JP3292509B2 - 動画像再生装置およびこれを用いた装置 - Google Patents

動画像再生装置およびこれを用いた装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル計算機の応用
として、または、専用のデジタル回路として構成する動
画像再生装置およびこれを利用した装置に関する。動画
像再生装置においては、予め作成しておいた動画像を、
予め想定した順序で再生するようになっているが、より
機能の高い動画像再生装置の開発が要望されている。
【0002】
【従来の技術】従来のデジタルデータの形式で記憶装置
に蓄えておいた動画像を再生する動画像再生装置、特
に、計算機の応用として作られた動画像再生装置として
は、例えば図13に示すようなものがある。図13にお
いて、1は半導体メモリ、ディスク装置などの記憶装置
であり、記憶装置1には画像データ(動画像)が蓄積さ
れる。2は画像メモリ(ビデオメモリ)であり、画像メ
モリ2には表示装置(CRT)3に表示する画像データ
が一画面分以上保持される。4は転送機構であり、転送
機構4は記憶装置1内に蓄積しておいた画像データを画
像メモリ3に転送する。
【0003】計算機システムの一形態ないし計算機の応
用として構成した場合、画像データを蓄積する記憶装置
1は、対象となる画像データの情報量にくらべて比較的
小さいため、VTR(ビデオテープレコーダ)などのよ
うにして、全てのデータを記憶することはせず、通常、
適当な手段で圧縮し、以前の画像に対して変化していな
い部分は省いている。
【0004】すなわち、記憶装置1内には差分データが
記憶される。記憶されている差分データの構成例を図1
4に示す。図示のように、データは画面のある行の一部
を示すもので、‘33 33’,‘44’という2つの
パターンが左から右に移動する様子を示す。フレーム毎
に、直前のフレームのデータに対して更新するデータを
差分データとして持つ。差分データの内容は、パターン
の移動により、見えなくなる背景部分に上書きする値
と、見えている部分に書き込む値とである。なお、デー
タ例において空欄の部分は更新しない部分であり、「N
ピクセル更新しない」といったコード(コマンド)によ
り表現する。
【0005】このような従来使われている差分データ
は、フレーム間における各ピクセルの相違を調べ、直前
のフレームと変化したピクセルの情報を単純に記述した
ものである。図14に示すように動作するものであり、
一般に画像全体のピクセル数に対して変化する部分は少
ないから、単純に圧縮する場合に比べて少ないデータ量
で表現することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の動画
像再生装置は、VTRの代替として構成されたものであ
り、予め作成しておいた動画像を、予め想定した順序で
再生するのみでユーザの操作などによって幾つかのスト
ーリ展開から一つを選択するといったことはなされる
が、これも、予め想定したストーリの範囲であり、いわ
ばVTRの早送りが高速になるというものである。
【0007】その結果、機能性が良好でないという問題
点があった。本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、実時間で画像データを加工す
ることにより、より機能の高い動画像再生装置およびこ
れを用いた装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。図1において、12は表示装置に動画像を表
示するデータを保持する画像メモリ、13はフレームの
間の差分データを主とする画像データを蓄積する記憶装
置、14は該記憶装置13からの画像データを前記画像
メモリ12に書き込むデータ転送機構、16は前記デー
タ転送機構14内に設けられ、前記画像メモリ12が現
在保持している当該ピクセルの値を保存する第1手段、
17は保存しておいたピクセルの値を前記画像メモリ1
2に書き込む第2手段である。
【0009】
【作用】本発明においては、その作品(アニメーショ
ン)を構成し、動作する単位である登場人物(キャラク
ター)ごとに差分データを作成しておく。このとき、
