JP2008294714A - 映像信号処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ランレングス圧縮されたサブピクチャデータを再生し、拡大・縮小などの加工処理を施す場合に、サブピクチャのデータ形態に適合する状態で拡大・縮小などの加工処理を良好に行うことができる映像信号処理装置を提供する。
【解決手段】ランレングス圧縮されたトップフィールド、ボトムフィールド用のサブピクチャデータを格納するサブピクチャバッファ７と、サブピクチャデータに対して拡大・縮小の表示倍率加工を行うサブピクチャ拡大・縮小処理部８と、拡大・縮小処理済みのサブピクチャデータを格納するサブピクチャ出力バッファ９と、ビデオパケットデータを格納するビデオバッファ５と、ビデオパケットデータをデコードするとともに拡大・縮小処理済みのサブピクチャデータをデコードし、デコード済みの主映像信号に対してデコード済みの副映像信号を合成して表示用に出力する映像デコーダ１０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ランレングス圧縮されたサブピクチャデータを再生し、拡大・縮小などの加工処理を施す場合に有効なサブピクチャ表示倍率変換の機能を備えた映像信号処理装置に関する。
ＤＶＤビデオディスクなどの映像再生データにおいては、主映像データとは別に、字幕などの副映像のための映像データいわゆる“サブピクチャ”を独立した形で記録できるように定められている。このサブピクチャデータの構造では、インターレース方式による再生を考慮し、トップフィールド、ボトムフィールドが定義されている。また、サブピクチャデータは、ビットマップデータとして記録されている。再生装置は、ディスクよりビットマップデータを読み取り、デコードを行い、デコードされた主映像に合成する（例えば特許文献１参照）。
ＤＶＤビデオなどの再生装置では、チャプタなどの選択メニューを表示したり、ゲーム等のアイテム選択のためのボタンを表示することができるようになっている。
ランレングス圧縮データの各ライン間のデータ（垂直方向）は、圧縮されていないため、拡大・縮小の倍率に合わせて１００％より大きい倍率のときは、図５のようにラインデータを繰り返すことで拡大処理を行う。拡大先ラインの順位と倍率から元のラインの順位を求める。四捨五入で求める。スケーリング処理後のデータについて、１ライン目は、１／１．５≒０．６７ゆえに、元ラインは１ライン目とする。２ライン目は、２／１．５≒１．３３ゆえに、元ラインは同じく１ライン目とする。３ライン目は、３／１．５＝２ゆえに、元ラインは２ライン目とする。４ライン目は、４／１．５≒２．６７ゆえに、元ラインは３ライン目とする。５ライン目は、５／１．５≒３．３３ゆえに、元ラインは同じく３ライン目とする。
また、１００％未満の倍率のときは、図６のようにラインデータを間引くことで縮小処理を行う。１ライン目は、１／０．８＝１．２５ゆえに、元ラインは１ライン目とする。２ライン目は、２／０．８＝２．５ゆえに、元ラインは３ライン目とする。１ライン目は、３／０．８＝３．７５ゆえに、元ラインは４ライン目とする。この場合、２ライン目が間引かれることになる。
ＵＳＰ５７５８００７
ところで、再生装置には、ＮＴＳＣ方式で記録されたタイトルをＰＡＬ方式のディスプレイで表示したり、または、ＰＡＬ方式で記録されたタイトルをＮＴＳＣ方式のディスプレイで表示したする。また、固定サイズのサブピクチャと、サイズが可変の主映像のサイズを同じサイズにして重ねて表示したりする。そのため、サブピクチャについては、主映像とは独立した倍率変換を行う機能が要求されることがある。
従来、映像データをデータ段階で拡大する技術としては、上下の走査線を用いてライン補間を行って拡大するものがある。しかし、この技術は、ＤＶＤ再生装置におけるサブピクチャを拡大するためには適用されていない。
一般に映像データは自然画像であるため、線形補間のような特徴をもつ拡大縮小方法を使用することが必須となる。これに対し、サブピクチャは各ピクセルを構成する画素は数種類しか許されていない。このため、線形補間により中間色を求めたとしても、中間色にちょうど合致する色がその種類数の画素の中にあるとは限らず、最終的にもっとも近い色の画素に丸め込まれてしまう。
また、サブピクチャデータは、トップフィールドとボトムフィールドに分かれて設定されている。図２のような四角の枠を表示する場合に、上辺と下辺はトップフィールドのみ、左辺と右辺はボトムフィールドのみとなるようなサブピクチャデータを拡大表示する場合、片方のフィールドにしかないデータを拡大表示すると、片方のフィールドにしかないデータを繰り返して表示することになるために、ラインが震えて見える現象が生じる。
