專利名稱：多通路mpeg視頻位流譯碼裝置的制作方法
技術領域：
本發明是關于視頻位流譯碼裝置，特別是有關在以經過多通路時采用MPEG標準的宏塊進行譯碼的HDTV系統那樣求得高速處理的系統中能對視頻位流譯碼作實時處理的MPEG視頻位流譯碼裝置。
在HDTV這樣的要求高速處理操作的系統中，鑒于圖象的大小和標題信息等，用于譯碼輸入位流的系統時鐘至少會達到100MHz。而如按照譯碼器的全部結構部件間的接口，則需110～120MHz的系統時鐘。
但以迄今開發的元件來對譯碼器作硬件實現時，難以期望穩定的譯碼，亦難以所希望的速度進行譯碼操作。
本發明就是用來解決前述問題而提出的，目的是提供依靠經過另外的譯碼通路對構成各宏塊的信息塊進行譯碼，不僅能對按照MPEG標準的視頻位流作實時處理，而且能減輕因實時處理帶來的系統時鐘的負擔的通過多個通路對MPEG視頻位流進行譯碼的裝置。
為達到前述目的按照本發明的對MPEG標準的視頻位流進行譯碼的裝置包含有對視頻位流作可變長譯碼、將由標題數據和可變長譯碼得到的符號輸出的可變長譯碼器；接收前述可變長譯碼器的輸出、將該信號以塊為單位經由二輸出端交替輸出的數據分配器；分別連接到前述數據分配器的二個輸出端、按照表示各信息塊是否已經編碼的編碼顯示信號復原輸入符號的第一復原單元和第二復原單元；由前述可變長譯碼器接收標題數據、對所接收的標題數據進行解釋以輸出前述編碼顯示信號的標題解釋單元；和按宏塊重新組構前述第一復原單元和第二復原單元所復原的數據信息塊的宏塊形成單元。
圖1為表示按本發明較理想的實施例的譯碼裝置的方框圖；圖2為數據分配器的詳細結構圖；圖3為說明宏塊的圖形；圖4為圖1的標題解釋單元的詳細結構圖5為圖1的運行電平譯碼器的詳細結構圖；圖6為圖1的掃描變換單元的詳細結構圖；和圖7為與圖1裝置操作說明相關連的定時圖。
下面根據附圖詳細說明本發明的優選實施例。
參看按照本發明的一實施例的圖1，VBV(視頻緩沖取樣器)緩沖器110接收MPEG2標準的視頻位流。此VBV緩沖器110是按照MPEG2標準的，對專業人士來說是公知的，所以省去具體說明。
可變長譯碼器120對由VBV緩沖器110輸出的視頻位流進行可變長譯碼。可變長譯碼器120將經可變長譯碼得的符號提供給數據分配器130，將由輸入視頻位流得到的標題數據輸出到標題解釋單元170。可變長譯碼器120還將由視頻位流得到的標題數據的一部分提供給數據分配器130。數據分配器1 30根據被加給的標題數據將由可變長譯碼器來的符號以塊為單元分配到構成第一復原通路和第二復原通路的第一復原單元140和第二復原單元150。標題解釋單元170對可變長譯碼器120所提供的標題數據加以解釋并輸出圖1裝置的數據復原中所必須的各種媒介變量。第一和第二復原單元140、150根據標題解釋單元170輸出的媒介變量對數據分配器130所提供的符號進行復原，被復原的數據輸出給宏塊形成單元160。宏塊形成單元160按宏塊重新組構所接收的數據塊。
增加圖1中所示而未作說明的信號線及結構部件，再根據圖2至圖7對圖1裝置的詳細結構和操作進行更詳盡的說明。
圖2表示圖1的數據分配器130的詳細結構。數據分配器130具有接收由可變長譯碼器120所供給的符號和標題數據的多路分配器131。此多路分配器131接收由可變長譯碼器120輸出的經過編碼的方塊圖(CBP，編碼方塊圖)信號，信息塊結束(EOB，信息塊的結束)信號，符號以及寫入控制信號W-CTL。CBP信號和EOB信號為MPEG標準信號，為圖1裝置所接收的視頻位流中所存在的標題數據。CBP信號是限于在經編碼的宏塊內傳送的標題數據，指定各宏塊間哪一個是被編碼的信息塊。而寫入控制信號W-CTL是由可變長譯碼器120所產生的，為通告輸出數據的寫入時刻的信號。多路分配器131為分離由輸入符號構成的信息塊而使用CBP、EOB信號和寫入控制信號。
