JP3657855B2 - 画像復号装置及び画像復号方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク、光ディスク、磁気テープ等の蓄積媒体に記録保持された、主にMPEG(Moving Picture Experts Group)で符号化された画像データを読み出して復号する画像復号装置及び画像復号方法に関し、特に蓄積媒体に記録保持された画像データから特定のピクチャタイプのみを抽出して高速再生する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、MPEGで符号化された画像データを復号する装置においては、入力された符号化データをVBV(Video Buffering Verifier)バッファに順次格納し、その入力データを順次読み出し、可変長復号化、逆量子化、逆DCT(Discrete Cosine Transform)、動き補償の各処理を行って、フレームバッファに格納し、このフレームバッファから表示順に読み出して画面上に出力する。
【0003】
このような画像復号装置において高速再生を行う場合には、Bピクチャ(Bidirectionally Predictive Picture:双方向予測符号化画像)またはBピクチャとPピクチャ(Predictive Picture:フレーム間順方向予測符号化画像)(以下、B(,P)ピクチャと記す)を読み飛ばし、Iピクチャ(Intra Picture:フレーム内符号化画像)またはIピクチャとPピクチャ(以下、I(,P)ピクチャと記す)のみをデコードすることによって高速再生を行う。
【0004】
しかしながら、高速倍速数が低く、1度デコードしたピクチャを何度もリピート表示する場合においては、B(,P)ピクチャの読み飛ばしに要する時間は余り問題とならないが、高速倍速数が高く、一度デコードしたピクチャを表示する回数が少なくなると、B(,P)ピクチャの読み飛ばしに要する時間により、デコードに費やせる時間が短くなるため、これによるデコード及び表示可能なI(,P)ピクチャのスキップが発生してしまう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述した従来の画像復号装置における高速再生方法においては、特定のピクチャの読み飛ばしに要する時間が問題となり、デコード及び表示可能なピクチャのスキップが発生する可能性があった。
【0006】
本発明は、かかる問題点を鑑みてなされたものであって、特定のピクチャの読み飛ばしに要する時間を削減し、安定した高速再生動作を行うことのできる画像復号装置及び画像復号方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、MPEG( Moving Picture Experts Group )方式によって符号化されたI( Intra Picture :フレーム内符号化画像),P( Predictive Picture :フレーム間順方向予測符号化画像),B( Bidirectionally Predictive Picture :双方向予測符号化画像)のピクチャを有するデータストリームが順次書き込まれるデータ格納部と、前記データ格納部から順次データストリームを読み出して元の画像を復号再生するデコーダと、前記データストリームを入力して各ピクチャのヘッダ情報からピクチャタイプを検出すると共に、ピクチャレイヤより上のヘッダを検出するヘッダ情報検出部と、前記ヘッダ情報検出部の検出結果及び再生速度指示に基づいて前記データストリームを前記データ格納部に選択的に導出するデータ格納制御部とを具備し、前記データ格納制御部は、前記再生速度指示が通常速度再生であるとき前記データストリームの全データを導出状態とし、前記通常速度再生に対して高速再生が指示されるとき、前記ヘッダ情報検出部で検出されるピクチャタイプに基づいて前記Bピクチャのデータを非導出状態とし、前記ピクチャレイヤより上のヘッダが検出されるときは前記Bピクチャのデータのうちヘッダ部分を導出状態、スライスデータ部分を非導出状態とすることを特徴とする。
【0008】
すなわち、本発明による画像復号装置及び画像復号方法では、予め読み飛ばしされるピクチャタイプのデータに関しては入力された符号化画像データを記憶手段に格納しないように制御することで、特定のピクチャの読み飛ばしに要する時間を削減し、安定した高速再生動作を行えるようにしている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0010】
ここで、本実施形態においては、MPEGで符号化された画像データが、ES(Elementary Stream)の形式で図示しない蓄積メディアに記録保持されている場合において、これを読み出し、復号する場合を例に説明する。尚、蓄積メディアにPES,TS,PSの形式で格納されている場合には、入力制御部101から出力される際に、ESの形式となるようにPES,TS,PSの各デコード回路を入力制御部101内に持つことで対応可能である。また、高速再生に関しては、I,Pピクチャのみをデコードすることによる高速再生を行う場合を例に説明する。
