JPH07222100A - 動画像再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮動画像情報を再生する装置に於いて、バ
ッファ３へのデ−タの入力が中断した場合でも、画像を
連続的に復号化できるようにする。 【構成】 ＣＤ−ＲＯＭ１の動画像情報を再生して符号
化デ−タのビットストリ−ムを出力する読出装置２と、
該ビットストリ−ムを格納するバッファ３と、該バッフ
ァ３のデ−タ量を監視するバッファレベル読出器６と、
該デ−タ量が或る閾値に達したと比較器７で判定される
と符号化デ−タを復号化手段（ＶＬＤ８以後）へ送り復
号化を開始させる動画像再生装置に於いて；前記符号化
デ−タを解析して前記閾値を与えるデ−タを算出するヘ
ッダ解析器５と、前記ヘッダ解析器５により算出された
デ−タに或る所定値Ｂａを加算して加算後の値を前記閾
値として前記比較器７に与える加算器１３と、を備えた
動画像再生装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＤ−ＲＯＭやディジ
タルビデオテ−プ等の記録媒体に記録されている圧縮動
画像情報を再生する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像情報をディジタルデータとして記
録媒体に記録する場合、情報量が非常に多く、そのまま
では極めて短時間のデ−タしか記録できない。このた
め、動画像情報を高能率符号化により圧縮して符号化デ
−タとして記録しておき、再生時に復号化する方式が考
えられている。

【０００３】高能率符号化方式としては、ＩＳＯで規格
化されたＭＰＥＧ（ＩＳＯ，１１１７２）と呼ばれる圧
縮方式がある。ＭＰＥＧでは、複数フレーム分のデータ
を１つのグループ（ＧＯＰ）とし、その中で、少なくと
も１フレームのデータを比較的圧縮率の低いフレーム内
圧縮符号化処理で符号化し（Ｉピクチャ）、残りのフレ
ームを比較的圧縮率の高いフレーム間圧縮符号化処理で
符号化している（Ｐピクチャ，Ｂピクチャ）。なお、高
能率符号化方式としては、他に、Ｈ．２６１やＨ．２１
１等のテレビ電話用の規格などがある。このような方式
によると、データ量は、もとのデ−タ量の数分の一から
数十分の一、場合によっては数百分の一まで、比較的高
い画質で圧縮される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＭＰＥＧ規格に従って
ＣＤ−ＲＯＭに記録されている動画像情報は、図７に示
すように、まず、ディスク読出装置２により符号化デ−
タとして読み出され、バッファ３に一時的に格納され
る。この格納は、固定レ−トＲ[bit/sec] で行われる。
次に、バッファ３内のデ−タ量が或る閾値Ｂ０（図３参
照）に達すると、バッファ読出器４による読み出しが開
始され、以後、画像レ−トで定まる時間間隔で、符号化
デ−タがバッファ３からフレ−ム単位で読み出される。
なお、バッファ３から読み出される符号化デ−タは、Ｖ
ＬＤ８で可変長符号をデコ−ドされた後、逆量子化器９
で逆量子化され、逆ＤＣＴ器１０で逆ＤＣＴ変換され、
さらに、必要に応じて加算器１１で予測器１２の出力を
加算される。また、こうして復号化された動画像デ−タ
は、外部機器へ出力される。

【０００５】上記閾値Ｂ０は、ＣＤ−ＲＯＭ１から読み
出される符号化デ−タのビデオシ−ケンスレイヤのシ−
ケンスヘッダ中でバッファサイズＢＳとして与えられて
いるパラメ−タに基づいて、ヘッダ解析器５により算出
される。この算出された閾値Ｂ０は、比較器７へ送られ
る。また、バッファ３内のデ−タ量は、バッファレベル
読出器６により読み出されて、比較器６へ送られる。比
較器６では両者が比較され、その結果、バッファ３内の
デ−タ量が上記閾値Ｂ０を越えると、その旨の情報がバ
ッファ読出器４へ送られる。これにより、バッファ読出
器４は復号化のためのデ−タの読み出しを開始する。以
後、画像レ−トで定まる時間間隔で符号化デ−タがフレ
−ム単位で読み出される。また、読み出された符号化デ
−タはＶＬＤ８側へ送られて復号化される。

