JPWO2008032660A1 - 画像復号化装置、画像復号化方法、画像復号化システム、及びシステムlsi - Google Patents
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Abstract
Description
このストリーミング方式では、伝送路にアクセスが集中する等、伝送路上に過度の通信負荷がかかること(すなわち、輻輳)により伝送遅延が生じた場合に、どのように対応するかが問題となる。伝送遅延が生じる状況下では、再生に必要な画像データが、必要な時刻に受信側に到達しない現象(受信バッファアンダーフロー)が起こり得る。
したがって、表示画像を見ているユーザは、装置の故障や通信途絶などの不安感を覚え、場合によっては、伝送路遅延による受信バッファアンダーフローが発生しているだけで正常動作しているにも関わらず、動作停止や通信切断などのコマンドを実行してしまうこともあり得る。
一方、今後、カメラ付き携帯電話における更なる動画像処理性能や通信性能の向上、広帯域無線アクセス環境の整備やカメラ、ビデオカメラ等の機器へのネットワーク機能実装によるワイヤレスネットワーク接続等により、様々な場面で、撮影された動画像がネットワークに配信され、かつ配信された動画像をリアルタイムに視聴するケース(所謂ライブ中継のような形態)が増えていくものと予測される。その際、例えばあるイベント開催時などで、ある特定の無線アクセスポイントに多数のカメラ機器が接続され、各カメラ機器により撮影された動画像がネットワークに配信されることにより輻輳状態が発生した場合に、送信される動画像データに著しい伝送遅延が起こり得る。その結果、受信側では受信バッファアンダーフローにより数秒以上、表示画像の更新が停止されることも考えられる。
表示内容のゆっくりとした変化を実現することにより、画像復号化装置が故障したり通信が途絶したりしたのではなく、“単にネットワークが混雑しているに過ぎない”という状況を、ユーザに理解させることができる。
また、前記割り当てられた数値は、画像の動きが大きいほど高くなるとしてもよい。
これにより、前記合成画像生成手段は例えば、フレームの中央に近い位置または画像の動きが大きい部分を優先的に置き換えることができるので、画像の中でユーザにとって重要と思われる部分を先に更新することができる。
その場合に、前記画像符号化データから得られる情報はピクチャタイプを示す情報であるとしてもよい。
ここで、前記画像復号化装置は、前記合成画像生成手段により新たに生成される一フレーム分の合成画像データを一時的に保持するための補助フレームメモリを備え、前記合成画像生成手段は、生成した複数の合成画像データを前記フレームメモリ及び前記補助フレームメモリに交互に記憶するとしてもよい。
ここで、前記合成画像生成手段は、前記フレームメモリに格納されている画像データをスライス単位で前記画像符号化データを復号した画像データに置き換えるとしてもよい。
ここで、画像データの置換を行う際の前記受信バッファに残存する画像符号化データの一部分のデータサイズは、前記受信バッファに残存する画像符号化データの量に応じて異なるとしてもよい。
これにより、前記合成画像生成手段は、より違和感のない合成画像データを生成することができる。
100、2201 受信バッファ
200 受信バッファ蓄積量判定部
300 復号ビデオパケット制御部
310 ビデオパケット重要度判定部
320 復号ビデオパケット判定部
400 受信バッファ制御部
500 復号化部
510 復号化対象符号化データ記憶部
520 復号化コア部
530 復号画像記憶部
101、511、2200 メモリ
102 readpointerA
103 readpointerB
104、201 remainsize
105、513 writepointer
106 加算器
107 スイッチ
202 閾値記憶部
203 判定コア部
311 ビデオパケット検出部
312 重要度テーブル記憶部
313 ビデオパケット重要度算出部
600、1300、1400 ビデオパケット毎のサーチ結果
700、2204、1301、1401 重要度テーブル
512 readpointer
531、2212 バンクA
532、2213 バンクB
901 復号画像(フレームN−1)
902 復号画像(フレームNのビデオパケット1のみ更新)
903 復号画像(フレームNのビデオパケット0のみ更新)
904 復号画像(フレームNのビデオパケット2のみ更新)
1 画像復号化システム
2 伝送路
10 画像符号化装置
11 入力画像記憶部
12 符号化部
13 送信バッファ
2000 処理装置
2100 CPU
2202 画像符号化データ蓄積量
2203 閾値
2205 受信バッファ画像符号化データ蓄積状況
2206 読み出しポインタA
2207 読み出しポインタB
2208 書き込みポインタ
2209 画像符号化データビデオパケット情報
2210 復号化対象符号化データ情報
2211 復号画像領域
(実施の形態1)
<概要>
デジタル信号処理における主要な技術の1つとして、デジタル化された情報信号を圧縮符号化する符号化技術が挙げられる。この符号化技術には、様々な規格が存在するが、特に動画像データを扱う分野においてはMPEG(Moving Picture Image Coding Experts Group)規格が主流となっている。例えば、デジタル放送システム等に利用されているMPEG−2方式や、携帯電話によるTV電話等に利用されているMPEG−4方式である。
本発明に係る画像復号化装置はその仕組みを利用して、受信バッファアンダーフローが起こったとき、あるいは受信バッファアンダーフローが起こる蓋然性が高い場合には、受信バッファに残存する画像符号化データを復号した画像データと、フレームメモリに格納されている一フレーム分の画像データとをビデオパケット単位で置き換えることにより、新たな一フレーム分の合成画像データを生成する。合成画像データは、置き換えられた画像データの占有割合が、直前に生成された合成画像データにおける置き換えられた画像データの占有割合よりも大きくなるよう、繰り返し生成され、生成された合成画像データは生成順に出力される。
ユーザは部分的に更新された画面を見ることで、通信が途絶しているのではなく混雑していると認識できると共に少なくとも装置は故障していないと判断できる。その結果、ユーザから装置の故障や通信途絶などの不安感を拭うことができる。
<構成>
図1は、本発明の実施の形態1における画像復号化装置1000の機能構成の一例を示すブロック図である。図1に示されるように、画像復号化装置1000は、受信バッファ100、受信バッファ蓄積量判定部200、復号ビデオパケット制御部300、受信バッファ制御部400、及び復号化部500を含んで構成される。
ここで画像符号化データは第1の処理単位で符号化されており、複数の第2の処理単位から構成される。第2の処理単位は少なくとも1つの第1の処理単位で構成される。本実施の形態では、画像符号化データはMPEG−4(ISO/IEC14496−2)方式で符号化された符号化データであり、第1の処理単位をマクロブロック、第2の処理単位をビデオパケットとして構成されているとする。ここでは、画像符号化データはMPEG−4方式で符号化されているものとして説明するが、特にこれに限定する必要はなく、画像圧縮技術を用いて符号化されたデータであればよい。
受信バッファ蓄積量判定部200は、受信バッファ100で管理される画像符号化データ蓄積量を取得し、取得した画像符号化データ蓄積量と予め内部に記憶している閾値とを用いて、受信バッファ100の画像符号化データ蓄積状況を判定する。判定した画像符号化データ蓄積状況を復号ビデオパケット制御部300に出力する。詳細な機能については<受信バッファ蓄積量判定部200>で説明する。
復号化部500は受信バッファ制御部400より入力された復号化対象符号化データに対し復号処理を行うと共に、復号処理で生成されなかった領域については一つ前の復号画像で代替することにより、合成画像(部分的に更新された復号画像)を生成し、出力する。
<受信バッファ100>
