JPH08275152A - ディジタル映像信号復号装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】データ圧縮されたディジタル映像信号を復号
し、復号されたディジタル映像信号の表示を外部同期信
号に同期させることが可能なディジタル映像信号復号装
置を実現することを目的とする。 【構成】符号化装置が想定した復号開始タイミングを外
部同期信号の垂直同期パルスに同期合わせさせて遅延さ
せるタイミング同期合わせ回路（８）と、符号化フレー
ムのフィールド構成と表示フレームのフィールド構成を
判定してフィールドの表示ライン位置の微調整を行う表
示処理回路（５）を備え、かつバッファメモリ（２）の
メモリ容量を、復号開始タイミングの最大遅延時間と符
号化データの入力転送速度を考慮して大きめに設定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データ圧縮されたディ
ジタル映像信号の符号化データを復号し、その結果再生
されたディジタル映像信号を表示するディジタル映像信
号復号装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル映像信号をデータ圧縮する符
号化方式としては、フレーム間の相関が高いことを利用
してフレーム間差分信号を符号化するフレーム間符号化
方式が知られている。フレームごとにディジタル映像信
号そのものを符号化するフレーム内符号化方式と比べ
て、データ圧縮率を高めることができる。また、フレー
ム間符号化方式の中でも、所定サイズのブロックごとに
フレーム間の動きベクトルを求め、その動きベクトル分
だけずらしてフレーム間差分信号を生成する動き補償フ
レーム間符号化方式が広く用いられている。動き補償フ
レーム間差分信号に対する符号化方式しては、変換符号
化方式が知られている。変換符号化方式とは、所定サイ
ズのブロック単位でディスクリートコサイン変換等の直
交変換を施し、周波数成分に相当する変換係数を符号化
する方式である。また、フレーム内での予測符号化方式
が用いられる場合もある。フレーム間差分信号にはフレ
ーム内での相関が残っているので、このように変換符号
化や予測符号化を行うことにより、さらにデータ圧縮率
を高めることができる。

【０００３】動き補償フレーム間符号化方式と変換符号
化方式を組み合わせた例としては、テレビジョン学会
誌、第４６巻、第９号（１９９２年）、第１１４９頁か
ら第１１５２頁において概説されている方式が知られて
いる。以下、この方式をＭＰＥＧ−１方式と呼ぶ。ＭＰ
ＥＧ−１方式は、記録媒体にデータ圧縮されたディジタ
ル映像信号を格納する用途を主対象としたものである。
ＭＰＥＧ−１方式では、現フレームがフレーム内符号化
される符号化フレーム（以下、Ｉフレームと呼ぶ）と、
現フレームと前フレームとの動き補償フレーム間差分信
号が符号化される符号化フレーム（以下、Ｐフレームと
呼ぶ）と、前フレームからの動き補償予測信号および後
フレームからの動き補償予測信号が平均化されたフレー
ム間内挿信号と現フレームとの双方向動き補償フレーム
間差分信号が符号化される符号化フレーム（以下、Ｂフ
レームと呼ぶ）がある。これら３種類のフレームの組み
合わせにより符号化が行われ、高いデータ圧縮率が得ら
れると同時にランダムアクセス機能や編集機能が実現さ
れる。双方向動き補償フレーム間符号化が行われるＢフ
レームが存在する場合には、符号化の際にフレーム順の
入れ換えが行われるため、フレームの表示順と符号化順
とが異なることになる。このＭＰＥＧ−１方式は、順次
走査されたディジタル映像信号を符号化する場合に有効
な方式である。

【０００４】ＴＶ信号のようにインターレース走査され
たディジタル映像信号を符号化する場合に有効な方式と
しては、テレビジョン学会誌、第４８巻、第１号（１９
９４年）、第４４頁から第４９頁において概説されてい
る方式が知られている。以下、この方式をＭＰＥＧ−２
方式と呼ぶ。ＭＰＥＧ−２方式は上記のＭＰＥＧ−１方
式を拡張した方式である。インターレース走査されたデ
ィジタル映像信号は、ライン位置が交互にずれている２
枚のフィールドから１枚のフレームは構成される。フレ
ームを構成する２枚のフィールドの表示ライン位置を比
較した場合に、対応する表示ライン位置が上になるフィ
ールドをトップフィールドと呼ぶ。また、逆に表示ライ
ン位置が下になるフィールドをボトムフィールドと呼
ぶ。フレームを構成する１枚目のフィールドがトップフ
ィールドである場合もあれば、逆にボトムフィールドで
ある場合もある。Ｉフレーム、Ｐフレーム、およびＢフ
レームから成る３種類の符号化フレームの組み合わせに
より符号化が行われ、符号化の際にフレーム順の入れ換
えが行われる点は、上記ＭＰＥＧ−１方式の場合と同様
である。

