JP3785711B2 - 画像再生装置及び画像再生方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に記録された静止画の再生を行う画像再生装置及び画像再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像データをデジタル的に記録／再生するデジタルビデオテープレコーダでは、記録系において、撮像装置からの画像信号あるいは他の画像入力信号をランダムアクセスメモリ(RAM:Random Access Memory)に１フレーム分蓄えて、このＲＡＭ上で１フレーム分の画像データを８画素×８画素のブロックに分割し、所定数ブロックを単位としてシャフリング処理を施してから、直交変換例えば離散余弦変換(DCT: Discrete Cosine Transform)して量子化することにより１フレーム分の画像データに圧縮処理を施す。そして、圧縮処理の施された画像データをフレーミングして、ＲＡＭ上で上記シャフリング処理とは逆のデシャフリング処理を施して元の配列に戻してから、エラー訂正用の外符号と内符号を付加し、記録に適した符号化処理を施してビデオテープに記録するようにしている。
【０００３】
また、再生系では、ビデオテープからの再生信号に上記符号化処理とは逆の復号化処理を施すことにより得られる再生データに外符号と内符号を用いてＲＡＭ上でエラー訂正処理を施してからシャフリング処理を施す。さらに、シャフリング処理の施された再生データをデフレーミングしてから、逆量子化して逆直交変換することにより１フレーム分の再生データに伸張処理を施す。そして、伸張処理の施された１フレーム分の再生データをＲＡＭ上で上記シャフリング処理とは逆のデシャフリング処理を施し、さらにデブロッキング処理によって、元の画素配列の画像データを再生するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＮＴＳＣ(National Television Systems Committee) 方式やＰＡＬ(Phase Alternation by Line) 方式などの標準テレビジョン方式に準拠した画像信号はインターレース信号であり、上述の如き従来のデジタルビデオテープレコーダでは、画像入力信号をシャフリング処理あるいはデシャフリング処理用のＲＡＭに静止画として蓄積し、その静止画をそのままフレームの連続画として記録再生すると、再生時に、動き量の大きい部分がフィールド周期のブレとなってしまう。
【０００５】
しかし、上記フィールド周期のブレを発生させないように、片フィールド×２を１フレームとして記録したのでは、垂直方向の解像度が低下してしまう。
【０００６】
また、ＲＡＭに１フレーム分の画像データを蓄えて、フレーム内での動き量を求め、動き量の小さい部分がそのままフレームで出力し、動きの多い部分は片方のフィールドを２回出力する処理を施す専用の静止画処理部を記録系に設けることにより、ブレのない静止画を記録することができ、どのような再生装置でも同様の高品位の静止画を再生可能になるのであるが、専用の静止画処理部と、この静止画処理部による処理のために画像データを蓄えるＲＡＭを記録系に設ける必要があり、記録系の回路規模が膨大なものになってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、上述の如き従来のデジタルビデオテープレコーダにおける問題点に鑑み、専用の静止画処理部やこの静止画処理部による処理のために画像データを蓄えるＲＡＭを必要とすることなく、高品位の静止画を記録再生することができるようにした画像再生装置及び画像再生方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、動画記録モードと静止画記録モードの２種類の記録動作モードを有する記録系において、２次元配列された所定画素数を単位とする変換ブロック毎に直交変換した直交変換係数データが量子化されて、静止画記録モード時に上記量子化した直交変換係数データが記録動作モードを示すフラグとともに記録された記録媒体から画像信号を再生する画像再生装置であって、記録媒体から再生した再生信号を逆量子化して直交変換係数データを生成する逆量子化処理手段と、この逆量子化処理手段により生成された直交変換係数データを逆直交変換して再生画像データを生成するとともに、上記直交変換係数データに基づいて変換ブロック毎の動き検出を行う逆直交変換演算処理手段と、上記逆直交変換演算処理手段による変換ブロック毎の動き検出結果を示す情報を対応する変換ブロックの再生画像データの最下位ビットに置き換える多重化手段と、上記多重化手段から出力される上記動き検出結果を示す情報が多重された再生画像データを１フレーム分蓄積する記憶手段と、上記フラグに応じて静止画再生モードを設定し、静止画再生モードにおいて上記記憶手段から読み出された上記変換ブロック毎の動き検出結果を示す情報に基づいて、静止画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データはフレームで出力し、動画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データは片フィールドを２回出力するように、上記記憶手段からの画像データの読み出しを制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る画像再生装置では、例えば、上記画像データは輝度データの変換ブロックと色データの変換ブロックとでマクロブロックを構成しており、上記多重化手段は、上記動き検出結果を示す情報に基づいて動画ブロックと検出された変換ブロックを含むマクロブロックの青色データの最下位ビットを上記動き検出結果を示す情報と置き換える。
【００１０】
また、本発明に係る画像再生装置において、上記制御手段は、例えば、上記記憶手段から読み出された上記動き検出結果を示す情報に基づいて、上記記憶手段からの画像データの読み出しをマクロブロック単位で制御する制御情報を生成し、この制御情報に従って上記記憶手段からの画像データの読み出しをマクロブロック単位で制御する。
【００１１】
本発明は、動画記録モードと静止画記録モードの２種類の記録動作モードを有する記録系において、２次元配列された所定画素数を単位とする変換ブロック毎に直交変換した直交変換係数データが量子化されて、静止画記録モード時に上記量子化した直交変換係数データが記録動作モードを示すフラグとともに記録された記録媒体から画像信号を再生する画像再生方法であって、記録媒体から再生した再生信号を逆量子化して得られる直交変換係数データを逆直交変換して再生画像データを生成するとともに、直交変換係数データに基づいて変換ブロック毎の動き検出を行い、その動き検出結果を示す情報を再生画像データの最下位ビットに多重して再生画像データとともに伝送し、上記フラグに応じて静止画再生モードを設定し、静止画再生モードにおいて上記再生画像データの最下位ビットで示される上記動き検出結果に基づいて、静止画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データはフレームで出力し、動画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データは片フィールドを２回出力することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
本発明を適用した画像記録再生装置の構成を図１に示す。この図１に示した画像記録再生装置は、ＩＥＥＥ(The International of Electrical and Electronics Engineers,Inc.)１３９４ハイ・パフォーマンス・シリアル・バスによるデジタル画像信号の同期・非同期通信が可能なＤＶＣＲに本発明を適用したもので、ベースバンド信号処理部１に接続されたブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２、このブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２に接続されたランダムアクセスメモリ(RAM:Random Access Memory)３及びＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４、このＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４に接続された量子化／逆量子化処理部５、この量子化／逆量子化処理部５に接続されたフレーミング／デフレーミング処理部６、このフレーミング／デフレーミング処理部６に接続されたデシャフリング／シャフリング処理部７、このデシャフリング／シャフリング処理部７に接続されたランダムアクセスメモリ(RAM:Random Access Memory)８、オーディオインターフェース９、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１０及び記録符号化／再生復号化処理部１１を備えてなる。
