JPH08130707A - Picture signal processor - Google Patents

Picture signal processor

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JPH08130707A
JPH08130707A JP26687794A JP26687794A JPH08130707A JP H08130707 A JPH08130707 A JP H08130707A JP 26687794 A JP26687794 A JP 26687794A JP 26687794 A JP26687794 A JP 26687794A JP H08130707 A JPH08130707 A JP H08130707A
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frame
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reproduction
frames
memory
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Ryozo Abe
良三 阿部
Toshibumi Sakaguchi
俊文 坂口
Yoshizumi Wataya
由純 綿谷
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  • Television Signal Processing For Recording (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE: To perform smooth reverse direction reproduction with relatively small memory capacity by preparing only a memory for storing I and P frames. CONSTITUTION: Encoding is performed in the order of frames 0(I), 3(P), 1(B), 2(B), 6(P), 4(B), 5(B)... and the sequence is rearranged to the order of the frames 27(I), 25(B), 9(I), 23(B), 22(B), 12(P)... in a buffer. Then, a memory group is constituted of reference frame memories (A-D) equivalent to four screens and an output memory equivalent to one screen, and at the time of using both front prediction and back prediction and reproducing movement compensation type compressed video signals in a reverse direction, the frames (I) and (P) to be referred to from the other frames are decoded in advance, restored pictures are tentatively stored and the frames (B) not to be referred to from the other frames are decoded in the order of reproduction. Thus, just by preparing the memory for storing the frames (I) and (P), the smooth reverse direction reproduction is realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮された状態で記録
されたディジタル動画像を再生する画像信号処理装置に
係わり、特に、低速の逆方向再生機能を持つ画像信号処
理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image signal processing device for reproducing a digital moving image recorded in a compressed state, and more particularly to an image signal processing device having a low speed backward reproduction function.

【0002】[0002]

【従来の技術】MPEG(Moving Picture Experts Gro
up)が標準化を進めているMPEG1,MPEG2によ
る動画像圧縮では、画面(フレーム)を小さなブロック
(マクロブロック=16画素×16画素の矩形)に分割
し、時間的に前後のフレームの中から、エンコードしよ
うとするマクロブロックに似た領域(参照画像領域)を
抽出し、参照画像領域との空間的な距離、方位(動きベ
クトル)と、参照画像領域とエンコードしようとする領
域の差分情報を計算し、これらの情報を、DCT、可変
長符号化を用いて圧縮している。動きベクトルと差分情
報だけを圧縮した方が、原画像そのものを圧縮するより
も、はるかに効率良く圧縮できる。
2. Description of the Related Art MPEG (Moving Picture Experts Gro
In moving image compression by MPEG1 and MPEG2, which is being standardized by up), the screen (frame) is divided into small blocks (macroblock = rectangle of 16 pixels × 16 pixels) and Extracts a region (reference image region) similar to the macroblock to be encoded, and calculates the spatial distance and orientation (motion vector) from the reference image region and the difference information between the reference image region and the region to be encoded. However, these pieces of information are compressed using DCT and variable length coding. Compressing only the motion vector and the difference information is much more efficient than compressing the original image itself.

【0003】しかし、差分情報によって圧縮されたフレ
ームは、参照するフレームがないと復元できない。その
ため、このような情報を記録した媒体を用いて可変速再
生、ランダムアクセスを実現するためには、周期的に、
他の画像を参照しないフレームを設ける必要がある。こ
のフレームをI(Intra )フレームと呼ぶ。Iフレーム
を参照フレームとして、次の画像を圧縮し、さらに、す
でに圧縮された画像を参照フレームとして次の画像を圧
縮していく。参照画像を用いて圧縮するフレームの中に
は、時間的に前方のフレームのみを参照画像とするP
(Predictive)フレームと、時間的に前後のフレームを
参照フレームとするB(Bidirectionally-predictive)
フレームがある。
However, the frame compressed by the difference information cannot be restored without a reference frame. Therefore, in order to realize variable speed reproduction and random access using a medium on which such information is recorded, periodically,
It is necessary to provide a frame that does not refer to other images. This frame is called an I (Intra) frame. The next image is compressed using the I frame as a reference frame, and the next image is further compressed using the already compressed image as a reference frame. Among frames to be compressed using the reference image, only the frame preceding in time is used as the reference image P
(Predictive) frame and B (Bidirectionally-predictive) in which temporally preceding and following frames are used as reference frames
There is a frame.

【0004】図6に、フレーム間予測方式の一例を示
す。
FIG. 6 shows an example of the interframe prediction method.

【0005】この図では、入力画像は、9フレーム周期
でIフレームとしてエンコードされ、その間が3フレー
ム周期でPフレームとしてエンコードされ、残りがBフ
レームとしてエンコードされる。
In this figure, the input image is encoded as an I frame at a cycle of 9 frames, is encoded as a P frame at a cycle of 3 frames, and the rest is encoded as a B frame.

