JPH08298643A - 符号化方法および符号化装置、復号化方法および復号化装置、記録媒体、伝送方法、並びに符号化復号化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラップアラウンド（Wrap around）問題を解
消する。 【構成】 動画像は、符号化器３において符号化され、
その結果得られる符号化データは、多重化器３Ａを介し
てバッファ２に供給されて記憶される。バッファ２に符
号化データを記憶させるときのアドレスは、アドレスコ
ントローラ１で発生されるようになされており、多重化
器３Ａでは、そのアドレスと、符号化器３からの符号化
データとが多重化されるようになされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動画像を符号化し、例
えばビデオテープやビデオディスクなどの記録媒体に記
録したり、あるいはまた、テレビジョン放送システムや
テレビ会議システムなどにおいて伝送したりする場合に
用いて好適な符号化方法および符号化装置、復号化方法
および復号化装置、記録媒体、伝送方法、並びに符号化
復号化システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の、動画像を符号化する符
号化装置１１０、およびこの符号化装置１１０により符
号化された符号化データを復号化する復号化装置１３０
の一例の構成を示している。符号化装置１１０では、連
続する画像入力（時系列の動画像）が、まず符号化器３
により符号化され、これにより符号化データが出力され
る。ここで、符号化器３は、例えばフレーム間差分をと
ったり、ＤＣＴ処理を行うことなどにより、原動画像の
時間、空間の冗長部分を削減するようになされており、
従って、そこでは、画像入力の冗長の多い部分は圧縮さ
れ、逆に冗長の少ない部分は余り圧縮されない。このた
め、符号化データについては、連続性が保証されない。

【０００３】そこで、符号化器３より出力された符号化
データは、バッファ２に、一旦蓄えられて（記憶され
て）、連続するデータとして出力される。ここで、符号
化データをバッファ２に記憶させるときのアドレス（以
下、適宜、書き込みアドレスという）、およびバッファ
２に記憶させた符号化データを読み出すときのアドレス
（以下、適宜、読み出しアドレスという）は、アドレス
コントローラ１０１によって発生されるようになされて
いる。アドレスコントローラ１０１には、符号化器３よ
り、そこから出力される符号化データのデータ量その他
の情報が供給されるようになされており、アドレスコン
トローラ１０１は、符号器３からの情報に基づいて、書
き込みアドレスおよび読み出しアドレスを制御するよう
になされている。

【０００４】また、バッファ２は、その残量（全記憶容
量−符号化データの記憶量）（以下、適宜、バッファ残
量という）を、符号化器３に供給するようになされてお
り、符号化器３は、バッファ２からのバッファ残量に基
づいて、符号化データのデータ量を決めるパラメータ
（例えば、原画像のデータを量子化するときの量子化ス
テップなど）を設定するようになされている。これによ
り、バッファ２がオーバーフローおよびアンダーフロー
することがないようになされている。

【０００５】バッファ２から出力された（連続する）符
号化データは、記録媒体１１１に記録され、あるいは伝
送路１２を介して伝送され、復号化装置１３０に入力さ
れる。

【０００６】復号化装置１３０では、入力された符号化
データが、バッファ２１を介して、復号化器２２に供給
され、そこで復号化され、元の画像（復号画像）とされ
る。ここで、復号化器２２に符号化データが供給される
時刻と、そこで符号化データが復号される時刻とは一致
しない。そこで、これらのタイミング（時刻）を調整す
るために、符号化データは、バッファ２１に一旦蓄えら
れ、復号化器２２の復号化の状態に応じて、復号化器２
２に供給される。

【０００７】なお、符号化データをバッファ２１に記憶
させるときのアドレス（このアドレスも、以下、適宜、
書き込みアドレスという）、およびバッファ２１に記憶
させた符号化データを読み出すときのアドレス（このア
ドレスも、以下、適宜、読み出しアドレスという）は、
アドレスコントローラ１２３によって発生されるように
なされている。アドレスコントローラ１２３には、復号
化器２２より、そこで処理されている符号化データのデ
ータ量その他の情報が供給されるようになされており、
アドレスコントローラ１２３は、復号化器２２からの情
報に基づいて、書き込みアドレスおよび読み出しアドレ
スを制御するようになされている。

【０００８】ところで、バッファ２および２１は、いず
れも最初に入力されたデータが最初に出力される、いわ
ゆるＦＩＦＯ（First In First Out）方式のメモリとし
て構成する必要がある。上述したアドレスコントローラ
１０１または１２３は、バッファ２または２１それぞれ
を、ＦＩＦＯ方式のメモリとして動作させるための書き
込みアドレスおよび読み出しアドレスを設定するように
なされている。

【０００９】図８は、バッファ２（バッファ２１につい
ても同様）の内部状態を模式的に示している（バッファ
２のアドレス空間を示している）。なお、本明細書中お
よびこれに添付した図面では、アドレスは、１６進数で
示してある。また、同図においては（後述するアドレス
空間を示す図についても同様）、バッファ２（２１）
は、アドレス００００乃至ＦＦＦＦの範囲のアドレス空
間を有するメモリとされている。さらに、同図において
（後述するアドレス空間を示す図においても同様）、
「enpty」と記述してある部分は、データが記憶されて
いない領域（あるいは、不要となったデータが記憶され
ている領域）を示している。

【００１０】図８では、データ（ｄａｔａ）１の書き込
みが、アドレス００１０から開始され、アドレス８１０
０まで終了している状態を示している。従って、いまの
時点では、書き込みアドレスは、８１００となってい
る。この場合において、読み出しアドレスは、００１０
となっており、従ってアドレス０１００から、データの
読み出しが開始されようとしている。