【００１４】
先ず、この画像記録再生装置における記録系の構成及び動作について説明する。
【００１５】
すなわち、この画像記録再生装置では、記録時に撮像装置からの画像信号あるいは他の画像入力信号がベースバンド信号処理部１を介してブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２に供給され、記録する１フレーム分の画像入力信号がＲＡＭ３に蓄えられる。静止画記録モード時には、上記ＲＡＭ３に１フレーム分の画像入力信号すなわち静止画の画像データが蓄えられると、それ以降、その静止画のフレームの連続画が次段に転送される。
【００１６】
上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２は、上記ＲＡＭ上で１フレーム分の画像データを８画素×８画素のブロックに分割し、所定数ブロックを単位としてシャフリング処理を施し、シャフリング処理済みの画像データをＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４に与える。
【００１７】
上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４は、上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２から供給される画像データを離散余弦変換(DCT: Discrete Cosine Transform)処理を施すことにより、上記画像データを８画素×８画素のブロック単位で時間軸上の２次元ＤＣＴ係数データに変換して、量子化／逆量子化処理部５に供給する。
【００１８】
この実施の形態における上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４では、動画記録モード時には、従来と同様に、８画素×８画素のブロック単位の画像データから動き検出を行い、フィールド間の差が小さいブロックは８×８のＤＣＴモードで画像データを扱い、フィールド間の差の大きいブロックは２×４×８のＤＣＴモードで画像データを扱う。
【００１９】
また、上記量子化／逆量子化処理部５は、上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４で時間軸上の２次元ＤＣＴ係数データに変換された画像データを量子化することにより、圧縮処理を施した画像データを生成する。
【００２０】
また、上記フレーミング／デフレーミング処理部６は、上記量子化／逆量子化処理部５から供給される画像データをフレーミングして、上記デシャフリング／シャフリング処理部７に供給する。
【００２１】
上記デシャフリング／シャフリング処理部７は、上記フレーミング／デフレーミング処理部６から供給される画像データをＲＡＭ８に蓄積し、このＲＡＭ８上で上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２によるシャフリング処理とは逆のデシャフリング処理を画像データに施す。そして、このデシャフリング／シャフリング処理部７は、上記デシャフリング処理により元の配列に戻した画像データ(Video data)に付加データ(VAUX:Video auxiliary)とともにエラー訂正用のＥＣＣ(ECC:Error Check and Correction)ブロック単位で外符号(Outer parity)を付加して、記録符号化／再生復号化処理部１１に供給する。さらに、このデシャフリング／シャフリング処理部７は、オーディオインターフェース９を介して入力されるオーディオデータもＥＣＣブロック単位で外符号を付加して、記録符号化／再生復号化処理部１１に供給する。
【００２２】
そして、上記記録符号化／再生復号化処理部１１は、上記デシャフリング／シャフリング処理部７から供給されるＥＣＣブロック単位の画像データやオーディオデータにさらにエラー訂正用の内符号(Inner parity)を付加し、さらに、記録に適した符号化処理を施すことにより記録信号を生成し、この記録信号を図示しない記録／再生部を介してビデオテープに記録する。
【００２３】
ここで、この画像記録再生装置では、上記画像データ(Video data)とともにＥＣＣブロックを構成する付加データＶＡＵＸとして、図２に示すように、パック・ヘッダ（ＰＣ０）とパック・データ（ＰＣ１〜Ｃ４）とからなるパック構造のシステム・データを記録する。パック・ヘッダ（ＰＣ０）が「０１１０００１」の付加データＶＡＵＸは、SOURCE_CONTROLパックであって、そのパック・データ（ＰＣ３）によりＦＦ(Frame/Field)フラグ、ＦＳ(First/Second)フラグ、ＦＣ(Frame change flag)フラグ、ＩＬ(Interlace )フラグ、ＳＴ(Still-field picture)フラグ、ＳＣ(Still camera picture)フラグを与える。上記ＦＦフラグは、１フレーム期間に一方のフィールドのみを２回出力する（ＦＦ＝０）か１フレーム期間に両方のフィールドを出力する（ＦＦ＝１）かを示す。また、上記ＦＳフラグは、第１フィールドを出力する（ＦＳ＝０）か第２フィールドを出力する（ＦＳ＝１）かを示す。また、上記ＦＣフラグは、現フレームが直前のフレームと同じ画像である（ＦＣ＝０）か異なる画像である（ＦＣ＝１）かを示す。また、上記ＩＬフラグは、１フレームを構成する２つのフィールドのデータがインタレースされている（ＩＬ＝１）か否（ＩＬ＝０）かを示す。また、上記ＳＴフラグは、フレーム内の２つのフィールド間の時間距離が略０秒である（ＳＴ＝０）か、５２５−６０システム又は６２５−５０システムのおけるフィールド期間に相当している（ＳＴ＝１）かを示す。さらに、上記ＳＣフラグは、スチルカメラによる画像である（ＳＣ＝０）か否（ＳＣ＝１）かを示す。
【００２４】
そして、この実施の形態において、上記ＳＴフラグは、フレーム内の２つのフィールド間の時間距離が略０秒すなわち静止画をＳＴ＝０にて示し、５２５−６０システム又は６２５−５０システムのおけるフィールド期間に相当する時間距離の動画をＳＴ＝１にて示すフラグであるが、静止画記録モードでは、静止画のデータ部分の付加データＶＡＵＸのSOURCE_CONTROLパックのＳＴフラグを「１」にして記録を行う。
【００２５】
なお、この画像記録再生装置では、静止画の画像データを上記デシャフリング／シャフリング処理部７のＲＡＭ８に蓄積した後、上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２の書き込み／読み出しの方向を逆にして、ＲＡＭ３の画像データを上記ベースバンド信号処理部１に出力することにより、記録時に、記録している静止画を電子ビューファインダや映像出力からモニタすることができる。
【００２６】
次に、この画像記録再生装置における再生系の構成及び動作について説明する。
【００２７】
すなわち、この画像記録再生装置では、再生時に、図示しない記録／再生部を介してビデオテープから再生された再生信号が記録符号化／再生復号化処理部１１に供給される。
【００２８】
上記記録符号化／再生復号化処理部１１は、記録時の符号化処理に対応する復号化処理を再生信号に施して再生データを生成し、さらに、内符号(Inner parity)によるエラー訂正処理を再生データに施して、エラー訂正処理済みの再生データをデシャフリング／シャフリング処理部７に供給する。
【００２９】
上記デシャフリング／シャフリング処理部７は、上記記録符号化／再生復号化処理部１１から供給される再生データをＲＡＭ８に蓄積し、このＲＡＭ８上で外符号(Outer parity)によるエラー訂正処理をＥＣＣブロック単位の再生データに施す。上記エラー訂正処理の施された再生データの内の再生オーディオデータは、オーディオインターフェース９を介して出力される。さらに、このデシャフリング／シャフリング処理部７は、記録時における上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２と同様なシャフリング処理を再生画像データに施し、シャフリング処理済みの再生画像データをフレーミング／デフレーミング処理部６に供給する。
