１の欄のエラーの予
測ピーク値も計算され、そこで、大きな予測エラーがＧ
の連続する水平ライン（即ち、Ｇ＝２）の各グループに
対して、インタレーススキャン中にフィールドのライン
の中の長い距離のために生ずる恐れがあるためである。
ビットが、予測エラーの過度なピークの事象について送
信するために、これらのピクセルグループの各々のコー
ディングに加えられ、その結果として、ペアの列の場合
に２＊Ｕエネルギーに及び第１の欄の場合に４＊Ｕに対
応する定量器の選択となる。

【００７６】図８と９に詳細を示す回路構成は、この変
動推定を計算するために用いられる。

【００７７】ブロックの第１のピクセルのコーディン
グ。 図７のスキームを見ると、ブロックの第１のピクセル
は、Ｐ（１，１）として既に示してある様に、予測に関
する任意の分類に呈せられないのでＢビットを用いて、
その元の分解能に従ってコーディングされる。

【００７８】ブロックの他のピクセルの全ての相関関
係の解除、定量器、コーディング。 図７のスキームを見ると、ブロックの各々のピクセルに
対して、前述の様にピクセルＰ′が予測器として用いら
れている。この予測器は、スキャン順に従って、既に定
量化され再構成されているので、元の画像から抽出され
ないことに注目すべきである。これは、周知のＡＤＰＣ
Ｍ技術により理路整然と、画像の品質を高度に制御する
ことを可能にする。

【００７９】図７は、エンコーダの全体図のほかに、単
一ピクセルの予測と定量化ループも詳細に呈する回路を
示す。予測エラーの計算は係数と符号を基準にして行わ
れる。これは定量化が行われるレベルの数を半分にして
定量化を単純にする。実際に予測エラーの統計結果がゼ
ロを基準にして対称になることが分かる。

【００８０】図10と11は定量器の回路実施例を示す。

【００８１】図10のスキームは、復元値Ｔ０，・・・，
Ｔ７の算術平均を表す７つのスレッショルドＳ０、Ｓ
１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を生成するために用
いる構成を示す。特に平均が隣接する復元値の中から計
算され（即ち、Ｓ２＝Ｔ２＋Ｔ３）、この結果は十分な
正確性を維持するために２で除算されない。勿論、これ
は図11のスキームの「err 」値を２で乗算して補償され
る。即ち、実際に８ビットよりむしろ９ビット（即ち、
１つの符号ビットが加えられる）で表される。

【００８２】図11は実際の定量化回路を示す。

【００８３】図10で計算したスレッショルドは絶対値の
８つの間隔のシリーズを定めている（４ビットで輝度を
コーディングする場合）。従って「err 」がＳ１とＳ２
から定まる間隔に属する場合に、「err 」がＲＯＭの読
み取り又はＰＬＡによって生成済みの値Ｔ２と交換され
る。

【００８４】従って、Ｓ１とＳ２が送られた２つのコン
パレータは、結合ロジックの支援のもとで、Ｔ２を出力
に送る際に、マルチプレクサＭＵＸをドライブして、ネ
ーム「delta 」になる。「err 」の符号ビットが、代わ
りに出力にトリムされずに送られて「delta 」の符号に
なる。

【００８５】図７のビデオＲＡＭに関する伸長と書込み
のＡＤＰＣＭコーダの完全なスキームを再び見ると、そ
の様に再圧縮したサブサンプリングデータは、16ビット
ワードで編成した外部ＤＲＡＭに保存される。従って、
例えば、輝度８＊８ブロックのコーディングを表すＮビ
ットは16ビットワードで並べられ、図１のメモリコント
ローラを用いて、外部ＤＲＡＭにおちられる。明らかに
Ｎは16ビットの倍数でないので、16ビットワードは有用
な情報を含んでいない。従ってこのようなワードをチッ
プ上に構成できる小さな形状（外部ＤＲＡＭと比べる
と）のメモリに好都合に保存できる。これを実現する特
に優れた方式がいわゆるＭＲメモリブロックを用いて，
図２のスキームに示してあり、それはチップ上に適用で
きる補助のオプションメモリを示している。

【００８６】ＭＲデコーダブロックが図６に示してあ
り、メモリを４Mbitに減少する、又は、ＡＤＰＣＭ再圧
縮だけを介して８Mbitにメモリを減少することが要求さ
れる時にこのアルゴリズムの動作を不能にする、サブサ
ンプリングの選択マルチプレクサもある。