【００１１】書き込みアドレスおよび読み出しアドレス
は、いずれも、例えば１ずつ単調増加するように制御さ
れるようになされており、この制御により、通常のメモ
リを、ＦＩＦＯ方式のメモリとして使用することができ
るようになされている。但し、書き込みアドレスおよび
読み出しアドレスは、アドレス（メモリ（バッファ２ま
たは２１）の最終アドレス）ＦＦＦＦにまで到達する
と、その値をアドレス（メモリの先頭アドレス）０００
０にするようになされている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】バッファ２（２１）の
構成が、図８に示すような場合、上述したように、書き
込みアドレスがアドレスＦＦＦＦまで到達すると、さら
に書き込みを続けるために、その値が００００とされ
る。このため、図９に示すように、読み出しアドレス
と、書き込みアドレスの順序が、逆転する状態が起こ
る。即ち、書き込みアドレスおよび読み出しアドレスが
アドレスＦＦＦＦに到達するまでは、書き込みアドレス
が、読み出しアドレスより先行するが、書き込みアドレ
スがアドレスＦＦＦＦに到達すると、書き込みアドレス
はアドレスＦＦＦＦから００００へ跳び、その後、００
０１，０００２，・・・と再び単調増加を続ける。一
方、読み出しアドレスは、アドレスＦＦＦＦに到達する
までは、単調増加を続けるから、この間、読み出しアド
レスが、書き込みアドレスより先行することとなる。こ
れは、ラップアラウンド（Wrap around）状態と呼ばれ
る。

【００１３】なお、その後、読み出しアドレスがアドレ
スＦＦＦＦに到達すると、読み出しアドレスはアドレス
ＦＦＦＦから００００へ跳び、これにより読み出しアド
レスおよび書き込みアドレスの順序は、元の状態に戻
る。以上のようにして、バッファ２（２１）は、ＦＩＦ
Ｏメモリとして動作する。

【００１４】ところで、符号化装置１１０（復号化装置
１３０についても同様）の構成によっては、ラップアラ
ウンドが問題になる場合がある。即ち、例えば読み出し
アドレスおよび書き込みアドレスを、１ずつ単調増加す
ることは、その機能を実行するための専用命令を、通
常、アドレスコントローラ１０１（１２３）が備えるア
ドレスレジスタ（アドレスを保持しておくためのレジス
タ）（図示せず）が有しているため、十分なスピードで
行うことができる。

【００１５】しかしながら、ラップアラウンドによれ
ば、アドレスが不連続になるため、次のアドレス（図９
に示した場合には、メモリの先頭アドレス００００）
を、あらかじめ所定のメモリに記憶させておき、それを
読み出して、アドレスレジスタにセットしなければなら
ないため、この動作に時間がかかり、十分なスピードが
得られない場合があった。

【００１６】そこで、ラップアラウンドを防止する方法
として、ガベージコレクション（Garbage Collection）
と呼ばれる方法がある。この方法は、データが、バッフ
ァ２（２１）のアドレス空間上の先頭アドレス００００
から記憶されていない場合に、所定のタイミングで、そ
のデータをバッファ２の先頭アドレス００００に移動す
るもので、即ち、例えば図１０（Ａ）に示すように、ア
ドレス０１００乃至０２ＦＦにデータ１が記憶され、さ
らにそれに続いて、アドレス０３００乃至０６ＦＦにデ
ータ２が記憶されている場合に、このデータ１または２
を、図１０（Ｂ）に示すように、アドレス００００乃至
０１ＦＦまたは０２００乃至０４ＦＦの領域にそれぞれ
移動するもので、この方法によれば、ラップアラウンド
状態は、原理的に発生しない。

【００１７】しかしながら、データを移動する場合に
は、そのデータの読み出しおよび書き込みが必要となる
ため、高速な処理が必須である。また、一旦読み出した
データを待避するための作業領域が必要である。従っ
て、多くの記憶容量を有し、アクセスタイムなどの速い
メモリを使用する必要があり、そして、このようなメモ
リは高価であるから、コストの面で、ガベージコレクシ
ョンを実現できない場合があった。

【００１８】また、ラップアラウンド問題を解決する別
の方法としては、２バンク（Bank）によるものがある。
この方法では、図１１（Ａ）に示すように、メモリ（図
７に示した場合には、バッファ２，２１）を、バンク
（Bank）１とバンク２に２分割して、これらが、交互に
読み出し用と書き込み用として用いられる。即ち、例え
ば図１１（Ｂ）に示すように、バンク１に、読み出すべ
きデータ１が記憶されている場合、バンク１または２を
それぞれ読み出し側または書き込み側とし、データ１を
バンク１から読み出す間に、バンク２にデータ２を書き
込む。そして、バンク１からデータ１を読み出し終える
と、図１１（Ｃ）に示すように、これを消去し、書き込
み側と読み出し側とを切り換え、これによりバンク１ま
たは２をそれぞれ書き込み側または読み出し側とする。
このような切り換えにより、データの書き込みは、必ず
バンク１および２の先頭から行われるので、ラップアラ
ウンドが生じることを防止することができる。

【００１９】しかしながら、この方法では、読み出し側
とされたバンクからのデータの読み出しを終了し、さら
にそのデータをすべて消去してから、初めて次のデータ
を書き込むため、次に図１２および図１３を参照して説
明するように、復号化装置１３０において障害が生じる
場合があった。

【００２０】即ち、図１２は、符号化データが、データ
１，２，３，・・・の並びで、復号化装置１３０に入力
された場合の、各データ１，２，３，・・・がバッファ
２１に書き込まれる時刻およびバッファ２１から読み出
される時刻を示している。なお、同図（後述する図３に
おいても同様）において、縦軸は、データの並びを示し
ており、横軸は時間（時刻）を示している。また、右上
がりの実線は、記録媒体１１１もしくは伝送路１２から
のデータがバッファ２１へ書き込まれるときの書き込み
レート（速度）を表しており、右上がりの点線は、バッ
ファ２１からのデータの読み出しレート（速度）を表し
ている。そして、右上がりの実線または点線の傾きは、
それぞれ書き込みレートまたは読み出しレートの速さ
（高さ）を表している。同図においては、実線の傾きの
方が、点線の傾きよりも大きく、従って読み出しレート
の方が、書き込みレートより高くなっている。

