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発明の名称 画像切替装置及び方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−223945(P2001−223945A)
公開日 平成13年8月17日(2001.8.17)
出願番号 特願2000−32094(P2000−32094)
出願日 平成12年2月9日(2000.2.9)
代理人 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 (外5名)
【テーマコード(参考)】
5C023
5C059
【Fターム(参考)】
5C023 AA21 BA15 CA01 
5C059 KK36 MA00 PP05 PP06 PP07 RB15 RC24 SS02 UA34
発明者 中島 利男 / 樽見 博
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 2つのMPEGデータを交互に切替出力するための画像切替装置であって、前記2つのMPEGデータのうち、一方のMPEGデータを他方のMPEGデータに切替えるとき、前記一方のMPEGデータ内の1つのGOPの前に静止画切替コードを挿入し、前記GOPの後に画面切替コードを挿入するコード挿入手段と、前記一方のMPEGデータから前記コード挿入手段により挿入された静止画切替コードが検出されたとき、前記一方のMPEGデータに代えて、前記一方のMPEGデータの静止画データを出力する静止画切替手段と、前記一方のMPEGデータから前記コード挿入手段により挿入された画面切替コードが検出されたとき、前記静止画切替手段により出力される静止画データに代えて、前記他方のMPEGデータを出力する画面切替手段とを備えたことを特徴とする画像切替装置。
【請求項2】 請求項1に記載の画像切替装置において、前記コード挿入手段は、外部から出力切替信号が入力されると、前記一方のMPEGデータを通過させる第1AND回路と、外部から出力切替信号が入力されると、切替コードを通過させる第2AND回路と、外部から入力された出力切替信号を反転させて前記第1又は前記第2AND回路に入力するNOT回路と、前記第1AND回路を通過したMPEGデータ及び前記第2AND回路を通過した切替コードを個別に送出するOR回路とを備えたことを特徴とする画像切替装置。
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の画像切替装置において、前記静止画切替手段は、供給される前記一方のMPEGデータの最新のGOPにおけるIピクチャを更新記憶し、このIピクチャに基づいて静止画データを生成し、前記静止画像切替コードが検出されたとき、前記更新記憶を停止する静止画像生成部と、前記静止画像切替コードが検出されたとき、前記一方のMPEGデータに代えて、前記静止画像生成部により生成された静止画データを出力する静止画切替部とを備えたことを特徴とする画像切替装置。
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の画像切替装置において、前記画面切替手段は、前記静止画切替コードが検出されたとき、前記他方のMPEGデータの頭出しを行う頭出し部と、前記画面切替コードが検出されたとき、前記頭出し部により頭出しされた他方のMPEGデータを供給するデータ供給部と、前記画面切替コードが検出されたとき、前記静止画データに代えて、前記データ供給部から供給される他方のMPEGデータを出力するデータ切替部とを備えたことを特徴とする画像切替装置。
【請求項5】 2つのMPEGデータを交互に切替出力するための画像切替方法であって、前記2つのMPEGデータのうち、一方のMPEGデータを他方のMPEGデータに切替えるとき、前記一方のMPEGデータを静止画データにして出力し、その後、前記静止画データに代えて、前記他方のMPEGデータを出力することを特徴とする画像切替方法。
【請求項6】 請求項5に記載の画像切替方法において、前記切替えのとき、前記一方のMPEGデータにおける1つのGOPの前に静止画切替コードを挿入し、前記GOPの後に画面切替コードを挿入することを特徴とする画像切替方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばデジタル放送用の2つのMPEGデータを交互に切替えて出力するための画像切替装置及び方法に係わり、特に、切替時の画像の乱れを阻止し得る画像切替装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、MPEG規格を用いたデジタル放送の実用化が進んでいる。この種のデジタル放送では、図10に示すように、放送局1が番組データA又はコマーシャルデータBをMPEG圧縮したデータ(以下、MPEGデータという)MPEG(A),MPEG(B)を画像切替装置SWで切替えながら放送する。
【0003】また、一般家庭等に配置された受信機2は、放送されたMPEG(A)データ又はMPEG(B)データを内蔵するMPEGデコーダにより伸長し、得られた画像データをモニタ3に表示させる。
【0004】このようなMPEGデータは、画像動画データに比べ、データ量が約1/50〜1/150に圧縮されるため、番組数等を増加可能である等の多くの利点をもっている。また、MPEGデータは、図11に示すように、15枚の画像を1セット(GOP;group of pictures)にして圧縮処理された構造となっている。なお、1つのGOPは、制御コード(図示せず)、Iピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャから構成される。