「登場人物の移動・動作に伴って一度隠れるが、後に表
示されるピクセル」の扱いを次のようにした。
【0010】すなわち、「直前のフレームで表示されて
いるピクセルを保存する」(操作S)、「保存しておい
たピクセル値を書き込む」(操作P)という2つの操作
を加えることによって、ピクセルの処理を行った。この
操作は、特別な色コードを割り当ててもよいし、単純に
このような操作を命令として記述してもよい。これは、
ある背景画像ないし既存の動画像データに、別に用意し
た画像データを加えることになる。
【0011】通常は、従来の、差分データを使用する動
画像再生装置と同様に、与えられた差分データを逐次画
像メモリに書き込む。操作Sが指定された場合、画像メ
モリの対応するピクセルの現在の内容を読み、別に用意
したバッファメモリの所定の位置に保存する。また、操
作Pが指定された場合、書き込もうとするピクセルの位
置から対応するバッファメモリの位置を求め、その内容
を画像メモリに書き込む。
【0012】本発明においては、同時に複数の差分デー
タを、それらから構成される単一のアニメーションを生
成しながら再生することができる。すなわち、操作S,
Pを高速に実行する。あるいは、従来の動画像再生装置
と同様のアルゴリズムで動作しながら、操作S,Pを実
行する。これにより、従来の動画像再生装置と同様の速
度でありながら、任意に選択した、あるいは送られてく
る差分データと合成しながら再生することができる。
【0013】その結果、機能性を向上させることができ
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2〜図8は本発明の一実施例を示す図である。
図2は動画像再生装置の全体構成図を示す。図2におい
て、11は動画像再生装置を示し、動画像再生装置11
は、動画像を表示するデータを保持する画像メモリ12
とフレームの間の差分データを主とする画像データを蓄
積する記憶装置13と、記憶装置13からの画像データ
を加工して画像メモリ12に書き込むデータ転送機構1
4と動画像を表示する表示装置15により構成される。
【0015】データ転送機構14内には、画像メモリ1
2の直前のフレームで表示されているピクセルの値を保
存する操作Sを実行するための第1手段16と、保存し
ておいたピクセルの値を画像メモリ12に書き込む操作
Pを実行するための第2手段17が、それぞれ設けられ
ている。ここで、本実施例の差分データの構成を図3に
示す。
【0016】図3においては、図14と対比させるため
各フレームにおける動作を2段階に記述している。S お
よびs は操作Sを示し、P は操作Pを示す。s はこの例
においては省略可能であるが、複数の差分データを合成
する場合には有用となる。次に、図4は本実施例の要部
を示す回路構成図である。図4において、18はアドレ
スを示す信号ADDRを解読するデコーダであり、デコ
ーダ18は選択する信号SELを画像メモリ12および
バッファメモリ19に送るとともに、タイミング生成回
路20に送る。
【0017】信号ADDRはアドレス写像回路21を介
してバッファメモリ19に入力するとともに画像メモリ
12に入力する。アドレス写像回路21は画像メモリ1
2に与えるアドレスからバッファメモリ19の該当する
アドレスを求めるために設けられている。データDAT
Aは書き込みを行う信号WRITEによって作動するバ
ッファ22を介して画像メモリ12に入力する。
【0018】タイミング生成回路20には前記操作Sを
行うための信号S−OP、信号SEL、信号WRITE
が入力し、ラッチ23に信号LEを出力してから書き込
みをする信号WRをアンド回路24を介してバッファメ
モリ19に出力するとともに画像メモリ12に出力す
る。前記信号LE(Latch Enable)はラッ
チ23が入力データを取り込むことを指定し、前記信号
WRは画像メモリ12およびバッファメモリ19に対す
る書き込みを指定する。
【0019】アンド回路24にはタイミング生成回路2
0からの信号WRと信号S−OPが入力し、バッファメ
モリ19に書き込みをする信号WRを出力する。なお、
信号S−OPおよび後述する操作Pを実行する信号P−
OPは、例えば書き込みデータDATAをデコードした