【００８７】図６のスキームのＡＤＰＣＭデコーダブロ
ックの構成が図12に完全に図示してある。

【００８８】前述の様に、Ｎビットをメモリから読み取
ることについて考えてみる。そこから計算した変動から
ＲＯＭ（又はＰＬＡ）に保存してある値を選択する（即
ち、保存した値の中の１つを意図する）。従って、値Ｔ
０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７が生成
されて、マルチプレクサＭＵＸに送られる。４ビットの
サブワード（輝度伸長の場合）がＮビットから導かれ、
それらがＴ値を選択する際にＭＵＸをドライブする。

【００８９】最後に、今のＴ値は伸長されたペルになる
ほかに、ＭＵＸによって選択された次の値に加えられる
値にもなる。

【００９０】このプロセスは、圧縮又は伸長の影響を受
けない８＊８ブロックの最初のペルによって初期化され
る。

【００９１】ピクセルごとにＮビットで圧縮する例。 事実上の運動補償後の及び５点形サブサンプリング後の
ピクセルのＲ＊Ｃブロックについて考えてみる。ブロッ
クの圧縮のために用いるビットの総数は、 Ｋ＋８＋（Ｒ＊Ｃ−１）＊Ｎ＋１＋Ｒ／Ｇ。 ここで、 Ｋ＝エネルギーのコーディングに用いるビット。 ８＝最初にスキャンされるピクセルに用いるビット。 Ｎ＝５点形に用いるビット。（Ｒ＊Ｃ−１）＊Ｎ＝残り
のピクセルのＤＰＣＭコーディングに用いるビット。 １＝第１の欄で変更された定量器を示すビット。 Ｒ／Ｇ＝列のＲ／Ｇグループで変更された定量器を示す
ビット。

【００９２】Ｋ＝６、Ｒ＝８、Ｃ＝８、Ｎ＝３、Ｇ＝２
のケースでは、合計で、６＋８＋（８＊８−１）＊３＋
１＋４＝２０８ビット／ブロック。

【００９３】Ｋ＝５、Ｒ＝８、Ｃ＝８、Ｎ＝２、Ｇ＝２
のケースでは、合計で、５＋８＋（８＊８−１）＊２＋
１＋４＝１４４ビット／ブロック。

【００９４】色光度の元の状態が要求した８＊８＊８＝
512 と比べると、及び輝度に必要な16＊８＊８＝1024と
比べても大きく異なっている。

【００９５】ＭＰＥＧマクロブロックの圧縮の例 各マクロブロックは、輝度の４つの８＊８ブロックと、
色光度の２つの８＊８ブロックから成る。各マクロブロ
ックは、下記に等しいビット数でコーディングされる。 〔２＊16＊８＊８〕（輝度）＋〔２＊８＊８＊８〕（色
光度）＝3072ビット 各ＰＡＬ画像には、1,620 のマクロブロックがある。 3,072 ＊ 1,620 ＝ 4976640ビット

【００９６】色光度信号は低い内容の情報を含んでい
て、最小の空間周波数に制限された帯域を呈する事が分
かる。これは、色光度自体に関して高い予測性、即ち、
ＡＤＰＣＭ圧縮に関して高い効率を意味している。輝度
に対して３ビット／ピクセルの圧縮と色光度に対して２
ビット／ピクセルを考えると、 〔２＊208 〕（輝度）＋〔144 ＊２〕（色光度）＝704
ビット

【００９７】従って、各フレームは下記のビットを占め
ることになる。 704 ＊ 1,620 ＝ 1,140,480ビット

【００９８】この様にして生成したマクロブロック圧縮
ファクタは4.36に等しい。

【００９９】ＭＰＥＧデコーダに適用する例 前述の関係を考慮し、ＭＰＥＧ伸長したＩとＰ画像の圧
縮を想定すると、ビデオメモリレジスタの４Mbitに減少
する目標が達成できる。

【０１００】この結果は、最初に５点形サブサンプリン
グし、次に、ＭＰＥＧ伸長後に及びそれらが外部メモリ
に保存される前にＩとＰ画像をＡＤＰＣＭ再圧縮して得
られる。それらは、図１に示す様に、外部メモリから読
み取られる時に伸長される。