【００３０】
上記フレーミング／デフレーミング処理部６は、上記デシャフリング／シャフリング処理部７から供給される再生画像データをデフレーミングして、量子化／逆量子化処理部５に供給する。ここで、このフレーミング／デフレーミング処理部６により得られる再生画像データは、記録時に上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４で時間軸上の２次元ＤＣＴ係数データに変換された画像データを上記量子化／逆量子化処理部５で量子化したデータに対応している。
【００３１】
上記量子化／逆量子化処理部５は、上記フレーミング／デフレーミング処理部６により得られる再生画像データを逆量子化することにより、時間軸上の２次元ＤＣＴ係数データを再生してＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４に供給する。
【００３２】
ここで、この実施の形態における画像記録再生装置では、再生時に、上記画像データ(Video data)とともにＥＣＣブロックを構成する付加データＶＡＵＸとして記録されている静止画のデータ部分の付加データＶＡＵＸのSOURCE_CONTROLパックのＳＴフラグに基づいて、動作モードが切り換えられ、ＳＴフラグが「１」のときに静止画再生モードに切り換えられる。そして、上記フレーミング／デフレーミング処理部６から２次元ＤＣＴ係数データをＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４に供給する。
【００３３】
上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４は、図３に示すように、逆ＤＣＴ演算部４１、動き検出部４２とＯＲゲート４３を備え、上記８×８の時間軸上の２次元ＤＣＴ係数データを逆ＤＣＴ演算部４１により逆ＤＣＴ変換して画像データを出力するとともに、そのＤＣＴブロックが動画ブロックであるか静止画ブロックであるかを上記２次元ＤＣＴ係数データに基づいて検出する所謂動き検出を動き検出部４２により行って動き検出フラグＭＯＴをＯＲゲート４３を介して出力するようになっている。
【００３４】
ここで、図４の（ａ），（ｂ）に静止画と動画のＤＣＴ係数の分布状態を示してあるように、動画部分は、フィールド間の差が大きくなるため、静止画部分と比較して垂直方向の高域係数が増加する傾向にある。上記動き検出部４２では、この傾向を利用して、各係数の分布から求めた係数の総和やピーク値等を予め設定した閾値と比較することで動き検出を行うことができる。
【００３５】
例えば図５に示すようなＤＣＴ係数Ｃ00〜Ｃ77を持つ場合の動き検出は、
【００３６】
【数１】
【００３７】
により行う。すなわち、次の３つの条件を同時に満たすときに動きと判定する。
【００３８】
(1) Ｃ70〜Ｃ77までの係数の絶対値の総和が閾値Ａ以上。
【００３９】
(2) Ｃ70〜Ｃ77までの係数で、絶対値の最大差が閾値Ｂ以上。
【００４０】
(3) Ｃ10の絶対値よりＣ50，Ｃ60，Ｃ70の絶対値の和が大きい。
【００４１】
そして、上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４により時間軸上の２次元ＤＣＴ係数データを逆ＤＣＴ変換して得られる画像データは、図６に示すように、４ＤＣＴブロック分の輝度データＹ０，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３と、それぞれ１ＤＣＴブロック分の赤色データＣＲ及び青色データＣＢら４とでマクロブロックを構成しており、各ＤＣＴブロックが動画ブロックであるか静止画ブロックであるかを示す動き検出フラグＭＯＴが画像データの間のＩＤエリアに挿入されて、ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２に供給される。
【００４２】
上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２は、上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４から供給される画像データを１フレーム分の画像データをＲＡＭ３に蓄積し、このＲＡＭ８上で上記シャフリング／デシャフリング処理部７によるシャフリング処理とは逆のデシャフリング処理を画像データに施す。そして、このデシャフリング／シャフリング処理部７は、上記デシャフリング処理により元の配列に戻した画像データの出力が動き検出フラグＭＯＴにより制御され、静止画ブロック部の画像データはそのままのフレームでベースバンド信号処理部１を介して出力し、動画ブロック部分の画像データは片フィールド×２で上記ベースバンド信号処理部１を介して出力する。
【００４３】
上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２は、その具体的な構成を図７に示してあるように、タイミング制御部２０により制御される動画フラグ検出部２１、第１の切換回路２２、シャフリング制御部２３及び静止画処理制御部２４を備えるとともに、上記静止画処理制御部２４により制御される第２の切換回路２５や第１及び第２のスチルフィルタ２６，２７、上記静止画処理制御部２４に接続された静止画処理用ＲＡＭ２８を備える。
【００４４】
上記動画フラグ検出部２１は、上記タイミング制御部２０により与えられる動画フラグ検出タイミング信号に応じて、上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４から供給される画像データ間のＩＤエリアから動き検出フラグＭＯＴを検出することにより動画ブロックを検出するものである。この動画フラグ検出部２１は、マクロブロックを構成している輝度データＹ０，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３、赤色データＣＲ及び青色データＣＢの各動き検出フラグＭＯＴの論理和をとることにより、動き検出フラグＭＯＴが検出されたＤＣＴブロックを含むマクロブロックは他のＤＣＴブロックも全て動きブロックとするマクロブロック単位の新たな動き検出フラグＭＭＯＴを生成し、このＭＭＯＴ信号を第１の切換回路２２に供給する。
【００４５】
そして、上記第１の切換回路２２は、上記タイミング制御部２０により与えられる切換タイミング信号に応じて、青色データのタイミングで青色データの最下位ビット(LSB) と上記ＭＭＯＴ信号を切り換える。これによって、そのマクロブロックが動画であるか静止画であるかの情報を上記青色データに多重して、デブロッキング・デシャフリング処理用のＲＡＭ３に書き込むことができ、動画であるか静止画であるかを示す情報のためにビットを増やしたり、アドレスを拡張してＲＡＭの容量を増やし、また、制御を複雑にすることなく、動画であるか静止画であるかを示す情報を上記ＲＡＭ３の読み出し側に伝送することができる。
【００４６】
ここで、動画であるか静止画であるかを示す情報すなわち上記ＭＭＯＴ信号を青色データＣＢの最下位ビット(LSB) に置き換えるのは、視覚的に青色データＣＢの階調が画像に最も影響が少ないからである。
【００４７】
さらに、上記静止画処理制御部２４は、上記ＲＡＭ３から読み出された青色データＣＢの最下位ビット(LSB) を検出して、動画処理を行うべきマクロブロックのエリアを求め、その情報を静止画処理用ＲＡＭ２８に書き込む。この静止画処理用ＲＡＭ２８は、１フレームのマクロブロックの個数分のビット数があればよい。
【００４８】
この実施の形態では、図８の（Ａ），（Ｂ）に網掛け処理を施して示すように、動画ブロックが含まれるマクロブロックの上下左右に位置するマクロブロックも全て動きブロックとする処理、あるはこれに準じた処理が上記静止画処理制御部２４により行われる。
【００４９】
このようにして、１フレームの静止画信号をどのブロックをフレームで出力するか、あるいはフィールド×２で出力するかの情報が上記静止画処理用ＲＡＭ２８上に作成される。そのとき出力される青色データＣＢの最下位ビット(LSB) は、上記タイミング制御部２０から与えられるＣＢデータマスク信号に応じて動作する第２の切換回路２５によって、一定値（ここでは論理「Ｈ」）に固定される。
【００５０】
