JPH11262016A - 動画像復号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、間引き後に各水平ラインの空間
位置の間隔が不均一となるような再生画像が生成される
ような垂直方向間引きが行われる動画像再生方法におい
て、出力形式に応じた再生画像を得るためのフォーマッ
ト変換時に、水平ライン数の変換と各水平ラインの空間
位置の間隔をほぼ均一にするための空間位置補正とを同
時に行うようにした動画像再生方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】 間引き後に得られる第２の再生画像の奇
数フィールドの水平ライン数と偶数フィールドの水平ラ
イン数とがほぼ等しくなるように、第１の再生画像に対
して、水平方向間引きおよび垂直方向間引きのうちの少
なくとも垂直方向間引きを行い、フォーマット変換後に
得られる第３の再生画像の各水平ラインの空間位置の間
隔が均等となるように、第２の再生画像に対してフォー
マット変換を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＭＰＥＧ方式で
圧縮符号化された信号を復号化して、原画像の解像度よ
り低い解像度の再生画像を得るのに適した動画像復号化
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、デジタルＴＶなどの分野にお
いて画像データを圧縮符号化するための画像符号化方式
として、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group)方式
が知られている。

【０００３】ＭＰＥＧ方式の代表的なものに、ＭＰＥＧ
１とＭＰＥＧ２とがある。ＭＰＥＧ１では、順次走査
（ノンインターレース）の画像のみ扱われていたが、Ｍ
ＰＥＧ２では、順次走査の画像だけでなく、飛び越し走
査（インターレース走査）の画像も扱われるようになっ
た。

【０００４】これらのＭＰＥＧの符号化には、動き補償
予測（時間的圧縮）、ＤＣＴ（空間的圧縮）及びエント
ロピー符号化（可変長符号化）が採用されている。ＭＰ
ＥＧの符号化では、まず、１６（水平方向画素数）×１
６（垂直方向画素数）の大きさのマクロブロック単位ご
とに、時間軸方向の予測符号化（ＭＰＥＧ１ではフレー
ム予測符号化が、ＭＰＥＧ２ではフレーム予測符号化ま
たはフィールド予測符号化）が行われる。予測符号化方
式に対応してＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの３
種類の画像タイプが存在する。以下においては、フレー
ム予測符号化を例にとって説明する。

【０００５】（１）Ｉピクチャ：フレーム内の情報のみ
から符号化された画面で、フレーム間予測を行わずに生
成される画面であり、Ｉピクチャ内の全てのマクロブロ
ック・タイプは、フレーム内情報のみで符号化するフレ
ーム内予測符号化である。

【０００６】（２）Ｐピクチャ：ＩまたはＰピクチャか
らの予測を行うことによってできる画面であり、一般的
に、Ｐピクチャ内のマクロブロック・タイプは、フレー
ム内情報のみで符号化するフレーム内符号化と、過去の
再生画像から予測する順方向フレーム間予測符号化との
両方を含んでいる。

【０００７】（３）Ｂピクチャ：双方向予測によってで
きる画面で、一般的に、以下のマクロブロック・タイプ
を含んでいる。 ａ．フレーム内情報のみで符号化するフレーム内予測符
号化 ｂ．過去の再生画像から予測する順方向フレーム間予測
符号化 ｃ．未来から予測する逆方向フレーム間予測符号化 ｄ．前後両方の予測による内挿的フレーム間予測符号化 ここで、内挿的フレーム間予測とは、順方向予測と逆方
向予測の２つの予測を対応画素間で平均することをい
う。

【０００８】ＭＰＥＧ符号器では、原画像の画像データ
は、１６（水平方向画素数）×１６（垂直方向画素数）
の大きさのマクロブロック単位に分割される。マクロブ
ロック・タイプがフレーム内予測符号化以外のマクロブ
ロックに対しては、マクロブロック・タイプに応じたフ
レーム間予測が行われ、予測誤差データが生成される。

【０００９】マクロブロック単位毎の画像データ（マク
ロブロック・タイプがフレーム内予測符号化である場
合）または予測誤差データ（マクロブロック・タイプが
フレーム間予測符号化である場合）は、８×８の大きさ
の４つのサブブロックに分割され、各サブブロックの画
像データに直交変換の１種である２次元離散コサイン変
換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform ）が数式１に
基づいて行われる。つまり、図１０に示すように、８×
８の大きさのブロック内の各データｆ（ｉ，ｊ）に基づ
いて、ｕｖ空間（ｕ：水平周波数，ｖ：垂直周波数）に
おける各ＤＣＴ（直交変換）係数Ｆ（ｕ，ｖ）が得られ
る。

【００１０】

【数１】

【００１１】ＭＰＥＧ１では、ＤＣＴには、フレームＤ
ＣＴモードのみであるが、ＭＰＥＧ２のフレーム構造で
は、マクロブロック単位でフレームＤＣＴモードとフィ
ールドＤＣＴモードに切り換えることができる。ただ
し、ＭＰＥＧ２のフィールド構造では、フィールドＤＣ
Ｔモードのみである。

【００１２】フレームＤＣＴモードでは、１６×１６の
マクロブロックが、４分割され左上の８×８のブロッ
ク、右上の８×８のブロック、左下の８×８のブロッ
ク、右下の８×８のブロック毎にＤＣＴが行われる。

