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JPH07226917A - 画像再生方式及び装置 - Google Patents

画像再生方式及び装置

Info

Publication number
JPH07226917A
JPH07226917A JP1727694A JP1727694A JPH07226917A JP H07226917 A JPH07226917 A JP H07226917A JP 1727694 A JP1727694 A JP 1727694A JP 1727694 A JP1727694 A JP 1727694A JP H07226917 A JPH07226917 A JP H07226917A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frame
image data
processing
decoding
resolution
Prior art date
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Pending
Application number
JP1727694A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichi Miyano
祐一 宮野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1727694A priority Critical patent/JPH07226917A/ja
Priority to US08/389,696 priority patent/US5694172A/en
Priority to EP19950300909 priority patent/EP0667717B1/en
Priority to DE69516737T priority patent/DE69516737T2/de
Priority to KR1019950002675A priority patent/KR100192696B1/ko
Publication of JPH07226917A publication Critical patent/JPH07226917A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/79Processing of colour television signals in connection with recording
    • H04N9/80Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback
    • H04N9/82Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback the individual colour picture signal components being recorded simultaneously only
    • H04N9/83Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback the individual colour picture signal components being recorded simultaneously only the recorded chrominance signal occupying a frequency band under the frequency band of the recorded brightness signal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/577Motion compensation with bidirectional frame interpolation, i.e. using B-pictures
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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Television Signal Processing For Recording (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】逆再生画像の解像度はある程度犠牲にしても、
逆再生を小規模のハードウエア追加で実現する。 【構成】データ圧縮された圧縮画像データは、可変長符
号復号器及びハフマン復号器部22、逆離散コサイン変
換器及び逆量子化器部23、フレーム内及びフレーム間
予測処理器及び動き補償処理器24、予測処理用メモリ
25、画像表示出力用バッファメモリ26で復号された
画像データとなる。ここで、逆再生の場合は解像度変換
器41で画像サイズが縮小され、フレーム間引き/挿入
処理部42でフレーム間間引きや挿入処理が行われ、画
像フレーム時間軸変換部43、フレームメモリ44でフ
