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発明の名称 画像復号化装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−142485(P2007−142485A)
公開日 平成19年6月7日(2007.6.7)
出願番号 特願2005−329040(P2005−329040)
出願日 平成17年11月14日(2005.11.14)
代理人 【識別番号】100077931
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 弘
発明者 柏 浩
要約 課題
画像復号化装置において、ハードウェアの増加を抑えつつ、制御側の処理性能負担を増加させることなく復号化をできるようにする。

解決手段
符号化されたデータと前記データを復号化する際に使用するパラメータとが含まれたストリームを保持する汎用メモリ120と、前記パラメータを使用して前記データを復号化するH264復号化部111と、H264復号化部111での復号化および汎用メモリ120を制御する制御部130を設ける。また、汎用メモリ120には、前記パラメータを保持する専用領域を設ける。そして、H264復号化部111で前記専用領域に保持されているパラメータを使用して、前記データを復号化する。
特許請求の範囲
【請求項1】
符号化されたデータと前記データを復号化する際に使用するパラメータとが含まれたストリームを復号化する画像復号化装置であって、
前記ストリームを保持する汎用メモリブロックと、
前記パラメータを使用して、前記データを復号化するストリーム復号化部と、
前記ストリーム復号化部での復号化および汎用メモリブロックを制御する制御部とを備え、
前記汎用メモリブロックは、前記パラメータを保持する専用領域を有し、
前記ストリーム復号化部は、前記専用領域に保持されているパラメータを使用して、前記データを復号化するように構成されていることを特徴とする画像復号化装置。
【請求項2】
請求項1の画像復号化装置であって、
前記パラメータは、複数の種類があり、
前記専用領域は、各パラメータ毎に対応して設けられていることを特徴とする画像復号化装置。
【請求項3】
請求項2の画像復号化装置であって、
前記汎用メモリブロックは、前記パラメータを各専用領域から読み出すために使用する情報を保持する管理領域を有することを特徴とする画像復号化装置。
【請求項4】
請求項1の画像復号化装置であって、
前記パラメータは、符号化されて前記ストリームに含まれているものであり、
符号化された前記パラメータを復号化して、前記専用領域に保持させるパラメータ復号化部をさらに備えていることを特徴とする画像復号化装置。
【請求項5】
請求項1の画像復号化装置であって、
前記ストリームは、ITU−T H.264(ISO/IEC14496−10)に準拠したストリームであることを特徴とする画像復号化装置。
【請求項6】
請求項4の画像復号化装置であって、
パラメータ復号化部は、ITU−T H.264(ISO/IEC14496−10)に準拠したストリームにおいてExponential golomb符号化されたパラメータを復号化するように構成されていることを特徴とする画像復号化装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、ビデオデータを復号化する画像復号化装置に関するものであり、特にITU−T H.264(ISO/IEC14496−10)形式で圧縮されたビデオデータを復号化する技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ビデオデータには、例えばISO/IEC13818−2(以下、MPEG2いう)形式など種々の圧縮形式が有る。例えば、MPEG2形式で圧縮されたストリームを復号化する画像復号化装置としては、図3のブロック図に示す構成の装置が考えられる。
【0003】
同図に示す画像復号化装置300は、復号化部310、汎用メモリ320、および制御部330を備えて構成されている。
【0004】
復号化部310は、MPEG2復号化部311と通信用レジスタ312とを備え、MPEG2ストリームを復号化するようになっている。MPEG2復号化部311は、MPEG2形式のストリームに含まれたマクロブロック(以下、MBいう)を復号化するようになっている。通信用レジスタ312は、制御部330から送信されたパラメータ(後述)を保持するようになっている。汎用メモリ320は、ストリームを保持するメモリである。制御部330は、復号化部310の復号化動作を制御するようになっている。
【0005】