本発明は、このような事情に鑑みて創作したものであり、サブピクチャのデータ形態に適合する状態で拡大・縮小などの加工処理を良好に行うことができる映像信号処理装置を提供することを目的としている。
本発明による映像信号処理装置は、
ランレングス圧縮されたトップフィールド用およびボトムフィールド用のサブピクチャデータを一時的に格納するサブピクチャバッファと、
前記サブピクチャバッファから読み出した前記サブピクチャデータに対して拡大・縮小の表示倍率加工を行うサブピクチャ拡大・縮小処理部と、
前記サブピクチャ拡大・縮小処理部による拡大・縮小処理済みのサブピクチャデータを一時的に格納するサブピクチャ出力バッファと、
ビデオパケットデータを一時的に格納するビデオバッファと、
前記ビデオバッファから読み出した前記ビデオパケットデータをデコードするとともに、前記サブピクチャ出力バッファから読み出した拡大・縮小処理済みのサブピクチャデータをデコードし、デコード済みの主映像信号に対してデコード済みの副映像信号を合成して表示用に出力する映像デコーダとを備えたものである。
この構成によれば、ＤＶＤ再生装置のようなデジタル映像再生装置において、ビデオパケットデータとは独立した状態でサブピクチャデータの倍率変換が可能になる。したがって、サブピクチャのデータ形態に適合する状態で拡大・縮小などの加工処理を良好に行うことが可能となる。
上記構成の映像信号処理装置において、前記サブピクチャ拡大・縮小処理部は、ラインデータの補間処理において、トップフィールドとボトムフィールドのいずれか一方にカラーデータのないラインがあれば、前記カラーデータのある方のフィールドのラインデータで補間するという態様がある。このように構成すれば、ラインが震えて見える現象を抑制することが可能となる。
また上記構成の映像信号処理装置において、前記サブピクチャ拡大・縮小処理部は、ラインデータの補間処理において、トップフィールドとボトムフィールドのいずれにもカラーデータがあるときは、前記カラーデータが一定ピクセル以上ある方のフィールドのラインデータをトップフィールドおよびボトムフィールドの双方に設定するという態様がある。このように構成すれば、ラインが震えて見える現象を抑制することが可能となる。
また上記構成の映像信号処理装置において、前記サブピクチャ拡大・縮小処理部は、ラインデータの補間処理において、一定のピクセル以上あるラインについては拡大率に関係なく前記ラインデータの使用を繰り返さないようにするという態様がある。このように構成すれば、垂直方向の拡大スケーリングの際に、ラインデータ補間を行う１ピクセルのラインで描かれたサブピクチャがあるときでも、横方向のラインが太くなることを抑制することが可能となる。
また上記構成の映像信号処理装置において、前記サブピクチャバッファに格納する前記サブピクチャデータは、光学式記録媒体から読み出されたデータに基づいているという態様がある。
本発明による映像信号処理装置は、さらに、前記サブピクチャデータが記録されている記録媒体から前記サブピクチャデータを読み出す信号再生部を備えているという態様がある。
上記の構成の映像信号処理装置において、さらに、前記記録媒体またはそのドライブ装置を備えているという態様がある。
また上記構成の映像信号処理装置において、前記サブピクチャバッファに格納する前記サブピクチャデータは、通信手段を介して取り込まれたデータであるという態様がある。
また上記構成の映像信号処理装置において、さらに、前記映像デコーダによりデコードされた映像を表示する表示手段を備えているという態様がある。
本発明によれば、ＤＶＤ再生装置のようなデジタル映像再生装置において、ビデオパケットデータとは独立した状態でサブピクチャデータの倍率変換が可能になる。したがって、サブピクチャのデータ形態に適合する状態で拡大・縮小などの加工処理を良好に行うことができる。
以下、本発明にかかわる映像信号処理装置の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態における映像信号処理装置を搭載したディスク再生装置の構成を示すブロック図である。