JPH0937267A - 画像復号化装置 - Google Patents

画像復号化装置

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JPH0937267A
JPH0937267A JP7183047A JP18304795A JPH0937267A JP H0937267 A JPH0937267 A JP H0937267A JP 7183047 A JP7183047 A JP 7183047A JP 18304795 A JP18304795 A JP 18304795A JP H0937267 A JPH0937267 A JP H0937267A
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JP7183047A
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Inventor
Koichi Kurihara
弘一 栗原
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Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
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Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】メモリ容量を増やすことなくライン数変換処理
を含む表示オフセット処理を可能にする。 【解決手段】同期信号発生回路22は、表示垂直オフセッ
ト値及びライン数変換処理に基づいて同期信号を遅延さ
せた補正同期信号を発生する。メモリライト制御回路17
は同期信号を時間基準にしてフレームメモリ6への書込
みを行う。メモリリード制御回路21は補正同期信号を時
間基準にしてフレームメモリ6からの読出しを行う。補
正同期信号は同期信号よりも遅延しているので、読出し
レートが書込みレートよりも高い場合でも、読出しが書
込みに先行することを防止することができる。これによ
り、メモリ容量を増やすことなくライン数変換処理を含
む示オフセット処理が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、両方向予測符号化
データを含む符号化データを復号化する画像復号化装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、画像の高能率符号化技術の確立に
伴って、画像のディジタル処理が普及してきている。高
能率符号化技術は、ディジタル伝送及び記録等の効率を
向上させるために、少ないビットレートで画像データを
符号化するものである。この高能率符号化においては、
m×n画素のブロック単位でDCT(離散コサイン変
換)処理等の直交変換を行っている。直交変換は、入力
される標本値を空間周波数成分等の直交成分に変換する
ものである。これにより空間的な相関成分が削減可能と
なる。直交変換された成分は量子化することにより、ブ
ロックの信号の冗長度を削減する。
【0003】更に、量子化出力にハフマン符号化等の可
変長符号化を施すことにより、データ量を一層削減す
る。ハフマン符号化は、量子化出力の統計的符号量から
算出した結果に基づいて符号化を行うものであり、出現
確率が高いデータには短いビットを割当て、出現確率が
低いデータには長いビットを割当てる可変長符号化によ
って全体のデータ量を削減する。
【0004】更に、高能率符号化を行う装置において
は、MPEG(Moving Picture experts group)等など
で検討されているハイブリッド方式が主流となってい
る。この方式では、フレーム内の画像をDCT処理する
フレーム内圧縮の外に、フレーム間の相関を利用して時
間軸方向の冗長度を削減するフレーム間圧縮も採用す
る。フレーム間圧縮は、一般の動画像が前後のフレーム
でよく似ているという性質を利用して、前後のフレーム
の差分を求め差分値(予測誤差)を符号化することによ
って、ビットレートを一層低減させるものである。特
に、画像の動きを予測してフレーム間差を求めることに
より予測誤差を低減する動き補償フレーム間予測符号化
が有効である。
【0005】このように、ハイブリッド方式では、所定
フレームの画像データをそのままDCT処理して符号化
するフレーム内符号化の外に、所定フレームの画像デー
タとこのフレーム前後のフレームの参照画像データとの
差分データのみをDCT処理して符号化する予測符号化
とを採用する。予測符号化方法としては、時間的に前方
向の参照画像データを動き補償して予測誤差を求める前
方予測符号化と、時間的に後方向の参照画像データを動
き補償して予測誤差を求める後方予測符号化と、符号化
効率を考慮して、前方若しくは後方のいずれか一方又は
両方向の平均を用いた両方向予測符号化とがある。
【0006】フレーム内符号化によって符号化されたフ
レーム(以下、Iピクチャという)はフレーム内情報の
みによって符号化されているので、単独の符号化データ
のみによって復号可能である。従って、MPEG規格に
おいては、Iピクチャを固定周期(例えば12フレー
ム)に1枚挿入するようになっている。MPEG規格で
は、このIピクチャを用いた前方予測符号化によってフ
レーム間符号化フレーム(以下、Pピクチャという)を
得る。なお、Pピクチャは前方のPピクチャを前方予測
符号化することによっても得られる。また、前方若しく
は後方のいずれか一方又は両方向のI,Pピクチャを用
いた両方向予測符号化によって両方向予測適応切換フレ
ーム(以下、Bピクチャという)を得る。
【0007】図6はこの方式の圧縮法を説明するための
説明図である。図6(a)は入力されるフレーム画像を
示し、図6(b)は符号化データを示し、図6(c)は
復号化データを示している。また、図7はブロック化を
説明するための説明図である。
【0008】フレーム番号0のフレーム画像はフレーム
内符号化される。このフレーム画像を参照画像として用
いてフレーム番号3のフレーム画像を前方予測符号化す
る。図6(b)の矢印はこのような符号化の予測方向を
示しており、フレーム番号6のフレーム画像も前方のフ
レーム番号3のフレーム画像を参照画像として前方予測
符号化する。また、フレーム番号1,2のフレーム画像
はフレーム番号0,3のフレーム画像を参照画像として
両方向予測符号化される。また、フレーム番号4,5の