【０００５】ＭＰＥＧ−１方式やＭＰＥＧ−２方式で
は、データ圧縮されたディジタル映像信号の符号化デー
タ量は各フレーム毎に大きく変動する。放送や通信のよ
うに符号化装置が符号化データの転送を制御し、その転
送速度が一定である場合には、この符号化データ量の変
動を吸収するためのバッファメモリが、符号化装置の出
力段、および復号装置の入力段の両方に必要となる。た
だし、蓄積メディアを介して符号化装置と復号装置との
間の符号化データの転送が行われる場合には、その蓄積
メディア自体がバッファメモリと同等の役割を果たすこ
とができるので、必ずしもこのバッファメモリは必須と
はならない。バッファメモリが必要となる放送や通信の
場合に、符号化装置は、復号処理の際に復号装置の復号
バッファメモリがオーバーフローしたりアンダーフロー
したりすることがないように、符号化処理で発生する符
号化データ量を制御する。また同時に、復号装置がバッ
ファメモリにどれだけの符号化データを蓄えてから復号
処理を開始すべきかを示す復号開始タイミングを復号装
置に知らせる。復号装置は、入力された符号化データを
復号バッファメモリに蓄えた後、指示された復号開始タ
イミングから復号を開始すればよい。その後は、各フレ
ームの符号化データを順次１フレーム期間を用いて復号
していけばよい。しかしながら、復号装置では、例えば
外部から入力される外部同期信号に従って表示を行うた
めに、その外部同期信号に従ったタイミングに合わせて
復号処理を行いたい場合がある。この場合には、符号化
装置が想定した復号タイミングとはずれたタイミングで
復号処理を行う必要がある。

【０００６】また、符号化装置は、複数種類のディジタ
ル映像信号を符号化した後に、それぞれの符号化データ
を結合して復号装置に送る場合がある。この場合、その
つなぎ目で復号装置の復号バッファメモリ内の符号化デ
ータ量が連続して遷移するように、また各フレームの復
号タイミングおよび表示タイミングの連続性が保たれる
ように、符号化装置はそれぞれの符号化データを結合し
て送ることが望ましい。すなわち、符号化装置はそれぞ
れの符号化データを単純につなぐだけでなく、何らかの
符号化データの加工を行わなければならない場合があ
る。符号化装置でこのように適切に符号化データの結合
が行われている場合には、復号装置としては符号化デー
タの結合が行われていることを特に認識しなくても、正
常に復号処理を行うことができる。しかしながら、符号
化装置が常にこの通り適切な結合を実現できるとは限ら
ず、つなぎ目で復号バッファメモリ内の符号化データ量
や復号タイミングおよび表示タイミングの不連続性が存
在する場合も考えられる。

【０００７】従来のディジタル映像信号復号装置におい
て、外部同期信号のタイミングに従って復号処理を行う
復号装置としては、例えば特開平４−２５２５８４号公
報に記載の復号装置が挙げられる。これは内部同期信号
と外部同期信号を切り換えることが可能な復号装置であ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、符号化装置で想定した復号タイミン
グと、外部同期信号に従った復号装置の実際の復号タイ
ミングとの間に存在する時間ずれの影響については、特
に考慮されていなかった。また、複数種類のディジタル
映像信号を符号化装置が結合した場合に、適切でない結
合がなされた結果としてつなぎ目に不連続性が存在する
場合についても、特に考慮されていなかった。

【０００９】本発明の目的は、外部同期信号に従って正
常に復号処理を実行でき、かつ回路規模を小さく抑えた
復号装置を実現することにある。また、本発明の別の目
的は、複数種類のディジタル映像信号の符号化データが
結合されている場合に、そのつなぎ目の不連続性が存在
する場合であっても正常に復号処理を実行でき、かつ回
路規模を小さく抑えた復号装置を実現することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るために、本発明による復号装置では、符号化装置が想
定した復号タイミングで復号処理を実行した場合に必要
となる所定サイズのメモリ容量よりも大きなメモリ容量
を持つバッファメモリと、外部同期信号に従った復号タ
イミングにより復号処理を行う復号処理回路と、復号処
理した結果のフレームを記憶保持するフレームメモリ
と、外部同期信号に従った表示タイミングによりフレー
ムメモリからフレームを読み出して表示処理を行う表示
処理回路と、符号化装置から与えられる復号開始タイミ
ングを検出した後にそれを外部同期信号に対して同期合
わせすることにより、各フレームの実際の復号タイミン
グと表示タイミングを決定するタイミング制御回路とを
設けた。ここで、バッファメモリのメモリ容量は、復号
装置における同期合わせ後の実際の復号タイミングと、
符号化装置が想定した復号タイミングとの間の最大ずれ
時間をＴとするとき、符号化装置が想定した復号タイミ
ングで復号処理を実行した場合に必要となる所定サイズ
のメモリ容量よりも、復号タイミングの最大ずれ時間Ｔ
の間に復号装置に入力される符号化データ量分以上大き
なメモリ容量とする。