なお、図3において、400は、MPEG2ストリームの構成を示すものであり、MPEG2ストリーム400には、GOP410、ピクチャレイヤー420、スライスレイヤーにおけるスライスヘッダ430、およびスライスレイヤーにおけるマクロブロック層440(図中ではMB領域と表記)が含まれている。
【0006】
次に上記の構成を有する画像復号化装置の動作を説明する。
【0007】
まず、入力されたストリームは、汎用メモリ320に保持される。制御部330は、汎用メモリ320に保持されているストリームにおけるGOP410、ピクチャレイヤー420、スライスヘッダ430の各パラメータを、汎用メモリ320からMPEG2ストリームラインBによりリードして切り出し、そして通信ラインAより通信用レジスタ312に設定する。
【0008】
復号化部310は、通信用レジスタ312に設定されたパラメータを通信ラインBを介してリードする。そして、パラメータに応じて、汎用メモリ320に保持されているストリームをMPEG2ストリームラインAからリードするとともに、ストリーム中のマクロブロック層440以下を復号化して元の画像データにして出力する。
【0009】
このように制御側(CPU)でパラメータを切り出すことにより、パラメータのエラーがあった場合のパラメータの変更が容易になるので、信頼性の高い復号化システムの構築が可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、上記の画像復号化装置を用いて、ITU−T H.264(ISO/IEC14496−10)形式(以下H.264形式という)のビデオストリームを復号化するには以下のような問題があった。
【0011】
H.264形式のストリームの場合、復号化に必要なパラメータがMPEG2と比較して非常に多いことからメモリ等のハードウェア資源を多量に使用する。また、復号化に必要なパラメータはMPEG2では非圧縮形式(以下、テキスト形式という)であるが、H.264形式ではExponential golomb符号化(以下、ゴロム符合化という)が施されたパラメータも含まれている。そのためビデオストリームを復号化するには、まずパラメータの復号化が必要になる。
【0012】
パラメータの復号化を制御側(CPU)で行った場合には、テキスト形式のデータに比較して処理時間が大きくなる。また、パラメータ数は、MPEG2と比較してH.264形式の方が多い。これらのため、リアルタイム処理が必要とされるシステムは、処理性能負荷増加によるシステム破綻の可能性がでてきた。
【0013】
本発明は、前記の問題に着目してなされたものであり、ハードウェアの増加を抑えつつ、制御側の処理性能負担を増加させることなく復号化が可能な画像復号化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0014】
前記の課題を解決するため、請求項1の発明は、
符号化されたデータと前記データを復号化する際に使用するパラメータとが含まれたストリームを復号化する画像復号化装置であって、
前記ストリームを保持する汎用メモリブロックと、
前記パラメータを使用して、前記データを復号化するストリーム復号化部と、
前記ストリーム復号化部での復号化および汎用メモリブロックを制御する制御部とを備え、
前記汎用メモリブロックは、前記パラメータを保持する専用領域を有し、
前記ストリーム復号化部は、前記専用領域に保持されているパラメータを使用して、前記データを復号化するように構成されていることを特徴とする。
【0015】
また、請求項2の発明は、
請求項1の画像復号化装置であって、
前記パラメータは、複数の種類があり、
前記専用領域は、各パラメータ毎に対応して設けられていることを特徴とする。
【0016】
また、請求項3の発明は、
請求項2の画像復号化装置であって、
前記汎用メモリブロックは、前記パラメータを各専用領域から読み出すために使用する情報を保持する管理領域を有することを特徴とする。
【0017】
また、請求項4の発明は、
請求項1の画像復号化装置であって、
前記パラメータは、符号化されて前記ストリームに含まれているものであり、
符号化された前記パラメータを復号化して、前記専用領域に保持させるパラメータ復号化部をさらに備えていることを特徴とする。
【0018】
また、請求項5の発明は、
請求項1の画像復号化装置であって、
前記ストリームは、ITU−T H.264(ISO/IEC14496−10)に準拠したストリームであることを特徴とする。
【0019】
また、請求項6の発明は、
請求項4の画像復号化装置であって、
パラメータ復号化部は、ITU−T H.264(ISO/IEC14496−10)に準拠したストリームにおいてExponential golomb符号化されたパラメータを復号化するように構成されていることを特徴とする。