フレーム画像はフレーム番号3,6のフレーム画像を参
照画像として両方向予測符号化する。
【0009】即ち、図6(b)に示すように、先ず、フ
レーム番号0の画像データをフレーム内符号化してIピ
クチャを得る。この場合には、フレーム番号0の画像デ
ータをメモリ等によってフレーム化すると共に、図7に
示すように、8画素×8ライン毎にブロック化し、ブロ
ック単位でDCT処理を施す。なお、図中、実線で示す
ODDは奇数フィールドの走査線を示し、破線で示すE
VENは偶数フィールドの走査線を示している。DCT
処理によって得たDCT変換係数は所定の量子化係数を
用いて量子化した後、可変長符号化を施して符号化デー
タを得る。
【0010】次に入力されるフレーム番号1のフレーム
画像については、フレーム番号0,3のフレーム画像を
用いた両方向予測符号化を行うので、フレーム番号3の
フレーム画像を符号化するまではメモリに保持する。同
様に、フレーム番号2のフレーム画像についてもフレー
ム番号3のフレーム画像の符号化の後に符号化する。フ
レーム番号3のフレーム画像については、フレーム番号
0のフレーム画像を参照画像として用いた前方予測符号
化を行ってPピクチャを得る(図6(b))。即ち、フ
レーム番号0の画像データを動きベクトルを用いて動き
補償し、動き補償した参照画像データと現フレーム(フ
レーム番号3のフレーム)の画像データとの差分(予測
誤差)をDCT処理する。DCT変換係数を量子化した
後可変長符号化することはフレーム内符号化時と同様で
ある。
【0011】次に、既に符号化したフレーム番号0,3
のIピクチャ,Pピクチャを用いてフレーム番号1,2
のフレーム画像を順次両方向予測符号化する。こうし
て、図6(b)に示すように、2つのBピクチャを得
る。以後同様にして、図6(b)に示すように、フレー
ム番号6,4,5,…のフレーム画像の順に符号化を行
って、Pピクチャ,Bピクチャ,Bピクチャ,…を得
る。
【0012】このように、符号化時においては、実際に
入力されるフレーム順と異なるフレーム順で符号化を行
う。復号化時には、符号化データの復号化順を元に戻し
てフレーム番号0,1,2,…の順に復号化データを出
力する必要がある。
【0013】図8はこのような従来の画像復号化装置を
示すブロック図である。また、図9はフレーム化を説明
するための説明図であり、図9(a)はノンインターレ
ース走査時のフレーム化を示し、図9(b)はインター
レース走査時のフレーム化を示している。
【0014】符号バッファメモリ回路1には符号化デー
タを与える。この符号化データは図6(b)に示す符号
化順で、画像データ又は予測誤差をDCT処理して量子
化した後、可変長符号化したものである。符号バッファ
メモリ回路1は入力された符号化データを保持し、復号
化処理時間と出力処理時間との時間あわせを行って可変
長復号回路2に出力する。可変長復号回路2は符号化デ
ータを可変長復号化して逆量子化回路3及びバッファ制
御回路7に出力する。バッファ制御回路7によって符号
バッファメモリ回路1を制御する。
【0015】可変長復号回路2の出力は逆量子化回路3
によって逆量子化し、逆DCT回路4によって逆DCT
処理して符号化側のDCT処理前のデータに戻す。い
ま、フレーム番号0の符号化データであるIピクチャが
入力されているものとする。この場合には、逆DCT回
路4の出力がフレーム番号0の復元画像であり、逆DC
T回路4の出力をそのままフレームメモリ6に与える。
【0016】逆DCT回路4の出力はブロック単位の画
素データであり、フレームメモリ6は1フレーム分の画
素データを保持する。フレームメモリ6は後述するよう
に、M1 乃至M4 の4つの領域を有しており、メモリラ
イト制御回路17及びメモリリード制御回路18によって書
込み及び読出しが制御される。ノンインターレース表示
を行う場合には、図9(a)に示すように、フレームメ
モリ6は逆DCT回路4の出力をフレーム順に配列し
て、ラスタ順に出力する。また、インターレース表示を
行う場合には、図9(b)に示すように、フレームメモ
リ6は逆DCT回路4の出力を奇数フィールドのデータ
と偶数フィールドのデータとに分けて配列して、各フィ
ールド毎にラスタ順で出力する。フレームメモリ6の出
力はスイッチ16を介して復号化データとして出力する
(図6(c))。逆DCT回路4からのフレーム番号0
の復元画像データはP,Bピクチャの復号化のためにフ
レームメモリ12にも供給する。
【0017】なお、DCTブロックがフレーム化後にブ
ロック化されている場合には、ノンインターレース表示
を行うものとすると、ライン方向の画素配列は変化させ
る必要がないので、出力順を変更するメモリとしては、
8ライン(1ブロックライン)分のデータを保持する容
量があればよい。しかし、インターレース表示を可能に
するためには、奇数フィールドと偶数フィールドとに分
けてデータを出力する必要があることから、更に多くの
メモリを必要とする。このため、一般的には、表示順を
変更するためのメモリとしてフレームメモリを採用して
フレーム化を行うことが多い。
【0018】次に、フレーム番号3のPピクチャを復号
化する。この場合には、逆DCT回路4の出力は予測誤
差である。一方、動きベクトル抽出回路8は可変長復号
化回路2の出力に含まれる動きベクトルを抽出して動き
補償回路10に与えており、動き補償回路10はフレームメ
モリ12からIピクチャの復元画像データを読出して、動
きベクトルを用いて動き補償する。動き補償回路10の出
力はスイッチ15を介して加算器5に与える。加算器5は
動き補償したフレーム番号0の復元画像データと逆DC
T回路4からの予測誤差とを加算してフレーム番号3の
復元画像データを得る。このデータはフレームメモリ11
に供給する。フレームメモリ11,12はメモリライト制御
回路17及びメモリリード制御回路18によって書込み及び
読出しが制御される。
【0019】次に、フレーム番号1のBピクチャを復号
化する。この場合にも、逆DCT回路4の出力は予測誤
差である。動きベクトル抽出回路8はフレーム番号3の
画像とフレーム番号1の画像との間の動きベクトルを可
変長復号出力から抽出して動き補償回路9に与え、動き
補償回路9はこの動きベクトルを用いて、フレームメモ
リ11からフレーム番号3の復元画像データを動き補償し
て加算器13に出力する。加算器13は符号化時の予測モー
ドに応じて、動き補償回路9,10の出力を加算し、スイ
ッチ15を介して加算器5に供給する。加算器5は予測誤