【００１１】さらに、復号処理した結果のディジタル映
像信号をインターレース走査で表示出力する復号装置で
あって、上記タイミング制御回路は、符号化データの復
号開始タイミングを、外部同期信号におけるフレーム切
り換えタイミングではなく、その半分の周期のフィール
ド切り換えタイミングに同期合わせすることを特徴とす
る。すなわち、各フレームの復号タイミングは外部同期
信号におけるフィールド切り換えタイミングに同期合わ
せされる。第１フィールドの開始タイミングに同期合わ
せされる場合と、第２フィールドの開始タイミングに同
期合わせされる場合がある。

【００１２】さらに、インターレース走査のディジタル
映像信号が符号化された符号化データを復号処理し、復
号処理した結果のディジタル映像信号を元通りのインタ
ーレース走査で表示出力する復号装置であって、上記表
示処理回路は、復号処理したディジタル映像信号におい
て最初に表示すべきフレームが、トップフィールドが先
のフレームかボトムフィールドが先のフレームかを認識
すると同時に、上記タイミング制御で決定された復号開
始タイミングによって符号化データの先頭フレームの復
号処理が開始される際に、その復号開始タイミングが第
１フィールドの開始タイミングであるか第２フィールド
の開始タイミングであるかを認識した上で、フレームを
構成する２枚のフィールドのいずれかのフィールドの表
示ライン位置を垂直方向に１ライン微調整することを特
徴とする。

【００１３】また、上記第二の目的を達成するために、
上記タイミング制御回路は、外部同期信号に対する同期
合わせにより符号化データの先頭の復号開始タイミング
を生成するだけでなく、符号化データのつなぎ目をその
つなぎ目から始まる符号化データの開始点と認識し、そ
のつなぎ目の後の符号化データの復号開始タイミングも
生成し、さらに上記表示処理回路は、つなぎ目の前の符
号化データの末尾フレームの復号タイミングと、つなぎ
目の後の符号化データの先頭フレームの復号タイミング
との間隔から、つなぎ目の前の符号化データを復号した
結果最後に表示するフレームと、つなぎ目の後の符号化
データを復号した結果最初に表示するフレームとの間の
表示タイミングの不連続性を認識し、不連続性が存在す
る場合には表示の連続性が保たれるように繰り返し表示
や間引き表示を行うこととした。

【００１４】特に、上記表示処理回路は、つなぎ目にお
いて表示タイミングの不連続性が存在し、表示タイミン
グの間隔が正常な場合よりも長くなっていると認識した
場合には、復号処理した結果としてフレームメモリに蓄
えられている最新のフレームを繰り返して表示し、また
逆に表示タイミングの間隔が正常な場合よりも短くなっ
ていると認識した場合には、つなぎ目の前の終わりの方
で表示すべきフレームを表示しないで、つなぎ目の後で
最初に表示するフレームを表示開始するように、つなぎ
目の後の表示タイミングを優先させることを特徴とす
る。

【００１５】

【作用】まず、本発明による復号装置において、タイミ
ング制御回路で決定される復号開始タイミングは、外部
同期信号に対する同期合わせのために、符号化装置が想
定した復号開始タイミングよりも遅くなる。復号処理回
路が復号処理を開始する時点でバッファメモリ内にたま
っている符号化データ量は、符号化装置が想定した復号
開始タイミングで復号処理を開始した場合の符号化デー
タ量よりも、そのずれ時間分の間にバッファメモリに入
力される符号化データ量分だけ大きくなる。復号処理を
開始した後も常にこの関係は保たれる。バッファメモリ
のメモリ容量はその最大ずれ時間Ｔの間にバッファメモ
リに入力される符号化データ量分以上大きいので、復号
処理を実行している間にバッファメモリのオーバーフロ
ーが起きることはない。また、ずれ時間がマイナスにな
ることはないのでアンダーフローが起きることもない。
したがって、復号処理回路は常に正常に符号化データの
復号を行うことができ、表示処理回路は復号処理した結
果のディジタル映像信号を外部同期信号に同期した表示
タイミングで表示することができる。

【００１６】さらに、タイミング制御回路が、外部同期
信号におけるフレーム切り換えタイミングではなく、そ
の半分の周期のフィールド切り換えタイミングに符号化
データの復号開始タイミングを同期合わせすることによ
り、復号タイミングの最大ずれ時間Ｔは１フィールド期
間となる。そのため、バッファメモリのメモリ容量は１
フィールド期間の間にバッファメモリに入力される符号
化データ量分だけ大きければよい。したがって、バッフ
ァメモリのメモリ容量の増加は、外部同期信号における
フレーム切り換えタイミングに同期合わせする場合の半
分で済み、回路規模を小さく抑えることができる。

【００１７】さらに、最初に表示すべきフレームがトッ
プフィールドが先かボトムフィールドが先か、および最
初の符号化フレームの復号開始タイミングが第１フィー
ルドの始まりか第２フィールドの始まりかを認識した上
で、表示処理回路は、フレームを構成する２枚のフィー
ルドの表示ライン位置の上下関係が正常に保たれるよう
に、どちらかのフィールドの表示ライン位置を垂直方向
に１ライン微調整する。したがって、インターレース走
査の符号化データが復号処理された結果のディジタル映
像信号を、表示処理回路は元通りのインターレース走査
で正常に表示出力を行うことができる。

