JP4642171B2 - 画像再生装置および方法、並びに記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像再生装置および方法、並びに記録媒体に関し、特に、複数の画像信号を入力し、同時に複数の画像信号を復号することにより、復号された画像信号を同期させて出力するようにした画像再生装置および方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、画像再生装置の構成例を表している。MPEG（Moving Picture Experts Group）方式により、符号化された符号化データはVBV（Video Buffering Verifier）バッファ１に入力され、蓄積される。VBVバッファ１は符号化データが可変レートである場合、可変長復号器２に一定のデータを連続して供給するためにある。可変長復号器２は入力された符号化データを復号し、画像信号成分を逆量子化器３に出力し、動きベクトルを動き補償予測器７に出力する。
【０００３】
逆量子化器３において、入力された信号が逆量子化される。逆DCT（IDCT）器４において、逆量子化器３より出力されたDCT（Discrete Cosine Transform）係数が逆DCT処理される。動き補償予測器７は、画像メモリ６に記憶されている、既に復号されている画像信号を動きベクトルに対応して動き補償して、予測信号を生成する。IDCT器４の出力は、加算器５に入力されて、動き補償予測器７の出力する予測信号と加算されて復号され、画像メモリ６に記憶される。画像メモリ６に記憶された画像信号はそこから読み出され、図示せぬ表示部などに出力される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デジタル衛星放送の場合、１つのトランスポンダに対応する伝送チャンネルには、複数（例えば、３つ）のチャンネルの画像信号が含まれている。この３つのチャンネルの画像を動画として、１つのマルチ画面に同時に表示させるとき、図１に示した１つのチャンネルの復号系が３チャンネル分必要となる。
その結果、装置がコスト高となり、大型化する課題がある。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、構成を複雑にしたり、装置を大型化あるいはコスト高とすることなく、複数の画像信号を復号できるようにするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像再生装置は、複数の画像信号を入力する入力手段と、前記入力手段で入力された前記複数の画像信号を各々独立に蓄積する第１の蓄積手段と、前記第１の蓄積手段に蓄積された前記複数の画像信号の中から所定のものを選択する第１の選択手段と、動きベクトルの演算結果に基づいて前記第１の蓄積手段の読み出しを制御する制御手段であって、前記画像信号の各フレームにおける動きベクトルの演算結果により、そのフレームが静止画像であるか否かを判断し、静止画像であると判断した場合、前記画像信号のスキップおよびリピートを可能な状態に制御する制御手段と、前記第１の選択手段で選択された前記画像信号を復号する復号手段と、前記復号手段で復号された画像信号の中から、所定の画像信号を選択する第２の選択手段と、前記第２の選択手段で選択された前記画像信号を蓄積する第２の蓄積手段とを備える。
【０００７】
本発明の画像処理方法は、複数の画像信号を入力する入力ステップと、前記入力ステップで入力された前記複数の画像信号を各々独立に蓄積する第１の蓄積ステップと、前記第１の蓄積ステップで蓄積された前記複数の画像信号の中から所定のものを選択する第１の選択ステップと、動きベクトルの演算結果に基づいて前記第１の蓄積ステップで蓄積された画像信号の読み出しを制御する制御ステップであって、前記画像信号の各フレームにおける動きベクトルの演算結果により、そのフレームが静止画像であるか否かを判断し、静止画像であると判断した場合、前記画像信号のスキップおよびリピートを可能な状態に制御する制御ステップと、前記第１の選択ステップで選択された前記画像信号を復号する復号ステップと、前記復号ステップで復号された画像信号の中から、所定の画像信号を選択する第２の選択ステップと、前記第２の選択ステップで選択された前記画像信号を蓄積する第２の蓄積ステップとを含む。
【０００８】
本発明の記録媒体のプログラムは、複数の画像信号を入力する入力ステップと、前記入力ステップで入力された前記複数の画像信号を各々独立に蓄積する第１の蓄積ステップと、前記第１の蓄積ステップで蓄積された前記複数の画像信号の中から所定のものを選択する第１の選択ステップと、動きベクトルの演算結果に基づいて前記第１の蓄積ステップで蓄積された画像信号の読み出しを制御する制御ステップであって、前記画像信号の各フレームにおける動きベクトルの演算結果により、そのフレームが静止画像であるか否かを判断し、静止画像であると判断した場合、前記画像信号のスキップおよびリピートを可能な状態に制御する制御ステップと、前記第１の選択ステップで選択された前記画像信号を復号する復号ステップと、前記復号ステップで復号された画像信号の中から、所定の画像信号を選択する第２の選択ステップと、前記第２の選択ステップで選択された前記画像信号を蓄積する第２の蓄積ステップとからなるプログラムを実行させる。
【０００９】
本発明の画像再生装置、画像再生方法、および記録媒体においては、入力された複数の画像信号が各々独立に蓄積され、蓄積された複数の画像信号の中から所定のものが、動きベクトルの演算結果に基づき選択され、選択された画像信号が復号され、復号された画像信号の中から、所定の画像信号が選択され、蓄積される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明を適用した画像再生装置の構成例を示すブロック図である。複数のチャンネルの画像信号が多重化されているトランスポートストリームが、多重分離器（以下、Demuxと称する）１１に入力される。Demux１１において、各チャンネルの画像信号が分離されて、対応する各チャンネルのVBVバッファ１−１乃至VBVバッファ１−ｎに入力され、蓄積される。VBVバッファ１−１乃至VBVバッファ１−ｎより読み出された画像信号は、信号切換器１２に入力されて、スイッチ制御器２３からのスイッチ切換信号に基づき選択される。選択されたVBVバッファ１−ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ）の画像信号は、可変長復号器２に入力される。なお、スイッチ切換信号による信号切換器１２の動作は後述する。復号制御器２１は、VBVバッファ１−１乃至１−ｎの出力するリードポインタＲＰとライトポインタＷＰに基づいて、VBVバッファ１−１乃至１−ｎの読み出しと書き込みを制御する。
