JP2005347841A - Image reproducing device and image reproducing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像再生装置及び画像再生方法に関するものである。 The present invention relates to an image reproduction device and an image reproduction method.
動画画像の処理に、MPEG2,MPEG4といったMPEG(Moving Picture Experts Group/Moving Picture Image Coding Experts Group)符号化方式を用いたものがある。 Some moving picture images use MPEG (Moving Picture Experts Group / Moving Picture Image Coding Experts Group) encoding methods such as MPEG2 and MPEG4.
MPEG符号化方式は、画像を形成するフレーム間で、動きのある部分について動き補償予測を行い、そのフレーム間で求められた差分情報に対してDCT処理、エントロピー符号化方式による符号化を行う方式である。MPEG符号化方式のものでは、このような符号化を行うことにより、供給された動画のような動きのある画像から、その冗長性が取り除かれ、情報量が削減される。 The MPEG encoding method is a method in which motion compensation prediction is performed for a portion having motion between frames forming an image, and difference information obtained between the frames is encoded by DCT processing and entropy encoding method. It is. In the MPEG encoding system, by performing such encoding, the redundancy is removed from the moving image such as the supplied moving image, and the amount of information is reduced.
このMPEG符号化方式によって生成された符号化データを復号化するためには、参照フレームから現フレームまでの間で被写体の動いた方向と距離を示す動きベクトルとが必要になってくる。このため、MPEG符号化方式によって生成された符号化データには、動きベクトルが含められる。 In order to decode the encoded data generated by this MPEG encoding method, a motion vector indicating the direction and distance of movement of the subject from the reference frame to the current frame is required. For this reason, motion vectors are included in encoded data generated by the MPEG encoding method.
そして、この動きベクトルを用いて画像をスロー再生するようにした画像再生装置がある(例えば、特許文献1参照)。即ち、この画像再生装置は、スロー再生の倍率をNとして、(N−1)個の補間画像用の動きベクトルを演算し、演算した動きベクトルを用いて(N−1)個の補間画像を生成するようにしている。また、この画像再生装置は、正規に復号されるべき正規復号画像に対応する正規差分情報と、演算した(N−1)個の補間画像用の動きベクトルと、に基づいて、補間画像を生成するようにしている。
しかし、従来の画像再生装置では、このようにして補間画像を生成しても、動き補償が行われるブロック間で歪が発生し、この歪が顕著となる場合もあり、必ずしもスロー再生時の動きが滑らかになるとは限らない。 However, in the conventional image reproducing device, even if an interpolation image is generated in this way, distortion may occur between blocks for which motion compensation is performed, and this distortion may become significant. Is not always smooth.
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、スロー画像の滑らかな再生を可能とする画像再生装置及び画像再生方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an image reproducing apparatus and an image reproducing method capable of smoothly reproducing a slow image.
この目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る画像再生装置は、
現画像と動き補償が行われた画像との差を示す差分情報と、前記動き補償を行うための動きベクトルと、を含む符号化データを復号化して画像を再生する画像再生装置において、
前記符号化データを復号化する復号化部と、
前記復号化部が復号化した動きベクトルを正規動きベクトルとして、前記正規動きベクトルから、スロー再生に用いる補間画像用の補間動きベクトルを生成する補間動きベクトル生成部と、
前記復号化部が復号化した差分情報を正規差分情報として、予め設定されたスロー倍数と前記補間動きベクトル生成部が取得した補間動きベクトルとに基づいて、前記正規差分情報に対する画像処理を行い、前記補間画像生成用の補間差分情報を生成する補間差分情報生成部と、
前記補間動きベクトル生成部が生成した補間動きベクトルに基づいて動き補償を行った動き補償補間画像と前記補間差分情報生成部が生成した補間差分情報とを加算して前記補間画像を生成する補間画像生成部と、
前記正規差分情報及び正規動きベクトルに基づいて生成された正規復号画像の前後に、前記補間画像生成部が生成した補間画像を挿入し、スロー再生されるように時間を設定して、前記正規復号画像と前記補間画像とを、順次、出力する画像出力部と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve this object, an image reproduction apparatus according to the first aspect of the present invention provides:
In an image reproduction apparatus for decoding an encoded data including difference information indicating a difference between a current image and an image subjected to motion compensation, and a motion vector for performing the motion compensation, and reproducing an image,
A decoding unit for decoding the encoded data;
An interpolation motion vector generation unit that generates an interpolation motion vector for an interpolation image used for slow reproduction from the normal motion vector, using the motion vector decoded by the decoding unit as a normal motion vector;
Using the difference information decoded by the decoding unit as normal difference information, based on the preset slow multiple and the interpolation motion vector acquired by the interpolation motion vector generation unit, performs image processing on the normal difference information, An interpolation difference information generating unit for generating interpolation difference information for generating the interpolation image;
An interpolated image that generates the interpolated image by adding the motion compensated interpolated image subjected to motion compensation based on the interpolated motion vector generated by the interpolated motion vector generating unit and the interpolated difference information generated by the interpolated differential information generating unit A generator,
Inserting the interpolated image generated by the interpolated image generation unit before and after the normal decoded image generated based on the normal difference information and the normal motion vector, and setting the time so as to be played slowly, the normal decoding An image output unit that sequentially outputs an image and the interpolated image is provided.
前記補間差分情報生成部は、前記正規差分情報に対する画像処理として、前後の正規差分情報との間で画素値が変化するように、前記スロー倍数に基づいて前記正規差分情報の各画素値に対する画素値変換を行い、前記補間差分情報を生成するようにしてもよい。 The interpolation difference information generation unit is configured to perform pixel processing for each pixel value of the normal difference information based on the slow multiple so that the pixel value changes between the normal difference information before and after the image processing for the normal difference information. The interpolation difference information may be generated by performing value conversion.