【0020】
例えば、請求項1に係る画像復号化装置によれば、パラメータを汎用メモリ上に保持するので、制御側でのパラメータ設定の自由度を確保できる。また、パラメータの格納に、DRAM構成の汎用メモリを使用することにより、一般的なシステムLSIで使用されているようなSRAM構成によるメモリ等を使用するのに比べ、高価なハードウェアの増加を抑えることができる。
【0021】
また、請求項2、請求項3に係る画像復号化装置によれば、カテゴリ分けをしてパラメータをメモリブロックに保持するので、複数のストリームを同時に復号化する場合などに対応するための汎用メモリの容量やカテゴリ分けのサイズ、個数を容易に変更できる。
【0022】
また、請求項4に係る画像復号化装置によれば、符号化パラメータを復号化部側に設けた専用のパラメータ復号化部を用いて復号化するので、制御側(CPU)の処理性能負担を増加させることなく復号化を実現できる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、ハードウェアの増加を抑えつつ、制御側の処理性能負担を増加させることなく復号化ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0025】
図1は、本発明の実施形態に係る画像復号化装置100の構成を示すブロック図である。画像復号化装置100は、H.264形式で圧縮されたビデオデータのストリームを元のビデオデータに復号化する装置である。
【0026】
H.264形式で圧縮されたビデオデータのストリーム(以下、H.264ストリームという)は、図1に示すように、SPS(Suequence Parameter Set)、PPS(Picture Parameter Set)、スライスにおけるスライスヘッダ、スライスにおけるマクロブロック領域(以下、MB領域という)を含んでいる。このうち、SPSとPPSとスライスヘッダとは、画像データの復号化に使用するパラメータである。なお、このストリームは、1ピクチャ1スライス構造として以下の説明を行う。
【0027】
画像復号化装置100は、図1に示すように、復号化部110、汎用メモリ120、および制御部130を備えて構成されている。
【0028】
復号化部110は、H264復号化部111、および通信用レジスタ112を備え、H.264形式のストリームにおけるパラメータとビデオデータの復号化を行うようになっている。
【0029】
H264復号化部111は、ストリーム復号化部111aとゴロム復号化部111bで構成されている。ストリーム復号化部111aは、H.264ストリームにおけるMB領域以下を元のビデオデータに復号化するようになっている。また、ゴロム復号化部111bは、H.264ストリームに含まれたパラメータのゴロム符号を復号化するようになっている。
【0030】
通信用レジスタ112は、制御部130との通信を行うようになっている。
【0031】
汎用メモリ120は、DRAM等の汎用のメモリ素子で構成され、ストリーム領域121、SPS領域122、PPS領域123、スライスヘッダ領域124、および管理領域125の各領域に内部が領域分けされている。
【0032】
ストリーム領域121は、入力されたストリームを保持する領域である。SPS領域122は、パラメータSPSを保持する領域である。PPS領域123は、パラメータPPSを保持する領域である。スライスヘッダ領域124は、スライスヘッダを保持する領域である。すなわち、本実施形態では、H.264ストリームの復号化に用いるパラメータが、カテゴリ分けされて汎用メモリ120に格納されている。
【0033】
管理領域125は、上記のようにカテゴリ分けされて汎用メモリ120に格納されたパラメータにアクセスするための情報を保持する領域である。図2は、管理領域125に保持される情報の構成を示したもので、領域を確保するカテゴリ名(パラメータ名)、確保する領域の先頭アドレス、確保する領域の終端アドレスが含まれている。
【0034】
制御部130は、復号化部110で行われる復号化を制御するようになっている。
【0035】
次に、上記の画像復号化装置100の動作について説明する。
【0036】
まず、入力されたストリームは、ストリーム領域121に保持される。制御部130は、ストリームに含まれるパラメータの種類に応じ、カテゴリ名、先頭アドレス、および終端アドレスを、アクセスラインEを介して、管理領域125に設定する。
【0037】
次に、制御部130は、ストリームにふくまれるパラメータを取得するために、通信ラインCを介して通信用レジスタ112にパラメータ設定コマンドを発行する。これにより、パラメータ設定コマンドは、通信ラインDを介してH264復号化部111に設定される。