そして、上記シャフリング制御部２３は、図９に示すように、次のフレームから、上記静止画処理用ＲＡＭ２８上のデータに従って、上記ＲＡＭ３から画像データをフレームで読み出すかフィールドで読み出すかの制御を順次行って、静止画ブロック部の画像データはそのままのフレームでベースバンド信号処理部１を介して出力し、動画ブロック部分の画像データは片フィールド×２で上記ベースバンド信号処理部１を介して出力する。
【００５１】
なお、動画ブロック部分の画像データを片フィールド×２で出力する際には、上記静止画処理制御部２４からの制御信号ＳＦＯＮにより上記第１及びスチルフィルタ１４を作動させ、ラインフリッカを抑制することによって、さらに画質を向上させることができる。
【００５２】
このように、この実施の形態における画像記録再生装置では、再生時に、ＲＡＭに１フレーム分の画像データを蓄えて、フレーム内での動き検出を行い、静止画ブロックはそのままフレームで出力し、動画ブロックは片方のフィールドを２回出力することができ、専用の静止画処理部を必要とすることなく、高画質の静止画を記録再生することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る画像再生装置では、画像信号を全てフレームの連続画として２次元配列された所定画素数を単位とする変換ブロック毎に直交変換した直交変換係数データが量子化されて記録された記録媒体から画像信号を再生するに当たり、記録媒体から再生した再生信号を逆量子化処理手段により逆量子化して直交変換係数データを生成し、直交変換演算処理手段により、上記直交変換係数データを逆直交変換して再生画像データを生成するとともに、上記直交変換係数データに基づいて変換ブロック毎の動き検出を行い、上記逆直交変換演算処理手段による変換ブロック毎の動き検出結果を示す情報すなわち動画であるか静止画であるかを示す情報を多重化手段により対応する変換ブロックの再生画像データの最下位ビットに置き換えて、上記動き検出結果を示す情報が多重された再生画像データを記憶手段に１フレーム分蓄積する。これにより、動画であるか静止画であるかを示す情報のためにビットを増やしたり、アドレスを拡張して記憶手段の容量を増やし、また、制御を複雑にすることなく、動画であるか静止画であるかを示す情報を記憶手段の読み出し側に伝送することができる。
【００５４】
そして、本発明に係る画像再生装置では、上記記憶手段から読み出される上記変換ブロック毎の動き検出結果を示す情報に基づいて、制御手段により上記記憶手段からの画像データの読み出しを制御して、静止画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データはフレームで出力し、動画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データは片フィールドを２回出力するので、専用の静止画処理部を必要とすることなく、高画質の静止画を再生することができる。
【００５５】
また、本発明に係る画像再生装置では、例えば、上記画像データは輝度データの変換ブロックと色データの変換ブロックとでマクロブロックを構成しており、上記多重化手段は、上記動き検出結果を示す情報に基づいて動画ブロックと検出された変換ブロックを含むマクロブロックの青色データの最下位ビットを上記動き検出結果を示す情報と置き換えることにより、視覚的に画像に与える影響を最も少ない状態で動画であるか静止画であるかを示す情報を画像データに多重して、上記記憶手段の読み出し側に伝送することができる。
【００５６】
また、本発明に係る画像再生装置では、例えば、上記記憶手段から読み出された上記動き検出結果を示す情報に基づいて、上記制御手段において、上記記憶手段からの画像データの読み出しをマクロブロック単位で制御する制御情報を生成し、この制御情報に従って上記記憶手段からの画像データの読み出しをマクロブロック単位で制御することにより、動き検出の誤りによる画質の低下を防止して、高画質の静止画を再生することができる。
【００５７】
さらに、本発明に係る画像再生方法では、画像信号を全てフレームの連続画として２次元配列された所定画素数を単位とする変換ブロック毎に直交変換した直交変換係数データが量子化されて記録された記録媒体から画像信号を再生するに当たり、記録媒体から再生した再生信号を逆量子化して得られる直交変換係数データを逆直交変換して再生画像データを生成するとともに、直交変換係数データに基づいて変換ブロック毎の動き検出を行い、その動き検出結果を示す情報を再生画像データの最下位ビットに多重して再生画像データとともに伝送し、上記再生画像データの最下位ビットで示される上記動き検出結果に基づいて、静止画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データはフレームで出力し、動画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データは片フィールドを２回出力することにより、専用の静止画処理部を必要とすることなく、高画質の静止画を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 上記画像記録再生装置において記録再生する画像データとともにＥＣＣブロックを構成する付加データＶＡＵＸの構成を示す図である。
【図３】 上記画像記録再生装置におけるＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部の再生側での構成を示すブロック図である。
【図４】 静止画と動画のＤＣＴ係数の分布状態の一例を示す図である。
【図５】 上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部における動き検出部で動き検出に用いるＤＣＴ係数の一例を示す図である。
【図６】 上記画像記録再生装置で再生する画像データのマクロブロック及びＩＤエリアを示す図である。
【図７】 上記画像記録再生装置におけるブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部の再生側での構成を示すブロック図である。
【図８】 マクロブロックの拡張例を示す図である。
【図９】 上記画像記録再生装置におけて再生される静止画の出力状態を示す図である。
【符号の説明】
１ ベースバンド信号処理部、２ ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部、３ ＲＡＭ、４ ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部、５ 量子化／逆量子化処理部、６ フレーミング／デフレーミング処理部、７ デシャフリング／シャフリング処理部、８ ＲＡＭ、９ オーディオインターフェース、１０ ＩＥＥＥ１３９４インターフェース、１１ 記録符号化／再生復号化処理部、２０ タイミング制御部、２１ 動画フラグ検出部、２２，２５ 切換回路、２３ シャフリング制御部、２４ 静止画処理制御部、２８ 静止画処理用ＲＡＭ
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に記録された静止画の再生を行う画像再生装置及び画像再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像データをデジタル的に記録／再生するデジタルビデオテープレコーダでは、記録系において、撮像装置からの画像信号あるいは他の画像入力信号をランダムアクセスメモリ(RAM:Random Access Memory)に１フレーム分蓄えて、このＲＡＭ上で１フレーム分の画像データを８画素×８画素のブロックに分割し、所定数ブロックを単位としてシャフリング処理を施してから、直交変換例えば離散余弦変換(DCT: Discrete Cosine Transform)して量子化することにより１フレーム分の画像データに圧縮処理を施す。そして、圧縮処理の施された画像データをフレーミングして、ＲＡＭ上で上記シャフリング処理とは逆のデシャフリング処理を施して元の配列に戻してから、エラー訂正用の外符号と内符号を付加し、記録に適した符号化処理を施してビデオテープに記録するようにしている。
【０００３】
