JP2003299033A - 画像再生装置及び画像再生方法 - Google Patents
画像再生装置及び画像再生方法Info
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- JP2003299033A JP2003299033A JP2002103936A JP2002103936A JP2003299033A JP 2003299033 A JP2003299033 A JP 2003299033A JP 2002103936 A JP2002103936 A JP 2002103936A JP 2002103936 A JP2002103936 A JP 2002103936A JP 2003299033 A JP2003299033 A JP 2003299033A
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Abstract
高速再生動作中は復号処理時間を短縮させて再生速度に
適応した復号処理を実行しつつ、視認可能な高速再生表
示を実現する。 【解決手段】 再生された画像データに含まれる任意の
高解像度領域(関心領域)を検出する関心領域検出回路
を設け、高速再生状態において関心領域が含まれる画像
データを再生する際には、再生画像データを復号する復
号処理回路での処理に関して、関心領域の復号処理を再
生速度に合わせて適応的に制御して、簡略化した復号処
理を実行することによって、高速な復号処理と高速再生
表示を実現する。
Description
可能な装置に関するもので、特には動画の高速再生機能
を備えた画像再生装置及び再生方法に関する。
ビデオムービーなどの記録再生装置では、動画の記録フ
ォーマットとして、MotionJPEG、MPEG、
あるいはDV方式を用いた製品が主流となっている。
れた動画像を、記録された動画の実時間よりも短い時間
で再生(高速再生)する場合、動画中の各フレームの復
号処理に対して与えられる時間が減少するため、動画の
フレームレートを下げ単位時間内で復号化するフレーム
枚数を減らしたり、あるいは1フレーム毎の画像の解像
度を下げて復号化したりして、データ量を減らすことに
より復号処理時間を短縮し、高速再生表示を実現してい
た。
た従来技術のように、復号処理時間を短縮するためフレ
ームレートを下げて高速再生を行なった場合、コマ送り
の映像表示になり見づらい上、各コマ間の画像が欠落
し、見たいシーンを見落とすことがあった。
体の画質が落ち、不鮮明な画像となって、注目する被写
体の細部までは到底確認できなかった。
速にするほど、前記問題点が悪化し、そのために再生速
度を制限することもあった。
の手段として、本発明は以下の構成からなる手段を有す
る。
なる画像データを再生する再生手段と、前記画像データ
に含まれる所定の処理領域を検出する検出手段と、再生
された前記画像データを復号する復号手段と、前記検出
手段の検出結果に従って前記所定の処理領域を含む画像
データについては、再生速度に応じて復号処理を異なら
せるように前記復号手段を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とする。
面からなる画像データを再生する再生ステップと、前記
画像データに含まれる所定の処理領域を検出する検出ス
テップと、再生された前記画像データを復号する復号ス
テップと、前記検出ステップの検出結果に従って前記所
定の処理領域を含む画像データについては、前記再生ス
テップの再生速度に応じて復号処理を異ならせるように
前記復号ステップを制御する制御ステップとからなるこ
とを特徴とする。
好適な実施の形態を説明する。
ブロック図である。
を圧縮/符号化する符号化回路、102は符号化された
画像データの記録処理回路、103は書き込み/読み出
し手段及びハードディスクや磁気ディスク等の記録媒体
からなる記録/再生部、104は画像データの再生処理
回路、105は再生された画像データを伸張/復号化す
る復号化回路、106は画像の表示部、107は再生し
た画像の外部出力端子、108は再生された画像データ
中の関心領域の有無及び領域(形態)を検出する関心領
