JP3214616B2 - デジタル圧縮映像の倍速再生方法 - Google Patents

デジタル圧縮映像の倍速再生方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、MPEG(Moving Pict
ure Experts Group)方式等によるデジタル圧縮映像の倍
速再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】 MPEG方式で圧縮され
た映像データは、周知のように、そのデータだけで1枚
の画像が構成できるピクチャ(Iピクチャ)と、過去の
画像を参照して1枚の画像を構成するピクチャ(Pピク
チャ)と、過去と未来の画像を参照して1枚の画像を構
成するピクチャ(Bピクチャ)があり、IピクチャとP
ピクチャはまとめてコアピクチャと総称される。
【0003】従来、MPEGデータを再生する画像再生装置
で倍速再生を行う場合には、図8に示すように、再生ス
トリームをリードして(ステップ801)、ピクチャご
とにピクチャヘッドを取得し(ステップ802)、その
内容によって、ピクチャタイプがBピクチャか否かを判
断した結果により(ステップ803)、Bピクチャでな
いのなら当該ピクチャをデコードし表示するが(ステッ
プ804)、Bピクチャであるときは当該ピクチャを破
棄するようにしている(ステップ805)。
【0004】図9は、上述の従来方法による倍速再生時
のピクチャの再生順序を説明するためのものである。図
9の上段は、通常再生時のピクチャの再生順序を示し、
I1からI16までの16個のピクチャが、左方から右
方への時間経過とともに、16タイムスロットを要して
順次に再生されていく。
【0005】中段は、図8による従来の倍速再生を行な
った場合の再生順序を示し、Bピクチャが欠落して8タ
イムスロットで倍速再生されていることがわかる。
【0006】さらに、下段は、Pピクチャをも破棄した
結果、Iピクチャのみを2タイムスロットで8倍速再生
した場合の再生順序を示す。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のデジタ
ル圧縮映像の倍速再生方法では、Iピクチャのみを再生
するか、コアピクチャを再生し途中の画像を飛ばしてい
るため、以下のような多くの問題点があった。
【0008】第1の問題点は、IピクチャとPピクチャ
によって再生するため、コアピクチャのみから成るスト
リームではすべてのピクチャを再生してしまうことにな
るので、倍速再生が行なえないということである。
【0009】また、第2の問題点は、正確な倍速再生が
出来ないことである。その理由はI,P,Bピクチャの
あるデータにおいて、途中のBピクチャを飛ばすが、エ
ンコード時に決められたピクチャの間隔でしか再生が出
来ないので、図9中段のように間隔が不等間隔になった
り、2倍には枚数が足りなかったりするためである。
【0010】さらに、第3の問題点は、エンコード時に
決められたIとPピクチャの間隔が広い場合には、飛ば
す映像(Bピクチャ)の枚数が多くなってしまうため
に、動きが飛んだ形になり、動きにスムーズさを欠いて
しまうことである。特に、Iピクチャのみを再生する方
法では、図9の下段に示すように、14枚の画像が飛ば
されることになるため、この問題点が顕著に現われる。
【0011】さらに、第4の問題点は、音声との同期が
とれないことである。コアピクチャだけの再生では、ピ
クチャの間隔が再生されるMPEGストリームによってまち
まちなため、音声を正確に倍速にしても画像は正確に倍
速にならないので、同期を取ることが出来ず、倍速再生
時には画像と音声がバラバラになったり、図10のよう
に、倍速再生から通常再生に復帰する時に、画像と音声
の再同期処理をすることが必要だった。なお、図10に
おいて、×1は通常再生、×2は倍速再生を表す。
【0012】このように従来のデジタル圧縮映像の倍速
再生方法では、エンコードした時の条件に再生が左右さ
れてしまうという欠点があった。したがって、本発明の
目的は、以上の問題点を解決したデジタル圧縮映像の倍