【０１０１】圧縮は、適応式のＤＰＣＭスキームに従っ
て、Ｉ ＤＣＴと運動補償とからの16＊８ブロック出力
に適用できる。特に検討した例の場合、輝度の16＊８ブ
ロックでは３ビット圧縮が選択されるが、色光度８＊８
ブロックでは２ビット圧縮が選択される。

【０１０２】

【式１】

【０１０３】サブサンプリング／アップサンプリングと
ＡＤＰＣＭ圧縮／伸長とのプロセスが図14〜16に図示し
てある。

【０１０４】逆個別余弦変成に準ずるＭＰＥＧ伸長デジ
タルイメージは、輝度要素に対して16＊16ペルで、各輝
度要素ＵとＶに対して２つの８＊８ペルから構成したマ
クロブロックフォーマットになる。

【０１０５】これらのブロックは、図３のブロック図に
示す様にバッファされて、輝度要素の場合に16×16ペル
の２つのブロックに分割される。

【０１０６】これらの各々（輝度だけの場合）が、図14
に示す様に５点形と広く呼ばれるグリッドに従ってサブ
サンプリングされる。

【０１０７】８＊８ペルの新しいブロックをこの様にし
て得る。このブロックは点線で示す様に、図14に示すス
キャンパスに従って図３のＡＤＰＣＭエンコーダブロッ
クになる。

【０１０８】その後、ＡＤＰＣＭ圧縮が前述の様にして
行われる。

【０１０９】ＡＤＰＣＭでこのブロックを伸長した後
に、画像データの編集解除の連続するステップ中に、デ
ータがアップサンプリングされて、コーディング位相中
に保存してなかったサンプルを再構成しなければならな
いことを意味する。そのために図15に概略的に示す適正
に定めた処理エリアに含まれている接合サンプルが用い
られる。

【０１１０】図15に示す例の場合には、存在しない＠ピ
クセルを構成しなければならない。このペルは図15の下
部に示す式を用いて計算する。ここで、ｃ０、ｃ１、ｃ
２、ｃ３、ｃ４、ｃ５、ｃ６は次のペルの乗算係数であ
る。 −Ｄ４は、ＡＤＰＣＭ伸長ペルである。 −Ｄ５は、Ｄ４とＣ５とＥ５のペルの中間濾過を介して
生成したペルであり、中間濾過は入ってくる３つのペル
から中間のペルを選ぶことである（例えば、Ｄ４＜Ｃ５
＜Ｅ５の場合、中間はＣ５である）。 −Ｄ６は、ＡＤＰＣＭ伸長ペルである。 −Ｄ７は、Ｄ６とＣ７とＥ７のペルの中間濾過を介して
生成したペルである。 −Ｄ８は、ＡＤＰＣＭ伸長ペルである。 −Ｄ９は、Ｄ８とＣ９とＥ９のペルの中間濾過を介して
生成したペルである。 −Ｄ10は、ＡＤＰＣＭ伸長ペルである。

【０１１１】従ってコーディング位相におけるサブサン
プリングとＡＤＰＣＭ圧縮の場合とできるだけ類似させ
て16＊８ブロックを再構成するために８＊８サブサンプ
リングブロックがＡＤＰＣＭ伸長され、その後に前述の
濾過を介してアップサンプリングされる。

【０１１２】色光度要素が輝度ブロックと比べると低い
エネルギー要素８＊８ブロックから成ることを考え、ヨ
ーロッパ特許出願第96830106.9号に既に述べたことも共
に考慮して、８＊８ブロックのＡＤＰＣＭ再圧縮を色光
度だけに用いると、イメージ品質低下を最小限にする様
に選択できる。ビット／ピクセルの数は２になる。

【０１１３】中間濾過、即ちＡＤＰＣＭ伸長データのデ
コード位相中の中間アップサンプリングは図６の機能ス
キームの中間アップサンプリングブロックで行われる。

【０１１４】図13は、中間濾過回路を実現する実際の形
態を示す。

【０１１５】３つの隣接するビデオラインに属するピク
セルは、図13の回路の各入力ラインを経由して送られ
る。

【０１１６】遅延ブロックＴは、同じ入力ライン上に存
在するピクセルを保存する。従って次の構造を生成する
Ｄ−フリップフロップから作成できる。

【０１１７】

【式２】

【０１１８】従って、Ｐ１とＱ１とＲ１の値又はペルが
中間フィルタになり、これは順に３つのペルの中間のペ
ルを出力する（例えば、Ｐ１＝１、Ｑ１＝10、Ｒ１＝10
0 −ＯＵＴ＝10）。勿論他の中間フィルタの全てが同じ
プロセスを行う。

