JP2004289484A - 映像再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】映像の再生時間をフレームレート変換前の再生時間と同一に維持することが出来、然も、フレームレート変換後の映像の動きが自然である映像再生装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る映像再生装置においては、コントローラ１０は、時間的に互いに隣接する２枚のフレーム画像間の動き量を検出する動作を繰り返し、その検出結果に基づいて、ビデオデコーダ８から得られる複数枚のフレーム画像に補間処理を施してフレームレートを変換する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＭＰＥＧ方式により圧縮された画像データの再生が可能な映像再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＭＰＥＧ方式により圧縮された画像データの再生が可能な種々の映像再生装置が提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。
この種の映像再生装置には、１秒間のフレーム画像の枚数（フレームレート）が２４枚であるフィルムモードでビットストリームが構成されている圧縮画像データ（以下、フィルム画像データという）を、フレームレートが２５枚であるＰＡＬ方式の画像データ（以下、ＰＡＬ画像データという）に変換して出力することが可能な映像再生装置が存在する。
フレームレートを変換する方法としては２つの方法が知られており、フレームレート変換方法として第１の変換方法が採用されている映像再生装置においては、図４（ａ）に示す如く１秒間分の映像を構成するフィルム画像データは、同図（ｃ）に示す如く、第２４番目のフレーム画像に該画像に連続する１或いは複数枚のフレーム画像が付加されることによりＰＡＬ画像データに変換されて出力される。又、同図（ｂ）に示す如く１秒間分の音声を構成する音声データは、時間的な信号変換処理を受けて、同図（ｄ）に示す如く２４／２５秒間で出力される。
【０００３】
一方、フレームレート変換方法として第２の変換方法が採用されている映像再生装置おいては、図５（ａ）に示す如く１秒間分の映像を構成するフィルム画像データは、同図（ｃ）に示す如く、第２４番目のフレーム画像と第２５番目のフレーム画像との間に第２４番目のフレーム画像と同一のフレーム画像が補間されることによりＰＡＬ画像データに変換されて出力される。又、同図（ｂ）に示す如く１秒間分の音声を構成する音声データは、時間的な信号変換処理を受けることなく、同図（ｄ）に示す如く１秒間で出力される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−５５９１４号公報
【特許文献２】
特願２００１−２７７３２４
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フレームレート変換方法として上記第１の変換方法が採用されている映像再生装置においては、一連の映像の再生時間が２４／２５倍に短縮されることとなり、映像と音声の再生を同時に終わらせるためには、１秒間分の音声を構成する音声データを図４（ｄ）に示す如く２４／２５秒間で出力しなければならず、音声ピッチが元の音声よりも速くなる問題があった。
又、フレームレート変換方法として上記第２の変換方法が採用されている映像再生装置においては、図５（ｃ）に示す如く、常に第２４番目のフレーム画像と同一の画像を用いて補間処理が実行されるので、映像の動きが不自然となる問題があった。
そこで本発明の目的は、映像の再生時間をフレームレート変換前の再生時間と同一に維持することが出来、然も、フレームレート変換後の映像の動きが自然である映像再生装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係る映像再生装置は、圧縮画像データに復号化処理を施す復号化処理回路と、復号化処理回路から得られる複数枚のフレーム画像に補間処理を施してフレームレートを変換するフレームレート変換回路とを具えている。そして、該フレームレート変換回路は、