【０００６】上記の如くバッファ３に対するデ−タの入
出力が行われる結果、バッファ３内のデ−タ量は図３の
ように変化する。このため、ディスク読出装置２でデ−
タの読出エラ−が発生して、バッファ３へのデ−タの入
力が中断すると、バッファ３内のデ−タが無くなって、
画像の連続再生ができなくなる場合が生ずる。本発明
は、ディスク読出装置２でのデ−タの読出エラ−の発生
等によりバッファ３へのデ−タの入力が中断した場合で
も、画像を連続的に復号化できるようにすることを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、記録媒体に記
録されている動画像情報を再生して符号化デ−タのビッ
トストリ−ムを出力する再生手段と、該ビットストリ−
ムを格納するバッファと、該バッファのデ−タ量を監視
して該デ−タ量が或る閾値に達すると復号化手段に対し
て上記符号化デ−タを送って復号化を開始させる復号化
開始制御手段とを備えた動画像再生装置に於いて；前記
符号化デ−タを解析して前記閾値を与えるデ−タを算出
するデ−タ解析手段と、前記デ−タ解析手段により算出
されたデ−タに或る所定値を加算して加算後の値を前記
閾値として前記復号化開始制御手段に与える閾値制御手
段と、を備えた動画像再生装置である。

【０００８】

【作用】記録媒体から再生される符号化デ−タに基づい
て、デ−タ解析手段により、復号化開始のための閾値を
与えるデ−タが算出される。この算出デ−タに閾値制御
手段によって或る所定値が加算され、加算後の値が上記
閾値として復号化開始制御手段に与えられる。復号化開
始制御手段は、与えられた閾値とバッファ内のデ−タ量
を比較し、その結果、バッファ内のデ−タ量が閾値を越
えると、復号化手段に対してバッファ内の符号化デ−タ
を送り、復号化を開始させる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。まず、図
２に即してＭＰＥＧの蓄積用符号化標準のデ−タ構造を
説明し、続いて、各層のヘッダ中に与えられているデ−
タについて説明する。ＭＰＥＧの動画デ−タは、下層か
ら順に、ブロック層、マクロブロック層、スライス層、
ピクチャ層、ＧＯＰ層、ビデオシ−ケンス層として構成
されており、符号化デ−タも同様の層構造に構成されて
いる。

【００１０】ブロックは、８ライン×８画素の画素から
構成される。ＤＣＴ（離散コサイン変換）は、このブロ
ック単位で実行される。

【００１１】マクロブロックは、左右及び上下に隣合う
４個の輝度ブロックと、画像上で同じ位置にあたるＣ
ｂ，Ｃｒという２個の色差ブロックとの合計６個のブロ
ックで構成される。伝送順は、Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ
３，Ｃｂ，Ｃｒである。予測デ−タ（差分をとる基準の
画像デ−タ：前方予測，後方予測，両方向予測等で作ら
れる）に何を用いるか、また、差分を送らなくともよい
か等は、このマクロブロック単位で判断される。

【００１２】スライスは、画像の走査順に連なる１又は
複数個のマクロブロックで構成される。スライスの長さ
や始まる位置は任意であり、伝送路のエラ−状態によっ
て変えられるようになっている。

【００１３】ピクチャとは１枚づつの各画像をいい、通
常、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの３種から成
る。Ｉピクチャは、当該画像内の全ブロックが、予測デ
−タとの差分をとることなくＤＣＴで符号化されたブロ
ックから構成されるピクチャである。Ｐピクチャは、当
該画像内に、予測デ−タとの差分をとることなくＤＣＴ
で符号化されたブロックと、入力で時間的に前方に位置
し既に復号化された画像デ−タとの差分をＤＣＴで符号
化されたブロックとが、混在するピクチャである。Ｂピ
クチャは、当該画像内に、予測デ−タとの差分をとるこ
となくＤＣＴで符号化されたブロックと、入力で時間的
に前方に位置し既に復号化された画像デ−タとの差分を
ＤＣＴで符号化されたブロックと、入力で時間的に後方
に位置し既に復号化された画像デ−タとの差分をＤＣＴ
で符号化されたブロックと、時間的に前方に位置し既に
復号化された画像データと、時間的に後方に位置し既に
復号化された画像データの２者の補間画像との差分をＤ
ＣＴで符号化されたブロックとが、混在するピクチャで
ある。