前記補間差分情報生成部は、前記正規差分情報に対する画像処理として、前記補間動きベクトル生成部が生成した補間動きベクトルに基づいて、前記正規差分情報に対する位置変換を行って、前記補間差分情報を生成するようにしてもよい。 The interpolation difference information generation unit performs position conversion on the normal difference information based on the interpolation motion vector generated by the interpolation motion vector generation unit as image processing for the normal difference information, and generates the interpolation difference information. You may make it do.
前記補間差分情報生成部は、スロー倍数をNとして、前記前後の正規差分情報の間に挿入する(N−1)枚のうち、前の正規差分情報からn枚目の補間差分情報の各画素の画素値を、後の正規差分情報の各画素の画素値をn/N倍して求めることにより、前記n枚目の補間差分情報を生成するようにしてもよい。 The interpolation difference information generating unit sets each of the nth interpolation difference information from the previous normal difference information among (N−1) sheets inserted between the preceding and following normal difference information, where N is a slow multiple. The n-th interpolation difference information may be generated by obtaining the pixel value of n by multiplying the pixel value of each pixel of the subsequent normal difference information by n / N.
前記補間差分情報生成部は、前記正規動きベクトルから、数1に従って、前記正規差分情報に対する位置変換を行うための位置変換用動きベクトルを求め、求めた位置変換用動きベクトルに基づいて前記正規差分情報に対する位置変換を行い、前記補間差分情報を生成するようにしてもよい。
The interpolation difference information generation unit obtains a position conversion motion vector for performing position conversion on the normal difference information from the normal motion vector according to
前記補間動きベクトル生成部は、スロー倍数をNとして、前記前後の正規復号画像の間に挿入する(N−1)枚のうち、前の正規復号画像からn枚目の補間画像生成用の補間動きベクトルを、前記正規動きベクトルをn/N倍することにより生成するようにしてもよい。 The interpolation motion vector generation unit sets the slow multiple to N, and among the (N−1) images inserted between the preceding and succeeding normal decoded images, interpolation for generating the nth interpolated image from the previous normal decoded image The motion vector may be generated by multiplying the normal motion vector by n / N.
本発明の第2の観点に係る画像再生方法は、
現画像と動き補償が行われた画像との差を示す差分情報と、前記動き補償を行うための動きベクトルと、を含む符号化データを復号化するステップと、
前記復号化した動きベクトルを正規動きベクトルとして、前記正規動きベクトルから、スロー再生に用いる補間画像用の補間動きベクトルを生成するステップと、
前記復号化した差分情報を正規差分情報として、予め設定されたスロー倍数と前記生成した補間動きベクトルとに基づいて、前記正規差分情報に対する画像処理を行い、前記補間画像生成用の補間差分情報を生成するステップと、
前記生成した補間動きベクトルに基づいて動き補償を行った動き補償補間画像と前記生成した補間差分情報とを加算して前記補間画像を生成するステップと、
前記正規差分情報及び正規動きベクトルに基づいて生成された正規復号画像の前後に、前記生成した補間画像を挿入し、スロー再生されるように時間を設定して、前記正規復号画像と前記補間画像とを、順次、出力するステップと、を備えたことを特徴とする。
An image reproduction method according to a second aspect of the present invention is:
Decoding encoded data including difference information indicating a difference between a current image and an image on which motion compensation has been performed, and a motion vector for performing motion compensation;
Generating an interpolated motion vector for an interpolated image used for slow reproduction from the normal motion vector, using the decoded motion vector as a normal motion vector;
Using the decoded difference information as normal difference information, image processing is performed on the normal difference information based on a preset slow multiple and the generated interpolation motion vector, and the interpolation difference information for generating the interpolation image is obtained. Generating step;
Adding the motion compensated interpolated image subjected to motion compensation based on the generated interpolated motion vector and the generated interpolated difference information to generate the interpolated image;
Inserting the generated interpolated image before and after the normal decoded image generated based on the normal difference information and the normal motion vector, and setting the time so as to be played back slowly, the normal decoded image and the interpolated image Are sequentially output.
本発明によれば、スロー画像を滑らかに再生することができる。 According to the present invention, a slow image can be smoothly reproduced.
以下、本発明の実施形態に係る画像再生装置を図面を参照して説明する。
本実施形態に係る画像再生装置の構成を図1に示す。
本実施形態に係る画像再生装置1は、符号バッファ11と、可変長復号化部12と、逆量子化部13と、逆DCT部14と、制御部15と、動き補償部16と、差分情報処理部17と、加算器18と、画像メモリ19と、表示バッファ20と、画像出力部21と、を備える。
Hereinafter, an image reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of an image playback apparatus according to this embodiment.
The
画像再生装置1には、例えば、MPEG2,MPEG4のようなMPEG符号化方式によって符号化されたデータが供給される。MPEG符号化方式では、参照フレームと現フレームとの間で動いた画像のフレーム間差分に基づいて動き補償が行われる。
For example, data encoded by an MPEG encoding method such as MPEG2 or MPEG4 is supplied to the
この動き補償を図2に基づいて説明する。尚、動き補償には順方向予測と逆方向予測とがあり、以下、順方向予測における1枚前のフレームを参照フレームとして、動き補償を説明する。動き補償は、ブロック単位で行われる。第nフレーム、第(n−1)フレームを、それぞれ、現フレーム、参照フレームとする。また、ブロックAn(i,j)、An-1(i,j)を、それぞれ、第nフレーム、第(n−1)フレームの画素位置(i,j)におけるブロックとする。動き補償では、ブロックAn(i,j)と同位置にあるブロックAn-1(i,j)を中心として、設定された探索範囲内で最も似ているブロックが探索される。 This motion compensation will be described with reference to FIG. Note that motion compensation includes forward prediction and backward prediction. Hereinafter, motion compensation will be described using the previous frame in forward prediction as a reference frame. Motion compensation is performed in units of blocks. The nth frame and the (n−1) th frame are defined as a current frame and a reference frame, respectively. The blocks An (i, j) and An-1 (i, j) are blocks at the pixel position (i, j) of the nth frame and the (n-1) th frame, respectively. In motion compensation, the most similar block in the set search range is searched around the block An-1 (i, j) located at the same position as the block An (i, j).