時間的に互いに隣接する２枚のフレーム画像間の動き量を検出する動作を繰り返す動き量検出手段と、
前記検出結果に基づいて、前記複数枚のフレーム画像に補間処理を施す補間処理手段
とを具えている。
【０００７】
上記本発明に係るフレームレート変換処理においては、時間的に互いに隣接する２枚のフレーム画像間の動き量が繰り返し検出される。ここで、圧縮画像データのビットストリームは、例えば複数枚のフレーム内符号化画像と複数枚の予測符号化画像とによって構成されており、予測符号化画像のデータ量が動き量として検出される。予測符号化画像のデータ量が少ない程、動き量は少ない。
上述の如く検出された動き量に基づいて、復号化処理回路から得られる複数枚のフレーム画像に補間処理を施すことによってフレームレートが変換される。補間処理においては、前記複数枚のフレーム画像の内、動き量の最も少ない２枚のフレーム画像、或いは何れか一方のフレーム画像が、これら２枚のフレーム画像間に挿入される。
本発明に係る映像再生装置においては、補間処理によってフレームレートが変換されるので、一連の映像の再生時間をフレームレート変換前の再生時間と同一に維持することが出来る。又、動き量の最も少ない２枚のフレーム画像、或いは何れか一方のフレーム画像を用いて補間処理が行なわれるので、フレームレート変換後の映像の動きは自然である。
【０００８】
【発明の効果】
本発明に係る映像再生装置によれば、映像の再生時間をフレームレート変換前の再生時間と同一に維持することが出来、然も、フレームレート変換後の映像の動きが自然である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を光ディスク再生装置に実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係る光ディスク再生装置は、図１に示す構成を有しており、フィルムモードで構成されているＭＰＥＧビットストリームは、ドライブ回路（２）により光ディスク（１）から順次読み出されてストリームパーサ（３）に供給され、フィルム画像データとフィルム音声データとが分離される。分離されたフィルム音声データは、オーディオバッファ（４）に一旦、蓄積された後、オーディオデコーダ（５）に供給されて復号化処理を受け、これによって得られた音声データは、オーディオ出力バッファ（６）に一旦、蓄積された後、後段のスピーカ（図示省略）に供給される。この結果、スピーカから音声が出力されることになる。
【００１０】
一方、ストリームパーサ（３）にて分離されたフィルム画像データは、ビデオバッファ（７）に一旦、蓄積された後、ビデオデコーダ（８）に供給されて逆量子化処理、逆ＤＣＴ処理及び動き補償処理からなる復号化処理を受け、更に後述のフレームレート変換処理を受けてＰＡＬ方式の画像データに変換される。このＰＡＬ画像データは、ビデオ出力バッファ（９）に一旦、蓄積された後、後段のモニタ装置（図示省略）に供給される。この結果、映像がモニタ装置に表示されることになる。
【００１１】
上述のドライブ回路（２）、ストリームパーサ（３）、オーディオバッファ（４）、オーディオデコーダ（５）、オーディオ出力バッファ（６）、ビデオバッファ（７）、ビデオデコーダ（８）、及びビデオ出力バッファ（９）には、コントローラ（１０）が接続されており、該コントローラ（１０）によって、これらの回路（２）〜（９）の動作が制御されている。
コントローラ（１０）には、フレームレート変換処理に利用されるメモリ（１１）が接続されている。
【００１２】
前記ビデオデコーダ（８）の逆ＤＣＴ処理によって生成される静止画像には、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャの３種類の画像がある。Ｉピクチャは、フレーム内で符号化された画像、Ｐピクチャは、順方向の予測によって符号化されたフレーム間予測符号化画像、Ｂピクチャは、双方向の予測によって符号化されたフレーム間予測符号化画像である。ビデオデコーダ（８）では、これら３種類の静止画像を利用して動き補償処理が実行され、これによってフレーム画像が生成される。