【００１１】
可変長復号器２乃至動き補償予想器７の機能は、図１を参照して説明した場合と同様であるので、その説明は省略する。復号された画像信号は、加算器５から信号切換器１３に入力され、スイッチ制御器２３の出力するスイッチ切換信号に基づいて、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎのうちの、対応するチャンネルのものに入力される。画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎは、それぞれ、MPEG方式における、Ｉピクチャ画像またはＰピクチャ画像からなる２フレーム分の参照画像、およびＢピクチャを出力する際のマクロブロック単位の画像をフィールド単位の画像に変換する時に使用するフィールド画像１枚分を保持する。画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎは、表示制御器２２からの表示制御信号に基づき、表示タイミングが制御されて、画像信号を出力する。また、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎの出力する画像信号は、スイッチ制御器２３が出力するスイッチ切換信号により制御される信号切換器１４により、所定のチャンネルのものが選択され、動き補償予測器７に入力される。
次に、その動作について、入力されるトランスポートストリームが３チャンネルの画像信号を含む場合を例として説明する。Demux１１に入力されたトランスポートストリームはチャンネルごとに、３つの符号化データに分離される。分離された１チャンネル目のデータはVBVバッファ１−１に入力され、蓄積される。２チャンネル目、または３チャンネル目のデータはそれぞれVBVバッファ１−２、またはVBVバッファ１−３に入力され、蓄積される。VBVバッファ１−１乃至VBVバッファ１−３は、それぞれ蓄積されている符号化データを信号切換器１２に出力する。
【００１２】
信号切換器１２において、まず、VBVバッファ１−１から出力された１チャンネル目の符号化データが、スイッチ制御器２３からのスイッチ切換信号により選択され、可変長復号器２に入力される。１チャンネル目の符号化データは可変長復号器２乃至動き補償予測器７により復号され（この復号処理は、図１を参照して説明した場合と同様であるので省略する）、信号切換器１３に出力される。
【００１３】
信号切換器１３において、スイッチ制御器２３からのスイッチ切換信号により１チャンネル目の画像信号が選択され、画像メモリ６−１に出力され、蓄積される。２チャンネル目の符号化データは、１チャンネル目のデータと同様に復号されて、画像信号として、画像メモリ６−２に蓄積される。３チャンネル目の符号化データは、復号され、画像メモリ６−３に蓄積される。
【００１４】
表示制御器２２は、所定の表示タイミングで、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−３から、それぞれのチャンネルの画像信号を同時に読み出させる。この画像信号は、１画面の画像となるように、図示せぬ後段の回路で合成され、表示部にマルチ画面として表示される。
【００１５】
なお、１チャンネル目の画像信号を動き補償するとき、スイッチ制御器２３から出力されるスイッチ制御信号に基づいて、信号切換器１４において、既に復号されて画像メモリ６−１に蓄積されている画像信号が選択され、動き補償予測器７に入力される。２チャンネル目、または３チャンネル目の画像信号が復号される場合も同様である。
【００１６】
以上に述べたように、本発明を適用した画像再生装置は、複数の符号化データを信号切換器１２で、時分割して復号系（可変長復号器２乃至動き補償予測器７）に供給して復号し、復号した複数の画像信号を、信号切換器１３で選択して、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎに蓄積し、表示制御器２２による表示制御信号に基づいて、複数の画像信号の同期を確保して、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎから、画像信号を出力する。
【００１７】
次に、複数のVBVバッファ１−１乃至VBVバッファ１−ｎのメモリ状態を監視し、その書き込みと読み出しを制御する復号制御器２１、複数の画像信号の表示タイミングを制御する表示制御器２２、および可変長復号器２に出力する符号化データの切換え、もしくは復号された画像信号を切換える、スイッチ制御器２３の機能の詳細をさらに説明する。
【００１８】
最初に、復号制御器２１の構成を、図３を参照して説明する。復号制御器２１は、VBVバッファ１−１乃至VBVバッファ１−ｎの、それぞれのメモリ状態を監視し、その書き込みと読み出しを制御するVBVバッファ監視部３１−１乃至３１−ｎを有している。VBVバッファ監視部３１−１は、VBVバッファ１−１から入力される、ライトポインタＷＰからリードポインタＲＰを減算する減算器５０−１、その減算結果を読み出し停止設定値と比較する比較器５１−１、および読み出しスキップ設定値と比較する比較器５２−１を有している。また、可変長復号器２から入力された１映像フレーム内の動きベクトル値の絶対値を加算する動きベクトル絶対値加算回路５３−１、同様に、入力された動きベクトルの２乗値を加算する動きベクトル２乗値加算回路５４−１も有している。動きベクトル絶対値加算回路５３−１と動きベクトル２乗値加算回路５４−１から、それぞれ出力された値は、スイッチ５５−１に出力される。
【００１９】
スイッチ５５−１は、入力された２つの値のうち、図示せぬコントローラなどにより選択された値は、比較器５６−１に出力される。比較器５６−１は、スイッチ５５−１から入力された動き量を示すデータと、動画像認識設定値とを比較し、その比較結果をスイッチ５７−１に出力する。比較器５６−１から出力される比較結果は、スイッチ５７−１を制御する信号として用いられ、スイッチ５７−１は、その制御信号に基づいて、比較器５１−１からの読み出し停止信号、または、比較器５２−１からのスキップ信号を、VBVバッファ１−１乃至１−ｎに対して出力する。なお、図示は省略するが、VBVバッファ監視部３１−２乃至VBVバッファ監視部３１−ｎも、VBVバッファ監視部３１−１と同様に構成されている。
