JP2006254352A - Image compositing apparatus, digital tv broadcast receiving apparatus, digital tv broadcast receiving method, system lsi, program, and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、MPEG2などで符号化されたデジタルTV放送を受信して映像データと字幕データとを同期合成する画像合成装置、デジタルTV放送受信装置、デジタルTV放送用受信方法、システムLSI、プログラム、記録媒体に関する。 The present invention relates to an image synthesizing apparatus, a digital TV broadcast receiving apparatus, a digital TV broadcast receiving method, a system LSI, a program, which receives a digital TV broadcast encoded by MPEG2 or the like and synchronizes and synthesizes video data and caption data. The present invention relates to a recording medium.
近年、TV放送において従来のアナログ放送に加え、デジタルTV放送という新しい放送が普及しつつある。デジタルTV放送では、映像、音声、字幕等の文字情報などの各種データが多重化されて放送され、デジタルTV放送受信機によって受信され、多重化されて受信された各種データは、データ種別毎に復号化などの処理が行われ、あらかじめ指定された時間になると再生される。例えば、映像と文字字幕は、通常同一の画面表示部に合成して表示する必要があり、デジタルTV放送受信機には画像合成機能が一般的には搭載されている。また、字幕表示の開始終了は、映像/音声と同期を取るために、放送局から指定されたタイミングで表示する必要があるが、通常このタイミングは受信機に搭載されるCPUで処理されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の方式では、最終的な表示タイミングをCPUが制御するために、CPUが映像、字幕両方の復号化結果とそのタイミング情報を管理する必要があった。近年、画像の符号化は、画質向上や低ビットレート化のために複雑さは増加しており、この復号化にも多くの処理量が必要となり、DSPや専用ハードウェアなどで復号化することが多くなってきている。しかし、上記表示合成制御のために、CPUは、映像復号化の状況を把握する必要がある。 However, in the conventional method, in order for the CPU to control the final display timing, it is necessary for the CPU to manage the decoding results of both video and subtitles and the timing information thereof. In recent years, the complexity of image coding has increased for image quality improvement and low bit rate, and this decoding also requires a large amount of processing, and can be decoded by a DSP or dedicated hardware. There are many more. However, for the display composition control, the CPU needs to grasp the video decoding status.
また、画面表示は、通常、60Hz周辺の周波数で更新されるため、表示タイミングの制御は約1/60s毎に発生し、且つ、合成内容が表示途中で変わると画像が乱れるため、切替え処理は表示ブランキング期間中に行う必要がある。このため、制御するCPUには、かなりのリアルタイム性が要求されることとなり、非リアルタイムOSなどを使用する際には、特殊な対策が必要となっている。 In addition, since the screen display is normally updated at a frequency around 60 Hz, the display timing is controlled approximately every 1/60 s, and the image is disturbed if the composite content changes during the display. Must be done during the display blanking period. For this reason, the CPU to be controlled is required to have a considerable real-time property, and special measures are required when using a non-real-time OS or the like.
そこで、本発明は、画像合成制御のためにCPUに要求されるリアルタイム性を大幅に引き下げることができると共に、字幕復号化と映像復号を異なる部位で独立に行うことによりCPUの処理負荷低減を図ることができる画像合成装置、デジタルTV放送受信装置、デジタルTV放送用受信方法、システムLSI、プログラム、記録媒体を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can greatly reduce the real-time property required for the CPU for image synthesis control, and reduce the processing load on the CPU by performing subtitle decoding and video decoding independently at different parts. An object of the present invention is to provide an image composition device, a digital TV broadcast receiving device, a digital TV broadcast receiving method, a system LSI, a program, and a recording medium.