【0006】まず、フレーム0が、Iフレームとして、
他の画像を参照しないでエンコードされ、次に、フレー
ム3が、Pフレームとして、前方のフレーム0を参照し
てエンコードされる。次に、フレーム1、2が、Bフレ
ームとして、前後のフレーム0、3を参照してエンコー
ドされる。つまり、元々のフレーム順とは異なる順序で
エンコードされる。以下順次同様にしてエンコードされ
る。この順番は、デコード時に正しく戻される。
First, frame 0 is an I frame.
It is encoded without reference to other images, then frame 3 is encoded as a P frame with reference to the previous frame 0. Next, the frames 1 and 2 are encoded as B frames with reference to the preceding and following frames 0 and 3. That is, the encoding is performed in an order different from the original frame order. The subsequent steps are similarly encoded. This order is correctly restored on decoding.

【0007】I、P、Bの組み合わせ比率は、任意に定
めることが可能である。I、P、Bを適切な比率で組み
合わせることにより、圧縮効率が高く、かつ、ランダム
アクセスが可能な圧縮画像信号を得ることができる。
The combination ratio of I, P and B can be set arbitrarily. By combining I, P, and B in an appropriate ratio, it is possible to obtain a compressed image signal with high compression efficiency and random access.

【0008】この例のように、双方向予測を用いて圧縮
された信号を復元する場合、通常は、参照フレーム用の
メモリを2フレーム、出力用画像メモリを1フレーム用
意して復号する。図7を用い通常のデコード処理の概要
を説明する。
When restoring a compressed signal using bidirectional prediction as in this example, usually, two frames of reference frame memory and one frame of output image memory are prepared for decoding. An outline of normal decoding processing will be described with reference to FIG.

【0009】図7は、デコーダの処理順序とメモリ占有
順序を図示したものである。A,Bは参照メモリである
画像メモリを示す。上述のように、図6の例では、フレ
ーム0(I)、3(P)、1(B)、2(B)、6
(P)、4(B)、5(B)−−の順にエンコードされ
る。そのため、デコーダもこの順にデコードする。
FIG. 7 illustrates a decoder processing order and a memory occupation order. Reference characters A and B denote image memories which are reference memories. As described above, in the example of FIG. 6, frames 0 (I), 3 (P), 1 (B), 2 (B), 6
(P), 4 (B), 5 (B)-are encoded in this order. Therefore, the decoder also decodes in this order.

【0010】まず、フレーム0(I)をデコードして画
像メモリAに格納する。次に、この画像を参照フレーム
として利用し、フレーム3(P)をデコードして画像メ
モリBに格納する。次に、画像メモリA,Bの画像を参
照フレームとして利用し、フレーム1(B)、2(B)
をデコードし、インタレース画面にするために出力メモ
リに一時記憶してから出力する。出力メモリでは、マク
ロブロック単位でデコードされた結果を通常の走査線順
に変換し、所定の出力タイミングに合わせて出力する。
フレーム1(B)、2(B)を出力する前に、フレーム
0(I)を、出力メモリに出力しておく。次に、メモリ
Bに格納されているフレーム3(P)を出力メモリに出
力する。次に、メモリBのフレーム3(P)を参照フレ
ームとして利用し、フレーム6(P)をデコードして画
像メモリAに格納する。このようにメモリを利用して順
々にデコードすることにより、2画面分の参照メモリを
用意することにより、双方向予測を用いて圧縮された信
号を復元することが出来る。
First, the frame 0 (I) is decoded and stored in the image memory A. Next, using this image as a reference frame, the frame 3 (P) is decoded and stored in the image memory B. Next, the images in the image memories A and B are used as reference frames, and frames 1 (B) and 2 (B) are used.
Is decoded and temporarily stored in the output memory to produce an interlaced screen, and then output. In the output memory, the result decoded in macro block units is converted in the order of normal scanning lines and output in accordance with a predetermined output timing.
Before outputting the frames 1 (B) and 2 (B), the frame 0 (I) is output to the output memory. Next, the frame 3 (P) stored in the memory B is output to the output memory. Next, the frame 3 (P) of the memory B is used as a reference frame, and the frame 6 (P) is decoded and stored in the image memory A. In this way, by sequentially using the memory to decode, by preparing reference memories for two screens, it is possible to restore the compressed signal using bidirectional prediction.

【0011】このような構成の再生回路を用いて可変速
再生を行う場合、順方向の再生では、再生速度に合わせ
て処理速度を変化させれば、通常速再生と同様の手順に
より再生可能である。例えば、2倍速再生を行うとする
と、回路の動作速度を2倍にし、得られた出力画像を適
切にコマ落としすればよい。
When variable speed reproduction is performed using the reproduction circuit having such a structure, in the case of forward reproduction, if the processing speed is changed according to the reproduction speed, reproduction can be performed by the same procedure as normal speed reproduction. is there. For example, if the double speed reproduction is performed, the operating speed of the circuit may be doubled and the obtained output image may be appropriately dropped.