上記コントローラ（１０）は、ビデオデコーダ（８）から逆ＤＣＴ処理によって生成された静止画像を順次取り込んでメモリ（１１）に格納し、格納開始アドレスと格納終了アドレスとに基づき各静止画像のデータ量を検出して、該検出結果をメモリ（１１）に格納する。そして、コントローラ（１０）は、ビデオデコーダ（８）にて２４枚のフレーム画像が生成される度に、メモリ（１１）に格納されている前記検出結果に基づいて、時間的に互いに隣接する２枚のフレーム画像間で動き量が最も少ない２枚のフレーム画像の内、時間的に後に復号化された１枚のフレーム画像を特定する。ここで、静止画像のデータ量が少ない程、動き量は少ない。その後、コントローラ（１０）は、動き量が最も少ない２枚のフレーム画像間に、特定した１枚のフレーム画像を補間する。この様にして、フレームレートが２４枚から２５枚に変換されることになる。
又、コントローラ（１０）は、オーディオデコーダ（５）及びビデオデコーダ（８）からそれぞれ定期的にタイムスタンプを取得し、これらのタイムスタンプを比較することによって画像出力と音声出力のタイミングがずれているか否かを判断する。そして、画像出力と音声出力のタイミングがずれている場合には、フレーム画像の廃棄処理或いは複製処理を実行する。この様にして、画像出力と音声出力のタイミングがとられることになる。
【００１３】
上記光ディスク再生装置においては、図２（ａ）に示す如く１秒間分の映像を構成するフィルム画像データは、同図（ｃ）に示す如く、動き量の最も少ない２枚のフレーム画像間に、これら２枚のフレーム画像の内、時間的に後に復号化されたフレーム画像と同一の画像が補間されることによりＰＡＬ画像データに変換される。同図（ｃ）の例では、最初の２４枚のフレーム画像の中では、第１５番目のフレーム画像と第１６番目のフレーム画像との間の動き量が最も少なく、これら２枚のフレーム画像間に、第１６番目のフレーム画像と同一の画像が補間される。次の２４枚のフレーム画像の中では、第３２番目のフレーム画像と第３３番目のフレーム画像との間の動き量が最も少なく、これら２枚のフレーム画像間に、第３３番目のフレーム画像と同一の画像が補間される。
一方、同図（ｂ）に示す如く１秒間分の音声を構成するフィルム音声データは、時間的な信号変換処理を受けることなく、同図（ｄ）に示す如く１秒間で出力される。
【００１４】
図３は、上記光ディスク再生装置において実行される映像及び音声の再生手続きを表わしており、先ずステップＳ１にてフィルム音声データの復号化処理を実行すると共に、ステップＳ２にてフィルム画像データの復号化処理を実行した後、ステップＳ３では、逆ＤＣＴ処理によって生成された静止画像のデータ量を検出してメモリ（１１）に格納する。次にステップＳ４では、フィルム画像データの復号化処理によって２４枚のフレーム画像が生成されたか否かを判断し、ノーと判断された場合はステップＳ２に戻る。
その後、２４枚のフレーム画像が生成されると、ステップＳ４にてイエスと判断されてステップＳ５に移行し、データ量の検出結果に基づいて、動き量が最も少ない２枚のフレーム画像の内、時間的に後に復号化されたフレーム画像を特定した後、ステップＳ６では、前記２枚のフレーム画像の間に前記特定したフレーム画像と同一の画像を補間するフレームレート変換処理を実行する。これによって、ＰＡＬ画像データが得られることになる。
【００１５】
続いて、ステップＳ７にてオーディオデコーダ（５）からタイムスタンプを取得すると共に、ステップＳ８にてビデオデコーダ（８）からタイムスタンプを取得した後、ステップＳ９では、取得した２つのタイムスタンプを比較し、その比較結果に基づいて、前記復号化処理によって生成されたフレーム画像を廃棄し、或いは複製するタイミング合わせ処理を実行する。最後に、ステップＳ１０にてオーディオデコーダ（５）からオーディオ出力バッファ（６）に音声データを出力すると共に、ステップＳ１１にてビデオデコーダ（８）からビデオオーディオバッファ（９）にＰＡＬ画像データを出力した後、ステップＳ１及びステップＳ２に戻って、上述の手続きを繰り返す。
この結果、オーディオ出力バッファ（６）からスピーカに音声データが供給されて、スピーカから音声が出力されると共に、ビデオ出力バッファ（９）からモニタ装置にＰＡＬ画像データが供給されて、モニタ装置に映像が映し出されることになる。
【００１６】