り、アドレス信号をデコードすることによって作ること
ができる。
【0020】タイミング生成回路20では、デコーダ1
8からの信号SEL、信号WRITEを契機に動作を開
始する。信号S−OPが成立している場合、まず信号L
Eをアサートし、信号WRはアサートしないままとす
る。この状態のとき、画像メモリ12は読みだし状態に
なり出力データはラッチ23に取り込まれる。所定時間
経過後、信号WRがアサートされ、信号LEはネゲート
(不成立)される。この状態のとき、画像メモリ12お
よびバッファメモリ19のそれぞれが書き込み状態にな
り、指定されたデータDATAが画像メモリ12に、先
に画像メモリ12に入っていたデータDATAはラッチ
23からバッファメモリ19に書き込まれる。このよう
にして操作Sが実行される。
【0021】信号S−OPが成立していなければ、信号
LEをアサートすることなく画像メモリ12を書き込み
状態にする。バッファメモリ19に対する書き込み信号
はアンド回路24によって信号S−OPとの論理積とな
っているから成立せず、したがって、バッファメモリ1
9へは書き込まれない。なお、ここでは明示的に示した
が、通常信号S−OPと信号WRの論理積を行うアンド
回路24はタイミング生成回路24の一部として構成す
る。
【0022】また、タイミング生成回路20、アンド回
路24、ラッチ23およびバッファメモリ19が操作S
を実行する第1手段16を構成している。次に、画像メ
モリ12の必要とするピクセルに1対1に対応できるだ
けの充分な量のバッファメモリ19を確保できる場合、
表示装置15の内容を保持する画像メモリ12からの読
みだしサイクルと、このバッファメモリ19への書き込
みサイクルを同時に行うことにより、回路構成を単純化
することができる。
【0023】操作Sを高速に実行するための回路構成を
図5に示す。図5において、図4のアドレス写像回路2
1はなくなるので、回路構成が単純になるが、大容量の
バッファメモリ19Aが必要になる。この回路のタイミ
ングチャートを図6に示す。信号S−OPがアサートさ
れ、次いで信号WRITEがアサートされ、次いで信号
SELがアサートされると、タイミング生成回路20は
信号SELに同期して信号LEをラッチ23に出力し、
画像メモリ12のデータDATAはラッチ23にラッチ
される。信号LEがネゲートされると、信号WRがアサ
ートされ、データDATAが画像メモリ12に書き込ま
れると同時に、ラッチ23のデータDATAはバッファ
メモリ19Aに入力する。
【0024】一方、信号WRITEと信号SELがアサ
ートされ、信号S−OPがネゲートのときは、信号LE
は出力されず、信号WRが出力されて、データDATA
は画像メモリ12に通常の書き込みが行われる。次に、
わずかの修正により操作Pについても同様に高速な動作
を実現するための回路構成を図7に示す。
【0025】すなわち、操作Sに対する動作が、画像メ
モリ12からの読みだしとバッファメモリ19Aへの書
き込みを同時実行するものであったのに対し、操作Pに
対しては、画像メモリ12への書き込みとバッファメモ
リ19Aからの読み出しを同時実行するというものであ
る。図7において、信号P−OPは操作Pの実行時にア
サートされる信号、25はマルチプレクサ、このマルチ
プレクサ25は2系統の信号から1つを選択して出力す
るもので、信号d−selがアサートされるとき、バッ
ファメモリ19Aからの出力データを出力し、信号d−
selがアサートされていないときはデータDATAを
出力する。
【0026】26はラッチであり、このラッチ26はバ
ッファメモリ19Aに保存されたデータDATAをラッ
チし、マルチプレクサ25を介して画像メモリ12に出
力する。なお、タイミング生成回路20、ラッチ26,
マルチプレクサ25およびバッファメモリ19Aが操作
Pを実行する第2手段17を構成している。この回路の
タイミングチャートを図8に示す。
【0027】操作Sの場合、信号WRITE、信号S−
OPがアサートされ、次いで信号SELがアサートされ
ると、信号SELに同期して信号LEがラッチ23に出
力され、画像メモリ12のデータDATAがラッチ23
にラッチされる。信号LEがネゲートされ、信号wr1