【0005】制御コードは、GOPの最初に付されるスタートコード(GSC; Group Start Code)、1つのGOP内の画像枚数N、IP間とPP間のBピクチャの枚数M、及び各ピクチャの最初に付されるピクチャタイプ(PCT; Picture Coding Type)がある。
【0006】I(Intra coded)ピクチャは、画面内符号化画面であり、これだけで1枚の絵(静止画)を作成可能であって、JPEG的に圧縮されている。
【0007】P(Predictive coded)ピクチャは、前方向予測符号化画面であり、過去のI又はPピクチャより変化分のみをデータとし、参照したI又はPピクチャと同じ箇所をそのまま使用し、変化分を差替えるように使用される。
【0008】B(Bidirectionally predictive coded)ピクチャは、後方向予測符号化画面であり、将来のI又はPピクチャより変化分のみをデータとし、参照したI又はPピクチャと同じ箇所をそのまま使用し、変化分を差替えるように使用される。
【0009】なお、これら各ピクチャのうち、Iピクチャ以外のP・Bピクチャは、参照するI又はPピクチャが無い場合、復元不可能な性質を持っている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のような画像切替装置SWでは、P・Bピクチャが他のピクチャの参照により復元されるので、画像切替の際に不都合が生じる場合がある。具体的には、放送局1が番組AのMPEG(A)データを任意の箇所で番組BのMPEG(B)データに切替えた際に、受信機2が画像データを復元不可能となる場合である。
【0011】例えば、図11に示したGOPにおいて、放送局1がB5ピクチャとP6ピクチャとの間でMPEG(A)データとMPEG(B)データを切替えたとき、受信機2では、B5ピクチャの参照画像(P6ピクチャ)が無いので、B5ピクチャを復元不可能となる。
【0012】また、番組BのデータがP6ピクチャあるいはB4ピクチャから放送された場合、受信機2では、B4〜B15ピクチャの12枚の画像データが復元不可能となる。
【0013】このように受信機2が画像データを復元不可能な場合、一瞬、乱れた画像が表示される。この乱れた画像は、例えば、MPEG(A)データの番組からMPEG(B)データのコマーシャルへ切替える時や、コマーシャル終了後、元のMPEG(A)データの番組へ切替える時のように、データ切替の度に放送品質を一瞬、低下させてしまう。
【0014】このようなデータ切替は、例えば、キー局同士の番組から別番組への切替え、キー局番組からコマーシャルへの切替え、コマーシャルからキー局番組への切替え、キー局から地方局への切替え、地方局からキー局への切替え等といった場合がある。
【0015】このようなデータ交換の機会の多さは、コマーシャルと番組との切替時だけでも、番組視聴中に数回〜十数回は放送品質を低下させることを意味する。よって、放送品質を維持するため、データ切替時の画像の乱れを無くすことが望まれている。
【0016】本発明は上記実情を考慮してなされたもので、MPEGデータを切替える際に、画像の乱れを阻止でき、画像品質を維持し得る画像切替装置及び方法を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】請求項1に対応する発明は、2つのMPEGデータを交互に切替出力するための画像切替装置であって、前記2つのMPEGデータのうち、一方のMPEGデータを他方のMPEGデータに切替えるとき、前記一方のMPEGデータ内の1つのGOPの前に静止画切替コードを挿入し、前記GOPの後に画面切替コードを挿入するコード挿入手段と、前記一方のMPEGデータから前記コード挿入手段により挿入された静止画切替コードが検出されたとき、前記一方のMPEGデータに代えて、前記一方のMPEGデータの静止画データを出力する静止画切替手段と、前記一方のMPEGデータから前記コード挿入手段により挿入された画面切替コードが検出されたとき、前記静止画切替手段により出力される静止画データに代えて、前記他方のMPEGデータを出力する画面切替手段とを備えた画像切替装置である。
【0018】また、請求項2に対応する発明は、請求項1に対応する画像切替装置において、前記コード挿入手段としては、外部から出力切替信号が入力されると、前記一方のMPEGデータを通過させる第1AND回路と、外部から出力切替信号が入力されると、切替コードを通過させる第2AND回路と、外部から入力された出力切替信号を反転させて前記第1又は前記第2AND回路に入力するNOT回路と、前記第1AND回路を通過したMPEGデータ及び前記第2AND回路を通過した切替コードを個別に送出するOR回路とを備えた画像切替装置である。
【0019】さらに、請求項3に対応する発明は、請求項1又は請求項2に対応する画像切替装置において、前記静止画切替手段としては、供給される前記一方のMPEGデータの最新のGOPにおけるIピクチャを更新記憶し、このIピクチャに基づいて静止画データを生成し、前記静止画像切替コードが検出されたとき、前記更新記憶を停止する静止画像生成部と、前記静止画像切替コードが検出されたとき、前記一方のMPEGデータに代えて、前記静止画像生成部により生成された静止画データを出力する静止画切替部とを備えた画像切替装置である。
