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技術 符号化及び復号化装置、符号化装置、復号化装置

出願人 富士通株式会社
発明者 小野純
出願日 2004年7月21日 (16年4ヶ月経過) 出願番号 2004-212865
公開日 2006年2月2日 (14年9ヶ月経過) 公開番号 2006-033695
状態 特許登録済
技術分野 TV信号の圧縮,符号化方式 TV信号の圧縮,符号化方式
主要キーワード 実機計測 休止情報 休止フラグ 消費電力テーブル 消費電力計算 休止制御 消費電力解析 ゲーテッドクロック
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2006年2月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

MPEG符号化及び復号化装置等の符号化及び復号化装置に関し、復号処理時消費電力の削減を図る。

解決手段

符号化部4に休止フラグ生成部(休止情報生成部)14を設け、マクロブロック毎に、復号化部5中、復号処理時に動作不要である回路部の休止を指示する休止フラグ(休止情報)をMPEGストリームに含めると共に、復号化部5に休止制御部23を設け、MPEGストリームに含まれる休止フラグに基づいて、マクロブロック毎に、復号処理時に動作不要である回路部の休止制御を行う。

概要

背景

近時、MPEG符号化及び復号化装置(MPEGCODEC LSI)の開発が進んでいる(例えば、特許文献1参照)。MPEG符号化及び復号化装置においては、MPEG4−ASP(Advanced Simple Profile)、MPEG4−AVC(Advanced Video Coding)等の新規格での処理量の増加や、高解像度化(SDサイズからHDサイズへ)により、消費電力が増加する傾向にある。
特開2001−160968号公報

概要

MPEG符号化及び復号化装置等の符号化及び復号化装置に関し、復号処理時の消費電力の削減をる。符号化部4に休止フラグ生成部(休止情報生成部)14を設け、マクロブロック毎に、復号化部5中、復号処理時に動作不要である回路部の休止を指示する休止フラグ(休止情報)をMPEGストリームに含めると共に、復号化部5に休止制御部23を設け、MPEGストリームに含まれる休止フラグに基づいて、マクロブロック毎に、復号処理時に動作不要である回路部の休止制御を行う。

目的

本発明は、かかる点に鑑み、復号処理時の消費電力の削減を図ることができるようにした符号化及び復号化装置、符号化装置、復号化装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

画像信号を符号化して符号列を生成する符号化部と、前記符号化部が生成した符号列を復号化する復号化部を有する符号化及び復号化装置であって、前記符号化部は、所定画素ブロック毎に、復号処理時に動作不要となる機能を指示する休止情報を生成する休止情報生成部を有し、前記復号化部は、前記休止情報に基づいて、所定画素ブロック毎に、前記休止情報に対応する回路部の休止制御を行う休止制御部を有することを特徴とする符号化及び復号化装置。

請求項2

前記符号化部は、複数の所定画素ブロックを単位とする画像に複数の符号化モード候補がある場合、前記画像の復号処理時の消費電力が最小の符号化モード候補を符号化モードと決定するモード決定部を有することを特徴とする請求項1記載の符号化及び復号化装置。

請求項3

前記休止情報生成部は、前記モード決定部が決定した符号化モードに基づいて、前記休止情報を生成することを特徴とする請求項2記載の符号化及び復号化装置。

請求項4

画像信号を符号化して符号列を生成する符号化装置であって、所定画素ブロック毎に、復号処理時に動作不要となる機能を指示する休止情報を生成する休止情報生成部を有することを特徴とする符号化装置。

請求項5

符号化された画像信号と、信号処理時に動作不要となる機能を指示する休止情報を受信して、画像情報を復号化する復号化装置であって、前記休止情報に基づいて、所定画素ブロック毎に、前記休止情報に対応する回路部の休止制御を行う休止制御部を有することを特徴とする復号化装置。

技術分野

0001

本発明は、MPEG(Moving Picture Experts Group)規格等の符号化及び復号化装置符号化装置、復号化装置に関する。具体的には、復号処理時消費電力削減技術に関する。