【００１３】一方、フィールドＤＣＴモードでは、１６
×１６のマクロブロックの左半分の８（水平方向画素
数）×１６（垂直方向画素数）のブロック内の奇数ライ
ンのみからなる８×８のデータ群、左半分の８×１６の
ブロック内の偶数ラインのみからなる８×８のデータ
群、右半分の８（水平方向画素数）×１６（垂直方向画
素数）のブロック内の奇数ラインのみからなる８×８の
データ群および右半分の８×１６のブロック内の偶数ラ
インのみからなる８×８のデータ群の各データ群毎にＤ
ＣＴが行われる。

【００１４】上記のようにして得られたＤＣＴ係数に対
して量子化が施され、量子化されたＤＣＴ係数が生成さ
れる。量子化されたＤＣＴ係数は、ジグザグスキャンま
たはオルタネートスキャンされて１次元に並べられ、可
変長符号器によって符号化される。ＭＰＥＧ符号器から
は、可変長符号器によって得られた変換係数の可変長符
号とともに、マクロブロック・タイプを示す情報を含む
制御情報および動きベクトルの可変長符号が出力され
る。

【００１５】図９は、ＭＰＥＧ復号器の構成を示すブロ
ック図である。

【００１６】変換係数の可変長符号は、可変長復号化器
１０１に送られる。マクロブロック・タイプを含む制御
信号はＣＰＵ１１０に送られる。動きベクトルの可変長
符号は、可変長復号化器１０９に送られて復号化され
る。可変長復号化器１０９によって得られた動きベクト
ルは、第１参照画像用メモリ１０６および第２参照画像
用メモリ１０７に、参照画像の切り出し位置を制御する
ための制御信号として送られる。

【００１７】可変長復号化器１０１は、変換係数の可変
長符号を復号化する。逆量子化器１０２は、可変長復号
化器１０１から得られた変換係数（量子化されたＤＣＴ
係数）を逆量子化してＤＣＴ係数に変換する。

【００１８】逆ＤＣＴ回路１０３は、逆量子化器１０２
で生成されたＤＣＴ係数列を８×８のサブブロック単位
のＤＣＴ係数に戻すとともに、数式２に示す逆変換式に
基づいて８×８の逆ＤＣＴを行う。つまり、図１０に示
すように、８×８のＤＣＴ係数Ｆ（ｕ，ｖ）に基づい
て、８×８のサブブロック単位のデータｆ（ｉ，ｊ）が
得られる。また、４つのサブブロック単位のデータｆ
（ｉ，ｊ）に基づいて１つのマクロブロック単位の再生
画像データまたは予測誤差データを生成する。

【００１９】

【数２】

【００２０】逆ＤＣＴ回路１０３によって生成されたマ
クロブロック単位の予測誤差データには、そのマクロブ
ロック・タイプに応じた参照画像データが加算器１０４
によって加算されて、再生画像データが生成される。参
照画像データは、スイッチ１１２を介して加算器１０４
に送られる。ただし、逆ＤＣＴ回路１０３から出力され
たデータがフレーム内予測符号に対する再生画像データ
である場合には、参照画像データは加算されない。

【００２１】逆ＤＣＴ回路１０３または加算器１０４に
よって得られたマクロブロック単位の画像データが、Ｂ
ピクチャに対する再生画像データである場合には、その
再生画像データはスイッチ１１３に送られる。

【００２２】逆ＤＣＴ回路１０３または加算器１０４に
よって得られたマクロブロック単位の再生画像データ
が、ＩピクチャまたはＰピクチャに対する再生画像デー
タである場合には、その再生画像データはスイッチ１１
１を介して第１参照画像用メモリ１０６または第２参照
画像用メモリ１０７に格納される。スイッチ１１１は、
ＣＰＵ１１０によって制御される。

【００２３】平均化部１０８は、メモリ１０６、１０７
から読出された再生画像データを平均して、内挿的フレ
ーム間予測符号化に用いられる参照画像データを生成す
る。

【００２４】スイッチ１１２は、ＣＰＵ１１０によって
次のように制御される。逆ＤＣＴ回路１０３から出力さ
れたデータがフレーム内予測符号に対する再生画像デー
タである場合には、スイッチ１１２の共通端子が接地端
子に切り換えられる。

【００２５】逆ＤＣＴ回路１０３から出力されたデータ
が順方向フレーム間予測符号に対する予測誤差データで
ある場合または逆方向フレーム間予測符号に対する予測
誤差データである場合には、スイッチ１１２の共通端子
が第１参照画像用メモリ１０６の出力が送られる端子ま
たは第２参照画像用メモリ１０７の出力が送られる端子
のいずれか一方を選択するように切り換えられる。な
お、参照画像用メモリ１０６、１０７から参照画像が読
み出される場合には、可変長復号化器１０９からの動き
ベクトルに基づいて、参照画像の切り出し位置が制御さ
れる。

【００２６】逆ＤＣＴ回路１０３から出力されたデータ
が内挿的フレーム間予測符号に対する予測誤差データで
ある場合には、スイッチ１１２の共通端子が平均化部１
０８の出力が送られる端子を選択するように切り換えら
れる。