図１において、ＡはＤＶＤなどのディスク、１はディスクＡを駆動回路制御するディスクドライブ、２はディスクＡに記録されている信号を光学的に読み取り、電気的な信号に変換し、ＤＶＤ規格に対応した復調およびエラー訂正を行い、さらに、ビデオ・オーディオパケットとサブピクチャパケットとに分離する信号再生部、３は信号再生部２によって生成されたビデオ・オーディオパケットのデータ転送を制御するデータ転送モジュール、４はデータ転送モジュール３によって転送されてくるビデオ・オーディオパケットを一時的に格納するデータバッファ、５はさらにデータバッファ４から送られてくるビデオ・オーディオパケットを復号のために一時的に格納しておくビデオ・オーディオバッファ、６は信号再生部２によって生成されたサブピクチャパケットについてヘッダ情報の解析を行って主映像サイズの情報、属性情報、サブピクチャの格納場所の情報などを取得するヘッダ解析処理部、７はヘッダ解析処理部６によって取得されたサブピクチャ情報とともにサブピクチャパケットを一時的に格納するサブピクチャバッファ、８はサブピクチャバッファ７から読み出したサブピクチャパケットに対して拡大・縮小処理を行うとともに、サブピクチャパケットにおけるラインの震えを抑制する処理を行うサブピクチャ拡大・縮小処理部、９は拡大・縮小処理済みのサブピクチャを復号のために一時的に格納するサブピクチャ出力バッファ、１０はビデオ・オーディオバッファ５からのビデオ・オーディオパケットとサブピクチャ出力バッファ９からの拡大・縮小処理済みのサブピクチャをデコードし、デコード済みの主映像信号に対してデコード済みの副映像信号を合成して表示用に出力するＡＶデコーダ、１１はＡＶデコーダ１０でデコードされ、合成された映像信号を表示するモニタである。Ｍはデータバッファ４、ビデオ・オーディオバッファ５、サブピクチャバッファ７およびサブピクチャ出力バッファ９を含むメモリである。
次に、上記のように構成された本実施の形態の映像信号処理装置の動作を説明する。
ディスクドライブ１はディスクＡを駆動回転制御する。信号再生部２はディスクＡに記録されている信号を光学的に読み取り、電気的な信号に変換する。さらに、信号再生部２は再生で得た高周波信号に対してＤＶＤ規格に対応した復調を行い、次にエラー訂正を行う。ここで再生された情報は、ビデオ・オーディオパケットとサブピクチャパケットとに分離される。ビデオ・オーディオパケットはデータ転送モジュール３によってデータバッファ４にデータ転送され、さらにビデオ・オーディオバッファ５に転送される。一方、サブピクチャパケットはヘッダ解析処理部９による解析処理を受けた上で、その解析結果情報とともにサブピクチャバッファ７に格納される。ここで、ヘッダ情報は、ＡＶＩ（Audio Video Interleaving）規格などで定められた情報であり、主映像サイズの情報、属性情報、サブピクチャの格納場所の情報などを含む。さらに、サブピクチャ拡大・縮小処理部８はサブピクチャバッファ７からサブピクチャパケットを読み出し、サブピクチャパケットに対して拡大・縮小処理を行った上で、拡大・縮小処理済みのサブピクチャをサブピクチャ出力バッファ９に格納する。ビデオ・オーディオバッファ５に格納されたビデオ・オーディオパケットおよびサブピクチャ出力バッファ９に格納された拡大・縮小処理済みのサブピクチャはＡＶデコーダ１０へ送り出される。ＡＶデコーダ１０はビデオ・オーディオパケットおよび拡大・縮小処理済みのサブピクチャをデコードし、さらに、デコードで得られた主映像信号に対して、デコーダで得られた副映像信号を合成し、その合成映像信号をモニタ１１へ送り出し、モニタ１１に映像を表示する。
すでに図２で説明したように、サブピクチャパケットにおいて、トップフィールドかボトムフィールドのいずれか一方にのみカラーデータが設定されているラインがあるときは、そのラインは震えて見える。上記のサブピクチャ拡大・縮小処理部８は、このようなラインの震えを抑制する機能を有している。すなわち、サブピクチャ拡大・縮小処理部８は、サブピクチャパケットに対する拡大・縮小処理の際に、図３に示すように、ラインデータの補間を行うことにより、ラインが震えて見える現象を抑制する。
このサブピクチャ拡大・縮小処理部８によるラインデータ補間処理は、次のいずれか１つを用いて、または複数を組み合わせて行う。
１．サブピクチャ拡大・縮小処理部８は、ラインデータの補間処理において、トップフィールドとボトムフィールドのいずれか一方にカラーデータのないラインがあれば、カラーデータのある方のフィールドのラインデータで補間する。すなわち、カラーデータを優先する。
２．サブピクチャ拡大・縮小処理部８は、ラインデータの補間処理において、トップフィールドとボトムフィールドのいずれにもカラーデータがあるときは、カラーデータが一定ピクセル以上ある方のフィールドのラインデータをトップフィールドおよびボトムフィールドの双方に設定する。
３．トップフィールドの処理をしているときは、トップフィールドのラインデータを設定する。また、ボトムフィールドの処理をしているときは、ボトムフィールドのラインデータを設定する。
サブピクチャ拡大・縮小処理部８がこのようなラインデータ補間を行うことにより、ラインが震えて見える現象を効果的に抑制することができる。
