JPH06348238A - 画像復号表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動画像を圧縮符号化した符号を復号化し、文
字や図形と同時に表示する装置の、装置規模の削減と、
復号した自然画像と文字や図形を合成する形態の自由度
を向上させることを目的としている。 【構成】 図形描画処理部と圧縮画像符号復号部を有
し、図形表示と復号画像表示用の共用フレームメモリを
もち、フレームメモリ上で両画像を合成する。またフレ
ームメモリの制御部も図形描画処理部と圧縮画像符号復
号部とで共有する。外部からの描画命令と、圧縮画像符
号の受け入れも一本化し、入出力信号を簡単化する。 【効果】 図形描画部と画像復号部のフレームメモリ及
びその制御部が共用出来、装置の規模を削減できる。ま
た図形と復号画像を合成する際フレームメモリ上の操作
で行うため、形態の自由度も向上し使い勝手も良くな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動画像の圧縮符号化符
号を復号化し、復号化された動画像信号を図形と同時に
表示する画像復号表示装置に関し、特に、動画像信号と
図形情報とを同一フレームメモリ内で合成することによ
って装置規模の小型化を図った画像復号表示装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】画像を蓄積あるいは伝送し、画面上に表
示させる装置において、自然画像の情報量が非常に大き
いことが、経済的な蓄積や伝送の障害となっていた。そ
こで画像の情報量を様々な手法を用いて圧縮し符号化す
る技術が一般的になりつつある。この圧縮符号化された
信号を表示するには、符号を復号する手順が必要とな
る。このための装置が圧縮画像復号装置である。また自
然画像と同時に、文字や図形を表示する必要も生じてい
る。従来文字や図形と自然画像を合成して表示するため
には、文字図形描画装置と圧縮画像復号装置と両方の出
力画像を合成する装置とをそれぞれ備える必要があっ
た。

【０００３】図２は従来の画像復号装置と図形描画装置
を用いた画像表示装置の例である。文字や図形の描画命
令２１４は、ＣＰＵバス２１６を通じて図形描画装置２
００に与えられる。図形描画装置２００は描画フレーム
メモリ２０１内の位置を描画フレームメモリアドレス２
０３で指定し、描画フレームメモリデータ２０２を書き
込み、図形を生成する。生成した図形は図形画像信号２
０８として、図形画像同期信号２０９と共に、合成装置
２１７に送られる。一方圧縮画像信号２１５もＣＰＵバ
ス２１６を通じて圧縮画像復号装置２０４に与えられ
る。圧縮画像復号装置２０４は、画像を復号した後、復
号用フレームメモリ２０５に復号用フレームメモリアド
レス２０７を指定し、復号用フレームメモリデータ２０
６を読みだし変更して書き込む。生成した画像は復号画
像信号２１０として、復号画像同期信号２１１と共に合
成装置２１７に送る。合成装置は図形画像信号２０８
と、復号画像信号２１０を合成し、出力画像信号２１２
及び出力画像同期信号２１３を生成し出力する。これに
より図形と自然画像を同一画面上に表示する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像処理装置で
は、図形描画用フレームメモリと画像復号用フレームメ
モリを別個に設けるため実装レベルでの部品点数が多く
なる。また、従来の画像処理装置では、図形描写と画像
復号という各々独自の処理を行う処理回路を別個に設け
ているが、各処理回路からの命令によってフレームメモ
リに図形あるいは画像の書き込み（あるいは読み出し）
制御をおこなうフレームメモリ制御部は、例えばＣＰＵ
から指定された図形（あるいは画像）のフレームメモリ
上のアドレス等を命令語に含めるといった類似の機能を
有する部分が重複している。