レームの表示順序が設定され、逆再生画像データとして
出力端27に導出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、画像データが圧縮処
理されて記録された記録媒体(光ディスクや磁気ディス
ク)を再生する画像再生装置に関するもので、特に、逆
方向再生に有利な装置として開発されたものである。
【0002】
【従来の技術】図9(A)には、磁気ディスクや光ディ
スク等の記録媒体の情報信号が読取られ、表示装置に表
示されるまでの経路を示している。また図9(B)に
は、上記経路の途中において、圧縮画像データの伸張及
び復号を行う伸張及び復号部を取り出して示している。
【0003】図9(A)において、11は、動画像デー
タ蓄積部であり、磁気ディスクや光ディスク等の記録媒
体の再生部を意味する。ここからの情報信号は、前処理
部12に入力される。前処理部12では増幅及びイコラ
イジング処理が行われる。前処理部12から出力された
信号は、復調部13に入力されて復調され、誤り訂正部
14に入力される。誤り訂正部14は、作業メモリ15
を利用して復調データの誤り訂正を行う。誤り訂正に必
要な演算処理は、多次元のインターリーブが掛けられて
いるので、データを一時退避させておくために作業メモ
リ15が用いられている。特に動画像データの場合は、
データ量が多いために高能率符号化によるデータ圧縮処
理が施されている。
【0004】そこで、この圧縮処理されたデータは、伸
張及び復号部16において、伸張復号処理が施される。
ここで復号されたデータは、R、G、BまたはYUV
(Y/Cb/Cr)、CMYKなどの画像データであ
り、ビデオ信号エンコーダ17に入力されて所望のフォ
ーマットのビデオ信号(PAL、NTSC等)に変換さ
れる。そしてこのビデオ信号は、デジタルアナログ変換
器18でアナログ信号に変換され、表示装置19に入力
される。また、業務用のアナログRGBモニタで表示す
る場合には、水平/垂直同期タイミングを示す同期信号
をRGB信号と共に(または重畳して)送出している。
【0005】図9(B)は、上記した伸張及び復号部1
6の構成を取り出して示している。まず画像圧縮符号化
されたデータは、入力端21を介して、可変長符号復号
器及びハフマン復号器部22に入力される。ここで復号
化されたデータは、逆離散コサイン変換器及び逆量子化
器部23に入力され、逆DCT処理、逆量子化処理を施
される。次に、フレーム内及びフレーム間予測処理器及
び動き補償処理器24において、画像データの再生出力
が得られる。この場合、予測処理用メモリ25が利用さ
れる。再生された画像データは、画像表示出力用バッフ
ァメモリ26を介して、出力端27に導出される。
【0006】可変長復号及びハフマン復号は、エントロ
ピー符号化によるデータ圧縮されているの元に戻す処理
であり、逆DCTは、直交変換を用いた空間周波数の高
域成分除去によるデータ圧縮を元に戻す処理である。逆
量子化は、高周波成分の除去をするために符号化時に実
施した量子化によるスケーリング処理を元に戻すために
必要な処理である。フレーム内予測は、同一フレームの
隣接領域(ブロック)との画像相関を利用して予測画像
を得る方式であり、絵柄が単純な場合にデータ圧縮効果
が高い。これに対してフレーム間圧縮は、隣接フレーム
の絵柄から当該フレーム画像を予測するもので、動画像
の時間変化が小さい場合に高いデータ圧縮効果が得られ
る。p×64符号化(H.261)方式では、前方フレ
ームからの予測(前方予測)が利用できMPEG(IS
O−11172)方式では、前方予測に加え、後方フレ
ームからの予測(後方予測)を可能とした双方向予測が
利用できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記した記録媒体の画
像を再生して、しかも、映像の逆方向再生機能を持たせ
ようとした場合、極めて膨大なメモリ容量が必要とな
る。従来、逆方向再生を行う場合、単純は手法として
は、伸張及び復号部16とビデオ信号エンコーダ17と
の間にメモリを設け、ここに数フレーム分あるいは必要
なフレーム数分の再生データを格納しておき、フレーム
順番を逆方向へ読み出して、逆再生画像を得る方法が考
えられる。この場合、H.261方式の場合は、少なく
ともリフレッシュサイクル分の画像データを保持してお
く必要があり、また、MPEG方式の場合は、規定され
るGOP(Group of Picture)の1つの単位分の画像デ
ータを保持しておく必要がある。これは、データ圧縮技
術が、フレーム間予測を用いることによりデータ量を削
減しているために参照画面の情報がないと、これをもと
に生成された画像が再現できないからである。さらに再
生順序を入れ替えるためには参照画像とこれをもとに生
成された画像前部をメモリに保持しておいて、再生出力
順序を入れ替える処理を行わなければならないからであ
る。
【0008】例えば解像度が720×480ピクセルで
[4:2:0]方式の場合には、1フレームの画像を蓄
積するには518400バイトが必要であるから、16
Mビットメモリを用いても4フレーム分しか保持するこ
とができない。