速再生方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明のデジタ
ル圧縮映像倍速再生方法は、MPEG方式により、フレーム
構造でデジタル圧縮された映像を倍速再生するデジタル
圧縮映像の倍速再生方法において、読み込んだストリー
ムをピクチャごとに解読する手順と、解読されたピクチ
ャの奇数ラインデータを、メモリ内にマッピングされた
奇数フィールド領域へコピーする手順と、続いて供給さ
れてくるストリームのピクチャヘッドから次のピクチャ
のピクチャタイプを判別する手順と、該判別の結果によ
り、Iピクチャなら前記解読した結果を前記メモリの奇
数フィールド領域と偶数フィールド領域にコピーし、ま
たIピクチャでないなら当該ピクチャを解読して偶数ラ
インのデータを前記メモリの偶数フィールド領域にコピ
ーする手順と、前記奇数フィールド領域および偶数フィ
ールド領域のデータを1フレームのピクチャとして表示
する手順とを有し、2枚のフレーム構造の画像データか
ら、各々の奇数ラインまたは偶数ラインのデータを、奇
数フィールドまたは偶数フィールドのデータとし、1枚
のフレームデータに合成し、再生を行うことを特徴とす
る。また、本発明のデジタル圧縮映像倍速再生方法の好
ましい実施の形態は、Iピクチャの画像データが偶数フ
ィールドに割り振られる場合には、その前の奇数フィー
ルド部分についても、当該偶数フィールドIのピクチャ
の奇数ラインデータを使用することを特徴とする。ま
た、本発明のデジタル圧縮映像倍速再生方法の好ましい
実施の形態は、前記奇数ラインデータまたは偶数ライン
データのコピーをMPEGデコーダ内に設けたフレームメモ
リに行うようにしたことを特徴とする。発明では、フ
レーム単位で圧縮されたデータを通常再生と同様に全て
復号し、図6に示すように、奇数番目のピクチャの奇数
ライン,または偶数番目のピクチャの偶数ラインのデー
タをフィールドデータとして再生していくことで倍速再
生を実現する。これによって、すべての画像データを再
生することになり、スムーズな再生画像を得ることが出
来ると共に、完全倍速再生が出来るので図7に示す様
に、倍速音声との同期再生も可能になる。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。先ず、図3に示す一般的な
デジタル圧縮映像再生装置を参照すると、本装置は、MP
EGストリーム供給源301,MPEGデコーダ302,デコ
ード・表示用メモリ303およびコントローラ304で
構成される。MPEGストリーム供給源301は、倍速再生
時に再生するMPEGストリームを通常の2倍以上の転送レ
ートで供給する。
【0015】図4は図3のMPEGデコーダ301内の構成
例を示している。MPEGデコーダ401に入力されたスト
リームは、ストリーム入力インタフェース403に入力
され、デマルチプレクサ404によってビデオストリー
ムとオーディオストリームに分離される。
【0016】分離されたビデオストリームは、ビデオデ
コーダ405によってデコード・表示用メモリ402を
使ってデコードされる。ビデオデコーダは倍速再生時に
は通常速の2倍速以上でデコードを行うことが必要であ
る。
【0017】デコード・表示用メモリ402は、ビデオ
デコーダ205がデコードする時や、デコードした画像
を表示するために使用する。デコード・表示用メモリ4
02内のデータのマッピングはビデオデコーダ405が
管理する。
【0018】デコードされたデジタルビデオ信号は、ビ
デオエンコーダ406によってNTSCやPAL等の各
方式のビデオ信号にエンコードされ、DAC(デジタル
−アナログコンバータ)407によって、アナログ信号
として出力される。一方、分離されたオーディオストリ
ームはオーディオデコーダ408によりデコードされ出
力される。
【0019】次に、図1のフローチャートを使って、本
発明のデジタル圧縮映像の倍速再生方法の一実施例にお
けるMPEGデコーダ302(401)動作について説明す
る。
【0020】先ず、コントローラ304から倍速再生の
指示を受けたMPEGストリーム供給源101から、ストリ