更詳細地說，多路分配器131按照CBP信號和EOB信號來劃分經編碼的符號的信息塊，特別是根據圖3中所示的宏塊結構分配給第一和第二FIFO存儲器132、133。圖3表示與圖象4∶2∶0格式相關連的宏塊結構。此宏塊由6個信息塊構成，針對一宏塊的編碼按Y1、Y2、Y3、Y4、Cu、Cv的順序進行。這里Y1～Y4表示輝度信息塊，Cu和Cv表示色差(Chrominance)信息塊。因而，多路分配器131將圖3的塊Y1、Y3、Cu提供給第一FIFO存儲器132，將塊Y2、Y4、Cv提供給第二FIFO存儲器133。在多路分配器131給第一FIFO存儲器132提供數據時，按照寫入控制信號產生第一寫入使能信號W-ENABLE1，在給第二FIFO存儲器133提供數據時，按照寫入控制信號產生第二寫入使能信號W-ENABLE2。多路分配器131還為防止因宏塊內未被編碼的信息塊引起的符號誤分配而利用前述經編碼的方塊圖CBP。
第一FIFO存儲器132存儲與來自多路分配器131的第一寫入使能信號W-ENABLE1同時施加的符號，第二FIFO存儲器133存儲與來自多路分配器131的第二寫入使能信號W-ENABLE2同時施加的符號。第一和第二FIFO存儲器132、133在各自存儲的數據超過一定量時，則各自將表示其數據充滿度的充滿信號FIFO-FULL1或FIFO-FULL2輸出給“或”門134。
“或”門134求取第一和第二充滿度信號FIFO-FULL1與FIFO-FULL2的邏輯和，將由此結果所得充滿度信號FIFO-FULL送到可變長譯碼器120。可變長譯碼器120根據充滿度信號FIFO-FULL判斷第一FIFO存儲器132和第二FIFO存儲器133數據的充滿度，據此來調節提供給多路分配器120的數據量。亦即，可變長譯碼器120在充滿度信號FIFO-FULL表明第一或第二FIFO存儲器132、133中數據充滿到一定量以上時，終止向數據分配器130輸出數據。而在充滿度FIFO-FULL表明數據未充滿時進行數據的供給。
另一方面，第一FIFO存儲器132在由后述的第一運行電平譯碼器141施加以第一讀出使能信號R-ENABLE1時，將所存儲的數據輸出給第一復原單元140。第二FIFO存儲器133在由第二運行電平譯碼器151施加以第二讀出使能信號R-ENABLE2時將存貯的數據輸出給第二復原單元150。
圖4中表示其詳細結構的標題解釋單元170包含有標題FIFO存儲器171和標題譯碼器172。標題FIFO存儲器171存儲與可變長譯碼器120發出的寫入控制信號W-CTL同時傳送的標題數據，并根據由標題譯碼器172發出的讀出使能信號R-ENABLE輸出存儲著的數據。標題譯碼器171對由標題FIFO存儲器171輸出的數據進行譯碼，產生包含編碼顯示信號和掃描方式選擇信號ALT-SCAN的多個媒介變量。這里編碼顯示信號PAT-CODE是對符號以塊為單位進行譯碼所必要的，用以表明各宏塊中的各個信息塊是否進行了譯碼。而掃描方式選擇信號ALT-SCAN為指定各信息塊的鋸齒掃描或交替(alternate)掃描的信號。