【００２１】ここで、符号化器３では、例えばＭＰＥＧ
（Moving Picture Experts Group）規格などに準拠した
符号化が行われるものとする。従って、データ（符号化
データ）１，２，３，・・・それぞれ、即ち、１単位の
データ（単位データ）は、１枚（１フレームあるいは１
フィールド）の原画像をＭＰＥＧ規格により符号化した
もの、あるいはＭＰＥＧ規格における１群の符号化動画
像であるＧＯＰ（Group Of Picture）に相当する。単位
データ（データ１，２，３，・・・それぞれ）をどのよ
うにするかは、バッファ２の容量と符号化データのデー
タ量により決められる。

【００２２】図１２では、時刻Ｔ０で、データ１のバン
ク１へ書き込みが開始され、時刻Ｔ１で、その書き込み
が終了している。そして、データ１については、時刻Ｔ
１、即ちバンク１への書き込みが終了するのと同時に、
そこからの読み出しが開始されている。さらに、時刻Ｔ
１では、データ２のバンク２への書き込みが開始されて
いる。

【００２３】以上のような場合において、バンク１に書
き込まれたデータ１は、時刻Ｔ１からＴ２までの期間
に、複数回にわたって読み出される場合がある。即ち、
例えばデータ１が１枚の原画像を符号化したものである
場合に、静止画再生（スチル再生）が指示されたときに
は、その間、データ１は、バンク１から繰り返し読み出
し続けられる。あるいはまた、例えばデータ１が１ＧＯ
Ｐである場合に、逆転再生等のトリック再生（特殊再
生）が指示されたときには、ＭＰＥＧでは表示順序と符
号化順序とが一致せず、一度復号化した画面を再度復号
化する必要があることがあるため、やはり、データ１
（データ１の一部）は、バンク１から繰り返し読み出さ
れる。

【００２４】このような場合、復号化器２２では、バッ
ファ２１から繰り返し読み出されるデータ１が、やはり
繰り返し復号されて、復号化画像が出力される。この
間、データ１は、バッファ２１から読み出した後も、そ
れ以降の読み出しに備えて、すぐに消去できず、図１２
に示した場合には、時刻Ｔ２までバッファ２１に蓄積し
ておく必要がある。さらに、この場合、バンク２に蓄積
されたデータ２も、まだ消去することができないから、
データ２のバンク２への書き込みが終了してから、バン
ク１からデータ１が消去される時刻Ｔ２までの期間は、
バンク１および２のいずれへのデータの書き込みもする
ことができない。

【００２５】その後、スチル再生あるいは特殊再生が停
止され、データ１を復号する必要がなくなると、即ち図
１２においては時刻Ｔ２で、データ１がバンク１から消
去される。これにより、バンク１には、データの書き込
みが可能となり、データ３のの書き込みが開始される。
従って、この場合、データ３の書き込みは、データ２の
書き込みの終了後、時間をおいて行われる。なお、時刻
Ｔ２では、バンク２に記憶されたデータ２の読み出しも
開始されている。

【００２６】そして、図１２では、時刻Ｔ３において、
バンク２に記憶されたデータ２が消去されるとともに、
バンク１に記憶されたデータ３の読み出しが開始されて
いる。

【００２７】ところで、データ３のデータ量が多く、そ
の書き込みに時間を要する場合に、その書き込みが、デ
ータ２の書き込みの終了後、時間をおいて開始されたと
きには、上述したように、読み出しレートの方が書き込
みレートより高いために、データ３の書き込みに、その
読み出しが追いつき（図１２において、書き込みレート
を表す実線と読み出しレートを表す点線とが交差してい
る、●印で示す部分）、このため、データ３の復号画像
を連続的に得られないことがあった。

【００２８】即ち、図１２に示すように、時刻Ｔ２から
開始されたデータ３の書き込みは、時刻Ｔ５までかかる
が、時刻Ｔ３に開始されたデータ３の読み出しは、時刻
Ｔ５より早い時刻Ｔ４で終了する。従って、この時刻Ｔ
４では、まだ、データ３のすべての書き込みが終了して
いないため、バッファ２１にアンダーフローを生じる問
題があった。

【００２９】ここで、図１３は、２バンクによる方法を
採用した場合のバッファ２１の状態（アドレス空間）を
示している。時刻Ｔ１では、同図（Ａ）に示すように、
バンク１へのデータ１の書き込みが終了し、その後、時
刻Ｔ２では、同図（Ｂ）に示すように、バンク２へのデ
ータ２の書き込みが終了する。しかしながら、時刻Ｔ４
では、同図（Ｃ）に示すように、バンク１へのデータ３
の書き込みが終了しておらず、即ちデータ３の読み出し
に、その書き込みが間に合わず、アンダーフローを生じ
る。

【００３０】この問題は、２バンクによる方法では、本
質的な問題である。

【００３１】さらに、２バンクによる方法では、バッフ
ァ２１の自由度が制限される問題もあった。即ち、この
方法による場合、バッファ２１は、例えばその１／２の
大きさを有するバンク１と２とに分割されるため、バッ
ファ２１の大きさ全体を生かす自由度がないという問題
があった。

【００３２】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、ラップアラウンド問題を解消することが
できるようにするものである。

【００３３】

【課題を解決するための手段】本発明の符号化方法は、
動画像を符号化し、その結果得られる符号化データを、
データを記憶する記憶手段に一旦記憶させてから出力す
る符号化方法であって、符号化データと、その符号化デ
ータを記憶手段に記憶させるときのアドレスとを多重化
することを特徴とする。

【００３４】本発明の符号化装置は、動画像を符号化し
て符号化データとする符号化手段と、符号化手段より出
力される符号化データを記憶する記憶手段と、符号化デ
ータを、記憶手段に記憶させるときのアドレスを発生す
る発生手段と、符号化データと、発生手段が発生するア
ドレスとを多重化する多重化手段とを備えることを特徴
とする。

【００３５】本発明の復号化方法は、入力された入力デ
ータを、データを記憶する記憶手段に一旦記憶させてか
ら復号化する復号化方法であって、入力データが、動画
像を符号化した符号化データと、その符号化データを記
憶手段に記憶させるときのアドレスとを少なくとも含む
とき、入力データを、符号化データとアドレスとに分離
し、符号化データを、アドレスに応じて、記憶手段に記
憶させることを特徴とする。