【0020】また、請求項4に対応する発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に対応する画像切替装置において、前記画面切替手段としては、前記静止画切替コードが検出されたとき、前記他方のMPEGデータの頭出しを行う頭出し部と、前記画面切替コードが検出されたとき、前記頭出し部により頭出しされた他方のMPEGデータを供給するデータ供給部と、前記画面切替コードが検出されたとき、前記静止画データに代えて、前記データ供給部から供給される他方のMPEGデータを出力するデータ切替部とを備えた画像切替装置である。
【0021】さらに、請求項5に対応する発明は、2つのMPEGデータを交互に切替出力するための画像切替方法であって、前記2つのMPEGデータのうち、一方のMPEGデータを他方のMPEGデータに切替えるとき、前記一方のMPEGデータを静止画データにして出力し、その後、前記静止画データに代えて、前記他方のMPEGデータを出力する画像切替方法である。
【0022】また、請求項6に対応する発明は、請求項5に対応する画像切替方法において、前記切替えのとき、前記一方のMPEGデータにおける1つのGOPの前に静止画切替コードを挿入し、前記GOPの後に画面切替コードを挿入する画像切替方法である。
【0023】(作用)従って、請求項1,5,6に対応する発明は、コード挿入手段が、2つのMPEGデータのうち、一方のMPEGデータを他方のMPEGデータに切替えるとき、一方のMPEGデータ内の1つのGOPの前に静止画切替コードを挿入すると共に、GOPの後に画面切替コードを挿入し、静止画切替手段が、一方のMPEGデータからコード挿入手段により挿入された静止画切替コードが検出されたとき、一方のMPEGデータに代えて、一方のMPEGデータの静止画データを出力し、画面切替手段が、一方のMPEGデータからコード挿入手段により挿入された画面切替コードが検出されたとき、静止画切替手段により出力される静止画データに代えて、他方のMPEGデータを出力するので、MPEGデータを切替える際に、画像の乱れを阻止でき、画像品質を維持することができる。
【0024】また、請求項2に対応する発明は、コード挿入手段としては、外部から出力切替信号が入力されると、一方のMPEGデータを通過させる第1AND回路と、外部から出力切替信号が入力されると、切替コードを通過させる第2AND回路と、外部から入力された出力切替信号を反転させて前記第1又は第2AND回路に入力するNOT回路と、第1AND回路を通過したMPEGデータ及び第2AND回路を通過した切替コードを個別に送出するOR回路とを備えたので、請求項1に対応する作用を容易且つ確実に奏することができる。
【0025】さらに、請求項3に対応する発明は、静止画切替手段としては、静止画像生成部が、供給される一方のMPEGデータの最新のGOPにおけるIピクチャを更新記憶し、このIピクチャに基づいて静止画データを生成し、静止画像切替コードが検出されたとき、更新記憶を停止し、静止画切替部が、静止画像切替コードが検出されたとき、一方のMPEGデータに代えて、静止画像生成部により生成された静止画データを出力するので、請求項1又は請求項2に対応する作用を容易且つ確実に奏することができる。
【0026】また、請求項4に対応する発明は、画面切替手段としては、頭出し部が、静止画切替コードが検出されたとき、他方のMPEGデータの頭出しを行い、データ供給部が、画面切替コードが検出されたとき、頭出し部により頭出しされた他方のMPEGデータを供給し、データ切替部が、画面切替コードが検出されたとき、静止画データに代えて、データ供給部から供給される他方のMPEGデータを出力する。
【0027】このように、画面切替に先行して予め頭出しを行うことにより、画面切替時に、他方のMPEGデータが先頭から出力されるので、請求項1乃至請求項3のいずれかに対応する作用を容易且つ確実に奏することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)図1は本発明の第1の実施形態に係る画像切替装置及びその周辺構成を示すブロック図であり、図2はこの画像切替装置に用いられるMPEGデータのフォーマットを示す模式図であって、図10及び図11と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分について主に述べる。なお、以下の各実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
【0029】すなわち、本実施形態は、動画像を示す2つのMPEGデータ間において、両者を互いに切替える時の画像の乱れを無くすものであり、具体的には、図2に示すように、通常時(切替え前)のMPEGデータの前後にそれぞれ静止画切替コード(前側)及び画面切替コード(後側)を挿入することにより、一方の動画像を静止画にした状態で他方の動画像に切替える構成となっている。なお、他方の動画像は、予め頭出しされて送出される。また、以下の説明中、静止画切替コードを前ヘッダFHといい、画面切替コードを後ヘッダBHといい、両者を単にヘッダという。また、MPEGデータとしては、MPEG1,2,4のいずれでもよいが、ここではMPEG2を用いている。
【0030】次に、具体的な機能構成としては、図1に示すように、放送局1xにおいて、MPEG(A)データ(以下、A系ともいう)と、MPEG(B)データ(以下、B系ともいう)とを切替えるための画像切替装置が設けられている。