【0012】しかし、逆方向の再生では、次のような問
題が生じる。図6において、フレーム9、8、7の順に
逆方向再生を行うとする。まずフレーム9は、Iフレー
ムなので、問題なく再生出来る。次に、フレーム8を再
生するためには、フレーム6を参照フレームとして利用
する必要があるが、フレーム6の画像を得るためには、
フレーム0、フレーム3をデコードしなければならな
い。つまり、フレーム0、3、6を次々とデコードして
初めて、フレーム7、8用の参照フレームを得ることが
出来る。しかも、参照フレーム用の画像メモリは2画面
分しかないため、デコードしたフレーム0、3の画像を
蓄えておくことは出来ない。そのため、次にフレーム
4、5をデコードするためには、改めてフレーム0、3
をデコードする必要がある。このように、同じフレーム
を何度もデコードする必要があるため、逆方向再生を行
う場合、再生速度の数倍の速度で再生処理を行う必要が
あり、事実上不可能であった。
However, in the reverse reproduction, the following problems occur. In FIG. 6, reverse reproduction is performed in the order of frames 9, 8, and 7. First, since the frame 9 is an I frame, it can be reproduced without any problem. Next, in order to reproduce the frame 8, it is necessary to use the frame 6 as a reference frame, but in order to obtain the image of the frame 6,
Frame 0 and frame 3 must be decoded. That is, the reference frames for the frames 7 and 8 can be obtained only after decoding the frames 0, 3, and 6 one after another. Moreover, since the image memory for the reference frame has only two screens, the decoded images of the frames 0 and 3 cannot be stored. Therefore, in order to decode the frames 4 and 5, next, the frames 0 and 3 are newly read.
Need to be decoded. As described above, since it is necessary to decode the same frame many times, it is practically impossible to perform the reproduction processing at the speed several times as fast as the reproduction speed when performing the backward reproduction.

【0013】この問題を解決するために、図6の例で
は、9フレーム分のデコードされた画像を記憶するメモ
リを用意し、フレーム0からフレーム8を順方向にデコ
ードしてメモリに全て記憶し、逆方向に読み出すことに
より、逆方向再生を実現する方法がある。
In order to solve this problem, in the example of FIG. 6, a memory for storing decoded images for 9 frames is prepared, and frames 0 to 8 are decoded in the forward direction and all are stored in the memory. , There is a method of realizing reverse reproduction by reading in the reverse direction.

【0014】また、特開平5−153577号公報にあ
るように、再生する画像を選別し、Iフレームのみ、ま
たはI,Pフレームのみを再生して、処理速度をあげる
ことなく逆方向再生を実現する例もある。
Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-1553577, images to be reproduced are selected and only I frames or I and P frames are reproduced to realize backward reproduction without increasing the processing speed. There is also an example.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者は、膨
大なメモリを要する。また、MPEG1,2では、Iフ
レームの周期は規定されていないため、Iフレームの周
期を予め想定してメモリを準備することになるが、想定
以上の周期のIフレームを持つ入力信号に対しては、対
応出来なくなる。また、逆方向再生の指示を受けてから
出力するまでに、図6の例では、9フレーム分のデータ
をデコードする時間を要するため、実用的ではなかっ
た。
However, the former requires a huge memory. Further, in MPEG1 and MPEG2, the cycle of the I frame is not defined, so the memory is prepared assuming the cycle of the I frame in advance. Will not be able to respond. Further, in the example of FIG. 6, it takes time to decode the data of 9 frames from the reception of the reverse reproduction instruction to the output, which is not practical.

【0016】また、後者は、図6の例では、Iフレーム
のみを選別した場合は9フレームおき、I,Pフレーム
を選別した場合は3フレームおきにしか画像を復元する
ことが出来ない。高速の逆方向再生では、このような間
引き再生でも問題ないが、マイナス1倍速などの低速の
逆方向再生では、再生画像がコマ切れとなり、見苦しい
画像となっていた。
In the latter case, in the example of FIG. 6, an image can be restored only every 9 frames when only I frames are selected and every 3 frames when I and P frames are selected. In high-speed reverse reproduction, there is no problem with such thinned-out reproduction, but in low-speed reverse reproduction such as -1 × speed, the reproduced image is out of frames and is unsightly.

【0017】本発明の目的は、前方予測と後方予測の両
方を併用して動き補償型圧縮された映像信号を逆方向に
再生する際に、メモリ容量を増加することなく実行でき
る画像処理装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide an image processing apparatus capable of executing a motion-compensated compressed video signal in the reverse direction by using both forward prediction and backward prediction without increasing the memory capacity. To provide.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明の画像信号処理装
置は、再生されたデータを、他のフレームから参照され
るフレーム(I,Pフレーム)と、他の画像から参照さ
れないフレーム(Bフレーム)に分離し、まず、I,P
フレームを通常再生と同じ順序でデコードして参照フレ
ーム記録用のメモリに記憶し、Bフレームは、参照画像
が準備できた順で、かつ、出力される順にデコードし、
所定の順番に出力することにより逆方向再生を実現す
る。
An image signal processing apparatus according to the present invention uses reproduced data for a frame (I, P frame) referred to by another frame and a frame (B frame) not referred to by another image. ), First I, P
The frames are decoded in the same order as in normal reproduction and stored in the memory for recording reference frames, and the B frames are decoded in the order in which the reference images are prepared and in the order in which they are output.
Reverse reproduction is realized by outputting in a predetermined order.