ームが通常再生の2倍以上の転送レートで供給されるの
で、その再生ストリームをリードする(ステップ10
1)。MPEGデコーダ302は、供給されたストリームの
デコードを開始する(ステップ102)。デコードされ
たピクチャの奇数ラインデータは、デコード・表示用メ
モリ303内にマッピングされた奇数フィールド領域へ
コピーされる(ステップ103)。
【0021】続いて供給されてくるストリームのピクチ
ャヘッダから、次のピクチャのピクチャタイプを判別す
る(ステップ104,105,106)。ここで、ピク
チャタイプがIピクチャの場合には、デコードした(ス
テップ107)データをデコード・表示用メモリ303
の奇数フィールド、偶数フィールド(1フレーム)領域
にコピーする(ステップ108)。この結果、奇数フィ
ールド領域に既に存在するデータは、Iピクチャにより
上書きされるため表示されない。これは、偶数フィール
ドのデータがIピクチャの場合、奇数フィールドとの画
像内容の変化が大きい可能性があるため、フィールドデ
ータを混ぜてしまうと不自然に見える場合があるので、
偶数フィールドにIピクチャのデータが来た場合には、
1フレーム分全部をIピクチャの画像にしたものであ
る。
【0022】一方、ピクチャタイプがPピクチャまたは
Bピクチャだった場合には(ステップ106)、対象ピ
クチャをデコードして(ステップ110)、偶数ライン
のデータをデコード・表示用メモリ303の偶数フィー
ルド領域にコピーする(ステップ111)。
【0023】こうして出来た1フレーム(奇数、偶数フ
ィールド)のピクチャを表示する(ステップ109また
はステップ112)。
【0024】以上の動作を倍速再生の終了指示があるま
で繰り返し行う。(ステップ113) この方法によっ
て再生された画像の順番を図式化したものを図2に示
す。倍速再生が開始されると、I1の奇数ラインデータ
が最初の奇数フィールドデータに、B2の偶数ラインデ
ータが偶数フィールドのデータとなって、倍速再生1枚
目のフレーム画像を構成する。次に、B3が奇数ライ
ン、P4が偶数ラインと続いて倍速再生のフレーム画像
を構成していく。P13はカウント上、奇数フィールド
データになる筈だが、偶数フィールドがIピクチャにな
るため表示されずに、I14が奇数フィールド、偶数フ
ィールド共に表示される。
【0025】次に、本発明のデジタル圧縮映像再生装置
の一実施例について説明する。図5は図4のMPEGデコー
ダ401内にフレームバッファ508を搭載すること
で、外付けのメモリをデコードにのみ使用するデコード
メモリ502としたものである。本装置の動作は、前述
の表示用メモリ領域にデコードした画像の奇数ラインま
たは偶数ラインのデータをコピーする処理を、MPEGデコ
ーダ501内のフレームバッファ508に格納すること
により実現する。
【0026】これによって、メモリのマッピングをデコ
ード用のみにすることが出来ると共に、図3のデコード
・表示用メモリ402と同じメモリ容量であれば、空い
たメモリ領域を逆再生時のMPEGストリーム保存領域等他
の特殊再生用途にマッピングすることも可能になる。ま
た、内部にフレームバッファ508を持つことで、デコ
ードと表示のメモリアクセスがデコードのみのアクセス
になり、アクセススピードが軽減されるという効果があ
る。
【0027】
【発明の効果】本発明の第1の効果は、圧縮画像が、ど
のようなピクチャタイプの構成のストリームであって
も、倍速再生が可能なことである。本発明では、すべて
のピクチャをデコードし表示しているため、MPEGストリ
ームのピクチャタイプによって影響を受けることはない
からである。
【0028】また、第2の効果は、倍速再生であって
も、通常再生とほぼ変わらない動きの滑らかさになるこ
とである。本発明では、すべての画像データを使用して
おり、倍速再生になってもIピクチャの仕切り直し以外
に飛ばしている画像がないためである。
【0029】さらに、第3の効果は、疑似ではない、完
全倍速再生が出来ることである。すべてのピクチャをデ
コードし、その画像の奇数ラインまたは偶数ラインのデ