【0031】この画像切替装置は、A系及びB系のヘッダ付MPEGデータ作成部10A,10B、A系及びB系のMPEGデータ供給部20A,20B、A系及びB系の前ヘッダ検出部30A,30B、A系及びB系の画像(動/静)切替部40A,40B、A系及びB系の後ヘッダ検出部50A,50B、画面(A/B)切替部60を備えている。なお、符号末尾のAは、A系に属することを示し、符号末尾のBは、B系に属することを示す。また、A系の構成要素10A〜50Aと、B系の構成要素10B〜50Bとは互いに同一構成のため、以下、A系の構成要素10A〜50Aを例に挙げて構成を説明する。
【0032】ここで、ヘッダ付MPEGデータ作成部10Aは、自系のMPEG(A)データから他の系のMPEG(B)データへの切替時に、切替前のMPEG(A)データにおけるGOPの前後に切替コードとして各ヘッダFH,BHを挿入可能なものであり、切替時には得られたヘッダ付MPEG(A)データを自系のMPEGデータ供給部20Aに送出する機能と、通常時には通常のMPEG(A)データを自系のMPEGデータ供給部20Aに送出する機能とをもっている。
【0033】なお、前ヘッダFHは、ある番組内にて動画像を静止画像に切替えるための静止画像切替コードであり、MPEGに適合したコードである必要はないが、例えばMPEG2におけるシーケンス層のESC(Extension Start Code; 拡張データの開始同期コード)、UDSC(User Data Start Code; ユーザデータの開始を示す同期コード)、UD(User Data; ユーザ用データ)や、MPEG1におけるGOP層のESC、GED(Group Extension Data)、UDSC、UDなどのように、拡張データを扱う領域に設定してもよい。また、後ヘッダBHは、ある番組(静止画像)を他の番組(動画像)に切替えるために、GOPの後に挿入される画面切替コードであり、前ヘッダFHと同様に、MPEGに適合したコードである必要はない。本実施形態では、両ヘッダFH,BHをMPEGとは無関係の切替コードとしてGOPの前後に割込させている。
【0034】MPEGデータ供給部20Aは、他系の前ヘッダ検出部30Bから受けた供給指令により、自系のヘッダ付MPEGデータ作成部10Aから送出されるヘッダ付MPEG(A)データ又はMPEG(A)データを、自系の前ヘッダ検出部30A、画像(動/静)切替部40A及び後ヘッダ検出部50Aに送出する機能と、自系の後ヘッダ検出部50Aから停止指令を受けたとき、データ供給を停止すると共に、後述する内部バッファをクリアする機能とをもっている。
【0035】前ヘッダ検出部30Aは、自系のMPEGデータ供給部20Aから送出されるヘッダ付MPEG(A)データ又はMPEG(A)データのうち、ヘッダ付MPEG(A)データ内の前ヘッダFHを検出すると、他系のMPEGデータ供給部20Bに供給指令を送出し、且つ自系の画像(動/静)切替部40Aに静止画像切替指令を送出する機能をもっている。
【0036】画像(動/静)切替部40Aは、自系のMPEGデータ供給部20Aから送出される動画像のMPEG(A)データを画面(A/B)切替部60に送出する機能と、自系のMPEGデータ供給部20Aから送出された最新の動画像のMPEGデータから静止画像のMPEG(A)データを作成して更新する機能と、前ヘッダ検出部30Aから静止画像切替指令を受けたとき、動画像のMPEG(A)データに代えて、直前に作成した静止画像のMPEG(A)データを画面(A/B)切替部60に送出する機能とをもっている。
【0037】後ヘッダ検出部50Aは、自系のMPEGデータ供給部20Aから送出されるヘッダ付MPEG(A)データ又はMPEG(A)データのうち、ヘッダ付MPEG(A)データ内の後ヘッダBHを検出すると、他系のMPEGデータ供給部20Bに供給指令を送出すると共に、画面(A/B)切替部60に画面切替指令を送出し、且つ自系のMPEGデータ供給部20Aにデータ供給を停止させるための停止指令を送出する機能をもっている。
【0038】なお、後ヘッダ検出部50Aは、前ヘッダFHと後ヘッダBHとが同一コードの場合、この同一コードを2回検出した時点で、後ヘッダBHを検出したと判断する構成となる。
【0039】画面(A/B)切替部60は、画像(動/静)切替部40Aから受けるMPEG(A)データを放送用データとして出力する機能と、後ヘッダ検出部50Aから画面切替指令を受けたとき、画像(動/静)切替部40Aに代えて、他系の画像(動/静)切替部40Bから受けるMPEG(B)データを放送用データとして出力する機能とをもっている。
【0040】次に、以上のような画像切替装置の具体的な構成について前述同様にA系を例に挙げて述べる。なお、前述同様に、符号末尾のaは、A系に属することを示し、符号末尾のbは、B系に属することを示す。ヘッダ付MPEGデータ作成部10Aは、図3に示すように、ヘッダクロック用AND回路11a、ヘッダデータ生成部12a、ヘッダ出力用AND回路13a、NOT回路14a、画像クロック用AND回路15a、MPEGエンコーダ16a、画像出力用AND回路17a及びヘッダ付MPEGデータ出力用OR回路18aを備えている。
【0041】概略的には、ヘッダ出力切替信号をヘッダ系の回路11a〜13aと画像系の回路15a〜17aとに並列に入力する際に、画像系の回路15a〜17aの入力側にNOT回路14aを配置したことにより、MPEGデータとヘッダデータとを択一的に出力可能な構成となっている。なお、NOT回路14aは、MPEGデータとヘッダデータとを択一的に出力可能であれば、画像系の回路15a〜17aの入力側に限らず、ヘッダ系の回路11a〜13aの入力側に配置してもよい。
【0042】ここで、ヘッダクロック用AND回路11aは、ヘッダ出力切替信号を受けたとき、出力データ用クロック信号をヘッダデータ生成部12aに通過させるものである。
