JP2008283544A

JP2008283544A - 動画像復号化装置

Info

Publication number: JP2008283544A
Application number: JP2007126972A
Authority: JP
Inventors: Fumitoshi Mizutani; 文俊水谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2008-11-20

Abstract

【課題】画質の劣化を抑制しつつ、デコード負荷の削減を図ることのできる動画像復号化装置を提供する。
【解決手段】動画像の各フレームを、マクロブロック毎に復号化する復号化手段と、前記復号化手段が復号化した画像を等倍で表示装置に表示する表示手段と、前記表示手段が前記画像を表示する表示領域を検出する検出手段とを備え、前記復号化手段は、前記フレーム中のマクロブロックのうち、全領域が前記表示領域外となる前記マクロブロックの復号化を省略する。
【選択図】図２

Description

本発明は、動画像を復号化する動画像復号化装置に関する。

近年、地上デジタル放送や、ＨＤＤＶＤ（Ｈｉｇｈ−ＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）等の普及により、高精細度（ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）の動画像（以下、映像コンテンツとも呼ぶ）が普及しつつある。高精細度の映像コンテンツは、現時点で最も画素数の多いＨＤＴＶで、１フレームの画像内に１９２０×１０８０の画素数を含む。このような映像コンテンツはデコード負荷が非常に高い。特に、例えばＨ．２６４等の高圧縮率の符号化方式で圧縮された映像コンテンツの場合には、このようなデコード負荷は深刻な課題である。

一方で、高解像度のデジタルテレビ等は普及しつつあるものの、依然として、大きな画素数を持つ表示装置は少ない。このような表示装置では、画面いっぱいに画像を表示するために、映像コンテンツの画像を縮小して表示する手法が一般的である。

尚、再現不可能なデータのデコード手段へのデータ供給を省略する方法については、例えば特許文献２に記載されている。
特開２００５−１０９８１２号公報

しかしながら、表示装置の画面サイズに合わせて映像コンテンツの画像を縮小すると、この縮小処理により、画質が劣化するという課題があった。また、特許文献１は、表示装置と映像コンテンツとの表示サイズの違い等を考慮したものではなく、画像のサイズの縮小処理に伴う画質の劣化を改善するものではない。

そこで本発明は、画質の劣化を抑制しつつ、デコード負荷の削減を図ることのできる動画像復号化装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の動画像復号化装置は、動画像の各フレームを、マクロブロック毎に復号化する復号化手段と、前記復号化手段が復号化した画像を等倍で表示装置に表示する表示手段と、前記表示手段が前記画像を表示する表示領域を検出する検出手段とを備え、前記復号化手段は、前記フレーム中のマクロブロックのうち、全領域が前記表示領域外となる前記マクロブロックの復号化を省略することを特徴とする。

本発明によれば、画質の劣化を抑制しつつ、デコード負荷の削減を図ることのできる動画像復号化装置を提供することができる。

以下、本発明の動画像復号化装置について、図面を参照しながら説明する。

まず、図１を参照しながら、本発明の動画像復号化装置の実施例であるパーソナルコンピュータ（以下コンピュータ、又はＰＣとも称す）の構成について説明する。図１は、本発明の情報処理装置の実施例であるコンピュータの構成を示す図である。

コンピュータ１０は、図１に示すように、ＣＰＵ１１１と、ノースブリッジ１１３と、メインメモリ１１５と、グラフィカルプロセッシングユニット（ＧＰＵ）１１７と、サウスブリッジ１１９と、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１２１と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１２３と、光ディスクドライブ（ＯＤＤ）１２５と、ＴＶチューナ１２７と、エンベデッド・コントローラ／キーボードコントローラＩＣ（ＥＣ／ＫＢＣ）１３１と、ネットワークコントローラ１３３と、無線通信デバイス１３５とを有している。

ＣＰＵ１１１は、本コンピュータ１０の動作を制御するために設けられたプロセッサであり、ＨＤＤ１２３からメインメモリ１１５にロードされる。オペレーティングシステム（ＯＳ）、及び復号化プログラム２０等の各種プログラムを実行する。映像再生プログラム２０が復号化する動画像符号化列は、例えばＨＤＤＶＤからＯＤＤ１２５が読み込んだものや、ＴＶチューナ１２７が地上波デジタル放送を受信したもの等が考えられる。

