JPH04170278A - 静止画像記録装置および再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光ディスク等の記録媒体に静止画像を記録し、
再生する静止画像再生装置および記録再生方法に関する
ものである。

従来の技術 近年、コンピュータ周辺技術において、コンピュータの
外部記憶装置として大容量かつコンパクトである光ディ
スクを用いたファイルシステムが発表されており、画像
ファイル装置の開発も行なわれている。一方、テレビジ
ョン技術においては従来のＮＴＳＣ方式に比べて２倍以
上の走査線と、よりワイドなアスペクト比を有するハイ
ビジｍｌ　７　（ＨＤ　Ｔ　Ｖ：Ｉ（ｉｇｈ　Ｄｅｆｉ
ｎｉｔｉｏｎ　Ｔ　Ｖ）が次世代のテレビシステムとし
て注目されており、主に動画像の記録再生を行なうＶＴ
Ｒ等の機器開発に加えて、ハイビジョンの持つ高精細性
を活かした静止画応用分野での機器開発も進められてい
る。

上記背景から、ランダムアクセス機能と高記録密度を備
えた光ディスクを用い、高精細なハイビジョン静止画像
を記録再生するファイル装置の開発が行われており、そ
の例として「ハイビジョン静止画音声ファイルシステム
」　（加藤他・テレビ学技報ＡＩＴ’８９−２）をはじ
め種々報告されている。これら画像ファイル装置は、画
面の切替間隔を考慮して予め番組を構成しておき、その
構成に従ってハイビジョン静止画像を順次再生するよう
な使い方などへの応用も注目されている。

上述の如く画像再生を行なう場合、順次再生する画像の
最小切替間隔は記録媒体から画像信号を読み出す機器の
能力に依存しており、高速画像再生が行なえる機器でも
：＋−９２０画素Ｘ１０３５画素から構成されるハイビ
ジョン画像を１画面再生するためには数秒程度の時間を
要している。しかし、番組演出によってはファイル装置
の持つ再生所要時間以下の間隔で画面を切り換えるとい
う要求の発生も充分に考えられる。従来技術では画面切
替間隔を短縮するためにサブサンプリング等の画素間引
きを行なって１画面を構成する情報量を削減して実現し
ている例もある。

以下に、従来例について図面を参照しながら説明する。

第２図は従来の静止画像記録再生装置の構成ブロック図
である。端子１から入力された原画像をフレームメモリ
３に蓄積する。フレームメモリ３に蓄積された画像信号
はザブサンプル処理回路１１にて画素間引きが施され、
情報量か削減されてバッファメモリ５に送られる。バッ
ファメモリ５に蓄積された信号は記録再生回路１２にて
誤り訂正符号の付加等、所定の信号処理が施された後、
記録媒体に記録される。再生時の処理は記録処理とは逆
の順序で行なわれる。記録媒体から読み出された信号は
記録再生回路１２により誤り訂正等、所定の信号処理が
行なわれた後バッファメモリ５に蓄積される。バッファ
メモリ５に蓄積された信号はサブサンプル復元回路１３
で周辺画素からの補間により間引き画素が復元され、フ
レームメモリ３に転送された後、端子１０を介して出力
される。なお、サブサンプル処理回路１１でのサブサン
プル処理を一切行なわない画像記録ももちろん可能で、
その場合、再生時にはサブサンプル復元回路１３での画
素補間処理を行なわずにフレームメモリ３へ信号が転送
される。また、原画像にサブサンプリングによる画素間
引きを施すか否かは記録時に決定するものであり、再生
時には記録時の処理と対応する逆手順を施さなければ完
全な画像再生が行なえないことは明らかである。

