JP2012222511A - 動画像復号化装置及びデジタルテレビ受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】復号した映像データを、直ぐに映像表示装置に送って、高速に動画像を出画する。
【解決手段】映像復号化部１０２は、符号化された動画像の符号化映像データ１０１を復号化して、映像データ１０８を生成する。出画順序決定部１１４は、映像データ１０８の各ピクチャに対する、動画像としての時間的順序とは異なる順序を、映像データ１０８の出画順序として決定する。従って、例えば視聴者が次々にチャネルを選局して放送内容を確かめるザッピング時に、高速に映像データを表示できる。
【選択図】図１

Description

本発明は動画像復号化装置に関し、特に、入力された符号化動画像の順序と、復号化後の映像データを出画する順序とが異なる動画像復号化装置に関するものである。

近年、デジタルテレビ放送の普及に伴い、ＭＰＥＧ２にて配信されるデジタルテレビ放送を受信する受信機などの動画像復号化装置が増えている。

ＭＰＥＧ２で符号化された動画像では、復号化装置に入力される符号化動画像の順序と、デコード後の映像データを出画する順序とが異なり、デコード後の映像データを直ぐに出画することはできない。

このため、デコード後の映像データを一度フレームメモリに蓄積し、出画すべき順序に並び替えを行った後に、映像データを映像表示装置に送り、ディスプレイ等に出画する必要がある。この並べ替えの演算量を低減する方法の一例として、例えば特許文献１に記載がある。

こうした状況において、デジタルテレビ放送の視聴の際に、利用者は、興味のあるチャネルがないかどうか、次々にチャネルを選局し、放送内容を確かめる、チャネルのザッピングを行うことも多い。

この場合、放送内容を素早く確かめるためには、選局を指示された後は出来る限り高速に映像データを出画する必要がある。

特開平９−２４７６６６号公報

しかしながら、従来の技術では、デコーダから出力される映像データを一旦フレームメモリに保持しているにも拘わらず、正しい出画順序に並べ替えを行うまで映像表示装置に送れないため、高速に動画像を出画できないという課題があった。

本発明は、前記課題を解決するものであり、その目的は、符号化された動画像の符号化映像データが入力される動画像復号化装置において、その動画像の符号化映像データを復号した映像データを直ぐに映像表示装置に送って、高速に動画像を出画できるようにすることにある。

前記目的を達成するために、請求項１記載の発明の動画像復号化装置は、符号化された動画像の符号化映像データを復号化し、映像データを生成する映像復号化部と、前記映像データの各ピクチャに対する、動画像としての時間的順序とは異なる順序を、前記映像データの出画順序として決定する出画順序決定部とを備えることを特徴とする。

従って、本発明では、出画順序決定部が、映像データの出画順序として、前記映像データの各ピクチャに対する動画像としての時間的順序とは異なる順序を決定するので、例えば映像復号化部が最初に復号化したピクチャを出画できる。よって、デジタルテレビ放送の視聴の際に、視聴者が次々にチャネルを選局して放送内容を確かめるチャネルのザッピング時に、高速に動画像を出画することが可能である。

以上説明したように、本発明の動画像復号化装置によれば、デコードした映像データを直ぐに映像表示装置に送ることができるので、高速に動画像を出画することが可能である。

本発明の第１の実施形態の動画像復号化装置を示す全体構成図である。 同動画像復号化装置の動作を説明するフローチャート図である。 同動画像復号化装置の場合と従来の場合との間のピクチャの表示タイミングの相違を示す図である。 本発明の第２の実施形態の動画像復号化装置を示す全体構成図である。 同動画像復号化装置の動作を説明するフローチャート図である。ングの相違を示す図である。 同動画像復号化装置の場合と従来の場合との間のピクチャの表示タイミングの相違を示す図である。 本発明の第３の実施形態の動画像復号化装置を示す全体構成図である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態１における動画像復号化装置１００の構成を示すブロック図である。

同図において、動画像復号化装置１００は、デコーダ１０２、フレームメモリ１０３、出画順序管理部１０５、出画タイミング管理部１０６及びタイムカウンタ１０７を備えている。

前記動画像復号化装置１００の詳細な構成及び動作を説明すると、次の通りである。

図１において、デコーダ（映像復号化部）１０２は、ＤＴＶの放送波やＨＤＤなどのデータ記録装置からストリームデータ１０１を取得し、それを復号化することにより、映像データ１０８と、それに付随するデコード情報１１０とを生成する。このデコード情報１１０には、ピクチャの表示タイミングを計るための情報（例えば、ＰＴＳ（Presentation Time Stamp）のような情報）と、初回のデコードか２回目以降のデコードかを示す情報を含む。