標題譯碼器171在圖7中所示的宏塊譯碼開始信號MB-START的發生時刻產生讀出使能信號R-ENABLE，開始讀出相應宏塊MB(m+1)的標題數據，直至全部讀完該標題數據時終止使能信號R-ENABLE 的產生。標題譯碼器172在發生下一宏塊譯碼開始信號MB-START時刻再次產生讀出使能信號R-ENABLE，讀出該宏塊MB(m+2)的標題數據。標題譯碼器172將由標題FIFO存儲器171讀出的標題數據進行譯碼。標題譯碼器172對在特別由第一和第二復原單元140、150復原的宏塊的數據中至少一個在先的宏塊的標題數據進行譯碼。標題譯碼器172每當由后述的第一運行電平譯碼器141施加以宏塊譯碼器開始信號MB-START時，就將經過譯碼得到的編碼顯示信號PAT-CODE提供給第一和第二復原單元140、150。從而，由第一和第二復原單元140、150復原的宏塊就成為響應宏塊譯碼開始信號MB-START的宏塊之前的宏塊。
圖5更詳細地表示圖1中所示的第一運行電平譯碼器141和第二運行電平譯碼器151。第一和第二運行電平譯碼器141、151在由標題解釋單元172所得的編碼顯示信號PAT-CODE表明為經編碼的信息塊時，對該信息塊進行運行電平譯碼。編碼顯示信號PAT-CODE為表明信息塊所屬的宏塊是內部宏塊、中間宏塊、被跳越的宏塊和未被編碼的宏塊中哪一個的信息，辨清屬于各宏塊的信息塊是否經過編碼。此編碼顯示信號PAT-CODE對經過編碼的信息塊設置位值為“1”，對未經編碼的信息塊將位值設為“0”。此編碼顯示信號PAT-CODE通過N根總線由標題譯碼器172接收，按照宏塊的數據格式總線寬各不相同。例如4∶2∶0格式為6比特，4∶2∶2格式為8比特，4∶4∶4格式為12比特。因而，第一運行電平譯碼器141和第二運行電平譯碼器151分別通過三根總線接收編碼顯示信號APT-CODE1、PAT-CODE2。
第一運行電平譯碼器141和第二運行電平譯碼器151根據由第一FIFO存儲器132和第二FIFO存儲器133接收到的數據產生本塊開始信號，根據此塊開始信號對各信息塊開始運行電平譯碼。第一運行電平譯碼器141和第二運行電平譯碼器151基本上從圖7中所示的塊開始信號發生時刻開始各信息塊的符號的運行電平譯碼。但實際上對各信息塊的譯碼開始時刻是按照第一FIFO存儲器132或第二FIFO存儲器133的數據存儲程度而可變的。例如，在第二FIFO存儲器133為空的情況下，第二運行電平譯碼器151并不與塊開始信號同時開始運行電平譯碼而是等待第二FIFO存儲器133中充滿一信息塊符號后開始運行電平譯碼。因而，第一和第二運行電平譯碼器141、151結束運行電平譯碼的時刻不相同。由此，第一運行電平譯碼器141和第二運行電平譯碼器151在結束對輸入的符號信息塊的運行電平譯碼時，分別產生通知這種情況的塊譯碼結束信號BLOCK-END1、BLOCK-END2，并交換所產生的塊譯碼結束信號。依靠第一和第二運行電平譯碼器141、151使塊開始信號的產生時刻相互一致，如圖7中所示那樣，與掃描變換單元輸出相關連的有效數據后相互間一致。不相同的運行電平譯碼結束時刻的舉例在圖7中表明為與運行電平譯碼相關連的塊譯碼結束信號BLOCK-END1、BLOCK-END2產生時刻不相同。第一運行電平譯碼器141和第二運行電平譯碼器151將本身產生的塊譯碼端信號與由對方接收的塊譯碼端信號相比較，根據相對落后的時刻的塊譯碼端信號產生用于下一信息塊的塊開始信號。第一運行電平譯碼器141根據對各宏塊的最后的塊開始信號的產生時刻產生提供給標題解釋單元170的宏塊譯碼開始信號MB-START。
另一方面，照下面那樣說明與運行電平譯碼有關的第一運行電平譯碼器141的操作。第一運行電平譯碼器141在按運行電平譯碼的數據被輸出區間產生高電平狀態的第一數據有效信號VALID-DATA1，對各符號的運行數據作降值計數。第一運行電平譯碼器141輸出進行降值計數期間所計數的值COEF-CNT1，將對應于結束降值計數的運行數據的電平數據輸出給第一掃描變換部142。第一運行電平譯碼器141也在每次對各運行數據作降值計數結束時產生第一讀出使能信號R-ENABLEI，與此相應的第一FIFO存儲器132將下一符號的數據提供給第一運行電平譯碼器141。與運行電平譯碼相關連的這一操作在第二運行電平譯碼器151中也同樣地進行，并將由此產生的第二數據有效信號VALID-DATA2、計數值COEF-CNT1和電平數據輸出給第二掃描變換單元152。第二讀出使能信號R-ENABLE2被傳送給第二FIFO存儲器133。