【００３６】本発明の復号化装置は、入力された入力デ
ータを、動画像を符号化した符号化データと、所定のア
ドレスとに分離する分離手段と、分離手段より出力され
る符号化データを、所定のアドレスに応じて記憶する記
憶手段と、記憶手段に記憶された符号化データを復号化
する復号化手段とを備えることを特徴とする。

【００３７】本発明の記録媒体は、動画像を符号化した
符号化データと、その符号化データを、データを記憶す
る記憶手段に記憶させるときのアドレスとを記録してい
ることを特徴とする。

【００３８】本発明の伝送方法は、動画像を符号化した
符号化データと、その符号化データを、データを記憶す
る記憶手段に記憶させるときのアドレスとを伝送するこ
とを特徴とする。

【００３９】本発明の符号化復号化システムは、動画像
を符号化して符号化データとする符号化手段と、符号化
手段より出力される符号化データを記憶する第１の記憶
手段と、符号化データを、第１の記憶手段に記憶させる
ときのアドレスを発生する発生手段と、符号化データ
と、発生手段が発生するアドレスとを多重化する多重化
手段と、多重化手段の出力を、符号化データとアドレス
とに分離する分離手段と、分離手段より出力される符号
化データを、アドレスに応じて記憶する第２の記憶手段
と、第２の記憶手段に記憶された符号化データを復号化
する復号化手段とを備えることを特徴とする。

【００４０】

【作用】本発明の符号化方法においては、符号化データ
と、その符号化データを記憶手段に記憶させるときのア
ドレスとを多重化するようになされている。

【００４１】本発明の符号化装置においては、符号化手
段は、動画像を符号化して符号化データとし、記憶手段
は、符号化手段より出力される符号化データを記憶する
ようになされている。発生手段は、符号化データを、記
憶手段に記憶させるときのアドレスを発生し、多重化手
段は、符号化データと、発生手段が発生するアドレスと
を多重化するようになされている。

【００４２】本発明の復号化方法においては、入力デー
タが、動画像を符号化した符号化データと、その符号化
データを記憶手段に記憶させるときのアドレスとを少な
くとも含むとき、入力データを、符号化データとアドレ
スとに分離し、符号化データを、アドレスに応じて、記
憶手段に記憶させるようになされている。

【００４３】本発明の復号化装置においては、分離手段
は、入力された入力データを、動画像を符号化した符号
化データと、所定のアドレスとに分離し、記憶手段は、
分離手段より出力される符号化データを、所定のアドレ
スに応じて記憶するようになされている。復号化手段
は、記憶手段に記憶された符号化データを復号化するよ
うになされている。

【００４４】本発明の記録媒体においては、動画像を符
号化した符号化データと、その符号化データを、データ
を記憶する記憶手段に記憶させるときのアドレスとが記
録されている。

【００４５】本発明の伝送方法においては、動画像を符
号化した符号化データと、その符号化データを、データ
を記憶する記憶手段に記憶させるときのアドレスとを伝
送するようになされている。

【００４６】本発明の符号化復号化システムにおいて
は、符号化手段は、動画像を符号化して符号化データと
し、第１の記憶手段は、符号化手段より出力される符号
化データを記憶するようになされている。発生手段は、
符号化データを、第１の記憶手段に記憶させるときのア
ドレスを発生し、多重化手段は、符号化データと、発生
手段が発生するアドレスとを多重化するようになされて
いる。分離手段は、多重化手段の出力を、符号化データ
とアドレスとに分離し、第２の記憶手段は、分離手段よ
り出力される符号化データを、アドレスに応じて記憶す
るようになされている。復号化手段は、第２の記憶手段
に記憶された符号化データを復号化するようになされて
いる。

【００４７】

【実施例】図１は、本発明を適用した符号化復号化シス
テムの一実施例の構成を示している。この符号化復号化
システムは、図７に示した符号化装置１１０または復号
化装置１３０にそれぞれ対応する符号化装置１０または
復号化装置３０から構成されている。なお、図中、図７
における場合と対応する部分については、同一の符号を
付してある。

【００４８】本実施例では、ラップアラウンド問題を解
決するために、バッファ２（記憶手段）（第１の記憶手
段）の残量（バッファ残量）のみならず、バッファ２の
使用状態を管理し、その管理情報を、符号化装置１０を
構成する符号化器３（符号化手段）で使用するようにな
されている。

【００４９】即ち、符号化装置１０では、画像入力が、
前述したように符号化器３において符号化データとさ
れ、多重化器３Ａ（多重化手段）を介して、バッファ８
４に出力されて書き込まれる。このとき、多重化器３Ａ
には、その符号化データをバッファ２に書き込むときの
書き込みアドレス（例えば、単位データを書き込むとき
の先頭アドレス）が、アドレスコントローラ１で発生さ
れて符号化器３を介して供給されるようになされてお
り、多重化器３Ａでは、符号化データに、その書き込み
アドレスが多重化されるようになされている。

【００５０】従って、バッファ２には、符号化データと
その書き込みアドレスとが多重化されたものが記憶され
る。

【００５１】ここで、本実施例では、書き込みアドレス
は、アドレスコントローラ１（発生手段）によって、バ
ッファマネージャ４からの情報に基づいて決定されるよ
うになされている。

【００５２】即ち、バッファマネージャ４は、バッファ
２と同一のアドレス空間を有する仮想的なメモリ（仮想
メモリ）を内蔵している。なお、この仮想メモリは、バ
ッファ２のアドレス管理を行うためだけのものであり、
現実のバッファ２のように、データを記憶することはで
きない（データの記憶機能は無い）。バッファマネージ
ャ４には、アドレスコントローラ１を介して、符号化器
３より、符号化データや、符号化データ以外の、例えば
そのデータ量や、復号化に必要なパラメータ、フラグな
どの記録（または伝送）すべき情報その他が供給される
ようになされており（本実施例では、これらの情報は、
特に断らない限り、符号化データに含まれるものとす
る）、バッファマネージャ４は、これらの情報を、その
内蔵する仮想メモリに割り当てることで、所定単位の総
データ量に対応するバッファ２の使用領域を決定、管理
する。そして、アドレスコントローラ１では、以上のよ
うにしてバッファマネージャ４で決定されたバッファ２
の使用領域の先頭アドレスが、書き込みアドレスとさ
れ、バッファ２および符号化器３に供給される。