背景技術

0002

近時、MPEG符号化及び復号化装置(MPEGCODEC LSI)の開発が進んでいる(例えば、特許文献1参照)。MPEG符号化及び復号化装置においては、MPEG4−ASP(Advanced Simple Profile)、MPEG4−AVC(Advanced Video Coding)等の新規格での処理量の増加や、高解像度化(SDサイズからHDサイズへ)により、消費電力が増加する傾向にある。
特開2001−160968号公報

発明が解決しようとする課題

0003

例えば、MPEG符号化及び復号化装置がバッテリー駆動携帯機器向けのものである場合、MPEG符号化及び復号化装置の消費電力の増加は、携帯機器の動作時間を減少させてしまうことから、深刻な問題である。

0004

本発明は、かかる点に鑑み、復号処理時の消費電力の削減を図ることができるようにした符号化及び復号化装置、符号化装置、復号化装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

本発明の符号化及び復号化装置は、画像信号を符号化して符号列を生成する符号化部と、前記符号化部が生成した符号列を復号化する復号化部を有する符号化及び復号化装置であって、前記符号化部は、所定画素ブロック毎に、復号処理時に動作不要となる機能を指示する休止情報を生成する休止情報生成部を有し、前記復号化部は、前記休止情報に基づいて、所定画素ブロック毎に、前記休止情報に対応する回路部の休止制御を行う休止制御部を有するものである。

0006

本発明の符号化装置は、画像信号を符号化して符号列を生成する符号化装置であって、所定画素ブロック毎に、復号処理時に動作不要となる機能を指示する休止情報を生成する休止情報生成部を有するものである。

0007

本発明の復号化装置は、符号化された画像信号と、信号処理時に動作不要となる機能を指示する休止情報を受信して、画像情報を復号化する復号化装置であって、前記休止情報に基づいて、所定画素ブロック毎に、前記休止情報に対応する回路部の休止制御を行う休止制御部を有するものである。

発明の効果

0008

本発明の符号化及び復号化装置によれば、復号化部は、休止情報に基づいて、所定画素ブロック毎に、休止情報に対応する回路部の休止制御を行うことができるので、復号処理時の消費電力の削減を図ることができる。

0009

本発明の符号化装置によれば、所定画素ブロック毎に、復号処理時に動作不要となる機能を指示する休止情報を生成するので、復号化装置は、休止情報に基づいて、所定画素ブロック毎に、休止情報に対応する回路部の休止制御を行うことにより、復号処理時の消費電力の削減を図ることができる。

0010

本発明の復号化装置によれば、休止情報に基づいて、所定画素ブロック毎に、休止情報に対応する回路部の休止制御を行うことができるので、復号処理時の消費電力の削減を図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0011

以下、図1図8を参照して、本発明の符号化及び復号化装置、符号化装置、復号化装置の一実施形態について、本発明をMPEG規格の符号化及び復号化装置、符号化装置、復号化装置に適用した場合を例にして説明する。

0012

図1は本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態を含むシステムの概略的構成図である。図1中、1は本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態、2は本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態1を搭載した機器内のDRAMダイナミックランダムアクセスメモリ)、3は本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態1を搭載した機器外の外部デバイスである。

0013

また、本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態1において、4は符号化部であり、本発明の符号化装置の一実施形態をなすものである。5は復号化部であり、本発明の復号化装置の一実施形態をなすものである。6はメモリコントローラ、7はCPU(central processing unit)やI/O(input/output)インタフェース等のコントローラ、8は内部バスである。

0014

図1に示すシステムにおいては、符号化部4は、映像入力信号を符号化してMPEG規格の符号列であるMPEGストリームを生成し、生成されたMPEGストリームはメモリコントローラ6を介してDRAM2に記憶される。復号化部5は、DRAM2に記憶されたMPEGストリームをメモリコントローラ6を介して入力し、MPEG規格に準拠した処理で復号化して映像出力信号を生成する。また、DRAM2に記憶されたMPEGストリームは、メモリコントローラ6及びコントローラ7を介して外部デバイス3に出力されることもある。