【００２０】
VBVバッファ１−ｉのメモリ状態は、VBVバッファ１−ｉに入力された符号化データ書き込み位置を示すライトポインタＷＰ（Write Point）と、読み出し位置を示すリードポインタＲＰ（Read Point）を比較することで監視される。
【００２１】
VBVバッファ１−１のメモリ状態を、図４を参照して説明する。VBVバッファ１−１はリングメモリとして構成されている。いま、ライトポインタＷＰがアドレスを４５を示し、リードポインタＲＰがアドレス１５を示しているものとする。また、１回に書き込まれる符号化データのデータ量は、VBVバッファにおける５アドレス分に相当するものとする。このような状態で、１回目の符号化データが入力されると、このデータはアドレス４５から書き込まれるので、書き込みが終了すると、ライトポインタＷＰは、１回目の符号化データの最終アドレス４９の次のアドレス５０に移動される。以下、同様の動作が繰り返される。
【００２２】
いま、簡単のため、１回の読み出しで、５アドレス分のデータが読み出されるものとすると、１回目の読み出しが完了したとき、リードポインタＲＰは、アドレス２０に移動される。以下、同様の動作が繰り返される。
【００２３】
書き込みと読み出しは独立に行われ、リードポインタＲＰと、ライトポインタＷＰは、お互いに、他方を追いかけるように動作する。従って、VBVバッファ１−１の、リードポインタＲＰとライトポインタＷＰを比較することにより、メモリ状態を監視することができる。
【００２４】
図３の、VBVバッファ監視部３１−１の減算器５０−１において、リードポインタＲＰとライトポインタＷＰのアドレスの差（ＷＰ−ＲＰ）が算出され、比較器５１−１と比較器５２−１に入力される。比較器５１−１において、差（ＷＰ−ＲＰ）と読み出し停止設定値の比較が行われる。比較器５１−１は、差（ＷＰ−ＲＰ）が、読み出し停止設定値以下の場合（リードポインタＲＰの位置が、ライトポインタＷＰの位置に、閾値以上に近づいた場合）、VBVバッファ１−１に読み出し停止信号を出力する。また、比較器５２−１において、差（ＷＰ−ＲＰ）と読み出しスキップ設定値の比較が行われる。比較器５２−１は、差（ＷＰ−ＲＰ）が読み出しスキップ設定値以上の場合（ライトポインタＷＰの位置が、リードポインタＲＰの位置に、閾値以上近づいた場合）、VBVバッファ１−１に、読み出しスキップ信号を出力する。
【００２５】
動きベクトル絶対値加算回路５３−１は、可変長復号器２の出力する動きベクトル値を入力とし、入力映像信号の１フレーム内の動きベクトルの絶対値の総和、もしくは、部分和を算出する。動きベクトル２乗値加算回路５４−１は、可変長復号器２の出力する動きベクトル値を入力とし、入力映像信号の１フレーム内の動きベクトルの２乗値の総和、もしくは、部分和を算出する。動きベクトル絶対値加算回路５３−１と、動きベクトル２乗値加算回路５４−１から出力された値は、スイッチ５５−１により選択され、比較器５６−１に出力される。比較器５６−１は、スイッチ５５−１から出力された値と、予め設定されている動画像認識設定値とを比較し、動きベクトルの演算結果の方が、動画像認識設定値より小さい場合に、スイッチ５７−１を閉じるような信号を、スイッチ５７−１に対して出力する。
【００２６】
すなわち、入力映像信号の各フレームにおける動きベクトルの演算結果により、そのフレームが動画像か静止画像かを判断し、静止画像と判断した場合のみ、スイッチ５７−１を閉じて、比較器５１−１と比較器５２−１とが出力する読み出し停止信号または読み出しスキップ信号を、後段のVBVバッファ１−１乃至１−ｎに対して入力画像信号のスキップおよびリピートを可能とさせる。このように、静止画像と判断される画像に対してのみ、スキップまたはリピートの処理を選択的に行うようにすることで、画像の継ぎ目の不自然さを軽減する事が可能となる。
【００２７】
次に、VBVバッファ１−１乃至１−ｎの具体的な例を、図４を参照してさらに説明する。VBVバッファ１−１乃至１−ｎは、基本的に同様の処理を行うので、ここでは、VBVバッファ１−１に関してのみ説明する。読み出し停止信号が出力される場合は、VBVバッファ１−１の符号化データの読み出しが、書き込みに較べて、進んでいる状態に相当し、例えば、ライトポインタＷＰの値が４５で、リードポインタＲＰの値が３５となり、差（ＷＰ−ＲＰ）が＋１０（＝４５−３５）となり、読み出し停止設定値（＋１０）以下になったようなときである。このとき読み出しが停止され、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎからは、同一フレームの画像が読み出され、静止画が表示される。
【００２８】
逆に、読み出しスキップ信号が出力される場合は、VBVバッファ１−１の符号化データの読み出しが、書き込みに較べて遅延している状態に相当し、例えば、ライトポインタＷＰが１５となり、リードポインタＲＰが２５となり、差（ＷＰ−ＲＰ）が、読み出しスキップ設定値（−１０）以上になったときである。このとき、書き込みが優先され、読み出しは、１フレーム分の画像の再生をスキップするように行われる。
【００２９】
ここでは、読み出し停止設定値、読み出しスキップ設定値を、＋１０または−１０として、説明したが、実際の設定値は符号化データのデータ長などから適宜設定される。つまり、VBVバッファ監視部３１−１が、VBVバッファ１−１のメモリ状態を、符号化データのVBVバッファ１−１の読み込み、および書き込みを監視することにより、正常であるか否か判定する。
【００３０】
次に、表示制御器２２について、図５を参照して説明する。表示制御器２２は、複数の符号化データがそれぞれ有するＰＴＳ（Presentation Time Stamp）信号を入力して、そのいずれか１つを選択するＰＴＳ選択器６１、Demux１１から出力される複数の符号化データのＳＴＣ（System Time Clock）信号を入力して、そのいずれか１つを選択するＳＴＣ選択器６２、およびＰＴＳ選択器６１が出力するＰＴＳ信号とＳＴＣ選択器６２が出力するＳＴＣ信号の一致を検出する一致検出器６３を有している。
【００３１】
ユーザからの指令に対応して、ＰＴＳ選択器６１は、複数の符号化データの任意の１つのＰＴＳ信号を選択し、ＳＴＣ選択器６２は、Demux１１から出力される複数の符号化データの任意の１つのＳＴＣ信号を選択する（通常、ＰＴＳ選択器６１で選択したチャンネルのＳＴＣ信号が、選択される）。一致検出器６３は、選択されたＰＴＳとＳＴＣが一致したとき、表示タイミング信号を画像メモリ６−１乃至６−ｎに出力する。ＳＴＣ信号は、複数の符号化データの基準時刻を表しており、ＰＴＳ信号は、復号された画像信号の表示時刻を表している。これにより、複数の画像信号が、表示制御器２２で決定した、表示タイミングの基準時刻に同期して、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎから出力される。