差にスイッチ15の出力を加算してフレーム番号1のBピ
クチャの復元画像データを得る。この画像データはフレ
ームメモリ6に与えてフレーム化した後、スイッチ16を
介して出力する(図6(c))。
【0020】次に、フレーム番号2のBピクチャを復号
化する。この場合にも、逆DCT回路4の出力とスイッ
チ15の出力とを加算してフレーム番号2のBピクチャの
復元画像データを得る。この画像データはフレームメモ
リ6に与えてフレーム化した後、スイッチ16を介して出
力する(図6(c))。次に、図6(c)に示すよう
に、フレームメモリ11に格納しているフレーム番号3の
復元画像データをスイッチ14及びスイッチ16を介して表
示順に復号化データとして出力する。
【0021】以後、同様の動作を繰返して、図6(c)
の復号化順で復元した画像データ(復号化データ)を出
力する。なお、復号処理と出力処理とはメモリのオーバ
ラップ分とシステム中の動作時間とを考慮しながら制御
される。また、同期信号発生回路19は入力映像信号から
同期信号を再生して、メモリライト制御回路17及びメモ
リリード制御回路18に時間基準を与えるようになってい
る。
【0022】なお、I,Pピクチャについては、Bピク
チャの参照画像として用いるためにフレームメモリ11,
12に記憶させているので、実際には、これらのフレーム
メモリ11,12からの読出しを制御してスイッチ14を介し
て出力することにより、これらのフレームメモリ11,12
をフレーム化用に兼用している。
【0023】次に、図10及び図11を参照してインタ
ーレース出力を得る場合のフレームメモリ6の書込み及
び読出しについて説明する。図10(a)はフレームメ
モリ6の書込み及び読出しを示し、図10(b)は垂直
同期信号を示している。また、図11は1画面の画像デ
ータの分割方法を示しており、図11(a)は通常の表
示時を示し、図11(b)は表示垂直オフセットを付加
した場合を示している。
【0024】上述したように、フレームメモリ6はM1
乃至M4 の4つの領域を有している。1フレーム分のメ
モリを用いて1フレームの画像データをインターレース
化して出力するためには、書込み及び読出しを同時に行
う必要がある。そこで、1フレームの画像データを4つ
に分割すると共に4つの領域M1 乃至M4 を設けて、領
域毎に書込みと読出しとを制御するようになっている。
【0025】即ち、図11(a)に示すように、第1フ
ィールドの画像データを画面の上下で分けて夫々データ
1上,1下とする。また、第2フィールドの画像データ
も画面の上下で分けて夫々データ2上,2下とする。先
ず、データ1上,1下は夫々領域M1 ,M2 に記憶さ
せ、データ2上,2下は夫々領域M3 ,M4 に記憶させ
る。
【0026】フレーム構成で符号化された符号化データ
を復号化した場合には、加算器5からの復号化出力は、
画面の上端に対応する第1ブロックラインから画面下端
に対応するブロックラインまでブロック単位で順次出力
される。即ち、図8の画像復号化装置では、1フィール
ド時間にデータ1上,2上が復号化され、次の1フィー
ルド期間にデータ1下,2下が復号化されることにな
る。図10の横軸は復号時間及び出力時間をフィールド
単位で示しており、縦軸はフレームメモリ6の領域M1
乃至M4 のメモリアドレスを示している。各領域M1 乃
至M4 の容量はフレームメモリ6の全容量の1/4であ
る。
【0027】最初の1フィールド期間には、加算器5か
ら出力されたデータ1上,2上が夫々メモリM1 ,M3
に順次書込まれる。図10の斜線K1 ,K3 は領域M1
,M3 への書込みを示している。データ1上,2上の
データ量は1フレームの1/4であり、領域M1 ,M3
の全域に1フィールド期間で書込まれる。
【0028】次の1フィールド期間には、加算器5から
出力されたデータ1下,2下が夫々メモリM2 ,M4 に
順次書込まれる。図10の斜線K2 ,K4 は領域M2 ,
M4への書込みを示している。データ1下,2下のデー
タ量は1フレームの1/4であり、領域M2 ,M4 の全
域に1フィールド期間で書込まれる。
【0029】また、このフィールド期間には、領域M1
から読出しが行われる。図10の斜線R1 は領域M1 か
らの読出しを示しており、領域M1 からは書込み順にデ
ータが読出されて、半フィールド期間で領域M1 に格納
されたデータ1上の全てが読出されている。なお、図1
0の斜線領域及び網線領域はデータがフレームメモリ6
の所定のアドレスに蓄積中であることを示している。更
に、図10の斜線R2によって、このフィールド期間の
後半では、領域M2 に格納されたデータ1下も読出され
ることが示されている。このフィールド期間において読
出したデータ1上,1下は第1フィールドのデータとし
て出力される。
【0030】次のフィールド期間の前半には、斜線K3
の期間に領域M3 に書込まれたデータ2上が読出され
(斜線R3 )、後半には、斜線K4の期間に領域M4 に
書込まれたデータ2下が読出される(斜線R4 )。こう
して、データ2上,2下は第2フィールドのデータとし
て出力される。
【0031】以後同様にして、メモリの使用領域が重な
らないように、例えばデータ2上及びデータ1下につい
ては、書込む領域を領域M2 ,M3 間で切換えながら、
書込み及び読出しを繰返して、フレーム毎の復号化出力
をフィールド毎のインターレース出力に変換して出力す
る。
【0032】図10に示すように、フレームメモリ6へ
の読出し開始時間は垂直同期信号の開始時間に一致して
いる。従って、フレームメモリ6から読出した映像信号
を図示しない表示装置に与えて表示させると、図11
(a)に示す画像が表示される。
【0033】ところで、フレームメモリ6からの読出し
を制御することにより、表示垂直オフセットを付加する
こと、即ち、画像の表示画面上の表示位置を垂直方向に
ずらすことも可能である。図10の矢印斜線O1 ,O2
,…は、垂直方向下側に表示をずらす場合の読出しを
示している。
【0034】図8のメモリリード制御回路18には表示垂
直オフセット値が入力されている。メモリリード制御回
路18は、垂直同期信号のタイミングから表示垂直オフセ
ット値に基づく時間だけフレームメモリ6の読出しを遅
延させる。例えば、斜線K1のタイミングで書込まれた
データ1上は矢印斜線O1 のタイミングで読出され、斜
線K2 のタイミングで書込まれたデータ1下は矢印斜線
O2 のタイミングで読出される。
【0035】以後同様にして、矢印斜線O3 ,O4 ,…