フレームメモリ１０３は、前記デコーダ１０２で復号化された映像データ１０８を一時的に格納するためのデータ記憶領域である。

出画順序管理部１０５は、前記デコーダ１０２で生成されたデコード情報１１０に基づいて、出画順序を決定する。出画順序管理部１０５では、基本的にピクチャの表示タイミングを計るための情報に基づいて出画順序を決定するが、初回のデコードの場合には、ピクチャの表示タイミングを計るための情報に拘わらず必ずその初回デコードした映像データの出画順序を先頭にする。

出画タイミング管理部１０６は、前記出画順序管理部１０５から出画順に出画映像情報１１３を取得する。この出画映像情報１１３には、ピクチャの表示タイミングを計るための情報が含まれており、その情報を基にタイムカウンタ１０７から得られる時間情報１１２に同期して出力映像指定１１１を行う。また、前記出画映像情報１１３には、出画可能な映像データのリストと、初回のデコードか２回目以降のデコードかを示す情報が含まれており、初回のデコードの場合には、タイムカウンタ１０７の時間情報１１２に同期させることなく、即時に出画映像指定１１１を行う。

タイムカウンタ１０７は、映像を表示するタイミング（System Time Clock，ＳＴＣ又は音声の再生タイミング）を前記時間情報１１２として前記出画タイミング管理部１０６に供給する。

前記デコーダ１０２からの映像データ１０８はフレームメモリ１０３に一旦格納され、出画タイミング管理部１０６から出画映像指定１１１されるまで、映像表示装置１０４には出画されず、前記出画順序管理部１０５で決定する出画順序に従って前記出画タイミング管理部１０６が出画映像指定１１１することにより、出画される。すなわち、出画タイミング管理部１０６の出画映像指定１１１により、映像表示装置１０４に表示する映像データ１０９を切り替える。尚、映像表示装置１０４は、ＴＶのパネルやモニタなどを含む。

前記出画順序管理部１０５、出画タイミング管理部１０６及びタイムカウンタ１０７により、映像データの各ピクチャに対する動画像としての時間的順序とは異なる順序を、前記映像データの出画順序として決定する出画順序決定部１１４を構成する。

図２は、本実施形態１の動画像復号化装置１００の動作を示すフローチャート図である。

同図において、ステップＳ４０１では、デコーダ１０２が、符号化されたストリームデータ１０１をデコードして、フレームメモリ１０３に映像データ１０８を一旦格納し、デコード情報１１０を出画順序管理部１０５に渡す。

ステップＳ４０２では、出画順序管理部１０５が、デコード情報１１０に含まれる初回のデコードか否かの情報に基づいて初回のデコードか否かを判断し、初回のデコードの場合は出画映像情報１１３を出画タイミング管理部１０６に渡して、ステップＳ４０３の処理を行わせる。一方、２回目以降のデコードの場合にはステップＳ４０４の処理を行う。

前記ステップＳ４０３では、出画タイミング管理部１０６は、映像表示装置１０４に表示すべき映像データを指定する出画映像指定１１１を出力し、フレームメモリ１０３はその出画映像指定１１１に従ってその出画映像指定１１１が指し示す映像データ１０９を映像表示装置１０４に出力し、映像表示装置１０４にその映像データ１０９の動画像を表示させる。尚、１枚目の映像データが表示されるまでは黒画面を表示する。黒画面の代わりに、以前デコードしていたストリームの映像データをそのまま表示し続けることも可能である。

前記ステップＳ４０２にて初回のデコードでない、即ち、２回目以降のデコードの場合には、ステップＳ４０４において、出画順序管理部１０５は、受けたデコード情報１１０に含まれるピクチャの表示タイミングを計るための情報から、表示タイミングが過去から未来に並ぶように並べ替えを行い、出画可能な映像データのリストを作成する。

前記並べ替え後、ステップＳ４０５では、出画順序管理部１０５は、作成したリストの先頭に来るピクチャが以後全く参照されないピクチャである場合には、表示可能と判断し、ステップＳ４０６において、リストの先頭のピクチャが出画可能になったことを示す出画映像情報１１３を出画タイミング管理部１１２に出力する。一方、前記リストの先頭のピクチャが以後にも参照されるピクチャである場合には、表示不可能と判断し、ステップＳ４０１に戻って、デコード処理を行う。