最も近似したブロックが破線で示すAn-1(i−u,j−v)であるとすると、ブロックAn-1(i−u,j−v)が動き補償の予測値として用いられる。即ち、V(u,v)を動きベクトルとして、第(n−1)フレームのブロックAn-1(i−u,j−v)と動きベクトルV(u,v)とに基づいて第nブロックのブロックAn(i,j)を予測することができる。 If the most approximate block is An-1 (iu, jv) indicated by a broken line, the block An-1 (iu, jv) is used as a motion compensation prediction value. That is, with the motion vector V (u, v), the nth block based on the block An-1 (i, jv) and the motion vector V (u, v) of the (n-1) th frame. Block An (i, j) can be predicted.
このように、第(n−1)フレームのブロックAn-1(i,j)に基づいて第nブロックのブロックAn(i,j)を予測する代わりに、ブロックAn-1(i−u,j−v)と動きベクトルV(u,v)とに基づいて第nブロックのブロックAn(i,j)を予測することを動き補償という。 Thus, instead of predicting the block An (i, j) of the nth block based on the block An-1 (i, j) of the (n-1) th frame, the block An-1 (i, u, Predicting the block An (i, j) of the nth block based on j−v) and the motion vector V (u, v) is called motion compensation.
MPEG符号化方式による符号化データは、図3に示すような符号化装置2によって生成される。この符号化装置2は、減算器31と、DCT部32と、量子化部33と、逆量子化部34と、逆DCT部35と、加算器36と、フレームメモリ37と、動き補償部38と、動きベクトル検出部39と、可変長符号化部40と、を備える。
The encoded data by the MPEG encoding method is generated by an
減算器31は、供給された元データ(現フレームの画像データ)と動き補償部38が生成した参照フレームの画像データとの差分を求める。DCT部32は、減算器31が求めた差分に対してDCT処理を行い、DCT係数を生成する。量子化部33は、DCT部32が生成したDCT係数に対して量子化を行う。
The
逆量子化部34、逆DCT部35、加算器36、フレームメモリ37、動き補償部38は、符号化装置2に供給された元データが、画像再生装置1において正しく復元されるように備えられたものである。まず、逆量子化部34は、量子化部33が量子化したデータに対して逆量子化を行い、DCT係数を復元する。
The
逆DCT部35は、逆量子化部34が復元したDCT係数に対して、逆DCT処理を行い、減算器31が求めた差分に対応するデータを生成する。加算器36は、動き補償部38が動き補償を行って求めたデータと逆DCT部35が生成したデータとを加算して、復号画像のデータを生成する。
The
フレームメモリ37は、加算器36が生成した復号画像のデータを参照フレームの画像データとして記憶する。動きベクトル検出部39は、供給された元データとフレームメモリ37が記憶するデータとに基づいて、参照フレームの画像データに対する現フレームの画像データの方向と位置を示す動きベクトルmvを検出する。
The
動き補償部38は、動きベクトル検出部39が検出した動きベクトルmvに基づいて、フレームメモリ37が記憶した参照フレームの画像に対する動き補償を行い、動き補償を行ったデータを減算器31に供給する。
The
可変長符号化部40は、エントロピー符号化方式に従って、量子化部33が量子化したデータを可変長符号データに符号化する。可変長符号化部40は、エントロピー符号化方式として、例えば、ハフマン符号化方式、ランレングス符号化方式を用いる。
The variable
可変長符号化部41は、可変長符号化部40と同じ符号化方式に従って、動きベクトル検出部39が検出した動きベクトルmvを可変長符号に符号化する。多重化部42は、可変長符号化部40,41が、それぞれ、符号化したデータを多重化する。符号化装置2は、多重化部42が多重化した符号化データを出力する。
The variable
図1に戻り、符号バッファ11は、符号化装置2が出力した符号化データを一時保持するものである。
Returning to FIG. 1, the
可変長復号化部12は、符号バッファ11が一時保持した符号化データを復号化するものである。可変長復号化部12は、図3に示す符号化装置2の可変長符号化部40,41に対応するものであり、動きベクトル検出部39が検出した動きベクトルmvを含むデータを復元する。可変長復号化部12は、動きベクトルmvを動き補償部16に供給する。
The variable length decoding unit 12 decodes the encoded data temporarily held by the
逆量子化部13は、可変長復号化部12が復元したデータに対して逆量子化を行い、DCT係数を復元するためのものである。
The
逆DCT部14は、逆量子化部13が復元したDCT係数に対して逆DCT処理を行うことにより、正規差分情報を取得するものである。この正規差分情報は、符号化装置2の減算器31が求めた差分に対応する情報である。
The
制御部15は、画像再生装置1の各部を制御するものである。制御部15は、ユーザによってスロー指示情報が供給される。スロー指示情報は、スロー再生を行うか否かを指示するための情報である。制御部15は、スロー指示情報に従って、各部を制御するためのスロー制御情報S1を生成する。制御部15は、生成したスロー制御情報S1を、動き補償部16と差分画像処理部17とに出力する。
The
スロー指示情報が通常再生を指示するものであれば、制御部15は、通常再生を行わせるようなスロー制御情報S1を生成する。また、スロー指示情報がスロー再生を指示するものであれば、制御部15は、スロー再生を行わせるように、補間画像の時間軸上の挿入位置を示すスロー制御情報S1を生成する。
If the slow instruction information indicates normal playback, the
例えば、図4(a)に示すような参照フレーム中の正規復号画像k1が、動きベクトルmvだけ移動して、図4(b)に示すような現フレーム中の正規復号画像k2に変化するものとする。この正規復号画像k1,k2は、破線で示す升目を1として、5×5の矩形の中に十字マークが描かれた画像である。この場合に、ユーザによって、スロー再生を指示するスロー指示情報が供給されると、制御部15は、スロー再生用の補間画像を生成するためのスロー制御情報S1を生成する。