【0038】
パラメータ設定コマンドが設定されると、H264復号化部111は、アクセスラインを介して、管理領域125のカテゴリ設定内容をリードする。そして、カテゴリ設定内容に応じて、ストリーム領域121のストリームより順次、復号化に必要なパラメータをストリーム供給ラインを介してリードする。リードしたパラメータのうちゴロム符号化されたパラメータについてはゴロム復号化部111bを用いて復号化しつつ、SPSをSPS領域122に、PPSをPPS領域123に、スライスヘッダをスライスヘッダ領域124に、それぞれアクセスラインB〜Dを介して設定する。それらのパラメータ設定が終了すると、H264復号化部111は、終了コマンドを通信ラインDを介して通信用レジスタ112に設定する。これにより、終了コマンドが通信ラインCを介して制御部130に伝えられる。
【0039】
なお、制御部130は、例えばパラメータにエラーがあった場合等には、必要に応じてアクセスラインF〜Hを介して、SPS領域122、PPS領域123、スライスヘッダ領域124に設定された内容を変更する。
【0040】
次に、制御部130は、通信ラインCを介して、通信用レジスタ112に復号スタートコマンドを発行する。これにより、通信用レジスタ112は、復号スタートコマンドを通信ラインDを介して、ストリーム復号化部111aに設定する。
【0041】
ストリーム復号化部111aは、アクセスラインB〜Dを介して、復号化に必要なパラメータをSPS領域122、PPS領域123、スライスヘッダ領域124からそれぞれリードする。そして、リードしたパラメータを用いてストリーム領域121上に保持されたストリームにおけるスライスのMB領域を復号化する。これにより、元のビデオデータが1ピクチャ単位で復号化される。
【0042】
以上の本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【0043】
[1]復号化に必要なパラメータを安価な汎用メモリに保持するようにしたので、高価なハードウェアの増加を抑えつつ、復号化に必要なパラメータがMPEG2と比較して非常に多いH.264ストリームの復号化ができる。また、汎用メモリは、制御側(CPU)からもアクセスできるので、例えばパラメータにエラーがあった場合等に、パラメータの変更が容易にできる。すなわち、信頼性の高い復号化システムの構築が可能である。
【0044】
[2]専用のゴロム復号化部を設けて、ストリームからパラメータの切り出しを行うようにしたので、処理性能的に負荷が重いゴロム復号化を制御部(CPU)で行わなくて済む。すなわち、制御側の処理性能負担を増加させることなく復号化が可能である。
【0045】
[3]カテゴリ分けされたパラメータにアクセスするための情報を管理領域125で保持するようにしたので、例えば複数のストリームを同時に復号化する場合などに対応するための汎用メモリの容量やカテゴリ分けのサイズや個数を容易に変更可能できる。また、H.264ストリーム中にはスライス単位で異なるSPS、PPSが含まれ、それぞれのSPS、PPSはIDで管理されているが、カテゴリ分けをしてID順に、これらのパラメータを汎用メモリ120に格納すれば、復号化部110と制御部130の両方から容易にアクセスできる。
【産業上の利用可能性】
【0046】
本発明に係る画像復号化装置は、ハードウェアの増加を抑えつつ、制御側の処理性能負担を増加させることなく復号化ができるという効果を有し、ビデオデータを復号化する画像復号化装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明の実施形態に係る画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図2】管理領域に保持される情報の構成を示した図である。
【図3】従来の画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【0048】
100 画像復号化装置
110 復号化部
111 H264復号化部
111a ストリーム復号化部
111b ゴロム復号化部
112 通信用レジスタ
120 汎用メモリ
121 ストリーム領域
122 SPS領域
123 PPS領域
124 スライスヘッダ領域
125 管理領域
130 制御部
300 画像復号化装置
310 復号化部
311 MPEG2復号化部
312 通信用レジスタ
320 汎用メモリ
330 制御部
400 MPEG2ストリーム
410 GOP
420 ピクチャレイヤー
430 スライスヘッダ
440 マクロブロック層




 

 


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