域検出回路、109は操作部、110は操作部からの操
作に応じて任意の速度に設定可能な再生速度設定回路、
111は記録/再生部における記録媒体の動作(回転)
制御や書き込み/読み出し手段を動作制御するサーボ回
路、112は再生装置の各部を制御するシステムコント
ローラである。
符号化回路101の構成と復号化回路105の構成をよ
り詳細な図で示したものを参照しながら、動作状態にあ
わせて説明する。
示したものである。本実施の形態では、ウェーブレット
変換を用いた符号化方式を採用している。
より符号化回路101に入力される入力画像データに
は、コンポーネント変換部201で色空間変換を施す。
変換された各色成分のデータは、必要に応じて所定の間
引き処理が行われて出力される。なお、入力画像データ
がモノクログレースケールの画像である場合は、コンポ
ーネント変換を行なう必要は無い。後述の説明は、上記
のように色空間変換が行われた画像データの、各色成分
毎に行われる処理について説明するものである。
た画像データを所定の大きさからなる複数個の矩形タイ
ルに分割して出力する。このタイルの大きさは、最大で
各色成分のデータ全体の大きさとすることができ、この
場合は実質的にタイル分割は行われないことと同一であ
る。
した各色成分のタイル毎の画像データに対して、2次元
の離散ウェーブレット変換を施して周波数成分に分解
し、複数の周波数帯域のそれぞれに属する変換係数群
(以降、サブバンドと称する)を出力する。
より出力されるサブバンドの構成を示した図であり、2
次元のウェーブレット変換を低周波帯域に対して再帰的
に2レベル行ったものである。
は可逆符号化と非可逆符号化が選択可能であって、非可
逆符号化を行ないたい場合にはウェーブレット変換後の
係数が実数になる実数型のフィルタを、可逆符号化を行
ないたい場合にはウェーブレット変換後の係数が整数に
なる整数型のフィルタが用いられる。
ンド毎に、所定の方法により設定された量子化ステップ
を用いて量子化を行い、量子化インデックスを生成して
出力する。なお、上述した可逆符号化を行ないたい場合
には、量子化部204では量子化を行なわず、入力した
変換係数そのものを出力する。
を設けることにより、画像の一部領域に対して興味の有
る特別な領域(以降、関心領域と称する)を任意に設定
して、関心領域と他の領域とで画質を変化させて符号化
することが可能であり、関心領域を高画質(すなわち高
解像度や高諧調)に処理することが可能である。ここで
の関心領域とは、ウェーブレット変換を用いた符号化方
式で代表的なJpeg2000におけるROI(:Re
gion Of Interest)などと同様であ
る。
を設定すると、図4に示したように、各サブバンドに関
心領域に係る変換係数を特定するためのマスクが生成さ
れる。図4において白い部分が関心領域に相当してお
り、この部分に含まれる係数は、符号化に先立って関心
領域以外の領域に係わる係数とビットプレーン上で完全
に分離される様、所定のビット数分だけ上位方向にシフ
トアップされる。これにより、全てのビットプレーン内
のビット1と0の存在を見ることにより、関心領域の有
無と、どの領域が関心領域であるかが判別できる。な
お、このシフトアップ数は後述する符号列の所定のマー
カにパラメータとして追加される。また、設定された関
心領域は後段の符号化処理でシフトアップされた分だ
け、他の領域より高画質になるよう符号化される。
5に示すように、入力したサブバンドをさらに複数の矩
形ブロック(以降、コードブロックと称す)に分割(サ
ブバンドと矩形ブロックが同サイズの時は分割しない)
し、このコードブロックを単位として独立にエントロピ
符号化を行い、符号化データを生成する。この時、量子
化インデックスを表すビットは、上位ビットプレーンか
ら順に、算術符号化され符号化データが生成される。
設定されたプログレッシブ形態に基づいて符号列を形成
し、出力する。ここでの符号列形成方法として、符号列
形成部207は、採用するプログレッシブ形態に合わせ
て、各コードブロックの符号化データの上位ビットプレ
ーンから順に適量の符号化データを選択して1つ以上の
レイヤを構成する。
SNRスケーラブルである場合、符号列形成部207は