【００３２】
また、表示制御器２２は、図６に示すように、クロック発生回路７１と、クロック発生回路７１が出力する基準クロックを分周する分周回路７２から構成することもできる。この構成例においては、複数の画像信号の表示タイミングの基準時刻が、クロック発生回路７１の出力する基準クロックを、分周回路７２で任意の値で分周して生成される。
【００３３】
スイッチ制御器２３は、可変長復号器２からの可変長復号ステータス信号に基づいて、例えば、各符号化データの復号が、マクロブロック単位で完了するごとに、信号切換器１２，１３および１４の入力信号選択を、連動して切換えるスイッチ切換信号を出力する。
【００３４】
次に、図７を参照して、上述した一連の処理を実行するプログラムをコンピュータにインストールし、コンピュータによって実行可能な状態とするために用いられる媒体について説明する。
【００３５】
プログラムは、図７（Ａ）に示すように、パーソナルコンピュータ８１に内蔵されている記録媒体としてのハードディスク８２に予めインストールした状態でユーザに提供することができる。
【００３６】
あるいはまた、プログラムは、図７（Ｂ）に示すように、フロッピーディスク８３、CD-ROM８４、ＭＯディスク８５、DVD８６、磁気ディスク８７、半導体メモリ８８などの記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納し、パッケージソフトウエアとして提供することができる。
【００３７】
さらに、プログラムは、図７（Ｃ）に示すように、ダウンロードサイト９１から、無線で衛星９２を介して、パーソナルコンピュータ９３に転送したり、ローカルエリアネットワーク、インターネットといったネットワーク９４を介して、有線または無線でパーソナルコンピュータ９３に転送し、パーソナルコンピュータ９３において、内蔵するハードディスクなどにダウンロードさせるようにすることができる。
本明細書における媒体とは、これら全ての媒体を含む広義の概念を意味するものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の画像再生装置、画像再生方法、および記録媒体によれば、復号系の構成が複雑になることを抑制し、かつ、装置が大型化、あるいはコスト高になることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の画像再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した画像再生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の復号制御器２１の構成を示すブロック図である。
【図４】図２のVBVバッファ１−１の処理を説明する図である。
【図５】図２の表示制御器２２の構成を示すブロック図である。
【図６】図２の表示制御器２２の他の構成を示すブロック図である。
【図７】媒体を説明する図である。
【符号の説明】
１−１乃至１−ｎ VBVバッファ， ２ 可変長復号器， ６−１乃至６−ｎ画像メモリ， １１ Ｄｅｍｕｘ， １２，１３，１４ 信号切換器， ２１復号制御器， ２２ 表示制御器， ２３ スイッチ制御器， ３１−１乃至３１−ｎ VBVバッファ監視部， ５０−１ 減算器， ５１−１，５２−１ 比較器， ６１ ＰＴＳ選択器， ６２ ＳＴＣ選択器， ６３ 一致検出器，７１ クロック発生回路， ７２ 分周回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像再生装置および方法、並びに記録媒体に関し、特に、複数の画像信号を入力し、同時に複数の画像信号を復号することにより、復号された画像信号を同期させて出力するようにした画像再生装置および方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、画像再生装置の構成例を表している。MPEG（Moving Picture Experts Group）方式により、符号化された符号化データはVBV（Video Buffering Verifier）バッファ１に入力され、蓄積される。VBVバッファ１は符号化データが可変レートである場合、可変長復号器２に一定のデータを連続して供給するためにある。可変長復号器２は入力された符号化データを復号し、画像信号成分を逆量子化器３に出力し、動きベクトルを動き補償予測器７に出力する。
【０００３】
逆量子化器３において、入力された信号が逆量子化される。逆DCT（IDCT）器４において、逆量子化器３より出力されたDCT（Discrete Cosine Transform）係数が逆DCT処理される。動き補償予測器７は、画像メモリ６に記憶されている、既に復号されている画像信号を動きベクトルに対応して動き補償して、予測信号を生成する。IDCT器４の出力は、加算器５に入力されて、動き補償予測器７の出力する予測信号と加算されて復号され、画像メモリ６に記憶される。画像メモリ６に記憶された画像信号はそこから読み出され、図示せぬ表示部などに出力される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デジタル衛星放送の場合、１つのトランスポンダに対応する伝送チャンネルには、複数（例えば、３つ）のチャンネルの画像信号が含まれている。この３つのチャンネルの画像を動画として、１つのマルチ画面に同時に表示させるとき、図１に示した１つのチャンネルの復号系が３チャンネル分必要となる。
その結果、装置がコスト高となり、大型化する課題がある。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、構成を複雑にしたり、装置を大型化あるいはコスト高とすることなく、複数の画像信号を復号できるようにするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像再生装置は、複数の画像信号を入力する入力手段と、前記入力手段で入力された前記複数の画像信号を各々独立に蓄積する第１の蓄積手段と、前記第１の蓄積手段に蓄積された前記複数の画像信号の中から所定のものを選択する第１の選択手段と、動きベクトルの演算結果に基づいて前記第１の蓄積手段の読み出しを制御する制御手段であって、前記画像信号の各フレームにおける動きベクトルの演算結果により、そのフレームが静止画像であるか否かを判断し、静止画像であると判断した場合、前記画像信号のスキップおよびリピートを可能な状態に制御する制御手段と、前記第１の選択手段で選択された前記画像信号を復号する復号手段と、前記復号手段で復号された画像信号の中から、所定の画像信号を選択する第２の選択手段と、前記第２の選択手段で選択された前記画像信号を蓄積する第２の蓄積手段とを備える。