ところで、サブピクチャ拡大・縮小処理部８が上記のラインデータ補間を行うと、ラインデータによっては縦横のラインの太さが大きく異なってしまうことがある。例えば図４のように、垂直方向の拡大スケーリングの際に、ラインデータ補間を行う１ピクセルのラインで描かれたサブピクチャがあるとき、ＸＹ方向にそれぞれ２００％の拡大処理を行うと、横方向のラインの太さが縦方向ラインの太さの２倍になってしまう。これを回避するために、拡大率に関係なく、横方向のピクセル数が全体の平均ピクセル数以上あるラインについては、そのラインデータの使用を繰り返さないようにする。このようにすれば、横方向のラインが太くなることを抑制することができる。
本発明の映像信号処理装置は、ＤＶＤ再生装置のようなデジタル映像再生装置において、拡大・縮小などの加工処理をサブピクチャのデータ形態に適合する状態で良好に行う上で有用である。
本発明の実施の形態における映像信号処理装置を搭載したディスク再生装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態におけるサブピクチャの拡大時の課題の説明図 本発明の実施の形態におけるサブピクチャの拡大時の動作説明図 本発明の実施の形態におけるサブピクチャの拡大時の別の課題の説明図 従来の技術でのサブピクチャの拡大例を示す図 従来の技術でのサブピクチャの縮小例を示す図
符号の説明
Ａ 光ディスク
Ｍ メモリ
１ ディスクドライブ
２ 信号再生部
３ データ転送モジュール
４ データバッファ
５ ビデオ・オーディオバッファ
６ ヘッダ解析処理部
７ サブピクチャバッファ
８ サブピクチャ拡大・縮小処理部
９ サブピクチャ出力バッファ
１０ ＡＶデコーダ
１１ モニタ

Claims (9)

  1. ランレングス圧縮されたトップフィールド用およびボトムフィールド用のサブピクチャデータを一時的に格納するサブピクチャバッファと、
    前記サブピクチャバッファから読み出した前記サブピクチャデータに対して拡大・縮小の表示倍率加工を行うサブピクチャ拡大・縮小処理部と、
    前記サブピクチャ拡大・縮小処理部による拡大・縮小処理済みのサブピクチャデータを一時的に格納するサブピクチャ出力バッファと、
    ビデオパケットデータを一時的に格納するビデオバッファと、
    前記ビデオバッファから読み出した前記ビデオパケットデータをデコードするとともに、前記サブピクチャ出力バッファから読み出した拡大・縮小処理済みのサブピクチャデータをデコードし、デコード済みの主映像信号に対してデコード済みの副映像信号を合成して表示用に出力する映像デコーダとを備えた映像信号処理装置。
  2. 前記サブピクチャ拡大・縮小処理部は、ラインデータの補間処理において、トップフィールドとボトムフィールドのいずれか一方にカラーデータのないラインがあれば、前記カラーデータのある方のフィールドのラインデータで補間する請求項１に記載の映像信号処理装置。
  3. 前記サブピクチャ拡大・縮小処理部は、ラインデータの補間処理において、トップフィールドとボトムフィールドのいずれにもカラーデータがあるときは、前記カラーデータが一定ピクセル以上ある方のフィールドのラインデータをトップフィールドおよびボトムフィールドの双方に設定する請求項１に記載の映像信号処理装置。
  4. 前記サブピクチャ拡大・縮小処理部は、ラインデータの補間処理において、一定のピクセル以上あるラインについては拡大率に関係なく前記ラインデータの使用を繰り返さないようにする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の映像信号処理装置。
  5. 前記サブピクチャバッファに格納する前記サブピクチャデータは、光学式記録媒体から読み出されたデータに基づいている請求項１から請求項４までのいずれかに記載の映像信号処理装置。
  6. さらに、前記サブピクチャデータが記録されている記録媒体から前記サブピクチャデータを読み出す信号再生部を備えている請求項５に記載の映像信号処理装置。
  7. さらに、前記記録媒体またはそのドライブ装置を備えている請求項６に記載の映像信号処理装置。
  8. 前記サブピクチャバッファに格納する前記サブピクチャデータは、通信手段を介して取り込まれたデータである請求項１から請求項７までのいずれかに記載の映像信号処理装置。
  9. さらに、前記映像デコーダによりデコードされた映像を表示する表示手段を備えている請求項１から請求項８までのいずれかに記載の映像信号処理装置。
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