【０００５】本発明の目的は、図形描画用フレームメモ
リと画像復号用フレームメモリを同一のフレームメモリ
で共有しすることによって実装レベルでの部品点数を少
なくし、そのフレームメモリ上に画像あるいは図形を作
成するための一連の回路を１チップの集積回路上に形成
することによって、回路規模の小さな画像復号表示装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像復号表示装置は、画像情報と図形情報
とを合成するためのフレームメモリと、該フレームメモ
リとアドレス線とデータ線とを介して接続される単一の
集積回路上に構成された信号処理部であって、中央処理
装置からの命令に応じて画像情報と図形情報とを合成制
御する信号処理装置とからなり、該信号処理部が、上記
中央処理装置から受信した命令を解釈するための命令解
釈部と、該命令解釈部からの指示に応じて図形情報をフ
レームメモリ上の画素に変換するための図形描画処理部
と、上記命令解釈部からの指示に応じて上記中央処理装
置から受信した圧縮画像符号を上記フレームメモリ上の
画素に変換するための圧縮画像符号復号部と、上記フレ
ームメモリ上の所定の表示領域に作成された図形情報と
画像情報とが合成された合成画像を所定周期で読み出
し、外部に接続された表示装置に出力するための表示制
御部と、上記圧縮画像符号復号部によって復号された画
像情報の画素が上記表示領域以外の作業領域に作成され
るようにアドレス変換制御を行い、該作業領域に作成さ
れた画像情報の画素を所定周期で上記中央処理装置から
指示された上記表示領域上のアドレスに対応する領域に
転送する制御を行うためのフレームメモリ制御部とから
構成されることを特徴とする。

【０００７】

【作用】上述のフレームメモリ制御部は、幾何図形や文
字等の図形描画処理部からの画素信号は表示画面と対応
するフレームメモリの表示領域にアドレス変換すること
なしに直接作成するが、動画像等の圧縮画像符号復号部
からの画素信号は、中央処理装置から指定されたアドレ
スに関係なく所定の作業領域に作成し、作成後に指定さ
れたアドレスに基づいて表示領域に転送するようにする
ので、フレームメモリが１つでも表示画面では常に各時
刻で完成された合成画像を得ることができる。もっと
も、従来の個々のフレームメモリよりサイズの大きいフ
レームメモリが必要とされるが、フレームメモリ制御部
とフレームメモリとのアドレス線の本数は、従来のよう
に画像用のフレームメモリと図形用のフレームメモリの
双方に必要なアドレス線より格段に少ないため、実装レ
ベルでの信号処理部の集積化は容易となる。また、部品
点数を少なくすることで、装置全体の小型化をはかるこ
とができる。

【０００８】

【実施例】図１に本発明を実施した画像復号表示装置の
例を示す。図中の点線で囲まれた部分が信号処理部分１
２０である。本発明による画像復号表示装置は、これと
フレームメモリ１３９から成る。この例の動作原理を以
下に示す。

【０００９】この装置と外部との情報のやりとりはＣＰ
Ｕバス１０１を通じて行われる。外部からの命令や画像
圧縮符号は処理されるまで、命令バッファ１３０に蓄積
される。命令解釈部１３１は命令バッファ１３０から命
令を順に読み出し、それを解釈して、表示の制御に関す
る表示制御命令１０２であれば表示制御部１３４へ、図
形の描画に関する図形描画命令１０３であれば図形描画
部１３３へ、画像符号の復号を制御する復号命令１０４
であれば圧縮画像復号部１３５へ、画像符号１１７であ
れば画像符号バッファ１３２へそれぞれ命令を転送す
る。

【００１０】図形描画部１３３では、主に幾何図形や文
字を描画命令１０３にしたがって生成する。描画命令１
０３に含まれる命令の例を挙げると、点、直線、曲線、
矩型、円、楕円、塗りつぶし、等の描画命令、それらの
色や座標や線の太さ等のパラメータ、画像データを直接
ＣＰＵバス１０１との間でやりとりする転送命令、領域
の移動や複写，変形命令、等がある。図形描画部１３３
はこれらの命令に従って書き換える必要のある画素を算
出し、その位置を描画アドレス１１２としてフレームメ
モリ制御部１３７に送る。フレームメモリ制御部はフレ
ームメモリ１３９に該当する位置をメモリアドレス１１
４として出力し、メモリデータ１１３を読み出す。これ
を参照画像データ１０５として、算術／論理演算部１３
６で図形描画部で生成された図形データ１０６と、算術
あるいは論理演算により合成し、再びフレームメモリ制
御部に送る。フレームメモリ制御部１３７はこれをメモ
リデータ１１３としてフレームメモリに書き戻す。以上
の動作により図形描画部１３３はフレームメモリ中に、
文字や幾何図形を生成する。