図2は受信バッファ100の詳細を示すブロック図である。図1と同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明は省略する。図2に示されるように、受信バッファ100は、メモリ101、readpointerA102、readpointerB103、remainsize104、writepointer105、加算器106、及びスイッチ107を含んで構成される。
図2に示される受信バッファ100のメモリ101には、図3に示される1フレーム分(フレームN)の画像符号化データがビデオパケット0(アドレス0x0100〜0x01FF)、ビデオパケット1(アドレス0x0200〜0x02FF)、ビデオパケット2(アドレス0x0300〜0x03FF)となるように格納されているものとする。
<受信バッファ蓄積量判定部200>
図4は受信バッファ蓄積量判定部200の詳細を示す機能ブロック図である。図4に示されるように、受信バッファ蓄積量判定部200はremainsize201と、閾値記憶部202と、判定コア部203とを含んで構成される。
閾値記憶部202は閾値ThA及び閾値ThBを記憶している。ここでは閾値ThAは0x0100、閾値ThBは0x0600であるものとする。
判定コア部203はremainsize201及び閾値記憶部202に記憶されている閾値ThA、閾値ThBを読み出し、それらに基づいて受信バッファ画像符号化データ蓄積状況(以下、「符号化データ蓄積状況」という)を判定し、判定結果を復号ビデオパケット制御部300へ通知する。符号化データ蓄積状況の判定に関する詳細は図11で説明する。
<復号ビデオパケット制御部300>
図5は復号ビデオパケット制御部300の詳細を示す機能ブロック図である。
ビデオパケット重要度判定部310は、ビデオパケット検出部311、重要度テーブル記憶部312、及びビデオパケット重要度算出部313を含んで構成される。
ビデオパケット検出部311は、外部より復号化タイミング信号が入力されると、受信バッファ100に対し符号化データ読み出し要求を出力する。受信バッファ100から要求に対する応答として出力される制御用データを受信すると、制御用データとして入力される画像符号化データをサーチして、画像符号化データを構成するビデオパケットを検出する。ここでは上記の通り、図2に示されるメモリ101のアドレス0x0100〜0x04FFに格納されている画像符号化データが入力される。
図6にビデオパケット検出部311でのサーチ結果を示す。図6に示されるように、ビデオパケット毎に先頭マクロブロック(MB)番号、終端マクロブロック(MB)番号、先頭アドレス、及びサイズ情報が得られる。なお、本図における先頭及び終端のマクロブロック番号は10進数で表している。
重要度テーブル記憶部312は、図7に示されるような重要度テーブルを記憶している。図7に示されるように、重要度テーブル700では、画像符号化データの1フレーム分の復号画像イメージ(各マクロブロック位置は図3と同様)において、マクロブロック単位に重要度(高:5〜低:1)が割り当てられており、かつ、画像中央に近い位置ほど高い重要度が与えられている。
具体的には、次のように重要度を算出する。まずフレームNのビデオパケット0において、先頭マクロブロック(MB)番号は0、終端マクロブロック(MB)番号は32であるので、それらに相当する重要度テーブル700の位置(MB0〜MB32)の重要度の総和を計算すると、1×11+2×11+2+3+4×7+3+2=71となる。したがって、フレームNのビデオパケット0の重要度は、71である。
復号ビデオパケット判定部320は、ビデオパケット重要度算出部313より通知されたビデオパケット毎の順位(1〜3)及び受信バッファ蓄積量判定部200より通知された符号化データ蓄積状況を基に、復号化対象符号化データを決定する。ここでは、符号化データ蓄積状況が2であるため、ビデオパケット単位での復号が可能であり、復号化対象符号化データ情報として、最も高い順位であるフレームNのビデオパケット1に関する情報を受信バッファ制御部400へ通知する。復号化対象符号化データ情報として受信バッファ制御部400へ通知するものとしては、フレームNのビデオパケット1のメモリ101上の先頭アドレス(0x0200)及びサイズ(0x0100)となる。
続いて、符号化データ蓄積状況と復号化対象符号化データ情報との関係について説明する。本実施の形態では、符号化データ蓄積状況が2、つまり、1ビデオパケット以上の符号化データ量が蓄積されていると判断されるため、復号化対象のデータ量はビデオパケット単位ということになる。もしも、符号化データ蓄積状況が3であれば、少なくとも2フレーム以上の符号化データ量が蓄積されていると判断されるため、復号化対象のデータ量は1フレーム分とする。また、符号化データ蓄積状況が1であれば、1ビデオパケットよりも少ない符号化データしか蓄積されていないので、復号化処理は行われない。
<受信バッファ制御部400>
受信バッファ制御部400は、復号ビデオパケット制御部300より通知された復号化対象符号化データ情報(フレームNビデオパケット1のメモリ101上の先頭アドレス(0x0200)及びサイズ(0x0100))を基に、受信バッファ100内のメモリ101より画像符号化データを読み出し、読み出した画像符号化データを復号化対象符号化データとして、復号化部500へ送信する。
<復号化部500>
図8は復号化部500の詳細を示すブロック図である。
復号化対象符号化データ記憶部510は、メモリ511、readpointer512、及びwritepointer513を含んで構成される。
以降の処理を簡単に説明すると、復号化部500は受信バッファ制御部400より復号化対象符号化データ(フレームNのビデオパケット0)が入力されると、当該データを復号し、バンクAに記憶されている復号画像を取り出し、取り出した復号画像の一部(フレームN−1のビデオパケット0)を、復号後の復号化対象符号化データ(フレームNのビデオパケット0)で置き換えることにより合成画像、すなわちフレームNのビデオパケット0のみ更新された復号画像を生成し、バンクBに記憶する。
図9は外部より入力される復号化タイミング信号と出力される復号画像との関係例を示す図である。図9に示されるように、時刻T−1で入力される復号化タイミング信号に対する画像復号化装置1000の一連の処理では、復号画像901(フレームN−1、画像全体が更新)が出力される。
次の時刻T+1で入力される復号化タイミング信号に対する一連の処理では、復号画像903(代替データN+1、フレームNのビデオパケット0の部分(画像上部)がさらに更新)が出力される。
<画像復号化装置1000の動作>
図10は本発明の実施の形態1における画像復号化装置1000の動作を示す処理フロー図である。
<受信バッファ蓄積量判定処理>
図11に判定コア部203における受信バッファ画像符号化データ蓄積状況判定処理フロー図を示す。
比較した結果、remainsize201が閾値ThA以上の場合は(ステップS201でNo)、remainsize201と閾値ThBとを比較する。比較した結果、閾値ThBがremainsize201より大きい場合は(ステップS203でYes)、受信バッファ画像符号化データ蓄積状況として2をセットする(ステップS204)。
ここでは上記の通り、remainsize201は0x0400、ThAは0x0100、ThBは0x0600としているため、受信バッファ画像符号化データ蓄積状況として2がセットされる。
<復号化対象符号化データ決定処理及び復号化処理>
図12、13に復号化対象符号化データ決定処理及び復号化処理に関するフロー図を示す。
取得した蓄積状況が2の場合、復号ビデオパケット判定部320はサーチ結果及び各ビデオパケットの重要度に基づき、復号化対象符号化データとなるビデオパケットを決定する。より具体的には、サーチ結果の中でフレーム番号が最も若いビデオパケットのうち最も順位の高いビデオパケットを決定する(ステップS307)。決定されたビデオパケットが受信バッファ制御部400により入力されると、復号化部500は当該ビデオパケットを復号する(ステップS308)。さらに、復号処理で生成されなかった領域については過去の復号画像で代替することにより、フレーム画像を作成する。より具体的には、一つ前の復号画像を取り出し、当該画像の一部をステップS308にて復号化されたビデオパケットで置き換えることにより、合成画像を生成する(ステップS309)。合成画像を生成した後、復号化コア部520によりフレーム画像を復号画像記憶部530に記憶した後(ステップS310)、出力する(ステップS311)。