また、再生系では、ビデオテープからの再生信号に上記符号化処理とは逆の復号化処理を施すことにより得られる再生データに外符号と内符号を用いてＲＡＭ上でエラー訂正処理を施してからシャフリング処理を施す。さらに、シャフリング処理の施された再生データをデフレーミングしてから、逆量子化して逆直交変換することにより１フレーム分の再生データに伸張処理を施す。そして、伸張処理の施された１フレーム分の再生データをＲＡＭ上で上記シャフリング処理とは逆のデシャフリング処理を施し、さらにデブロッキング処理によって、元の画素配列の画像データを再生するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＮＴＳＣ(National Television Systems Committee) 方式やＰＡＬ(Phase Alternation by Line) 方式などの標準テレビジョン方式に準拠した画像信号はインターレース信号であり、上述の如き従来のデジタルビデオテープレコーダでは、画像入力信号をシャフリング処理あるいはデシャフリング処理用のＲＡＭに静止画として蓄積し、その静止画をそのままフレームの連続画として記録再生すると、再生時に、動き量の大きい部分がフィールド周期のブレとなってしまう。
【０００５】
しかし、上記フィールド周期のブレを発生させないように、片フィールド×２を１フレームとして記録したのでは、垂直方向の解像度が低下してしまう。
【０００６】
また、ＲＡＭに１フレーム分の画像データを蓄えて、フレーム内での動き量を求め、動き量の小さい部分がそのままフレームで出力し、動きの多い部分は片方のフィールドを２回出力する処理を施す専用の静止画処理部を記録系に設けることにより、ブレのない静止画を記録することができ、どのような再生装置でも同様の高品位の静止画を再生可能になるのであるが、専用の静止画処理部と、この静止画処理部による処理のために画像データを蓄えるＲＡＭを記録系に設ける必要があり、記録系の回路規模が膨大なものになってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、上述の如き従来のデジタルビデオテープレコーダにおける問題点に鑑み、専用の静止画処理部やこの静止画処理部による処理のために画像データを蓄えるＲＡＭを必要とすることなく、高品位の静止画を記録再生することができるようにした画像再生装置及び画像再生方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、動画記録モードと静止画記録モードの２種類の記録動作モードを有する記録系において、２次元配列された所定画素数を単位とする変換ブロック毎に直交変換した直交変換係数データが量子化されて、静止画記録モード時に上記量子化した直交変換係数データが記録動作モードを示すフラグとともに記録された記録媒体から画像信号を再生する画像再生装置であって、記録媒体から再生した再生信号を逆量子化して直交変換係数データを生成する逆量子化処理手段と、この逆量子化処理手段により生成された直交変換係数データを逆直交変換して再生画像データを生成するとともに、上記直交変換係数データに基づいて変換ブロック毎の動き検出を行う逆直交変換演算処理手段と、上記逆直交変換演算処理手段による変換ブロック毎の動き検出結果を示す情報を対応する変換ブロックの再生画像データの最下位ビットに置き換える多重化手段と、上記多重化手段から出力される上記動き検出結果を示す情報が多重された再生画像データを１フレーム分蓄積する記憶手段と、上記フラグに応じて静止画再生モードを設定し、静止画再生モードにおいて上記記憶手段から読み出された上記変換ブロック毎の動き検出結果を示す情報に基づいて、静止画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データはフレームで出力し、動画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データは片フィールドを２回出力するように、上記記憶手段からの画像データの読み出しを制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る画像再生装置では、例えば、上記画像データは輝度データの変換ブロックと色データの変換ブロックとでマクロブロックを構成しており、上記多重化手段は、上記動き検出結果を示す情報に基づいて動画ブロックと検出された変換ブロックを含むマクロブロックの青色データの最下位ビットを上記動き検出結果を示す情報と置き換える。
【００１０】
また、本発明に係る画像再生装置において、上記制御手段は、例えば、上記記憶手段から読み出された上記動き検出結果を示す情報に基づいて、上記記憶手段からの画像データの読み出しをマクロブロック単位で制御する制御情報を生成し、この制御情報に従って上記記憶手段からの画像データの読み出しをマクロブロック単位で制御する。
【００１１】
本発明は、動画記録モードと静止画記録モードの２種類の記録動作モードを有する記録系において、２次元配列された所定画素数を単位とする変換ブロック毎に直交変換した直交変換係数データが量子化されて、静止画記録モード時に上記量子化した直交変換係数データが記録動作モードを示すフラグとともに記録された記録媒体から画像信号を再生する画像再生方法であって、記録媒体から再生した再生信号を逆量子化して得られる直交変換係数データを逆直交変換して再生画像データを生成するとともに、直交変換係数データに基づいて変換ブロック毎の動き検出を行い、その動き検出結果を示す情報を再生画像データの最下位ビットに多重して再生画像データとともに伝送し、上記フラグに応じて静止画再生モードを設定し、静止画再生モードにおいて上記再生画像データの最下位ビットで示される上記動き検出結果に基づいて、静止画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データはフレームで出力し、動画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データは片フィールドを２回出力することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
本発明を適用した画像記録再生装置の構成を図１に示す。この図１に示した画像記録再生装置は、ＩＥＥＥ(The International of Electrical and Electronics Engineers,Inc.)１３９４ハイ・パフォーマンス・シリアル・バスによるデジタル画像信号の同期・非同期通信が可能なＤＶＣＲに本発明を適用したもので、ベースバンド信号処理部１に接続されたブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２、このブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２に接続されたランダムアクセスメモリ(RAM:Random Access Memory)３及びＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４、このＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４に接続された量子化／逆量子化処理部５、この量子化／逆量子化処理部５に接続されたフレーミング／デフレーミング処理部６、このフレーミング／デフレーミング処理部６に接続されたデシャフリング／シャフリング処理部７、このデシャフリング／シャフリング処理部７に接続されたランダムアクセスメモリ(RAM:Random Access Memory)８、オーディオインターフェース９、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１０及び記録符号化／再生復号化処理部１１を備えてなる。
【００１４】
先ず、この画像記録再生装置における記録系の構成及び動作について説明する。
【００１５】
すなわち、この画像記録再生装置では、記録時に撮像装置からの画像信号あるいは他の画像入力信号がベースバンド信号処理部１を介してブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２に供給され、記録する１フレーム分の画像入力信号がＲＡＭ３に蓄えられる。静止画記録モード時には、上記ＲＡＭ３に１フレーム分の画像入力信号すなわち静止画の画像データが蓄えられると、それ以降、その静止画のフレームの連続画が次段に転送される。
【００１６】
上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２は、上記ＲＡＭ上で１フレーム分の画像データを８画素×８画素のブロックに分割し、所定数ブロックを単位としてシャフリング処理を施し、シャフリング処理済みの画像データをＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４に与える。
【００１７】