【0009】そこでこの発明は、逆再生画像の解像度は
ある程度犠牲にしても、逆再生を小規模のハードウエア
追加で実現することができる画像再生装置を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、データ圧縮
された圧縮画像データを伸長復号する手段に、解像度変
換器を取り付け、解像度変換された画像データをメモリ
に蓄積し、その画像データの画面の読み出し順序を制御
するようにしたものである。
【0011】
【作用】上記の手段により、解像度は犠牲になるが、そ
の分、メモリへ記憶される画面数を増やすことができ、
メモリ規模が少なくても逆再生画像を得ることができ
る。
【0012】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1はこの発明の一実施例である。入力端21
には、高能率符号化されて画像圧縮されたMPEG方式
のコードデータが入力される。このデータは、可変長符
号復号器及びハフマン復号器部22に入力される。ここ
で復号化されたデータは、逆離散コサイン変換器及び逆
量子化器部23に入力され、逆DCT処理、逆量子化処
理を施される。次に、フレーム内及びフレーム間予測処
理器及び動き補償処理器24において、画像データの再
生出力が得られる。この場合、予測処理用メモリ25が
利用される。再生された画像データは、画像表示出力用
バッファメモリ26、セレクタ31を介して、出力端2
7に導出される。
【0013】ここまでの説明による構成は、従来例で説
明した通常の再生を得る装置と同じである。ここで、こ
の実施例においては、画像表示出力用バッファメモリ2
6の出力は、解像度変換器41に入力される。解像度変
換器41は、画面サイズを変換するもので、その手法と
しては各種の実施例が可能である。
【0014】例えば、画素を水平、垂直方向に画素を間
引く処理を施すことにより可能である。解像度変換され
た画像データは、フレーム間引き/挿入処理部42にお
いて、縮小画面のフレーム間引きや挿入処理が施され
る。これは、逆再生の速度に応じてフレーム数の増減を
行うためである。次に、画像フレーム時間軸変換部43
とフレームメモリ44が用いられ、逆転再生のためのフ
レーム順序が設定される。このように設定されたフレー
ムは、セレクタ31を介して出力端27に導出される。
【0015】上記の実施例によると、解像度変換器41
で解像度を低下させることにより、再生画面の出力順序
を入れ替える場合や、その倍速を制御する場合に必要と
する使用メモリの規模を低減することができる。
【0016】図2はこの発明の他の実施例である。図1
の実施例と同一部分には同一符号を付している。この実
施例は、図1に示した予測処理用メモリ25と、フレー
ムメモリ44とを、1つのメモリ51で兼用した例であ
る。即ち、通常の再生の場合は、予測処理器及び動き補
償処理器24とメモリ51で復号処理された画像データ
は、セレクタ31、画像フレーム時間軸変換1部43介
して出力端27に導出される。このときは、画像フレー
ム時間軸変換部43は、フレームの時間軸入れ替え処理
を行うことはない。
【0017】次に、逆再生の場合には、予測処理器及び
動き補償処理器24とメモリ51で復号処理された画像
データは、解像度変換器41に入力されて、画面サイズ
を変換され、次に、フレーム間引き/挿入処理部41に
おいて、縮小画面のフレーム間引きや挿入処理が施され
る。この処理を受けた画像データは、セレクタ31を介
して、画像フレーム時間軸変換部43に入力される。画
像フレーム時間軸変換部43とメモリ51が用いられ、
逆転再生のためのフレーム順序が設定され、出力端27
に導出される。図2に実施例によると、さらにメモリ規
模を縮小することができる。
【0018】図3はこの発明のさらに他の実施例であ
る。先の実施例と同一機能を有する部分は同一符号を付
している。この実施例の場合、逆離散コサイン変換器及
び逆量子化器部23の出力が、セレクタ31の一方に直
接供給されるとともに、解像度変換器41に入力されて
いる。そしてセレクタ31の他方には解像度変換器41
の出力が供給される。セレクタ31の出力は、予測処理
器及び動き補償処理器24に入力される。
【0019】予測処理器及び動き補償処理器24は、メ
モリ52を用いて、復号処理を行い、復号した出力を、
フレーム間引き/挿入処理部42に供給する。ここで
は、逆再生処理の場合には、縮小画面のフレーム間引き
や挿入処理が施される。この処理が終わった信号は、画
像フレーム時間軸変換部443とメモリ52により時間
軸方向の入れ替え、つまり逆転再生のためのフレーム順
序が設定され、出力端27に導出される。
【0020】なお、通常の順次再生の場合は、セレクタ
31は直接、逆離散コサイン変換器及び逆量子化器部2
3の出力を選択し、フレーム間間引きや挿入処理、時間
軸変換処理が行われず、復号出力が出力端27に導出さ
れる。
【0021】上記した実施例における解像度変換器41
は、画素ブロック単位で処理を行うことになる。例えば
単位ブロックが水平8、垂直8である場合、そのブロッ
クの一部の係数を残し、他の係数をすてることにより画
像サイズを変更することができる。