【００１１】表示制御部１３４は外部の表示装置へ出力
する画像信号１０９及び同期信号１１０を生成する。表
示制御命令１０２には表示のＯＮ／ＯＦＦや解像度の設
定、色数の設定の命令が含まれる。表示制御部１３４は
内部に同期信号発生部をもち、表示制御命令で指定され
る画像解像度で同期信号を発生する。この同期信号をも
とに表示アドレス１０８を発生しフレームメモリ制御部
１３７に送る。フレームメモリ制御部は１３７はフレー
ムメモリ１３９から該当するメモリデータ１１３を読み
だし、表示データ１０７として表示制御部１３４へ送
る。表示制御部１３４ではこれを画像信号フォーマット
に変換し、画像信号１０９として出力する。このときフ
レームメモリ１３９には図形と復号画像が合成された状
態で格納されているため、表示装置にも合成されて表示
される。

【００１２】圧縮画像復号部１３５では、圧縮符号化さ
れた符号列から画像を生成する。圧縮画像復号部１３５
は、復号命令１０４に従い、画像符号バッファ１３２か
ら順に画像符号データ１１１を読みだし、後に述べる手
順に従って復号する。画像符号の復号結果と復号命令１
０４から復号する画像の部分を算出し、復号アドレス１
１５としてフレームメモリ制御部１３７に指定する。フ
レームメモリ制御部１３７は該当する画像データをフレ
ームメモリ１３９から読みだし、参照画像データ１０５
としてフィルタ１３８をとおり、算術／論理演算部１３
６に送られ、圧縮画像復号部１３５で復号された復号画
像差分と合成され、復号画像１１８として再びフレーム
メモリ制御部１３７へ送られる。フレームメモリ制御部
１３７はこれをフレームメモリ１３９に格納する。算術
／論理演算部１３６での画像の合成方法と、フィルタ１
３８の特性も圧縮画像復号部で復号された画像信号に付
帯する制御情報で指定される。

【００１３】圧縮画像の復号についてもう少し詳しく説
明する。画像圧縮方式には、ＣＣＩＴＴにより標準化さ
れたＨ．２６１やＩＳＯで標準化されたＪＰＥＧ方式で
代表されるように、直交変換を用いる方式や、そのほか
にもベクトル量子化を用いる方式、画像を周波数帯域に
分割してそれぞれ符号化する方式等が既に知られてい
る。本発明はこのうち任意のいずれか、あるいは複数の
符号化方式に対応するように構成することが可能であ
る。以下動画像の符号化方式の代表例であるＨ．２６１
方式を採用した例について説明するが、他の方式につい
ても同様に適用することができる。図３に圧縮画像復号
部１３５およびその周辺の詳細を示す。制御部３００は
復号命令１０４を受け取り、復号開始信号３０を発生
し、画像を格納するメモリ位置３９を指定する。可変長
符号解析部３０１では画像符号データ１１１の列から符
号表３０２を参照して画像情報である量子化ＤＣＴ係数
３１、ブロック属性情報３３を抽出する。ブロック属性
情報３３には、量子化指標３４、フレーム内／フレーム
間符号化選択情報３５、動き補償ベクトル３６、ブロッ
ク位置３７、フィルタスイッチ３８の情報を含む。逆量
子化３０３では量子化ＤＣＴ係数３１を量子化指標３４
に従い逆量子化しＤＣＴ係数３２を生成する。逆ＤＣＴ
３０４はＤＣＴ係数３２を逆変換し、復号画像差分１１
６を出力する。フレーム内／フレーム間符号化選択信号
３５がフレーム内符号化を示す場合は、選択器３０６は
復号画像差分１１６を選択し、フレーム間符号化を示す
場合は復号画像差分１１６と参照画像１０５にフィルタ
１３８を作用させた信号を加算した信号を選択し、復号
画像１１８として出力する。アドレス変換部３０７は、
制御部３００から与えられるフレームメモリ中のメモリ
位置３９と、復号画像中のブロックの位置を示すブロッ
ク位置情報から、復号する位置を示す復号アドレス１１
５を発生する。このときＨ．２６１で規定されるような
動き補償ベクトル３６をブロック位置に作用させ、読み
だし位置を変位させることで、動き補償機能にも対応す
ることもできる。