以上のように本実施の形態によれば、受信バッファアンダーフローが発生するような状況下でも、複数の復号化処理(又は復号画像の表示処理)間隔に亘って、ビデオパケット単位で画像更新することで、表示画像の更新が一定期間停止するということを防止する又は更新が停止する期間を短くすることができる。したがって、装置の故障や通信途絶などの不安感をユーザから拭い去ることができる。さらに、ビデオパケット単位で画像更新することにより、受信バッファに画像符号化データが受信される時間を作り出すことができ、受信バッファアンダーフローが発生する確率を低減することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態は、実施の形態1における画像復号化装置と画像符号化装置とで構成される画像復号化システムに関する実施の形態である。
画像符号化装置10において、外部より入力される画像データは入力画像記憶部11へ格納される。
画像復号化装置1000は、伝送路2を介して入力された画像符号化データに対し復号処理を行うが、その実施の形態については、実施の形態1で説明した内容と同じであるため、ここでの説明は省略する。
(実施の形態3)
本実施の形態は、実施の形態1における画像復号化装置をソフトウェアで実現する場合の実施の形態である。
図15に示されるように、処理装置2000は、CPU2100と、メモリ2200とを備え、画像復号化方法の各ステップ(101〜104)における処理をCPU上で動作するプログラムとして実行し、画像復号化方法の各ステップ(101〜104)で入力、保持、参照、出力する各種データを格納する領域(受信バッファ2201、画像符号化データ蓄積量2202、閾値2203、重要度テーブル2204、受信バッファ画像符号化データ蓄積状況2205、読み出しポインタA2206、読み出しポインタB2207、書き込みポインタ2208、画像符号化データビデオパケット情報2209、復号化対象符号化データ情報2210、復号画像領域2211(バンクA2212、バンクB2213含む))をメモリ2200上に配置している。
まず、画像符号化データ蓄積ステップにおいて、外部より画像符号化データの入力がある場合には、画像符号化データを受信バッファ2201上の書き込みポインタ2208が指すアドレス領域へ格納する。
受信バッファ2201には、画像符号化データの1フレーム分(フレームN)がビデオパケット0(アドレス0x0100〜0x01FF)、ビデオパケット1(アドレス0x0200〜0x02FF)、ビデオパケット2(アドレス0x0300〜0x03FF)となるように格納されているものとする。
まず受信バッファ2201から読み出しポインタA2206により示されるアドレスの画像符号化データを読み出す。ここで、読み出しポインタA2206が指すアドレス値は初期値を0x0000とし、受信バッファ2201から画像符号化データを読み出している間、1バイト読み出す毎に読み出しポインタA2206を1インクリメントする。そして受信バッファ2201からの画像符号化データの読み出しは、読み出しポインタA2206の指すアドレス値が、書き込みポインタ2208の指すアドレス値となるまで行われる。ここでは読み出しポインタA2206は0x0100、書き込みポインタ2208は0x0500を指しているとし、読み出される画像符号化データはメモリ101のアドレス0x0100〜0x04FFに格納されているデータとなる。
次に、画像符号化データビデオパケット情報2209及び重要度テーブル2204を基に、ビデオパケット毎の重要度(順位1〜3)を決定する。ここでビデオパケット毎の重要度決定方法は、実施の形態1で示した内容と同様であり、フレームNのビデオパケット1に順位(1)、フレームNのビデオパケット0に順位(2)、フレームNビデオパケット2に順位(3)がそれぞれ割り当てられる。
復号ビデオパケット制御ステップ1103で決定された復号化対象符号化データ情報2210(フレームNのビデオパケット1の受信バッファ2201上の先頭アドレス(0x0200)及びサイズ(0x0100))を基に、受信バッファ2201より読み出しポインタB2207を用いて画像符号化データを読み出し、復号処理を行う。読み出しポインタB2207が指すアドレス値は、画像符号化データ読み出し開始時に0x0200にセットされ、受信バッファ2201から画像符号化データが読み出されている間、1バイト読み出される毎に1インクリメントされる。また画像符号化データ蓄積量2202は、受信バッファ2201から1バイト読み出される毎に1デクリメントされる。
復号処理で生成されなかった領域については一つ前の復号画像で代替することにより、合成画像(部分的に更新された復号画像)を生成する。具体的には実施の形態1で説明した通りである。
以上のように本実施の形態によれば、受信バッファアンダーフローが発生するような状況下でも、複数の復号化処理(又は復号画像の表示処理)間隔に亘って、ビデオパケット単位で画像更新することで、表示画像の更新が一定期間停止するということを防止する又は更新が停止する期間を短くすることができる。したがって、装置の故障や通信途絶などの不安感をユーザから拭い去ることができる。
(変形例1)
上記実施の形態では重要度テーブルとして、画像中央に近い位置ほど高い重要度が与えられたテーブルを使用したが、それ以外(例えば符号量、画像の動き、マクロブロックの種別、量子化パラメータ、データの受信順など)の要素を用いて設定したテーブルを用いたり、さらにはテーブルを動的に変更したりするような構成をとっても同様の効果が得られる。
この場合、ビデオパケット検出部311は、制御用データとして入力される画像符号化データをサーチして、画像符号化データを構成するビデオパケットを検出する際に、図6に示される各ビデオパケットに関するビデオパケット先頭アドレス、先頭及び終端のマクロブロック番号、及びビデオパケットデータサイズに加え、各ビデオパケットに含まれるマクロブロックの動きベクトル(水平方向、垂直方向)を検出し、記憶する。
図16(a)にビデオパケット検出部311でのサーチ結果、図16(b)に重要度テーブル記憶部312aに記憶されている重要度テーブルを示す。
また図16(b)に示されるように、重要度テーブル1301は、動きベクトルの大きさに応じて重要度(高:5〜低:0)が割り当てられ、かつ、動きベクトルの絶対値が大きいほど高い重要度が与えられている。
具体的には、次のように重要度を算出する。まず、フレームNのビデオパケット0において、先頭マクロブロック(MB)番号は0、終端マクロブロック(MB)番号は32であり、フレームNのビデオパケット0に含まれるマクロブロック0〜32の動きベクトル(水平方向、垂直方向)はマクロブロック0〜21が(0、0)、マクロブロック22〜32が(1、−4)であることから、重要度テーブル1301に基づき動きベクトル(水平方向、垂直方向それぞれ)の重要度の総和を計算すると、0×22+0×22+1×11+2×11=33となる。したがって、フレームNのビデオパケット0の重要度は、33である。
以降の処理については、上記実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
(変形例2)
上記の変形例1では、動きベクトルに基づく重要度テーブルを用いて重要度を算出したが、フレームにおけるピクチャタイプがIピクチャである場合には動きベクトルを得ることはできない。したがって、フレームにおけるピクチャタイプがIピクチャである場合には、動きベクトルに基づく重要度テーブルを用いて重要度を算出することはできず、例えば、フレームの上部から順に更新していく等、別の基準に従いフレームを更新していく必要がある。
図17(a)に示されるように、ビデオパケット毎に先頭及び終端のマクロブロック(MB)番号、先頭アドレス、サイズ、ビデオパケットに含まれるマクロブロックの動きベクトル(水平方向、垂直方向)、及びフレームのピクチャタイプの情報が得られる。