For example, the normal decoded image k1 in the reference frame as shown in FIG. 4 (a) moves by the motion vector mv and changes to the normal decoded image k2 in the current frame as shown in FIG. 4 (b). And The normal decoded images k1 and k2 are images in which a cross mark is drawn in a 5 × 5 rectangle with a cell indicated by a broken line as 1. In this case, when slow instruction information for instructing slow reproduction is supplied by the user, the
まず、制御部15は、供給されたスロー指示情報に基づいて、正規復号画像を補間する補間画像の時間軸上の位置を演算する。例えば、制御部15は、スロー倍数としてN(Nは、N≧1である整数)倍のスロー画像を生成するためのスロー指示情報が供給されると、補間画像の数を(N−1)枚と判別する。
First, the
制御部15は、次に、参照フレームと現フレームとの間のn枚目の補間画像の挿入係数を演算する。制御部15は、補間画像の枚数nが供給されると、挿入係数が単調関数に従って0から1までの値に設定されるように、その挿入係数をn/Nと演算する。
Next, the
尚、画像再生装置1は、MPEG2又はMPEG4による符号化方式による符号データの構成がフレーム構成の場合はフレーム単位に、フィールド構成の場合は、フィールド単位にスロー再生を行うものとする。
Note that the
制御部15は、n枚目の補間画像の挿入係数を演算すると、このn枚目の補間画像の挿入係数を示すスロー制御情報S1を動き補償部16と差分情報処理部17とに供給する。
When calculating the insertion coefficient of the n-th interpolation image, the
動き補償部16は、画像メモリ19が記憶した図5(a)に示すような正規復号画像k1を、可変長復号化部12から供給された動きベクトルmv分だけ移動して、図5(b)に示すような動き補償を行った正規動き補償画像p2を生成するものである。動き補償部16は、生成した正規動き補償画像p2を加算器18に供給する。
The
また、動き補償部16は、制御部15から供給されたスロー制御情報S1に基づいて、動き補償補間画像を生成する。このため、動き補償部16は、動きベクトル演算部16aを備える。
Further, the
動きベクトル演算部16aは、制御部15から供給されたスロー制御情報S1に基づいて、動きベクトルmvを正規動きベクトルとして、動きベクトルmvに対する演算を行い、再生時間で現フレームの1枚前のフレームから数えてn枚目の補間画像g1n用の動きベクトルmv1を求めるものである。
Based on the slow control information S1 supplied from the
動きベクトルmv1は、補間画像g1n生成用の動き補償補間画像として、p1nの位置を変換するための動きベクトルであり、動きベクトル演算部16aは、可変長復号化部12から供給された動きベクトルmvに対して、次の数2に示す演算を行うことにより、n枚目の補間画像生成用の補間動きベクトルとしての動きベクトルmv1を求める。
また、動き補償部16は、動きベクトル演算部16aが求めた動きベクトルmv1を差分情報処理部17の位置変換部17bに供給する。
In addition, the
差分情報処理部17は、制御部15から、スロー再生を行うようにスロー制御情報S1が供給されて、補間画像g1n生成用の差分情報q1nを生成するため、逆DCT部14から供給された正規差分情報q2に対する画像処理を行うものである。差分情報処理部17は、画素値変換部17aと、位置変換部17bと、を備える。
The difference
正規復号画像k2を図6に示すように解析すると、図6(b)に示す正規復号画像k2は、図6(c)に示すような動き補償部16の出力画像p2と図6(d)に示すような正規差分情報q2とを加算して得られた画像である。
When the normal decoded image k2 is analyzed as shown in FIG. 6, the normal decoded image k2 shown in FIG. 6B is the same as the output image p2 of the
図6(c)に示す出力画像p2は、動き補償部16が図6(a)に示すような参照フレームの復号画像k1を動きベクトルmv分だけ平行移動した画像である。図6(d)に示す正規差分情報q2は、逆DCT部14から差分情報処理部17に供給された現フレームの正規差分情報である。
An output image p2 illustrated in FIG. 6C is an image obtained by the
画素値変換部17aと位置変換部17bとは、補間画像g1n生成用の差分情報q1nを生成するため、この正規差分情報q2に対する画像処理を行う。
The pixel value conversion unit 17a and the
まず、画素値変換部17aは、図6(d)に示す正規差分情報q2の各画素の画素値を、制御部15から供給されたスロー制御情報S1に基づいて変換するものである。画素値変換部17aは、このような画素値変換を行うことにより、前の正規差分情報からn枚目の補間差分情報として、図7(a)に示すような差分情報q1nを生成する。
First, the pixel value conversion unit 17a converts the pixel value of each pixel of the normal difference information q2 shown in FIG. 6D based on the slow control information S1 supplied from the
具体的には、画素値変換部17aは、差分情報q1nの各画素の画素値を、正規差分情報q2の各画素の画素値をn/N倍することにより求める。動きベクトルmvが小さく、差分情報が大きい場合(例えば画像中の物体の動きが少ない時にフラッシュがたかれて輝度が大きく変化した場合等)において、画素値変換部17aは、有効に機能する。 Specifically, the pixel value conversion unit 17a obtains the pixel value of each pixel of the difference information q1n by multiplying the pixel value of each pixel of the normal difference information q2 by n / N. When the motion vector mv is small and the difference information is large (for example, when the brightness is greatly changed due to the flash when the movement of an object in the image is small), the pixel value conversion unit 17a functions effectively.