【００２７】スイッチ１１３は、加算器１０４から送ら
れてくるＢピクチャに対する再生画像データ、参照画像
用メモリ１０６に格納されたＩピクチャまたはＰピクチ
ャに対する再生画像データ、参照画像用メモリ１０７に
格納されたＩピクチャまたはＰピクチャに対する再生画
像データが原画像の順序と同じ順番で出力されるように
ＣＰＵ１１０によって制御される。復号器から出力され
た画像データはモニタ装置に与えられ、モニタ装置の表
示画面に原画像が表示される。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、原画像の解
像度より低い解像度の再生画像を得る場合に、ＤＣＴ係
数のうちの一部のみを使用して逆ＤＣＴを行って得た画
像に基づいて第１の再生画像を生成し、当該第１の再生
画像に対して水平方向間引きおよび垂直方向間引きのう
ち、少なくとも垂直方向間引きを行って、原画像に対し
て解像度の低い第２の再生画像を生成することが考えら
れる。

【００２９】このような場合、第１の再生画像は、奇数
フィールドの水平ラインと偶数フィールドの水平ライン
とを含んでいるので、間引き後に得られる第２の再生画
像においても時間差のある画像情報を共に残すようにす
るために、奇数フィールドの水平ラインと偶数フィール
ドの水平ラインとが均等に含まれるような垂直間引きを
行うことが好ましい。しかしながらこのような垂直間引
きを行うと、得られた第２画像の各水平ラインの空間位
置の間隔は不均一となってしまう。

【００３０】この発明は、間引き後に各水平ラインの空
間位置の間隔が不均一となるような再生画像が生成され
るような垂直方向間引きが行われる動画像再生方法にお
いて、出力形式に応じた再生画像を得るためのフォーマ
ット変換時に、水平ライン数の変換と各水平ラインの空
間位置の間隔をほぼ均一にするための空間位置補正とを
同時に行うようにした動画像再生方法を提供することを
目的とする。

【００３１】この発明は、間引き後に各水平ラインの空
間位置の間隔が不均一となるような再生画像が生成され
るような垂直方向間引きが行われる動画像再生方法にお
いて、各水平ラインの空間位置の間隔がほぼ均一となる
ような再生画像が生成しやすくなる動画像再生方法を提
供することを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】この発明による第１の動
画像復号化方法は、ＭＰＥＧ方式によって圧縮符号化さ
れた信号を復号化する動画像復号化方法であって、ＤＣ
Ｔ係数のうちの一部のみを使用して逆ＤＣＴを行って得
た画像に基づいて第１の再生画像を生成する第１ステッ
プ、当該第１の再生画像に対して水平方向間引きおよび
垂直方向間引きのうちの少なくとも垂直方向間引きを行
って、原画像に対して解像度の低い第２の再生画像を生
成する第２ステップ、第２の再生画像を所定の出力形式
に合わせてフォーマット変換して第３の再生画像を生成
する第３ステップを備え、第２ステップでは、間引き後
に得られる第２の再生画像の奇数フィールドの水平ライ
ン数と偶数フィールドの水平ライン数とがほぼ等しくな
るように、第１の再生画像に対して、水平方向間引きお
よび垂直方向間引きのうちの少なくとも垂直方向間引き
を行い、第３ステップでは、フォーマット変換後に得ら
れる第３の再生画像の各水平ラインの空間位置の間隔が
均等となるように、第２の再生画像に対してフォーマッ
ト変換を行うことを特徴とする。

【００３３】第２ステップで行う垂直方向間引きの間引
き率が１／２である場合には、第１の再生画像の水平ラ
インを２本単位おきに２本単位ずつ間引くといった垂直
方向間引きが行われる。

【００３４】この発明による第２の動画像復号化方法
は、ＭＰＥＧ方式によって圧縮符号化された信号を復号
化する動画像復号化方法であって、ＤＣＴ係数のうちの
一部のみを使用して逆ＤＣＴを行って得た画像に基づい
て第１の再生画像を生成する第１ステップ、当該第１の
再生画像に対して水平方向間引きおよび垂直方向間引き
のうちの少なくとも垂直方向間引きを行って、原画像に
対して解像度の低い第２の再生画像を生成する第２ステ
ップ、および第２の再生画像に対して空間位置補正を行
って第３の再生画像を生成する第３ステップを備え、第
２ステップでは、間引き後に得られる第２の再生画像の
奇数フィールドの水平ライン数と偶数フィールドの水平
ライン数とがほぼ等しくなるように、第１の再生画像に
対して、水平方向間引きおよび垂直方向間引きのうちの
少なくとも垂直方向間引きを行い、第３ステップでは、
空間位置補正後に得られる第３の再生画像の各水平ライ
ンの空間位置の間隔がほぼ均等にとなるように、第２の
再生画像に対して空間位置補正を行うことを特徴とす
る。

【００３５】第２ステップで行う垂直方向間引きの間引
き率が１／２である場合には、第１の再生画像の水平ラ
インを２本単位おきに２本単位ずつ間引くといった垂直
方向間引きが行われる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
をＭＰＥＧ復号器に適用した場合の実施の形態について
説明する。