ビデオパケット重要度算出部313はビデオパケット検出部311でのビデオパケット毎のサーチ結果1400及び重要度テーブル記憶部312a、bに記憶されている重要度テーブル1301及び1401を基に、ビデオパケット毎の重要度を算出する。
Iピクチャ以外のピクチャであった場合には、上記変形例1で示した処理と同様の処理を行う。
一方、サーチ結果1400より現在のフレームがIピクチャであった場合には、重要度テーブル1401を用いて、以下の手順によりビデオパケット毎の重要度を決定する。
これにより、現在のフレームがIピクチャである場合であっても、重要度テーブル1401に基づいて重要度を算出することができるので、重要度を算出する際の精度を向上させることができる。
(変形例3)
上記実施の形態では、閾値記憶部202に閾値を2つ設けたが、3つ以上設けてもよい。例えば、閾値を3つ設けて、閾値Thaを0x0100、閾値Thbを0x0200、閾値Thcを0x0300とする。符号化データの蓄積量が閾値Tha未満であれば符号化データ蓄積状況は1がセットされ、閾値Tha以上閾値Thb未満であれば符号化データ蓄積状況は2がセットされ、閾値Thb以上閾値Thc未満であれば符号化データ蓄積状況は3がセットされ、閾値Thc以上であれば符号化データ蓄積状況は4がセットされるとする。このとき、符号化データ蓄積状況が1の時は復号化対象符号化データを画像更新しない。また、符号化データ蓄積状況が2の時はビデオパケット1つ毎に、符号化データ蓄積状況が3の時はビデオパケット2つ毎に、符号化データ蓄積状況が4の時はフレーム毎に、復号化対象符号化データとすることができ、符号化データの蓄積状況に応じて画像を更新することができる。
(補足)
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、CD−ROM、MO、DVD、DVD−ROM、DVD−RAM、BD(Blu−ray Disc)、半導体メモリなど、に記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号であるとしてもよい。
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリとを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムに従って動作するとしてもよい。
(2)本発明は、画像復号化装置の制御を行うLSIとしても実施可能である。このようなLSIは、図1に示す各機能ブロックを集積化することで実現できる。これらの機能ブロックは、個別にLSI化されても良いし、一部または全てを含むシステムLSIとして実現してもよい。
また、受信したビデオパケットの分だけ(例えばビデオパケット0と1を受信している場合はビデオパケット0と1の2つ)を画像更新するようにしてもよい。これより、1画像に近い単位で画像を更新することができ、ユーザにさらに不安感を与えない画像復号化装置を提供できる。
(4)上記実施の形態では、第1の処理単位をマクロブロック、第2の処理単位をビデオパケットとして構成されているが、第1の処理単位をブロック、第2の処理単位をマクロブロックとした構成であっても同様の効果が得られる。第2の処理単位をマクロブロックとする場合には、第2の処理単位をビデオパケットとする場合と比べて、受信バッファにより少ない画像符号化データしか蓄積されていない場合に蓋然性が高いと判定してもよい。
(6)上記実施の形態では、図12に示されるステップS305において肯定的な判定がなされる度に、当該フレームにおける全てのビデオパケットが復号されるまでビデオパケット単位の復号が行われる構成としたが、ステップS305において肯定的な判定がなされた場合であっても、ステップS304において取得した画像符号化データ蓄積状況が3である場合には、当該フレームを構成する残りのビデオパケットをまとめて復号してもよい。
(8)上記課題を解決するための手段に記載のフレームメモリ、判定手段、合成画像生成手段、及び出力手段は実施の形態におけるバンクAあるいはB、受信バッファ蓄積量判定部、復号化コア部、及び復号画像記憶部にそれぞれ対応する。
このストリーミング方式では、伝送路にアクセスが集中する等、伝送路上に過度の通信負荷がかかること(すなわち、輻輳)により伝送遅延が生じた場合に、どのように対応するかが問題となる。伝送遅延が生じる状況下では、再生に必要な画像データが、必要な時刻に受信側に到達しない現象(受信バッファアンダーフロー)が起こり得る。
したがって、表示画像を見ているユーザは、装置の故障や通信途絶などの不安感を覚え、場合によっては、伝送路遅延による受信バッファアンダーフローが発生しているだけで正常動作しているにも関わらず、動作停止や通信切断などのコマンドを実行してしまうこともあり得る。
一方、今後、カメラ付き携帯電話における更なる動画像処理性能や通信性能の向上、広帯域無線アクセス環境の整備やカメラ、ビデオカメラ等の機器へのネットワーク機能実装によるワイヤレスネットワーク接続等により、様々な場面で、撮影された動画像がネットワークに配信され、かつ配信された動画像をリアルタイムに視聴するケース(所謂ライブ中継のような形態)が増えていくものと予測される。その際、例えばあるイベント開催時などで、ある特定の無線アクセスポイントに多数のカメラ機器が接続され、各カメラ機器により撮影された動画像がネットワークに配信されることにより輻輳状態が発生した場合に、送信される動画像データに著しい伝送遅延が起こり得る。その結果、受信側では受信バッファアンダーフローにより数秒以上、表示画像の更新が停止されることも考えられる。
表示内容のゆっくりとした変化を実現することにより、画像復号化装置が故障したり通信が途絶したりしたのではなく、“単にネットワークが混雑しているに過ぎない”という状況を、ユーザに理解させることができる。
また、前記割り当てられた数値は、画像の動きが大きいほど高くなるとしてもよい。
これにより、前記合成画像生成手段は例えば、フレームの中央に近い位置または画像の動きが大きい部分を優先的に置き換えることができるので、画像の中でユーザにとって重要と思われる部分を先に更新することができる。
その場合に、前記画像符号化データから得られる情報はピクチャタイプを示す情報であるとしてもよい。
ここで、前記画像復号化装置は、前記合成画像生成手段により新たに生成される一フレーム分の合成画像データを一時的に保持するための補助フレームメモリを備え、前記合成画像生成手段は、生成した複数の合成画像データを前記フレームメモリ及び前記補助フレームメモリに交互に記憶するとしてもよい。
ここで、前記合成画像生成手段は、前記フレームメモリに格納されている画像データをスライス単位で前記画像符号化データを復号した画像データに置き換えるとしてもよい。
ここで、画像データの置換を行う際の前記受信バッファに残存する画像符号化データの一部分のデータサイズは、前記受信バッファに残存する画像符号化データの量に応じて異なるとしてもよい。
これにより、前記合成画像生成手段は、より違和感のない合成画像データを生成することができる。
(実施の形態1)
<概要>
デジタル信号処理における主要な技術の1つとして、デジタル化された情報信号を圧縮符号化する符号化技術が挙げられる。この符号化技術には、様々な規格が存在するが、特に動画像データを扱う分野においてはMPEG(Moving Picture Image Coding Experts Group)規格が主流となっている。例えば、デジタル放送システム等に利用されているMPEG−2方式や、携帯電話によるTV電話等に利用されているMPEG−4方式である。
本発明に係る画像復号化装置はその仕組みを利用して、受信バッファアンダーフローが起こったとき、あるいは受信バッファアンダーフローが起こる蓋然性が高い場合には、受信バッファに残存する画像符号化データを復号した画像データと、フレームメモリに格納されている一フレーム分の画像データとをビデオパケット単位で置き換えることにより、新たな一フレーム分の合成画像データを生成する。合成画像データは、置き換えられた画像データの占有割合が、直前に生成された合成画像データにおける置き換えられた画像データの占有割合よりも大きくなるよう、繰り返し生成され、生成された合成画像データは生成順に出力される。
