JP2006165809A

JP2006165809A - 情報処理装置

Info

Publication number: JP2006165809A
Application number: JP2004351713A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Ogawa; 岳弘小川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-06-22
Also published as: EP1667462A2; EP1667462A3; CN1784013A; US20060119736A1

Abstract

【課題】符号化の前処理として、表示領域外の画像データに画像処理を施すことにより、表示領域内の画像データの画像を向上させることを可能とした情報処理装置を提供する。
【解決手段】ＴＶアプリケーションプログラム２００は、アナログＴＶチューナ１１６が出力する放送番組データをＭＰＥＧ２規格の符号化方式で圧縮符号化するＭＰＥＧエンコード部２０２を有している。また、ＴＶアプリケーションプログラム２００は、アナログＴＶチューナ１１６が出力する放送番組データのうち、表示領域外の部分の画像データの輝度を０にすることによる塗り潰しを行う前処理部２０１を有している。そして、ＴＶアプリケーションプログラム２００は、この前処理部２０１による塗り潰しを、ＭＰＥＧエンコード部２０２による符号化の前処理として実行する。
【選択図】図３

Description

この発明は、テレビジョン放送を受信・視聴するテレビジョン機能を有するパーソナルコンピュータなどに適用して好適な動画像符号化技術に関する。

近年の画像処理技術の向上に伴い、テレビジョン放送を受信・視聴するＴＶ機能を搭載するパーソナルコンピュータが普及し始めている。このＴＶ機能は、放送中の番組データをリアルタイムで表示するだけでなく、例えば内蔵ＨＤＤ（磁気ディスク駆動装置）に番組データを記録しておき、好きな時に鑑賞可能とするいわゆる録画機能を備えることが一般的である。そのため、番組データを符号化する際に画質を少しでも向上させるための提案が種々なされている（例えば特許文献１，２等参照）。
特開平１１−２６６４５４号公報特開２００４−１３４９１４号公報

ところで、この種のパーソナルコンピュータに限らず、放送された番組データを受信して表示する電子機器では、番組データの画像全体を表示装置に表示することができず、周辺部の画像を表示領域外に置かざるを得ないのが一般的である。従って、その符号化に当たっては、実際には表示されずに視聴者の目に触れることのない周辺部の画像は、表示領域内に置かれる中心部の画像の画質を劣化させるおそれのある雑データと同一視できることとなる。

しかしながら、従来、符号化の際、表示領域内の画像の画質を向上させるために、表示領域外の画像に対して何らかの処置を施すといったことは行われていなかった。

この発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、符号化の前処理として、表示領域外の画像データに画像処理を施すことにより、表示領域内の画像データの画像を向上させることを可能とした情報処理装置および動画像符号化方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、この発明の情報処理装置は、動画像データを入力する入力手段と、前記入力手段により入力された動画像データを符号化する符号化手段と、前記入力手段と前記符号化手段との間に介在して設けられ、前記入力手段により入力された動画像データ中の表示領域外となる画像部分の画像データに対して、前記符号化手段により符号化される動画像データ中の表示領域内となる画像部分の画像データの画質を向上させるための画像処理を実行する前処理手段とを具備することを特徴とする。

また、この発明の動画像符号化方法は、動画像データを入力するステップと、前記入力された動画像データを符号化するステップと、前記符号化の前処理として、前記入力された動画像データ中の表示領域外となる画像部分の画像データに対して、前記符号化される動画像データ中の表示領域内となる画像部分の画像データの画質を向上させるための画像処理を実行するステップとを具備することを特徴とする。

この発明によれば、符号化の前処理として、表示領域外の画像データに画像処理を施すことにより、表示領域内の画像データの画像を向上させることを可能とした情報処理装置および動画像符号化方法を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態に係る情報処理装置の構成について説明する。この情報処理装置は、例えば、ノートブック型パーソナルコンピュータ１０として実現されている。

図１はノートブック型パーソナルコンピュータ１０のディスプレイユニットを開いた状態における斜視図である。本コンピュータ１０は、コンピュータ本体１１と、ディスプレイユニット１２とから構成されている。ディスプレイユニット１２には、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）１７から構成される表示装置が組み込まれており、そのＬＣＤ１７の表示画面はディスプレイユニット１２のほぼ中央に位置されている。