【００１８】また、本発明による復号装置において、タ
イミング制御回路は、複数種類の符号化データのつなぎ
目においても復号開始タイミングを生成し直す。表示処
理回路は、そのつなぎ目における表示タイミングの不連
続性を認識し、既に復号処理した結果としてフレームメ
モリに蓄えられている最新のフレームを繰り返し表示を
行う、あるいはフレームメモリ内のフレームの表示を抜
いて間引き表示を行う。したがって、表示処理回路は、
符号化データの途中に不連続なつなぎ目が存在する場合
においても、常に連続性を保ちながら復号処理されたデ
ィジタル映像信号を表示することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００２０】図１は、本発明の実施例であるディジタル
映像信号復号装置のブロック図である。ＭＰＥＧ−２方
式で符号化されたインターレース走査のディジタル映像
信号を復号する復号装置である。１は符号化データの入
力端子、２はバッファメモリ、３は復号処理回路、４は
３フレーム分のフレームメモリ、５は表示処理回路、６
は外部同期信号の入力端子、７は復号開始タイミング生
成回路、８はタイミング同期合わせ回路、９は復号タイ
ミング制御回路、１０は表示タイミング制御回路、１１
は映像信号の出力端子である。復号処理回路３におい
て、３１はＶＬＣ復号回路、３２は逆量子化回路、３３
は逆ＤＣＴ回路、３４は加算回路、３５と３６は動き補
償回路、３７は平均値生成回路、３８は選択回路であ
る。ここで、ＶＬＣは可変長符号、ＤＣＴはディスクリ
ートコサイン変換のことである。また、フレームメモリ
４は３枚のフレームメモリ４１〜４３から成る。各フレ
ームメモリ４１〜４３は、それぞれ１フレーム分の映像
信号を記憶保持するフレームメモリである。

【００２１】また図２は、このディジタル映像信号復号
装置の動作を説明するタイミング図である。（ａ）はバ
ッファメモリ２の中に蓄えられている符号化データのデ
ータ量、（ｂ）は復号開始タイミング生成回路７が出力
する本来の復号開始タイミング信号、（ｃ）はタイミン
グ同期合わせ回路８が出力する実際の復号開始タイミン
グ信号、（ｄ）は入力端子６から入力される外部同期信
号、（ｅ）は復号タイミング制御回路９が出力する復号
タイミング信号、（ｆ）は復号処理回路３における各符
号化フレームの復号処理のタイミング、（ｇ）は表示処
理回路５における各フレームの表示処理のタイミング、
（ｈ）は表示タイミング制御回路１０が出力する表示タ
イミング信号を示している。Ｉフレーム、Ｐフレーム、
およびＢフレームから成る符号化データを復号および表
示する場合の一例である。なお、（ａ）のバッファメモ
リ内データ量のグラフは、復号処理回路３が各符号化フ
レームの復号タイミングで瞬時に１符号化フレームの復
号を行うという仮想的な条件の場合を示している。実際
には、復号処理回路３は１フレーム期間を用いて１符号
化フレームの復号を行うので、この図示したグラフと多
少異なる。横軸が時間軸であり、符号化装置が想定した
本来の復号開始タイミングを時刻０としている。また、
縦軸がデータ量を示す。また、（ｄ）の外部同期信号と
しては垂直同期パルスを示している。フィールドの切り
換えタイミングごとに垂直同期パルスが存在する。

【００２２】まず、入力端子１からは一定転送速度で符
号化データが連続して入力され、一旦バッファメモリ２
に蓄えられる。復号処理回路３は、復号タイミング制御
回路９で生成された各フレームの復号タイミング信号に
従って、符号化データをバッファメモリから順次読み出
して復号する。１フレーム期間に１フレーム分の符号化
データの復号処理を行う。フレームメモリ４１〜４３は
復号処理回路３で復号された映像信号を記憶保持する。
復号処理された符号化フレームの種類（Ｉフレーム、Ｐ
フレーム、またはＢフレーム）に応じて、フレームメモ
リ４１〜４３のいずれかのフレームメモリに映像信号は
記憶保持される。ＩフレームかＰフレームである場合に
は、フレームメモリ４１と４２のどちらかに符号化デー
タは書き込まれる。復号順で古いフレームの映像信号が
記憶保持されている方のフレームメモリが選択されて上
書きされる。これにより、符号化順で最新のＩフレーム
および／またはＰフレームの２フレーム分の映像信号が
フレームメモリ４１と４２には記憶保持されることにな
る。Ｂフレームである場合には、フレームメモリ４３に
符号化データは書き込まれる。なお、復号処理回路３
は、復号処理の予測信号生成のために必要となる最大２
フレーム分の映像信号として、Ｉフレームおよび／また
はＰフレームの映像信号をフレームメモリ４１と４２か
ら読み出す。