図6に示すように、レイヤを単位として上位レイヤから
下位レイヤに向かう順序で符号化データを配置させて、
符号列を形成する。なおこの時、後半のレイヤを省略し
て下位ビットプレーンに係る符号化データを含めないよ
うに選択することもできる。こうすることにより当該符
号列のデータ量を最適化でき、このデータ量に応じて、
符号列を復号し再生される画像の画質を変化させること
ができる。
間解像度スケーラブルである場合、符号列形成部207
は図7に示すように低周波サブバンドから高周波サブバ
ンドに向かう順序で符号化データを配置させて、符号列
を形成する。この時、後半のサブバンドの符号化データ
を符号列に含めないように選択することもできる。こう
することにより当該符号列のデータ量を最適化でき、こ
のデータ量に応じて、符号列を復号し再生された画像の
解像度を変化させることができる。
うに設定された各プログレッシブ形態に応じて形成され
た符号列に、各種マーカから構成されるヘッダを追加し
た最終的な符号列を出力する。
符号化データの符号列の構成を図示した例である。図8
において、メインヘッダMHは圧縮符号化対象となる画
像の解像度、色成分数、各成分のビット精度(各成分を
表現するビット数)、画像を構成するタイルのサイズ、
離散ウェーブレット変換のフィルタのタイプ、関心領域
がシフトアップした数(シフトビット数)、量子化ステ
ップ等の圧縮符号化に関するパラメータおよびプログレ
ッシブ形態等の符号列構成に関する情報を指定するマー
カを含んでいる。
イルの開始を表すマーカを含んでいる。さらに、当該タ
イルにおいて符号化に関するパラメータを、それ以前に
符号化されたタイルから変更した場合には、そのパラメ
ータを指定するマーカも含んでいる。BS_iはi番目
のタイルの符号化データであり、その配列は先に述べた
プログレッシブ形態に基づいて構成されている。
1における記録処理回路102で記録処理された後、記
録/再生部103で記録媒体に記録される。
再生部103の各動作は、サーボ回路111によって適
正となるよう制御される。
おける記録/再生部103から再生された符号列は、再
生処理回路104で再生処理され、復号化回路105に
おいて復号される。
示したものである。符号列入力部901は再生処理され
た符号列を入力し、画像やタイルのサイズ、プログレッ
シブ形態や量子化ステップ等の、復号処理に必要な各種
パラメータを抽出する。抽出された各種パラメータは後
段の復号処理において適宜用いられる。
みとってマーカに書かれた関心領域のシフトビット数
と、画像データ内の関心領域の分布状態を検出し、関心
領域検出回路108に関心領域に関する情報として送出
する。
ントロピ復号部902に出力される。
上述した図8の形態を持つ複数タイル分の符号列が、上
述したコンポーネント変換部201にて得られた色成分
の数だけ含まれる。本実施の形態では復号処理は各色成
分毎に独立して行なうこととし、復号対象となる色成分
を構成する各タイルの符号列を順に復号してゆく。
に対して復号処理を行い、量子化インデックスを出力す
る。この復号処理ではコードブロック内の量子化インデ
ックスを上位ビットプレーンから順に復号され、量子化
インデックスが復元される。
形態がSNRスケーラブルとなっており、所定数の上位
レイヤのみが入力されている場合には、復号処理は入力
されたレイヤで打ち切られ、その時点での復元値が量子
化インデックスとして出力される。
ックスを、先に符号列から読み込まれた量子化ステップ
を元に逆量子化を行い、変換係数を復元して出力する。
力した変換係数から、2次元の逆離散ウェーブレット変
換を施すことにより、これに対応する色成分データ(符
号化対象画像がモノクロ画像の時は画像濃度データ)を
復元して出力する。
が空間解像度スケーラブルであり、前半に符号化される
レベル(例えばLLのみや、LL、HL2、LH2、H
H2のみ)のサブバンドのみが復元されている場合は、
復元された色成分データの解像度はその復元されたサブ
バンドのレベルに応じて変化する。
いてサブバンドLLの係数のみが復号された場合は、逆
離散ウェーブレット変換は実質的には行われず、LLの
係数が元のデータレンジに収まるように調節された後に