0015

図2は符号化部4の概略的構成図である。図2中、9は映像入力信号を入力してDCT(離散コサイン変換)処理を行うDCT部、10はDCT部9の出力を量子化処理する量子化部、11は映像入力信号を入力してイントラ予測処理を行うイントラ予測部、12は映像入力信号を入力してインター予測処理を行うインター予測部である。

0016

13は符号化単位画像であるピクチャ毎に、入力画像の特性から、「画質ストリームサイズ」が最大、又は、画質が最適な符号化モード符号化方法)を決定するモード決定部、14はモード決定部13が決定した符号化モードに基づいて、符号化単位画素ブロックであるマクロブロック毎に、復号化部5中、復号処理時に動作不要である回路部の休止を指示する休止情報をなす休止フラグを生成する休止フラグ生成部(休止情報生成部)、15は量子化部10の出力、イントラ予測部11の出力又はインター予測部12の出力、休止フラグ生成部14の出力等からMPEGストリームを生成するストリーム生成部である。

0017

図3は復号化部5の概略的構成図である。図3中、16はMPEGストリームの解析を行うストリーム解析部、17はピクチャを入力して逆量子化処理を行う逆量子化部、18は逆量子化部17の出力に対して逆DCT処理を行う逆DCT部、19はイントラ補正処理を行うイントラ補正部、20はインター補正処理を行うインター補正部、21はイントラ補正部19の出力又はインター補正部20の出力を選択して出力するセレクタである。

0018

22は逆DCT部18の出力とセレクタ21の出力を入力して映像出力信号を生成する加算部、23はMPEGストリームに含まれる休止フラグに基づいて、マクロブロック毎に、逆量子化部17、逆DCT部18、イントラ補正部19及びインター補正部20の休止を制御する休止制御部である。

0019

図4はモード決定部13の動作を示す図である。モード決定部13は、映像入力信号を入力し、既存技術を用いたモード決定処理を行い、ピクチャ毎に、符号化モード候補を決定する(ステップS1)。そして、符号化モード候補が複数ある場合には、符号化モード候補毎に、復号化部消費電力テーブル24を参照し、復号化部5の休止制御対象回路部の復号処理時の消費電力を計算し、復号化部5の休止制御対象回路部の復号処理時の消費電力が最小の符号化モード候補を符号化モードとして決定する(ステップS2)。符号化モード候補が1個の場合には、符号化モード候補がそのまま符号化モードとして決定される。

0020

ここに、符号化モードの決定は、ピクチャ毎に、ピクチャ単位の符号化モードとマクロブロック単位の符号化モードが決定されることにより行われるが、例えば、MPEG2の場合、ピクチャ単位の符号化モードには、Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャがあり、マクロブロック単位の符号化モードには、イントラ、インター、スキップ等がある。

0021

図5はモード決定部13が符号化モードを決定するピクチャの構成例を示す図である。この例では、説明の都合上、ピクチャは、4つのマクロブロックMB00、MB01、MB10、MB11から構成されると仮定している。

0022

図6図5に示すピクチャに対してモード決定部13が決定した符号化モード候補の例を示す図であり、図6(A)は符号化モード候補1、図6(B)は符号化モード候補2を示している。符号化モード候補1は、マクロブロックの符号化モードを、MB00はイントラ、MB01はインター、MB10はイントラ、MB11はスキップとしている。符号化モード候補2は、マクロブロックの符号化モードを、MB00はイントラ、MB01はイントラ、MB10はスキップ、MB11はスキップとしている。

0023

表1は復号化部消費電力テーブル24の例を示す。復号化部消費電力テーブル24は、復号部5の各回路部の実機計測結果又は消費電力解析ツールの結果を元に作成することができるが、本例では、休止制御対象回路部には、説明の都合上、逆量子化部17、逆DCT部18、イントラ補正部19及びインター補正部20のみが含まれるとしている。