のタイミングでデータが読出されて、図11(b)に示
す表示が行われる。なお、表示位置を表示垂直オフセッ
ト分だけ画面下方にずらしているので、図11(b)に
示すように、画像の下端は表示画面内に表示されない。
【0036】ところで、1995年から放送が開始され
る第2世代EDTV(Extended Definition TV )放送
においては、現行放送との両立性を有すると共に、画面
のアスペクト比を16:9の横長にすることにより臨場
感あふれる番組の視聴を可能にしている。第2世代ED
TV信号の有効走査線は、アスペクト比が4:3の現行
NTSC信号の垂直方向中央の3/4の部分に対応して
いる。
【0037】アスペクト比が4:3の現行放送用のテレ
ビジョン受像機によって第2世代EDTV放送を映出す
る場合には、画面上下に無画部を有し中央に主画部を有
するレターボックス表示を行うことになっている。この
レターボックス表示を採用することにより、アスペクト
比が4:3の現行テレビジョン受像機においても、第2
世代EDTV放送による画面の全域を歪み無く表示する
ことができる。
【0038】フレームメモリ6からの読出しを制御する
ことにより、図8の装置においてレターボックス処理が
可能である。この場合には、表示位置をずらすだけでな
く、走査線数を変換する必要がある。入力された映像信
号がNTSC方式の信号であるものとすると、1フィー
ルドの240ライン分のデータを180ライン走査時間
にフレームメモリ6から読出せばよい。
【0039】図12はレターボックス処理された表示を
示す説明図である。図12に示すように、画像は所定の
表示垂直オフセットだけ下側にずれて表示されると共
に、180ライン走査時間で全表示が行われている。
【0040】図13の矢印斜線L1 ,L2 ,…はこのよ
うなレターボックス処理における読出しを示している。
例えば、斜線K3 ,K4のタイミングで書込まれたデー
タ2上,2下は、垂直同期信号から表示垂直オフセット
期間だけ遅延して読出しが開始され、1フィールド期間
の3/4の期間、即ち、180ライン走査時間で読出し
が終了する。この読み出しは矢印斜線L3 ,L4 にて示
してある。
【0041】同様に、例えば、斜線K1 ,K2のタイミ
ングで書込まれたデータ1上,1下については、矢印斜
線L1 ,L2 に示す読出しを行う必要がある。しかしな
がら、斜線K2 に示す書込みに対して、矢印斜線L2 に
示す読出しが先行している。即ち、図13の書込み及び
読出しを行うと、データ1下については書込よりも読出
しが先行してしまい、正確な画像信号を得ることができ
ない。
【0042】従って、従来、レターボックス処理等のラ
イン数変換処理を行う場合には、メモリ容量を増やし
て、読出しが書込みに先行することを防止する必要があ
った。
【0043】
【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の画像復号化装置においては、レターボックス処理
等のライン数変換処理では、読出し速度を書込み速度よ
りも早くする必要があることがあり、復号処理が読出し
よりも遅くなってメモリ容量を増やさなければ画像を正
確に再現することができないという問題点があった。
【0044】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、メモリ容量を増大させることなく、ライン
数変換処理及び表示位置を自由に設定することができる
画像復号化装置を提供することを目的とする。
【0045】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
画像復号化装置は、前方及び後方の参照画像を用いた両
方向予測符号化データを含む符号化データが入力され、
入力された符号化データを所定のブロック単位で復号化
して復号化データを出力する復号化手段と、前記両方向
予測符号化データに対する復号化処理によって前記復号
化手段から出力されたフレーム構成の復号化データを記
憶してインターレース順に出力してインターレース構成
の映像信号を得る記憶手段と、前記映像信号に同期した
同期信号を発生すると共に、前記同期信号を所定位相だ
け進相又は遅相させた補正同期信号を発生する同期信号
発生手段と、前記同期信号を時間基準として前記記憶手
段に対する書込みを行うと共に、前記補正同期信号を時
間基準として前記記憶手段に対する読出しを行って前記
インターレース構成の映像信号を得る書込み読出し制御
手段とを具備し、本発明の請求項2に係る画像復号化装
置は、前方及び後方の参照画像を用いた両方向予測符号
化データを含む符号化データが入力され、入力された符
号化データを所定のブロック単位で復号化して復号化デ
ータを出力する復号化手段と、前記両方向予測符号化デ
ータに対する復号化処理によって前記復号化手段から出
力されたフレーム構成の復号化データを記憶してインタ
ーレース順に出力してインターレース構成の映像信号を
得る記憶手段と、前記映像信号に同期した同期信号を発
生すると共に、前記同期信号を所定位相だけ進相又は遅
相させた補正同期信号を発生する同期信号発生手段と、
前記補正同期信号を時間基準として前記復号化手段の復
号化を制御する復号化制御手段とを具備し、本発明の請
求項1において、復号化手段からの復号化データは記憶
手段に与えられ、書込み読出し制御手段によって同期信
号を時間基準として書込まれる。同期信号発生手段は、
同期信号から所定位相だけ進相又は遅相した補正同期信
号を発生しており、書込み読出し制御手段は、補正同期
信号を時間基準として記憶手段の復号化データをインタ
ーレース順に読出す。補正同期信号の進相量又は遅相量
を適宜設定して、読出しレートが書込みレートよりも高
い場合でも、読出しが書込みに先行することを防止す
る。こうして、所定の表示オフセットを有するインター
レース構成の映像信号を得る。
【0046】また、本発明の請求項2において、同期信
号発生手段は、同期信号より所定位相だけ進相又は遅相
した補正同期信号を発生する。復号化手段は補正同期信
号を時間基準として復号化を行う。復号化手段からの復
号化データは記憶手段に与えられる。記憶手段は、記憶
したデータをインターレース順に出力する。復号化の時
間基準としては同期信号よりも所定位相だけ進相又は遅
相した補正同期信号を用いるので、記憶手段における読
出しレートが書込みレートよりも高い場合でも、読出し
が書込みに先行することはない。こうして、記憶手段の
出力から所定の表示オフセットを有するインターレース