上記課題を解決するため、本発明の画像合成装置は、デジタルTV放送においてMPEGなどで符号化された映像信号を復号化し映像データとその同期のための映像タイミング情報を出力する映像復号化部と、前記デジタルTV放送でデータ放送として送出される字幕情報を復号化し字幕データとその同期のための字幕タイミング情報を出力する字幕復号化部と、前記映像データと前記字幕データとを、それぞれ、前記映像タイミング情報と前記字幕タイミング情報とに基づいて、タイマカウンタからのカウンタに同期して合成して表示する画像合成部と、を有する構成を採る。 In order to solve the above problems, an image synthesizing apparatus according to the present invention includes a video decoding unit that decodes a video signal encoded by MPEG or the like in digital TV broadcasting and outputs video data and video timing information for synchronization thereof. A subtitle decoding unit that decodes subtitle information transmitted as a data broadcast in the digital TV broadcast and outputs subtitle data and subtitle timing information for synchronization thereof, and the video data and the subtitle data, respectively, Based on the video timing information and the caption timing information, an image synthesizing unit that synthesizes and displays in synchronism with the counter from the timer counter is employed.
本発明の画像合成装置は、上記のような構成をとることにより、画像合成制御のためにCPUに要求されるリアルタイム性を大幅に引き下げることができると共に、字幕復号化と映像復号化とを異なる部位で独立に行うことを可能となり、CPUの処理負荷の低減も図ることができる。 The image synthesizing apparatus of the present invention can greatly reduce the real-time property required for the CPU for image synthesizing control by adopting the above-described configuration, and the subtitle decoding and video decoding are different. This can be performed independently at each part, and the processing load on the CPU can be reduced.
以下、本発明の実施の形態に係る画像合成装置について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an image composition device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る画像合成装置の具体的な構成例を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a specific configuration example of an image composition apparatus according to an embodiment of the present invention.
この図に示すように、本実施の形態に係る画像合成装置は、画像合成部101、共有メモリ102、制御部103、映像復号化部104、字幕復号化部105、タイマカウンタ106、LCD等の表示部107を有している。
As shown in the figure, the image composition apparatus according to the present embodiment includes an
画像合成部101は、表示合成指示用メモリ156に予め格納された制御部103からの画面構成の他、設定などの指示に従い、共有メモリ102上の各種データや、タイマカウンタ106を参照して画像合成を行い、表示部107に合成した映像データを出力するものである。
The
共有メモリ102は、映像フレームメモリ152、映像フレームタイミングメモリ151、字幕フレームメモリ154、字幕フレームタイミングメモリ153、その他画像フレームメモリ155、表示合成指示用メモリ156などの読み書き可能なメモリを有しており、それぞれ、映像データである映像フレームデータ、映像タイミング情報である映像フレームタイミング情報、字幕データである字幕フレームデータ、字幕タイミング情報である字幕フレームタイミング情報、その他の字幕フレームデータ、画面構成やその他の設定等の表示合成指示が格納される。
The shared
制御部103は、CPU、ROM、RAM等からなるものであり、プログラム処理により各部を制御し、所望の画像合成を実現するものである。具体的には、制御部103は、映像復号化部104および字幕復号化部105に対し復号開始/終了の制御を行う一方、表示合成指示用メモリ156に対し画面構成の他、設定の指示(命令)を出力して記憶させ、画像合成部101に対しては合成開始/終了の制御を行い、タイマカウンタ106に対しては動作開始/終了の制御およびタイマ値の設定制御を行う。
The
映像復号化部104は、CPUまたはDSP、ROM、RAM、専用ハードウェアからなるものであり、プログラム処理やハードウェア処理にて符号化された映像データを制御部103の指示に従い復号化するものである。必ずしも専用のCPUまたはDSP、ROM、RAMは、必要なく、一部または全てを制御部103や字幕復号化部105等と共有しても良い。
The
字幕復号化部105は、CPU、ROM、RAM等からなるものであり、プログラム処理により字幕データの復号化を実現するものである。必ずしも専用のCPU、ROM、RAMは必要なく、一部または全てを制御部103や映像復号化部104等と共有しても良い。
The
タイマカウンタ106は、一定の周期でカウントされるカウンタである。制御部103の指示でカウンタ値他を更新することができ、画像合成のタイミングの基準となるカウンタを出力する。
The
表示部107は、LCD等であり、画像合成部101からの出力信号を表示するものである。
The
次に、このような構成の画像合成装置での実際の画像合成の動作について、図2に沿って説明する。 Next, an actual image composition operation in the image composition apparatus having such a configuration will be described with reference to FIG.