出力される。この場合復元された色成分データは、同図
10のr=0に示すように元の解像度に対して水平およ
び垂直方向に1/4のサイズとなっている。
サブバンドまで復号された場合、逆変換を1レベル行な
うことで同図r=1に示すように、元の解像度に対して
水平及び垂直方向に1/2のサイズの色成分データが復
元される。
構成部905は復元された各タイルの各色成分データを
再度、元の1枚の符号化対象画像を構成する色成分デー
タとして構成してコンポーネント逆変換部906に出力
する。
た各色成分データに所定の変換を施すことにより、元の
符号化対象画像の色空間を持つ画像データを復元して出
力する。この時、元の色成分データがコンポーネント変
換部201にて間引き処理されている場合は、逆変換を
行なう前に必要な解像度に変換(データ補間)される。
が空間解像度スケーラブルの場合には、復号するレイヤ
を制限することで、復元される画像の画質を制御するこ
とが出来る。また、SNRスケーラブルの場合には、逆
離散ウェーブレット変換するサブバンドのレベル数を制
限することで復元される画像の解像度を制御することが
出来る。
スクされシフトアップされた領域が高画質で、その他の
領域は低画質で再生される。
部903、逆離散ウェーブレット変換部904等につい
て、システムコントローラからの制御信号を入力するこ
とで、各部で行なわれる復号処理を意図的に制御するこ
とができる。具体的には、高速再生動作時に、関心領域
の再生形態を制御する際に制御信号の入力が行なわれる
が、詳細な説明は後述する。
れた復号後の画像は、装置に内蔵した表示部106で表
示可能であり、さらには外部出力端子107から外部の
表示装置や記録装置等に出力可能な構成となっている。
再生装置に関して記録動作、通常再生動作について説明
した。
行なう処理についての説明である。動画を記録・再生す
る際には、上述した1画面単位の処理を所定のフレーム
レートに適合するように、ストリーム化して連続処理す
ることによって対応する。もしくは、Motion J
peg 2000等の動画フォーマットを利用してもよ
い。
速再生とは、複数画面からなる動画像を記録した際に要
した記録時間よりも短い時間で倍速再生する機能であ
る。
生)状態もしくは停止状態から、ユーザによる操作部1
09からの指示入力を受けて、起動可能である。操作部
109にはユーザインタフェースとして、選択ボタンま
たはジョグシャトル等の操作部材が設けてあり、所望の
再生速度を選択または指示入力可能な構成となってい
る。
からの入力を検出し、指示入力値に応じた再生速度を設
定して、システムコントローラ112に指示情報を出力
する。
設定回路110からの指示情報に基づいて、再生装置各
部の動作を制御して、高速再生動作へと移行する。具体
的には、サーボ111が記録/再生部103の記録媒体
回転動作を高速にして、読み出し手段を高速またはスキ
ップして移動させ、更に再生処理回路104、復号化回
路105の各部を高速で読み出される再生データに対応
するように制御する。
化回路105内の符号列入力部901より関心領域に関
する情報を入手したら、関心領域検出回路108におい
て関心領域の有無や領域(形態)について解析して、解
析結果を出力する。
出回路108から出力された解析結果と、再生速度設定
回路110から指示された指示情報にもとづいて、高速
再生動作の速度に応じた復号処理を実行するように、復
号化回路105の各部の処理を制御する。具体的には、
関心領域が存在する画像(画面)を高速再生する際に
は、システムコントローラ112がエントロピ復号部9
02、逆量子化部903や逆離散ウェーブレット変換部
904等での処理に対してリアルタイムに制御信号を伝
送することで制御し、再生される画面周期に対応させつ
つ、関心領域の存在を示すマーカ(パラメータ)を変更
したり、関心領域に含まれるビットプレーン上でシフト
アップした部分を、復号前に全部または一部シフトダウ
ンするよう変更したりして、関心領域を含む画面での復
号処理を少なくても高画質領域の一部が無効となるよう
に変更させて、あるいは関心領域以外の復号処理を変更
させて、復号処理に要する負荷の軽減や、関心領域の優
先度を変更する処置を施す。