発明が解決しようとする課題 以上の例では、切り替え間隔を考慮した画像画生を行な
う場合、媒体からの画像再生所要時間以下の間隔で画面
切替を行なう方法の一例として、記録時にサブサンプル
等の画素間引きにより画面を構成する情報量を削減する
ことで信号の読み出し所要時間を短縮し、その結果画面
切替間隔の短縮を実現している。しかし、番組構成か変
更され画面切替間隔を長く取る場合でも、過去に画素間
引きが施されて記録された信号しか媒体には存在しない
ためそれを用いると再生画像品質は原画像のそれには到
達することができず、ハイビジョンの持つ高精細性を損
うことになる。そのような問題点を解決するためには画
素間引き等の処理を一切施さない原画像を別に記録して
おく必要か生じ、媒体１枚当りの画像記録枚数の低下を
招くという新たな課題も生じてくる。

本発明はかかる点に鑑み、画面切替間隔が記録媒体から
の画像の再生所要時間より充分に長い場合は記録時に媒
体に記録されたすべての信号を用いて再生し、画面切替
間隔が記録媒体からの画像の再生所要時間より短い場合
には階層的にサンプル処理が施された信号を再帰的に補
間して画像再生するという、画面切替間隔に応じてその
時点での最高画像品質を保つハイビジョン静止画像を高
速に再生可能な静止画像記録装置および再生装置の提供
を目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、画像記録時は、入力信号に間引き処理を施し
、間引き対象画素からなる信号と間引き非対象画素から
なる信号に夫々分離するサンプル回路と、前記サンプル
回路の第１の出力である間引き非対象画素からなる信号
と原画像なる入力信号とを選択するスイッチと、前記ス
イッチにより選択された信号を蓄積するフレームメモリ
と、前記サンプル回路の第２の出力である間引き対象画
素からなる信号を一時蓄積するバッファメモリと、バッ
ファメモリに蓄積された信号を所定の順序で媒体に記録
する記録回路とを少なくとも備え、サンプル回路の出力
を再帰的に前記フレームメモリへ帰還してなることを特
徴とし、一方画像再生時は、媒体に記録された信号を所
定の順序で読み出す再生回路と、再生回路で読み出され
た信号を一時蓄積するバッファメモリと、画像出力のた
めの画素配置を考慮して信号を蓄積するフレームメモリ
と、所定の制御のもとで既に前記フレームメモリに配置
された信号に画素補間を施す補間回路と、前記補間回路
で補間処理がなされた信号とバッファメモリに蓄積され
た信号の何れかを選択し、選択された信号を前記フレー
ムメモリに供給するように接続されたスイッチとを少な
くとも備え、補間回路の出力を再帰的に前記フレームメ
モリに帰還してなることを特徴とする。

作用 本発明は前述した構成により、再帰的サンプリングによ
り階層分割されてなる記録信号を読み出す際に、前画面
からの切替間隔が全情報を用いた再生所要時間以下の場
合は、中間階層までの信号の読み出しで媒体へのアクセ
スを一旦中断し、以降フレームメモリに存在する信号か
ら不足画素を補間して出力することで間隔の短い画像切
り替えを実現する。切り替えの後、次画面への切替間隔
が充分長い場合には中断していた媒体へのアクセスを再
開することにより、さらに上位階層の信号を読み出し、
既に補間により生成された画素との置換をフレームメモ
リ上で行なうことで再生画像品質の劣化を抑制するもの
である。

実施例 以下に本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図（ａｌは本発明における静止画像記録装置
の一例を示した図、第１図（ｂｌは静止画像再生装置の
一例を示した図である。なお、従来例と略々同様の機能
を有する部分は同一番号を付して説明する。

まず、静止画像の記録方法について第１図（ａ）を用い
て説明する。図において、端子１から入力された原画像
はａ側を選択しているスイッチ２を介して一旦フレーム
メモリ３に蓄積され、サンプル回路４で画素間引きが行
なわれる。サンプル回路４での動作について第３図を参
照しながら以下に詳細に説明する。なお、水平方向の一
連の画素の並びをここではラインと称することにする。