【００３７】〔１〕第１の実施の形態の説明

【００３８】以下、図１〜図５を参照して、この発明の
第１の実施の形態について説明する。

【００３９】図１は、ＭＰＥＧ復号器の構成を示してい
る。

【００４０】変換係数の可変長符号は、可変長復号化器
１に送られる。マクロブロック・タイプを含む制御信号
はＣＰＵ２０に送られる。動きベクトルの可変長符号
は、可変長復号化器１０に送られて復号化される。可変
長復号化器１０によって得られた動きベクトルは、ベク
トル値変換回路１１に送られ、動きベクトルの水平方向
および垂直方向の大きさがそれぞれ１／２になるように
変換される。

【００４１】ベクトル値変換回路１１によって水平方向
および垂直方向の大きさがそれぞれ１／２になるように
変換された動きベクトルは、第１参照画像用メモリ７お
よび第２参照画像用メモリ８に、参照画像の切り出し位
置を制御するための制御信号として送られる。

【００４２】可変長復号化器１は、変換係数の可変長符
号を復号化する。逆量子化器２は、可変長復号化器１か
ら得られた変換係数（量子化されたＤＣＴ係数）を逆量
子化してＤＣＴ係数に変換する。水平高域係数除去回路
（係数削減回路）３は、図２（ａ）に示すように、逆量
子化器２で生成されたＤＣＴ係数列を８（水平方向画素
数）×８（垂直方向画素数）のサブブロック単位に対応
する８×８のＤＣＴ係数Ｆ（ｕ，ｖ）（ただし、ｕ＝
０，１，…７、ｖ＝０，１，…７）に戻すとともに、各
サブブロックの水平周波数の高域部分のＤＣＴ係数を除
去して、図２（ｂ）に示すように４（水平周波数方向
ｕ）×８（垂直周波数方向ｖ）の数のＤＣＴ係数Ｆ
（ｕ，ｖ）（ただし、ｕ＝０，１，…３、ｖ＝０，１，
…７）に変換する。

【００４３】逆ＤＣＴ回路４は、水平高域係数除去回路
３で生成された４×８の数のＤＣＴ係数に、数式３で示
すような４×８の逆ＤＣＴを施して、図２（ｃ）に示す
ような元のサブブロック単位のデータが水平方向に１／
２に圧縮された４（水平方向画素数）×８（垂直方向画
素数）のデータ数からなるデータｆ（ｉ，ｊ）（ただ
し、ｉ＝０，１，…３、ｊ＝０，１，…７）を生成す
る。

【００４４】

【数３】

【００４５】また、このようにして得られた１つのマク
ロブロックを構成する４つのサブブロック単位に対応す
る画像データに基づいて水平方向が１／２に圧縮された
８×１６の１つのマクロブロック単位の再生画像データ
または予測誤差データを生成する。したがって、逆ＤＣ
Ｔ回路４によって得られるマクロブロック単位のデータ
量は、原画像のマクロブロック単位の画像データ量の半
分となる。

【００４６】逆ＤＣＴ回路４によって生成された水平方
向が１／２に圧縮された８×１６のマクロブロック単位
の予測誤差データには、そのマクロブロック・タイプに
応じた参照画像データ（水平方向が１／２に圧縮された
８×１６のマクロブロック単位の参照画像データ）が加
算器５によって加算され、再生画像データが生成され
る。参照画像データは、スイッチ１３を介して加算器５
に送られる。ただし、逆ＤＣＴ回路４から出力された画
像データがフレーム内予測符号に対する再生画像データ
である場合には、参照画像データは加算されない。

【００４７】逆ＤＣＴ回路４または加算器５によって得
られた水平方向が１／２に圧縮された８×１６のマクロ
ブロック単位の第１の再生画像データは、垂直間引回路
２１に送られる。垂直間引回路２１は、送られてきた８
×１６のマクロブロック単位の第１の再生画像データ
を、垂直方向に１／２に間引くことにより、８×８のマ
クロブロック単位の第２の再生画像データに変換する。

【００４８】垂直間引回路２１による垂直方向間引き
は、図３に示すように、第１の再生画像データの水平ラ
インを２本単位おきに２本単位ずつ間引くことにより行
われる。逆ＤＣＴ回路４または加算器５によって得られ
た８×１６のマクロブロック単位の第１の再生画像デー
タでは、図３（ａ）に示すように奇数フィールドの水平
ライン（実線で示す）と偶数フィールドの水平ライン
（破線で示す）とが垂直方向に交互に現れる。そこで、
間引き後の画像において奇数フィールドの水平ラインと
偶数フィールドの水平ラインとが均等に含まれるように
するために、図３（ｂ）に示すように、第１の再生画像
データの水平ラインを２本単位おきに２本単位ずつ間引
いているのである。

【００４９】これにより、水平方向が１／２に圧縮され
た８×１６のマクロブロック単位の第１の再生画像デー
タは、水平および垂直の両方がそれぞれ１／２に圧縮さ
れた８×８のマクロブロック単位の第２の再生画像デー
タに変換される。したがって、垂直間引回路２１によっ
て得られるマクロブロック単位の画像データ量は、原画
像のマクロブロック単位の画像データ量の１／４とな
る。

【００５０】垂直間引回路２１によって得られたマクロ
ブロック単位の再生画像データが、Ｂピクチャに対する
再生画像データである場合には、その再生画像データは
スイッチ１４に送られる。