ユーザは部分的に更新された画面を見ることで、通信が途絶しているのではなく混雑していると認識できると共に少なくとも装置は故障していないと判断できる。その結果、ユーザから装置の故障や通信途絶などの不安感を拭うことができる。
<構成>
図1は、本発明の実施の形態1における画像復号化装置1000の機能構成の一例を示すブロック図である。図1に示されるように、画像復号化装置1000は、受信バッファ100、受信バッファ蓄積量判定部200、復号ビデオパケット制御部300、受信バッファ制御部400、及び復号化部500を含んで構成される。
ここで画像符号化データは第1の処理単位で符号化されており、複数の第2の処理単位から構成される。第2の処理単位は少なくとも1つの第1の処理単位で構成される。本実施の形態では、画像符号化データはMPEG−4(ISO/IEC14496−2)方式で符号化された符号化データであり、第1の処理単位をマクロブロック、第2の処理単位をビデオパケットとして構成されているとする。ここでは、画像符号化データはMPEG−4方式で符号化されているものとして説明するが、特にこれに限定する必要はなく、画像圧縮技術を用いて符号化されたデータであればよい。
受信バッファ蓄積量判定部200は、受信バッファ100で管理される画像符号化データ蓄積量を取得し、取得した画像符号化データ蓄積量と予め内部に記憶している閾値とを用いて、受信バッファ100の画像符号化データ蓄積状況を判定する。判定した画像符号化データ蓄積状況を復号ビデオパケット制御部300に出力する。詳細な機能については<受信バッファ蓄積量判定部200>で説明する。
復号化部500は受信バッファ制御部400より入力された復号化対象符号化データに対し復号処理を行うと共に、復号処理で生成されなかった領域については一つ前の復号画像で代替することにより、合成画像(部分的に更新された復号画像)を生成し、出力する。
<受信バッファ100>
図2は受信バッファ100の詳細を示すブロック図である。図1と同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明は省略する。図2に示されるように、受信バッファ100は、メモリ101、readpointerA102、readpointerB103、remainsize104、writepointer105、加算器106、及びスイッチ107を含んで構成される。
図2に示される受信バッファ100のメモリ101には、図3に示される1フレーム分(フレームN)の画像符号化データがビデオパケット0(アドレス0x0100〜0x01FF)、ビデオパケット1(アドレス0x0200〜0x02FF)、ビデオパケット2(アドレス0x0300〜0x03FF)となるように格納されているものとする。
<受信バッファ蓄積量判定部200>
図4は受信バッファ蓄積量判定部200の詳細を示す機能ブロック図である。図4に示されるように、受信バッファ蓄積量判定部200はremainsize201と、閾値記憶部202と、判定コア部203とを含んで構成される。
閾値記憶部202は閾値ThA及び閾値ThBを記憶している。ここでは閾値ThAは0x0100、閾値ThBは0x0600であるものとする。
判定コア部203はremainsize201及び閾値記憶部202に記憶されている閾値ThA、閾値ThBを読み出し、それらに基づいて受信バッファ画像符号化データ蓄積状況(以下、「符号化データ蓄積状況」という)を判定し、判定結果を復号ビデオパケット制御部300へ通知する。符号化データ蓄積状況の判定に関する詳細は図11で説明する。
<復号ビデオパケット制御部300>
図5は復号ビデオパケット制御部300の詳細を示す機能ブロック図である。
ビデオパケット重要度判定部310は、ビデオパケット検出部311、重要度テーブル記憶部312、及びビデオパケット重要度算出部313を含んで構成される。
ビデオパケット検出部311は、外部より復号化タイミング信号が入力されると、受信バッファ100に対し符号化データ読み出し要求を出力する。受信バッファ100から要求に対する応答として出力される制御用データを受信すると、制御用データとして入力される画像符号化データをサーチして、画像符号化データを構成するビデオパケットを検出する。ここでは上記の通り、図2に示されるメモリ101のアドレス0x0100〜0x04FFに格納されている画像符号化データが入力される。
図6にビデオパケット検出部311でのサーチ結果を示す。図6に示されるように、ビデオパケット毎に先頭マクロブロック(MB)番号、終端マクロブロック(MB)番号、先頭アドレス、及びサイズ情報が得られる。なお、本図における先頭及び終端のマクロブロック番号は10進数で表している。
重要度テーブル記憶部312は、図7に示されるような重要度テーブルを記憶している。図7に示されるように、重要度テーブル700では、画像符号化データの1フレーム分の復号画像イメージ(各マクロブロック位置は図3と同様)において、マクロブロック単位に重要度(高:5〜低:1)が割り当てられており、かつ、画像中央に近い位置ほど高い重要度が与えられている。
具体的には、次のように重要度を算出する。まずフレームNのビデオパケット0において、先頭マクロブロック(MB)番号は0、終端マクロブロック(MB)番号は32であるので、それらに相当する重要度テーブル700の位置(MB0〜MB32)の重要度の総和を計算すると、1×11+2×11+2+3+4×7+3+2=71となる。したがって、フレームNのビデオパケット0の重要度は、71である。
復号ビデオパケット判定部320は、ビデオパケット重要度算出部313より通知されたビデオパケット毎の順位(1〜3)及び受信バッファ蓄積量判定部200より通知された符号化データ蓄積状況を基に、復号化対象符号化データを決定する。ここでは、符号化データ蓄積状況が2であるため、ビデオパケット単位での復号が可能であり、復号化対象符号化データ情報として、最も高い順位であるフレームNのビデオパケット1に関する情報を受信バッファ制御部400へ通知する。復号化対象符号化データ情報として受信バッファ制御部400へ通知するものとしては、フレームNのビデオパケット1のメモリ101上の先頭アドレス(0x0200)及びサイズ(0x0100)となる。
続いて、符号化データ蓄積状況と復号化対象符号化データ情報との関係について説明する。本実施の形態では、符号化データ蓄積状況が2、つまり、1ビデオパケット以上の符号化データ量が蓄積されていると判断されるため、復号化対象のデータ量はビデオパケット単位ということになる。もしも、符号化データ蓄積状況が3であれば、少なくとも2フレーム以上の符号化データ量が蓄積されていると判断されるため、復号化対象のデータ量は1フレーム分とする。また、符号化データ蓄積状況が1であれば、1ビデオパケットよりも少ない符号化データしか蓄積されていないので、復号化処理は行われない。
<受信バッファ制御部400>
受信バッファ制御部400は、復号ビデオパケット制御部300より通知された復号化対象符号化データ情報(フレームNビデオパケット1のメモリ101上の先頭アドレス(0x0200)及びサイズ(0x0100))を基に、受信バッファ100内のメモリ101より画像符号化データを読み出し、読み出した画像符号化データを復号化対象符号化データとして、復号化部500へ送信する。
<復号化部500>
図8は復号化部500の詳細を示すブロック図である。
復号化対象符号化データ記憶部510は、メモリ511、readpointer512、及びwritepointer513を含んで構成される。
以降の処理を簡単に説明すると、復号化部500は受信バッファ制御部400より復号化対象符号化データ(フレームNのビデオパケット0)が入力されると、当該データを復号し、バンクAに記憶されている復号画像を取り出し、取り出した復号画像の一部(フレームN−1のビデオパケット0)を、復号後の復号化対象符号化データ(フレームNのビデオパケット0)で置き換えることにより合成画像、すなわちフレームNのビデオパケット0のみ更新された復号画像を生成し、バンクBに記憶する。