と信号wr2が同時にアサートされると、ラッチ23の
データDATAはバッファメモリ19Aに入るととも
に、データDATAが画像メモリ12に書き込まれる。
【0028】操作Pの場合、信号WRITE、信号P−
OP、および信号SELがアサートされると、信号LE
および信号d−selがアサートされ、バッファメモリ
19AのデータDATAをラッチ26にラッチし、ま
た、マルチプレクサ25を作動させる。信号LEがネゲ
ートになると、信号wr2がアサートされ、ラッチ26
にラッチされていたデータDATAはマルチプレクサ2
5を介して画像メモリ12に書き込まれる。
【0029】通常の書き込みの場合には、信号WRIT
Eと信号SELがアサートされるが、信号S−OP、信
号P−OPはネゲートされる。したがって、信号LE、
信号d−selおよび信号wr1はネゲートされ、信号
wr2がアサートされる。このため、データDATAは
画像メモリ12に書き込まれる。このように、画像を再
生する再生時に、実時間で画像データを加工することが
できるので、機能性を向上させることができる。
【0030】また、予め記憶装置13内に蓄えた動画像
データとは別に記憶装置13に蓄えた。または外部記憶
手段から逐次送られてくる差分データを同時に同一画面
として組み合わせて再生することもできる。また、動画
像、差分ファイルのそれぞれの再生速度は同一である必
然性がない。たとえば、主として再生する動画像を2コ
マ再生するごとに差分データを1コマ分読み進めること
は何ら制約なく実現することができる。それぞれを別個
に設定することによって、たとえば複数の物体の運動
を、それぞれの速度を変えながら再生することにより大
まかな相対位置の変化や衝突位置の変化の様子を見るこ
とができる。
【0031】また、予めいろいろな差分データを用意し
ておき、その組み合わせを作ることによって、従来例よ
りも手軽にアニメーションを作ることができる。次に、
図9は本発明の第2実施例を示す図である。図9におい
て、27は差分データ選択手段としての差分データ選択
部であり、差分データ選択部27は記憶装置13とデー
タ転送機構14の間に設けられ、キーボードやスイッチ
などの入力手段28からの操作者29の指示により、記
憶装置13から所定の差分データを選択し、組み合わせ
て、データ転送機構14に送る。
【0032】データ転送機構14内には前記操作Sを実
行するための第1手段16と、前記操作Pを実行するた
めの第2手段17が設けられている。表示装置15、記
憶装置13、画像メモリ12およびデータ転送機構14
が全体として前記実施例の動画像再生装置11を構成し
ている。本動画像再生装置はユーザの指示によって、登
場人物を入れ換えたり、増減するといった変更を実時間
で実現することができる。例えば、幼児向けの玩具とし
て有効であると思われる。
【0033】また、問題に対する回答によって登場人物
を選択し、その後のアニメーションを実行するシステム
は、初等教育〜高校程度の教育の場面で有効であると思
われる。従来例でも、択一式の質問を出し、回答によっ
てその後のストーリ展開を変化させることはできるが、
本実施例によれば、物体の速度を計算させ、以後のアニ
メーションをその速度に相当するスピードで実行させる
などの択一式でない問を実現することができる。
【0034】次に、図10は本発明の第3実施例を示す
図である。図10において、30は構内や遠隔地に設け
られ、異常状態を検出する複数の監視ユニット(異常状
態検出手段)であり、これらの監視ユニット30の各出
力は電話回線やLANなどの回線31を介して状態監視
部(状態監視手段)32に与えられる。状態監視部32
からの状態に応じて差分データ選択部(差分データ選択
手段)27Aは記憶装置13に用意しておいた差分デー
タを選択してデータ転送機構14に出力する。差分デー
タ選択部27Aには前記動画像再生装置11が接続され
ている。
【0035】この監視装置は、構内や遠隔地に設けた監
視ユニット30から信号をあつめ、異常状態を検出する
と、その状況に対応して用意しておいた差分データを再
生するという仕組みによる監視装置である。異常状態の
発生に伴って警告を出す装置は珍しくないが、このよう