【００５１】垂直間引回路２１によって得られたマクロ
ブロック単位の再生画像データが、ＩピクチャまたはＰ
ピクチャに対する再生画像データである場合には、その
再生画像データはスイッチ１２を介して第１参照画像用
メモリ７または第２参照画像用メモリ８に格納される。
第１参照画像用メモリ７または第２参照画像用メモリ８
に格納される画像データ量は従来の１／４となる。スイ
ッチ１２は、ＣＰＵ２０によって制御される。

【００５２】第１垂直内挿回路２２は、第１参照画像用
メモリ７から読み出された８×８のマクロブロック単位
の参照画像データに対して、垂直方向の内挿を行って、
つまり垂直間引回路２１によって間引かれた水平ライン
を補間して、８×１６のマクロブロック単位の参照画像
データを生成する。

【００５３】第２垂直内挿回路２３は、第２参照画像用
メモリ８から読み出された８×８のマクロブロック単位
の参照画像データに対して、垂直方向の内挿を行って、
つまり垂直間引回路２１によって間引かれた水平ライン
を補間して、８×１６のマクロブロック単位の参照画像
データを生成する。

【００５４】平均化部９は、第１垂直内挿回路２２およ
び第２垂直内挿回路２３から読出された画像データを平
均して、内挿的フレーム間予測符号化に用いられる８×
１６のマクロブロック単位の参照画像データを生成す
る。

【００５５】スイッチ１３は、ＣＰＵ２０によって次の
ように制御される。逆ＤＣＴ回路４から出力されたデー
タがフレーム内予測符号化に対する再生画像データであ
る場合には、スイッチ１３の共通端子が接地端子に切り
換えられる。

【００５６】逆ＤＣＴ回路４から出力されたデータが順
方向フレーム間予測符号に対する予測誤差データである
場合または逆方向フレーム間予測符号に対する予測誤差
データである場合には、スイッチ１３の共通端子が第１
垂直内挿回路２２からの参照画像データが送られる端子
または第２垂直内挿回路２３からの参照画像データが送
られる端子のいずれか一方を選択するように切り換えら
れる。

【００５７】逆ＤＣＴ回路４から出力されたデータが内
挿的フレーム間予測符号に対する予測誤差データである
場合には、スイッチ１３の共通端子が平均化部９の出力
が送られる端子を選択するように切り換えられる。

【００５８】なお、参照画像用メモリ７、８から参照画
像が読み出される場合には、ベクトル値変換回路１１か
らの動きベクトルに基づいて、その切り出し位置が制御
される。ベクトル値変換回路１１によって動きベクトル
の水平方向および垂直方向の大きさが１／２に変換され
ているのは、垂直間引回路２１から参照画像用メモリ
７、８に送られるマクロブロック単位の画像データが水
平および垂直方向にそれぞれ１／２に圧縮されたものと
なっているためである。

【００５９】スイッチ１４は、垂直間引回路２１からス
イッチ１４に送られてきたＢピクチャに対する第２の再
生画像データ、参照画像用メモリ７に格納されたＩピク
チャまたはＰピクチャに対する第２の再生画像データ、
参照画像用メモリ８に格納されたＩピクチャまたはＰピ
クチャに対する第２の再生画像データが原画像の順序と
同じ順番で出力されるようにＣＰＵ２０によって制御さ
れる。スイッチ１４から出力された第２の再生画像デー
タは、フォーマット変換回路１５によってモニタ装置の
水平および垂直走査線数に対応するようにフォーマット
変換されることにより、第３の再生画像データが得られ
る。そして、得られた第３の再生画像データは、モニタ
装置に送られる。

【００６０】フォーマット変換回路１５は、フォーマッ
ト変換後に得られる第３の再生画像データの各水平ライ
ンの空間位置の間隔が均等となるように、第２の再生画
像データに対してフォーマット変換を行う。つまり、フ
ォーマット変換回路１５は、形式変換と空間位置補正と
を同時に行う。

【００６１】たとえば、第２の再生画像データの水平ラ
イン数が５４０本であり、フォーマット変換後に得られ
る第３の再生画像データの水平ライン数が４８０本であ
る場合を例にとって説明する。

【００６２】図４は、水平ライン数が５４０本の第２の
再生画像データを、水平ライン数が４８０本である第３
の再生画像データにフォーマット変換する方法を示して
いる。図４では、奇数フィールドにおける水平ラインは
実線で表されており、偶数フィールドにおける水平ライ
ンは破線で表されている。

【００６３】図４（ａ）は、第２の再生画像データを示
している。第２の再生画像の奇数ラインはＡＯ_n （ただ
し、ｎ＝１，２，…）で表されており、第２の再生画像
の偶数ラインはＡＥ_m （ただし、ｍ＝１，２，…）で表
されている。

【００６４】図４（ｂ）は、第２の再生画像データに対
してフォーマット変換された後の第３の再生画像データ
を示している。第３の再生画像の奇数ラインはＢＯ
_n （ただし、ｎ＝１，２，…）で表されており、第３の
再生画像の偶数ラインはＢＥ_m （ただし、ｍ＝１，２，
…）で表されている。