映像再生プログラム２０は、メインメモリ１１５上をメモリとして使用しながらＣＰＵ１１１が実行する、動画像を再生するプログラムである。再生した動画像は、例えば、画面上の所定の領域を占めるウィンドウとして、ＧＰＵ１１７がＬＣＤ１２０上に表示する。

また、ＣＰＵ１１１は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１２１に格納されたＢＩＯＳ（ＢａｓｉｃＩｎｐｕｔＯｕｔｐｕｔＳｙｓｔｅｍ）も実行する。ＢＩＯＳはハードウェア制御のためのプログラムである。

ノースブリッジ１１３はＣＰＵ１１１のローカルバスと、サウスブリッジ１１９との間を接続するブリッジである。ノースブリッジ１１３には、メインメモリ１１５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、ノースブリッジ１１３は、ＡＧＰ（ＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄＧｒａｐｈｉｃｓＰｏｒｔ）バス等を介してＧＰＵ１１７との通信を行う機能も有する。

ＧＰＵ１１７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ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）１２０を制御する表示コントローラである。このＧＰＵ１１７は、ＯＳ（図示せず）や映像再生プログラム２０等により、図示しないＶＲＡＭ上に書き込まれた画像をＬＣＤ１２０上に表示する。

サウスブリッジ１１９は、ＬＰＣ（ＬｏｗＰｉｎＣｏｕｎｔ）バス上の各デバイス、及びＰＣＩ（ＰｅｒｉｐｈｅｒａｌＣｏｍｐｏｎｅｎｔＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）バス上の各デバイスを制御する。また、サウスブリッジ１１９は、ＨＤＤ１２３、ＯＤＤ１２５を制御するためのＩＤＥ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＤｒｉｖｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）コントローラを内蔵している。

ＴＶチューナ１２７は、放送波によって放送される放送番組データを受信する受信部である。
ＥＣ／ＫＢＣ１３１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（ＫＢ）１３２及びタッチパッド１３４を制御するためのキーボードコントローラとが集約された、１チップマイクロコンピュータである。ＥＣ／ＫＢＣ１３１は、ユーザによるパワーボタン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。本コンピュータ１０の各コンポーネントに供給される動作電源は、本コンピュータ１０に内蔵されたバッテリ１３６、又はＡＣアダプタ１３８を介して外部から供給される外部電源から生成される。

ネットワークコントローラ１３３は有線ネットワークに接続するためのデバイスであり、インターネット等の外部ネットワークとの通信を実行するために使用される。また、無線通信デバイス１３５は無線ネットワークに接続するためのデバイスであり、他の無線通信デバイスとの一対一の無線通信や、インターネット等の外部ネットワークとの通信等に使用される。

続いて、図２を参照しながら映像再生プログラム２０の構成を説明する。図２は、例えばＭＰＥＧ−２やＨ．２６４／ＡＶＣ等の規格に基づいて符号化された動画像符号化列を復号化して動画像を再生する映像再生プログラム２０の構成を示す。

入力端子２１１からは、例えばＭＰＥＧ−２やＨ．２６４／ＡＶＣ等の符号化方式で符号化された動画像符号化列２５１が入力される。この動画像符号化列２５１は、復号化処理部２１２に出力される。

復号化処理部２１２は、入力された動画像符号化列２１２の復号化処理を行い、動画像の各フレームを構成する映像信号２５２を、ＧＵＩ処理部２１３へ出力する。
このとき、復号化処理部２１２は、復号化処理をマクロブロック毎に行う。マクロブロックとは、例えば１６×１６画素の矩形のブロックであり、動画像符号化列２５１は、このマクロブロック単位で動き補償予測やフレーム内予測等により符号化されている。