【０００７】
本発明の画像処理方法は、複数の画像信号を入力する入力ステップと、前記入力ステップで入力された前記複数の画像信号を各々独立に蓄積する第１の蓄積ステップと、前記第１の蓄積ステップで蓄積された前記複数の画像信号の中から所定のものを選択する第１の選択ステップと、動きベクトルの演算結果に基づいて前記第１の蓄積ステップで蓄積された画像信号の読み出しを制御する制御ステップであって、前記画像信号の各フレームにおける動きベクトルの演算結果により、そのフレームが静止画像であるか否かを判断し、静止画像であると判断した場合、前記画像信号のスキップおよびリピートを可能な状態に制御する制御ステップと、前記第１の選択ステップで選択された前記画像信号を復号する復号ステップと、前記復号ステップで復号された画像信号の中から、所定の画像信号を選択する第２の選択ステップと、前記第２の選択ステップで選択された前記画像信号を蓄積する第２の蓄積ステップとを含む。
【０００８】
本発明の記録媒体のプログラムは、複数の画像信号を入力する入力ステップと、前記入力ステップで入力された前記複数の画像信号を各々独立に蓄積する第１の蓄積ステップと、前記第１の蓄積ステップで蓄積された前記複数の画像信号の中から所定のものを選択する第１の選択ステップと、動きベクトルの演算結果に基づいて前記第１の蓄積ステップで蓄積された画像信号の読み出しを制御する制御ステップであって、前記画像信号の各フレームにおける動きベクトルの演算結果により、そのフレームが静止画像であるか否かを判断し、静止画像であると判断した場合、前記画像信号のスキップおよびリピートを可能な状態に制御する制御ステップと、前記第１の選択ステップで選択された前記画像信号を復号する復号ステップと、前記復号ステップで復号された画像信号の中から、所定の画像信号を選択する第２の選択ステップと、前記第２の選択ステップで選択された前記画像信号を蓄積する第２の蓄積ステップとからなるプログラムを実行させる。
【０００９】
本発明の画像再生装置、画像再生方法、および記録媒体においては、入力された複数の画像信号が各々独立に蓄積され、蓄積された複数の画像信号の中から所定のものが、動きベクトルの演算結果に基づき選択され、選択された画像信号が復号され、復号された画像信号の中から、所定の画像信号が選択され、蓄積される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明を適用した画像再生装置の構成例を示すブロック図である。複数のチャンネルの画像信号が多重化されているトランスポートストリームが、多重分離器（以下、Demuxと称する）１１に入力される。Demux１１において、各チャンネルの画像信号が分離されて、対応する各チャンネルのVBVバッファ１−１乃至VBVバッファ１−ｎに入力され、蓄積される。VBVバッファ１−１乃至VBVバッファ１−ｎより読み出された画像信号は、信号切換器１２に入力されて、スイッチ制御器２３からのスイッチ切換信号に基づき選択される。選択されたVBVバッファ１−ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ）の画像信号は、可変長復号器２に入力される。なお、スイッチ切換信号による信号切換器１２の動作は後述する。復号制御器２１は、VBVバッファ１−１乃至１−ｎの出力するリードポインタＲＰとライトポインタＷＰに基づいて、VBVバッファ１−１乃至１−ｎの読み出しと書き込みを制御する。
【００１１】
可変長復号器２乃至動き補償予想器７の機能は、図１を参照して説明した場合と同様であるので、その説明は省略する。復号された画像信号は、加算器５から信号切換器１３に入力され、スイッチ制御器２３の出力するスイッチ切換信号に基づいて、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎのうちの、対応するチャンネルのものに入力される。画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎは、それぞれ、MPEG方式における、Ｉピクチャ画像またはＰピクチャ画像からなる２フレーム分の参照画像、およびＢピクチャを出力する際のマクロブロック単位の画像をフィールド単位の画像に変換する時に使用するフィールド画像１枚分を保持する。画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎは、表示制御器２２からの表示制御信号に基づき、表示タイミングが制御されて、画像信号を出力する。また、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎの出力する画像信号は、スイッチ制御器２３が出力するスイッチ切換信号により制御される信号切換器１４により、所定のチャンネルのものが選択され、動き補償予測器７に入力される。
次に、その動作について、入力されるトランスポートストリームが３チャンネルの画像信号を含む場合を例として説明する。Demux１１に入力されたトランスポートストリームはチャンネルごとに、３つの符号化データに分離される。分離された１チャンネル目のデータはVBVバッファ１−１に入力され、蓄積される。２チャンネル目、または３チャンネル目のデータはそれぞれVBVバッファ１−２、またはVBVバッファ１−３に入力され、蓄積される。VBVバッファ１−１乃至VBVバッファ１−３は、それぞれ蓄積されている符号化データを信号切換器１２に出力する。
【００１２】
信号切換器１２において、まず、VBVバッファ１−１から出力された１チャンネル目の符号化データが、スイッチ制御器２３からのスイッチ切換信号により選択され、可変長復号器２に入力される。１チャンネル目の符号化データは可変長復号器２乃至動き補償予測器７により復号され（この復号処理は、図１を参照して説明した場合と同様であるので省略する）、信号切換器１３に出力される。
【００１３】