【００５３】従って、バッファ２には、符号化データと
その書き込みアドレスとが多重化されたものが、その書
き込みアドレスの位置から順次書き込まれる。

【００５４】一方、この書き込み期間において、バッフ
ァマネージャ４は次の符号化データ（正確には、符号化
データおよびその書き込みアドレスを多重化したデータ
（以下、適宜、多重化データという））の書き込みのた
めの書き込みアドレスを決定する（正確には、バッファ
マネージャ４では、次の符号化データを書き込むための
領域が決定される。なお、上述したように、この決定さ
れた領域に基づいて、アドレスコントローラ１において
書き込みアドレスが決定される）。この際、バッファマ
ネージャ４は、ラップアラウンド状態が起こらないよう
な書き込みアドレスを決定する。そして、次の多重化デ
ータの書き込み期間の開始タイミングにおいて、既に決
定している書き込みアドレスがアドレスコントローラ１
から、バッファ２に供給され、これにより、その書き込
みアドレスに応じて、多重化器３Ａから出力される多重
化データが、バッファ２に記憶される。以下、同様の処
理が繰り返される。

【００５５】アドレスコントローラ１は、書き込みアド
レスの他、読み出しアドレスも決定するようになされて
おり、バッファ２に書き込まれた多重化データは、アド
レスコントローラ１より出力される読み出しアドレスに
応じて読み出される。そして、この読み出された多重化
データは、例えばミニディスク（商標）や、ビデオＣＤ
（Compact Disk）、その他のビデオディスク（例えば、
ＤＶＤ（Digital Video Disk）など）などの画像の記録
が可能な記録媒体１１に記録され、あるいは伝送路１２
を介して伝送される。

【００５６】なお、前述した図７の従来の符号化装置１
１０では、ガベージコレクション方法を用いた場合、バ
ッファ（メモリ）２を、ＦＩＦＯメモリとして取り扱う
ことができ、そのバッファ残量を基に、符号化器３で、
発生データ量（符号化データのデータ量）をコントロー
ルすることにより、バッファ２のオーバーフローおよび
アンダーフローを防止することができる。また、２バン
クによる方法を用いた場合においても、各バンクは、Ｆ
ＩＦＯメモリとして取り扱うことができ、やはりガベー
ジコレクション方法による場合と同様に、バッファ残量
だけで、符号化器３における発生データ量をコントロー
ルすることにより、バッファ２のオーバーフローおよび
アンダーフローを防止することができる。図１に示した
符号化装置１０においても、図示していないが、バッフ
ァ２からは、そのバッファ残量が符号化器３に供給され
るようになされており、符号化器３では、従来の場合と
同様に発生データ量がコントロールされ、これによりバ
ッファ２のオーバーフローおよびアンダーフローが生じ
ないようになされている。

【００５７】多重化データが記録媒体１１に記録された
場合には、その多重化データは、図示せぬ再生装置によ
り再生され、復号化装置３０に入力される。また、多重
化データが伝送路１２を介して伝送された場合には、そ
の多重化データは、図示せぬ受信機で受信され、復号化
装置３０に入力される。

【００５８】復号化装置３０では、多重化データが入力
されると、その多重化データを、パーサ（Parser）３６
（分離手段）により解析し、符号化データと、その符号
化データの一部またはサイド情報として伝送された書き
込みアドレスとに分離する。書き込みアドレスは、アド
レスコントローラ２３に出力され、符号化データは、バ
ッファ２１（記憶手段）（第２の記憶手段）に出力され
る。

【００５９】アドレスコントローラ２３では、パーサ３
１から出力された書き込みアドレスにしたがって（応じ
て）、同じくパーサ３１から出力された符号化データ
が、バッファ２１に書込まれる。さらに、アドレスコン
トローラ２３は、読み出しアドレスをバッファ２１に供
給し、これによりバッファ２１からは、その読み出しア
ドレスにしたがって、符号化データが読み出され、復号
化器２２（復号化手段）に供給される。復号化器２２で
は、符号化データが復号され、復号画像とされて出力さ
れる。なお、復号化器２２において復号化がなされる
と、符号化データのデータ量やその他の情報が得られ、
これらの情報は、アドレスコントローラ２３に供給さ
れ、バッファ２１のアドレスのコントロールに用いられ
る。

【００６０】なお、バッファ２１は、少なくともバッフ
ァ２と同一の記憶容量を有している。

【００６１】次に、図２を参照して、符号化装置１０を
構成するバッファ２の制御方法について詳述する。な
お、図２は、バッファ２のアドレス空間（メモリマッ
プ）を示している。

【００６２】いま、連続する符号化処理のあるタイミン
グにおいて、多重化データ（ｄａｔａ）１がバッファ２
のアドレス０１００乃至０４ＦＦの範囲に書き込まれた
状態にある場合、次に処理すべきデータ２を、バッファ
２に記憶させるための書き込みアドレスは、バッファマ
ネージャ４によって次のように決定される。即ち、バッ
ファマネージャ４は、その内蔵する仮想メモリを参照す
ることにより、既にデータ１が記憶されている領域（ア
ドレス０１００乃至０４ＦＦの範囲）は使用不可である
ことを認識する。この場合、バッファ２のアドレス空間
においては、データ１が記憶されたアドレス０１００乃
至０４ＦＦの領域（範囲）を挟んで、アドレス００００
乃至００ＦＦの領域と、アドレス０５００乃至ＦＦＦＦ
の領域が空いており（使用可能であり）、バッファマネ
ージャ４は、例えばそのうちの広い方の領域を、データ
２を書き込む領域に決定する。