本実施の形態の画像合成装置に符号化データが入力すると、映像復号化部104が符号化データを復号化し、図2に示すように、例えば、n枚目の映像フレーム231と、その映像フレームタイミング情報241である例えば“開始:0001”とを、共有メモリ102に出力して、それぞれ、映像フレームメモリ152および映像フレームタイミングメモリ151に記憶させる。
When encoded data is input to the image synthesizer of the present embodiment, the
そして、タイマカウンタ106のカウンタ値が、映像フレームタイミング情報241の“開始:0001”と一致すると、画像合成部101は、表示合成指示用メモリ156に予め格納された制御部103からの指示を参照して、合成画像201を合成して表示部107に出力して表示する。
When the counter value of the
次に、タイマカウンタ106のカウンタ値が“0002”となると、画像合成部101は、表示合成指示用メモリ156に予め格納された制御部103からの指示を参照して、同様にn枚目の映像フレーム231から合成画像202を合成して、表示部107に出力して表示する。
Next, when the counter value of the
ところで、字幕復号化部105は、画像合成部101や映像復号化部104とは非同期に、符号化データを復号化し、字幕フレーム253である“XXXXXX”とその字幕フレームタイミング情報263である“開始:0003、終了:0005”とを、共有メモリ102に出力して、それぞれ、字幕フレームメモリ154および字幕フレームタイミングメモリ153に記憶させる。
By the way, the
そして、タイマカウンタ106のカウンタ値が“0003”となると、画像合成部101は、表示合成指示用メモリ156に予め格納された制御部103からの指示を参照すると共に、字幕フレームタイミング情報263の“開始:0003、終了:0005”に基づいて、n枚目の映像フレーム231と字幕フレーム253である“XXXXXX”とからなる合成画像203を合成し、表示部107に出力して表示する。
When the counter value of the
一方、映像復号化部104は、画像合成部101や字幕復号化部105とは非同期に、符号化データを復号化し、n+1枚目の映像フレーム234と、その映像タイミング情報244である“開始:0004”とを共有メモリ102に出力して、それぞれ、映像フレームメモリ152および映像フレームタイミングメモリ151に記憶させる。
On the other hand, the
そして、タイマカウンタ106のカウンタ値が“0004”となると、画像合成部101は、表示合成指示用メモリ156に予め格納された制御部103からの指示を参照して、n+1枚目の映像フレーム234と字幕フレーム253である“XXXXXX”から合成画像204を合成し、表示部107に出力して表示する。
When the counter value of the
次に、タイマカウンタ106のカウンタ値が“0005”となると、画像合成部101は、表示合成指示用メモリ156に予め格納された制御部103からの指示を参照すると共に、字幕フレームタイミング情報263の“開始:0003、終了:0005”に基づいて、同様にn+1枚目の映像フレーム234と字幕フレーム253である“XXXXXX”から合成画像205を合成し、表示部107に出力して表示する。
Next, when the counter value of the
一方、字幕復号化部105は、画像合成部101や映像復号化部104とは非同期に、符号化データを復号化して、字幕フレーム256である“YYYYYY”とその字幕フレームタイミング情報266の“開始:0006、終了:0007”とを共有メモリ102に出力して、それぞれ、字幕フレームメモリ154および字幕フレームタイミングメモリ153に記憶させる。
On the other hand, the
そして、タイマカウンタ106のカウンタ値が“0006”となると、画像合成部101は、表示合成指示用メモリ156に予め格納された制御部103からの指示を参照すると共に、字幕フレームタイミング情報263の“開始:0003、終了:0005”に基づいて字幕フレーム253の合成を終了する一方、字幕フレームタイミング情報266の“開始:0006、終了:0007”に基づいてn+1枚目の映像フレーム234と字幕フレーム256である“YYYYYY”との合成画像206を合成して、表示部107に出力して表示する。
When the counter value of the
一方、画像合成部101や字幕復号化部105とは非同期に、映像復号化部104が符号化データを復号化し、n+2枚目の映像フレーム237と、その映像フレームタイミング情報247である“開始:0007、”とを共有メモリ102に出力して、それぞれ、映像フレームメモリ152および映像フレームタイミングメモリ151に記憶させる。
On the other hand, the
次に、タイマカウンタ106のカウンタ値が“0007”となると、画像合成部101は、表示合成指示用メモリ156に予め格納された制御部103からの指示を参照して、映像フレーム237と字幕フレーム256である“YYYYYY”から合成画像207を合成し、表示部107に出力して表示する。
Next, when the counter value of the
そして、タイマカウンタ106のカウンタ値が“0008”となると、画像合成部101は、表示合成指示用メモリ156に予め格納された制御部103からの指示を参照すると共に、字幕フレームタイミング情報266の“開始:0006、終了:0007”に基づいて、映像フレーム237のみから合成画像208を合成し、表示部107に出力して表示する。
When the counter value of the
次に、制御部103での本装置の制御について、図3に示すフローチャートに沿って説明する。
Next, control of this apparatus by the