位置変換部17bは、スロー再生時、動き補償部16から供給された動きベクトルmv1に基づいて、画素値変換部17aが生成した差分情報q1nの位置変換を行うものである。
The
このため、位置変換部17bは、動き補償部16から供給された動きベクトルmv1と制御部15から供給されたスロー制御情報s1とを用い、次の数3に示す演算を行うことにより、差分情報q1nの位置変換を行うための動きベクトルmv2を求める。
位置変換部17bは、画素値変換部17aが出力した図7(a)に示す差分情報q1nを、演算した動きベクトルmv2分だけ移動し、図7(b)に示すような差分情報q1nを生成する。動きベクトルmvが大きい場合、差分情報q1nが追従して移動することは効果的であり、位置変換部17bは、有効に機能する。
The
差分情報処理部17は、位置変換部17bが生成した差分情報q1nを加算器18に出力する。
The difference
加算器18は、差分情報処理部17から出力された差分情報と動き補償部16が動き補償を行った参照フレームの画像とのデータを加算して、符号化装置2に供給された元データに対応する正規復号画像とスロー再生用の補間画像とを生成するものである。加算器18は、生成した正規復号画像を画像メモリ19と表示バッファ20とに供給する。
The
画像メモリ19は、加算器18が生成した正規復号画像を記憶するものである。表示バッファ20は、加算器18が生成された正規復号画像、補間画像を一時記憶するものである。表示バッファ20は、スロー再生時、加算器18から供給された参照フレームの正規復号画像k1と現フレームの正規復号画像k2との間に挿入すべき最後の補間画像を一時記憶すると、復号終了を示す制御情報S2を制御部15に出力する。
The
画像出力部21は、表示バッファ20が一時記憶した画像のデータを、スロー再生されるように時間を設定して、順次、出力するものである。
The
次に本実施形態に係る画像再生装置1の動作を説明する。
画像再生装置1に、図2に示す符号化装置2が生成した画像データと動きベクトルmvとを含む符号化データが供給されると、符号バッファ11は、この符号化データを保持する。
Next, the operation of the
When the encoded data including the image data generated by the
可変長復号化部12は、符号バッファ11が保持したデータを復号化し、画像データと動きベクトルmvとを復元する。可変長復号化部12は、復元した動きベクトルmvを差分情報処理部17と動き補償部16とに供給する。
The variable length decoding unit 12 decodes the data held in the
逆量子化部13は、可変長復号化部12が復元したデータに対して逆量子化を行い、DCT係数を復元する。
The
逆DCT部14は、逆量子化部13が復元したDCT係数に対して逆DCT処理を行うことにより、正規差分情報を取得する。逆DCT部14は、取得した正規差分情報を差分情報処理部17に供給する。
The
制御部15に、通常再生を指示するスロー指示情報が供給された場合、制御部15は、通常再生を行わせるようなスロー制御情報S1を生成し、このスロー制御情報S1を差分情報処理部17の画素値変換部17a、動き補償部16に出力する。
When the slow instruction information for instructing normal playback is supplied to the
この場合、差分情報処理部17は、逆DCT部14から供給された正規差分情報をそのまま、加算器18に出力する。動き補償部16は、画像メモリ19が記憶する参照フレームの正規復号画像に対して動き補償を行い、この画像を加算器18に出力する。
In this case, the difference
加算器18は、差分情報処理部17から出力された正規差分情報と動き補償部16から出力された画像とを加算して、現フレームの正規復号画像を生成する。加算器18は、生成した正規復号画像を画像メモリ19と表示バッファ20とに供給する。
The
画像メモリ19は、既に記憶している正規復号画像に代えて、供給された新たな正規復号画像を記憶する。また、表示バッファ20は、供給された正規復号画像を一時記憶し、画像出力部21は、表示バッファ20が一時記憶した正規復号画像を出力する。
The
制御部15にスロー再生を指示するスロー指示情報が供給されると、制御部15は、スロー再生を行わせるスロー制御情報S1を生成する。スロー指示情報が、例えば、3(=N)倍のスロー画像の再生を指示するものであれば、制御部15は、補間画像の数を2(=N−1)枚と判別して、2枚の補間画像の時間軸上の挿入位置を演算する。この補間画像をg11,g12とする。
When the slow instruction information for instructing the slow reproduction is supplied to the
図8に示すように、制御部15は、正規復号画像k1,k2,補間画像g11,g12を生成するため、スロー制御情報S1を生成する。まず、制御部15は、補間画像g11を生成するためのスロー制御情報S1=1/3を生成する。制御部15は、このスロー制御情報S1を差分情報処理部17と動き補償部16とに供給する。
As shown in FIG. 8, the
尚、画像メモリ19は、図9(a)に示すような参照フレームの正規復号画像k1を記憶しているものとする。また、逆DCT部14は、図10(a)に示すような現フレームの正規差分情報q2を差分情報処理部17に供給するものとする。
It is assumed that the
動き補償部16の動きベクトル演算部16aは、制御部15から供給されたスロー制御情報S1に従って数2の演算を行うことにより、可変長復号化部12から供給された動きベクトルmvを1/3倍にスケーリングし、動きベクトルmv1を求める。
The motion vector calculation unit 16a of the
動き補償部16は、図9(a)に示す正規復号画像k1を、動きベクトル演算部19aが求めた動きベクトルmv1分だけ移動し、図9(b)に示すような動き補償補間画像p11を生成する。
The
動き補償部19は、生成した動き補償補間画像p11を加算器18に出力する。また、動きベクトル演算部16aは、動きベクトル演算部16aが求めた動きベクトルmv1を差分情報処理部17の位置変換部17bに供給する。
The
差分情報処理部17の画素値変換部17aは、制御部15から供給されたスロー制御情報S1に基づいて、図10(a)に示す正規差分情報q2の各画素の画素値を1/3倍にスケーリングし、図10(b)に示すような差分情報q11を生成する。そして、画素値変換部17aは、取得した差分情報q11を位置変換部17bに供給する。