接收第一運行電平譯碼器141的輸出的第一掃描變換單元142的詳細結構如圖6中所示。圖6中所示的結構同樣具有第一和第二掃描變換部142、152，與第一掃描變換部142相關連地詳細說明其結構和操作。
圖6中，交替掃描地址產生單元81和鋸齒掃描地址產生部82接收圖4的標題譯碼器172的掃描方式選擇信號ALT-SCAN，按掃描方式選擇信號ALT-SCAN的值激活。在將第一數據有效信號VALID-DATA1施加給交替掃描地址產生單元81、鋸齒掃描地址產生單元82和使能信號產生單元84時，交替掃描地址產生單元81或鋸齒掃描地址產生單元82在被加以第一數據有效信號VALID-DATD1期間產生掃描地址。作為一例，掃描方式選擇信號ALT-SCAN的值為“1”時，則鋸齒掃描地址產生單元82產生掃描地址，而在其值成為“0”時交替掃描地址產生單元81產生掃描地址。使能信號產生單元84產生寫入使能信號W-ENABLE并送給存儲器組86。塊開始信號被施加給光柵掃描地址產生單元83和選擇信號產生單元87。選擇信號單元87根據接收到的塊開始信號產生存儲器交換信號CHANGE。存儲器組86中的第一存儲器86a或第二存儲器86b按照存儲器交換信號CHANGE的值存儲數據并輸出數據，在第一存儲器86a存儲輸入數據時，第二存儲器86b輸出被存儲的數據。而在存儲器交換信號CHANGE的值改變時則作與之相反的操作。此第一和第二存儲器86a、86b分別被設計成具有能存儲被作運行電平譯碼的數據每一個信息塊的容量。
交替掃描地址產生單元81或鋸齒掃描地址產生單元82按照掃描方式選擇信號ALT-SCAN和被計數的值COEF-CNT1產生為一信息塊大小、亦即8×8象素大小的存儲器寫入地址。選擇第一或第二存儲器86a或以86b按照選擇信號產生單元87的存儲器交換信號進行寫入操作，并按地址產生單元81或82所加給的存儲器寫入地址存貯由第一運行電平譯碼器141所提供的電平數據。結果，第一或第二存儲器86a、86b在計數值COEF-CNT1左右的存儲位置存放“0”，而在其下一存貯位置存放電平數據。
光柵掃描地址產生單元83響應塊開始信號使內部的計數器邊從0增加到63邊產生讀出地址，在被計數值為63時再從0開始重復進行增量計數并同時產生讀出地址。接收讀出地址的第一或第二存儲器86a或86b將所存儲的數據輸出到第一逆量化單元143。
第一逆量化單元143和第一IDCT單元144對第一掃描變換單元142的輸出順序地進行逆量化和逆離散余弦變換，其所得結果的數據被提供給宏塊形成單元160。而第二逆量化單元153和第二IDCT單元154對第二掃描變換單元152的輸出順序地進行逆量化和逆離散余弦變換，由其所得的數據被供給宏塊形成單元160。逆量化單元143、153和IDCT單元144、154的操作對本專業工作人員來說是公知的，所以省略具體說明。位于圖1端部的宏塊形成單元160按編碼前的視頻宏塊對由第一和第二IDCT單元144、154提供的數據進行重新組構。
如上所述，按照本發明的通過多通路進行MPEG視頻位流譯碼的裝置，利用按MPEG標準的視頻位流中所含有的標題數據通過不同的復原通路對構成各宏塊的信息塊進行復原之后按宏塊大小重新組構。