例えば、本画像合成装置を制御する上位の装置等から本画像合成装置に画面更新の要求を受け付けると、制御部103は、図3に示す制御フローを開始する。
For example, when a screen update request is received from the higher-level device or the like that controls the image composition apparatus, the
つまり、制御部103は、まず、ステップ301により、上位の装置等から要求された画面から対象となる画面構成、すなわち映像復号化部104あるいは字幕復号化部105の特定やそれぞれに使用する対象フレームメモリ、合成方法などを決定する。これらの情報は、制御部103のプログラムで決定される場合もあるが、上位から直接指示を受けても良いものとする。
That is, first, in
次に、制御部103は、ステップ302により、映像復号化部104にステップ301で決定した内容の中で、映像フレームメモリ152および映像フレームタイミングメモリ151のアドレスなど必要な情報を引き渡し、動作開始を指示する。
Next, in
次に、制御部103は、ステップ303により、字幕復号化部105にステップ301で決定した内容の中で、字幕フレームメモリ154および字幕フレームタイミングメモリ153のアドレスなど必要な情報を引き渡し、動作開始を指示する。
Next, in
次に、制御部103は、ステップ304により、映像復号化部104及び字幕復号化部105の出力が可能となるまで待つ。
Next, the
そして、映像復号化部104及び字幕復号化部105が出力可能となると(ステップ304“YES”)、続くステップ305により、制御部103は、表示合成指示用メモリ156に、画像合成部101のための画面構成、すなわち画面構成に使用する対象フレームメモリである映像フレームメモリ152および字幕フレームメモリ154や、合成方法などを画像合成部101に指示する。
When the
以上の処理フローを通じて、制御部103は画像合成部101に対し画面合成の指示を与えて、画像合成部101は、例えば、図2に示すように、映像フレームと字幕フレームとを合成した画面構成を設定して表示部107に表示することができる。その際、表示出力タイミングなどタイミング制約に関しては、配慮する必要がなく、予め表示合成指示用メモリ156に格納しておくものであれば良い。
Through the above processing flow, the
このように、本実施の形態によれば、映像復号化部104または字幕復号化部105により復号された映像フレームおよび字幕フレームと、それらのタイミング情報を共有メモリ102に格納すると共に、画像合成部101は、共有メモリ102に格納された映像フレームおよび字幕フレームを、タイマカウンタ106を参照しての各タイミング情報に基づく表示タイミング毎に、あらかじめCPUなどの制御部103から指示された通りに合成して表示部107に表示するようにしたので、CPUなどの制御部103は、各映像フレームおよび字幕フレームの表示位置や合成の仕方などの表示合成方法を表示タイミングとは連動せずに設定可能となると共に、制御部103は、受信した符号化データの映像フレームおよび字幕フレームへの分離と復号化を行い、分離した映像データはDSP等の映像復号化部104にて制御部103とは独立して行うことが可能となる。
Thus, according to the present embodiment, the video frame and subtitle frame decoded by the
このため、映像フレームおよび字幕フレームの画像合成制御のためのCPUなどの制御部103におけるリアルタイム性を大幅に引き下げることができると共に、映像復号化部104と字幕復号化部105との独立性を高められることから、CPU等の制御部103の処理負荷の低減を図ることもでき、シンプルなシステム構成を実現可能となる。これらの結果、本実施の形態の画像合成装置を、デジタルTV受信装置やパーソナルコンピュータ等に採用した場合、電力削減にも効果を上げることが可能となる。
For this reason, the real-time property of the
尚、上記実施の形態では、画像合成装置を一例として説明したが、本発明は、これに限るものではなく、上記実施の形態の画像合成装置を有するデジタルTV放送受信装置や、上記実施の形態の画像合成装置の処理を行なうデジタルTV放送用受信方法、このデジタルTV放送用受信方法を実行するシステムLSI、コンピュータにこのデジタルTV放送用受信方法を実行させためのプログラム、このプログラムを記録した記録媒体等についても同様にできる。 In the above embodiment, the image synthesizing apparatus has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the digital TV broadcast receiving apparatus having the image synthesizing apparatus of the above embodiment, or the above embodiment. Digital TV broadcast receiving method for processing the image synthesizing apparatus, system LSI for executing the digital TV broadcast receiving method, program for causing a computer to execute the digital TV broadcast receiving method, and recording for recording the program The same applies to the medium and the like.