【００１４】図４にフレームメモリ上の画像データ配置
例と使用方法を示す。本発明では圧縮画像の復号化と図
形描画を共有フレームメモリ上で行う。Ｈ．２６１等の
動画像の符号化方式では、画像の時間方向の相関性を利
用するため、復号側でも過去の復号フレームを蓄積して
おく必要がある。図４の例ではフレームメモリ１３９の
中の表示部分４０以外に、復号した旧フレーム画像４１
と復号する新フレーム画像４２を蓄積する。フレーム間
補間の復号では、画像符号データ１１１を圧縮画像復号
部１３５で復号した復号画像差分１１６と、旧フレーム
画像４１にフィルタ１３８を作用させた信号を加算４４
し、新フレーム画像４２格納領域に格納する。加算４４
には図１における算術／論理演算部１３６を使用する。
次のフレームの画像の復号には新フレーム画像４２をあ
らたに旧フレーム画像としてフレーム間補間に使用す
る。復号を完了すると、表示領域内の所望の領域にブロ
ック転送を行う。多くの場合図形表示画面は３原色表現
であり、圧縮符号化方式は色輝度分離表現で表される。
このため復号画像の表示には変換が必要となる。この変
換は算術演算４５で行われる。これも図１における算術
／論理演算部１３６を使用する。このとき転送は図形描
画部１０６の領域移動機能で行う。これにより図形描画
と同様に任意の形状位置に、図形と合成しながら転送す
ることができる。このとき色の他にも、画像の大きさや
縦横比、方向等を変換することも容易である。

【００１５】図５に本発明の画像復号表示装置に、外部
から与える命令語の一部の例を示す。５０は通常の図形
描画命令のひとつである線描画命令の例である。命令語
は可変の語数で構成される。線の場合は、線描画命令で
あることを示す線描画命令コードに続いて、線の始点と
終点の座標、線の色、背景との演算方法等のパラメータ
を記述する。５１はフレームメモリ制御部で作成される
命令語であり、フレームメモリ上のある領域の画像を別
の領域に移動する、ブロック転送命令の例である。この
場合も転送命令コードに続いて、転送元の領域の座標、
転送先の領域の座標、背景との論理演算方法等のパラメ
ータを記述する。５２は画像圧縮符号の復号動作の設定
を行う命令の例である。これは新たに復号するチャネル
を設定し、復号に使用するフレームメモリの領域を確保
し、復号のアルゴリズムを指定する。これは復号設定命
令コードに続いて、復号チャネル割当ナンバ、使用フレ
ームメモリの領域の座標、復号アルゴリズム等のパラメ
ータを指定する。復号チャネルナンバとは、複数の画像
を同時に復号するとき、その画像毎にそれらを区別特定
するために割り当てるナンバである。復号アルゴリズム
とは、複数の符号化方式に対応する場合、それらを指定
するものである。５３は画像復号命令の例である。これ
は画像復号命令コードに続いて、復号チャネルナンバ、
含まれる符号のビット数を記述し、可変長の画像符号列
を含む。この命令により、命令に含まれる符号列の復号
を開始する。

【００１６】図６は本発明の画像復号表示装置を応用し
た画像再生装置の構成例である。この例は従来の小型コ
ンピュータと類似の構成である。中央演算処理部６００
がバス６０１を通じて装置全体を制御している。基本構
成としては、中央演算処理部６００の他に、主メモリ部
６０２、ファイル制御部６０３とこれがファイルバス６
０４を通じて制御するファイル装置６０５と、本発明に
よる画像復号再生装置６０７と表示装置６０８から構成
される。このうち画像復号再生装置６０７を除いては、
通常の小型コンピュータと同様に動作する。これに本発
明の画像復号表示装置６０７を組み合わせることによ
り、従来膨大な情報量で扱うのが困難であった動画像等
が簡単に表示が可能となる。また画像情報を圧縮した状
態でファイル６０５に格納することが出来、ファイル容
量の節約になる。また読み出して表示する際にも、中央
演算処理部６００をはじめ、バス６０１、ファイル制御
部６０３、ファイルバス６０４のデータ転送速度も低く
することができ、負担を軽減できる。この他に、伝送路
６１１と結ぶ通信インターフェース部６０６を備えるこ
とにより、外部から圧縮画像を受信し表示させることも
可能となる。また画像符号化部６０９を備えることによ
り、画像入力６１０からの画像情報を圧縮符号化し、フ
ァイル装置６０５に蓄積したり、通信インターフェース
部６０６から伝送路６１１に送信したり、画像復号表示
装置６０７で再び復号し表示することも可能となる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の実施により、図形描画部と画像
復号部のフレームメモリ及びその制御部が共用出来、装
置の規模を削減できる。また図形と復号画像を合成する
形態の自由度も向上し使い勝手も良くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像復号表示装置の構成図である。