続いて、ステップＳ４０７では、出画タイミング管理部１０６は、タイムカウンタ１０７からの時間情報１１２と、出画映像情報１１３の出画可能になったピクチャの表示タイミングとを比較して、そのピクチャの表示タイミングに至っている場合には、ステップＳ４０３において、映像表示装置１０４に表示すべき映像データを指定する出画映像指定１１１を出力して、既述の通りフレームメモリ１０３からその出画映像指定１１１が指し示す映像データ１０９を映像表示装置１０４に出力させる。一方、未だ表示タイミングに至っていない場合には、ステップＳ４０１に戻って、次のピクチャのデコード処理を行う。

図３は、本実施形態の場合と従来の場合との間のピクチャの表示タイミングの相違を示している。

同図において、入力順６０１は、デコーダ１０２に入力されるストリームデータ１０１のピクチャの順序を表している。表示タイミング６０２は、従来の構成でデコード及び表示を行った場合の表示順序を表している。表示タイミング６０３は、本実施形態１に従ってデコード及び表示を行った場合の表示順序を表している。尚、入力順６０１、従来の表示タイミング６０２、本実施形態の表示タイミング６０３は、何れも、ピクチャの種類＋従来の表示順という形式で表している（例えば、Ｉピクチャで表示順が１番である場合は「Ｉ１」と表記している）。

従来の表示タイミング６０２では、最速でもＩ３ピクチャとＢ１ピクチャのデコードが終わるまでは映像データの表示ができず、黒画面の表示期間６０４が存在する。

一方、本実施形態の表示タイミング６０３では、動画像としての時間的表示順序がＢ１、Ｂ２、Ｉ３ピクチャ…であるが、入力順６０１で先頭のピクチャＩ３がデコードされると、この先頭のピクチャＩ３を先に表示する（この表示を符号６０６で示す）ように映像データの出画順序を決定する。すなわち、映像データにはＢ１、Ｂ２ピクチャ（第１のピクチャ）と、これ等ピクチャＢ１、Ｂ２よりも動画像としての時間的表示順序が後に位置するＩ３ピクチャ（第２のピクチャ）とが含まれるが、このＩ３ピクチャの復号がＢ１、Ｂ２ピクチャよりも先に復号完了すると判断された時には、Ｂ１、Ｂ２ピクチャを出画せず、最初にＩ３ピクチャを出画する。そして、最初にＩ３ピクチャを出画することを決定するまでは、出画順序管理部１０５は映像データ中のピクチャの出力順序を決定しない。これにより、黒画面の表示期間６０５をより短縮することが可能である。黒画面の表示期間６０５を完全に０にするためには、ストリーム切り替え前の映像データを表示し続けても良い。尚、最初のＩ３ピクチャの出画後は、通常通りＢ１、Ｂ２ピクチャの出画が行われるが、その後の本来の出画順序であるＩ３ピクチャは、同図に破線で囲ったように、出画してもしなくても何れでも良い。

以上説明したように、本実施形態では、ストリームデータ１０１のピクチャの入力順で先頭のピクチャを復号化した映像データを直ぐに映像表示装置１０４に送り、出画できる。従って、デジタルテレビのチャネルを視聴する際に、次々にチャネルを選局して放送内容を確かめるチャネルのザッピング操作の際の画像表示の高速化を実現することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図４に基づいて説明する。

本実施形態の動画像復号装置は、図１の構成と同様であるが、図４に示すように、ストリームデータ２０１、デコーダ２０２、出画順序管理部２０５、デコード情報２１０、不要ピクチャ情報２１４を具備する。

ストリームデータ２０１は、入力順の先頭に表示不要のピクチャが含まる可能性のあるストリームデータである。デコーダ２０２は、図１に示したデコーダ１０２に加えて、後述する出画順序管理部２０５から不要ピクチャ情報２１４を受け取って、その不要ピクチャ情報２１４が示すピクチャの復号化をスキップしたり、又はその不要ピクチャを無視して、従来通りピクチャをデコードしたり（但し、出画映像として指定されないため、表示されることはない）、不要ピクチャのスライスレイヤのデコードをスキップする。

デコーダ２０２が生成するデコード情報２１０は、図１のデコード情報１１０に加えて、ＧＯＰヘッダ、ピクチャヘッダの情報が含まれる。

出画順序管理部２０５は、図１の出画順序管理部１０２に加えて、デコード情報２１０の情報、及び装置利用者の運用指定に基づいて、不要ピクチャ情報２１４を生成する。

前記不要ピクチャ情報２１４には、入力されたピクチャのスライスレイヤのデコードが必要か否かの情報が含まれる。尚、不要なピクチャとは、デコード情報２１０に含まれるＧＯＰヘッダやピクチャ情報を参照してデコード不可と判断したピクチャ（例えば、２枚目以降のＢピクチャが過去のＧＯＰを参照しているなど）である。装置利用者の指定によって、先頭のＢピクチャが不要であると指定して、デコード可能なピクチャでも不要なピクチャに指定することも可能である。