【0011】
図1は本発明に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。符号化された画像データ(蓄積メディアからの入力ストリーム)は入力制御部101に供給される。この入力制御部101は、高速再生動作時において、VBVバッファ104のデータ格納容量を監視して、データが溢れないように蓄積メディアからのデータ読み出し量を制御する。
【0012】
入力制御部101を介して入力された画像データはヘッダ情報検出部102に供給される。このヘッダ情報検出部102は、画像データのピクチャヘッダ中に格納されているピクチャタイプを検出するもので、その検出情報はデータ格納制御部103に送られる。
【0013】
このデータ格納制御部103は、ヘッダ情報検出部102で得られたピクチャタイプ情報から、現在、入力制御部101から入力されている画像データのピクチャタイプを識別し、I,Pピクチャのみを復号することによる高速再生モード設定時には、Bピクチャを構成する画像データをVBVバッファ104に出力しないように制御する。
【0014】
データ格納制御部103から出力される画像データはVBVバッファ104に順次格納され、デコーダ105によって順次読み出される。このデコーダ105はVBVバッファ104から読み出した画像データに対して可変長復号化、逆量子化、逆DCT、動き補償の各処理を行ってフレームバッファ106に格納し、このフレームバッファ106から表示順に読み出して画面上に出力する。
【0015】
上記構成において、図2を参照してその処理動作を説明する。
【0016】
今、入力制御部101を通じて図2(a)に示すストリームが入力されたとする。従来装置では、図2(b)に示すようにストリームの全データが高速再生時を含めて常にVBVバッファ104に蓄積される。このため、高速再生動作時(I,Pピクチャのみデコードし、Bピクチャを読み飛ばす)には、VBVバッファ104に格納されているBピクチャを無視し、I,Pピクチャのみを読み出してデコード処理する。このとき、VBVバッファ104には常にBピクチャも格納されるため、再生の高速になるに従ってI,Pピクチャの格納が読み出し要求に間に合わなくなる。
【0017】
そこで、本実施形態では、ヘッダ情報検出部102で画像データのピクチャヘッダに格納されているピクチャタイプを検出しておき、高速再生モード設定時には、検出したピクチャタイプがBピクチャであるときはデータ格納制御部103で出力されないように制御するようにしている。これにより、VBVバッファ104には、高速再生モードには図2(c)に示すようにI,Pピクチャのみが格納される。
【0018】
したがって、上記構成の画像復号装置によれば、全ピクチャタイプをVBVバッファ104に格納していた従来方法の場合に比べ、高速再生時にはデータ格納制御部103によってBピクチャを削除してVBVバッファ104に格納するようにしているので、高速再生時に読み飛ばすデータをなくすことができる。
【0019】
但し、Bピクチャを削除してVBVバッファ104に格納した場合、削除されたBピクチャのヘッダ部分に格納されていたパンスキャンパラメータ、ユーザデータ等の補助データも削除されてしまうため、デコーダ105でこれらの補助データを必要とする場合に問題が発生する。
【0020】
そこで、これらの補助データを必要とする場合には、ヘッダ情報検出部102において、ピクチャレイヤ以上のヘッダ(シーケンスヘッダ、GOP(Group of Pictures)ヘッダ、ピクチャヘッダ、シーケンスエンドコード)を検出し、そのヘッダを検出した場合には、データ格納制御部103が無条件にVBVバッファ104にBピクチャを出力するようにする。
【0021】
すなわち、この場合に実際に削除するのは、Bピクチャのスライス(Slice)レイヤ以下のデータとする。この様子を図3に示す。この例の場合、シーケンスヘッダ、GOPヘッダ、I,B,Pピクチャそれぞれのピクチャヘッダは常にVBVバッファ104に出力され、Bピクチャのスライスデータのみが削除される。この結果、高速再生モード設定時において、図4(a)に示すストリームが入力された場合、VBVバッファ104には図4(b)に示すようにBピクチャのスライスデータ以外のデータが格納される。
【0022】
したがって、高速再生時における読み飛ばしデータを削減しつつ、Bピクチャのヘッダに格納されているパンスキャンパラメータ、ユーザデータをデコーダ105で抽出可能とすることができる。
【0023】
ところで、上記実施形態におけるヘッダ情報検出部102及びデータ格納制御部103の処理は、ソフトウェアによっても実現できる。
【0024】