0024

0025

ここで、イントラ・マクロブロックの復号処理は、休止制御対象回路部では、逆量子化部17、逆DCT部18及びイントラ補正部19の動作を必要とするので、休止制御対象回路部の消費電力は0.4μWとなる。インター・マクロブロックの復号処理は、休止制御対象回路部では、逆量子化部17、逆DCT部18及びインター補正部20の動作を必要とするので、休止制御対象回路部の消費電力は1.0μWとなる。スキップ・マクロブロックの復号処理は、休止制御対象回路部では、インター補正部20の動作が必要となるので、休止制御対象回路部の消費電力は0.8μWとなる。

0026

表2は図6(A)に示す符号化モード候補1及び図6(B)に示す符号化モード候補2の消費電力計算の結果を示している。

0027

0028

即ち、符号化モード候補1の場合、各マクロブロックの復号処理に必要な休止制御対象回路部の電力は、MB00(イントラ)については0.4μW、MB01(インター)については1.0μW、MB10(イントラ)については0.4μW、MB11(スキップ)については0.8μWとなり、ピクチャ全体では2.6μWとなる。

0029

これに対して、符号化モード候補2の場合には、各マクロブロックの復号処理に必要な休止制御対象回路部の電力は、MB00(イントラ)、MB01(イントラ)については、それぞれ0.4μW、MB10(スキップ)、MB11(スキップ)については、それぞれ、0.8μWとなり、ピクチャ全体では、2.4μWとなる。したがって、この例の場合には、モード決定部13は符号化モード候補2を符号化モードとして決定することになる。

0030

図7は休止フラグ生成部14が生成する休止フラグの構成を示す図である。休止フラグは、逆量子化部休止フラグ25と、逆DCT部休止フラグ26と、イントラ補正部休止フラグ27と、インター補正部休止フラグ28を有するように構成される。

0031

逆量子化部休止フラグ25は逆量子化部17の動作を休止とするか否かを指示するフラグ、逆DCT部休止フラグは逆DCT部18の動作を休止とするか否かを指示するフラグ、イントラ補正部休止フラグはイントラ補正部19の動作を休止とするか否かを指示するフラグ、インター補正部休止フラグはインター補正部20の動作を休止とするか否かを指示するフラグであり、それぞれ、休止を指示する場合には“0”、休止を指示しない場合には“1”とされる。

0032

表3は、図6(B)に示す符号化モード候補2が符号化モードに決定された場合に、休止フラグ生成部14が生成する休止フラグの内容を示している。

0033

0034

図8は符号化部4で生成されるMPEGストリームの一部分を示す図である。休止フラグは、ストリーム生成部15に伝送され、ユーザ拡張レイヤーを利用してストリームとして送られる。例えば、MPEG2規格の場合、「extension_and_user_data」レイヤー内の「user_data」にて「picture_header」毎に伝送される。

0035

ここに、復号化部5の休止制御部23は、MPEGストリームに含まれる休止フラグに基づいて、マクロブロック毎に、休止制御対象回路部内の量子化部17、逆DCT部18、イントラ補正部19及びインター補正部20の休止を制御するが、休止制御は、復号処理時に休止とする回路部に対するゲーテッドクロック供給制御により行われる。

0036

例えば、MPEGストリームに表3に示す休止フラグが含まれていた場合、MB00、MB01の復号処理時には、逆量子化部17、逆DCT部18及びイントラ補正部19は動作状態、インター補正部20は休止状態とされ、MB10、MB11の復号処理時には、逆量子化部17、逆DCT部18及びイントラ補正部19は休止状態、インター補正部20は動作状態とされる。

0037

以上のように、本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態1によれば、符号化部4に休止フラグ生成部(休止情報生成部)14を設け、マクロブロック毎に、復号化部5中、復号処理時に動作不要である回路部の休止を指示する休止フラグ(休止情報)をMPEGストリームに含めると共に、復号化部5に休止制御部23を設け、MPEGストリームに含まれる休止フラグに基づいて、マクロブロック毎に、復号処理時に動作不要である回路部の休止制御を行うとしているので、復号処理時の消費電力の削減を図ることができる。