図５は、本実施形態２における動画像復号化装置２００の動作を示すフローチャートである。

図５では、ステップＳ５０１〜Ｓ５０７は、図２に示したステップＳ４０１〜Ｓ４０７と同等であるが、ステップＳ５０８、Ｓ５０９が追加されている。

ステップＳ５０９では、２枚目以降のピクチャに不要なピクチャがあるか否か判断し、不要なピクチャがない場合には、通常通りステップＳ５０４で表示順に並べ替えを行うが、不要なピクチャがある場合には、不要ピクチャ情報２１４をデコーダ２０２に渡す。デコーダ２０２は、ステップＳ５０８において、受けた不要ピクチャ情報２１４により指定された不要なピクチャに対して、ピクチャレイヤのデコードのみを行い、スライスレイヤのデコードをスキップする。尚、不要ピクチャ情報２１４を無視してデコードしても良い。

図６は、本実施形態と従来によるピクチャの表示タイミングの相違を表している。

同図において、入力順７０１は、デコーダ２０２に入力されるストリームデータ２０１のピクチャの順序を表している。従来の表示タイミング７０２は、従来の構成でデコード及び表示を行った場合の表示順序を表している。本実施形態の表示タイミング７０３は、図４の構成に従ってデコード及び表示を行った場合の表示順序を表している。尚、入力順７０１、従来の表示タイミング７０２、及び本実施形態の表示タイミング７０３の何れも、ピクチャの種類＋従来の表示順（例えば、Ｉピクチャで表示順が１番の場合は「Ｉ１」）という形式で表している。

従来の表示タイミング７０２では、画面間復号化されたＢ１及びＢ２ピクチャが過去のＧＯＰを参照して復号化する必要があってデコード不可と判断された場合には、最速でもＩ３ピクチャのデコードが終わるまでは映像データの表示ができず、黒画面の表示期間７０４が存在する。

一方、本実施形態の表示タイミング７０３では、入力順で先頭のピクチャＩ３を先に表示し、次に出画順序管理部２０５からの不要ピクチャ情報２１４が示すＢ１及びＢ２ピクチャの出画がスキップされて、その後に表示が必要なピクチャＢ４が来るまで先頭のピクチャＩ３を表示し続ける（この表示を符号７０６で示す）。これにより、黒画面の表示期間７０５がより短縮される。黒画面の表示期間７０５を完全に０にするため、ストリーム切り替え前の映像データを表示し続けても良い。

従って、本実施形態では、先頭に出画すべき映像データが幾つか出画されなくなる代わりに、従来の表示順と矛盾せずに、入力順で先頭のピクチャをデコードした映像データを直ぐに映像表示装置に送ることが可能である。

（第３の実施形態）
続いて、本発明の第３の実施形態の動画復号化装置についてを図７に基づいて説明する。

本実施形態は、図４の構成と同様であるが、図７に示すように、更に、ＳＴＣ３０７、チューナ３５０、システムデコーダ３５１、音声デコーダ３５２、音声出力装置３５３を具備する。その他、３００〜３０６は図４の１００〜１０１、２０２、１０３〜１０４、２０５、１０６と同等、３０８〜３１１は図４の１０８〜１０９、２１０、１１１と同等、３１３〜３１４は図４の１１３、２１４と同等である。

ＳＴＣ３０７は、放送波の送信元であるテレビ放送局と同期された時間情報３１２を生成し、出画タイミング管理部３０６と音声デコーダ３５２に渡す。

チューナ３５０は、放送波の受信及び復号により作成したＭＰＥＧ２ストリームデータ３５４をシステムデコーダ３５１に渡す。

システムデコーダ３５１は、ＭＰＥＧ２ストリームデータ３５４を符号化された動画像を含む映像ストリームデータ３０１と、符号化された音声を含む音声ストリームデータ３５５とに分離する。映像ストリームデータ３０１は映像デコーダ３０２に渡され、音声ストリームデータ３５５は音声デコーダ３５２に渡される。

音声デコーダ（音声復号化部）３５２は、受けた音声ストリームデータ３５５をデコードした音声データ３５６を生成すると共に、時間情報３１２を参照して音声を出力すべきタイミングに至ったと判断した場合には、音声データ３５６を音声出力装置３５３に渡して、スピーカなどの音声出力装置３５３から音声を出力する。