原画像は第３図（Ａ）に示す如く画素構成か正方格子配
列であるとすれば、第１階層のサンプル処理としてはラ
イン間でオフセットを施し、五の目格子配列になるよう
に間引く。間引き処理により残された信号（以下、標本
点信号と称す）を第３図（Ｂ）の白色部で示し、元の信
号から間引かれた信号（以下、非標本点信号と称す）を
第３図（ｂ）の白色部で示す。非標本点信号は第１階層
でのサンプル結果としてサンプル回路４の第１の出力端
子を介してバッファメモリ５に蓄積される。一方、標本
点信号は第２の出力端子からｂ側を選択しているスイッ
チ２を介してフレームメモリ３に上書きされる。

第２階層の処理は、第１階層における間引き処理の結果
、フレームメモリ３に上書きされた信号を対象とする。

ここでの処理は間引き対象画素が第３図（Ｂ）の白色部
で示す如く五の目格子配列であるので、正方格子配列に
なるようにライン単位での間引きを行なう。その結果、
非標本点信号は第３図（Ｃ）の白色部に示される配置に
なり、第２階層での処理結果としてバッファメモリ５に
送られ、既に蓄積されている非標本点信号に追加される
。標本点信号は第３図ｆｃ）の白色部に示される配置に
なり、フレームメモリ３に再び上書きされる。以降は前
記と同様の処理が繰り返し行なわれ、正方格子配列の画
素に対して五の目格子配列の画素が、五の目格子配列の
画素に対して正方格子配列の画素が各階層でのサンプル
結果として交互に得られる。上述の処理は最終階層の直
前まで行なわれ、最終階層ではサンプル処理を施さず、
そのままの状態でバッファメモリに追加する。このよう
にして、フレームメモリ３とサンプル回路４をループ状
に接続して再帰的にサンプル処理を行なった後、バッフ
ァメモリ５に蓄積された信号を記録回路６を介して媒体
に記録するのであるが、後述する再生時の便宜をはかる
ため、バッファメモリ５へ蓄積した順序とは階層構成か
逆順になるように、即ち最終階層の信号を最初に記録し
、第１階層の信号が最後になるように記録する。

例えば水平、垂直各８画素から構成される画像信号に対
して６階層の再帰的サンプリング処理を施した場合、第
６階層に存在する情報量は原画像の情報量の１／３２に
なっている（第３図参照）。

各階層に分割して記録した信号の全体に占める割合を第
４図に示す。第６階層の信号のみでは全体の３．１２５
％、第５階層を加えると６．２５％になり、第６階層か
ら第２階層までの情報量の合計で全体の５０％となる。

媒体から信号を読み出す時間は概ね情報量に比例するこ
とから、最終階層の信号から第３階層に含まれる信号ま
での再生所要時間は全体の２５％、第２階層まででは５
０％となる。

次に、静止画像の再生方法について第１図ｆｂｌを用い
て説明する。図において、再生回路７により最下位の階
層から階層単位で読み出された画像信号は順次バッファ
メモリ５に蓄積され、ａ側を選択しているスイッチ９を
介してフレームメモリ３で所定の画素配置になるように
挿入する。第１階層の信号読み出し以前に画像読み出し
を中断した場合、以降はスイッチ９をｂ側に切り替え、
フレームメモリ３に蓄積された信号を用いて補間回路８
での補間処理の後、再びフレームメモリに書き戻すとい
う処理を再帰的に行なう。第５図は補間回路８での処理
を模式的に示したものであり、黒丸で示す信号から白丸
の信号を補間により生成するものである。同図（ａｌは
五の目格子配置の画素からの補間方法を示したもので、
隣接する上下左右の４画素を用いて補間を行なう。また
、同図（ｂ）は正方格子配置の画素からの補間方法を示
したものである。この場合は補間対象位置の上下左右に
は画素が存在しないため、斜め方向に隣接する４画素を
用いて補間を行なう。補間係数はここでは規定しないが
、例えば周辺画素の平均値により画素補間を行なう方法
などが考えられる。その結果、五の目格子配置からの補
間処理では正方格子配置の画素が得られ、正方格子配置
からの補間処理では五の目格子配置の画素が得られる。