【００２３】また、復号処理回路３において、ＶＬＣ復
号回路３１は、バッファメモリ２から符号化データを読
み出して可変長符号の復号を行い、各ブロックの量子化
係数データを再生する。ここで、ブロックとは１フレー
ムの画面が所定サイズに分割されたものである。逆量子
化回路３２は、ＶＬＣ復号回路３１の出力である各ブロ
ックの量子化係数データを、量子化の粗さを示す量子化
パラメータに従って逆量子化し、各ブロックのＤＣＴ係
数データを再生する。なお、量子化パラメータは符号化
データ中に付加されている。逆ＤＣＴ回路３３は、逆量
子化回路３２の出力である各ブロックのＤＣＴ係数デー
タに対して逆ディスクリートコサイン変換を行い、各ブ
ロックの予測誤差信号を再生する。

【００２４】加算回路３４は、選択回路３８の出力であ
る予測信号に逆ＤＣＴ回路３３の出力である予測誤差信
号を加算して映像信号を再生する。再生された映像信号
はフレームメモリ４１〜４３のいずれかに書き込まれ
る。選択回路３８から出力される予測信号の生成方法は
基本的に次の通りである。フレーム内符号化されたＩフ
レームの場合には、選択回路３８は予測信号として固定
値”０”を選択して出力する。動き補償フレーム間符号
化されたＰフレームの場合には、フレームメモリ４１ま
たは４２のどちらかに記憶保持された前フレーム（Ｉフ
レームかＰフレーム）の映像信号が読み出され、動き補
償回路３５または３６においてブロック単位の動きベク
トルに従った動き補償予測処理が行われ、各ブロックの
予測信号が生成される。そして、選択回路３８はその生
成された予測信号を選択して出力する。双方向動き補償
フレーム間符号化されたＢフレームの場合には、フレー
ムメモリ４１および４２に保持された前フレームと後フ
レーム（どちらもＩフレームかＰフレーム）の映像信号
が読み出され、動き補償回路３５および３６においてそ
れぞれブロック単位の動きベクトルに従った動き補償予
測処理が行われ、各ブロックの前方向と後方向のフレー
ム間予測信号が生成される。さらに、平均値生成回路３
７においてこの２種類の予測信号の平均がとられてフレ
ーム間内挿信号が生成され、選択回路３８はその生成さ
れたフレーム間内挿信号を選択して予測信号として出力
する。なお、これらの動き補償予測処理において用いら
れる動きベクトルは符号化データ中に付加されている。

【００２５】復号開始タイミング生成回路７は、入力端
子からの符号化データの入力状態を監視することで符号
化データの入力開始タイミングを認識した後、符号化デ
ータに付加されている先頭フレームの復号開始タイミン
グ情報を抜き出す。この復号開始タイミング情報は、符
号化データをどれだけの時間バッファメモリ２に蓄えた
後に復号を開始すればよいかを示す情報である。復号開
始タイミング生成回路７は、符号化データの入力開始タ
イミングをその復号開始タイミング情報に従って遅延さ
せることにより、符号化データの復号開始タイミングを
示すパルス信号を生成する。図２の（ｂ）に示すこの復
号開始タイミング信号は、符号化装置が想定した復号開
始タイミングを示すことになる。そして、タイミング同
期合わせ回路８は、この復号開始タイミング信号を遅延
させて、入力端子６から入力された外部同期信号の垂直
同期パルスに同期合わせさせ、実際に復号処理回路３が
復号を開始する復号開始タイミング信号を生成する。図
２の（ｃ）にこの復号開始タイミング信号を示す。図２
の（ｄ）に示す外部同期信号におけるフィールドごとの
タイミングを示す垂直同期パルスに対して同期合わせが
行われるので、この遅延時間は最大１フィールド期間と
なる。そのため、バッファメモリ２のメモリ容量は、１
フィールド期間の間にバッファメモリに入力される符号
化データ量分だけ、符号化装置が想定した復号タイミン
グで復号処理を実行した場合に必要となる所定サイズの
メモリ容量よりも大きくとっている。

【００２６】復号タイミング制御回路９は、タイミング
同期合わせ回路８から与えられる実際の復号開始タイミ
ング信号を受け、その復号開始タイミングを含み、かつ
その後の各符号化フレームの復号タイミングを示すパル
ス信号を生成する。図２の（ｅ）に示すこの復号タイミ
ング信号のパルス間隔は１フレーム期間となる。復号処
理回路３はこの復号タイミング信号の各パルスで指示さ
れる復号タイミングに従って、各符号化フレームの符号
化データの復号を順次進める。この様子を図２の（ｆ）
に示す。ただし、現在復号している符号化フレームの種
類（Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレーム）あるいは復
号が停止している状態を示す情報（図中にＡで示す）
が、復号処理回路３におけるＶＬＣ復号回路３１から入
力され、この復号タイミング制御回路９は符号化データ
の終わりがきて復号が停止する場合には復号タイミング
信号のパルスの出力を止める。