の復号処理を制御した場合の、表示部106に表示され
る表示画の一例である。
ている映像を2倍速再生した場合、図11(b)のよう
に表示される。図11(b)は、画面内の関心領域は通
常再生時と同レベルの解像度を維持し、その他の周辺の
領域では通常再生時よりも解像度を低く表示する例であ
る。すなわち、関心領域と周辺領域ともに相対的に解像
度を下げて、2倍速再生に対応するフレームレートで復
号処理を行なったものである。
領域、周辺領域ともに解像度は低下するが、特に関心領
域については視認可能な解像度を保って再生表示可能で
あり、かつ復号処理時間の短縮ができて2倍速再生のフ
レームレートに対応できる速さで各画面の復号処理が可
能になる。
る映像を3倍速再生のように、更に再生速度を速めた場
合、図11(c)のように表示される。図11(c)
は、関心領域のパラメータを変更し、関心領域の外周か
ら所定の範囲を周辺領域と同等になるようシフトダウン
し、結果として関心領域の面積を縮小たように復号処理
した例である。縮小される範囲は再生速度に応じて決定
され、再生速度が速いほど関心領域の範囲は小さくな
る。
っても、3倍速再生のフレームレートに対応する為に各
画面の復号処理時間の短縮が可能であり、かつ注目する
関心領域の一部は高解像度を維持しながら高速再生表示
が可能となる。なお、図11(c)のような関心領域を
縮小する形態の復号処理は、高速再生時は再生速度に関
わらず行なってもよいし、図11(b)の相対的に解像
度を下げる復号処理で対応不可能な、所定の閾値以上の
高速再生時に限って行なっても良い。
る映像を高速再生する際、図11(d)のように表示す
ることも可能である。図11(d)は、関心領域のパラ
メータを変更し、関心領域としてシフトアップした部分
を無視して、周辺領域と同等の解像度で復号処理した例
である。
処理を無視することによって、復号処理が簡略化可能で
あり、可能な限りの高速再生に対応可能になる。
面内の関心領域のみは高解像度を維持し、その他の周辺
の領域では、通常よりも一層解像度を下げて復号処理し
て表示する例も、本実施の形態より実現可能である。
て、関心領域の範囲は同じままで、周辺の領域のみ更新
間隔を変更して、復号処理する例も考えられる。例え
ば、図10(a)の通常再生時には画面全体の更新間隔
は1画面毎であるが、2倍速再生時には関心領域、周辺
領域ともに4画面毎に設定した場合、3倍速再生時には
関心領域は4画面毎を維持し、周辺領域は8画面毎、1
2画面毎といったように、周辺領域のみ更新間隔を長く
する。これにより、復号処理時間を短縮しつつ、注目す
る被写体の関心領域はフレームレートを高く維持するこ
とが可能となる。
を2倍、3倍と+整数倍で説明してきたが、もちろん−
整数倍、すなわち負方向への高速再生も同様に実現可能
であり、さらに正、負ともに整数倍に限らず、ジョグシ
ャトル等を用いて速度を無段階的に設定することも可能
である。
場合であっても、画像中の関心領域については高画質を
維持して再生することが可能であり、更に高速再生動作
時に復号処理で発生する負荷を軽減することが出来る。
る。
図である。
わす図である。
図である。
る。
Claims (22)
- 【請求項1】 複数の画面からなる画像データを再生す
る再生手段と、 前記画像データに含まれる所定の処理領域を検出する検
出手段と、 再生された前記画像データを復号する復号手段と、 前記検出手段の検出結果に従って前記所定の処理領域を
含む画像データについては、再生速度に応じて復号処理
を異ならせるように前記復号手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする画像再生装置。 - 【請求項2】 請求項1において、入力画像に対して前
記所定の処理領域の付加を設定する所定領域設定手段
と、該所定の処理領域が付加された前記入力画像を記録
する記録手段とを備えたことを特徴とする画像再生装
置。 - 【請求項3】 請求項2において、前記入力画像を符号
化する符号化手段を有し、前記所定領域設定手段は該符
号化手段における符号化過程の一部に設けられたことを
特徴とする画像再生装置。 - 【請求項4】 請求項3において、前記符号化手段はウ