Based on the slow control information S1 supplied from the
位置変換部17bは、動き補償部16から供給された動きベクトルmv1に基づいて数3による演算を行うことにより、動きベクトルmv2を求める。位置変換部17bは、画素値変換部17aが画素値変換を行った差分情報q11を、求めた動きベクトルmv2分だけ移動し、図11(b)に示すような差分情報q11を生成する。尚、比較のため、図11(a)に逆DCT部14が供給する現フレームの正規差分情報q2を示す。差分情報処理部17は、生成した差分情報q11を加算器18に出力する。
The
加算器18は、図11(b)に示すような差分情報q11と図9(b)に示すような動き補償補間画像p11とを加算して、図12(b)に示すような補間画像g11を生成する。加算器18は、生成した補間画像g11を表示バッファ20に供給する。表示バッファ20は、加算器18から供給された補間画像g11を一時記憶して、制御部15に、復号画像g11の生成が終了した旨の制御情報S2を出力する。
The
制御部15は、復号画像g11の生成が終了した旨の制御情報S2が供給されると、補間画像g12を生成するためのスロー制御情報S1=2/3を生成する。このスロー制御情報S1は、補間画像g12の挿入位置を示す。制御部15は、このスロー制御情報S1を動き補償部16と差分情報処理部17とに供給する。
When the control information S2 indicating that the generation of the decoded image g11 is completed is supplied, the
動き補償部16の動きベクトル演算部16aは、制御部15から供給されたスロー制御情報S1に従って数2の演算を行うことにより、動きベクトルmvを2/3倍にスケーリングし、動きベクトルmv1を求める。
The motion vector calculation unit 16a of the
動き補償部16は、図9(a)に示す正規復号画像k1を、動きベクトル演算部19aが求めた動きベクトルmv1分だけ移動し、図9(c)に示すような動き補償補間画像p12を生成する。
The
動き補償部16は、生成した動き補償補間画像p11を加算器18に出力する。また、動きベクトル演算部16aは、動きベクトル演算部16aが求めた動きベクトルmv1を位置変換部17bに供給する。
The
差分情報処理部17の画素値変換部17aは、制御部15から供給されたスロー制御情報S1に基づいて、図10(a)に示す正規差分情報q2の各画素の画素値を2/3倍にスケーリングし、図10(c)に示すような差分情報q12を生成する。そして、画素値変換部17aは、取得した差分情報q12を位置変換部17bに供給する。
Based on the slow control information S1 supplied from the
位置変換部17bは、動き補償部16から供給された動きベクトルmv1に基づいて数3による演算を行うことにより、動きベクトルmv2を求める。位置変換部17bは、画素値変換部17aが画素値変換を行った差分情報q11を、求めた動きベクトルmv2分だけ移動して、図11(c)に示すような差分情報q12を生成する。差分情報処理部17は、生成した差分情報q12を加算器18に出力する。
The
加算器18は、図11(c)に示すような差分情報q12と図9(c)に示すような動き補償補間画像p12とを加算して、図12(c)に示すような補間画像g12を生成する。加算器18は、生成した補間画像g12を表示バッファ20に供給する。表示バッファ20は、加算器18から供給された補間画像g12を一時記憶して、制御部15に、補間画像g12の生成が終了した旨の制御情報S2を出力する。
The
制御部15は、補間画像g12の生成が終了した旨の制御情報S2が供給されると、正規復号画像k2を生成するためのスロー制御情報S1=3/3を生成する。制御部15は、生成したスロー制御情報S1を動き補償部16と差分情報処理部17とに供給する。
When the control information S2 indicating that the generation of the interpolation image g12 has been completed is supplied, the
動き補償部16の動きベクトル演算部16aは、制御部15から供給されたスロー制御情報S1に従って数2の演算を行うことにより、動きベクトルmvを3/3倍にスケーリングし、動きベクトルmv1を求める。
The motion vector calculation unit 16a of the
動き補償部19は、図9(a)に示す正規復号画像k1を、動きベクトル演算部19aが求めた動きベクトルmv1分だけ移動し、図9(d)に示すような正規動き補償画像p2を生成する。
The
動き補償部19は、生成した正規動き補償画像p2を加算器18に出力する。また、動きベクトル演算部16aは、動きベクトル演算部16aが求めた動きベクトルmv1を位置変換部17bに供給する。
The
差分情報処理部17の画素値変換部17aは、制御部15から供給されたスロー制御情報S1に基づいて、図10(a)に示す正規差分情報q2の各画素の画素値を3/3倍にスケーリングし、図10(d)に示すような正規差分情報q2を生成する。そして、画素値変換部17aは、取得した正規差分情報q2を位置変換部17bに供給する。
Based on the slow control information S1 supplied from the
位置変換部17bは、同じように、供給された動きベクトルmv1に基づいて数3による演算を行うことにより、動きベクトルmv2を求める。位置変換部17bは、画素値変換部17aが画素値変換を行った差分情報q11を、求めた動きベクトルmv2分だけ移動して、図11(d)に示すような正規差分情報q2を生成する。差分情報処理部17は、生成した正規差分情報q2を加算器18に出力する。
Similarly, the
加算器18は、図11(d)に示すような正規差分情報q2と図9(d)に示すような動き補償補間画像p2とを加算して、図12(d)に示すような正規復号画像k2を生成する。加算器18は、生成した正規復号画像k2を表示バッファ20に供給する。表示バッファ20は、加算器18から供給された正規復号画像k2を一時記憶して、制御部15に、正規復号画像k2の生成が終了した旨の制御情報S2を出力する。
The
表示バッファ20は、加算器18から供給された補間画像k2を一時記憶して、制御部15に、正規復号画像k2の生成が終了した旨の制御情報S2を出力する。画像メモリ18は、既に記憶している正規復号画像k1を正規復号画像k2で更新する。
The