上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４は、上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２から供給される画像データを離散余弦変換(DCT: Discrete Cosine Transform)処理を施すことにより、上記画像データを８画素×８画素のブロック単位で時間軸上の２次元ＤＣＴ係数データに変換して、量子化／逆量子化処理部５に供給する。
【００１８】
この実施の形態における上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４では、動画記録モード時には、従来と同様に、８画素×８画素のブロック単位の画像データから動き検出を行い、フィールド間の差が小さいブロックは８×８のＤＣＴモードで画像データを扱い、フィールド間の差の大きいブロックは２×４×８のＤＣＴモードで画像データを扱う。
【００１９】
また、上記量子化／逆量子化処理部５は、上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４で時間軸上の２次元ＤＣＴ係数データに変換された画像データを量子化することにより、圧縮処理を施した画像データを生成する。
【００２０】
また、上記フレーミング／デフレーミング処理部６は、上記量子化／逆量子化処理部５から供給される画像データをフレーミングして、上記デシャフリング／シャフリング処理部７に供給する。
【００２１】
上記デシャフリング／シャフリング処理部７は、上記フレーミング／デフレーミング処理部６から供給される画像データをＲＡＭ８に蓄積し、このＲＡＭ８上で上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２によるシャフリング処理とは逆のデシャフリング処理を画像データに施す。そして、このデシャフリング／シャフリング処理部７は、上記デシャフリング処理により元の配列に戻した画像データ(Video data)に付加データ(VAUX:Video auxiliary)とともにエラー訂正用のＥＣＣ(ECC:Error Check and Correction)ブロック単位で外符号(Outer parity)を付加して、記録符号化／再生復号化処理部１１に供給する。さらに、このデシャフリング／シャフリング処理部７は、オーディオインターフェース９を介して入力されるオーディオデータもＥＣＣブロック単位で外符号を付加して、記録符号化／再生復号化処理部１１に供給する。
【００２２】
そして、上記記録符号化／再生復号化処理部１１は、上記デシャフリング／シャフリング処理部７から供給されるＥＣＣブロック単位の画像データやオーディオデータにさらにエラー訂正用の内符号(Inner parity)を付加し、さらに、記録に適した符号化処理を施すことにより記録信号を生成し、この記録信号を図示しない記録／再生部を介してビデオテープに記録する。
【００２３】
ここで、この画像記録再生装置では、上記画像データ(Video data)とともにＥＣＣブロックを構成する付加データＶＡＵＸとして、図２に示すように、パック・ヘッダ（ＰＣ０）とパック・データ（ＰＣ１〜Ｃ４）とからなるパック構造のシステム・データを記録する。パック・ヘッダ（ＰＣ０）が「０１１０００１」の付加データＶＡＵＸは、SOURCE_CONTROLパックであって、そのパック・データ（ＰＣ３）によりＦＦ(Frame/Field)フラグ、ＦＳ(First/Second)フラグ、ＦＣ(Frame change flag)フラグ、ＩＬ(Interlace )フラグ、ＳＴ(Still-field picture)フラグ、ＳＣ(Still camera picture)フラグを与える。上記ＦＦフラグは、１フレーム期間に一方のフィールドのみを２回出力する（ＦＦ＝０）か１フレーム期間に両方のフィールドを出力する（ＦＦ＝１）かを示す。また、上記ＦＳフラグは、第１フィールドを出力する（ＦＳ＝０）か第２フィールドを出力する（ＦＳ＝１）かを示す。また、上記ＦＣフラグは、現フレームが直前のフレームと同じ画像である（ＦＣ＝０）か異なる画像である（ＦＣ＝１）かを示す。また、上記ＩＬフラグは、１フレームを構成する２つのフィールドのデータがインタレースされている（ＩＬ＝１）か否（ＩＬ＝０）かを示す。また、上記ＳＴフラグは、フレーム内の２つのフィールド間の時間距離が略０秒である（ＳＴ＝０）か、５２５−６０システム又は６２５−５０システムのおけるフィールド期間に相当している（ＳＴ＝１）かを示す。さらに、上記ＳＣフラグは、スチルカメラによる画像である（ＳＣ＝０）か否（ＳＣ＝１）かを示す。
【００２４】
そして、この実施の形態において、上記ＳＴフラグは、フレーム内の２つのフィールド間の時間距離が略０秒すなわち静止画をＳＴ＝０にて示し、５２５−６０システム又は６２５−５０システムのおけるフィールド期間に相当する時間距離の動画をＳＴ＝１にて示すフラグであるが、静止画記録モードでは、静止画のデータ部分の付加データＶＡＵＸのSOURCE_CONTROLパックのＳＴフラグを「１」にして記録を行う。
【００２５】
なお、この画像記録再生装置では、静止画の画像データを上記デシャフリング／シャフリング処理部７のＲＡＭ８に蓄積した後、上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２の書き込み／読み出しの方向を逆にして、ＲＡＭ３の画像データを上記ベースバンド信号処理部１に出力することにより、記録時に、記録している静止画を電子ビューファインダや映像出力からモニタすることができる。
【００２６】
次に、この画像記録再生装置における再生系の構成及び動作について説明する。
【００２７】
すなわち、この画像記録再生装置では、再生時に、図示しない記録／再生部を介してビデオテープから再生された再生信号が記録符号化／再生復号化処理部１１に供給される。
【００２８】
上記記録符号化／再生復号化処理部１１は、記録時の符号化処理に対応する復号化処理を再生信号に施して再生データを生成し、さらに、内符号(Inner parity)によるエラー訂正処理を再生データに施して、エラー訂正処理済みの再生データをデシャフリング／シャフリング処理部７に供給する。
【００２９】
上記デシャフリング／シャフリング処理部７は、上記記録符号化／再生復号化処理部１１から供給される再生データをＲＡＭ８に蓄積し、このＲＡＭ８上で外符号(Outer parity)によるエラー訂正処理をＥＣＣブロック単位の再生データに施す。上記エラー訂正処理の施された再生データの内の再生オーディオデータは、オーディオインターフェース９を介して出力される。さらに、このデシャフリング／シャフリング処理部７は、記録時における上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２と同様なシャフリング処理を再生画像データに施し、シャフリング処理済みの再生画像データをフレーミング／デフレーミング処理部６に供給する。
【００３０】
上記フレーミング／デフレーミング処理部６は、上記デシャフリング／シャフリング処理部７から供給される再生画像データをデフレーミングして、量子化／逆量子化処理部５に供給する。ここで、このフレーミング／デフレーミング処理部６により得られる再生画像データは、記録時に上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４で時間軸上の２次元ＤＣＴ係数データに変換された画像データを上記量子化／逆量子化処理部５で量子化したデータに対応している。
【００３１】
上記量子化／逆量子化処理部５は、上記フレーミング／デフレーミング処理部６により得られる再生画像データを逆量子化することにより、時間軸上の２次元ＤＣＴ係数データを再生してＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４に供給する。
【００３２】
ここで、この実施の形態における画像記録再生装置では、再生時に、上記画像データ(Video data)とともにＥＣＣブロックを構成する付加データＶＡＵＸとして記録されている静止画のデータ部分の付加データＶＡＵＸのSOURCE_CONTROLパックのＳＴフラグに基づいて、動作モードが切り換えられ、ＳＴフラグが「１」のときに静止画再生モードに切り換えられる。そして、上記フレーミング／デフレーミング処理部６から２次元ＤＣＴ係数データをＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４に供給する。
【００３３】