以上の様に本発明に係る画像合成装置や、デジタルTV放送受信装置、デジタルTV放送用受信方法、システムLSI、プログラム、記録媒体は、画像合成制御のためにCPUなどに要求されるリアルタイム性を大幅に引き下げることができると共に、また各データ復号化部との独立性を高められることから、CPUの処理負荷を軽減してシンプルなシステム構成が実現可能となり、デジタルTV受信装置としての電力削減にも効果を上げることができる、という効果を有し、画像合成装置、デジタルTV放送受信装置、デジタルTV放送用受信方法、システムLSI、プログラム、記録媒体等に有効である。 As described above, the image synthesizing apparatus, the digital TV broadcast receiving apparatus, the digital TV broadcast receiving method, the system LSI, the program, and the recording medium according to the present invention have real-time characteristics required for the CPU for image synthesis control. Since it can be greatly reduced and the independence from each data decoding unit can be increased, the processing load on the CPU can be reduced and a simple system configuration can be realized, thereby reducing power consumption as a digital TV receiver. This is effective for image synthesizing apparatuses, digital TV broadcast receiving apparatuses, digital TV broadcast receiving methods, system LSIs, programs, recording media, and the like.
101 画像合成部
102 共有メモリ
103 制御部
104 映像復号化部
105 字幕復号化部
106 タイマカウンタ
107 表示部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記デジタルTV放送でデータ放送として送出される字幕情報を復号化し字幕データとその同期のための字幕タイミング情報を出力する字幕復号化部と、
前記映像データと前記字幕データとを、それぞれ、前記映像タイミング情報と前記字幕タイミング情報とに基づいて、タイマカウンタからのカウンタに同期して合成して表示する画像合成部と、
を有する画像合成装置。 A video decoding unit that decodes a video signal encoded by MPEG or the like in digital TV broadcasting and outputs video data and video timing information for synchronization thereof;
A subtitle decoder that decodes subtitle information transmitted as data broadcast in the digital TV broadcast and outputs subtitle data and subtitle timing information for synchronization thereof;
An image composition unit for synthesizing and displaying the video data and the subtitle data in synchronization with a counter from a timer counter based on the video timing information and the subtitle timing information, respectively;
An image synthesizing apparatus.
前記デジタルTV放送でデータ放送として送出される字幕情報を復号化し字幕データとその同期のための字幕タイミング情報を出力する工程と、
前記映像データと前記字幕データとを、それぞれ、前記映像タイミング情報と前記字幕タイミング情報とに基づいて、タイマカウンタからのカウンタに同期して合成して表示する工程と、
を有するデジタルTV放送用受信方法。 Decoding video data encoded in MPEG or the like in digital TV broadcasting and outputting video data and video timing information for synchronization thereof;
Decoding subtitle information sent as data broadcast in the digital TV broadcast and outputting subtitle data and subtitle timing information for synchronization thereof;
Synthesizing and displaying the video data and the subtitle data in synchronization with a counter from a timer counter based on the video timing information and the subtitle timing information, respectively.
A receiving method for digital TV broadcasting.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005071487A JP2006254352A (en) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | Image compositing apparatus, digital tv broadcast receiving apparatus, digital tv broadcast receiving method, system lsi, program, and recording medium |
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Cited By (1)
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JP2012249816A (en) * | 2011-06-02 | 2012-12-20 | Olympia:Kk | Game machine |
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