【００１４】ＧＯＰは、１又は複数枚のＩピクチャと０
枚以上の非Ｉピクチャから構成されるピクチャのグル−
プである。また、ビデオシ−ケンスは、画像サイズや画
像レ−ト等が同じ１又は複数のＧＯＰから構成される。

【００１５】ビデオシ−ケンス層は、シ−ケンススタ−
トコ−ドで始まり、シ−ケンスエンドコ−ドで終わる。
その間に１つ以上のシーケンスヘッダ部が含まれ、各シ
ーケンスヘッダ部の後に１つ以上のＧＯＰ層のデ−タが
続く。シーケンスヘッダ部はシ−ケンスヘッダコ−ドで
始まり、画像レ−トや、符号化データのビットレート
や、デコードに必要なバッファサイズを持つ。また、画
面の表示領域の横及び縦の画素数、画素間隔の縦横比、
各パラメ−タが或る制約以下であるか否かを示すフラグ
を持ち、さらに、量子化マトリックス等の情報をオプシ
ョンで持つ。

【００１６】各ＧＯＰ層は、グル−プスタ−トコ−ドで
始まる。次に、当該ＧＯＰの最初のピクチャのタイムコ
ード（シ−ケンスの頭からの時間を示すコ−ド）、当該
ＧＯＰの画像の再構成に他のＧＯＰのデータが必要か否
かを示すフラグ、先行するＧＯＰのデータを参照可能か
否かを示すフラグ等が続き、その後に、当該ＧＯＰに含
まれるピクチャのピクチャ層データが続く。

【００１７】ピクチャ層は、ピクチャスタ−トコ−ドで
始まる。次に、各ピクチャの表示順を示す番号、ピクチ
ャの符号化の種類（Ｉ，Ｐ，Ｂ）、当該ピクチャを表示
する時点で必要な符号化デ−タをバッファに蓄積するの
に必要な時間、動きベクトルの精度、動きベクトルの範
囲が続き、その後に、１つ以上のスライス層データが続
く。

【００１８】スライス層は、スライススタ−トコ−ドで
始まる。次に、量子化幅を与えるデータが続き、その後
に、１つ以上のマクロブロック層データが続く。

【００１９】マクロブロック層には、ビットレート調整
用のダミーデータ、マクロブロックのピクチャ内におけ
る絶対位置を示すマクロブロックアドレッシングを制御
するデータ、マクロブロックタイプ、量子化幅、必要に
応じて前後方向の予測の動きベクトル、いずれのブロッ
クのデータを符号化データとして持っているかを示すデ
ータが並び、その後に、ブロック層データが続く。

【００２０】ブロック層には、ＤＣＴ後のＤＣ成分やＡ
Ｃ成分をエントロピー符号化したデ−タが、Ｙ０，Ｙ
１，Ｙ２，Ｙ３，Ｃｂ，Ｃｒの順に並ぶ。

【００２１】次に、図１に即して、実施例装置の構成を
説明する。本装置は、ＣＤ−ＲＯＭ１に記録されている
動画像情報をディスク読出器２により読み出して符号化
デ−タのビットストリ−ムを固定レ−トＲ[bit/sec] で
生成し、これを、一旦バッファ３に格納した後、比較器
７からの信号に応じて読み出して復号化部（ＶＬＤ８，
逆量子化部９，逆ＤＣＴ部１０，加算器１１，予測器１
２）へ送り、動画像デ−タに復号化して出力する装置で
ある。

【００２２】まず、バッファ３に固定レ−トＲで格納さ
れるデ−タは、バッファ読出器４により読み出されてヘ
ッダ解析器５に送られる。ヘッダ解析器５では、前記ピ
クチ層のデ−タ（当該ピクチャを表示する時点で必要な
符号化デ−タをバッファ３に蓄積するのに必要な時間：
パラメ−タＢＦ）に基づき、復号化開始時にバッファ３
内に蓄積されているべきデ−タ量（復号化開始のための
閾値）Ｂ０が算出される。即ち、バッファ３へのデ−タ
の格納が固定レ−トＲで行われるため、上記パラメ−タ
ＢＦを上記デ−タ量Ｂ０に変換できるのである。