【0043】ヘッダデータ生成部12aは、ヘッダクロック用AND回路11aから受けた出力データ用クロック信号に基づいてヘッダデータをヘッダ出力用AND回路13aに出力するものである。
【0044】ヘッダ出力用AND回路13aは、ヘッダ出力切替信号を受けたとき、ヘッダデータ生成部12aから受けたヘッダデータを通過させてヘッダ付MPEGデータ出力用OR回路18aに入力するものである。
【0045】なお、ヘッダ出力用AND回路13aとヘッダクロック用AND回路11aとは、理想的な回路であれば、いずれか一方を省略してもよい。画像出力用AND回路17aと画像クロック用AND回路15aも同様である。
【0046】一方、画像クロック用AND回路15aは、NOT回路14aを介して反転されたヘッダ出力切替信号を受けたとき、出力データ用クロック信号をMPEGエンコーダ16aに通過させるものである。
【0047】MPEGエンコーダ16aは、画像クロック用AND回路15aから受ける出力データ用クロック信号に基づいて、画像入力用クロック信号に従い入力される画像データをMPEGデータに変換し、このMPEGデータを画像出力用AND回路17aに入力するものである。
【0048】画像出力用AND回路17aは、NOT回路14aを介して反転されたヘッダ出力切替信号を受けたとき、MPEGエンコーダ16aから受けたMPEGデータを通過させてヘッダ付MPEGデータ出力用OR回路18aに入力するものである。
【0049】ヘッダ付MPEGデータ出力用OR回路18aは、画像出力用AND回路17aから入力されたMPEGデータを通過させてMPEGデータ供給部20Aに出力するか、又はヘッダ出力用AND回路13aから入力されたヘッダデータを通過させてMPEGデータ供給部20Aに出力するものである。
【0050】次に、A系のMPEGデータ供給部20Aは、図4に示すように、スタートコード検出回路21a、GOPの頭出しカウンタ22a及びバッファメモリ23aを備えている。ここで、スタートコード検出回路21aは、他系の前ヘッダ検出部30Bから受けた供給指令により起動し、ヘッダ付MPEGデータ作成部10Aから受けるMPEG(A)データにおけるスタートコードを検出すると、検出信号をGOPの頭出しカウンタ22aに送出する機能をもっている。
【0051】GOPの頭出しカウンタ22aは、スタートコード検出回路21aから検出信号を受けるとカウントを開始し、逐次、カウンタ値をバッファメモリ23aに入力する機能と、他系の後ヘッダ検出部50Bから供給信号を受けると、カウントを停止してカウンタ値を保持する機能と、自系の後ヘッダ検出部50Aから停止信号を受けると、カウンタ値をクリアする機能とをもっている。
【0052】バッファメモリ23aは、他系の前ヘッダ検出部30Bから受けた供給指令により、ヘッダ付MPEGデータ作成部10Aから受けるMPEG(A)データを順次記憶する機能と、他系の後ヘッダ検出部50Bから受けた供給指令により、GOPの頭出しカウンタ部22aのカウンタ値だけ前の記憶位置から記憶内容を前ヘッダ検出部30A、画像(動/静)切替部40A及び後ヘッダ検出部50Aに送出する機能と、自系の後ヘッダ検出部50Aから受ける停止指令により、記憶内容の送出を停止し且つ記憶内容を消去する機能とを有し、例えばFIFOメモリが使用可能となっている。
【0053】画像(動/静)切替部40Aは、Iピクチャバッファ部41a及び画像切替スイッチ42aを備えている。
【0054】Iピクチャバッファ部41aは、自系のMPEGデータ供給部20Aから送出された最新の動画像のMPEGデータのIピクチャを更新記憶し、静止画像のMPEG(A)データを作成・更新して画像切替スイッチ42aに出力する機能と、前ヘッダ検出部30Aから静止画像切替指令を受けると、Iピクチャの更新記憶をせずに前回のIピクチャによる静止画像のMPEG(A)データを出力する機能と、後ヘッダ検出部50Aから受ける停止指令により、静止画像の送出を停止し且つ記憶内容を消去する機能とをもっている。なお、静止画像のMPEG(A)データは、Iピクチャと0(変化無し)のP・BピクチャとからなるGOPから構成される。
【0055】画像切替スイッチ42aは、MPEGデータ供給部20Aから送出される動画像のMPEG(A)データを画面(A/B)切替部60に送出する機能と、前ヘッダ検出部30Aから静止画像切替指令を受けたとき、MPEGデータ供給部から受ける動画像のMPEG(A)データに代えて、Iピクチャバッファ部41aから受ける静止画像のMPEG(A)データを画面(A/B)切替部60に送出する機能とをもっている。
【0056】次に、以上のように構成された画像切替装置の動作をヘッダ付MPEGデータの作成時及び画像切替時の順に説明する。
(ヘッダ付MPEGデータの作成時)ヘッダ付MPEGデータ作成部10Aでは、図3に示したように、画像データ及び画像入力用クロック信号がMPEGエンコーダ16aに入力されると共に、ヘッダ出力切替信号及び出力データ用クロック信号が入力される。
【0057】ここで、ヘッダ出力切替信号は、図5(a)に示すように、通常時(t=0)には“0”レベルであり、図5(b)に示すように、NOT回路14aを介して画像出力用AND回路17aにMPEGデータを通過させる一方、図5(c)に示すように、ヘッダ出力用AND回路13aにヘッダデータの通過を阻止させる(これに加え、通常時には、ヘッダクロック用AND回路11aにてクロック信号の通過が阻止されているので、ヘッダデータ自体が無い)。
【0058】従って、ヘッダ出力切替信号が“0”レベルの時、MPEGデータがヘッダ付MPEGデータ出力用OR回路18aからMPEGデータ供給部20Aに出力される。