ディスプレイユニット１２は、コンピュータ本体１１に対して開放位置と閉塞位置との間を回動自在に取り付けられている。コンピュータ本体１１は薄い箱形の筐体を有しており、その上面にはキーボード１３、本コンピュータ１をパワーオン／パワーオフするためのパワーボタン１４、入力操作パネル１５、タッチパッド１６およびスピーカ１８Ａ，１８Ｂなどが配置されている。

入力操作パネル１５は、押下されたボタンに対応するイベントを入力する入力装置であり、複数の機能をそれぞれ起動するための複数のボタンを備えている。これらボタン群の中には、ＴＶ起動ボタン１５Ａも含まれている。ＴＶ起動ボタン１５Ａは、ＴＶ放送番組データの再生および記録を行うためのＴＶ機能を起動するためのボタンであり、ユーザによって押下されると、このＴＶ機能を実行するためのＴＶアプリケーションプログラムが起動される。

本コンピュータ１０においては、汎用の主オペレーティングシステムの他に、ＡＶ（オーディオ・ビデオ）データを処理するための専用の副オペレーティングシステムがインストールされている。ＴＶアプリケーションプログラムは、副オペレーティングシステム上で動作するプログラムである。

パワーボタン１４がユーザによって押下された時、主オペレーティングシステムが起動される。一方、ＴＶ起動ボタン１５Ａがユーザによって押下された時は、主オペレーティングシステムではなく、副オペレーティングシステムが起動され、そしてＴＶアプリケーションプログラムが自動的に実行される。副オペレーティングシステムはＡＶ機能を実行するための最小限の機能のみを有している。このため、副オペレーティングシステムのブートアップに要する時間は、主オペレーティングシステムのブートアップに要する時間に比べて遙かに短い。よって、ユーザは、ＴＶ起動ボタン１５Ａを押すだけで、ＴＶ視聴／録画を即座に行うことが出来る。

本コンピュータ１０では、地上波アナログＴＶ放送のＴＶ放送を受信、再生することができる。コンピュータ本体１１の右側面には、地上波アナログＴＶ放送用のアンテナ端子１９が設けられている。

次に、図２を参照して、本コンピュータ１０のシステム構成について説明する。

本コンピュータ１０は、図２に示されているように、ＣＰＵ１０１、ノースブリッジ（ＮＢ）１０２、システムメモリ１０３、サウスブリッジ（ＳＢ）１０４、グラフィクスコントローラ１０５、サウンドコントローラ１０６、ビデオエンハンサ１０７、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０８、ＬＡＮコントローラ１０９、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１１０、ＤＶＤドライブ（ＤＶＤＤ）１１１、カードコントローラ１１２、無線ＬＡＮコントローラ１１３、IEEE 1394コントローラ１１４、エンベデッドコントローラ（ＥＣ）１１５およびアナログＴＶ放送チューナ１１６を備えている。

ＣＰＵ１０１は本コンピュータ１０の動作を制御するプロセッサであり、ＨＤＤ１１０からシステムメモリ１０３にロードされる、主オペレーティングシステム／副オペレーティングシステムおよびＴＶアプリケーションプログラム２００のような各種アプリケーションプログラムを実行する。また、ＣＰＵ１０１は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０８に格納されたシステムＢＩＯＳ（Basic Input Output System）も実行する。システムＢＩＯＳはハードウェア制御のためのプログラムである。

ＮＢ１０２は、ＣＰＵ１０１のローカルバスとＳＢ１０４との間を接続するブリッジデバイスである。ＮＢ１０２には、システムメモリ１０３をアクセス制御するメモリコントローラも内蔵されている。また、ＮＢ１０２は、ＡＧＰ（Accelerated Graphics Port）バス、PCI express規格のシリアルバスなどを介してグラフィクスコントローラ１０５との通信を実行する機能も有している。