【0019】参照フレーム記録用のメモリは、逆方向再
生を実現するために十分な容量を予め用意しておいても
よいが、逆方向再生では、多少の画質劣化は許容される
ため、画面内間引き等の処理を用いてデータを削減し、
通常速再生のために用意された2画面分のメモリに逆方
向再生のために必要な参照画像を全て記憶させることも
可能である。また、入力信号のIフレームの周期が予め
想定していた周期より長い場合は、参照画像を画面内圧
縮または画面内間引きして、用意したメモリに必要な参
照画像を記憶出来るようにする。
The reference frame recording memory may be prepared in advance with a sufficient capacity for realizing the backward reproduction. However, in the backward reproduction, a slight deterioration of the image quality is allowed, and therefore, in the screen. Reduce the data using processing such as decimation,
It is also possible to store all the reference images required for reverse reproduction in the memory for two screens prepared for normal speed reproduction. When the cycle of the I frame of the input signal is longer than the cycle assumed in advance, the reference image is compressed in the screen or decimated in the screen so that the required reference image can be stored in the prepared memory.

【0020】[0020]

【作用】本発明においては、I,Pフレームを記憶する
メモリを準備するだけで比較的少ないメモリ容量で、な
めらかな逆方向再生を実現する。
According to the present invention, smooth backward reproduction can be realized with a relatively small memory capacity simply by preparing a memory for storing I and P frames.

【0021】とくに、間引きを併用することにより、通
常速再生と同じメモリ容量でなめらかな逆方向再生を実
現する。また、想定していたIフレーム周期より長いI
フレーム周期を持つ再生信号であっても、なめらかな逆
方向再生を行う。
In particular, by using thinning together, smooth reverse reproduction can be realized with the same memory capacity as normal speed reproduction. In addition, I that is longer than the expected I frame period
Even in the case of a reproduction signal having a frame period, smooth reverse reproduction is performed.

【0022】また、逆方向再生時の遅延増加は、I,P
フレームをデコードするために必要な時間だけであるた
め、逆方向再生の指示を受けてから、速やかに逆方向再
生画像を出力する。
The increase in delay during reverse reproduction is I, P
Since the time required to decode the frame is only required, the backward playback image is output promptly after receiving the backward playback instruction.

【0023】[0023]

【実施例】図1は、本発明をディジタルVTR、ディジ
タルビデオディスク等に適用した一実施例のブロック図
である。図1の実施例の構成を動作とともに以下に説明
する。
1 is a block diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a digital VTR, a digital video disk and the like. The configuration of the embodiment of FIG. 1 will be described below together with the operation.

【0024】記録媒体1に記録された信号を、再生方向
及び再生速度に応じてサーボ回路3を用いて再生条件を
調節しながら再生ヘッド2によって再生し、所定の再生
信号処理を施す。必要に応じて、再生ヘッド2を複数設
けることも可能である。再生信号は、バッファ11にお
いて、所定のデータ順に並び替えられる。記録フォーマ
ットやサーボ回路3の処理によっては、再生ヘッド2で
再生された段階である程度の並び替えが終了しているよ
うな再生も可能である。このような場合は、バッファ1
1による並び替えは不要であるか、より少ない並び替え
量で目的の並び替えを実現することが出来る。並び替え
順序は、再生方向、再生速度によって異なる。
The signal recorded on the recording medium 1 is reproduced by the reproducing head 2 while adjusting the reproducing condition by using the servo circuit 3 according to the reproducing direction and the reproducing speed, and a predetermined reproducing signal processing is performed. It is possible to provide a plurality of reproducing heads 2 if necessary. The reproduced signals are rearranged in the buffer 11 in a predetermined data order. Depending on the recording format and the processing of the servo circuit 3, it is possible to perform the reproduction in which the rearrangement has been completed to some extent at the stage of being reproduced by the reproducing head 2. In this case, buffer 1
The rearrangement by 1 is unnecessary, or the target rearrangement can be realized with a smaller rearrangement amount. The rearrangement order differs depending on the reproduction direction and the reproduction speed.

【0025】並び替えられた信号は、可変長復号化器1
2にて可変長復号される。復号化されたデータは、DC
Tデータ、動きベクトルなどから構成されている。これ
らのデータをデータ分離回路13にて分離し、逆量子
化、IDCT回路14で量子化、DCT前のデータに復
元する。復元されたデータのうち、Iフレームのデータ
は、他の画像を参照しないため、そのままメモリ群16
に格納する。P,Bフレームのデータは、参照画像との
差分がエンコードされているため、まず、メモリ群16
から、所定の参照フレームを選択し、動き補償回路18
にて、再生データ中の動きベクトルを用いて動き補償を
行って参照画像を生成し、復号された差分信号と参照画
像を加算器15にて加算して画像を復元し、メモリ群1
6に格納する。メモリ群16からは、再生倍速、方向に
応じた所定のフレームを出力端子17に出力する。
The rearranged signals are sent to the variable length decoder 1
Variable length decoding is performed at 2. The decrypted data is DC
It is composed of T data, motion vectors, and the like. These data are separated by the data separation circuit 13, inversely quantized, quantized by the IDCT circuit 14, and restored to data before DCT. Of the restored data, the I-frame data does not refer to other images, so the memory group 16 does not change.
To be stored. Since the difference between the P and B frame data and the reference image is encoded, first, the memory group 16
A predetermined reference frame is selected from the
At, the motion compensation is performed using the motion vector in the reproduced data to generate the reference image, and the decoded difference signal and the reference image are added by the adder 15 to restore the image, and the memory group 1
6 is stored. The memory group 16 outputs a predetermined frame corresponding to the reproduction speed and direction to the output terminal 17.