図5は補助データを必要としない場合のヘッダ情報検出及びデータ格納制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【0025】
図5において、まず高速再生時におけるVBVバッファ104へのデータ出力処理が指示されると、Outputにyesをセットし(S1)、データ入力を開始する(S2)。続いて、入力データのピクチャヘッダ検出を行い(S3)、検出できた場合にはピクチャヘッダの比較を行って(S4)、I(,P)ピクチャか判断する(S5)。I(,P)ピクチャであった場合にはOutputにyesをセットし(S6)、I(,P)ピクチャでなかった場合にはOutputにnoをセットする(S7)。ここで、Outputにyesがセットされているか判断し、yesでなければステップS2に戻り、yesであればデータ出力を行い、ステップS2に戻る。以降、高速再生の終了指示が入るまでステップS2〜S9を繰り返す。
【0026】
上記の処理手順によれば、高速再生時に、入力データからBピクチャが削除され、I,PピクチャのみがVBVバッファ104に格納されるようにすることができる。
【0027】
図6は補助データを必要とする場合のヘッダ情報検出及びデータ格納制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【0028】
図6において、まず高速再生時におけるVBVバッファ104へのデータ出力処理が指示されると、Output及びSliceにそれぞれyesをセットし(S11)、データ入力を開始する(S12)。続いて、入力データのピクチャヘッダ検出を行い(S13)、検出できた場合にはピクチャヘッダの比較を行って(S14)、I(,P)ピクチャか判断する(S15)。I(,P)ピクチャであった場合にはOutputにyesをセットし(S16)、I(,P)ピクチャでなかった場合にはOutputにnoをセットする(S17)。ステップS16,S17の処理が完了した場合にはsliceにnoをセットする(S18)。
【0029】
一方、ステップS13において、ピクチャヘッダが検出できなかった場合には、ピクチャレイヤより上のヘッダ検出を行い(S19)、検出できた場合にはステップS18にてSliceにnoをセットし、検出できない場合はスライスヘッダの検出を行う(S20)。ここでスライスヘッダが検出された場合はSliceにyesをセットする(S21)。
【0030】
上記ステップS18、S21の処理が完了した場合、及びステップS20でスライスヘッダの検出ができない場合には、Outputにyesがセットされているか判断し(S22)、yesがセットされている場合にはデータ出力を行って(S23)、ステップS12に戻る。また、yesがセットされていなかった場合には、Sliceにnoがセットされているか判断し(S24)、noがセットされている場合にはデータ出力を行わずにステップS12に戻る。以降、高速再生の終了指示が入るまでステップS12〜S24の処理を繰り返す。
【0031】
上記の処理手順によれば、ピクチャレイヤ以上のヘッダを検出し、そのヘッダを検出した場合にはVBVバッファ104にBピクチャのピクチャヘッダを出力するようになる。
【0032】
以上のようにソフトウェア処理によってもI(,P)ピクチャのみのデコードによる高速再生を行う場合において、符号化画像データをVBVバッファ104に格納する際にピクチャタイプを検出し、I(,P)ピクチャのフィルタリングを行って、VBVバッファ104に格納することで、読み飛ばしするデータ量を減らし、次デコード画像検出までの処理時間の短縮を図ることができる。
【0033】
尚、上記実施形態はVBVバッファ104に格納されているデータを順次読み出してデコードするタイプの画像復号装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0034】
例えば、符号化画像データをVBVバッファ104に格納する際に、各ピクチャデータが格納されているVBVバッファ104上の位置を示すポインタテーブルを作成し、ポインタをデコーダ105に渡すことで、VBVバッファ104に格納されたピクチャデータを不連続に読み出してデコードするタイプの画像復号装置(VBVバッファ104に格納されたデータ全てをシーケンシャルに読み出せるため、読み飛ばしの時間は問題とならない)に適用することもできる。この場合においても、図2に示すように、全ピクチャをVBVバッファ104に格納した場合には、デコード表示を行うピクチャ(I,Pピクチャ)が1枚しかVBVバッファ104に格納されないことが存在する場合があり、次のI,Pピクチャが入力されるまでの待ち時間が生じるため、本発明が有効に働くことが分かる。
【0035】
また、上記実施形態では入力データがMPEGによる符号化データである場合について説明したが、例えばIEEE勧告H261,H263に規定されるテレビ電話等で利用される符号化方式にも適用可能である。