に、アニメーションによって表示することにより、視認
性が高まり、また、異常状態の内容、程度に応じた情報
表示を実現することができる。
【0036】次に、図11は本発明の第4実施例を示す
図である。図11において、32Aは状態監視手段とし
ての状態監視部であり、状態監視部32Aは対象計算機
33の内部状態を監視する。状態監視部32Aはサービ
スプロセッサ(SVP)で構成される、すなわち、大型
計算機などに用意されている、大型計算機に比べて小規
模の監視、操作用の計算機により構成される。
【0037】状態監視部32Aで監視した状態に応じて
差分データ選択部(差分データ選択手段)27Bは記憶
装置13から差分データを選択してデータ転送機構14
に出力する。差分データ選択部27Bには前記動画像再
生装置11が接続されている。この監視装置は、対象計
算機33の内部の状態変化によって、差分データを選択
し、また、その再生速度を調整しながら監視を実行す
る。例えば、プログラムの動作状態を表示することによ
り、デバックに利用したり、システムの負荷状態を監視
し、最適なシステム構成となるような改善計画を作るた
めに役立てたりすることができる。
【0038】なお、図11において、監視対象である対
象計算機33と動画像再生装置11とは別の構成である
ように示したが両者が同一の計算機であっても良い。次
に、図12は本発明の第5実施例を示す図である。図1
2において、34は画像編集差分データ作成手段として
の画像編集差分データ作成部であり、画像編集差分デー
タ作成部34は、動画像再生は止めた状態で画像メモリ
12の内容を編集するとともに、バッファメモリ19,
19Aとの間で改めて差分データを作成し、記憶装置1
3内に蓄える。
【0039】35は順序制御手段としての順序制御部で
あり、順序制御部35はキーボードやスイッチなどの入
力手段28からの指示により、差分データの組み合わせ
方、その順序の制御を行う。順序制御部35の制御によ
り差分データ選択部(差分データ選択手段)27Cは記
憶装置13の差分データを組み合わせ、順序づけしてデ
ータ転送機構14に出力する。
【0040】差分データ選択部14には前記動画像再生
装置11が接続されている。したがって、このアニメー
ション編集装置は、予め用意しておいた差分データをラ
イブラリの形で用意しておき、それらからいくつかを選
択して組合わせるだけで、新たなアニメーションを作成
することができる。さらに、このようにして作成した、
あるいは既存のアニメーションに対する加筆修正は、そ
れに対応する差分データを作成することによってなされ
るから、全体を書き直すといった作業に比べて大幅に簡
易である。
【0041】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、画像を再生する再生時に、実時間で画像データを加
工することができるので、機能性を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図
【図2】本発明の第1実施例を示す全体構成図
【図3】差分データの構成を示す図
【図4】操作Sの回路構成例を示す図
【図5】操作Sの他の回路構成例を示す図
【図6】図5のタイミングチャート
【図7】操作S,Pの回路構成例を示す図
【図8】図7のタイミングチャート
【図9】本発明の第2実施例を示す図
【図10】本発明の第3実施例を示す図
【図11】本発明の第4実施例を示す図
【図12】本発明の第5実施例を示す図
【図13】従来例を示す図
【図14】従来の差分データの構成を示す図
【符号の説明】
11:動画像再生装置 12:画像メモリ 13:記憶装置 14:データ転送機構 15:表示装置 16:第1手段 17:第2手段 18:デコーダ 19,19A:バッファメモリ 20:タイミング生成回路 21:アドレス写像回路 22:バッファ 23,26:ラッチ 24:アンド回路 25:マルチプレクサ 27,27A,27B,27C:差分データ選択部(差
分データ選択手段) 28:入力手段 29:操作者 30:監視ユニット(異常状態検出手段) 31:回線 32,32A:状態監視部(状態監視手段) 33:対象計算機 34:画像編集差分データ作成部(画像編集差分データ