0038

なお、本発明の符号化及び復号化装置、符号化装置、復号化装置においては、本発明をMPEG規格の符号化及び復号化装置、符号化装置、復号化装置に適用した場合を例にして説明したが、本発明は、符号化モードによっては、復号処理時に動作不要である回路部が存在する符号化及び復号化装置、復号処理時に動作不要である回路部が存在する復号化装置を対象とする符号化装置、復号処理時に動作不要である回路部が存在する復号化装置に広く適用することができるものである。

0039

ここで、本発明を整理すると、本発明には、少なくとも、以下の符号化及び復号化装置、符号化装置、復号化装置が含まれる。

0040

(付記1)画像信号を符号化して符号列を生成する符号化部と、前記符号化部が生成した符号列を復号化する復号化部を有する符号化及び復号化装置であって、前記符号化部は、所定画素ブロック毎に、復号処理時に動作不要となる機能を指示する休止情報を生成する休止情報生成部を有し、前記復号化部は、前記休止情報に基づいて、所定画素ブロック毎に、前記休止情報に対応する回路部の休止制御を行う休止制御部を有することを特徴とする符号化及び復号化装置。

0041

(付記2) 前記符号化部は、複数の所定画素ブロックを単位とする画像に複数の符号化モード候補がある場合、前記画像の復号処理時の消費電力が最小の符号化モード候補を符号化モードと決定するモード決定部を有することを特徴とする付記1記載の符号化及び復号化装置。

0042

(付記3) 前記休止情報生成部は、前記モード決定部が決定した符号化モードに基づいて、前記休止情報を生成することを特徴とする付記2記載の符号化及び復号化装置。

0043

(付記4) 前記休止制御部は、前記休止情報に対応する回路部の休止制御を前記休止情報に対応する回路部に対するゲーテッドクロックの供給制御により行うことを特徴とする付記3記載の符号化及び復号化装置。

0044

(付記5)画像信号を符号化して符号列を生成する符号化装置であって、所定画素ブロック毎に、復号処理時に動作不要となる機能を指示する休止情報を生成する休止情報生成部を有することを特徴とする符号化装置。

0045

(付記6) 符号化された画像信号と、信号処理時に動作不要となる機能を指示する休止情報を受信して、画像情報を復号化する復号化装置であって、前記休止情報に基づいて、所定画素ブロック毎に、前記休止情報に対応する回路部の休止制御を行う休止制御部を有することを特徴とする復号化装置。

図面の簡単な説明

0046

本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態を含むシステムの概略的構成図である。
本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態が備える符号化部の概略的構成図である。
本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態が備える復号化部の概略的構成図である。
本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態が備える符号化部内のモード決定部の動作を示す図である。
本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態が備える符号化部内のモード決定部が符号化モードを決定するピクチャの構成例を示す図である。
本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態が備える符号化部内のモード決定部が決定した符号化モード候補の例を示す図である。
本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態が備える符号化部内の休止フラグ生成部が生成する休止フラグの構成を示す図である。
本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態が備える符号化部で生成されるMPEGストリームの一部分を示す図である。

符号の説明

0047

1…本発明の符号化及び復号化装置の一実施形態
2…DRAM
3…外部デバイス
4…符号化部
5…復号化部
6…メモリコントローラ
7…コントローラ
8…内部バス
9…DCT部
10…量子化部
11…イントラ予測部
12…インター予測部
13…モード決定部
14…休止フラグ生成部
15…ストリーム生成部
16…ストリーム解析部
17…逆量子化部
18…逆DCT部
19…イントラ補正部
20…インター補正部
21…セレクタ
22…加算部
23…休止制御部
24…復号化部消費電力テーブル
25…逆量子化部休止フラグ
26…逆DCT部休止フラグ
27…イントラ補正部休止フラグ
28…インター補正部休止フラグ

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