信号切換器１３において、スイッチ制御器２３からのスイッチ切換信号により１チャンネル目の画像信号が選択され、画像メモリ６−１に出力され、蓄積される。２チャンネル目の符号化データは、１チャンネル目のデータと同様に復号されて、画像信号として、画像メモリ６−２に蓄積される。３チャンネル目の符号化データは、復号され、画像メモリ６−３に蓄積される。
【００１４】
表示制御器２２は、所定の表示タイミングで、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−３から、それぞれのチャンネルの画像信号を同時に読み出させる。この画像信号は、１画面の画像となるように、図示せぬ後段の回路で合成され、表示部にマルチ画面として表示される。
【００１５】
なお、１チャンネル目の画像信号を動き補償するとき、スイッチ制御器２３から出力されるスイッチ制御信号に基づいて、信号切換器１４において、既に復号されて画像メモリ６−１に蓄積されている画像信号が選択され、動き補償予測器７に入力される。２チャンネル目、または３チャンネル目の画像信号が復号される場合も同様である。
【００１６】
以上に述べたように、本発明を適用した画像再生装置は、複数の符号化データを信号切換器１２で、時分割して復号系（可変長復号器２乃至動き補償予測器７）に供給して復号し、復号した複数の画像信号を、信号切換器１３で選択して、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎに蓄積し、表示制御器２２による表示制御信号に基づいて、複数の画像信号の同期を確保して、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎから、画像信号を出力する。
【００１７】
次に、複数のVBVバッファ１−１乃至VBVバッファ１−ｎのメモリ状態を監視し、その書き込みと読み出しを制御する復号制御器２１、複数の画像信号の表示タイミングを制御する表示制御器２２、および可変長復号器２に出力する符号化データの切換え、もしくは復号された画像信号を切換える、スイッチ制御器２３の機能の詳細をさらに説明する。
【００１８】
最初に、復号制御器２１の構成を、図３を参照して説明する。復号制御器２１は、VBVバッファ１−１乃至VBVバッファ１−ｎの、それぞれのメモリ状態を監視し、その書き込みと読み出しを制御するVBVバッファ監視部３１−１乃至３１−ｎを有している。VBVバッファ監視部３１−１は、VBVバッファ１−１から入力される、ライトポインタＷＰからリードポインタＲＰを減算する減算器５０−１、その減算結果を読み出し停止設定値と比較する比較器５１−１、および読み出しスキップ設定値と比較する比較器５２−１を有している。また、可変長復号器２から入力された１映像フレーム内の動きベクトル値の絶対値を加算する動きベクトル絶対値加算回路５３−１、同様に、入力された動きベクトルの２乗値を加算する動きベクトル２乗値加算回路５４−１も有している。動きベクトル絶対値加算回路５３−１と動きベクトル２乗値加算回路５４−１から、それぞれ出力された値は、スイッチ５５−１に出力される。
【００１９】
スイッチ５５−１は、入力された２つの値のうち、図示せぬコントローラなどにより選択された値は、比較器５６−１に出力される。比較器５６−１は、スイッチ５５−１から入力された動き量を示すデータと、動画像認識設定値とを比較し、その比較結果をスイッチ５７−１に出力する。比較器５６−１から出力される比較結果は、スイッチ５７−１を制御する信号として用いられ、スイッチ５７−１は、その制御信号に基づいて、比較器５１−１からの読み出し停止信号、または、比較器５２−１からのスキップ信号を、VBVバッファ１−１乃至１−ｎに対して出力する。なお、図示は省略するが、VBVバッファ監視部３１−２乃至VBVバッファ監視部３１−ｎも、VBVバッファ監視部３１−１と同様に構成されている。
【００２０】
VBVバッファ１−ｉのメモリ状態は、VBVバッファ１−ｉに入力された符号化データ書き込み位置を示すライトポインタＷＰ（Write Point）と、読み出し位置を示すリードポインタＲＰ（Read Point）を比較することで監視される。
【００２１】
VBVバッファ１−１のメモリ状態を、図４を参照して説明する。VBVバッファ１−１はリングメモリとして構成されている。いま、ライトポインタＷＰがアドレスを４５を示し、リードポインタＲＰがアドレス１５を示しているものとする。また、１回に書き込まれる符号化データのデータ量は、VBVバッファにおける５アドレス分に相当するものとする。このような状態で、１回目の符号化データが入力されると、このデータはアドレス４５から書き込まれるので、書き込みが終了すると、ライトポインタＷＰは、１回目の符号化データの最終アドレス４９の次のアドレス５０に移動される。以下、同様の動作が繰り返される。
【００２２】
いま、簡単のため、１回の読み出しで、５アドレス分のデータが読み出されるものとすると、１回目の読み出しが完了したとき、リードポインタＲＰは、アドレス２０に移動される。以下、同様の動作が繰り返される。
【００２３】
書き込みと読み出しは独立に行われ、リードポインタＲＰと、ライトポインタＷＰは、お互いに、他方を追いかけるように動作する。従って、VBVバッファ１−１の、リードポインタＲＰとライトポインタＷＰを比較することにより、メモリ状態を監視することができる。
【００２４】
図３の、VBVバッファ監視部３１−１の減算器５０−１において、リードポインタＲＰとライトポインタＷＰのアドレスの差（ＷＰ−ＲＰ）が算出され、比較器５１−１と比較器５２−１に入力される。比較器５１−１において、差（ＷＰ−ＲＰ）と読み出し停止設定値の比較が行われる。比較器５１−１は、差（ＷＰ−ＲＰ）が、読み出し停止設定値以下の場合（リードポインタＲＰの位置が、ライトポインタＷＰの位置に、閾値以上に近づいた場合）、VBVバッファ１−１に読み出し停止信号を出力する。また、比較器５２−１において、差（ＷＰ−ＲＰ）と読み出しスキップ設定値の比較が行われる。比較器５２−１は、差（ＷＰ−ＲＰ）が読み出しスキップ設定値以上の場合（ライトポインタＷＰの位置が、リードポインタＲＰの位置に、閾値以上近づいた場合）、VBVバッファ１−１に、読み出しスキップ信号を出力する。
【００２５】
動きベクトル絶対値加算回路５３−１は、可変長復号器２の出力する動きベクトル値を入力とし、入力映像信号の１フレーム内の動きベクトルの絶対値の総和、もしくは、部分和を算出する。動きベクトル２乗値加算回路５４−１は、可変長復号器２の出力する動きベクトル値を入力とし、入力映像信号の１フレーム内の動きベクトルの２乗値の総和、もしくは、部分和を算出する。動きベクトル絶対値加算回路５３−１と、動きベクトル２乗値加算回路５４−１から出力された値は、スイッチ５５−１により選択され、比較器５６−１に出力される。比較器５６−１は、スイッチ５５−１から出力された値と、予め設定されている動画像認識設定値とを比較し、動きベクトルの演算結果の方が、動画像認識設定値より小さい場合に、スイッチ５７−１を閉じるような信号を、スイッチ５７−１に対して出力する。