【００２７】また、表示タイミング制御回路１０は、タ
イミング同期合わせ回路８から与えられる実際の復号開
始タイミング信号を受け、その復号開始タイミングを所
定時間だけ遅延させた表示開始タイミングを含み、かつ
その後の各フレームの表示タイミングを示すパルス信号
を生成する。図２の（ｈ）に示すこの表示タイミング信
号のパルス間隔も１フレーム期間となる。表示処理回路
５はこの表示タイミング信号の各パルスで指示される表
示タイミングに従って、復号されてフレームメモリ４１
〜４３に蓄えられた映像信号の表示を順次進める。この
様子を図２の（ｇ）に示す。表示処理回路５は、フレー
ムメモリ４１〜４３のいずれかに記憶保持された映像信
号を、インターレース走査の順番で読み出して出力端子
１１から再生映像信号として出力する。一般的にＩフレ
ーム、Ｐフレーム、およびＢフレームが混在する符号化
データにおいては、表示順に対して符号化順は入れ換わ
っているので、表示処理回路５はフレームメモリ４１〜
４３の適当なものを順次選択することにより、元の表示
順に従って再生映像信号の表示出力を行う。復号開始タ
イミングから表示開始タイミングまでの遅延時間は、Ｉ
フレームとＰフレームのみから成りＢフレームが存在し
ない符号化データの場合には１フィールド期間が適当で
あり、またＩフレーム、Ｐフレーム、およびＢフレーム
から成る符号化データの場合には３フィールド期間が適
当である。このどちらの種類の符号化データであるかを
示す情報（図中にＢで示す）は、符号化データに付加さ
れているので、復号処理回路３におけるＶＬＣ復号回路
３１がこの付加情報を抜き出して表示タイミング生成回
路１０に与える。

【００２８】以上の通り、復号処理回路３が各フレーム
を復号処理する復号タイミングと、表示処理回路５が各
フレームを表示処理する表示タイミングは、それぞれ復
号タイミング生成回路９と表示タイミング生成回路１０
から指示され、復号処理と表示処理が行われる。

【００２９】さて、２フィールドから成るフレームの構
成としては、トップフィールドが先の場合と、ボトムフ
ィールドが先の場合とがある。また、復号タイミングお
よび表示タイミングとしては、第１フィールドの開始タ
イミングに同期合わせされる場合と、第２フィールドの
開始タイミングに同期合わせされる場合とがある。した
がって、両者の組み合わせにより、合計４種類の状態が
考えられる。それぞれの場合を図３から図６に示す。図
３から図６のそれぞれにおいて、（ａ）はバッファメモ
リ２に蓄えられている符号化データ量、（ｄ）は入力端
子６から入力される外部同期信号、（ｆ）は復号処理回
路３における復号処理の様子、（ｇ）は表示処理回路５
における表示処理の様子を示す。ここで、（ｂ）の外部
同期信号としては垂直同期パルスを図示している。フィ
ールドの切り換えタイミングごとに垂直同期パルスがあ
り、太線はフレーム切り換えタイミングを示す垂直同期
パルス、細線はフレームを構成する２枚のフィールドの
切り換えタイミングを示す垂直同期パルスである。１と
付記してある部分が第１フィールドを示し、２と付記し
てある部分が第２フィールドを示す。また、（ｇ）にお
いて表示処理されている各フレームに関して、ｔとｂの
２種類の記号を付記している。ｔと付記してある部分が
トップフィールドの表示を示し、ｂと付記してある部分
がボトムフィールドを示す。なお、図３と図４は復号か
ら表示までが３フィールド遅延の場合、図５と図６は復
号から表示までが１フィールド遅延な場合である。Ｂフ
レームが含まれる図３と図４の場合においても、そのＢ
フレームの復号から表示までは１フィールド遅延であ
る。

【００３０】これらの図から明らかなように、（ｇ）の
表示処理において、各フレームのトップフィールドを第
１フィールドで表示しなければならない場合と、逆に第
２フィールドで表示しなければならない場合がある。ま
た、ボトムフィールドの表示に関しても同様である。こ
れに対応するために、表示処理回路５は、まず外部同期
信号の垂直同期パルス間隔を測定することにより、各フ
レームを表示する際に先に第１フィールドが来るのか、
あるいは先に第２フィールドが来るのかを判定する。ま
た、表示処理回路５には、復号された各フレームについ
て、トップフィールドが先か、あるいはボトムフィール
ドが先かという情報（図１の中にＣと示す）が、復号処
理回路３におけるＶＬＣ復号回路３１から与えられる。
これにより、表示処理回路５は、第２フィールドに表示
しようとするフィールドがトップフィールドかボトムフ
ィールドかを認識し、そのフィールドの表示ライン位置
を上下に１ラインだけずらす。この様子を図７と図８に
示す。