【0026】図2は、本実施例で逆方向再生(マイナス
1倍速)を行った場合のデコーダの処理順序とメモリ占
有順序を図示したものである。この例は、メモリ群16
を、4画面分の参照フレームメモリ(A,B,C,D)
と、1画面分の出力メモリから構成し、図6に示すシー
ケンスの画像を逆方向再生出来るようにした例である。
FIG. 2 illustrates the processing order of the decoder and the memory occupying order when the backward reproduction (minus 1 × speed) is performed in this embodiment. In this example, the memory group 16
Reference frame memory for 4 screens (A, B, C, D)
And an output memory for one screen, so that an image in the sequence shown in FIG. 6 can be reproduced in the reverse direction.

【0027】このシーケンスでは、図6,図7で説明し
たように、フレーム0(I)、3(P)、1(B)、2
(B)、6(P)、4(B)、5(B)−−の順にエン
コードされる。このシーケンスを、バッファ11にて、
図2に示すように、フレーム27(I)、18(I)、
21(P)、24(P)、26(B)、25(B)、9
(I)、23(B)、22(B)、12(P)−−の順
に並び替える。この順番は、I,Pフレームは、参照関
係が保たれるように順方向と同じ順番であり、Bフレー
ムは、参照フレームのデコードが完了しているフレーム
を逆方向(出力順)にならべたものである。この並べ替
えは、バッファ11のみで行うだけでなく、記録媒体1
から再生する段階でサーボ回路3等を用いて行うことも
可能である。また、両者を併用して行うことにより、バ
ッファ11の容量を少なくすることも可能である。
In this sequence, as described with reference to FIGS. 6 and 7, frames 0 (I), 3 (P), 1 (B), 2
(B), 6 (P), 4 (B), 5 (B)-are encoded in this order. This sequence in buffer 11
As shown in FIG. 2, frames 27 (I), 18 (I),
21 (P), 24 (P), 26 (B), 25 (B), 9
(I), 23 (B), 22 (B), 12 (P) --- are rearranged in this order. In this order, the I and P frames are in the same order as the forward direction so that the reference relation is maintained, and the B frames are the frames in which the decoding of the reference frame is completed are arranged in the reverse direction (output order). It is a thing. This rearrangement is performed not only in the buffer 11 but also in the recording medium 1.
It is also possible to use the servo circuit 3 or the like at the stage of reproducing from. Further, the capacity of the buffer 11 can be reduced by using both in combination.

【0028】まず、フレーム27(I)、18(I)を
デコードし、メモリD、メモリAに格納する。次に、フ
レーム18(I)を参照フレームとして利用し、フレー
ム21(P)をデコードしてメモリBに格納する。同様
に、フレーム21(P)を参照フレームとして利用し、
フレーム24(P)をデコードしてメモリCに格納す
る。この時点で、フレーム26(B)、25(B)をデ
コードするための参照画面が揃ったため、まず、フレー
ム27(I)の画像を出力メモリに出力し、フレーム2
7(I)、24(P)を参照フレームとしてフレーム2
6(B)、25(B)をデコードして出力メモリに出力
する。この時点で、フレーム27(I)のデータは必要
無くなるので、フレーム9(I)をデコードしてメモリ
Dに格納する。次に、フレーム24(P)の画像を出力
メモリに出力し、フレーム24(P)、21(P)を参
照フレームとしてフレーム23(B)、22(B)をデ
コードして出力メモリに出力する。この時点で、フレー
ム24(P)のデータは必要無くなるので、フレーム1
2(P)をデコードしてメモリCに格納する。このよう
にメモリA〜Dを用いることにより、処理速度をあげな
くとも、図1のシーケンスを逆方向に再生出来る。ま
た、より低速な逆方向再生を行う場合は、出力メモリか
ら読み出す周期を調節し、適切なフレームを2回以上出
力すればよい。
First, the frames 27 (I) and 18 (I) are decoded and stored in the memory D and the memory A. Next, the frame 18 (I) is used as a reference frame, and the frame 21 (P) is decoded and stored in the memory B. Similarly, using frame 21 (P) as a reference frame,
The frame 24 (P) is decoded and stored in the memory C. At this point, since the reference screens for decoding the frames 26 (B) and 25 (B) are prepared, first, the image of the frame 27 (I) is output to the output memory, and then the frame 2
Frame 2 with 7 (I) and 24 (P) as reference frames
6 (B) and 25 (B) are decoded and output to the output memory. At this point, the data of frame 27 (I) is no longer needed, so frame 9 (I) is decoded and stored in memory D. Next, the image of the frame 24 (P) is output to the output memory, the frames 24 (P) and 21 (P) are used as reference frames, and the frames 23 (B) and 22 (B) are decoded and output to the output memory. . At this point, the data of frame 24 (P) is no longer necessary, so frame 1
2 (P) is decoded and stored in the memory C. By thus using the memories A to D, the sequence of FIG. 1 can be reproduced in the reverse direction without increasing the processing speed. Further, in the case of performing reverse reproduction at a slower speed, it suffices to adjust the cycle of reading from the output memory and output an appropriate frame twice or more.