【００２６】
すなわち、入力映像信号の各フレームにおける動きベクトルの演算結果により、そのフレームが動画像か静止画像かを判断し、静止画像と判断した場合のみ、スイッチ５７−１を閉じて、比較器５１−１と比較器５２−１とが出力する読み出し停止信号または読み出しスキップ信号を、後段のVBVバッファ１−１乃至１−ｎに対して入力画像信号のスキップおよびリピートを可能とさせる。このように、静止画像と判断される画像に対してのみ、スキップまたはリピートの処理を選択的に行うようにすることで、画像の継ぎ目の不自然さを軽減する事が可能となる。
【００２７】
次に、VBVバッファ１−１乃至１−ｎの具体的な例を、図４を参照してさらに説明する。VBVバッファ１−１乃至１−ｎは、基本的に同様の処理を行うので、ここでは、VBVバッファ１−１に関してのみ説明する。読み出し停止信号が出力される場合は、VBVバッファ１−１の符号化データの読み出しが、書き込みに較べて、進んでいる状態に相当し、例えば、ライトポインタＷＰの値が４５で、リードポインタＲＰの値が３５となり、差（ＷＰ−ＲＰ）が＋１０（＝４５−３５）となり、読み出し停止設定値（＋１０）以下になったようなときである。このとき読み出しが停止され、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎからは、同一フレームの画像が読み出され、静止画が表示される。
【００２８】
逆に、読み出しスキップ信号が出力される場合は、VBVバッファ１−１の符号化データの読み出しが、書き込みに較べて遅延している状態に相当し、例えば、ライトポインタＷＰが１５となり、リードポインタＲＰが２５となり、差（ＷＰ−ＲＰ）が、読み出しスキップ設定値（−１０）以上になったときである。このとき、書き込みが優先され、読み出しは、１フレーム分の画像の再生をスキップするように行われる。
【００２９】
ここでは、読み出し停止設定値、読み出しスキップ設定値を、＋１０または−１０として、説明したが、実際の設定値は符号化データのデータ長などから適宜設定される。つまり、VBVバッファ監視部３１−１が、VBVバッファ１−１のメモリ状態を、符号化データのVBVバッファ１−１の読み込み、および書き込みを監視することにより、正常であるか否か判定する。
【００３０】
次に、表示制御器２２について、図５を参照して説明する。表示制御器２２は、複数の符号化データがそれぞれ有するＰＴＳ（Presentation Time Stamp）信号を入力して、そのいずれか１つを選択するＰＴＳ選択器６１、Demux１１から出力される複数の符号化データのＳＴＣ（System Time Clock）信号を入力して、そのいずれか１つを選択するＳＴＣ選択器６２、およびＰＴＳ選択器６１が出力するＰＴＳ信号とＳＴＣ選択器６２が出力するＳＴＣ信号の一致を検出する一致検出器６３を有している。
【００３１】
ユーザからの指令に対応して、ＰＴＳ選択器６１は、複数の符号化データの任意の１つのＰＴＳ信号を選択し、ＳＴＣ選択器６２は、Demux１１から出力される複数の符号化データの任意の１つのＳＴＣ信号を選択する（通常、ＰＴＳ選択器６１で選択したチャンネルのＳＴＣ信号が、選択される）。一致検出器６３は、選択されたＰＴＳとＳＴＣが一致したとき、表示タイミング信号を画像メモリ６−１乃至６−ｎに出力する。ＳＴＣ信号は、複数の符号化データの基準時刻を表しており、ＰＴＳ信号は、復号された画像信号の表示時刻を表している。これにより、複数の画像信号が、表示制御器２２で決定した、表示タイミングの基準時刻に同期して、画像メモリ６−１乃至画像メモリ６−ｎから出力される。
【００３２】
また、表示制御器２２は、図６に示すように、クロック発生回路７１と、クロック発生回路７１が出力する基準クロックを分周する分周回路７２から構成することもできる。この構成例においては、複数の画像信号の表示タイミングの基準時刻が、クロック発生回路７１の出力する基準クロックを、分周回路７２で任意の値で分周して生成される。
【００３３】
スイッチ制御器２３は、可変長復号器２からの可変長復号ステータス信号に基づいて、例えば、各符号化データの復号が、マクロブロック単位で完了するごとに、信号切換器１２，１３および１４の入力信号選択を、連動して切換えるスイッチ切換信号を出力する。
【００３４】
次に、図７を参照して、上述した一連の処理を実行するプログラムをコンピュータにインストールし、コンピュータによって実行可能な状態とするために用いられる媒体について説明する。
【００３５】
プログラムは、図７（Ａ）に示すように、パーソナルコンピュータ８１に内蔵されている記録媒体としてのハードディスク８２に予めインストールした状態でユーザに提供することができる。
【００３６】
あるいはまた、プログラムは、図７（Ｂ）に示すように、フロッピーディスク８３、CD-ROM８４、ＭＯディスク８５、DVD８６、磁気ディスク８７、半導体メモリ８８などの記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納し、パッケージソフトウエアとして提供することができる。
【００３７】
さらに、プログラムは、図７（Ｃ）に示すように、ダウンロードサイト９１から、無線で衛星９２を介して、パーソナルコンピュータ９３に転送したり、ローカルエリアネットワーク、インターネットといったネットワーク９４を介して、有線または無線でパーソナルコンピュータ９３に転送し、パーソナルコンピュータ９３において、内蔵するハードディスクなどにダウンロードさせるようにすることができる。
本明細書における媒体とは、これら全ての媒体を含む広義の概念を意味するものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の画像再生装置、画像再生方法、および記録媒体によれば、復号系の構成が複雑になることを抑制し、かつ、装置が大型化、あるいはコスト高になることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の画像再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した画像再生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の復号制御器２１の構成を示すブロック図である。