【0022】図4はさらにこの発明の他の実施例であ
る。先の実施例と同一機能を有する部分は同一符号を付
している。この実施例の場合、可変長符号復号器及びハ
フマン復号器部22で復号化されたデータは、逆量子化
器61で逆量子化され、次に、解像度変換及び逆DCT
処理部62に入力され、逆量子化処理とともに解像度変
換処理を施される。なお通常の再生の場合は、解像度変
換処理は行われず、逆DCT処理が施されるのみであ
る。
【0023】逆DCT処理された信号は、予測処理器及
び動き補償処理器24に入力される。以後の処理及び構
成は、図3の実施例と同様である。この実施例において
は、逆DCT処理を行うと同時に、画像サイズの変換を
行っている。このことは、逆DCT段階での画像サイズ
変換(縮小)処理は、同時にフィルタリング処理を施す
ことと同じであり、後でデジタルフィルタリング処理を
施す必要がなく、また、解像度変換用の専用のハードウ
エアが不要となり、回路規模縮小に有効である。具体的
には、例えば8×8画素を1ブロックとしてDCT処理
されている画像から、DCT係数の低域側の例えば4×
4画素を選び逆DCT処理し、かつ縮小率に応じて輝度
調整することにより画像サイズを変換することができ
る。この画像サイズ変換技術については、文献「インタ
ーフェース Jan 1993」に示され、またMPE
Gについては文献「インターフェース Aug 199
2」に示されている。
【0024】次に、上述した各実施例(図1、図2、図
3、図4)におけるメモリの容量及び使用形態につい
て、説明する。先ず、図5は、MPEG規格により圧縮
符号化した画像データを再生した場合、各フレームがど
のように圧縮符号化されていたのかを示している。Iフ
レームは、フレーム内予測画像、Pフレームは前方予測
画像、Bフレームは双方向予測画像である。再生する場
合には、Iフレームのみは参照画像は不要であるが、P
フレームはそれ以前の2画面(I又はPフレーム)を参
照画像として用いる。またBフレームは、その前後の2
画面(I又はPフレーム)を参照画像として用いる。し
たがって、I、P、Bフレームすべてを復号処理するた
めには、参照画像保存用として少なくとも2フレーム分
のメモリ容量を確保する必要がある。また復号処理時間
のばらつきを吸収し、画像出力を安定にするために、1
フレーム程度のバッファメモリを必要とする。さらに画
像復号処理時間のばらつきを吸収し、安定に画像出力を
得るために出力バッファメモリを用いる。
【0025】上記の条件を考慮して、各実施例における
メモリ容量及び使用形態が実現される。図6(A)は、
第1の実施例である図1の予測処理用メモリ25と、フ
レームメモリ44、バッファメモリ26のメモリマップ
を示し、図6(B)はメモリアクセスマップを示してい
る。この例は、解像度を変換して、1画面が(1/4)
フレーム分の容量ですむようにした例である。
【0026】図7(A)は、第2の実施例である図2の
メモリ51のマップ(通常再生時と特殊再生時)の例を
示し、図7(B)はメモリアクセスマップ(通常再生時
と特殊再生時)の例を示している。この例では、通常再
生時に出力バッファとして利用されていた領域が複数の
低解像度の画像記憶部として利用される。
【0027】図8(A)は、第3の実施例、第4の実施
例である図3及び図4のメモリ52のマップ(通常再生
時と特殊再生時)の例を示し、図8(B)は、メモリア
クセスマップ(通常再生時と特殊再生時)の例を示して
いる。この例では、解像度の変換がDCTブロックの段
階で行われており、復号処理に必要なメモリ容量は少な
くて良いので、多数フレーム(図の例では9フレーム
分)を蓄積することができ、逆再生出力の自由度等の効
果を高めることができる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
逆再生画像の解像度はある程度犠牲にしても、逆再生を
小規模のハードウエア追加で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例を示す図。
【図2】この発明の第2の実施例を示す図。
【図3】この発明の第3の実施例を示す図。
【図4】この発明の第4の実施例を示す図。
【図5】MPEG規格における圧縮符号化画像データを
復号するときのフレームの相互関係を示す説明図。
【図6】第1の実施例におけるメモリ領域とアクセスタ
イミングを示す説明図。
【図7】第2の実施例におけるメモリ領域とアクセスタ
イミングを示す説明図。
【図8】第3、第4の実施例におけるメモリ領域とアク
セスタイミングを示す説明図。
【図9】従来の画像再生装置の説明図。
【符号の説明】
22…可変長符号復号器及びハフマン復号器部、23…
逆離散コサイン変換器及び逆量子化器部、24…フレー
ム内及びフレーム間予測処理器及び動き補償処理器、2
5…予測処理用メモリ、26…画像表示出力用バッファ
メモリ、31…セレクタ、41…解像度変換器、42…
フレーム間引き/挿入処理部、43…画像フレーム時間
軸変換部、44…フレームメモリ、51…メモリ、61
…逆量子化器、62…解像度変換及び逆DCT処理部。