画像出力部21は、正規復号画像k1と正規復号画像k2との間に補間画像g11,g12を挿入し、スロー再生が行われるように時間軸を設定して、表示バッファ20が一時保持しているデータを出力する。
The
このようにして、画像再生装置1は、図12(a)〜(d)に示すように生成した正規復号画像k1,補間画像g11,g12,正規復号画像k2を、順次、出力する。これにより、画像の位置と画素値とが変化してスロー再生が行われ、より滑らかなスロー画像の再生が行われる。
In this way, the
以上説明したように、本実施形態によれば、差分情報処理部17は、逆DCT部14から供給された正規差分情報q2に対して、画素値変換と位置変換とを行うようにした。
As described above, according to the present embodiment, the difference
従って、スロー再生時、画像の位置は滑らかに変化し、画素値も滑らかに変化するため、スロー再生時の歪を抑制することができ、スロー画像をより滑らかに再生することができる。 Accordingly, during slow playback, the position of the image changes smoothly and the pixel value also changes smoothly, so that distortion during slow playback can be suppressed, and the slow image can be played back more smoothly.
また、制御部15は、単調関数に従って0から1までの間の値をとるように、現フレームの再生時間で1枚前のフレームと現フレームとの間のn枚目の補間画像の挿入位置を演算するので、スロー画像が急に変化することもなく、より滑らかにスロー再生することができる。
In addition, the
尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施形態に限られるものではない。
上記実施形態では、差分情報処理部17は、画素値変換部17aが差分情報に対する画素値変換を行ってから、位置変換部17bが差分情報の位置を変換するように構成されている。しかし、差分情報処理部17の構成は、このようなものに限られるものではない。例えば、画素値変換部17aが、位置変換部17bの後に接続され、正規差分情報q2に対する位置変換を行ってから、画素値変換を行うようにしてもよい。
In carrying out the present invention, various forms are conceivable and the present invention is not limited to the above embodiment.
In the above embodiment, the difference
また、差分情報処理部17は、画素値変換部17a及び位置変換部17bのうちのいずれか一方が処理した差分情報を出力するようにしてもよい。
Further, the difference
画素値変換部17aのみが差分情報の各画素の画素値を変換するようにする場合、制御部15は、画素値変換部17aに、スロー制御情報S1として、n/Nを供給する。
When only the pixel value conversion unit 17a converts the pixel value of each pixel of the difference information, the
また、位置変換部17bは、動き補償部16から供給された動きベクトルmv1にかかわらず、動きベクトルmv2を0とする。このようにすると、画像再生装置1は、図13(a)〜(d)に示すような正規復号画像k1、補間画像g11,g12、正規復号画像k2を出力する。
Further, the
また、位置変換部17bのみが差分情報の各画素の画素値を変換するようにする場合、制御部15は、画素値変換部17aにスロー制御情報S1=1を供給する。
When only the
また、位置変換部17bは、画素値一定の差分情報q11,q12を、求めた動きベクトルmv2分だけ移動して、図14(a)〜(d)に示すような画素値一定の差分情報q11,q12、正規差分情報q2を生成する。
Further, the
画像再生装置1は、図15(a)〜(d)に示すような正規復号画像k1、補間画像g11,g12、正規復号画像k2を出力する。このようにしてスロー再生を行うこともできる。
The
上記実施形態では、3倍スロー再生を例として説明した。しかし、2倍スロー、又は4倍以上のスロー再生を行うこともできる。 In the above-described embodiment, 3 × slow playback has been described as an example. However, it is also possible to perform slow playback of 2 times or 4 times or more.
上記実施形態では、スロー再生の倍数Nを指定してNスロー指示情報がユーザによって指定されるように構成された。しかし、スロー再生の倍数を指定するNが一定であれば、スロー再生を指示するだけでスロー再生を行うようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the N slow instruction information is designated by the user by designating a multiple N of slow reproduction. However, if N for designating a multiple of slow playback is constant, slow playback may be performed simply by instructing slow playback.
差分情報は、画素単位のものであってもよいし、いくつかの画素、例えば、4画素をまとめた代表値を示すものであってもよい。 The difference information may be in units of pixels or may indicate a representative value obtained by collecting several pixels, for example, four pixels.
また、スロー制御情報をS1=n/Nとする代わりに、例えば、S1=(n*n)/(N*N)等としてもよい。 Further, instead of setting S1 = n / N for the slow control information, for example, S1 = (n * n) / (N * N) may be used.