【0059】次に、前ヘッダを挿入するため、“1”レベルのヘッダ出力切替信号が入力されたとする(t=1)。このとき、NOT回路14aにより画像出力用AND回路17aではMPEGデータの通過が阻止される(これに加え、前述同様のクロック信号の阻止によりMPEGデータ自体が無い)一方、ヘッダ出力用AND回路13aではヘッダデータを通過させる。
【0060】従って、ヘッダ出力切替信号が“1”レベルの時、ヘッダデータがヘッダ付MPEGデータ出力用OR回路18aからMPEGデータ供給部20Aに出力される。
【0061】以下同様に、前ヘッダが終わるタイミングでヘッダ出力切替信号が“0”レベルにされると、前ヘッダに代えて、MPEGデータが出力される(t=2)。
【0062】また、後ヘッダが始まるタイミングでヘッダ出力切替信号が“1”レベルにされると、MPEGデータに代えて、(後)ヘッダデータが出力される(t=3)。また同様に、後ヘッダが終わるタイミングでヘッダ出力切替信号が“0”レベルにされると、後ヘッダに代えて、MPEGデータが出力される(t=4)。
【0063】このように、MPEGデータの1GOPの前後において、ヘッダ出力切替信号を“1”レベルにしてヘッダを挿入することにより、ヘッダ付MPEGデータを作成し、MPEGデータ供給部20Aに出力することができる。
【0064】(画像切替時)図6及び図7(a),(f)に示すように、時刻t=10において、A系のバッファメモリ23aから出力されたMPEG(A)データが画像切替スイッチ42a及び画面(A/B)切替部60を介して放送されているとする。
【0065】このとき、Iピクチャバッファ部41aは、図7(b)に示すように、最新のIA1ピクチャを更新記憶し終り、IA1ピクチャの静止画像を出力している。また、B系のヘッダ付MPEGデータ作成部10Bは、図7(c)に示すように、MPEG(B)データをバッファメモリ23bに送出するが、図7(d)に示すように、このMPEG(B)データはバッファメモリ23bに記憶されない。
【0066】以上が通常時の状態である。続いて画像切替のため、前述した通り、ヘッダ付MPEG(A)データが作成されたとする。このヘッダ付MPEG(A)データは、バッファメモリ23aから出力される。
【0067】前ヘッダ検出部30Aは、ヘッダ付MPEG(A)データから前ヘッダFHを検出すると(時刻t=11)、B系のMPEGデータ供給部20Bに供給指令を送出すると共に、自系のIピクチャバッファ部41a及び画像切替スイッチ42aに静止画像切替指令を送出する。
【0068】Iピクチャバッファ部42aは、この静止画像切替指令を受けると、次回のIA2ピクチャを入れず、バッファ内の前回のIA1ピクチャ及びP・Bピクチャが0(変化無し)のGOPからなる静止画像のMPEG(A)データを静止画像切替スイッチに送出し続ける。
【0069】画像切替スイッチ42aは、静止画像切替指令を受けると、MPEGデータ供給部20Aから受ける動画像のMPEG(A)データに代えて、Iピクチャバッファ部41aから受ける静止画像のMPEG(A)データを画面(A/B)切替部60に送出する。
【0070】従って、放送データは、図7(f)に示すように、動画像のMPEG(A)から静止画像のMPEG(A)データに切替えられる。一方、B系のMPEGデータ供給部20Bでは、時刻t=11での前ヘッダ検出部からの供給指令により、図7(d)に示すように、バッファメモリ23b内にMPEG(B)データが逐次、記憶されると共に、スタートコード検出回路21bが起動される。
【0071】続いて、スタートコード検出回路21bは、MPEG(B)データのスタートコードを検出すると(時刻t=12)、検出信号をGOPの頭出しカウンタ22bに送出する。
【0072】GOPの頭出しカウンタ22bは、スタートコード検出回路21bから検出信号を受けるとカウントを開始し、逐次、カウンタ値をバッファメモリ23bに入力する。
【0073】次に、A系の後ヘッダ検出部50Aは、ヘッダ付MPEG(A)データから後ヘッダBHを検出すると(時刻t=13)、B系のバッファメモリ23b及びGOPの頭出しカウンタ22bに供給指令を送出すると共に、画面(A/B)切替部60に画面切替指令を送出し、且つ自系のMPEGデータ供給部20Aにデータ供給を停止させるための停止指令を送出する。
【0074】B系の頭出しカウンタ22bは、この供給指令により、カウントを停止してカウンタ値を保持する。B系のバッファメモリ23bは、この供給指令により、保持されたカウンタ値からMPEG(B)データを頭出しして送出する。このMPEG(B)データは、B系の画像切替スイッチ42bを介して画面(A/B)切替部60に入力される。
【0075】画面(A/B)切替部60は、後ヘッダ検出部50Aからの画面切替指令により、A系のIピクチャバッファ部41aから受ける静止画像のMPEG(A)データに代えて、B系のバッファメモリ23bから受ける動画像のMPEG(B)データを出力する。
【0076】従って、放送データは、図7(f)に示すように、静止画像のMPEG(A)から動画像のMPEG(B)データに切替えられる。なお、A系のMPEGデータ供給部20Aでは、後ヘッダ検出部50Aからの停止指令により、GOPの頭出しカウンタ22a、バッファメモリ23a及びIピクチャバッファ部41aの動作が停止されると共に、図7(a),(b)に示すように、記憶内容がクリアされる。しかる後、次の切替時まで待機する。
【0077】以下、前述同様に、動画像のMPEG(B)データは、画像切替時に静止画像にされた後、動画像のMPEG(A)データに切替えられる。また、動画像のMPEG(A)データは、画像切替時に静止画像にされた後、動画像のMPEG(B)データに切替えられる。