【図４】図２のVBVバッファ１−１の処理を説明する図である。
【図５】図２の表示制御器２２の構成を示すブロック図である。
【図６】図２の表示制御器２２の他の構成を示すブロック図である。
【図７】媒体を説明する図である。
【符号の説明】
１−１乃至１−ｎ VBVバッファ， ２ 可変長復号器， ６−１乃至６−ｎ画像メモリ， １１ Ｄｅｍｕｘ， １２，１３，１４ 信号切換器， ２１復号制御器， ２２ 表示制御器， ２３ スイッチ制御器， ３１−１乃至３１−ｎ VBVバッファ監視部， ５０−１ 減算器， ５１−１，５２−１ 比較器， ６１ ＰＴＳ選択器， ６２ ＳＴＣ選択器， ６３ 一致検出器，７１ クロック発生回路， ７２ 分周回路
Claims (11)
- 複数の画像信号を入力する入力手段と、
前記入力手段で入力された前記複数の画像信号を各々独立に蓄積する第１の蓄積手段と、
前記第１の蓄積手段に蓄積された前記複数の画像信号の中から所定のものを選択する第１の選択手段と、
動きベクトルの演算結果に基づいて前記第１の蓄積手段の読み出しを制御する制御手段であって、前記画像信号の各フレームにおける動きベクトルの演算結果により、そのフレームが静止画像であるか否かを判断し、静止画像であると判断した場合、前記画像信号のスキップおよびリピートを可能な状態に制御する制御手段と、
前記第１の選択手段で選択された前記画像信号を復号する復号手段と、
前記復号手段で復号された画像信号の中から、所定の画像信号を選択する第２の選択手段と、
前記第２の選択手段で選択された前記画像信号を蓄積する第２の蓄積手段と
を備えることを特徴とする画像再生装置。 - 前記制御手段は、前記画像信号の１フレーム内の動きベクトルの絶対値の総和もしくは部分和である第１の値を算出し、前記画像信号の１フレーム内の動きベクトルの２乗値の総和もしくは部分和である第２の値を算出し、前記第１の値または前記第２の値のうちの選択された一方の値と、予め設定されている動画像認識設定値を比較することで、前記判断を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の画像再生装置。 - 前記第２の蓄積手段に蓄積されている前記画像信号の表示を制御する表示制御手段を
さらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像再生装置。 - 前記表示制御手段は、前記複数の画像信号の任意の１つの画像信号に含まれる基準信号に基づいて、全ての前記複数の画像信号の表示タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像再生装置。 - 前記表示制御手段は、独立した基準信号に基づいて、前記複数の画像信号の表示タイミングを制御する
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の画像再生装置。 - 前記制御手段は、前記画像信号の前記第１の蓄積手段の書き込みと読み出しの状態を検出して、その書き込みと読み出しを制御する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像再生装置。 - 前記制御手段は、前記第１の蓄積手段における前記画像信号の書き込みポイントが読み出しポイントに所定の閾値以上近づいたとき、書き込みを停止させ、読み出しポイントが書き込みポイントに所定の閾値以上に近づいたとき、読み出しを停止させる
ことを特徴とする請求項６に記載の画像再生装置。 - 複数の画像信号を入力する入力ステップと、
前記入力ステップで入力された前記複数の画像信号を各々独立に蓄積する第１の蓄積ステップと、
前記第１の蓄積ステップで蓄積された前記複数の画像信号の中から所定のものを選択する第１の選択ステップと、
動きベクトルの演算結果に基づいて前記第１の蓄積ステップで蓄積された画像信号の読み出しを制御する制御ステップであって、前記画像信号の各フレームにおける動きベクトルの演算結果により、そのフレームが静止画像であるか否かを判断し、静止画像であると判断した場合、前記画像信号のスキップおよびリピートを可能な状態に制御する制御ステップと、
前記第１の選択ステップで選択された前記画像信号を復号する復号ステップと、
前記復号ステップで復号された画像信号の中から、所定の画像信号を選択する第２の選択ステップと、
前記第２の選択ステップで選択された前記画像信号を蓄積する第２の蓄積ステップと
を含むことを特徴とする画像再生方法。 - 前記制御ステップは、前記画像信号の１フレーム内の動きベクトルの絶対値の総和もしくは部分和である第１の値を算出し、前記画像信号の１フレーム内の動きベクトルの２乗値の総和もしくは部分和である第２の値を算出し、前記第１の値または前記第２の値のうちの選択された一方の値と、予め設定されている動画像認識設定値を比較することで、前記判断を行う
ことを特徴とする請求項８に記載の画像再生方法。 - 複数の画像信号を入力する入力ステップと、
前記入力ステップで入力された前記複数の画像信号を各々独立に蓄積する第１の蓄積ステップと、
前記第１の蓄積ステップで蓄積された前記複数の画像信号の中から所定のものを選択する第１の選択ステップと、
動きベクトルの演算結果に基づいて前記第１の蓄積ステップで蓄積された画像信号の読み出しを制御する制御ステップであって、前記画像信号の各フレームにおける動きベクトルの演算結果により、そのフレームが静止画像であるか否かを判断し、静止画像であると判断した場合、前記画像信号のスキップおよびリピートを可能な状態に制御する制御ステップと、
前記第１の選択ステップで選択された前記画像信号を復号する復号ステップと、
前記復号ステップで復号された画像信号の中から、所定の画像信号を選択する第２の選択ステップと、
前記第２の選択ステップで選択された前記画像信号を蓄積する第２の蓄積ステップと
からなるプログラムを実行させることを特徴とする記録媒体。 - 前記制御ステップは、前記画像信号の１フレーム内の動きベクトルの絶対値の総和もしくは部分和である第１の値を算出し、前記画像信号の１フレーム内の動きベクトルの２乗値の総和もしくは部分和である第２の値を算出し、前記第１の値または前記第２の値のうちの選択された一方の値と、予め設定されている動画像認識設定値を比較することで、前記判断を行う
ことを特徴とする請求項１０に記載の記録媒体。
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