【0036】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、特定のピクチャの読み飛ばしに要する時間を削減し、安定した高速再生動作を行うことのできる画像復号装置及び画像復号方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る画像復号装置の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図2】 同実施形態において、入力データをVBVバッファに格納する場合に全ピクチャタイプを入力する場合とBピクチャを削除して入力する場合と比較して示すタイミング図。
【図3】 同実施形態において、入力ストリーム(Elementary Stream)の構造と削除対象となる部分を示すタイミング図。
【図4】 同実施形態において、削除対象をシーケンスレイヤ以下とし、入力データからBピクチャを削除してVBVバッファに入力データを格納する場合の一例を示すタイミング図。
【図5】 同実施形態において、Bピクチャを削除してVBVバッファに入力データを格納する処理をソフトウェアによって実現する場合の処理の流れを示すフローチャート。
【図6】 同実施形態において、削除対象をシーケンスレイヤ以下とし、Bピクチャを削除してVBVバッファに入力データを格納する処理をソフトウェアによって実現する場合の処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
101…入力制御部、102…ヘッダ情報検出部、103…データ格納制御部、104…VBVバッファ、105…デコーダ、106…フレームバッファ。
Claims (2)
- MPEG( Moving Picture Experts Group )方式によって符号化されたI( Intra Picture :フレーム内符号化画像),P( Predictive Picture :フレーム間順方向予測符号化画像),B( Bidirectionally Predictive Picture :双方向予測符号化画像)のピクチャを有するデータストリームが順次書き込まれるデータ格納部と、
前記データ格納部から順次データストリームを読み出して元の画像を復号再生するデコーダと、
前記データストリームを入力して各ピクチャのヘッダ情報からピクチャタイプを検出すると共に、ピクチャレイヤより上のヘッダを検出するヘッダ情報検出部と、
前記ヘッダ情報検出部の検出結果及び再生速度指示に基づいて前記データストリームを前記データ格納部に選択的に導出するデータ格納制御部とを具備し、
前記データ格納制御部は、前記再生速度指示が通常速度再生であるとき前記データストリームの全データを導出状態とし、前記通常速度再生に対して高速再生が指示されるとき、前記ヘッダ情報検出部で検出されるピクチャタイプに基づいて前記Bピクチャのデータを非導出状態とし、前記ピクチャレイヤより上のヘッダが検出されるときは前記Bピクチャのデータのうちヘッダ部分を導出状態、スライスデータ部分を非導出状態とすることを特徴とする画像復号装置。 - MPEG( Moving Picture Experts Group )方式によって符号化されたI( Intra Picture :フレーム内符号化画像),P( Predictive Picture :フレーム間順方向予測符号化画像),B( Bidirectionally Predictive Picture :双方向予測符号化画像)のピクチャを有するデータストリームを順次データ格納部に書き込み、前記データ格納部から順次データストリームを読み出してデコーダで元の画像を復号再生する画像復号方法において、
前記データストリームの各ピクチャのヘッダ情報からピクチャタイプを検出する第1の検出ステップと、
前記データストリームからピクチャレイヤより上のヘッダを検出する第2の検出ステップと、
前記ピクチャタイプ、ピクチャレイヤより上のヘッダそれぞれの検出結果及び再生速度指示に基づいて前記データストリームを前記データ格納部に選択的に導出する制御ステップとを具備し、
前記制御ステップは、
前記再生速度指示が通常速度再生モードか高速再生モードかを判別する判別ステップと、
前記通常速度再生モードの判別時には前記データストリームの全データを導出状態とする第1の処理ステップと、
前記高速再生モードの判別時には前記ピクチャタイプの検出結果に基づいて前記Bピクチャのデータを非導出状態とする第2の処理ステップと、
前記高速再生モードの判別時で前記ピクチャレイヤより上のヘッダが検出されるときは前記Bピクチャのデータのうちヘッダ部分を導出状態、スライスデータ部分を非導出状態とする第3の処理ステップとを備えることを特徴とする画像復号方法。
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