【００３１】図７と図８は、日本や米国におけるＴＶ信
号の場合を示している。このディジタル映像信号では、
５２５ラインから１フレームが構成され、その中の４８
０ラインが表示ラインとなっている。インターレース走
査されているので、各フレームは２枚のフィールドから
成り、第１フィールドは２６３ライン、第２フィールド
は２６２ラインから構成される。したがって、各フィー
ルドにおける表示ライン数は２４０ラインとなる。図７
は、第１フィールドにトップフィールドを表示し、第２
フィールドにボトムフィールドを表示する場合の表示ラ
イン位置を示している。第１フィールドでは、上２０ラ
インと下３ラインを無表示ラインとし、間の２４０ライ
ンを表示ラインとする。それに対して、第２フィールド
では、上２０ラインと下２ラインを無表示ラインとし、
間の２４０ラインを表示ラインとする。図８は第１フィ
ールドにボトムフィールドを表示し、第２フィールドに
トップフィールドを表示する場合の表示ライン位置を示
している。第１フィールドでは、上２０ラインと下３ラ
インを無表示ラインとし、間の２４０ラインを表示ライ
ンとする。それに対して、第２フィールドでは、上１９
ラインと下３ラインを無表示ラインとし、間の２４０ラ
インを表示ラインとする。このように、表示処理回路５
は、第２フィールドに表示しようとするフィールドがト
ップフィールドかボトムフィールドかに応じて、そのフ
ィールドの表示ライン位置を上下に１ライン微調整する
ので、常にトップフィールドとボトムフィールドの関係
が保たれて表示が行われることになる。

【００３２】さて、符号化データの途中に不連続性が存
在する場合に対しても、図１に示した復号装置は連続性
を保って復号したディジタル映像信号の表示を行うこと
ができる。例えば、図５と図６に示したように復号から
表示までが１フィールド遅延となるＩフレームとＰフレ
ームとから成る符号化データの次に、図３と図４に示し
たように復号から表示までが３フィールド遅延となるＩ
フレームとＰフレームだけでなくＢフレームも含む符号
化データがつながって入力された場合には、そのつなぎ
目において表示すべきフレームが存在しない期間が１フ
レーム期間発生する。表示処理回路５は、復号処理回路
３から入力されている復号中の符号化フレームの種類あ
るいは復号停止状態を示す情報（図１の中のＡ）から表
示すべきフレームの不連続性を認識し、本来表示すべき
フレームが存在しない場合にはフレームメモリ４１〜４
３にまだ蓄えられている最新のフレームを表示する。符
号化データのつなぎ目において有効な符号化データがな
い隙間が存在する場合に関しても、同様の処理が行われ
る。

【００３３】また、例えば、図３と図４に示したように
復号から表示までが３フィールド遅延となる符号化デー
タの次に、図５と図６に示したように復号から表示まで
が１フィールド遅延となる符号化データがつながって入
力された場合には、そのつなぎ目において表示すべきフ
レームが２枚存在する期間が１フレーム期間発生する。
表示処理回路５は、復号処理回路３から入力されている
復号中の符号化フレームの種類あるいは復号停止状態を
示す情報（図１の中のＡ）から表示すべきフレームの不
連続性を認識し、表示すべきフレームが２枚存在する場
合にはつなぎ目の後の符号化データを復号した結果のフ
レームを表示する。この場合も最新のフレームを表示す
ることになる。

【００３４】以上、本発明の実施例について詳しく説明
した。なお、図１に示した復号装置は、符号化装置が想
定した本来の復号開始タイミングが符号化データに付加
されている場合に対応した本発明の一実施例であるが、
この本来の復号開始タイミングが符号化データとは別の
入力端子から復号装置に与えられる場合であっても本発
明は同様にして適用できる。また、ディジタル映像信号
の符号化方式がＭＰＥＧ−２方式とは異なる符号化方式
であってもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明によるディジタル映像信号復号装
置は、符号化装置が想定した本来の復号開始タイミング
で復号処理を開始した場合に必要となるメモリ容量より
も、外部同期信号の垂直同期パルス間隔の間にバッファ
メモリに入力される符号化データ量分以上は大きなメモ
リ容量のバッファメモリを備え、符号化装置が想定した
本来の復号開始タイミングを外部同期信号の垂直同期パ
ルスに同期合わせさせて実際の復号開始タイミングを生
成するので、常に正常な符号化データの復号処理と外部
同期信号に同期した表示処理を実現することができる。

【００３６】さらに、復号開始タイミングの同期合わせ
を、外部同期信号の垂直同期パルスによるフィールド切
り換えタイミングとすることにより、バッファメモリの
メモリ容量の増加を抑えることができ、フレームを構成
する２枚のフィールドの表示ライン位置の上下関係が正
常に保たれるように、どちらかのフィールドの表示ライ
ン位置を垂直方向に１ライン微調整することにより、復
号されたインターレース走査のディジタル映像信号の表
示を常に正常に行うことができる。

【００３７】また、複数種類の符号化データのつなぎ目
における表示タイミングの不連続性を認識することで、
フレームメモリに蓄えられているフレームの繰り返し表
示や間引き表示を行うことにより、符号化データのつな
ぎ目に不連続性がある場合であっても、常に連続性を保
ちながら復号されたディジタル映像信号の表示を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるディジタル映像信号復号
装置のブロック図である。