上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４は、図３に示すように、逆ＤＣＴ演算部４１、動き検出部４２とＯＲゲート４３を備え、上記８×８の時間軸上の２次元ＤＣＴ係数データを逆ＤＣＴ演算部４１により逆ＤＣＴ変換して画像データを出力するとともに、そのＤＣＴブロックが動画ブロックであるか静止画ブロックであるかを上記２次元ＤＣＴ係数データに基づいて検出する所謂動き検出を動き検出部４２により行って動き検出フラグＭＯＴをＯＲゲート４３を介して出力するようになっている。
【００３４】
ここで、図４の（ａ），（ｂ）に静止画と動画のＤＣＴ係数の分布状態を示してあるように、動画部分は、フィールド間の差が大きくなるため、静止画部分と比較して垂直方向の高域係数が増加する傾向にある。上記動き検出部４２では、この傾向を利用して、各係数の分布から求めた係数の総和やピーク値等を予め設定した閾値と比較することで動き検出を行うことができる。
【００３５】
例えば図５に示すようなＤＣＴ係数Ｃ00〜Ｃ77を持つ場合の動き検出は、
【００３６】
【数１】
により行う。すなわち、次の３つの条件を同時に満たすときに動きと判定する。
【００３８】
(1) Ｃ70〜Ｃ77までの係数の絶対値の総和が閾値Ａ以上。
【００３９】
(2) Ｃ70〜Ｃ77までの係数で、絶対値の最大差が閾値Ｂ以上。
【００４０】
(3) Ｃ10の絶対値よりＣ50，Ｃ60，Ｃ70の絶対値の和が大きい。
【００４１】
そして、上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４により時間軸上の２次元ＤＣＴ係数データを逆ＤＣＴ変換して得られる画像データは、図６に示すように、４ＤＣＴブロック分の輝度データＹ０，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３と、それぞれ１ＤＣＴブロック分の赤色データＣＲ及び青色データＣＢら４とでマクロブロックを構成しており、各ＤＣＴブロックが動画ブロックであるか静止画ブロックであるかを示す動き検出フラグＭＯＴが画像データの間のＩＤエリアに挿入されて、ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２に供給される。
【００４２】
上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２は、上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４から供給される画像データを１フレーム分の画像データをＲＡＭ３に蓄積し、このＲＡＭ８上で上記シャフリング／デシャフリング処理部７によるシャフリング処理とは逆のデシャフリング処理を画像データに施す。そして、このデシャフリング／シャフリング処理部７は、上記デシャフリング処理により元の配列に戻した画像データの出力が動き検出フラグＭＯＴにより制御され、静止画ブロック部の画像データはそのままのフレームでベースバンド信号処理部１を介して出力し、動画ブロック部分の画像データは片フィールド×２で上記ベースバンド信号処理部１を介して出力する。
【００４３】
上記ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部２は、その具体的な構成を図７に示してあるように、タイミング制御部２０により制御される動画フラグ検出部２１、第１の切換回路２２、シャフリング制御部２３及び静止画処理制御部２４を備えるとともに、上記静止画処理制御部２４により制御される第２の切換回路２５や第１及び第２のスチルフィルタ２６，２７、上記静止画処理制御部２４に接続された静止画処理用ＲＡＭ２８を備える。
【００４４】
上記動画フラグ検出部２１は、上記タイミング制御部２０により与えられる動画フラグ検出タイミング信号に応じて、上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部４から供給される画像データ間のＩＤエリアから動き検出フラグＭＯＴを検出することにより動画ブロックを検出するものである。この動画フラグ検出部２１は、マクロブロックを構成している輝度データＹ０，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３、赤色データＣＲ及び青色データＣＢの各動き検出フラグＭＯＴの論理和をとることにより、動き検出フラグＭＯＴが検出されたＤＣＴブロックを含むマクロブロックは他のＤＣＴブロックも全て動きブロックとするマクロブロック単位の新たな動き検出フラグＭＭＯＴを生成し、このＭＭＯＴ信号を第１の切換回路２２に供給する。
【００４５】
そして、上記第１の切換回路２２は、上記タイミング制御部２０により与えられる切換タイミング信号に応じて、青色データのタイミングで青色データの最下位ビット(LSB) と上記ＭＭＯＴ信号を切り換える。これによって、そのマクロブロックが動画であるか静止画であるかの情報を上記青色データに多重して、デブロッキング・デシャフリング処理用のＲＡＭ３に書き込むことができ、動画であるか静止画であるかを示す情報のためにビットを増やしたり、アドレスを拡張してＲＡＭの容量を増やし、また、制御を複雑にすることなく、動画であるか静止画であるかを示す情報を上記ＲＡＭ３の読み出し側に伝送することができる。
【００４６】
ここで、動画であるか静止画であるかを示す情報すなわち上記ＭＭＯＴ信号を青色データＣＢの最下位ビット(LSB) に置き換えるのは、視覚的に青色データＣＢの階調が画像に最も影響が少ないからである。
【００４７】
さらに、上記静止画処理制御部２４は、上記ＲＡＭ３から読み出された青色データＣＢの最下位ビット(LSB) を検出して、動画処理を行うべきマクロブロックのエリアを求め、その情報を静止画処理用ＲＡＭ２８に書き込む。この静止画処理用ＲＡＭ２８は、１フレームのマクロブロックの個数分のビット数があればよい。
【００４８】
この実施の形態では、図８の（Ａ），（Ｂ）に網掛け処理を施して示すように、動画ブロックが含まれるマクロブロックの上下左右に位置するマクロブロックも全て動きブロックとする処理、あるはこれに準じた処理が上記静止画処理制御部２４により行われる。
【００４９】
このようにして、１フレームの静止画信号をどのブロックをフレームで出力するか、あるいはフィールド×２で出力するかの情報が上記静止画処理用ＲＡＭ２８上に作成される。そのとき出力される青色データＣＢの最下位ビット(LSB) は、上記タイミング制御部２０から与えられるＣＢデータマスク信号に応じて動作する第２の切換回路２５によって、一定値（ここでは論理「Ｈ」）に固定される。
【００５０】
そして、上記シャフリング制御部２３は、図９に示すように、次のフレームから、上記静止画処理用ＲＡＭ２８上のデータに従って、上記ＲＡＭ３から画像データをフレームで読み出すかフィールドで読み出すかの制御を順次行って、静止画ブロック部の画像データはそのままのフレームでベースバンド信号処理部１を介して出力し、動画ブロック部分の画像データは片フィールド×２で上記ベースバンド信号処理部１を介して出力する。
【００５１】
なお、動画ブロック部分の画像データを片フィールド×２で出力する際には、上記静止画処理制御部２４からの制御信号ＳＦＯＮにより上記第１及びスチルフィルタ１４を作動させ、ラインフリッカを抑制することによって、さらに画質を向上させることができる。
【００５２】
このように、この実施の形態における画像記録再生装置では、再生時に、ＲＡＭに１フレーム分の画像データを蓄えて、フレーム内での動き検出を行い、静止画ブロックはそのままフレームで出力し、動画ブロックは片方のフィールドを２回出力することができ、専用の静止画処理部を必要とすることなく、高画質の静止画を記録再生することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る画像再生装置では、画像信号を全てフレームの連続画として２次元配列された所定画素数を単位とする変換ブロック毎に直交変換した直交変換係数データが量子化されて記録された記録媒体から画像信号を再生するに当たり、記録媒体から再生した再生信号を逆量子化処理手段により逆量子化して直交変換係数データを生成し、直交変換演算処理手段により、上記直交変換係数データを逆直交変換して再生画像データを生成するとともに、上記直交変換係数データに基づいて変換ブロック毎の動き検出を行い、上記逆直交変換演算処理手段による変換ブロック毎の動き検出結果を示す情報すなわち動画であるか静止画であるかを示す情報を多重化手段により対応する変換ブロックの再生画像データの最下位ビットに置き換えて、上記動き検出結果を示す情報が多重された再生画像データを記憶手段に１フレーム分蓄積する。これにより、動画であるか静止画であるかを示す情報のためにビットを増やしたり、アドレスを拡張して記憶手段の容量を増やし、また、制御を複雑にすることなく、動画であるか静止画であるかを示す情報を記憶手段の読み出し側に伝送することができる。