本発明に係る光ディスク再生装置においては、２４枚のフレーム画像に１枚のフレーム画像を用いた補間処理を施すことによってフレームレートが２４枚から２５枚に変換されるので、一連の映像の再生時間をフレームレート変換前の元の再生時間と同一に維持することが出来る。従って、図２（ｂ）及び（ｄ）に示す如く、フィルム音声データを、時間的な信号変換処理を施すことなくスピーカに供給することが出来、スピーカから出力される音声のピッチを元の音声と同一に維持することが出来る。
又、補間処理においては、動き量が最も少ない２枚のフレーム画像間に、これら２枚のフレーム画像の内、時間的に後に復号化されるフレーム画像が挿入されるので、モニタ装置に映し出される映像の動きは自然である。
【００１７】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態においては、本発明を光ディスク再生装置に実施しているが、これに限らず、衛星からのＭＰＥＧビットストリームを受信するチューナを具えた映像再生装置、装置本体に接続された光ファイバーケーブル等の有線の電気通信回線を介してＭＰＥＧビットストリームを受信することが可能な映像再生装置、無線通信によってＭＰＥＧビットストリームを受信することが可能な映像再生装置等、その他の周知の映像再生装置に実施することが可能である。
又、上記実施の形態においては、動き量が最も少ない２枚のフレーム画像の内、時間的に後に復号化されるフレーム画像を用いて補間処理を実行する構成を採用しているが、これに代えて、時間的に前に復号化されるフレーム画像を用いて補間処理を実行する構成を採用することも可能である。図２（ｃ）の例では、第１５番目のフレーム画像と第１６番目のフレーム画像との間に、第１５番目のフレーム画像と同一の画像を補間することが出来る。更に、フレームレートを２枚増加させる構成においては、動き量が最も少ない２枚のフレーム画像を用いて補間処理を実行することが可能である。図２（ｃ）の例では、第１５番目のフレーム画像と第１６番目のフレーム画像との間に、第１５番目のフレーム画像と同一の画像及び第１６番目のフレーム画像と同一の画像を補間することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した光ディスク再生装置の構成を表わすブロック図である。
【図２】本発明のフレームレート変換方法を説明する図である。
【図３】上記光ディスク再生装置において実行される映像及び音声の再生手続きを表わすフローチャートである。
【図４】従来の第１のフレームレート変換方法を説明する図である。
【図５】従来の第２のフレームレート変換方法を説明する図である。
【符号の説明】
（１） 光ディスク
（２） ドライブ回路
（３） ストリームパーサ
（４） オーディオバッファ
（５） オーディオデコーダ
（６） オーディオ出力バッファ
（７） ビデオバッファ
（８） ビデオデコーダ
（９） ビデオ出力バッファ
（１０） コントローラ
（１１） メモリ

Claims (4)

1. 圧縮画像データに復号化処理を施す復号化処理回路と、復号化処理回路から得られる複数枚のフレーム画像に補間処理を施してフレームレートを変換するフレームレート変換回路とを具えた映像再生装置において、該フレームレート変換回路は、
   時間的に互いに隣接する２枚のフレーム画像間の動き量を検出する動作を繰り返す動き量検出手段と、
   前記検出結果に基づいて、前記複数枚のフレーム画像に補間処理を施す補間処理手段
   とを具えていることを特徴とする映像再生装置。
2. 前記補間処理手段は、前記複数枚のフレーム画像の内、動き量の最も少ない２枚のフレーム画像、或いは何れか一方のフレーム画像を、これら２枚のフレーム画像間に挿入することによって、複数枚のフレーム画像に補間処理を施す請求項１に記載の映像再生装置。
3. 前記圧縮画像データのビットストリームは、複数枚のフレーム内符号化画像と複数枚の予測符号化画像とによって構成されており、前記動き量検出手段は、動き量として予測符号化画像のデータ量を検出する請求項１又は請求項２に記載の映像再生装置。
4. 前記補間処理手段は、１秒間分の映像を構成する圧縮画像データに復号化処理を施すことによって得られる複数枚のフレーム画像に対して補間処理を施す動作を繰り返す請求項１乃至請求項３の何れかに記載の映像再生装置。

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