構成の映像信号を得る。
【0047】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図1は本発明に係る
画像復号化装置の一実施の形態を示すブロック図であ
る。図1において図8と同一の構成要素には同一符号を
付してある。
【0048】符号化データは符号バッファメモリ回路1
に供給される。この符号化データは、DCT処理、量子
化処理及び可変長符号化処理によって作成されたもので
あり、フレーム内の処理によるIピクチャ、前方又は後
方フレームの参照画像を用いたPピクチャ及び両方向フ
レームの参照画像を用いたBピクチャを有している。ま
た、符号化データはP,Bピクチャ作成時に用いた動き
ベクトルの情報も含んでいる。なお、DCT処理はフレ
ーム化後にブロック化して得たブロック単位で行われて
いる。
【0049】符号バッファメモリ回路1は入力された符
号化データを保持し、復号化処理時間と出力処理時間と
の時間あわせを行って出力する。符号バッファメモリ回
路1の出力は可変長復号回路2に与えられる。可変長復
号回路2は入力された符号化データを可変長復号化処理
によって符号化側の可変長符号化処理前のデータに戻し
て、バッファ制御回路7、逆量子化回路3及び動きベク
トル抽出回路8に出力する。バッファ制御回路7は可変
長復号回路2の出力に基づいて符号バッファメモリ回路
1を制御するようになっている。
【0050】動きベクトル抽出回路8はP,Bピクチャ
については、可変長復号出力に含まれる動きベクトルを
抽出して動き補償回路9,10に出力する。逆量子化回路
3は入力されたデータを逆量子化処理して逆DCT回路
4に与え、逆DCT回路4は逆量子化出力を逆DCT処
理して加算器5に出力する。
【0051】加算器5にはスイッチ15の出力も与えられ
る。スイッチ15は、逆DCT回路4の出力がIピクチャ
に基づくものである場合には0を加算器5に与え、Pピ
クチャに基づくものである場合には後述する動き補償回
路9,10の一方の出力を加算器5に与え、Bピクチャに
基づくものである場合には動き補償回路9,10又は後述
する加算器13の出力を加算器5に与える。加算器5は逆
DCT回路4の出力とスイッチ15の出力とを加算するこ
とにより画像を復元して、フレームメモリ6,11,12に
出力する。
【0052】フレームメモリ11,12は、メモリライト制
御回路17及びメモリリード制御回路21に書込み及び読出
しが制御されて、参照画像となるI,Pピクチャの復元
画像データを保持する。フレームメモリ11,12は対応す
るP,Bピクチャの復号タイミングで保持している参照
画像データを動き補償回路9,10に出力するようになっ
ている。動き補償回路9,10は夫々フレームメモリ11,
12からの参照画像データを動きベクトル抽出回路8から
の動きベクトルに基づいて動き補償して出力する。動き
補償回路9,10の出力はスイッチ15に供給されると共
に、加算器13にも供給される。加算器13は、予測モード
に応じて動き補償回路9,10の出力を加算してスイッチ
15に出力するようになっている。
【0053】フレームメモリ6は4つの記憶領域M1 乃
至M4 に分割されており、領域M1乃至M4 は、1フレ
ーム分の画像データを記憶する容量(以下、フレーム容
量という)の4分の1の容量を有している。フレームメ
モリ6は、メモリライト制御回路17及びメモリリード制
御回路21に書込み及び読出しが制御されて、順次入力さ
れるBピクチャの復号化データを記憶し、インターレー
ス順に読出してスイッチ16に出力するようになってい
る。
【0054】一方、I,Pピクチャについては、フレー
ムメモリ11,12に格納されている復元画像データをイン
ターレース出力として用いるようになっている。フレー
ムメモリ11,12はメモリライト制御回路17及びメモリリ
ード制御回路21に書込み及び読出しが制御されて、格納
されている復元画像データをインターレース順に読出し
てスイッチ14に出力する。スイッチ14は、画像の出力フ
レーム順に応じて切換り、フレームメモリ11,12からの
画像データをスイッチ16に出力する。スイッチ16は画像
の出力フレーム順に応じて切換って、一連のフレームの
復元画像データを復号化データとして出力するようにな
っている。
【0055】同期信号発生回路22は入力符号化データを
復号化して得た映像信号に同期した水平及び垂直同期信
号を発生する。本実施の形態においては、同期信号発生
回路22には表示垂直オフセット値も入力されており、同
期信号発生回路22は表示垂直オフセット値に基づく遅延
時間で垂直同期信号を遅延させて補正垂直同期信号とし
て出力することができるようになっている。
【0056】メモリライト制御回路17及びメモリリード
制御回路21は同期信号発生回路22からの同期信号又は補
正同期信号を時間基準として、フレームメモリ6,11,
12の書込み及び読出しを制御するようになっている。
【0057】次に、このように構成された実施の形態の
動作について図2乃至図5の説明図を参照して説明す
る。図2(a)はフレームメモリ6の書込み及び読出し
を示し、図2(b)は垂直同期信号を示し、図2(c)
は補正垂直同期信号を示している。図3は1画面の画像
データの分割方法を示している。なお、図2及び図3で
は、奇数フィールドのデータを斜線にて示し、偶数フィ
ールドのデータを網線にて示している。
【0058】復号化処理は従来と同様である。即ち、符
号化データは符号バッファメモリ回路1に入力される。
符号化データはI,P,Bピクチャを有しており、例え
ば、図6(b)のフレーム順で入力されるものとする。
符号バッファメモリ回路1は符号化処理時間及び出力時
間を考慮して、入力された符号化データを保持して可変
長復号回路2に出力する。
【0059】可変長復号回路2によって符号化データは
可変長復号化され、逆量子化回路3によって逆量子化さ
れ、逆DCT回路4によって逆DCT処理されて、符号
化側のDCT処理前のデータに戻されて加算器5に供給
される。なお、これらの処理はブロック単位で行われ
る。
【0060】入力された符号化データがIピクチャを符
号化したものである場合には、スイッチ15は0を加算器
5に与える。これにより、加算器5は逆DCT回路4の
出力をそのままフレームメモリ12に出力する。フレーム
メモリ12によって、各ブロックの復号化データは1フレ
ーム分蓄積され、所定の出力タイミングにおいて、表示
順に読出されてスイッチ14,16を介して出力される。