【０１１９】値Ｑ１、Ｍ１、Ｑ２、Ｍ２、Ｑ３、Ｍ３、
Ｑ４を従って出力で得る。これらの値は＠に等しく且つ
Ｑ２とＱ３の間に内挿されるピクセル値を生成するため
に、ｃ０、ｃ１・・・ｃ６と各々乗算され、互いに加算
される。

【０１２０】更に、本発明に準ずるデータプロセッサの
「コア」構造はこのようなサブサンプリングとアップサ
ンプリング動作を実施してビデオメモリ容量の大幅減少
に関するモードを選択する、又は従来技術のシステムの
メモリ容量より遙かに小さい８Mbitのビデオメモリ容量
で高い画像品質を維持するメモリ容量の最小化に関する
このオプションモードの動作を不能にする適切な手段を
単純に実現することを可能にする。

【０１２１】

【発明の効果】基本的に本発明は、動作条件に関する。
従って広く用いられるメモリ容量の機能のデバイス「コ
ア」の特性を最適にするために、ビデオメモリ資源を自
動的に管理する「適応」システムの構築を可能にする。
実際に、ＡＤＰＣＭ再圧縮のファクタは、外部ビデオメ
モリの内部で使用できるスペースが最適になる様に変え
ることができる。メモリスペースがこの趣旨に十分対応
する場合に、本発明の目的であるメモリ容量減少用マク
ロセルは省略され、ＭＰＥＧデコーダシステムで生成さ
れる際に画像の品質を完全に保持する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるビデオデコーダの「コア」のブロ
ック図。