上記実施形態では、位置変換部17bが、動きベクトル演算部16aが求めた動きベクトルmv1に基づいて、位置変換用の動きベクトルmv2を求めた。しかし、動きベクトル演算部16aが、動きベクトルmv1,mv2を求め、位置変換部17bに供給するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
1・・・画像再生装置、2・・・符号化装置、15・・・制御部、16・・・動き補償部、16a・・・動きベクトル演算部、17・・・差分情報処理部、17a・・・画素値変換部、17b・・・位置変換部、18・・・加算器、19・・・画像メモリ、20・・・表示バッファ、23・・・画像出力部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記符号化データを復号化する復号化部と、
前記復号化部が復号化した動きベクトルを正規動きベクトルとして、前記正規動きベクトルから、スロー再生に用いる補間画像用の補間動きベクトルを生成する補間動きベクトル生成部と、
前記復号化部が復号化した差分情報を正規差分情報として、予め設定されたスロー倍数と前記補間動きベクトル生成部が取得した補間動きベクトルとに基づいて、前記正規差分情報に対する画像処理を行い、前記補間画像生成用の補間差分情報を生成する補間差分情報生成部と、
前記補間動きベクトル生成部が生成した補間動きベクトルに基づいて動き補償を行った動き補償補間画像と前記補間差分情報生成部が生成した補間差分情報とを加算して前記補間画像を生成する補間画像生成部と、
前記正規差分情報及び正規動きベクトルに基づいて生成された正規復号画像の前後に、前記補間画像生成部が生成した補間画像を挿入し、スロー再生されるように時間を設定して、前記正規復号画像と前記補間画像とを、順次、出力する画像出力部と、を備えた、
ことを特徴とする画像再生装置。 In an image reproducing apparatus for decoding an encoded data including difference information indicating a difference between a current image and an image subjected to motion compensation, and a motion vector for performing the motion compensation, and reproducing an image,
A decoding unit for decoding the encoded data;
An interpolation motion vector generation unit that generates an interpolation motion vector for an interpolation image used for slow reproduction from the normal motion vector, using the motion vector decoded by the decoding unit as a normal motion vector;
Using the difference information decoded by the decoding unit as normal difference information, based on the preset slow multiple and the interpolation motion vector acquired by the interpolation motion vector generation unit, performs image processing on the normal difference information, An interpolation difference information generating unit for generating interpolation difference information for generating the interpolation image;
An interpolated image that generates the interpolated image by adding the motion compensated interpolated image subjected to motion compensation based on the interpolated motion vector generated by the interpolated motion vector generating unit and the interpolated difference information generated by the interpolated differential information generating unit A generator,
Inserting the interpolated image generated by the interpolated image generation unit before and after the normal decoded image generated based on the normal difference information and the normal motion vector, and setting the time so as to be played slowly, the normal decoding An image output unit that sequentially outputs the image and the interpolated image;
An image reproducing apparatus characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の画像再生装置。 The interpolation difference information generation unit is configured to perform pixel processing for each pixel value of the normal difference information based on the slow multiple so that the pixel value changes between the normal difference information before and after the image processing for the normal difference information. Performing value conversion and generating the interpolation difference information;
The image reproducing apparatus according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1に記載の画像再生装置。 The interpolation difference information generation unit performs position conversion on the normal difference information based on the interpolation motion vector generated by the interpolation motion vector generation unit as image processing for the normal difference information, and generates the interpolation difference information. To
The image reproducing apparatus according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項2に記載の画像再生装置。 The interpolation difference information generating unit sets each of the nth interpolation difference information from the previous normal difference information among (N−1) sheets inserted between the preceding and following normal difference information, where N is a slow multiple. The n-th interpolation difference information is generated by determining the pixel value of each of the subsequent normal difference information by multiplying the pixel value by n / N.
The image reproducing apparatus according to claim 2, wherein:
ことを特徴とする請求項3に記載の画像再生装置。
The image reproduction apparatus according to claim 3, wherein
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像再生装置。 The interpolation motion vector generation unit sets the slow multiple to N, and among the (N−1) images inserted between the preceding and succeeding normal decoded images, interpolation for generating the nth interpolated image from the previous normal decoded image A motion vector is generated by multiplying the normal motion vector by n / N,
The image reproduction apparatus according to claim 1, wherein the image reproduction apparatus is an image reproduction apparatus.
前記復号化した動きベクトルを正規動きベクトルとして、前記正規動きベクトルから、スロー再生に用いる補間画像用の補間動きベクトルを生成するステップと、
前記復号化した差分情報を正規差分情報として、予め設定されたスロー倍数と前記生成した補間動きベクトルとに基づいて、前記正規差分情報に対する画像処理を行い、前記補間画像生成用の補間差分情報を生成するステップと、
前記生成した補間動きベクトルに基づいて動き補償を行った動き補償補間画像と前記生成した補間差分情報とを加算して前記補間画像を生成するステップと、
前記正規差分情報及び正規動きベクトルに基づいて生成された正規復号画像の前後に、前記生成した補間画像を挿入し、スロー再生されるように時間を設定して、前記正規復号画像と前記補間画像とを、順次、出力するステップと、を備えた、
ことを特徴とする画像再生方法。 Decoding encoded data including difference information indicating a difference between a current image and an image subjected to motion compensation, and a motion vector for performing the motion compensation;
Using the decoded motion vector as a normal motion vector, generating an interpolation motion vector for an interpolated image used for slow reproduction from the normal motion vector;
Using the decoded difference information as normal difference information, image processing is performed on the normal difference information based on a preset slow multiple and the generated interpolation motion vector, and the interpolation difference information for generating the interpolation image is obtained. Generating step;
Adding the motion compensated interpolated image subjected to motion compensation based on the generated interpolated motion vector and the generated interpolation difference information to generate the interpolated image;
Inserting the generated interpolated image before and after the normal decoded image generated based on the normal difference information and the normal motion vector, and setting the time so as to be played back slowly, the normal decoded image and the interpolated image And sequentially outputting
An image reproduction method characterized by the above.
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