【００５４】
そして、本発明に係る画像再生装置では、上記記憶手段から読み出される上記変換ブロック毎の動き検出結果を示す情報に基づいて、制御手段により上記記憶手段からの画像データの読み出しを制御して、静止画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データはフレームで出力し、動画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データは片フィールドを２回出力するので、専用の静止画処理部を必要とすることなく、高画質の静止画を再生することができる。
【００５５】
また、本発明に係る画像再生装置では、例えば、上記画像データは輝度データの変換ブロックと色データの変換ブロックとでマクロブロックを構成しており、上記多重化手段は、上記動き検出結果を示す情報に基づいて動画ブロックと検出された変換ブロックを含むマクロブロックの青色データの最下位ビットを上記動き検出結果を示す情報と置き換えることにより、視覚的に画像に与える影響を最も少ない状態で動画であるか静止画であるかを示す情報を画像データに多重して、上記記憶手段の読み出し側に伝送することができる。
【００５６】
また、本発明に係る画像再生装置では、例えば、上記記憶手段から読み出された上記動き検出結果を示す情報に基づいて、上記制御手段において、上記記憶手段からの画像データの読み出しをマクロブロック単位で制御する制御情報を生成し、この制御情報に従って上記記憶手段からの画像データの読み出しをマクロブロック単位で制御することにより、動き検出の誤りによる画質の低下を防止して、高画質の静止画を再生することができる。
【００５７】
さらに、本発明に係る画像再生方法では、画像信号を全てフレームの連続画として２次元配列された所定画素数を単位とする変換ブロック毎に直交変換した直交変換係数データが量子化されて記録された記録媒体から画像信号を再生するに当たり、記録媒体から再生した再生信号を逆量子化して得られる直交変換係数データを逆直交変換して再生画像データを生成するとともに、直交変換係数データに基づいて変換ブロック毎の動き検出を行い、その動き検出結果を示す情報を再生画像データの最下位ビットに多重して再生画像データとともに伝送し、上記再生画像データの最下位ビットで示される上記動き検出結果に基づいて、静止画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データはフレームで出力し、動画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データは片フィールドを２回出力することにより、専用の静止画処理部を必要とすることなく、高画質の静止画を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 上記画像記録再生装置において記録再生する画像データとともにＥＣＣブロックを構成する付加データＶＡＵＸの構成を示す図である。
【図３】 上記画像記録再生装置におけるＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部の再生側での構成を示すブロック図である。
【図４】 静止画と動画のＤＣＴ係数の分布状態の一例を示す図である。
【図５】 上記ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部における動き検出部で動き検出に用いるＤＣＴ係数の一例を示す図である。
【図６】 上記画像記録再生装置で再生する画像データのマクロブロック及びＩＤエリアを示す図である。
【図７】 上記画像記録再生装置におけるブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部の再生側での構成を示すブロック図である。
【図８】 マクロブロックの拡張例を示す図である。
【図９】 上記画像記録再生装置におけて再生される静止画の出力状態を示す図である。
【符号の説明】
１ ベースバンド信号処理部、２ ブロッキング・シャフリング／デブロッキング・デシャフリング処理部、３ ＲＡＭ、４ ＤＣＴ／逆ＤＣＴ演算処理部、５ 量子化／逆量子化処理部、６ フレーミング／デフレーミング処理部、７ デシャフリング／シャフリング処理部、８ ＲＡＭ、９ オーディオインターフェース、１０ ＩＥＥＥ１３９４インターフェース、１１ 記録符号化／再生復号化処理部、２０ タイミング制御部、２１ 動画フラグ検出部、２２，２５ 切換回路、２３ シャフリング制御部、２４ 静止画処理制御部、２８ 静止画処理用ＲＡＭ
Claims (4)
- 動画記録モードと静止画記録モードの２種類の記録動作モードを有する記録系において、２次元配列された所定画素数を単位とする変換ブロック毎に直交変換した直交変換係数データが量子化されて、静止画記録モード時に上記量子化した直交変換係数データが記録動作モードを示すフラグとともに記録された記録媒体から画像信号を再生する画像再生装置であって、
記録媒体から再生した再生信号を逆量子化して直交変換係数データを生成する逆量子化処理手段と、
この逆量子化処理手段により生成された直交変換係数データを逆直交変換して再生画像データを生成するとともに、上記直交変換係数データに基づいて変換ブロック毎の動き検出を行う逆直交変換演算処理手段と、
上記逆直交変換演算処理手段による変換ブロック毎の動き検出結果を示す情報を対応する変換ブロックの再生画像データの最下位ビットに置き換える多重化手段と、
上記多重化手段から出力される上記動き検出結果を示す情報が多重された再生画像データを１フレーム分蓄積する記憶手段と、
上記フラグに応じて静止画再生モードを設定し、静止画再生モードにおいて上記記憶手段から読み出された上記変換ブロック毎の動き検出結果を示す情報に基づいて、静止画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データはフレームで出力し、動画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データは片フィールドを２回出力するように、上記記憶手段からの画像データの読み出しを制御手段と
を備えることを特徴とする画像再生装置。 - 上記画像データは、輝度データの変換ブロックと色データの変換ブロックとでマクロブロックを構成しており、
上記多重化手段は、上記動き検出結果を示す情報に基づいて動画ブロックと検出された変換ブロックを含むマクロブロックの青色データの最下位ビットを上記動き検出結果を示す情報と置き換えることを特徴とする請求項１記載の画像再生装置。 - 上記制御手段は、上記記憶手段から読み出された上記動き検出結果を示す情報に基づいて、上記記憶手段からの画像データの読み出しをマクロブロック単位で制御する制御情報を生成し、この制御情報に従って上記記憶手段からの画像データの読み出しをマクロブロック単位で制御することを特徴とする請求項２記載の画像再生装置。
- 動画記録モードと静止画記録モードの２種類の記録動作モードを有する記録系において、２次元配列された所定画素数を単位とする変換ブロック毎に直交変換した直交変換係数データが量子化されて、静止画記録モード時に上記量子化した直交変換係数データが記録動作モードを示すフラグとともに記録された記録媒体から画像信号を再生する画像再生方法であって、
記録媒体から再生した再生信号を逆量子化して得られる直交変換係数データを逆直交変換して再生画像データを生成するとともに、直交変換係数データに基づいて変換ブロック毎の動き検出を行い、その動き検出結果を示す情報を再生画像データの最下位ビットに多重して再生画像データとともに伝送し、上記フラグに応じて静止画再生モードを設定し、静止画再生モードにおいて上記再生画像データの最下位ビットで示される上記動き検出結果に基づいて、静止画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データはフレームで出力し、動画ブロックと検出された変換ブロックの再生画像データは片フィールドを２回出力することを特徴とする画像再生方法。
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