【0061】入力された符号化データがPピクチャを符
号化したものである場合には、可変長復号回路2の出力
は動きベクトル抽出回路8にも与えられる。動きベクト
ル抽出回路8によって、Pピクチャの符号化データに含
まれる動きベクトルが抽出されて動き補償回路10に与え
られる。
【0062】フレームメモリ12はIピクチャの復号化デ
ータを参照画像として保持しており、動き補償回路10は
フレームメモリ12のデータを読出して、動きベクトルを
用いて動き補償する。この動き補償された参照画像のデ
ータはスイッチ15を介して加算器5に与えられる。逆D
CT回路4の出力は復号された予測誤差であり、加算器
5はこの予測誤差にスイッチ15からの参照画像のデータ
を加算することにより画像データを復元する。この画像
データはフレームメモリ11に格納される。
【0063】次に、Bピクチャに基く符号化データが入
力されるものとする。この場合にも、可変長復号回路2
の出力は、逆量子化回路3及び逆DCT回路4に与えら
れると共に、動きベクトル抽出回路8にも与えられる。
逆DCT回路4からはDCT処理前の予測誤差が加算器
5に出力される。一方、動きベクトル抽出回路8は可変
長復号出力から参照画像に対応する動きベクトルを抽出
して夫々動き補償回路10,9に出力する。なお、予測モ
ードによっては、いずれか一方の動きベクトルのみが抽
出されることもある。
【0064】フレームメモリ12,11は夫々Iピクチャ,
Pピクチャの復元画像データを参照画像データとして保
持しており、動き補償回路9,10はこれらの復元画像デ
ータを読出して、動きベクトルに基づいて動き補償して
スイッチ15及び加算器13に出力する。即ち、動き補償回
路9,10は、逆DCT回路4から出力された所定ブロッ
クの復号化データに対応するブロック化位置を動きベク
トルによって補正して、補正したブロック化位置のブロ
ックデータを動き補償した参照画像データとして出力す
る。加算器13は動き補償回路9,10の出力を加算してス
イッチ15に出力する。スイッチ15は、予測方向が前方で
ある場合には動き補償回路10の出力を選択し、後方であ
る場合には動き補償回路9の出力を選択し、両方向であ
る場合には加算器13の出力を選択して、動き補償した参
照画像データとして加算器5に出力する。
【0065】こうして、加算器5は、逆DCT回路4か
らのブロックデータとスイッチ15からのブロック単位の
参照画像データとを加算して、各ブロック単位でBピク
チャの画像データを復元してフレームメモリ6に出力す
る。
【0066】加算器5からのブロックデータはブロック
単位で出力される。即ち、加算器5からは画面上端のブ
ロックラインから画面下端のブロックラインまで順次ブ
ロック単位でBピクチャのデータが出力される。加算器
5からは、先ず、所定の1フィールド期間に図3の画像
データ1上,2上が出力され、次の1フィールド期間に
画像データ1下,2下が出力される。
【0067】図2(a)は横軸にフィールド単位の時間
をとり、縦軸に各領域M1 乃至M4に対応するメモリア
ドレスを示している。この図2(a)に示すように、加
算器5から画像データ1上,2上が出力されるタイミン
グ、即ち、T0 期間において、メモリライト制御回路17
はフレームメモリ6の領域M1 ,M3 に対応するアドレ
スを順次発生する。こうして、図2(a)の斜線K1 ,
K3 に示すように、T0 期間の1フィールド期間で領域
M1 ,M3 に対して画像データ1上,2上の書込みが行
われる。
【0068】次のT1 期間には、加算器5から画像デー
タ1下,2下が出力される。メモリライト制御回路17は
このタイミングで領域M2 ,M4 に対応するアドレスを
順次指定する。これにより、図2(a)の斜線K2 ,K
4 に示すように、領域M2 ,M4 に対して画像データ1
下,2下の書込みが行われる。
【0069】図2(a)の斜線部は画像データ1上,1
下がフレームメモリ6に蓄積されている期間を示してお
り、網線部は画像データ2上,2下がフレームメモリ6
に蓄積されている期間を示している。メモリリード制御
回路21は、図2(a)の斜線R1 に示すように、T1 期
間の開始タイミングから領域M1 に対して読出しアドレ
スを順次指定する。これにより、画像データ1上はT1
期間の最初の1/2の期間で領域M1 から読出されてス
イッチ16を介して出力される。T1 期間の後半の1/2
の期間には、メモリリード制御回路21によって領域M2
の読出しアドレスが指定されて、画像データ1下が読出
されて出力される。
【0070】即ち、T1 期間においては、メモリライト
制御回路17によって斜線K2 ,K4に示す書込みが行わ
れると共に、メモリリード制御回路21によって斜線R1
,R2 に示す読出しが行われる。
【0071】同様にして、T2 期間には、領域M3 ,M
4 に対して読出しアドレスが指定されて、画像データ2
上,2下が1フィールド期間で読出されながら(斜線R
3 ,R4 )、領域M1 ,M2 に対して書込みアドレスが
指定されて、画像データ1上,2上が1フィールド期間
で書込まれる(斜線K5,K6)。こうして、T1 ,T2
期間において画像データ1上,1下,2上,2下が順次
読出されることになって、第1,第2フィールドの画像
が形成される。
【0072】更に、T3 期間には領域M1 ,M3 に対し
て読出しアドレスが指定されて、画像データ1上,1下
が1フィールド期間で読出されながら(斜線R5 ,R6
)、領域M3 ,M4 に対して書込みアドレスが指定さ
れて、画像データ1下,2下が1フィールド期間で書込
まれる(斜線K7,K8 )。以後同様の動作が繰返され
て、フレームメモリ6に対する書込み及び読出しが行わ
れる。図2(a),(b)に示すように、フレームメモ
リ6に対する読出しは垂直同期信号に同期しており、フ
レームメモリ6から読出した画像データに基づく画像は
図3(a)に示すものとなる。なお、復元画像がNTS
C画像であるものとすると、図3(a)に示すように、
1フィールド画面は240ラインで構成される。
【0073】ここで、復元画像をライン数変換して、図
3(b)に示すように、表示画面の中央の180ライン
分の領域に画像を表示させるものとする。この場合に
は、30ライン分に相当する表示垂直オフセット値が同
期信号発生回路22に供給される。同期信号発生回路22
は、表示垂直オフセット値及びライン数変換処理に基づ
く時間だけ垂直同期信号を遅延させた補正垂直同期信号
を発生する。図2及び図3の例では、補正垂直同期信号