【００６３】従って、図２に示す場合には、アドレス０
５００乃至ＦＦＦＦの領域が、データ２を書き込む領域
として決定される。そして、アドレスコントローラ１で
は、この領域に基づいて、データ２を書き込むべき書き
込みアドレスが決定される。図２に示す場合では、アド
レス０６００が、データ２を書き込むべき書き込みアド
レスとして決定されており、アドレス０６００乃至０Ｆ
ＦＦに多重化データ２が書き込まれている。

【００６４】バッファ２に書き込まれた多重化データ
は、アドレスコントローラ１が出力する読み出しアドレ
スにしたがって読み出され、これにより多重化データ
１，２の読み出しが終了すると、それぞれ、順次消去さ
れ、空き領域ができる。バッファマネージャ４では、そ
の空き領域について、上述したような処理を行うことが
繰り返される。

【００６５】なお、図２に示した場合においては、多重
化データ１と２との書き込み領域の間には、若干の冗長
領域（アドレス０５００乃至０５ＦＦ）が設けられてい
るが、このような冗長領域を設けるかどうか、またその
冗長領域の大きさをどの程度にするかは、任意である。

【００６６】また、符号化器３が、例えばＭＰＥＧ規格
に準拠したものである場合、単位時間当たりの発生デー
タ量の上限は決められているので、バッファ２の容量
は、これを基に決定されるようになされている。従っ
て、多重化データ１が書込まれた後のバッファ２の空き
領域に、多重化データ２が書き込み切れないという破綻
（オーバーフロー）は発生しない。

【００６７】次に、図３を参照して、復号化装置３０を
構成するバッファ２１の制御方法について詳述する。な
お、図３は、前述した図１２と同様、多重化データが、
データ１，２，３，・・・の並びで、復号化装置３０に
入力された場合の、各データデータ１，２，３，・・・
がバッファ２１に書き込まれる時刻およびバッファ２１
から読み出される時刻を示している。

【００６８】図３では、前述した図１２における場合と
同様に、時刻Ｔ０で、符号化データ１のバッファ２１へ
書き込みが開始され、時刻Ｔ１で、その書き込みが終了
している。そして、データ１については、時刻Ｔ１で書
き込みが終了するのと同時に、バッファ２１からの読み
出しが開始されている。さらに、時刻Ｔ１では、データ
２のバッファ２１への書き込みが開始されている。な
お、データ１，２は、それぞれと多重化されていた書き
込みアドレスにしたがって、バッファ２１に書き込まれ
る。

【００６９】この場合、データ１は、時刻Ｔ１からＴ２
までの期間に、複数回にわたって読み出されることがあ
る。そして、この期間は、前述したように、データ１を
消去できず、時刻Ｔ２までは、バッファ２１に蓄積して
おく必要がある。

【００７０】一方、図３において、データ２のバッファ
２１への書き込みは、時刻Ｔ２より早い時刻Ｔ１．５に
おいて終了している。ここで、図１２における場合と異
なるのは、バッファ２１からデータ１が消去されなくて
も、バッファ２１へのデータの書き込みをすることがで
きることである。

【００７１】即ち、復号化装置３０には、符号化データ
とその書き込みアドレスとが多重化されたものが入力さ
れ、符号化データは、その書き込みアドレスにしたがっ
てバッファ２１に書き込まれる。この書き込みアドレス
は、符号化装置１０のバッファ２の破綻が生じないよう
にされているものであるから、この書き込みアドレスに
したがった場合には、符号化データは、必ずバッファ２
１に書き込むことができる。

【００７２】従って、データ２のバッファ２１への書き
込みの終了後、それに続くデータ３は、バッファ２１に
即座に書き込むことができ、これにより、時刻Ｔ１．５
から、データ３の書き込みが開始される。

【００７３】以後、図３では、図１２における場合と同
様に、時刻Ｔ２で、データ１がバッファ２１から消去さ
れ、データ２の読み出しが開始される。さらに、時刻Ｔ
３で、データ２がバッファから消去されると同時に、デ
ータ３の読み出しが開始される。

【００７４】復号化装置３０では、データ３のバッファ
２１への書き込みが、従来より早い時刻である時刻Ｔ
１．５から開始することができるので、即ちデータ２の
書き込みの終了後、即座に開始することができるので、
データ３の読み出しが終了する時刻Ｔ４より早い時刻
（図３における場合は、時刻Ｔ３）には、その書き込み
は終了し、データ３の書き込みが、その読み出しに間に
合わないようなことがない。つまり、データ３の書き込
みに、その読み出しが追いつくようなこと（図３におい
て、書き込みレートを表す実線と読み出しレートを表す
点線とが交差するようなこと）がない。

【００７５】従って、バッファ２１がアンダーフローす
ることはないので、データが破綻することを防止するこ
とができる。

【００７６】図４は、図３に示した時刻Ｔ１，Ｔ１．
５，Ｔ２，Ｔ３それぞれにおけるバッファ２１の状態
（アドレス空間）（メモリマップ）を示している。図４
（Ａ）は、時刻Ｔ１において、バッファ２１のアドレス
００００乃至００ＦＦの領域へのデータ１の書き込みが
終了した状態を示している。なお、アドレス００００
は、データ１と多重化されていたものである。また、図
４（Ａ）には、図示していないが、時刻Ｔ１では、デー
タ２のバッファ２１への書き込みが開始される。さら
に、時刻Ｔ１では、データ１の読み出しも開始される。

【００７７】時刻Ｔ１．５では、図４（Ｂ）に示すよう
に、バッファ２１のアドレス００００から００ＦＦの領
域に書き込まれたデータ１の読み出しが既に開始されて
おり、また、バッファ２１のアドレス０２００乃至０２
ＦＦの領域へのデータ２の書き込みが終了している。な
お、アドレス０２００は、データ２と多重化されていた
ものである。また、図４（Ｂ）には、図示していない
が、時刻Ｔ１．５では、データ３のバッファ２１への書
き込みが開始される。

【００７８】時刻Ｔ２では、図４（Ｃ）に示すように、
バッファ２１のアドレス００００から００ＦＦの領域に
書き込まれたデータ１が消去されようとしており、ま
た、そのアドレス０２００から０２ＦＦの領域に書き込
まれたデータ２の読み出しが開始されている。さらに、
この時刻Ｔ２では、バッファ２１のアドレス０４００か
ら始まる領域へのデータ３の書き込みが、所定量だけ終
了している。なお、アドレス０４００は、データ３と多
重化されていたものである。