【００２３】ヘッダ解析器５で算出された上記デ−タ量
Ｂ０は、次に、加算器１３へ送られて、或る所定値Ｂａ
を加算され、この加算後の値「Ｂ０＋Ｂａ」が、復号化
開始のための閾値として比較器７へ送られる。比較器７
には、バッファ３のデ−タ量を監視するバッファレベル
読出器６からのデ−タが入力されている。

【００２４】比較器７は、上記閾値Ｂ０＋Ｂａとバッフ
ァ３内のデ−タ量を比較して、バッファ３内のデ−タ量
が上記閾値Ｂ０＋Ｂａを越えると、バッファ読出器４に
対して「復号化を開始すべき旨の信号」を送る。これに
応じてバッファ読出器４はバッファ３のデ−タをフレ−
ム単位で読み出してＶＬＤ８へ送る。これにより、ＶＬ
Ｄ８以降の復号化部に於いて公知の復号化処理が行われ
て、復号化後のデ−タが外部へ出力される。なお、復号
化開始以後、バッファ３からのデ−タの読み出しは、画
像レ−トで定まる時間毎にフレ−ム単位で実行される。

【００２５】このようにバッファ３からのデ−タの読み
出しが行われる結果、本装置のバッファ３内のデ−タ量
は、図４のように変化する。即ち、バッファ３内のデ−
タ量が「Ｂ０＋Ｂａ」を越えると復号化が開始されて最
初のピクチャのデ−タが読み出され、以後、画像レ−ト
で定まる時間毎にフレ−ム単位でデ−タが読み出されて
復号化される。また、図４に示すように、本装置では、
バッファ３の容量として、原容量Ｂよりも上記加算値Ｂ
ａの分だけ大きい容量「Ｂ＋Ｂａ」が確保されている。
この原容量Ｂは、前記シ−ケンスヘッダ中のデ−タ（デ
コードに必要なバッファサイズ：パラメ−タＢＳ）に基
づいて規定される従来の装置の容量であるが、本装置で
は、この原容量Ｂに上記加算値Ｂａを加算した値「Ｂ＋
Ｂａ」がバッファ３の容量として確保されるのである。

【００２６】次に、ディスク読出装置２での読出エラ−
等により、バッファ３へのビットストリ−ムの入力が中
断された場合を、図５，図６に即して説明する。

【００２７】図５のように、時刻ｔ１でバッファ３への
ビットストリ−ムの入力が中断されると、以後、バッフ
ァ３内のデ−タ量は増加しない。この状態で次のフレ−
ムのデ−タが読み出されると、該デ−タ量分だけバッフ
ァ３内のデ−タ量は減少するが、この時点では、バッフ
ァ３内のデ−タ量はＢａより多い。しかし、時刻ｔ２に
於いて次々フレ−ムのデ−タが読み出されると、バッフ
ァ３内のデ−タ量はＢａよりも少なくなる。但し、バッ
ファ３内のデ−タ量は「０」ではない。このように、従
来の装置であれは時刻ｔ２でバッファ３内のデ−タ量が
「０」になって連続的に画像を復号化することができな
くなる筈であるが、本装置の場合には前記加算値Ｂａの
分の余裕があるため、連続して復号化することが可能で
ある。

【００２８】図６は、バッファレベル読出器６により監
視されているバッファ３内のデ−タ量が、上記時刻ｔ２
のように前記加算値Ｂａを下回ると「エラ−発生」と判
断して、その旨の警告をバッファ読出器４に送ること
で、バッファ３からのデ−タの読み出しを中断した場合
を示す。ここで、表示用には、直前の画像デ−タを繰り
返して用いさせることで対応することとする。このよう
に処理することで、バッファ３内のデ−タ量を回復させ
ることができる。図６では、待機（バッファ３へのデ−
タの蓄積）が２フレ−ム分の時間であるが、例えばバッ
ファ３内のデ−タ量が「Ｂ０＋Ｂａ」を越えるまで待機
させてもよい。なお、従来もバッファ３内のデ−タ量が
「０」になった時点で「エラ−発生」を検出できるが、
その場合には、その時点で復号化が中断されてしまうと
いう問題がある。