は、データ1下又は2下の書込み終了タイミングから1
80ライン走査時間及び表示垂直オフセット(30ライ
ン走査時間)の和の時間だけ前の時間、即ち、垂直同期
信号から30ライン走査時間だけ遅延して発生する。
【0074】同期信号発生回路22は垂直同期信号をメモ
リライト制御回路17に与え、補正垂直同期信号をメモリ
リード制御回路21に与える。メモリライト制御回路17
は、垂直同期信号を時間基準としてフレームメモリ6に
対する書込みを行う。これにより、図2(a)の斜線K
1 ,K2 ,…に示す書込みが行われる。
【0075】一方、メモリリード制御回路21は、補正垂
直同期信号を時間基準としてフレームメモリ6からの読
出しを行う。即ち、T1 期間におけるデータ1下の書込
み(斜線K2 )開始から30ライン走査時間だけ遅延し
て補正垂直同期信号(図2(c))が発生すると、メモ
リリード制御回路21は、表示垂直オフセットに相当する
30ライン走査時間後に領域M1 からの読出しを開始す
る(斜線L1 )。この場合には、240ライン分を18
0ライン走査時間に読出すので、読出しレートは書込み
レートの4/3倍となる。領域M1 に対する読出し開始
から90ライン走査時間が経過すると、領域M1 からの
データ1上の読出しが終了し、次いで、領域M2 からデ
ータ1下の読出しが行われる(斜線L2 )。
【0076】データ1下はT1 期間の開始タイミングか
ら書込みが開始されており、データ1下の読出しと同時
に書込みも行われている。データ1下の書込みには24
0ライン走査時間を要し、読出しには180ライン走査
時間を要するが、書込みが読出しよりも60ライン走査
時間だけ先行して開始されているので、データ1下に対
する読出しが書込みに先行することはない(斜線K2 ,
L2 参照)。
【0077】こうして、T1 期間の最後の90ライン走
査時間でデータ1下の読出しは正常に終了する。この読
出しの終了から30ライン走査時間後に補正垂直同期信
号が発生する。従って、フレームメモリ6から読出した
画像データ1上,1下に基づく画像を補正垂直同期信号
を用いて表示すると、図3(b)に示すように、画面上
下に30ライン分の無画部を有し、垂直方向中央の18
0ライン分に主画部を有するレターボックス表示が行わ
れる。
【0078】同様にして、T2 期間の開始から60ライ
ン走査時間後に、書込みの4/3倍のレートで画像デー
タ2上に対する読出しが開始され、斜線K4,L4 に示
すように、読出しが書込みに先行することなく、画像デ
ータ2下の読出しまで終了する。以後同様の動作が繰返
されて、図3(b)に示すレターボックス表示用の画像
データが復元される。
【0079】このように、本実施の形態においては、表
示垂直オフセット及びライン数変換処理に基づいて読出
し開始タイミングを遅延させることにより読出しが書込
みに先行することを防止すると共に、この遅延時間に対
応させて垂直同期信号を遅延させた補正垂直同期信号発
生して表示に用いることにより、レターボックス表示を
可能にしている。こうして、メモリ容量を増加させるこ
となく、ライン数変換処理を含む表示オフセット処理が
可能である。
【0080】なお、本実施の形態は、レターボックス処
理に適用するだけでなく、表示オフセットを付加して表
示位置を単にずらす場合にも適用可能である。図4及び
図5はこの場合の動作を説明するための説明図である。
図4(a)乃至(c)は夫々図2(a)乃至(c)に対
応している。図5は1画面の画像データの分割方法を示
している。
【0081】垂直表示の開始位置に基づく表示垂直オフ
セット値が同期信号発生回路22に与えられる。同期信号
発生回路22は、図4(b)に示す垂直同期信号から表示
垂直オフセットに対応する時間だけ先行させた補正垂直
同期信号(図4(c))を発生する。メモリライト制御
回路17は、垂直同期信号を時間基準としてフレームメモ
リ6に対する書込みを行う。これにより、図4(a)の
斜線K1 ,K2 ,…に示す書込みが行われる。
【0082】一方、メモリリード制御回路21は、フレー
ムメモリ6からの画像データの読出しを補正垂直同期信
号から表示垂直オフセットに基づく時間だけ遅延させた
タイミング(垂直同期信号のタイミング)で開始し、補
正垂直同期信号のタイミングで終了させる。即ち、図4
(a)に示すように、T1 期間の開始タイミングより領
域M1 のアドレスを順次指定してデータ1上の読出しを
行う(斜線O1 )。T1 期間の後半には、領域M2 のア
ドレスを指定してデータ1下の読出しを行う。データ1
下の読出しは、図4の斜線O2 に示すように、補正垂直
同期信号のタイミングで終了させる。
【0083】補正垂直同期信号は垂直同期信号よりも表
示垂直オフセット分だけ先行して発生しているので、フ
レームメモリ6から読出した画像データ1上,1下に基
づく画像を補正垂直同期信号を用いて表示すると、図5
の第1フィールドに示すように、画面の上端から表示垂
直オフセット分だけ下方の位置でデータ1上に基づく表
示が開始される画像が得られる。なお、画像の下端は表
示垂直オフセット分だけ欠落する。以後同様の書込み及
び読出しが行われて、図5に示す表示が行われる。
【0084】逆に、補正垂直同期信号を垂直同期信号よ
りも表示垂直オフセット分だけ遅らせて発生させれば、
画像データの上から垂直表示オフセットの量だけ下の部
分を画面の上端に表示することもできる。
【0085】上記実施の形態においては、映像信号から
再生した同期信号のタイミングを変化させた例である
が、同期信号が外部から供給される場合には、供給され
た同期信号のタイミングに対して復号化開始タイミング
を変化させることにより、同様の効果を得ることができ
ることは明らかである。
【0086】即ち、同期信号が外部から供給される場合
にも、同様のレターボックス処理や表示オフセットの効
果を得ることができる。
【0087】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、メ
モリ容量を増大させることなく、ライン数変換処理及び
表示位置を自由に設定することができるという効果を有
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像復号化装置の一実施の形態を
示すブロック図。
【図2】実施の形態の動作を説明するための説明図。
【図3】実施の形態の動作を説明するための説明図。
【図4】実施の形態の動作を説明するための説明図。
【図5】実施の形態の動作を説明するための説明図。