【0078】これに伴い、受信側では、受信機2のMPEGデコーダを介し、例えば番組Aの動画像がモニタ3に表示され、画像切替の際に、番組Aの静止画像が表示された後、コマーシャルBの動画像が表示される。
【0079】上述したように本実施形態によれば、A系、B系といった2つの異なるMPEGデータを交互に切替出力する際に、一方のMPEGデータにおける1つのGOPの前に静止画切替コードとしての前ヘッダFHを挿入し、且つそのGOPの後に画面切替コードとしての後ヘッダBHを挿入することにより、前ヘッダFHの検出時に一方のMPEGデータを静止画データにして出力し、後ヘッダBHの検出時に、静止画データに代えて、他方のMPEGデータを出力する。
【0080】このように、一方のMPEGデータを静止画像にした状態で、他方のMPEGデータに切替えるので、従来とは異なり、受信側では、切替時にP・Bピクチャ(変化無し)を復元できる。従って、MPEGデータを切替える際に、画像の乱れを阻止でき、画像品質を維持することができる。
【0081】また、MPEGデータの切替に先行して予め頭出しを行うことにより、画面切替時に、切替先のMPEGデータが先頭から出力されるので、前述した効果を容易且つ確実に得ることができる。
【0082】(第2の実施形態)図8は本発明の第2の実施形態に係る画像切替装置に適用されるヘッダ付MPEGデータ作成部の回路構成を示す模式図である。前述同様にA系とB系が同一構成であり、A系のみを例に挙げて示している。
【0083】本実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、前ヘッダFHと後ヘッダBHとを互いに異なるコードとする場合の一例であって、具体的には図8に示すように、ヘッダデータ生成部12aに代えて、互いに並列に配置された前ヘッダ生成部12af及び後ヘッダ生成部12abを有し、ヘッダ出力用AND回路13aに代えて、互いに並列に配置された前ヘッダ出力用AND回路13af及び後ヘッダ出力用AND回路13abを有し、且つ前ヘッダ出力用AND回路13afと後ヘッダ出力用AND回路13abの入力にT F/F19aの出力Q,Q ̄(Qバー;Qの反転出力)を与える構成となっている。
【0084】ここで、前ヘッダ生成部12afは、ヘッダクロック用AND回路11aから受けた出力データ用クロック信号に基づいて前ヘッダデータを前ヘッダ出力用AND回路13afに出力するものである。
【0085】後ヘッダ生成部12abは、ヘッダクロック用AND回路11aから受けた出力データ用クロック信号に基づいて後ヘッダデータを後ヘッダ出力用AND回路13abに出力するものである。なお、前ヘッダデータと後ヘッダデータとは互いに異なる設定(データ値やデータ長など)の切替コードとなっている。
【0086】T F/F19aは、Tフリップフロップであり、ヘッダ出力切替信号がクロック端子CPに入力された時点毎に2つの出力Q,Q ̄を反転させ、一方の出力Qを前ヘッダ出力用AND回路13afに入力し、他方の反転出力Q ̄を後ヘッダ出力用AND回路13abに入力するものである。
【0087】前ヘッダ出力用AND回路13afは、ヘッダ出力切替信号とT F/F19aの出力Qとの両者を受けたとき、前ヘッダ生成部12afから受けた前ヘッダデータを通過させてヘッダ付MPEGデータ出力用OR回路18aに入力するものである。
【0088】後ヘッダ出力用AND回路13abは、ヘッダ出力切替信号とT F/F19aの出力Q ̄との両者を受けたとき、後ヘッダ生成部12abから受けた後ヘッダデータを通過させてヘッダ付MPEGデータ出力用OR回路18aに入力するものである。
【0089】なお、ヘッダ付MPEGデータ作成部10Aの変形に伴い、後ヘッダ検出部50Aは、前述した機能において、同一コードを2回検出することにより後ヘッダBHを検出した旨を判断する機能に代えて、後ヘッダBHを示す所定のコードを検出することにより、後ヘッダBHを検出した旨を判断する機能を有する。
【0090】次に、以上のように構成されたヘッダ付MPEGデータ作成部10A,10Bを有する画像切替装置の動作を説明する。ヘッダ付MPEGデータ作成部10Aでは、図8に示したように、画像データ及び画像入力用クロック信号がMPEGエンコーダ16aに入力されると共に、ヘッダ出力切替信号及び出力データ用クロック信号が入力される。
【0091】ここで、ヘッダ出力切替信号は、図9(a)に示すように、通常時(t=20)には“0”レベルであり、図9(b)に示すように、NOT回路14aを介して画像出力用AND回路17aにMPEGデータを通過させる一方、図9(e),(f)に示すように、両ヘッダ出力用AND回路13af,13abに各々ヘッダデータの通過を阻止させる(これに加え、前述同様のクロック信号の阻止により、両ヘッダデータ自体が無い)。
【0092】従って、ヘッダ出力切替信号が“0”レベルの時、MPEGデータがヘッダ付MPEGデータ出力用OR回路18aからMPEGデータ供給部20Aに出力される。
【0093】次に、前ヘッダを挿入するため、“1”レベルのヘッダ出力切替信号が入力されたとする(t=21)。このとき、NOT回路14aにより画像出力用AND回路17aではMPEGデータの通過が阻止される(これに加え、前述同様のクロック信号の阻止によりMPEGデータ自体が無い)。