尚、デジタルテレビ放送における映像ストリームデータ３０１は、前記第２の実施形態の図４に示したストリームデータ２０１と同様に表示不要のピクチャを含むストリームである。このため、実施形態２の表示タイミング７０３と同等の表示タイミングになる。

本実施形態によれば、デジタルテレビのチャネルを視聴する際に、連続でチャネルを選局するザッピングの際に、映像の内容を確認する処理を高速化することができる。

以上説明したように、本発明は、デコードした映像データを直ぐに映像表示装置に送ることができるので、高速に動画像を出画することが可能であるので、動画像復号化装置として有用である。

１０２、２０２、３０２ デコーダ（映像復号化部）
１０３、３０３ フレームメモリ
１０４、３０４ 映像表示装置
１０５、２０５、３０５ 出画順序管理部
１０６、３０６ 出画タイミング管理部
１０７ タイムカウンタ
１１４ 出画順序決定部
３０７ ＳＴＣ
３５０ チューナ
３５１ システムデコーダ
３５２ 音声デコーダ（音声復号化部）
３５３ 音声出力装置

Claims (9)

1. 符号化された動画像の符号化映像データを復号化し、映像データを生成する映像復号化部と、
   前記映像データの各ピクチャに対する、動画像としての時間的順序とは異なる順序を、前記映像データの出画順序として決定する出画順序決定部とを備える
   ことを特徴とする動画像復号化装置。
2. 前記請求項１記載の動画像復号化装置において、
   前記出画順序決定部は、
   前記映像復号化部からピクチャの表示タイミングを計るためのデコード情報を入力し、前記デコード情報を基に前記映像データの出画順序を決定する
   ことを特徴とする動画像復号化装置。
3. 前記請求項２記載の動画像復号化装置において、
   前記映像データは、第１のピクチャと、動画像としての時間的順序では前記第１のピクチャより後に位置する第２のピクチャとを含み、
   前記出画順序決定部は、
   前記デコード情報に基づいて、前記第２のピクチャが前記第１のピクチャより先に復号完了すると判断したとき、前記第２のピクチャを前記第１のピクチャより先に出画することを決定する
   ことを特徴とする動画像復号化装置。
4. 前記請求項２記載の動画像復号化装置において、
   前記映像データは、第１のピクチャと、動画像としての時間的順序では前記第１のピクチャより後に位置する第２のピクチャとを含み、
   前記出画順序決定部は、
   前記デコード情報に基づいて、前記第２のピクチャが前記第１のピクチャより先に復号完了すると判断したとき、前記第１のピクチャを出画せず、前記第２のピクチャを出画することを決定する
   ことを特徴とする動画像復号化装置。
5. 前記請求項１〜４の何れか１項に記載の動画像復号化装置において、
   前記映像データを格納するフレームメモリを更に有し、
   前記出画順序決定部の出画順序の決定に基づいて、前記フレームメモリから前記映像データが出力される
   ことを特徴とする動画像復号化装置。
6. 前記請求項３又は４記載の動画像復号化装置において、
   前記出画順序決定部は、
   前記第２のピクチャを出力することを決定するまで、前記映像データ中のピクチャの出力順序を決定しない
   ことを特徴とする動画像復号化装置。
7. 符号化された動画像の符号化映像データを復号化し、映像データを生成する映像復号化部と、
   前記映像復号化部に入力された第１のピクチャの復号化が不要であることを示す不要ピクチャ情報を、前記映像復号化部に出力する出画順序決定部とを有し、
   前記映像復号化部は、前記不要ピクチャ情報に対応するピクチャの復号化をスキップする
   ことを特徴とする動画像復号化装置。
8. 前記請求項７記載の動画像復号化装置において、
   前記出画順序決定部は、
   画面間符号化されたピクチャであり且つ当該ピクチャより前のピクチャを参照して復号化する必要があるピクチャに対して、前記不要ピクチャ情報を出力する
   ことを特徴とする動画像復号化装置。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載の動画像復号化装置と、
   デジタルテレビ放送波を受信し、符号化されたストリームデータを生成するチューナと、
   前記符号化されたストリームデータから符号化映像データと符号化音声データとを分離するシステムデコーダと、
   前記システムデコーダから出力された前記符号化音声データを復号化する音声復号化部と、
   前記符号化音声データを復号化した音声データを出力する音声出力装置とを備え、
   前記動画像復号化装置は、前記システムデコーダから出力された前記符号化映像データを復号する
   ことを特徴とするデジタルテレビ受信装置。

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