【0029】図3には、本実施例を用いてマイナス2倍
速を実現する場合のデコーダの処理順序とメモリ占有順
序を図示したものである。I、Pフレームは、他の画像
の参照フレームとなるため、デコードを省略することは
出来ないが、Bフレームは、他の画像の参照画像となら
ないため、マイナス2倍再生でとばされる画像は、デコ
ードを省略することが可能である。そのため、バッファ
11にて、不必要なBフレーム(図3では、奇数番目の
Bフレーム)のデータを削除して並び替える。その後、
図2で説明した手順でI、Pフレームデータ、及び必要
なBフレームデータをデコードし、再生倍速に応じて、
適切なタイミングで出力メモリから出力する。この様な
動作にすることにより、デコードしなければならないデ
ータが削減されるため、高速倍速での処理速度増加を最
小限に抑えることが可能となる。
FIG. 3 shows the processing order of the decoder and the memory occupying order when the minus double speed is realized using this embodiment. Since the I and P frames are reference frames for other images, the decoding cannot be omitted. However, since the B frame is not a reference image for other images, the image skipped by minus 2 times reproduction is Decoding can be omitted. Therefore, in the buffer 11, unnecessary B frame data (an odd B frame in FIG. 3) is deleted and rearranged. afterwards,
The I and P frame data and the necessary B frame data are decoded by the procedure described with reference to FIG.
Output from output memory at appropriate timing. With such an operation, the amount of data to be decoded is reduced, so that it is possible to minimize the increase in processing speed at high speed and double speed.

【0030】図4は、本発明をディジタルVTR、ディ
ジタルビデオディスク等に適用した他の実施例のブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram of another embodiment in which the present invention is applied to a digital VTR, a digital video disc and the like.

【0031】本実施例は、少ない参照画像用メモリで逆
方向再生を実現するために、参照画像を予め縮小し、メ
モリに記憶するようにしたものである。
In this embodiment, in order to realize backward reproduction with a small amount of reference image memory, the reference image is reduced in advance and stored in the memory.

【0032】図4中、1〜18の部分は、図1の実施例
と同様に動作し、再生信号をデコードする。再生された
画像を、縮小回路21にて縮小してデータ削減を行い、
メモリ群16に記憶する。本実施例では、メモリ群16
は、従来の再生装置と同様に、2画面分の参照画像用メ
モリと、1画面分の出力用メモリから構成されている。
出力される画像信号は、拡大回路22にて、もとの大き
さに拡大されて出力される。23は再生方向速度指示手
段で、サーボ回路3,縮小回路21,拡大回路22等の
制御を行い、再生速度、再生方向、イントラフレームの
間隔に応じて圧縮方法または圧縮率または間引き方法ま
たは間引き率を変化させる。
In FIG. 4, parts 1 to 18 operate in the same manner as the embodiment of FIG. 1 and decode the reproduced signal. The reproduced image is reduced by the reduction circuit 21 to reduce data,
It is stored in the memory group 16. In this embodiment, the memory group 16
Is composed of a reference image memory for two screens and an output memory for one screen, as in the conventional reproducing apparatus.
The output image signal is enlarged by the enlargement circuit 22 to the original size and is outputted. Reference numeral 23 is a reproduction direction speed instruction means for controlling the servo circuit 3, the reduction circuit 21, the expansion circuit 22 and the like, and a compression method or a compression ratio or a decimation method or a decimation ratio according to the reproduction speed, the reproduction direction and the intra-frame interval Change.

【0033】図5には、図4に示す実施例で逆方向再生
を行った場合のデコーダの処理順序とメモリ占有順序を
図示したものである。
FIG. 5 shows the processing order and memory occupancy order of the decoder when the backward reproduction is performed in the embodiment shown in FIG.