【図6】予測符号化を説明するための説明図。
【図7】ブロック化を説明するための説明図。
【図8】従来の画像復号化装置を示すブロック図。
【図9】フレーム化を説明するための説明図。
【図10】従来例の動作を説明するための説明図。
【図11】従来例の動作を説明するための説明図。
【図12】従来例の問題点を説明するための説明図。
【図13】従来例の問題点を説明するための説明図。
【符号の説明】
6,11,12…フレームメモリ、17…メモリライト制御回
路、21…メモリリード制御回路、22…同期信号発生回路

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前方及び後方の参照画像を用いた両方向
    予測符号化データを含む符号化データが入力され、入力
    された符号化データを所定のブロック単位で復号化して
    復号化データを出力する復号化手段と、 前記両方向予測符号化データに対する復号化処理によっ
    て前記復号化手段から出力されたフレーム構成の復号化
    データを記憶してインターレース順に出力してインター
    レース構成の映像信号を得る記憶手段と、 前記映像信号に同期した同期信号を発生すると共に、前
    記同期信号を所定位相だけ進相又は遅相させて表示に用
    いる補正同期信号を発生する同期信号発生手段と、 前記同期信号を時間基準として前記記憶手段に対する書
    込みを行うと共に、前記補正同期信号を時間基準として
    前記記憶手段に対する読出しを行って前記インターレー
    ス構成の映像信号を得る書込み読出し制御手段とを具備
    したことを特徴とする画像復号化装置。
  2. 【請求項2】 前方及び後方の参照画像を用いた両方向
    予測符号化データを含む符号化データが入力され、入力
    された符号化データを所定のブロック単位で復号化して
    復号化データを出力する復号化手段と、 前記両方向予測符号化データに対する復号化処理によっ
    て前記復号化手段から出力されたフレーム構成の復号化
    データを記憶してインターレース順に出力してインター
    レース構成の映像信号を得る記憶手段と、 前記映像信号に同期し表示に用いる同期信号を所定位相
    だけ進相又は遅相させた補正同期信号を発生する同期信
    号発生手段と、 前記補正同期信号を時間基準として前記復号化手段の復
    号化を制御する復号化制御手段と、 前記補正同期信号を時間基準として前記記憶手段に対す
    る書込みを行うと共に、前記同期信号を時間基準として
    前記記憶手段に対する読出しを行って前記インターレー
    ス構成の映像信号を得る書込み読出し制御手段とを具備
    したことを特徴とする画像復号化装置。
  3. 【請求項3】 前記記憶手段は、前記インターレース構
    成の映像信号の1フレーム分のメモリ容量を有すること
    を特徴とする請求項1又は2のいずれか一方に記載の画
    像復号化装置。
  4. 【請求項4】 前記同期信号発生手段は、表示垂直オフ
    セット処理及び走査線数変換処理の少なくとも一方に基
    づく所定位相だけ同期信号を進相また遅相させることを
    特徴とする請求項1又は2のいずれか一方に記載の画像
    復号化装置。
  5. 【請求項5】 前記書込み読出し制御手段は、前記同期
    信号よりも遅相した前記補正同期信号のタイミングから
    表示垂直オフセットに基づく時間後に前記記憶手段から
    の読出しを開始すると共に、走査線数変換処理に基づい
    て書込みレートと異なる読出しレートで読出しを行うこ
    とを特徴とする請求項1に記載の画像復号化装置。
  6. 【請求項6】 前記書込み読出し制御手段は、レターボ
    ックス表示を可能にすることを特徴とする請求項5に記
    載の画像復号化装置。
  7. 【請求項7】 前記書込み読出し制御手段は、前記同期
    信号よりも進相又は遅相した前記補正同期信号のタイミ
    ングから表示垂直オフセットに基づく時間後に前記記憶
    手段からの読出しを開始することにより、前記インター
    レース構成の映像信号に表示垂直オフセットを付加する
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像復号化装置。
  8. 【請求項8】 前記復号化制御手段は、前記同期信号よ
    りも進相した前記補正同期信号のタイミングから表示垂
    直オフセットに基づく時間前に前記復号化手段の復号化
    を開始させ、 前記書込み読出し制御手段は、走査線数変換処理に基づ
    いて書込みレートと異なる読出しレートで読出しを行う
    ことを特徴とする請求項2に記載の画像復号化装置。
  9. 【請求項9】 前記書込み読出し制御手段は、レターボ
    ックス表示を可能にすることを特徴とする請求項8に記
    載の画像復号化装置。
  10. 【請求項10】 前記復号化制御手段は、前記同期信号
    よりも進相又は遅相した前記補正同期信号のタイミング
    から表示垂直オフセットに基づく時間前に前記復号化手
    段の復号化を開始することにより、前記インターレース
    構成の映像信号に表示垂直オフセットを付加することを
    特徴とする請求項2に記載の画像復号化装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5946036A (en) * 1996-02-01 1999-08-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Image decoding using read/write memory control based on display region setting

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5946036A (en) * 1996-02-01 1999-08-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Image decoding using read/write memory control based on display region setting

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