作成手段) 35:順序制御部(順序制御手段)
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 13/00 G06F 11/32 G06T 1/00 H04N 5/937

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表示装置に動画像を表示するデータを保持
    する画像メモリ(12)と、フレームの間の差分データ
    を主とする画像データを蓄積する記憶装置(13)と、
    該記憶装置(13)からの画像データを前記画像メモリ
    (12)に書き込むデータ転送機構(14)を有する動
    画像再生装置において、 前記データ転送機構(14)内に、前記画像メモリ(1
    2)が現在保持している当該ピクセルの値を保存する第
    1手段(16)と、保存しておいたピクセルの値を前記
    画像メモリ(12)に書き込む第2手段(17)を設け
    たことを特徴とする動画像再生装置。
  2. 【請求項2】前記画像メモリ(12)現在保持されて
    いるピクセル値を読み出し保存する操作と前記画像メモ
    リ(12)に対して指定されたピクセルの値を書き込
    操作、または保存しておいたピクセルの値を読み出す操
    作とピクセルの値を前記画像メモリ(12)に書き込む
    操作を、実行するようにしたことを特徴とする請求項1
    の動画像再生装置。
  3. 【請求項3】前記記憶装置(13)内に予め蓄積した画
    像データとは別に記憶装置(13)内に蓄積した、また
    は外部の記憶手段から送られてくる差分データを同時に
    同一画面として組み合わせて再生することを特徴とする
    請求項1,2の動画像再生装置。
  4. 【請求項4】前記動画像の画像データと差分データのそ
    れぞれの再生速度を別個に設定するようにしたことを特
    徴とする請求項3の動画像再生装置。
  5. 【請求項5】前記記憶装置(13)と前記データ転送機
    構(14)の内に入力手段(28)からの指示により所
    定の差分データを選択し組み合わせる差分データ選択手
    段(27)を設けたことを特徴とする請求項1〜4の動
    画像再生装置。
  6. 【請求項6】構内や遠隔地に設けられ異常状態を検出す
    る複数の異常状態検出手段(30)と、該異常状態検出
    手段(30)の各出力に基づいて状態を監視する状態監
    視手段(32)と、該状態監視手段(32)の出力する
    状態に応じて所定の差分データを選択する差分データ選
    択手段(27A)と、該差分データ選択手段(27A)
    で選択した差分データを処理して再生する請求項1〜4
    の動画像再生装置(11)を備えたことを特徴とする監
    視装置。
  7. 【請求項7】対象計算機(33)の内部の状態を監視す
    る状態監視手段(32A)と、該状態監視手段(32
    A)の出力する状態に応じて所定の差分データを選択す
    る差分データ選択手段(27B)と、該差分データ選択
    手段(27B)で選択した差分データを処理して再生す
    る請求項1〜4の動画像再生装置(11)を備えたこと
    を特徴とする計算機の監視装置。
  8. 【請求項8】動画像再生を止めた状態で前記画像メモリ
    (12)の内容を編集するとともに改めて差分データを
    作成して前記記憶装置(13)内に予めライブラリとし
    て蓄える画像編集差分データ作成手段(34)と、入力
    手段(28)からの指示により差分データの組み合わ
    せ、その順序を制御する順序制御手段(35)と、該順
    序制御手段(35)の制御によりいくつかの差分データ
    を選択して組み合わせる差分データ選択手段(27C)
    と、該差分データ選択手段(27C)で選択した差分デ
    ータを処理して再生する請求項1〜4の動画像再生装置
    (11)を備えたことを特徴とするアニメーション編集
    装置。
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