【図２】従来の画像復号装置と図形描画装置を組み合わ
せた画像表示装置の構成図である。

【図３】圧縮画像復号部及びその周辺の構成図である。

【図４】フレームメモリ内の画像の格納配置を説明する
ための図である。

【図５】本発明の画像復号表示装置に外部から与える命
令語の例を説明するための図である。

【図６】本発明の画像復号表示装置を応用した画像再生
装置の構成図である。

【符号の説明】

１０１…ＣＰＵバス、１０２…表示制御命令、１０３…
描画命令、１０４…復号命令、１０５…参照画像デー
タ、１０６…図形データ、１０７…表示データ、１０８
…表示アドレス、１０９…画像信号、１１０…同期信
号、１１１…画像符号データ、１１２…描画アドレス、
１１３…メモリデータ、１１４…メモリアドレス、１１
５…復号アドレス、１１６…復号画像差分、１１７…画
像符号、１１８…復号画像、１２０…画像復号表示装置
処理部、１３０…命令バッファ、１３１…命令解釈部、
１３２…画像符号バッファ、１３３…図形描画部、１３
４…表示制御部、１３５…圧縮画像復号部、１３６…算
術論理演算部、１３７…フレームメモリ制御部、１３８
…フィルタ、１３９…フレームメモリ、２００…図形描
画装置、２０１…描画フレームメモリ、２０２…描画フ
レームメモリデータ、２０３…描画フレームメモリアド
レス、２０４…圧縮画像復号装置、２０５…復号用フレ
ームメモリ、２０６…復号用フレームメモリデータ、２
０７…復号用フレームメモリアドレス、２０８…図形画
像信号、２０９…図形画像同期信号、２１０…復号画像
信号、２１１…復号画像同期信号、２１２…出力画像信
号、２１３…出力画像同期信号、２１４…描画命令、２
１５…圧縮画像信号、２１６…ＣＰＵバス、２１７…合
成装置、３０…復号開始信号、３１…量子化ＤＣＴ係
数、３２…ＤＣＴ係数、３３…ブロック属性情報、３４
…量子化指標、３５…フレーム内／フレーム間符号化選
択信号、３６…動き補償ベクトル、３７…ブロック位
置、３８…フィルタスイッチ信号、３９…メモリ位置、
３００…制御部、３０１…可変長符号解析部、３０２…
可変長符号の符号表、３０３…逆量子化部、３０４…逆
ＤＣＴ部、３０５…加算器、３０６…選択器、３０７…
アドレス変換部、４０…フレームメモリ中の表示領域、
４１…旧フレーム画像領域、４２…新フレーム画像領
域、４３…復号画像表示領域、４４…加算器、４５…算
術演算器、５０…線描画命令の命令語の例、５１…ブロ
ック転送命令の命令語の例、５２…復号を設定する命令
の命令語の例、５３…画像復号命令の命令語の例、６０
０…中央演算処理部、６０１…ＣＰＵバス、６０２…主
メモリ部、６０３…ファイル制御部、６０４…ファイル
バス、６０５…ファイル装置、６０６…通信インターフ
ェース部、６０７…画像復号表示装置、６０８…表示装
置、６０９…画像符号化部、６１０…画像入力、６１１
…伝送路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号を図形と同時に表示する画像復号
   表示装置において、画像情報と図形情報とを合成するた
   めのフレームメモリと、該フレームメモリとアドレス線
   とデータ線とを介して接続される単一の集積回路上に構
   成された信号処理部であって、中央処理装置からの命令
   に応じて画像情報と図形情報とを合成制御する信号処理
   装置とからなり、該信号処理部が、上記中央処理装置か
   ら受信した命令を解釈するための命令解釈部と、該命令
   解釈部からの指示に応じて図形情報をフレームメモリ上
   の画素に変換するための図形描画処理部と、上記命令解
   釈部からの指示に応じて上記中央処理装置から受信した
   圧縮画像符号を上記フレームメモリ上の画素に変換する
   ための圧縮画像符号復号部と、上記フレームメモリ上の
   所定の表示領域に作成された図形情報と画像情報とが合
   成された合成画像を所定周期で読み出し、外部に接続さ
   れた表示装置に出力するための表示制御部と、上記圧縮
   画像符号復号部によって復号された画像情報の画素が上
   記表示領域以外の作業領域に作成されるようにアドレス
   変換制御を行い、該作業領域に作成された画像情報の画
   素を所定周期で上記中央処理装置から指示された上記表
   示領域上のアドレスに対応する領域に転送する制御を行
   うためのフレームメモリ制御部とから構成されることを
   特徴とする画像復号表示装置。