【００６５】５４０ラインを４８０ラインに変換する場
合、ライン本数が９／１０になるので、図４に示すよう
に、第２の再生画像の隣り合う奇数ライン間隔および隣
り合う偶数ライン間隔を８ｄとし、隣り合う奇数ライン
と偶数ラインとの間隔を２ｄとすると、第３の再生画像
の隣り合う奇数ライン間隔および隣り合う偶数ライン間
隔は９ｄとなり、隣り合う奇数ラインと偶数ラインとの
間隔は４ｄまたは５ｄとなる。

【００６６】第３の再生画像の各奇数ラインＢＯ_n 上の
画素値は、第２の再生画像の奇数ラインＡＯ_n 上の画素
値を補間することによって得られる。同様に、第３の再
生画像の各偶数ラインＢＥ_m 上の画素値は、第２の再生
画像の偶数ラインＡＥ_m 上の画素値を補間することによ
って得られる。

【００６７】第３の再生画像の注目奇数ライン上の各画
素値は、注目奇数ラインから垂直方向に±α・ｄ（ただ
し、αは表１に示されているように０〜７の値をとる）
離れた位置の第２の再生画像の１本または２本の奇数ラ
イン上の対応する位置の画素値と、αに応じた係数値Ｚ
（α）とに基づいて求められる。

【００６８】第３の再生画像の注目偶数ライン上の各画
素値は、注目偶数ラインから垂直方向に±α・ｄ（ただ
し、αは表１に示されている値をとる）離れた位置の第
２の再生画像の１本または２本の偶数ライン上の対応す
る画素値と、αに応じた係数値Ｚ（α）とに基づいて求
められる。

【００６９】表１にαとＺ（α）との関係を示す。

【００７０】

【表１】

【００７１】つまり、第３の再生画像における注目奇数
ラインに対して垂直方向距離が±α・ｄである第２の再
生画像の奇数ラインに対する係数値はＺ（α）となる。
第３の再生画像における注目奇数ラインに対して、垂直
方向距離が±α・ｄである第２の再生画像の奇数ライン
は、１本または２本である。

【００７２】第３の再生画像における注目奇数ラインに
対して垂直方向距離が±α・ｄである第２の再生画像の
奇数ラインが１本である場合とは、注目奇数ラインがた
とえばＢ１である場合のように、注目奇数ラインに対し
て垂直方向距離が０（α＝０）である第２の再生画像の
奇数ラインが存在する場合である。この場合には、当該
注目奇数ライン上の各画素値は、当該注目奇数ラインに
対して垂直方向距離が０（α＝０）である第２の再生画
像の奇数ライン上の対応する位置の画素値と同一とな
る。

【００７３】第３の再生画像における注目奇数ラインに
対して垂直方向距離が±α・ｄである第２の再生画像の
奇数ラインが２本である場合とは、注目奇数ラインがた
とえばＢ３である場合のように、注目奇数ラインに対し
て垂直方向距離が１ｄ〜７ｄの範囲である第２の再生画
像の１本の奇数ライン（以下、第１番目の奇数ラインと
いう）と、注目奇数ラインに対して垂直方向距離が−７
ｄ〜−１ｄの範囲である第２の再生画像の１本の奇数ラ
イン（以下、第２番目の奇数ラインという）が存在する
場合である。

【００７４】この場合には、当該注目奇数ライン上の各
画素値は、注目奇数ラインに対して垂直方向距離が１ｄ
〜７ｄの範囲である第２の再生画像の１本の奇数ライン
上の対応する位置の画素値に係数値Ｚ（α）が乗算され
た値と、注目奇数ラインに対して垂直方向距離が−７ｄ
〜−１ｄの範囲である第２の再生画像の１本の奇数ライ
ン上の対応する位置の画素値に係数値Ｚ（α）が乗算さ
れた値との和となる。第３の再生画像における注目偶数
ライン上の各画素値も、同様にして求められる。

【００７５】図５は、水平ライン数が５４０本の第２の
再生画像データを、水平ライン数が４３２本である第３
の再生画像データにフォーマット変換する方法を示して
いる。図５では、奇数フィールドにおける水平ラインは
実線で表されており、偶数フィールドにおける水平ライ
ンは破線で表されている。

【００７６】図５（ａ）は、第２の再生画像データを示
している。第２の再生画像の奇数ラインはＡＯ_n （ただ
し、ｎ＝１，２，…）で表されており、第２の再生画像
の偶数ラインはＡＥ_m （ただし、ｍ＝１，２，…）で表
されている。

【００７７】図５（ｂ）は、第２の再生画像データに対
してフォーマット変換された後の第３の再生画像データ
を示している。第３の再生画像の奇数ラインはＢＯ
_n （ただし、ｎ＝１，２，…）で表されており、第３の
再生画像の偶数ラインはＢＥ_m （ただし、ｍ＝１，２，
…）で表されている。

【００７８】５４０ラインを４３２ラインに変換する場
合、ライン本数が８／１０になるので、図５に示すよう
に、第２の再生画像の隣り合う奇数ライン間隔および隣
り合う偶数ライン間隔を８ｄとし、隣り合う奇数ライン
と偶数ラインとの間隔を２ｄとすると、第３の再生画像
の隣り合う奇数ライン間隔および隣り合う偶数ライン間
隔は１０ｄとなり、隣り合う奇数ラインと偶数ラインと
の間隔は５ｄとなる。

【００７９】このように、第３の再生画像の各水平ライ
ンの空間位置は図４とは異なるが、第３の再生画像の各
水平ライン上の各画素値を求める補間方法は図４で説明
した補間方法と同じである。