復号化処理部２１２は、この復号化処理を行う際に、動画像符号化列により復号化されるフレームのうち、復号化対象のマクロブロックが表示領域に含まれるか否かに応じて、該マクロブロックを復号化するか否かを切り換える。

ＧＵＩ処理部２１３は、復号化処理部２１２から出力された映像信号２５２による映像を所定の表示領域内に配置した表示画面をＬＣＤ１２０上に表示する。この表示領域は、映像再生プログラム２０が表示するウィンドウ内の映像を表示する領域であり、ユーザが指定したウィンドウサイズや、全画面表示の場合にはＬＣＤの解像度等により決定される。

表示画面の映像信号２５３は、出力端子２１４から出力され、ＬＣＤ１２０上に表示画面が表示される。
表示領域検出部２１５は、ＧＵＩ処理部２１３から表示領域の画面サイズ等の情報をＧＵＩ処理部２１３から取得し、復号化処理部２１２に通知する。復号化処理部２１２は、復号化処理部２１２から通知を受けた表示領域に基づき、復号化対象のマクロブロックが表示領域内に入っているか否かを判断する。

続いて、図３を参照しながら、本実施例の映像再生プログラム２０の復号化処理について説明する。ここで、動画像符号化列２５１を復号化して得られるフレーム３０１の画像サイズは１９２０×１０８０画素であり、映像再生プログラム２０がＬＣＤ１２０上に表示する表示領域３０２の大きさは１２８０×８００画素であるものとして以下説明する。

従来、復号化して得られる動画像のフレーム３０１に対し、表示領域３０２の方が小さい場合には、図３（ｂ）に示すように、画像を縮小して表示させることが一般的である。このような表示方法を採る場合には、縮小や拡大により、画質が劣化する。

そこで本実施例の映像再生プログラム２０では、画質劣化を抑えるため、図３（ａ）に示すように、表示領域３０２に合わせた縮小処理を行わない。またここで、表示領域３０２の外部にあるマクロブロックについて、復号化処理を行わないことで、デコード負荷を軽減することもできる。

以下、より詳細に説明する。
まず、復号化処理部２１２は、表示領域検出部２１５から、表示領域３０２の解像度（本実施例では１２８０×８００）を取得する。次に、領域の中心、及び動画像のフレーム３０１の中心を計算し、この中心を合わせる。この中心から、表示領域を超えるところまでを計算し、復号化処理部２１２の復号化対象とするか否かを切り換える。

図３（ａ）の例では、１行目のマクロブロックＡ１乃至Ａｎは、全て表示領域３０２の外側に来るため、復号化処理部２１２は当該マクロブロックについては復号化処理を行わない。

続いて、２行目のマクロブロックのうち、マクロブロックＢ１乃至Ｂｋ−１、及びＢｊ＋１乃至Ｂｎについても、表示領域３０２の外側になるので復号化処理部２１２はこれらのマクロブロックについては復号化処理を行わない。

しかしながら、マクロブロックＢｋ乃至Ｂｊは、一部の領域が表示領域３０２内に含まれているので、これらのマクロブロックに対しては復号化処理の対象とする。
同様に、３行目のついても、マクロブロックＣ１乃至Ｃｋ−１、Ｃｊ＋１乃至Ｃｎについて、表示領域３０２の外側になるので復号化処理部２１２は復号化処理を行わず、マクロブロックＣｋ及びＣｊは一部の領域が表示領域３０２にかかっているので、復号化処理部２１２は復号化処理を行う。また、マクロブロックＣｋ＋１乃至Ｃｋ−ｊについては、全ての領域が表示領域３０２に含まれているので、復号化処理部２１２はこれらのマクロブロックも復号化対象とする。

尚、上記説明では、少なくとも一部領域が表示領域３０２にかかっているか否かで復号化対象とするか否かを判断していたがこれに限られるものではなく、例えば全領域が表示領域３０２に含まれないマクロブロック（例えば、マクロブロックＡ１等）であっても、他のマクロブロックの復号化時に参照される非参照マクロブロックである場合には、復号化対象とするようにしてもよい。