図9は外部より入力される復号化タイミング信号と出力される復号画像との関係例を示す図である。図9に示されるように、時刻T−1で入力される復号化タイミング信号に対する画像復号化装置1000の一連の処理では、復号画像901(フレームN−1、画像全体が更新)が出力される。
次の時刻T+1で入力される復号化タイミング信号に対する一連の処理では、復号画像903(代替データN+1、フレームNのビデオパケット0の部分(画像上部)がさらに更新)が出力される。
<画像復号化装置1000の動作>
図10は本発明の実施の形態1における画像復号化装置1000の動作を示す処理フロー図である。
<受信バッファ蓄積量判定処理>
図11に判定コア部203における受信バッファ画像符号化データ蓄積状況判定処理フロー図を示す。
比較した結果、remainsize201が閾値ThA以上の場合は(ステップS201でNo)、remainsize201と閾値ThBとを比較する。比較した結果、閾値ThBがremainsize201より大きい場合は(ステップS203でYes)、受信バッファ画像符号化データ蓄積状況として2をセットする(ステップS204)。
ここでは上記の通り、remainsize201は0x0400、ThAは0x0100、ThBは0x0600としているため、受信バッファ画像符号化データ蓄積状況として2がセットされる。
<復号化対象符号化データ決定処理及び復号化処理>
図12、13に復号化対象符号化データ決定処理及び復号化処理に関するフロー図を示す。
取得した蓄積状況が2の場合、復号ビデオパケット判定部320はサーチ結果及び各ビデオパケットの重要度に基づき、復号化対象符号化データとなるビデオパケットを決定する。より具体的には、サーチ結果の中でフレーム番号が最も若いビデオパケットのうち最も順位の高いビデオパケットを決定する(ステップS307)。決定されたビデオパケットが受信バッファ制御部400により入力されると、復号化部500は当該ビデオパケットを復号する(ステップS308)。さらに、復号処理で生成されなかった領域については過去の復号画像で代替することにより、フレーム画像を作成する。より具体的には、一つ前の復号画像を取り出し、当該画像の一部をステップS308にて復号化されたビデオパケットで置き換えることにより、合成画像を生成する(ステップS309)。合成画像を生成した後、復号化コア部520によりフレーム画像を復号画像記憶部530に記憶した後(ステップS310)、出力する(ステップS311)。
以上のように本実施の形態によれば、受信バッファアンダーフローが発生するような状況下でも、複数の復号化処理(又は復号画像の表示処理)間隔に亘って、ビデオパケット単位で画像更新することで、表示画像の更新が一定期間停止するということを防止する又は更新が停止する期間を短くすることができる。したがって、装置の故障や通信途絶などの不安感をユーザから拭い去ることができる。さらに、ビデオパケット単位で画像更新することにより、受信バッファに画像符号化データが受信される時間を作り出すことができ、受信バッファアンダーフローが発生する確率を低減することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態は、実施の形態1における画像復号化装置と画像符号化装置とで構成される画像復号化システムに関する実施の形態である。
画像符号化装置10において、外部より入力される画像データは入力画像記憶部11へ格納される。
画像復号化装置1000は、伝送路2を介して入力された画像符号化データに対し復号処理を行うが、その実施の形態については、実施の形態1で説明した内容と同じであるため、ここでの説明は省略する。
(実施の形態3)
本実施の形態は、実施の形態1における画像復号化装置をソフトウェアで実現する場合の実施の形態である。
図15に示されるように、処理装置2000は、CPU2100と、メモリ2200とを備え、画像復号化方法の各ステップ(101〜104)における処理をCPU上で動作するプログラムとして実行し、画像復号化方法の各ステップ(101〜104)で入力、保持、参照、出力する各種データを格納する領域(受信バッファ2201、画像符号化データ蓄積量2202、閾値2203、重要度テーブル2204、受信バッファ画像符号化データ蓄積状況2205、読み出しポインタA2206、読み出しポインタB2207、書き込みポインタ2208、画像符号化データビデオパケット情報2209、復号化対象符号化データ情報2210、復号画像領域2211(バンクA2212、バンクB2213含む))をメモリ2200上に配置している。
まず、画像符号化データ蓄積ステップにおいて、外部より画像符号化データの入力がある場合には、画像符号化データを受信バッファ2201上の書き込みポインタ2208が指すアドレス領域へ格納する。
受信バッファ2201には、画像符号化データの1フレーム分(フレームN)がビデオパケット0(アドレス0x0100〜0x01FF)、ビデオパケット1(アドレス0x0200〜0x02FF)、ビデオパケット2(アドレス0x0300〜0x03FF)となるように格納されているものとする。
まず受信バッファ2201から読み出しポインタA2206により示されるアドレスの画像符号化データを読み出す。ここで、読み出しポインタA2206が指すアドレス値は初期値を0x0000とし、受信バッファ2201から画像符号化データを読み出している間、1バイト読み出す毎に読み出しポインタA2206を1インクリメントする。そして受信バッファ2201からの画像符号化データの読み出しは、読み出しポインタA2206の指すアドレス値が、書き込みポインタ2208の指すアドレス値となるまで行われる。ここでは読み出しポインタA2206は0x0100、書き込みポインタ2208は0x0500を指しているとし、読み出される画像符号化データはメモリ101のアドレス0x0100〜0x04FFに格納されているデータとなる。
次に、画像符号化データビデオパケット情報2209及び重要度テーブル2204を基に、ビデオパケット毎の重要度(順位1〜3)を決定する。ここでビデオパケット毎の重要度決定方法は、実施の形態1で示した内容と同様であり、フレームNのビデオパケット1に順位(1)、フレームNのビデオパケット0に順位(2)、フレームNビデオパケット2に順位(3)がそれぞれ割り当てられる。
復号ビデオパケット制御ステップ1103で決定された復号化対象符号化データ情報2210(フレームNのビデオパケット1の受信バッファ2201上の先頭アドレス(0x0200)及びサイズ(0x0100))を基に、受信バッファ2201より読み出しポインタB2207を用いて画像符号化データを読み出し、復号処理を行う。読み出しポインタB2207が指すアドレス値は、画像符号化データ読み出し開始時に0x0200にセットされ、受信バッファ2201から画像符号化データが読み出されている間、1バイト読み出される毎に1インクリメントされる。また画像符号化データ蓄積量2202は、受信バッファ2201から1バイト読み出される毎に1デクリメントされる。
復号処理で生成されなかった領域については一つ前の復号画像で代替することにより、合成画像(部分的に更新された復号画像)を生成する。具体的には実施の形態1で説明した通りである。
以上のように本実施の形態によれば、受信バッファアンダーフローが発生するような状況下でも、複数の復号化処理(又は復号画像の表示処理)間隔に亘って、ビデオパケット単位で画像更新することで、表示画像の更新が一定期間停止するということを防止する又は更新が停止する期間を短くすることができる。したがって、装置の故障や通信途絶などの不安感をユーザから拭い去ることができる。
(変形例1)
上記実施の形態では重要度テーブルとして、画像中央に近い位置ほど高い重要度が与えられたテーブルを使用したが、それ以外(例えば符号量、画像の動き、マクロブロックの種別、量子化パラメータ、データの受信順など)の要素を用いて設定したテーブルを用いたり、さらにはテーブルを動的に変更したりするような構成をとっても同様の効果が得られる。