【0094】一方、このヘッダ出力切替信号により、出力データ用クロック信号がヘッダクロック用AND回路11aを通過して両ヘッダ生成部12af,12abに夫々入力される。両ヘッダ生成部12af,12abは、この出力データ用クロック信号に基づいて、前ヘッダデータ及び後ヘッダデータを夫々前ヘッダ出力用AND回路13af,13abに入力する。
【0095】また一方、T F/F19aは、このヘッダ出力切替信号により、2つの出力Q,Q ̄を反転させ、図9(c)に示すように、一方の出力Qを前ヘッダ出力用AND回路13afに入力し、図9(d)に示すように、他方の反転出力Q ̄を後ヘッダ出力用AND回路13abに入力する。
【0096】ここで、前ヘッダ出力用AND回路13afは、出力Qにより、図9(e)に示すように、前ヘッダデータを通過させるが、後ヘッダ出力用AND回路13abは、反転出力Q ̄により、図9(f)に示すように、後ヘッダデータの通過を阻止する。
【0097】従って、1回目にヘッダ出力切替信号が“1”レベルとなるとき、前ヘッダデータがヘッダ付MPEGデータ出力用OR回路18aからMPEGデータ供給部20Aに出力される。
【0098】以下同様に、前ヘッダFHが終わるタイミングでヘッダ出力切替信号が“0”レベルにされると、前ヘッダFHに代えて、MPEGデータが出力される(t=22)。
【0099】次に、後ヘッダBHが始まるタイミングでヘッダ出力切替信号が“1”レベルにされたとする(t=23)。このとき、前述した通り、MPEGデータの出力が阻止される。
【0100】一方、このヘッダ出力切替信号により、前述した通り、両ヘッダ生成部12af,12abは、前ヘッダデータ及び後ヘッダデータを夫々前ヘッダ出力用AND回路13af,13abに入力するが、T F/F19aは、このヘッダ出力切替信号により、図9(c),(d)に示すように、2つの出力Q,Q ̄を反転させる。
【0101】このため、前ヘッダ出力用AND回路13afは、出力Qにより、図9(e)に示すように、前ヘッダデータの通過を阻止するが、後ヘッダ出力用AND回路13abは、反転出力Q ̄により、図9(f)に示すように、後ヘッダデータを通過させる。
【0102】従って、2回目にヘッダ出力切替信号が“1”レベルとなるとき、後ヘッダデータがヘッダ付MPEGデータ出力用OR回路18aからMPEGデータ供給部20Aに出力される。
【0103】また同様に、後ヘッダBHが終わるタイミングでヘッダ出力切替信号が“0”レベルにされると、後ヘッダBHに代えて、MPEGデータが出力される(t=24)。
【0104】このように、MPEGデータの1GOPの前後において、ヘッダ出力切替信号を“1”レベルにして交互に前ヘッダFH又は後ヘッダBHを挿入することにより、互いに異なる前ヘッダFH及び後ヘッダBHを有するヘッダ付MPEGデータを作成し、MPEGデータ供給部20Aに出力することができる。
【0105】また、MPEGデータ供給部20A,20B以降においては、前述同様に、画像切替時の動作が実行される。上述したように本実施形態によれば、第1の実施形態の効果に加え、前ヘッダFHと後ヘッダBHとを異なるコードとしたことにより、後ヘッダ検出部50A,50Bにおいて、ヘッダ検出回数をカウントするカウンタと、ヘッダ検出回数が2回目のときに後ヘッダの検出を判断する判定回路とを省略できるので、構成を簡易化することができる。
【0106】また、上記各実施形態では、ヘッダ付MPEGデータ作成部10A,10Bの回路構成を図3又は図8に示して説明したが、これに限らず、様々な回路構成に変形してもよい。但し、どのように変形しても、ヘッダをGOPの前後に挿入可能な構成であれば、本発明の範囲に包含される。
【0107】また、上記第1の実施形態では、Iピクチャバッファ部41aに関し、通常時にも静止画像のMPEGデータを出力する構成として説明したが、これに限らず、前ヘッダ検出部30Aから静止画像切替指令を受けたときのみ、静止画像のMPEGデータを出力する構成に変形しても、切替時の動作が同じであるため、本発明の範囲に包含される。
【0108】また、上記第1の実施形態では、スタートコードの検出時〜後ヘッダの検出時の間を頭出しカウンタ22bがカウントする場合について説明したが、これに限らず、前ヘッダの検出時〜スタートコードの検出時の間を頭出しカウンタ22bがカウントする構成に変形しても、次のMPEGデータの頭出しをする構成を含むので、本願発明の範囲に包含される。
【0109】また、上記各実施形態では、デジタル放送の画像切替を例に挙げて説明したが、これに限らず、デジタル蓄積媒体を利用した画像(カラオケ、映画、マルチメディア・システム、ハイパーメディアシステム)の切替時や、通信回線を利用した画像(テレビ会議、テレビ電話、遠隔監視等)の切替等、MPEGデータの切替に使用される構成であれば、本願発明の範囲に包含される。
【0110】また、上記各実施形態では、MPEGデータの画像切替を例に挙げて説明したが、これに限らず、フレーム間予測を用いる画像データの切替時であれば、本発明と同様の作用効果を得ることができる。例えばMPEGの元となったH.261(デジタル動圧縮画像の国際標準「ITU−T H.261」)の画像データの切替時に使用しても、本発明と同様の作用効果を得ることができる。
【0111】その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【0112】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、MPEGデータを切替える際に、画像の乱れを阻止でき、画像品質を維持できる画像切替装置及び方法を提供できる。




 

 


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