ータをフィールドデータとして使用するため、時間的に
完全に倍速再生が実現できる。また、Iピクチャの仕切
り直しによっても、時間的な倍速が損なわれない処理に
してあるので、どのようなストリームであっても完全倍
速に対応できるからである。
【0030】さらに、第4の効果は、音声も完全倍速再
生が出来るシステムであれば、AV同期を損なうことな
く、通常再生に復帰することが出来ることである。本発
明は、完全倍速の再生であるため、時間経過を2倍とし
て音声についても倍速再生を行うシステムであれば、同
期を外すことなく再生できるので、図7のように倍速再
生から通常再生へ復帰する場合にも、同期を取り直すな
どの必要が無いので、復帰が素早く行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のデジタル圧縮映像の倍速再生の手順
フローチャート。
【図2】 本発明による倍速再生時の画像再生順を示す
図。
【図3】 一般のデジタル圧縮映像再生装置のブロック
図。
【図4】 図3の装置における一般のMPEGデコーダの内
部構成を示すブロック図。
【図5】 本発明のMPEGデコーダの内部構成を示すブロ
ック図。
【図6】 本発明におけるフレームからフィールドへの
変換を説明するための図。
【図7】 本発明による倍速再生におけるAV同期状態
を示す図。
【図8】 従来のデジタル圧縮映像の倍速再生の手順フ
ローチャート。
【図9】 従来方法による倍速再生時の画像再生順を示
す図。
【図10】 従来方法による倍速再生におけるAV同期
状態を示す図。
【符号の説明】
301 MPEGストリーム供給源 302,401,501 MPEGデコーダ 303,402 デコード・表示用メモリ 304 コントローラ 403 ストリーム入力インターフェ
ース 404,504 デマルチプレクサ 405,505 ビデオデコーダ 406,506 ビデオエンコーダ 407,507 DAC 408,509 オーディオデコーダ 502 デコードメモリ 508 フレームバッファ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 MPEG方式により、フレーム構造でデジタ
    ル圧縮された映像を倍速再生するデジタル圧縮映像の倍
    速再生方法において、 読み込んだストリームをピクチャごとに解読する手順
    と、 解読されたピクチャの奇数ラインデータを、メモリ内に
    マッピングされた奇数フィールド領域へコピーする手順
    と、 続いて供給されてくるストリームのピクチャヘッドから
    次のピクチャのピクチャタイプを判別する手順と、 該判別の結果により、Iピクチャなら前記解読した結果
    を前記メモリの奇数フィールド領域と偶数フィールド領
    域にコピーし、またIピクチャでないなら当該ピクチャ
    を解読して偶数ラインのデータを前記メモリの偶数フィ
    ールド領域にコピーする手順と、 前記奇数フィールド領域および偶数フィールド領域のデ
    ータを1フレームのピクチャとして表示する手順とを有
    し、 2枚のフレーム構造の画像データから、各々の奇数ライ
    ンまたは偶数ラインのデータを、奇数フィールドまたは
    偶数フィールドのデータとし、1枚のフレームデータに
    合成し、再生を行うことを特徴とするデジタル圧縮映像
    の倍速再生方法。
  2. 【請求項2】 Iピクチャの画像データが偶数フィール
    ドに割り振られる場合には、その前の奇数フィールド部
    分についても、当該偶数フィールドのIピクチャの奇数
    ラインデータを使用することを特徴とする請求項1記載
    のデジタル圧縮映像の倍速再生方法。
  3. 【請求項3】 前記奇数ラインデータまたは偶数ライン
    データのコピーをMPEGデコーダ内に設けたフレームメモ
    リに行うようにしたことを特徴とする請求項1または請
    求項2記載のデータ圧縮映像の倍速再生方法。
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