【００８０】つまり、第３の再生画像の注目奇数ライン
上の各画素値は、注目奇数ラインから垂直方向に±α・
ｄ（ただし、αは上記表１に示されているように０〜７
の値をとる）離れた位置の第２の再生画像の１本または
２本の奇数ライン上の対応する位置の画素値と、αに応
じた係数値Ｚ（α）とに基づいて求められる。

【００８１】また、第３の再生画像の注目偶数ライン上
の各画素値は、注目偶数ラインから垂直方向に±α・ｄ
（ただし、αは上記表１に示されている値をとる）離れ
た位置の第２の再生画像の１本または２本の偶数ライン
上の対応する画素値と、αに応じた係数値Ｚ（α）とに
基づいて求められる。

【００８２】〔２〕第２の実施の形態の説明

【００８３】以下、図６〜図８を参照して、この発明の
第２の実施の形態について説明する。

【００８４】図６は、ＭＰＥＧ復号器の構成を示してい
る。図６において、図１と同じものには同じ符号を付し
てその説明を省略する。

【００８５】このＭＰＥＧ復号器では、図１のＭＰＥＧ
復号器に比べて、フォーマット変換回路３２の前段に空
間位置補正回路３１が設けられている点が異なってい
る。また、空間位置補正回路３１が設けられたことにと
もなって、フォーマット変換回路３２によるフォーマッ
ト変換動作も異なる。

【００８６】空間位置補正回路３１は、スイッチ１４を
介して送られてきた第２の再生画像に対して、図７また
は図８に示すような垂直方向の空間位置補正を行って、
各水平ラインの空間位置間隔が均等となるような第３の
再生画像を生成する。

【００８７】図７は奇数フィールドおよび偶数フィール
ドのうち、一方のフィールドに対する水平ラインのみを
空間位置補正する場合を示し、図８は両フィールドに対
する水平ラインを空間位置補正する場合を示している。
図７（ａ）および図８（ａ）は、第２の再生画像データ
を示している。図７（ｂ）および図８（ｂ）は、第２の
再生画像データに対してフォーマット変換された後の第
３の再生画像データを示している。図７および図８にお
いて、奇数フィールドにおける水平ラインは実線で表さ
れており、偶数フィールドにおける水平ラインは破線で
表されている。

【００８８】図７および図８において、第２の再生画像
の奇数ラインをＡＯ_n （ただし、ｎ＝１，２，…）で表
し、第２の再生画像の偶数ラインをＡＥ_m （ただし、ｍ
＝１，２，…）で表し、第３の再生画像の奇数ラインを
ＢＯ_n （ただし、ｎ＝１，２，…）で表し、第３の再生
画像の偶数ラインをＢＥ_m （ただし、ｍ＝１，２，…）
で表すとする。

【００８９】また、第２の再生画像の奇数ラインＡＯ_n
上の位置ｉに対応する画素値をＡＯ _n （ｉ）とし、第２
の再生画像の偶数ラインＡＥ_m 上の位置ｉに対応する画
素値をＡＥ_m （ｉ）とし、第３の再生画像の奇数ライン
ＢＯ_n 上の位置ｉに対応する画素値をＢＯ_n （ｉ）と
し、第３の再生画像の偶数ラインＢＥ_m 上の位置ｉに対
応する画素値をＢＥ_m （ｉ）とする。

【００９０】図７において、ｎ＝ｋである第３の再生画
像の注目奇数ラインＢＯ_k 上の位置ｉに対応する各画素
値ＢＯ_k （ｉ）およびｍ＝ｋである第３の再生画像の注
目偶数ラインＢＥ_k 上の各画素値ＢＥ_k （ｉ）は、次の
数式４で表される。

【００９１】

【数４】

【００９２】図８において、ｎ＝ｋである第３の再生画
像の注目奇数ラインＢＯ_k 上の位置ｉに対応する各画素
値ＢＯ_k （ｉ）およびｍ＝ｋである第３の再生画像の注
目偶数ラインＢＥ_k 上の各画素値ＢＥ_k （ｉ）は、次の
数式５で表される。

【００９３】

【数５】

【００９４】フォーマット変換回路３２は、 空間位置
補正回路３１によって得られた、各水平ラインの空間位
置間隔が均等である第３の再生画像を、モニタ装置の水
平および垂直走査線数に対応するようにフォーマット変
換して、第４の再生画像を生成する。この場合にも、フ
ォーマット後に得られる第４の再生画像の各水平ライン
の空間位置間隔が均等となるようにフォーマット変換が
行われるが、フォーマット変換対象である第３の再生画
像の各水平ラインの空間位置間隔が均等となっているた
め、フォーマット変換回路３２によるフォーマット変換
処理が簡単となる。

【００９５】上記の第１または第２の実施の形態では、
ＤＣＴ係数の一部を除去した後に逆ＤＣＴを行って得た
画像に基づいて第１の再生画像を生成しているが、ＤＣ
Ｔ係数の一部を０に置換した後に逆ＤＣＴを行って得た
画像に基づいて第１の再生画像を生成するようにしても
よい。