この場合、ビデオパケット検出部311は、制御用データとして入力される画像符号化データをサーチして、画像符号化データを構成するビデオパケットを検出する際に、図6に示される各ビデオパケットに関するビデオパケット先頭アドレス、先頭及び終端のマクロブロック番号、及びビデオパケットデータサイズに加え、各ビデオパケットに含まれるマクロブロックの動きベクトル(水平方向、垂直方向)を検出し、記憶する。
図16(a)にビデオパケット検出部311でのサーチ結果、図16(b)に重要度テーブル記憶部312aに記憶されている重要度テーブルを示す。
また図16(b)に示されるように、重要度テーブル1301は、動きベクトルの大きさに応じて重要度(高:5〜低:0)が割り当てられ、かつ、動きベクトルの絶対値が大きいほど高い重要度が与えられている。
具体的には、次のように重要度を算出する。まず、フレームNのビデオパケット0において、先頭マクロブロック(MB)番号は0、終端マクロブロック(MB)番号は32であり、フレームNのビデオパケット0に含まれるマクロブロック0〜32の動きベクトル(水平方向、垂直方向)はマクロブロック0〜21が(0、0)、マクロブロック22〜32が(1、−4)であることから、重要度テーブル1301に基づき動きベクトル(水平方向、垂直方向それぞれ)の重要度の総和を計算すると、0×22+0×22+1×11+2×11=33となる。したがって、フレームNのビデオパケット0の重要度は、33である。
以降の処理については、上記実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
(変形例2)
上記の変形例1では、動きベクトルに基づく重要度テーブルを用いて重要度を算出したが、フレームにおけるピクチャタイプがIピクチャである場合には動きベクトルを得ることはできない。したがって、フレームにおけるピクチャタイプがIピクチャである場合には、動きベクトルに基づく重要度テーブルを用いて重要度を算出することはできず、例えば、フレームの上部から順に更新していく等、別の基準に従いフレームを更新していく必要がある。
図17(a)に示されるように、ビデオパケット毎に先頭及び終端のマクロブロック(MB)番号、先頭アドレス、サイズ、ビデオパケットに含まれるマクロブロックの動きベクトル(水平方向、垂直方向)、及びフレームのピクチャタイプの情報が得られる。
ビデオパケット重要度算出部313はビデオパケット検出部311でのビデオパケット毎のサーチ結果1400及び重要度テーブル記憶部312a、bに記憶されている重要度テーブル1301及び1401を基に、ビデオパケット毎の重要度を算出する。
Iピクチャ以外のピクチャであった場合には、上記変形例1で示した処理と同様の処理を行う。
一方、サーチ結果1400より現在のフレームがIピクチャであった場合には、重要度テーブル1401を用いて、以下の手順によりビデオパケット毎の重要度を決定する。
これにより、現在のフレームがIピクチャである場合であっても、重要度テーブル1401に基づいて重要度を算出することができるので、重要度を算出する際の精度を向上させることができる。
(変形例3)
上記実施の形態では、閾値記憶部202に閾値を2つ設けたが、3つ以上設けてもよい。例えば、閾値を3つ設けて、閾値Thaを0x0100、閾値Thbを0x0200、閾値Thcを0x0300とする。符号化データの蓄積量が閾値Tha未満であれば符号化データ蓄積状況は1がセットされ、閾値Tha以上閾値Thb未満であれば符号化データ蓄積状況は2がセットされ、閾値Thb以上閾値Thc未満であれば符号化データ蓄積状況は3がセットされ、閾値Thc以上であれば符号化データ蓄積状況は4がセットされるとする。このとき、符号化データ蓄積状況が1の時は復号化対象符号化データを画像更新しない。また、符号化データ蓄積状況が2の時はビデオパケット1つ毎に、符号化データ蓄積状況が3の時はビデオパケット2つ毎に、符号化データ蓄積状況が4の時はフレーム毎に、復号化対象符号化データとすることができ、符号化データの蓄積状況に応じて画像を更新することができる。
(補足)
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、CD−ROM、MO、DVD、DVD−ROM、DVD−RAM、BD(Blu−ray Disc)、半導体メモリなど、に記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号であるとしてもよい。
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリとを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムに従って動作するとしてもよい。
(2)本発明は、画像復号化装置の制御を行うLSIとしても実施可能である。このようなLSIは、図1に示す各機能ブロックを集積化することで実現できる。これらの機能ブロックは、個別にLSI化されても良いし、一部または全てを含むシステムLSIとして実現してもよい。
また、受信したビデオパケットの分だけ(例えばビデオパケット0と1を受信している場合はビデオパケット0と1の2つ)を画像更新するようにしてもよい。これより、1画像に近い単位で画像を更新することができ、ユーザにさらに不安感を与えない画像復号化装置を提供できる。
(4)上記実施の形態では、第1の処理単位をマクロブロック、第2の処理単位をビデオパケットとして構成されているが、第1の処理単位をブロック、第2の処理単位をマクロブロックとした構成であっても同様の効果が得られる。第2の処理単位をマクロブロックとする場合には、第2の処理単位をビデオパケットとする場合と比べて、受信バッファにより少ない画像符号化データしか蓄積されていない場合に蓋然性が高いと判定してもよい。
(6)上記実施の形態では、図12に示されるステップS305において肯定的な判定がなされる度に、当該フレームにおける全てのビデオパケットが復号されるまでビデオパケット単位の復号が行われる構成としたが、ステップS305において肯定的な判定がなされた場合であっても、ステップS304において取得した画像符号化データ蓄積状況が3である場合には、当該フレームを構成する残りのビデオパケットをまとめて復号してもよい。
(8)上記課題を解決するための手段に記載のフレームメモリ、判定手段、合成画像生成手段、及び出力手段は実施の形態におけるバンクAあるいはB、受信バッファ蓄積量判定部、復号化コア部、及び復号画像記憶部にそれぞれ対応する。
100、2201 受信バッファ
200 受信バッファ蓄積量判定部
300 復号ビデオパケット制御部
310 ビデオパケット重要度判定部
320 復号ビデオパケット判定部
400 受信バッファ制御部
500 復号化部
510 復号化対象符号化データ記憶部
520 復号化コア部
530 復号画像記憶部
101、511、2200 メモリ
102 readpointerA
103 readpointerB
104、201 remainsize
105、513 writepointer
106 加算器
107 スイッチ
202 閾値記憶部
203 判定コア部
311 ビデオパケット検出部
312 重要度テーブル記憶部
313 ビデオパケット重要度算出部
600、1300、1400 ビデオパケット毎のサーチ結果
700、2204、1301、1401 重要度テーブル
512 readpointer
531、2212 バンクA
532、2213 バンクB
901 復号画像(フレームN−1)
902 復号画像(フレームNのビデオパケット1のみ更新)
903 復号画像(フレームNのビデオパケット0のみ更新)
904 復号画像(フレームNのビデオパケット2のみ更新)
1 画像復号化システム
2 伝送路
10 画像符号化装置
11 入力画像記憶部
12 符号化部
13 送信バッファ
2000 処理装置
2100 CPU
2202 画像符号化データ蓄積量
2203 閾値
2205 受信バッファ画像符号化データ蓄積状況
2206 読み出しポインタA
2207 読み出しポインタB
2208 書き込みポインタ
2209 画像符号化データビデオパケット情報