【図２】図１のディジタル映像信号復号装置における復
号処理と表示処理の動作を示す説明図である。

【図３】符号化フレームのフィールド構成と表示フレー
ムのフィールド構成の組み合わせに関する第一の例を示
す説明図である。

【図４】符号化フレームのフィールド構成と表示フレー
ムのフィールド構成の組み合わせに関する第二の例を示
す説明図である。

【図５】符号化フレームのフィールド構成と表示フレー
ムのフィールド構成の組み合わせに関する第三の例を示
す説明図である。

【図６】符号化フレームのフィールド構成と表示フレー
ムのフィールド構成の組み合わせに関する第四の例を示
す説明図である。

【図７】表示フレームの第１フィールドと第２フィール
ドにそれぞれ符号化フレームのトップフィールドとボト
ムフィールドを表示する場合の表示ライン位置を示す説
明図である。

【図８】表示フレームの第１フィールドと第２フィール
ドにそれぞれ符号化フレームのボトムフィールドとトッ
プフィールドを表示する場合の表示ライン位置を示す説
明図である。

【符号の説明】

２…バッファメモリ、 ３…復号処理回路、 ４…フレームメモリ、 ５…表示処理回路、 ７…復号開始タイミング生成回路、 ８…タイミング同期合わせ回路、 ９…復号タイミング制御回路、 １０…表示タイミング制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石鍋 巌 東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式 会社日立製作所半導体事業部内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データ圧縮されたディジタル映像信号の符
   号化データを蓄えるバッファメモリと該バッファメモリ
   から符号化データを入力して復号処理を行う復号処理手
   段と該復号処理手段で復号したディジタル映像信号の表
   示処理を行う表示処理手段とを備えるディジタル映像信
   号復号装置であって、復号処理を開始するタイミングを
   外部同期信号に同期合わせするタイミング同期合わせ手
   段と、該タイミング同期合わせ手段から出力される復号
   開始タイミング信号に従って、ディジタル映像信号を構
   成する各フレームの復号タイミングと表示タイミングを
   生成するタイミング制御手段をさらに具備し、上記バッ
   ファメモリは該タイミング同期合わせ手段における復号
   開始タイミングの遅延に起因したオーバーフローおよび
   アンダーフローの発生を回避可能な大きさのメモリ容量
   を備えることを特徴とするディジタル映像信号復号装
   置。
2. 【請求項２】上記表示処理手段は、上記復号処理手段で
   復号されたディジタル映像信号の表示すべきフレームが
   不連続になっている場合には、その不連続性を認識して
   フレームの繰り返し表示あるいは間引き表示を行うこと
   により表示の連続性を保つことを特徴とする請求項１記
   載のディジタル映像信号復号装置。
3. 【請求項３】インターレース走査されたディジタル映像
   信号の復号表示を行うディジタル映像信号復号装置であ
   って、上記タイミング同期合わせ手段は、復号開始タイ
   ミング信号を外部同期信号に対してフィールド単位で同
   期合わせすることを特徴とする請求項１記載のディジタ
   ル映像信号復号装置。
4. 【請求項４】上記表示処理手段は、フレームを構成する
   ２フィールドの表示ライン位置の上下関係を調整しなが
   ら、上記復号処理手段で復号されたインターレース走査
   のディジタル映像信号の表示を行うことを特徴とする請
   求項３記載のディジタル映像信号復号装置。
5. 【請求項５】上記タイミング同期合わせ手段は、入力さ
   れる符号化データに付加されている復号開始タイミング
   に関する情報から、外部同期信号に同期合わせした復号
   開始タイミング信号を生成することを特徴とする請求項
   １記載のディジタル映像信号復号装置。
6. 【請求項６】上記タイミング同期合わせ手段は、入力さ
   れる符号化データとは別に入力される復号開始タイミン
   グの指示信号を受けて、外部同期信号に同期合わせした
   復号開始タイミング信号を生成することを特徴とする請
   求項１記載のディジタル映像信号復号装置。
7. 【請求項７】データ圧縮されたインターレース走査のデ
   ィジタル映像信号の符号化データを蓄えるバッファメモ
   リと該バッファメモリから符号化データを入力して復号
   処理を行う復号処理手段と該復号処理手段で復号したイ
   ンターレース走査のディジタル映像信号の表示処理を行
   う表示処理手段とを備えるディジタル映像信号復号装置
   であって、復号処理を開始するタイミングを外部同期信
   号に同期合わせするタイミング同期合わせ手段と、該タ
   イミング同期合わせ手段から出力される復号開始タイミ
   ング信号に従って、ディジタル映像信号を構成する各フ
   レームの復号タイミングと表示タイミングを生成するタ
   イミング制御手段をさらに具備し、上記タイミング同期
   合わせ手段はフィールド単位で外部同期信号に復号開始
   タイミング信号を同期合わせし、上記表示処理手段はフ
   レームを構成する２フィールドの表示ライン位置の上下
   関係を調整しながらディジタル映像信号の表示を行うこ
   とを特徴とするディジタル映像信号復号装置。