従って、不足画素を得るための画素補間を再帰的に行な
うことにより全体画像の復元が可能である。

画像再生と画像表示の関係を第６図に具体例をあげて説
明する。同図ｆａ＋は全階層に含まれる記録信号の読み
出しに必要な時間に比べ、画面の切替間隔が長い場合の
例である。この場合は従来と同様の処理で画像再生が可
能であり、次画面への切り替えタイミングに合わせて記
録時に媒体に記録された全ての信号がフレームメモリ３
上へ転送され端子１０から出力される。一方、過去に再
生された画像から次に再生しようとする画像への切替間
隔が全階層に含まれる信号の再生所要時間より短い場合
の例を同図（ｂｌに示し、以下に説明する方法で処理を
進める。まず、画面切替間隔に最も近くそれを越えない
時間で再生可能な階層までで媒体からの読み出しを中断
し、以降の不足画素を補間により生成し切り替えタイミ
ングに間に合うように端子１０より出力する。このとき
、次画面の再生開始まで時間的余裕がある場合（図では
＃２→＃３への切り替え）は中断されていた上位階層の
信号読み出しを再開し、補間により生成された部分を新
たに読み出した信号で置換して出力ずる。しかし、次画
面の再生開始までに余裕かない場合（図では＃４→＃５
への切り替えなと）は上位階層の信号読み出しを行なわ
ず、次画面の再生処理を開始する。

なお、本実施例にあげたザンプル処理に関する階層構造
の定義は説明のための一例であり、これに限定されるも
のではない。

発明の効果 本発明による装置は、表示画面の切替間隔が長い場合は
媒体に記録されている全階層の信号を再生することで記
録時の画像品質を保つように働き、切替間隔が短い場合
は途中の階層の画像信号までで再生を打ち切ることによ
り次画面の再生を開始するという画面の切替間隔に適応
した画像品質で画面表示を行なうことが可能になり、以
上総合してその実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例における静止画像記録
装置のブロック図、第１図ｆｂｌは本発明の一実施例に
おける静止画像再生装置のブロック図、第２図は従来の
静ｄ−画像記録再生装置のブロック図、第３図は再帰的
にサンプリンタを行なう際の画素配置を示した図、第４
図はサンプリンタにより階層別に分離された最下位階層
から中間階層までの情報量の全情報に対する占有率を示
した図、を模式的に示した図である。 ２．９・・・・・・スイツチ、３・・・・・・フレーム
メモリ、４・・・・・・サンフル回路、訃−・・・バッ
ファメモリ、８・・・・・・補間回路。 代理人の氏名　弁理士小鍜冶明　ほか２名丈　　　　　
　　　　　　　　の　　　　０層　　　　　　　政

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号に間引き処理を施し、間引き対象画素か
   らなる信号と間引き非対象画素からなる信号に夫々分離
   するサンプル回路と、前記サンプル回路の第１の出力で
   ある間引き非対象画素からなる信号と原画像なる入力信
   号とを選択するスイッチと、前記スイッチにより選択さ
   れた信号を蓄積するフレームメモリと、前記サンプル回
   路の第２の出力である間引き対象画素からなる信号を一
   時蓄積するバッファメモリと、このバッファメモリに蓄
   積された信号を所定の順序で媒体に記録する記録回路と
   を備え、サンプル回路の出力を再帰的に前記フレームメ
   モリへ帰還してなることを特徴とする静止画像記録装置
   。
2. （２）記録媒体に記録された信号を所定の順序で読み出
   す再生回路と、再生回路で読み出された信号を一時蓄積
   するバッファメモリと、画像出力のための画素配置を考
   慮して信号を蓄積するフレームメモリと、所定の制御の
   もとで既に前記フレームメモリに配置された信号に画素
   補間を施す補間回路と、前記補間回路で補間処理がなさ
   れた信号とバッファメモリに蓄積された信号の何れかを
   選択し、選択された信号を前記フレームメモリに供給す
   るように接続されたスイッチとを備え、前記補間回路の
   出力を再帰的に前記フレームメモリに帰還してなること
   を特徴とする静止画像再生装置。