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 5/93 Z 7/137 Z

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】データ圧縮された圧縮画像データを伸長復
    号する手段に、解像度変換器を取り付け、解像度変換さ
    れた画像データをメモリに蓄積し、その画像データの画
    面の読み出し順序を制御する画像再生方式。
  2. 【請求項2】フレーム内/フレーム間予測符号化処理に
    よりデータ圧縮された圧縮画像データを復号する復号化
    手段と、 前記復号化手段により復号化された画像データの解像度
    を落として画像サイズを小さい方に変換する解像度変換
    手段と、 前記解像度変換手段から得られた画像データのフレーム
    間引きまたは挿入処理を行うフレーム間引き/挿入処理
    手段と、 前記フレーム間引き/挿入処理手段から得られた画像デ
    ータのフレームの時間軸方向を入れ替える時間軸変換手
    段と、 逆方向再生時には前記時間軸変換手段からの出力画像デ
    ータを選択し、通常再生時には前記復号化手段からの出
    力画像データを選択して導出するセレクタとを具備した
    ことを特徴とする画像再生装置。
  3. 【請求項3】フレーム内/フレーム間予測符号化処理に
    よりデータ圧縮された圧縮画像データを、メモリを用い
    て復号する復号化手段と、 前記復号化手段により復号化された画像データの解像度
    を落として画像サイズを小さい方に変換する解像度変換
    手段と、 前記解像度変換手段から得られた画像データのフレーム
    間引きまたは挿入処理を行うフレーム間引き/挿入処理
    手段と、 逆方向再生時には前記フレーム間引き/挿入処理手段か
    らの出力画像データを選択し、通常再生時には前記復号
    化手段からの出力画像データを選択して導出するセレク
    タと、 逆方向再生時には前記フレーム間引き/挿入処理手段か
    ら得られた画像データのフレームの時間軸方向を、前記
    メモリを活用して入れ替えて出力し、通常再生時には前
    記セレクタの出力をそのまま出力する時間軸変換手段と
    具備したことを特徴とする画像再生装置。
  4. 【請求項4】画素ブロック毎にフレーム内/フレーム間
    予測符号化処理によりデータ圧縮され、さらに離散コサ
    イン変換処理、量子化処理を受け、さらに可変長符号化
    された圧縮画像データを復号化するために、可変長符号
    復号化し、逆量子化し、さらに逆離散コサイン変換処理
    する手段と、 前記逆離散コサイン変換処理された段階のデータを解像
    度を落として画像サイズを小さい方に変換する解像度変
    換手段と、 逆方向再生時には前記解像度変換手段の出力データ、通
    常再生時には前記逆離散コサイン変換処理された段階の
    データを選択するセレクタと、 前記セレクタの出力データをフレーム内/フレーム間予
    測符号化処理により復号して再生画像データを得る復号
    手段と、 逆方向再生時には前記復号手段から得られた再生画像デ
    ータのフレーム間引きまたは挿入処理を行うフレーム間
    引き/挿入処理手段と、 逆方向再生時には前記フレーム間引き/挿入処理手段か
    ら得られた画像データのフレームの時間軸方向を入れ替
    える時間軸変換手段と、 前記復号手段、フレーム間引き/挿入処理手段、時間軸
    変換手段と共に用いられるデータの一時保存及びバッフ
    ァ用の共通のメモリ部とを具備したことを特徴とする画
    像再生装置。
  5. 【請求項5】画素ブロック毎にフレーム内/フレーム間
    予測符号化処理によりデータ圧縮され、さらに離散コサ
    イン変換処理、量子化処理を受け、さらに可変長符号化
    された圧縮画像データを復号化するために、可変長符号
    復号化し、逆量子化する手段と、 前記逆量子化された段階の画像データを、逆離散コサイ
    ン変換する場合、逆方向再生の場合には画素ブロックの
    係数を選択することにより、サイズ変換を行う解像度変
    換及び逆離散コサイン変換手段と、 前記解像度変換及び逆離散コサイン変換手段から得られ
    た画像データをフレーム内/フレーム間予測符号化処理
    により復号して再生画像データを得る復号手段と、 逆方向再生時には前記フレーム間引き/挿入処理手段か
    ら得られた画像データのフレームの時間軸方向を入れ替
    える時間軸変換手段と、 前記復号手段、フレーム間引き/挿入処理手段、時間軸
    変換手段と共に用いられるデータの一時保存及びバッフ
    ァ用の共通のメモリ部とを具備したことを特徴とする画
    像再生装置。
JP1727694A 1994-02-14 1994-02-14 画像再生方式及び装置 Pending JPH07226917A (ja)

Priority Applications (5)

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