【００７９】時刻Ｔ３では、図４（Ｄ）に示すように、
データ１はバッファ２１から既に消去され、またデータ
２がバッファ２１から消去さようとしている。さらに、
バッファ２１のアドレス０４００乃至０ＥＦＦの領域へ
のデータ３の書き込みが終了し、その読み出しが開始さ
れようとしている。

【００８０】以上のように、バッファ２１に書き込むデ
ータには、そこに書き込むときの書き込みアドレスが、
所定の単位ごとに指定されているため、他のデータの消
去を待たずに書き込みを開始することができる。即ち、
他のデータを消去することで空き領域を確保しなくて
も、データを書き込むことができる。

【００８１】また、書き込みアドレスは、符号化装置１
０においてラップアラウンドが生じないようにされてい
るので、復号化装置３０においても、ラップアラウンド
を生じることがない。即ち、符号化データを書き込みア
ドレスとともに復号化装置３０に入力することで、ラッ
プアラウンドを容易に防止することができる。さらに、
この場合、前述したガベージコレクションや２バンクに
よる方法における場合のような問題（ラップアラウンド
問題）が生じることもない。

【００８２】また、２バンクによる方法では、前述した
ように、データの大きさ（データ量）が、各バンクの大
きさで制限されるが、以上の手法によれば、そのような
制限を受けることがなく、バッファ２１（２）の大きさ
全体を生かす自由度がある。

【００８３】さらに、符号化器３が多重パス符号化を行
うものである場合には、バッファ２（従って、バッファ
２１についても）を効率的に利用することが可能とな
る。

【００８４】ここで、多重パス符号化について、簡単に
説明する。多重パス符号化では、まず標準的な値のパラ
メータ（例えば、量子化ステップなど）により入力画像
の符号化が行われ、各符号化データのデータ量やその他
の情報が求められる。そして、これらの情報が、入力画
像と対応付けて記憶される。次に、この情報を基に、例
えば復号画像の画質と発生データ量とをバランスさせる
ような、最適な値のパラメータが設定され、再び入力画
像の符号化が行われる。このように符号化を繰り返すも
のが、多重パス符号化と呼ばれる。

【００８５】多重パス符号化では、２回目以降の符号化
をする前に、標準的な値のパラメータを用いた場合の各
符号化データのデータ量が分かるので、その後の符号化
により得られる符号化データを、記録媒体１１に記録し
たり、伝送路１２を介して伝送する際に、過不足のない
ビット割り当てを行うことができる。

【００８６】図５は、多重パス符号化の途中で得られる
情報（例えば、標準的な値のパラメータを用いて符号化
を行った場合に得られる情報）を用いない場合の、バッ
ファ２の状態（メモリマップ）を示している。

【００８７】多重パス符号化の途中で得られる情報を用
いない場合、まず時刻Ｔ１において、例えば図５（Ａ）
に示すように、データ１がバッファ２のアドレス０５０
０から０ＥＦＦに書き込まれたときには、その後、時刻
Ｔ２では、データ２は、大きい方の空き領域であるアド
レス０Ｆ００乃至ＦＦＦＦの領域に書き込まれる。この
実施例では、データ２は、同図（Ｂ）に示すように、ア
ドレス０Ｆ００乃至ＦＦＦＦの領域のうちの、アドレス
１０００乃至１３ＦＦの領域に書き込まされている。多
重パス符号化の途中で得られる情報を用いない場合、そ
の次にバッファ２に書き込むべきデータ３のデータ量は
不明なため、データ３のデータ量が多い場合には、同図
（Ｃ）に示すように、そのデータ３を、バッファ２の連
続したアドレスの部分に書き込むことができず、これを
書き込もうとすれば、ラップアラウンド状態が発生する
こととなる。

【００８８】一方、図６は、多重パス符号化の途中で得
られる情報を用いる場合の、バッファ２の状態を示して
いる。この場合は、多重パス符号化の途中で得られる情
報から、時刻Ｔ３で、所定のデータ量のデータ３が発生
することをあらかじめ認識することができる。そこで、
図５（Ａ）に示した場合と同様の図６（Ａ）に示すよう
に、時刻Ｔ１において、データ１を、バッファ２のアド
レス０５００乃至０ＥＦＦの領域に書き込んだ後、時刻
Ｔ２では、データ２が、図６（Ｂ）に示すように、小さ
い方の空き領域であるアドレス００００以降の連続した
領域に書き込まれる。なお、アドレス００００以降の連
続した領域に、データ２を書き込むための書き込みアド
レス００００は、バッファマネージャ４からの情報に基
づいて、アドレスコントローラ１によって発生される。

【００８９】そして、時刻Ｔ３では、データ量の多いこ
とが分かっているデータ３が、大きい方の空き領域であ
るアドレス０Ｆ００以降の領域に書き込まれる。なお、
図６の場合には、データ３は、アドレス１０００以降の
連続した領域に書き込まれている。

【００９０】従って、この場合、ラップアラウンドの状
態を生じさせずに、バッファ２（２１）を効率良く使用
することができる。

【００９１】なお、図６に示した実施例の場合、データ
１，２，３は、その書き込みアドレス０５００，０００
０，１０００とそれぞれ多重化される。

【００９２】以上のように、図１の符号化復号化システ
ムによれば、ガベージコレクションや２バンクによる方
法を用いずに、ラップアラウンド問題を解消することが
できる。

【００９３】なお、バッファ２または２１は、独立に設
けるのではなく、符号化装置１０または復号化装置３０
が、例えば画質劣化の検知されやすさを判定する信号を
蓄えておくメモリをそれぞれ備える場合には、これらの
メモリと共用することが可能である。

【００９４】また、本実施例では、符号化データを、そ
の書き込みアドレスと多重化した後に、バッファ２に記
憶するようにしたが、符号化データとその書き込みデー
タとの多重化は、バッファ２から符号化データを読み出
した後に行うようにしても良い。