グラフィクスコントローラ１０５は、本コンピュータ１０のディスプレイモニタとして使用されるＬＣＤ１７を制御する表示コントローラである。このグラフィクスコントローラ１０５によって生成される映像データは、ビデオエンハンサ１０７に送られ、映像データを高画質化するための映像処理（画質調整処理）が施される。このビデオエンハンサ１０７によって高画質化された映像データは、ＬＣＤ１７に送られる。また、このビデオエンハンサ１０７によって高画質化された映像データは、コンピュータ本体１１に設けられたコネクタを介して外部のＴＶモニタに送出することもできる。

ＳＢ１０４は、ＬＰＣ（Low Pin Count）バス上の各デバイスおよびＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス上の各デバイスを制御する。また、ＳＢ１０４は、ＨＤＤ１１０、ＤＶＤＤ１１１を制御するためのＩＤＥ（Integrated Drive Electronics）コントローラを内蔵している。さらに、ＳＢ１０４は、サウンドコントローラ１０６との通信を実行する機能も有している。

サウンドコントローラ１０６は音源デバイスであり、再生対象のオーディオデータをスピーカ１８Ａ，１８Ｂやコネクタを介して接続される外部の５．１チャンネルスピーカシステムに出力する。

カードコントローラ１１２は、ＰＣカード、ＳＤ（Secure Digital）カードのようなカードを制御する。無線ＬＡＮコントローラ１１３は、例えばIEEE 802.11規格の無線通信を実行する無線通信デバイスである。IEEE 1394コントローラ１１４は、IEEE 1394規格のシリアルバスを介して外部機器との通信を実行する。ＥＣ１１５は、電力管理のためのエンベデッドコントローラと、キーボード１３およびタッチパッド１６を制御するためのキーボードコントローラとが集積された１チップマイクロコンピュータである。このＥＣ１１５は、ユーザによるパワーボタン１４の操作に応じて、本コンピュータ１０をパワーオン／パワーオフする機能を有している。さらに、ＥＣ１１６は、ユーザによるＴＶ起動ボタン１５Ａの操作に応じて、本コンピュータ１０をパワーオンすることもできる。

アナログＴＶチューナ１１６は、アナログ放送番組を受信するチューナモジュールであり、アンテナ端子１９から入力されるＴＶ放送信号の中から特定チャネルの放送信号を受信する。このアナログＴＶチューナ１１６によって受信された放送番組データは、ＴＶアプリケーションプログラム２００の制御の下、ビデオエンハンサ１０７に送られてＬＣＤ１７に表示されたり、ＰＣＩバスを介してシステムメモリ１０３に転送され、ＴＶアプリケーションプログラムにより符号化が施されてＨＤＤ１１０への記録が行われる。

つまり、本コンピュータ１０では、放送番組データの符号化をＴＶアプリケーションプログラム２００によりソフトウエア的に行っており、さらに、このＴＶアプリケーションプログラム２００により、符号化された放送番組データの画質を向上させるための画像処理を前処理として行っている。図３は、本コンピュータ１０の放送番組データの符号化に関わる機能ブロックを示す図であり、図示のように、ＴＶアプリケーションプログラム２００は、符号化の前段で、放送番組データに対して画質向上のための画像処理を行う前処理部２０１と、放送番組データをＭＰＥＧ２規格の符号化方式で圧縮符号化するＭＰＥＧエンコード部２０２とを備えている。以下、この前処理部２０１が画質向上のために行う画像処理について詳述する。

図４は、アナログＴＶチューナ１１６から出力される放送番組データの画像である。これに対して、図５には、ＬＣＤ１７による実際の表示領域が示されている。つまり、画像の周辺部はＬＣＤ１７には表示されることはない。もし、この周辺部に画像の変化が顕著に現れていたとすると、ＭＰＥＧエンコード部２０２による符号化時、この表示されない部分に多くのデータを費やすことになり、肝心の表示領域内の画像の画質を低下させることになりかねない。そこで、前処理部２０１は、図６に示すように、例えば表示領域外の部分の画像データの輝度を０にすることによる塗り潰しを行い、ＭＰＥＧエンコード部２０２による符号化時、この部分に費やされるデータ量が限りなく小さくなるよう、つまり表示領域部分に割り当てられるデータ量が大きくなるようにし、表示領域部分の画像の画質向上を実現する。