【００９６】

【発明の効果】この発明によれば、間引き後に各水平ラ
インの空間位置の間隔が不均一となるような再生画像が
生成されるような垂直方向間引きが行われる動画像再生
方法において、出力形式に応じた再生画像を得るための
フォーマット変換時に、水平ライン数の変換と各水平ラ
インの空間位置の間隔をほぼ均一にするための空間位置
補正とを同時に行うようにした動画像再生方法が得られ
る。

【００９７】また、この発明によれば、間引き後に各水
平ラインの空間位置の間隔が不均一となるような再生画
像が生成されるような垂直方向間引きが行われる動画像
再生方法において、各水平ラインの空間位置の間隔がほ
ぼ均一となるような再生画像が生成しやすくなる動画像
再生方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態であるＭＰＥＧ復号器の構成
を示すブロック図である。

【図２】水平高域係数除去回路によって水平空間周波数
の高域部分が除去された後のＤＣＴ係数を示すととも
に、逆ＤＣＴ回路によって逆変換された後のデータを示
す模式図である。

【図３】垂直間引回路による間引処理を説明するための
模式図である。

【図４】水平ライン数が５４０本の第２の再生画像デー
タを、水平ライン数が４８０本である第３の再生画像デ
ータにフォーマット変換する方法を説明するための模式
図である。

【図５】水平ライン数が５４０本の第２の再生画像デー
タを、水平ライン数が４３２本である第３の再生画像デ
ータにフォーマット変換する方法を説明するための模式
図である。

【図６】第２の実施の形態であるＭＰＥＧ復号器の構成
を示すブロック図である。

【図７】空間位置補正回路３１によって行われる空間位
置補正を説明するための模式図である。

【図８】空間位置補正回路３１によって行われる空間位
置補正の他の例を説明するための模式図である。

【図９】従来のＭＰＥＧ復号器の構成を示すブロック図
である。

【図１０】ＭＰＥＧ符号器で行われるＤＣＴおよび従来
のＭＰＥＧ復号器で行われる逆ＤＣＴを説明するための
模式図である。

【符号の説明】 １ 可変長復号化器 ２ 逆量子化器 ３ 水平高域係数除去回路 ４ 逆ＤＣＴ回路 ５ 加算器 ７ 第１参照画像用メモリ ８ 第２参照画像用メモリ ９ 平均化部 １０ 可変長復号化器 １１ ベクトル値変換回路 １２、１３、１４ スイッチ １５、３２ フォーマット変換回路 ２０ ＣＰＵ ２１ 垂直間引回路 ２２ 第１垂直内挿回路 ２３ 第２垂直内挿回路 ３１ 空間位置補正回路

フロントページの続き (72)発明者 山下 昭彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＭＰＥＧ方式によって圧縮符号化された
   信号を復号化する動画像復号化方法であって、 ＤＣＴ係数のうちの一部のみを使用して逆ＤＣＴを行っ
   て得た画像に基づいて第１の再生画像を生成する第１ス
   テップ、 当該第１の再生画像に対して水平方向間引きおよび垂直
   方向間引きのうちの少なくとも垂直方向間引きを行っ
   て、原画像に対して解像度の低い第２の再生画像を生成
   する第２ステップ、 第２の再生画像を所定の出力形式に合わせてフォーマッ
   ト変換して第３の再生画像を生成する第３ステップを備
   え、 第２ステップでは、間引き後に得られる第２の再生画像
   の奇数フィールドの水平ライン数と偶数フィールドの水
   平ライン数とがほぼ等しくなるように、第１の再生画像
   に対して、水平方向間引きおよび垂直方向間引きのうち
   の少なくとも垂直方向間引きを行い、 第３ステップでは、フォーマット変換後に得られる第３
   の再生画像の各水平ラインの空間位置の間隔が均等とな
   るように、第２の再生画像に対してフォーマット変換を
   行うことを特徴とする動画像復号化方法。
2. 【請求項２】 ＭＰＥＧ方式によって圧縮符号化された
   信号を復号化する動画像復号化方法であって、 ＤＣＴ係数のうちの一部のみを使用して逆ＤＣＴを行っ
   て得た画像に基づいて第１の再生画像を生成する第１ス
   テップ、 当該第１の再生画像に対して水平方向間引きおよび垂直
   方向間引きのうちの少なくとも垂直方向間引きを行っ
   て、原画像に対して解像度の低い第２の再生画像を生成
   する第２ステップ、および第２の再生画像に対して空間
   位置補正を行って第３の再生画像を生成する第３ステッ
   プを備え、 第２ステップでは、間引き後に得られる第２の再生画像
   の奇数フィールドの水平ライン数と偶数フィールドの水
   平ライン数とがほぼ等しくなるように、第１の再生画像
   に対して、水平方向間引きおよび垂直方向間引きのうち
   の少なくとも垂直方向間引きを行い、 第３ステップでは、空間位置補正後に得られる第３の再
   生画像の各水平ラインの空間位置の間隔がほぼ均等にと
   なるように、第２の再生画像に対して空間位置補正を行
   うことを特徴とする動画像復号化方法。
3. 【請求項３】 第２ステップで行う垂直方向間引きの間
   引き率が１／２である場合には、第１の再生画像の水平
   ラインを２本単位おきに２本単位ずつ間引くといった垂
   直方向間引きが行われる請求項１および２のいずれかに
   記載の動画像復号化方法。