【００２９】したがって、バッファ３内のデ−タ量が
「０」になる前に「エラ−発生」を検出して、上記の如
く対応（バッファ３からのデ−タの読み出しを中断し
て、表示用には、直前の画像デ−タを繰り返して用いさ
せる）したいのであれば、下記の如く装置を構成すれば
よい。

【００３０】即ち、記録媒体に記録されている動画像情
報を再生して符号化デ−タのビットストリ−ムを出力す
る再生手段（ディスク読出装置２．又は、ディジタルビ
デオテ−プ等の他の記録媒体の読出装置）と、該ビット
ストリ−ムを格納するバッファ３と、該バッファ３のデ
−タ量を監視して該デ−タ量が或る閾値Ｂ０に達すると
復号化手段（ＶＬＤ８，逆量子化器９，逆ＤＣＴ器１
０，加算器１１，予測器１２）に上記符号化デ−タを送
って復号化を開始させる復号化開始制御手段（バッファ
レベル読出器６，比較器７，バッファ読出器４）とを備
えた動画像再生装置に於いて；前記符号化デ−タを解析
して前記閾値Ｂ０を与えるデ−タを算出するデ−タ解析
手段（ヘッダ解析器５）と、該デ−タ解析手段により算
出されたデ−タに或る所定値Ｂａを加算して加算後の値
を前記閾値として前記復号化開始制御手段に与える閾値
制御手段（加算器８，所定値Ｂａを発生したり又は入力
される所定値Ｂａを与える手段）とを具備せしめ、さら
に、前記復号化開始制御手段に、バッファレベル読出器
６で監視されるバッファ３のデ−タ量が上記値Ｂａを下
回ると、バッファ読出器４によるバッファ３からのデ−
タの読み出しを中断させるとともに、外部機器に対して
表示用の画像デ−タとして直前の画像デ−タを繰り返し
て用いるべき旨の信号を送る機能を具備せしめた構成と
する。

【００３１】

【発明の効果】以上、本発明では、記録媒体から読み出
される符号化デ−タに基づいて算出される復号化開始の
ための閾値に或る所定値が加算され、加算後の値が前記
閾値として用いられる。このため、加算値分だけ、読出
開始時（復号化のための読出開始時）のバッファのデ−
タ量が従来よりも多くなる。したがって、例えば、ディ
スク読出装置での読出エラ−等によりバッファへのデ−
タの入力が中断した場合でも、バッファ内のデ−タが無
くなるまでの余裕が大きくなり、画像を連続的に復号化
できる可能性が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例装置の構成を示すブロック図。

【図２】ＭＰＥＧのデ−タ構造を層別に示すデ−タ構成
図。

【図３】バッファ内のデ−タ量の変化を従来装置につい
て示す説明図。

【図４】バッファ内のデ−タ量の変化を実施例装置につ
いて示す説明図。

【図５】バッファ内のデ−タ量の変化を実施例装置につ
いて示す説明図であり、バッファへのデ−タの入力が中
断した場合を示す。

【図６】バッファ内のデ−タ量の変化を実施例装置につ
いて示す説明図であり、バッファへのデ−タの入力が中
断した時に同一画像を読み出した場合を示す。

【図７】従来装置の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１ ＣＤ−ＲＯＭ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に記録されている動画像情報を
   再生して符号化デ−タのビットストリ−ムを出力する再
   生手段と、該ビットストリ−ムを格納するバッファと、
   該バッファのデ−タ量を監視して該デ−タ量が或る閾値
   に達すると復号化手段に対して上記符号化デ−タを送っ
   て復号化を開始させる復号化開始制御手段とを備えた動
   画像再生装置に於いて、 前記符号化デ−タを解析して前記閾値を与えるデ−タを
   算出するデ−タ解析手段と、 前記デ−タ解析手段により算出されたデ−タに或る所定
   値を加算して加算後の値を前記閾値として前記復号化開
   始制御手段に与える閾値制御手段と、 を備えた動画像再生装置。