この塗り潰しのために、本コンピュータ１０では、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０８に、表示領域のサイズを示す画面サイズ情報が格納される。前処理部２０１は、このＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０８に格納された画面サイズ情報を取得して、アナログＴＶチューナ１１６から出力された放送番組データの画像の塗り潰し範囲を算出する。また、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０８には、ＭＰＥＧエンコード部２０２が符号化を施す際の処理単位（以下、マクロブロックサイズという）を示すＭＰＥＧマクロブロックサイズ情報も格納されており、前処理２０１は、塗り潰し範囲を算出する際、このマクロブロックサイズも考慮する。次に、図７を参照して、このマクロブロックサイズに基づき、塗り潰し範囲を算出する原理について説明する。

図７中、最も外側の実線は、アナログＴＶチューナ１１６から出力される放送番組データの画像端部であり、一方、最も内側の破線は、（画面サイズ情報で示される）ＬＣＤ１７による実際の表示領域である。そして、この破線で示される表示領域は、実線で示される画像端部から（ＭＰＥＧマクロブロックサイズ情報で示される）マクロブロックサイズ２つ分を越えて内側にあり、かつ、３つ分よりは外側にあるものと仮定する。

この場合、前処理部２０１は、破線で示される表示領域の外側全部を塗り潰し範囲として算出するのではなく、ＭＰＥＧエンコード部２０２の処理効率を考慮して、実線で示される画像端部から破線で示される表示領域に達する直前まで、マクロブロックサイズ分ずつ塗り潰し範囲を広げていく。つまり、前処理部２０１は、図７に示すように、実線で示される画像端部からマクロブロックサイズ２つ分内側の一点鎖線で示される箇所までを塗り潰し範囲として算出することになる。

図８は、本コンピュータ１０のＴＶアプリケーションプログラム２００による動画像の符号化手順を示すフローチャートである。

前処理部２０１は、まず、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０８から画面サイズ情報とＭＰＥＧマクログロックサイズ情報とを取得する（ステップＳ１，Ｓ２）。そして、この取得した画面サイズ情報およびＭＰＥＧマクログロックサイズ情報に基づき、前処理部２０１は、表示領域内の画像の画質を向上させるために表示領域外の画像について行う塗り潰し範囲を算出する（ステップＳ３）。

そして、前処理部２０１は、アナログＴＶチューナ１１６から出力される画像データを順次に入力していき（ステップＳ４）、算出した範囲の塗り潰しを符号化の前処理として実行する（ステップＳ５）。そして、この前処理部２０１による前処理の後、ＭＰＥＧエンコード部２０２が、画像データの符号化を実行する（ステップＳ６）。このステップＳ４〜ステップＳ６の処理は、アナログＴＶチューナ１１６からの画像データの入力が続いている間繰り返され（ステップＳ７のＮＯ）、アナログＴＶチューナ１１６からの画像データの入力が途絶えると（ステップＳ７のＹＥＳ）、この処理を終了する。

以上のように、本コンピュータシステム１０は、符号化の前処理として、表示領域外の画像データに画像処理を施すことにより、表示領域内の画像データの画像を向上させることを実現する。

なお、前述の実施形態では、前処理として、画像データの輝度を０とする塗り潰しを行う例を説明したが、この方法に限らず、例えば予め定められた色に統一すべく色データを特定の値に変換するように変形することも容易に可能である。また、マクロブロックサイズは必ずしも考慮しなくとも、所期の目的である表示領域内の画質向上という効果は十分に達成される。さらに、塗り潰し範囲を算出するのではなく、予め塗り潰し範囲を設定しておくようにしても良い。

つまり、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の一実施形態に係るコンピュータの概観を示す斜視図図１のコンピュータのシステム構成を示すブロック図図１のコンピュータの放送番組データの符号化に関わる機能ブロック図図１のコンピュータが備えるアナログＴＶチューナから出力される放送番組データの一画像例を示す図図１のコンピュータが備えるＬＣＤの実際の表示領域を例示する図図１のコンピュータによる前処理後の画像を示す図図１のコンピュータがＭＰＥＧマクロブロックサイズに基づき塗り潰し範囲を算出する原理を説明するための図図１のコンピュータのＴＶアプリケーションプログラムによる動画像の符号化手順を示すフローチャート