ェーブレット変換を用いた符号化を行う符号化手段であ
ることを特徴とする画像再生装置。 - 【請求項5】 請求項1において、前記所定の処理領域
はその他の領域に比べて高画質で符号化処理された領域
であることを特徴とする画像再生装置。 - 【請求項6】 請求項1において、前記制御手段は前記
再生手段の1倍速の再生速度と、それ以外の再生速度と
で、前記所定の処理領域の復号処理を変化させるよう制
御することを特徴とする画像再生装置。 - 【請求項7】 請求項1または6において、前記制御手
段は前記再生速度が高速なほど、前記所定の処理領域の
復号処理に要する時間を短くすることを特徴とする画像
再生装置。 - 【請求項8】 請求項1において、前記制御手段は前記
再生手段の1倍速の再生速度と、それ以外の再生速度と
で、前記所定の処理領域以外の復号処理を変化させるよ
う制御することを特徴とする画像再生装置。 - 【請求項9】 請求項1または8において、前記制御手
段は前記再生速度が高速なほど、前記所定の処理領域以
外の復号処理に要する時間を短くすることを特徴とする
画像再生装置。 - 【請求項10】 請求項1において、前記再生手段の再
生速度を設定する再生速度設定手段と、該再生速度設定
手段で設定する再生速度を指示する操作手段とを備えた
ことを特徴とする画像再生装置。 - 【請求項11】 請求項1において、前記復号手段で復
号された画像データを表示する表示手段を備えたことを
特徴とする画像再生装置。 - 【請求項12】 画像の再生方法であって、 複数の画面からなる画像データを再生する再生ステップ
と、 前記画像データに含まれる所定の処理領域を検出する検
出ステップと、 再生された前記画像データを復号する復号ステップと、 前記検出ステップの検出結果に従って前記所定の処理領
域を含む画像データについては、前記再生ステップの再
生速度に応じて復号処理を異ならせるように前記復号ス
テップを制御する制御ステップとからなることを特徴と
する画像再生方法。 - 【請求項13】 請求項12において、入力画像に対し
て所定の処理領域の付加を設定する所定領域設定ステッ
プと、該所定の処理領域が付加された前記入力画像を記
録する記録ステップを有することを特徴とする画像再生
方法。 - 【請求項14】 請求項13において、前記入力画像を
符号化する符号化ステップを有し、前記所定領域設定ス
テップは該符号化ステップにおける符号化処理過程の一
部で実行することを特徴とする画像再生方法。 - 【請求項15】 請求項14において、前記符号化ステ
ップではウェーブレット変換を用いた符号化を行うこと
を特徴とする画像再生方法。 - 【請求項16】 請求項12において、前記所定の処理
領域はその他の領域に比べて高画質で符号化処理された
領域であることを特徴とする画像再生方法。 - 【請求項17】 請求項12において、前記制御ステッ
プは前記再生ステップが1倍速の再生速度のときとそれ
以外の再生速度のときで、前記所定の処理領域の復号処
理を変化させるよう制御することを特徴とする画像再生
方法。 - 【請求項18】 請求項12または17において、前記
制御ステップは前記再生ステップでの再生速度が高速な
ほど、前記所定の処理領域の復号処理に要する時間を短
くすることを特徴とする画像再生方法。 - 【請求項19】 請求項12において、前記制御ステッ
プは前記再生ステップが1倍速の再生速度のときとそれ
以外の再生速度のときで、前記所定の処理領域以外の復
号処理を変化させるよう制御することを特徴とする画像
再生方法。 - 【請求項20】 請求項12または19において、前記
制御ステップは前記再生ステップでの再生速度が高速な
ほど、前記所定の処理領域以外の復号処理に要する時間
を短くすることを特徴とする画像再生方法。 - 【請求項21】 請求項12において、前記再生ステッ
プの再生速度を設定する再生速度設定ステップを有する
ことを特徴とする画像再生方法。 - 【請求項22】 請求項12において、前記復号ステッ
プで復号された画像データを表示する表示ステップを有
することを特徴とする画像再生方法。
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