2210 復号化対象符号化データ情報
2211 復号画像領域
Claims (15)
- 外部から受信する画像符号化データを受信バッファに取り込みつつ、当該受信バッファから画像符号化データを読み出して復号し画像データを出力する画像復号化装置であって、
画像データを一時的に保持するフレームメモリと、
各瞬時における受信バッファ内の画像符号化データ量もしくは画像符号化データ量の時間変化に基づいてアンダーフローが発生しているか、あるいはアンダーフローが発生する蓋然性が高いか否かを判定する判定手段と、
判定結果が肯定的な場合に、前記フレームメモリに格納されている一フレーム分の画像データを取り出すと共に、前記受信バッファに残存する画像符号化データの一部分を復号し、取り出した画像データの一部分を前記画像符号化データを復号した画像データの一部分で置き換えて、新たな一フレーム分の合成画像データを生成する合成画像生成手段と、
生成された合成画像データを出力する出力手段と、を備え、
合成画像データは、置き換えられた画像データの占有割合が、直前に生成された合成画像データにおける置き換えられた画像データの占有割合よりも大きくなるよう、繰り返し生成され、生成された合成画像データは生成順に出力される、
ことを特徴とする画像復号化装置。 - 前記外部から受信する画像符号化データは複数の所定の処理単位からなり、
画像データの置き換えは、所定の処理単位毎に行われ、
前記画像復号化装置は前記所定の処理単位毎に重要度を算出する重要度算出手段を備え、
前記合成画像生成手段は前記フレームメモリに格納されている画像データの一部分を、算出された重要度のうち最も高い重要度に対応する所定の処理単位で置き換える
ことを特徴とする請求項1記載の画像復号化装置。 - 前記所定の処理単位は第二の処理単位であり、
前記第二の処理単位は少なくとも一つの第一の処理単位で構成されており、
前記第一の処理単位毎に数値が予め割り当てられており、
各第二の処理単位における重要度は、当該第二の処理単位を構成する各第一の処理単位に割り当てられた数値を基に算出される
ことを特徴とする請求項2記載の画像復号化装置。 - 前記割り当てられた数値は、フレームの中央に近い位置ほど高くなる
ことを特徴とする請求項3記載の画像復号化装置。 - 前記割り当てられた数値は、画像の動きが大きいほど高くなる
ことを特徴とする請求項3記載の画像復号化装置。 - 前記数値は、複数のテーブルに割り当てられており、
前記重要度算出手段は、前記受信バッファに残存する画像符号化データから得られる情報に基づいて、前記複数のテーブルを動的に切り換え、重要度を算出する
ことを特徴とする請求項3記載の画像復号化装置。 - 前記画像符号化データから得られる情報はピクチャタイプを示す情報である
ことを特徴とする請求項6記載の画像符号化装置。 - 前記判定結果が否定的である場合に、前記合成画像生成手段は、前記フレームメモリに格納されている画像データを取り出すと共に、前記受信バッファに残存する一フレーム分の画像符号化データを復号し、取り出した画像データを前記画像符号化データを復号した画像データで置き換えて、新たな一フレーム分の画像データを生成する
ことを特徴とする請求項1記載の画像復号化装置。 - 前記画像復号化装置は、前記合成画像生成手段により新たに生成される一フレーム分の合成画像データを一時的に保持するための補助フレームメモリを備え、
前記合成画像生成手段は、生成した複数の合成画像データを前記フレームメモリ及び前記補助フレームメモリに交互に記憶する
ことを特徴とする請求項1記載の画像復号化装置。 - 前記合成画像生成手段は、前記フレームメモリに格納されている画像データをスライス単位で前記画像符号化データを復号した画像データに置き換える
ことを特徴とする請求項1記載の画像復号化装置。 - 画像データの置換を行う際の前記受信バッファに残存する画像符号化データの一部分のデータサイズは、前記受信バッファに残存する画像符号化データの量に応じて異なる
ことを特徴とする請求項10記載の画像復号化装置。 - 前記フレームメモリに格納されている画像データは、前記合成画像生成手段により前記受信バッファに残存する画像符号化データの一部分が復号される直前に復号された画像データである
ことを特徴とする請求項1記載の画像復号化装置。 - 画像データを符号化した後、符号化後の画像データである画像符号化データを画像復号化装置に送信する画像符号化装置と、前記画像符号化装置から送信される画像符号化データを受信バッファに取り込みつつ、当該受信バッファから画像符号化データを読み出して復号し画像データを出力する画像復号化装置とを含んで構成される画像復号化システムであって、
前記画像復号化装置は、
画像データを一時的に保持するフレームメモリと、
各瞬時における受信バッファ内の画像符号化データ量もしくは画像符号化データ量の時間変化に基づいてアンダーフローが発生しているか、あるいはアンダーフローが発生する蓋然性が高いか否かを判定する判定手段と、
判定結果が肯定的な場合に、前記フレームメモリに格納されている一フレーム分の画像データを取り出すと共に、前記受信バッファに残存する画像符号化データの一部分を復号し、取り出した画像データの一部分を前記画像符号化データを復号した画像データの一部分で置き換えて、新たな一フレーム分の合成画像データを生成する合成画像生成手段と、
生成された合成画像データを出力する出力手段と、を備え、
合成画像データは、置き換えられた画像データの占有割合が、直前に生成された合成画像データにおける置き換えられた画像データの占有割合よりも大きくなるよう、繰り返し生成され、生成された合成画像データは生成順に出力される、
ことを特徴とする画像復号化システム。 - 外部から受信する画像符号化データを受信バッファに取り込みつつ、当該受信バッファから画像符号化データを読み出して復号し画像データを出力する画像復号化方法であって、
各瞬時における受信バッファ内の画像符号化データ量もしくは画像符号化データ量の時間変化に基づいてアンダーフローが発生しているか、あるいはアンダーフローが発生する蓋然性が高いか否かを判定する判定ステップと、
判定結果が肯定的な場合に、復号済みの画像データを一時的に保持するフレームメモリに格納されている一フレーム分の画像データを取り出すと共に、前記受信バッファに残存する画像符号化データの一部分を復号し、取り出した画像データの一部分を前記画像符号化データを復号した画像データの一部分で置き換えて、新たな一フレーム分の合成画像データを生成する合成画像生成ステップと、
生成された合成画像データを出力する出力ステップと、を含み、
合成画像データは、置き換えられた画像データの占有割合が、直前に生成された合成画像データにおける置き換えられた画像データの占有割合よりも大きくなるよう、繰り返し生成され、生成された合成画像データは生成順に出力される、
ことを特徴とする画像復号化方法。 - 外部から受信する画像符号化データを受信バッファに取り込みつつ、当該受信バッファから画像符号化データを読み出して復号し画像データを出力する画像復号化装置に設けられるシステム集積回路であって、
画像データを一時的に保持するフレームメモリと、
各瞬時における受信バッファ内の画像符号化データ量もしくは画像符号化データ量の時間変化に基づいてアンダーフローが発生しているか、あるいはアンダーフローが発生する蓋然性が高いか否かを判定する判定手段と、
判定結果が肯定的な場合に、前記フレームメモリに格納されている一フレーム分の画像データを取り出すと共に、前記受信バッファに残存する画像符号化データの一部分を復号し、取り出した画像データの一部分を前記画像符号化データを復号した画像データの一部分で置き換えて、新たな一フレーム分の合成画像データを生成する合成画像生成手段と、
生成された合成画像データを出力する出力手段と、を備え、
合成画像データは、置き換えられた画像データの占有割合が、直前に生成された合成画像データにおける置き換えられた画像データの占有割合よりも大きくなるよう、繰り返し生成され、生成された合成画像データは生成順に出力される、
ことを特徴とするシステム集積回路。
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