【図２】図１の全体的なスキームのＭＲエンコーダ／デ
コーダの詳細を示す図。

【図３】バッファスキームとサブサンプリングと再圧縮
とＡＤＰＣＭコーディングのスキームを示す図。

【図４】５点形サブサンプリングブロックの考えられる
スキームを示す図。

【図５】図３のANTIALIASINGフィルタブロックの特長を
示す図。

【図６】デコーダブロックとＡＤＰＣＭ伸長とバッファ
とアップサンプリングのスキームを示す図。

【図７】ＡＤＰＣＭ再圧縮とコーディング回路ブロック
の更に詳細なスキームを示す図。

【図８】図７のスキームの変動予測ブロックの詳細な機
能スキームを例示する図。

【図９】同じく他の例を示す図。

【図１０】図３に示したスキームの定量化ブロックスレ
ッショルドを作成する、回路の機能スキームを示す図。

【図１１】マルチレベル定量化回路の機能スキームを示
す図。

【図１２】ＡＤＰＣＭデコードと伸長回路の更に詳細な
スキームを示す図。

【図１３】アップサンプリングブロックの詳細なスキー
ムを示す図。

【図１４】２つのポイントでの更なる分割と８＊８サブ
サンプリングとＡＤＰＣＭ圧縮後のＩ ＤＣＴからの16
＊16輝度マクロブロックの出力スキャンを示す図。

【図１５】中間アップサンプリングを可能にするピクセ
ルの中でのＡＤＰＣＭ伸長とその実行後の８＊８ブロッ
クを示す図。

【図１６】16＊８ウィンドウの周辺ペルの再構成に必要
な周囲のペルを示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (54)【発明の名称】 ＭＰＥＧ伸長データを保存する前で、必要に応じてサブサンプリング・アルゴリズム後におけ る、ＡＤＰＣＭ再圧縮によって減少したＲＡＭ容量によるＭＰＥＧデコード方法及びそのデコー ダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＭＰＥＧ圧縮アルゴリズムの各ＩとＰ及
   びオプションでＢの画像に関する伸長段階を備えたＭＰ
   ＥＧデコーダのビデオ・メモリ容量を減少し、それに相
   応するデータが前記のビデオ・メモリに編成された各バ
   ッファに保存される方法であって、 ＭＰＥＧ伸長後に且つ前記のビデオ・メモリ・バッファ
   に相応するデータを保存する前に少なくともＩとＰの画
   像をサブサンプリングして再圧縮し、伸長された画像デ
   ータの個別余弦編成に相応するｎ＊ｍペルの各サブサン
   プリング・ブロックに関する変動を推定し、各ブロック
   の変動値と係数のセットａ．ｂを乗算する又は前記の変
   動値をＲＯＭのアドレスとして又はＰＬＡの入力信号と
   して用いてマルチレベル適応定量器を構成し、ｎ−ｈの
   数のビットを有する推定変動値、ｐの数のビットを有す
   る各サブサンプリング・ブロックの第１のペルをコーデ
   ィングし、ここで、適応パルス・コード変調スキーム
   （ＡＤＰＣＭ）に従って、ｈはゼロより大きい整数であ
   り、相互のペルの差は第１のペルに準じ且つブロックの
   ペルの全ての平均値がｐ−ｋの数のビットをもち、ここ
   で、ｋは、ゼロより大きい整数である前記のステップ
   と、 ビデオ・メモリの各バッファにこの様にコーディングし
   たサブサンプリングされ再圧縮されたブロックの形態の
   ＩとＰの画像に相応するデータを保存し、 前記のＩとＰの画像に相応するペルのサブサンプリング
   され再圧縮されたブロックに相応して保存されたデータ
   をデコードし、 前記の適応微分パルス・コード変調スキーム（ＡＤＰＣ
   Ｍ）に従うペルの前記のブロックに相応する前記のデー
   タを伸長し、 ペルのブロックを再構成して、それらをラスタ・スキャ
   ンの変換回路マクロブロックに送って、前記のデコード
   され伸長されたデータをアップサンプリングするステッ
   プとを備えていることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 ビデオ・メモリ容量減少に関する量が、
   ビデオ・メモリ容量に関する第１の減少を達成するため
   に、前記のビデオ・メモリにおけるデータの書き込み及
   びビデオ・メモリから読み取られた同じデータのデコー
   ドとＡＤＰＣＭ伸長の前に、前記のＡＤＰＣＭ再圧縮ア
   ルゴリズムとコーディングを可能にし、且つ、メモリ容
   量に関する最大減少を達成するために、ＡＤＰＣＭ伸長
   されたデータに関する前記のＡＤＰＣＭ再圧縮と前記の
   中間アップサンプリングの前に前記のデータ・サンプリ
   ング・アルゴリズムを可能にすることによってモジュー
   ル化できることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 ＭＰＥＧビデオ・デコーダであって、 ビデオ・デコーダの「コア」外部の各バッファに書き込
   まれ読み込まれるビデオ画像の制御バスとデータ処理バ
   スとインターフェイスし、外部ＤＲＡＭメモリの第１の
   ビット・バッファにおける圧縮データの書き込みとデー
   タ捕獲のための第１の「先入れ先出し（ＦＩＦＯ）」バ
   ッファと、コントローラによって同期されるスタート・
   コード検出器回路（コントローラ）と、スクリーン表示
   データ（ＯＳＤ）のための両方向バッファ（Ｉ／Ｏユニ
   ット）と、圧縮データ入力ストリーム（ビット・ストリ
   ーム）の可変長デコーダと、前記の可変長デコーダによ
   りデコードされたデータのＭＰＥＧ伸長ブロック（パイ
   プライン−ＲＬＤ、Ｉ ＱＵＡＮＴ、Ｉ ＤＣＴ、予測
   器構造）とを搭載し、且つ、「ラン・レングス」デコー
   ダと、逆定量器回路と、逆個別余弦変成プロセッサと、
   「予測器」生成回路と、表示ユニットの上流側における
   今のＢ−画像のための「マクロブロック・スキャン・ラ
   スタ・スキャン」変換回路とを搭載し、更に、 前記の逆余弦変成プロセッサにより出力されたデータの
   ためバッファ化と５点形サブサンプリングの回路と、 ＭＰＥＧアルゴリズムの少なくともＩとＰ画像に相応す
   るデータを再圧縮し、前記のメモリの各バッファに保存
   される再圧縮データをコーディングする適応微分パルス
   ・コード変調スキーム回路（ＭＲエンコーダ）に従うコ
   ーディングと再圧縮機能を搭載することを特徴とするＭ
   ＰＥＧビデオ・デコーダ。