【0034】本実施例でのデコーダの動作手順は、図2
で説明した例と同様である。但し、図2では、参照画像
メモリを4画面準備していたのに対し、本実施例では、
参照画像メモリを2画面しか用意せず、各メモリを2分
割して使用し、1/2にデータ削減がなされるように縮
小した参照画像を4画面分記憶出来るようにした。本実
施例によれば、従来の再生装置と同様に、2画面分の参
照画像用メモリと、1画面分の出力用メモリを準備する
だけで、なめらかな逆方向再生を実現可能である。圧縮
率は、Iフレーム周期と、必要とされる画質に応じて任
意に設定することが可能であるため、任意のIフレーム
周期を有する信号に対応することが出来る。また、本実
施例において、メモリ群16の容量をさらに増加させ、
より高画質な逆方向再生を行うことも可能である。ま
た、本実施例では、縮小を用いてデータを圧縮する例を
説明したが、間引きや変換、フィルタリングなど、他の
圧縮方法を用いてもよい。
The operation procedure of the decoder in this embodiment is shown in FIG.
It is similar to the example described in. However, in FIG. 2, four screens of the reference image memory are prepared, whereas in this embodiment,
The reference image memory is prepared only for two screens, each memory is divided into two and used, and the reference image reduced to halve the data can be stored for four screens. According to the present embodiment, similar to the conventional reproducing apparatus, it is possible to realize smooth backward reproduction only by preparing two screens of reference image memory and one screen of output memory. The compression rate can be arbitrarily set according to the I frame period and the required image quality, and thus can be applied to a signal having an arbitrary I frame period. Further, in this embodiment, the capacity of the memory group 16 is further increased,
It is also possible to perform reverse reproduction with higher image quality. Further, in the present embodiment, an example in which data is compressed by using reduction has been described, but other compression methods such as thinning, conversion, and filtering may be used.

【0035】以上の実施例では、参照画像メモリと出力
メモリを別々に設ける例を説明したが、両者を分離せ
ず、メモリのアドレス制御により、同一のメモリを参照
画像メモリとして用いたり、出力メモリとして用いるこ
とも可能である。また、図4,5の実施例において、出
力メモリも分割し、一部を参照画像用メモリとして用い
ることも可能である。
In the above embodiments, an example in which the reference image memory and the output memory are provided separately has been described, but the two are not separated and the same memory is used as the reference image memory or the output memory is controlled by the address control of the memory. It is also possible to use Also, in the embodiments of FIGS. 4 and 5, the output memory may be divided and a part thereof may be used as a reference image memory.

【0036】以上の例では、本発明を、ハードウェアを
用いて実現する例を説明したが、ソフトウェア処理を用
いて実現することも可能である。
In the above example, the present invention has been described as an example in which the present invention is realized by using hardware, but it is also possible to realize the present invention by using software processing.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、前方予
測方式、後方予測方式、双方向予測方式のうちの1つ以
上の予測方式またはこれらを組み合わせた予測方式を用
いて符号化された動画像符号化データを前記記録媒体か
ら再生し、参照されるフレームとなる画像のデータの少
なくとも一部を、参照する画像のデータよりも先にデコ
ードするように、再生速度、または再生方向に応じてデ
ータを並び替える手段と、参照されるフレームとなる画
像データのデコード結果の少なくとも一部を記憶する手
段とを有するので、フレーム間予測方式を用いて圧縮さ
れた動画像であっても、比較的少ないメモリ容量で、な
めらかな逆方向再生を実現することが出来る。
As described above, according to the present invention, encoding is performed using one or more prediction methods of the forward prediction method, the backward prediction method, the bidirectional prediction method, or a combination of these prediction methods. The encoded moving image data is reproduced from the recording medium, and at least a part of the image data of the frame to be referenced is decoded at the reproduction speed or the reproduction direction so as to be decoded before the data of the referenced image. Since it has a means for rearranging the data according to the above and a means for storing at least a part of the decoding result of the image data to be the frame to be referred to, even a moving image compressed using the inter-frame prediction method, With a relatively small memory capacity, smooth reverse playback can be realized.

【0038】とくに、間引きを併用することにより、通
常速再生と同じメモリ容量でなめらかな逆方向再生を実
現することが可能となる。また、想定していたIフレー
ム周期より長いIフレーム周期を持つ再生信号であって
もなめらかな逆方向再生を行うことが可能となる。
In particular, by using thinning together, it is possible to realize smooth reverse reproduction with the same memory capacity as normal speed reproduction. Further, even in the case of a reproduction signal having an I frame period longer than the expected I frame period, smooth reverse reproduction can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例において、マイナス1倍速再生を
行った場合のデコーダの処理順序とメモリ占有順序を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a processing order of the decoder and a memory occupying order in the case of performing −1 × speed reproduction in the embodiment of FIG. 1;

【図3】図1の実施例において、マイナス2倍速再生を
行った場合のデコーダの処理順序とメモリ占有順序を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a processing order of the decoder and a memory occupying order in the case of performing the minus 2 × speed reproduction in the embodiment of FIG.

【図4】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention.

【図5】図4の実施例において、逆方向再生を行った場
合のデコーダの処理順序とメモリ占有順序を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a processing order and memory occupancy order of a decoder when reverse reproduction is performed in the embodiment of FIG.

【図6】フレーム間予測方式の一例を説明するための図
である。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of an interframe prediction method.