【００９５】さらに、本実施例では、符号化器３とは別
に多重化器３Ａを設けるようにしたが、符号化器３が、
符号化データと、それ以外の、例えばそのデータ量や、
復号化に必要なパラメータ、フラグなどの記録（または
伝送）すべき情報その他とを多重化する多重化器を内蔵
する場合には、その多重化器と多重化器３Ａとを共用す
ることが可能である。

【００９６】

【発明の効果】本発明の符号化方法および符号化装置に
よれば、符号化データと、その符号化データを記憶手段
に記憶させるときのアドレスとが多重化されるので、復
号化装置が備える、符号化データを記憶するための、例
えばメモリなどにアンダーフローが生じることを防止す
ることが可能となる。

【００９７】本発明の復号化方法および復号化装置によ
れば、入力データが、符号化データとその符号化データ
を記憶手段に記憶させるときのアドレスとに分離され、
符号化データが、そのアドレスに応じて、記憶手段に記
憶される。従って、記憶手段にアンダーフローが生じる
ことを防止することが可能となる。

【００９８】本発明の記録媒体によれば、動画像を符号
化した符号化データと、その符号化データを、データを
記憶する記憶手段に記憶させるときのアドレスとが記録
されている。従って、記憶手段にアンダーフローが生じ
ることを防止することが可能となる。

【００９９】本発明の伝送方法によれば、動画像を符号
化した符号化データと、その符号化データを、データを
記憶する記憶手段に記憶させるときのアドレスとが伝送
される。従って、受信側の復号化装置が備える、符号化
データを記憶するための、例えばメモリなどにアンダー
フローが生じることを防止することが可能となる。

【０１００】本発明の符号化復号化システムにおいて
は、符号化データと、その符号化データを第１の記憶手
段に記憶させるときのアドレスとが多重化される。そし
て、その多重化されたデータが、符号化データとアドレ
スとに分離され、符号化データが、そのアドレスに応じ
て、第２の記憶手段に記憶される。従って、第２の記憶
手段にアンダーフローが生じることを防止することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した符号化復号化システムの一実
施例の構成を示すブロック図である。

【図２】図１のバッファ２の制御方法を説明するための
図である。

【図３】図１のバッファ２１に対する書き込みおよび読
み出しを説明するための図である。

【図４】図１のバッファ２１の制御方法を説明するため
の図である。

【図５】多重パス符号化を使用しない場合のバッファ２
の制御方法を説明するための図である。

【図６】多重パス符号化を使用する場合のバッファ２の
制御方法を説明するための図である。

【図７】従来の符号化装置および復号化装置の一例の構
成を示すブロック図である。

【図８】ＦＩＦＯ方式を説明するための図である。

【図９】ラップアラウンド状態を説明するための図であ
る。

【図１０】ガベージコレクションを説明するための図で
ある。

【図１１】２バンク方法を説明するための図である。

【図１２】２バンク方法におけるデータの書き込みおよ
び読み出しを説明するための図である。

【図１３】２バンク方法によりデータの書き込みおよび
読み出しを行う場合の、図７のバッファ２の状態を説明
するための図である。

【符号の説明】

１ アドレスコントローラ ２ バッファ ３ 符号化器 ３Ａ 多重化器 ４ バッファマネージャ １１ 記録媒体 １２ 伝送路 ２１ バッファ ２２ 復号化器 ２３ アドレスコントローラ ３１ パーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/24

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動画像を符号化し、その結果得られる符
   号化データを、データを記憶する記憶手段に一旦記憶さ
   せてから出力する符号化方法であって、 前記符号化データと、その符号化データを前記記憶手段
   に記憶させるときのアドレスとを多重化することを特徴
   とする符号化方法。
2. 【請求項２】 動画像を符号化して符号化データとする
   符号化手段と、 前記符号化手段より出力される前記符号化データを記憶
   する記憶手段と、 前記符号化データを、前記記憶手段に記憶させるときの
   アドレスを発生する発生手段と、 前記符号化データと、前記発生手段が発生する前記アド
   レスとを多重化する多重化手段とを備えることを特徴と
   する符号化装置。
3. 【請求項３】 入力された入力データを、データを記憶
   する記憶手段に一旦記憶させてから復号化する復号化方
   法であって、 前記入力データが、動画像を符号化した符号化データ
   と、その符号化データを前記記憶手段に記憶させるとき
   のアドレスとを少なくとも含むとき、 前記入力データを、前記符号化データとアドレスとに分
   離し、 前記符号化データを、前記アドレスに応じて、前記記憶
   手段に記憶させることを特徴とする復号化方法。
4. 【請求項４】 入力された入力データを、動画像を符号
   化した符号化データと、所定のアドレスとに分離する分
   離手段と、 前記分離手段より出力される前記符号化データを、前記
   所定のアドレスに応じて記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された前記符号化データを復号化す
   る復号化手段とを備えることを特徴とする復号化装置。
5. 【請求項５】 動画像を符号化した符号化データと、そ
   の符号化データを、データを記憶する記憶手段に記憶さ
   せるときのアドレスとを記録したことを特徴とする記録
   媒体。
6. 【請求項６】 動画像を符号化した符号化データと、そ
   の符号化データを、データを記憶する記憶手段に記憶さ
   せるときのアドレスとを伝送することを特徴とする伝送
   方法。
7. 【請求項７】 動画像を符号化して符号化データとする
   符号化手段と、 前記符号化手段より出力される前記符号化データを記憶
   する第１の記憶手段と、 前記符号化データを、前記第１の記憶手段に記憶させる
   ときのアドレスを発生する発生手段と、 前記符号化データと、前記発生手段が発生する前記アド
   レスとを多重化する多重化手段と、 前記多重化手段の出力を、前記符号化データとアドレス
   とに分離する分離手段と、 前記分離手段より出力される前記符号化データを、前記
   アドレスに応じて記憶する第２の記憶手段と、 前記第２の記憶手段に記憶された前記符号化データを復
   号化する復号化手段とを備えることを特徴とする符号化
   復号化システム。