符号の説明

１０…コンピュータ、１１…コンピュータ本体、１２…ディスプレイユニット、１３…キーボード、１４…パワーボタン、１５…入力操作パネル、１６…タッチパッド、１７…ＬＣＤ、１８Ａ，Ｂ…スピーカ、１９…地上波アナログＴＶ放送用アンテナ端子、１０１…ＣＰＵ、１０２…ノースブリッジ（ＮＢ）、１０３…システムメモリ、１０４…サウスブリッジ（ＳＢ）、１０５…グラフィクスコントローラ、１０６…サウンドコントローラ、１０７…ビデオエンハンサ、１０８…ＢＩＯＳ−ＲＯＭ、１０９…ＬＡＮコントローラ、１１０…ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、１１１…ＤＶＤドライブ（ＤＶＤＤ）、１１２…カードコントローラ、１１３…無線ＬＡＮコントローラ、１１４…IEEE 1394コントローラ、１１５…エンベデッドコントローラ（ＥＣ）、１１６…アナログＴＶチューナ、２００…ＴＶアプリケーションプログラム、２０１…前処理部、２０２…ＭＰＥＧエンコード部。

Claims

動画像データを入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された動画像データを符号化する符号化手段と、
前記入力手段と前記符号化手段との間に介在して設けられ、前記入力手段により入力された動画像データ中の表示領域外となる画像部分の画像データに対して、前記符号化手段により符号化される動画像データ中の表示領域内となる画像部分の画像データの画質を向上させるための画像処理を実行する前処理手段と
を具備することを特徴とする情報処理装置。
前記前処理手段は、表示領域対象外となる画像部分の画像データの輝度情報を０に変換することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
前記前処理手段は、表示領域対象外となる画像部分の画像データの色情報を特定色を示す値に変換することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
前記符号化手段は、動画像データ中の複数の画素を一ブロックとし、このブロックを処理単位として符号化処理を行い、
前記前処理手段は、前記符号化手段の処理単位であるブロックサイズに基づき、画像処理を施す範囲を算出する手段を有することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
アナログテレビジョン放送を受信するチューナと、
前記チューナにより受信されたアナログテレビジョン放送の動画像データをＭＰＥＧ形式でエンコードするエンコーダと、
前記チューナと前記エンコーダとの間に介在して設けられ、前記チューナにより受信されたアナログテレビジョン放送の動画像データ中の表示領域外となる画像部分の画像データに対して、前記エンコーダによりエンコードされる動画像データ中の表示領域内となる画像部分の画像データの画質を向上させるための画像処理を実行する前処理手段と
を具備することを特徴とする情報処理装置。
前記前処理手段は、表示領域対象外となる画像部分の画像データの輝度情報を０に変換することを特徴とする請求項５記載の情報処理装置。
前記前処理手段は、表示領域対象外となる画像部分の画像データの色情報を特定色を示す値に変換することを特徴とする請求項５記載の情報処理装置。
前記エンコーダは、動画像データ中の複数の画素を一ブロックとし、このブロックを処理単位としてエンコードを行い、
前記前処理手段は、前記エンコーダの処理単位であるブロックサイズに基づき、画像処理を施す範囲を算出する手段を有することを特徴とする請求項５記載の情報処理装置。
動画像データを入力するステップと、
前記入力された動画像データを符号化するステップと、
前記符号化の前処理として、前記入力された動画像データ中の表示領域外となる画像部分の画像データに対して、前記符号化される動画像データ中の表示領域内となる画像部分の画像データの画質を向上させるための画像処理を実行するステップと
を具備することを特徴とする動画像符号化方法。
前記前処理は、表示領域対象外となる画像部分の画像データの輝度情報を０に変換することを特徴とする請求項９記載の動画像符号化方法。
前記前処理は、表示領域対象外となる画像部分の画像データの色情報を特定色を示す値に変換することを特徴とする請求項９記載の動画像符号化方法。
前記符号化は、動画像データ中の複数の画素を一ブロックとし、このブロックを処理単位として符号化処理が行われ、
前記前処理は、前記符号化の処理単位であるブロックサイズに基づき、画像処理を施す範囲を算出するステップを有することを特徴とする請求項９記載の動画像符号化方法。