【図7】デコーダの処理順序とメモリ占有順序を示した
図である。
FIG. 7 is a diagram showing a processing order of a decoder and a memory occupation order.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 記録媒体 2 再生ヘッド 3 サーボ回路 11 バッファ 12 可変長復号化器 13 データ分離回路 14 逆量子化、IDCT回路 15 加算器 16 メモリ群 17 出力端子 18 動き補償回路 21 縮小回路 22 拡大回路 23 再生方向速度指示手段 1 Recording Medium 2 Playback Head 3 Servo Circuit 11 Buffer 12 Variable Length Decoder 13 Data Separation Circuit 14 Inverse Quantization, IDCT Circuit 15 Adder 16 Memory Group 17 Output Terminal 18 Motion Compensation Circuit 21 Reduction Circuit 22 Enlargement Circuit 23 Playback Direction Speed instruction means

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 7/137 Z (72)発明者 坂口 俊文 東京都渋谷区代々木4丁目36番19号 株式 会社グラフィックス・コミュニケーショ ン・ラボラトリーズ内 (72)発明者 綿谷 由純 東京都渋谷区代々木4丁目36番19号 株式 会社グラフィックス・コミュニケーショ ン・ラボラトリーズ内Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H04N 7/137 Z (72) Inventor Toshifumi Sakaguchi 4-36-19 Yoyogi, Shibuya-ku, Tokyo Graphics Inc. In Communication Laboratories (72) Inventor Yusumi Wataya 4-36-19 Yoyogi, Shibuya-ku, Tokyo Within Graphics Communication Laboratories, Inc.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 動画像符号化データを所定の記録媒体か
ら再生する画像信号処理装置において、前方予測方式、
後方予測方式、双方向予測方式のうちの1つ以上の予測
方式またはこれらを組み合わせた予測方式を用いて符号
化された動画像符号化データを前記記録媒体から再生
し、参照されるフレームとなる画像のデータの少なくと
も一部を、参照する画像のデータよりも先にデコードす
るように、再生速度、または再生方向に応じてデータを
並び替える手段と、参照されるフレームとなる画像デー
タのデコード結果の少なくとも一部を記憶する手段とを
有することを特徴とする画像信号処理装置。
1. An image signal processing apparatus for reproducing moving image coded data from a predetermined recording medium, comprising a forward prediction method,
The moving picture coded data coded using one or more prediction methods of the backward prediction method and the bidirectional prediction method, or a prediction method combining these methods is reproduced from the recording medium, and becomes a frame to be referred to. A means for rearranging the data according to the reproduction speed or the reproduction direction so that at least a part of the image data is decoded before the reference image data, and the decoding result of the image data to be the referenced frame. And a means for storing at least a part of the image signal processing apparatus.
【請求項2】 互いに参照関係に無い画像のデータの少
なくとも一部を、出力される順番にデコードされるよう
に、再生速度または再生方向に応じて並び替える手段を
有することを特徴とする請求項1記載の画像信号処理装
置。
2. A means for rearranging at least a part of image data not having a reference relationship with each other according to a reproduction speed or a reproduction direction so that the data is decoded in an output order. 1. The image signal processing device according to 1.
【請求項3】 参照されるフレームとなる画面データの
デコード結果を、画面内圧縮または画面内間引きする手
段を有することを特徴とする請求項1または2記載の画
像信号処理装置。
3. The image signal processing apparatus according to claim 1, further comprising means for compressing or decimation within a screen, a decoding result of screen data which is a frame to be referred to.
【請求項4】 画面内圧縮または画面内間引きする手段
は、再生速度、または再生方向またはイントラフレーム
の間隔に応じて圧縮方法または圧縮率または間引き方法
または間引き率を変化させるものであることを特徴とす
る請求項3記載の画像信号処理装置。
4. An in-screen compression or in-screen decimating means is a means for changing the compression method or compression ratio or decimating method or decimating ratio in accordance with a reproduction speed, a reproduction direction or an intra-frame interval. The image signal processing device according to claim 3.
【請求項5】 他の画像から参照されない画面のデータ
を、再生速度または再生方向に応じて間引く手段を有す
ることを特徴とする請求項1、2、3または4記載の画
像信号処理装置。
5. The image signal processing apparatus according to claim 1, further comprising means for thinning out screen data which is not referred to by another image according to a reproduction speed or a reproduction direction.
【請求項6】 データを並び替える手段が、再生サーボ
制御方式により実現されていることを特徴とする請求項
1、2、3、4または5記載の画像信号処理装置。
6. The image signal processing apparatus according to claim 1, wherein the means for rearranging the data is realized by a reproduction servo control method.
【請求項7】 データを並び替える手段が、記憶手段に
より実現されていることを特徴とする請求項1、2、
3、4または5記載の画像信号処理装置。
7. The data rearranging means is realized by a storage means.
The image signal processing device according to 3, 4, or 5.
【請求項8】 データを並び替える手段が、ソフトウエ
ア処理により実現されていることを特徴とする請求項
1、2、3、4または5記載の画像信号処理装置。
8. The image signal processing apparatus according to claim 1, wherein the means for rearranging the data is realized by software processing.
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