從而，使得在要求高速處理的HDTV那樣的系統中能進行實時處理。而且，能容易地以硬件根據有效數據實現在被分支成二通路的數據間作數據復原的同步。
權利要求
1.一種譯碼裝置，對按MPEG標準的視頻位流進行譯碼，其特征是包含有對視頻位流作可變長譯碼、輸出標題數據和由可變長譯碼所得的符號的可變長譯碼器；接收所述可變長譯碼器的輸出、通過二個輸出端以塊為單元交替輸出符號的數據分配器；分別連接到所述數據分配器的二個輸出端、按照表明各信息塊是否已經編碼的編碼顯示信號復原輸入符號的第一復原單元和第二復原單元；從所述可變長譯碼器接收標題數據、對所接收的標題數據加以解釋并輸出所述編碼顯示信號的標題解釋單元；和按宏塊重新組構由所述第一復原單元和第二復原單元復原的數據塊的宏塊形成器。
2.如權利要求1所述的譯碼裝置，其特征是，所述可變長譯碼器與符號同時輸出塊結束信號；和所述數據分配器包含有根據所述塊結束信號以塊為單位將所輸入的符號交替地提供給所述第一復原單元和第二復原單元的多路分配器。
3.如權利要求2所述的譯碼裝置，其特征是所述數據分配器包含介于所述多路分配器的輸出與所述第一復原單元的輸入之間、存儲由可變長譯碼器所提供的符號并產生第一數據充滿度信號的第一FIFO存儲器；介于所述多路分配器的輸出與所述第二復原單元的輸入之間、存儲由可變長譯碼器提供的符號并產生第二數據充滿度信號的第二FIFO存儲器；和求取所述第一和第二數據充滿度信號的邏輯和的“或”門；所述可變長譯碼器在由所述“或”門的邏輯和的結果表明第一和第二FIFO存儲器中之一充滿時，暫時停止向所述數據分配器提供數據。
4.如權利要求3所述的譯碼裝置，其特征是，所述第一復原單元根據編碼顯示信號對所述第一FIFO存儲器中存儲的符號進行譯碼，所述第二復原單元根據編碼顯示信號對所述第二FIFO存儲器中存儲的符號進行譯碼；所述第一復原單元與所述第二復原單元中的一個根據對各宏塊內的最后一信息塊的運行電平譯碼結束時刻產生用于下一宏塊的宏塊譯碼開始信號。
5.如權利要求4所述的譯碼裝置，其特征是所述各復原單元包含對構成符號的運行數據作降值計數、每當此降值計數結束時輸出對應電平數據、并同時由對應FIFO存儲器讀出下一符號、產生表明對各信息塊開始譯碼的塊開始信號的運行電平譯碼器；響應所述運行電平譯碼器的降值計數結果產生寫入地址的寫入地址產生單元；響應所述運行電平譯碼器的塊開始信號產生讀出地址的讀出地址產生單元；和按照所述寫入地址產生單元的寫入地址記錄從所述運行電平譯碼器來的電平數據、按所述讀出地址產生單元的讀出地址輸出所記錄的電平數據的存儲器。
6.如權利要求5所述的譯碼裝置，其特征是所述讀出地址產生單元響應塊開始信號產生為讀出一信息塊大小的所述存儲器中存儲數據的讀出地址，所述存儲器在所述降值計數結果表明為在計數中時存儲數據值“0”，而在所述降值計數結果表明降值計數結束時存儲由所述運行電平譯碼器所供給的電平數據。
7.如權利要求4所述的譯碼裝置，其特征是所述標題解釋單元包含有存儲由前述可變長譯碼器輸出的標題數據的FIFO存儲器；和按照所述宏塊譯碼開始信號由所述FIFO存儲器讀出該宏塊的標題數據、并將所讀出的標題數據輸出的器。
全文摘要
一種在通過多個通路對按MPEG標準的宏塊進行譯碼并在HDTV等要求高速處理的系統中能對視頻位流譯碼作實時處理的MPEG視頻位流的譯碼裝置。包含可變長譯碼器；數據分配器；第一復原單元和第二復原單元；標題解釋單元；宏塊形成單元。
文檔編號H03M7/40GK1159713SQ9612341
公開日1997年9月17日 申請日期1996年11月24日 優先權日1995年11月24日
發明者金圣奉 申請人:三星電子株式會社