以下、図４を参照しながら、映像再生プログラム２０の再生処理の流れについて説明する。
まず、表示領域検出部２１５は、映像再生プログラム２０でデコードした動画像を表示可能な表示領域３０２の解像度を取得する（Ｓ４０１）。更に、当該表示領域３０２の中心と、動画像符号化列２５１を復号化して得られる動画像フレーム３０１の中心とを計算し、当該中心を一致させた上で、表示領域３０２に含まれるマクロブロックの領域を定める。

次に、復号化処理部２１２は、入力される動画像符号化列２５１を復号化する上で、復号化対象のマクロブロックが、表示領域３０２に含まれるか否かを判断する（Ｓ４０２）。もし表示領域３０２に含まれないマクロブロックである場合には（Ｓ４０２のＮｏ）、復号化せずに、次のマクロブロックの処理へ移る（Ｓ４０４）。一方、マクロブロックのうち、一部でも表示領域３０２に含まれる場合には（Ｓ４０２のＹｅｓ）、当該マクロブロックに対して復号化処理を行う（Ｓ４０３）。復号化されたマクロブロックを組み合わせることによりフレームが出来上がり、ＧＵＩ処理部２１３は当該フレームを順次ＬＣＤ１２０上へ表示する。

この後、全フレームに対する復号化処理を終えたか否かを判断し（Ｓ４０４）、まだデコードすべきマクロブロックが残っている場合には（Ｓ４０４のＮｏ）Ｓ４０２に戻ってデコード処理を継続する。

以上説明したように、本実施例によれば、表示可能領域３０２が動画像フレーム３０１の解像度を下回る場合であっても、拡大や縮小を行わないことにより画質の劣化を抑えることができる。さらに、表示しない領域のマクロブロックについてはデコード処理を行わないことにより、デコード負荷を軽減することができるようになる。

尚、表示領域３０２に含まれるか否かの計算は本実施例の方法に限られるものではない。例えば、シリアル番号表示領域にかかるマクロブロックの行列位置を求めて、デコードすべきマクロブロックのシリアル番号を選別するようにしても良い。

本発明の実施例１に係るコンピュータの構成を示す図。本発明の実施例１に係る映像再生プログラム２０の構成を示す図。本発明の実施例１に係る映像再生プログラムの処理を説明するための図。本発明の実施例１に係る映像再生プログラムの処理の流れを示すフローチャート。

符号の説明

１０・・・コンピュータ
２０・・・映像再生プログラム
１１１・・・ＣＰＵ
１１３・・・ノースブリッジ
１１５・・・メインメモリ
１１７・・・ＧＰＵ
１１９・・・サウスブリッジ
１２０・・・ＬＣＤ
１２１・・・ＢＩＯＳ−ＲＯＭ
１２３・・・ＨＤＤ
１２５・・・ＯＤＤ
１２７・・・ＴＶチューナ
１３１・・・ＥＣ／ＫＢＣ
１３２・・・キーボード
１３３・・・ネットワークコントローラ
１３４・・・タッチパッド
１３５・・・無線通信デバイス
１３６・・・バッテリ
１３８・・・ＡＣアダプタ
２１１・・・入力端子
２１２・・・復号化処理部
２１３・・・ＧＵＩ処理部
２１４・・・出力端子
２１５・・・表示領域検出部
３０１・・・動画像フレーム
３０２・・・表示領域

Claims

動画像の各フレームを、マクロブロック毎に復号化する復号化手段と、
前記復号化手段が復号化した画像を等倍で表示装置に表示する表示手段と、
前記表示手段が前記画像を表示する表示領域を検出する検出手段と
を備え、
前記復号化手段は、前記フレーム中のマクロブロックのうち、全領域が前記表示領域外となる前記マクロブロックの復号化を省略すること
を特徴とする動画像復号化装置。
前記復号化手段は、前記フレーム中のマクロブロックのうち、少なくとも一部が前記表示領域内となる前記マクロブロックの復号化を行うこと
を特徴とする請求項１記載の動画像復号化装置。
前記表示手段は、前記画像の中心位置を元に表示領域を設定すること
を特徴とする請求項1記載の動画像復号化装置。