(57)【要約】【課題】必要な出力用画像メモリが表示データ１画面分より少なくて済むディジタル画像の再生装置を提供する。【解決手段】符号化された画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段１１０と、この画像復号化手段にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリ１４１，１４２および出力用画像データを格納する出力用画像メモリ１４５を有するメモリ手段１４０と、上記画像復号化手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数を減らす画素値写像手段１２０と、上記メモリ手段に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行い元のビット数に戻すとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段１６０とを具備したもの。【選択図】      図１
2005269283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化された少なくとも画像ストリームの復号化を行い、
この復号化された画像データにおける画素値の範囲を減らした後、画素値を複数個ずつユニット化するとともにこのユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像することにより使用ビット数を減らして出力用画像メモリに格納し、
この出力用画像メモリから写像画像データを読み出して出力画像を得る際に、当該写像画像データに逆写像を行った後、元の画素値の範囲に戻す
ことを特徴とするディジタル画像の再生方法。
【請求項２】
符号化された画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段と、
この画像復号化手段にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリおよび出力用画像データを格納する出力用画像メモリを有するメモリ手段と、
上記画像復号化手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数を減らす画素値写像手段と、
上記メモリ手段に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行うとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段と
を具備したことを特徴とするディジタル画像の再生装置。
【請求項３】
符号化された画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段と、
この画像復号化手段を制御するコントローラと、
上記画像復号化手段にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリおよび出力用画像データを格納する出力用画像メモリを有するメモリ手段と、
上記画像復号化手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数を減らす画素値写像手段と、
上記メモリ手段に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行うとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段と、
上記画素値写像手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に配置されるとともに上記コントローラからの指示に基づき出力用画像メモリに対してデータの格納および取り出しを行うためのアクセス手段とを具備し、
さらにこのアクセス手段により、コントローラから他の用途のデータの格納指令があった場合に、上記画素値写像手段で使用ビットが減じられた箇所に当該他の用途のデータを一体に記録させて出力用画像メモリに格納するようになし、またコントローラから他の用途のデータの読出し指令があった場合に、当該読出し指令に係る出力用画像データを取り出すとともに当該他の用途のデータだけを読み出してコントローラに入力させるようにしたことを特徴とするディジタル画像の再生装置。
【請求項４】
符号化された画像データおよび音声データからなる多重化ストリームを入力して画像ストリームと音声ストリームとに分離する分離手段と、
この分離手段にて分離された画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段と、
この画像復号化手段にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリおよび出力用画像データを格納する出力用画像メモリを有するメモリ手段と、
上記画像復号化手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数を減らす画素値写像手段と、
上記メモリ手段に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行うとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段と、
上記画素値写像手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に配置されて当該出力用画像メモリに対してデータの格納および取り出しを行うためのアクセス手段とを具備し、
さらに上記アクセス手段により、分離手段にて分離された音声ストリームを、上記画素値写像手段で使用ビット数が減じられた空き部分に一体に記録させて出力用画像メモリに格納するとともに、音声ストリームの読み出し時に、音声ストリームを取り出して音声復号化手段に入力させるようにしたことを特徴とするディジタル画像の再生装置。
【請求項５】
符号化された主画像データおよび副画像データからなる多重化ストリームを入力して主画像ストリームと副画像ストリームとに分離する分離手段と、
この分離手段にて分離された主画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段と、
この画像復号化手段にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリおよび出力用画像データを格納する出力用画像メモリを有するメモリ手段と、
上記画像復号化手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数を減らす画素値写像手段と、
上記メモリ手段に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行うとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段と、
上記画素値写像手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に配置されて出力用画像メモリに対してデータの格納および取り出しを行うためのアクセス手段とを有し、
且つ上記アクセス手段により、分離手段にて分離された副画像ストリームを、上記画素値写像手段で使用ビットが減じられた空き部分に一体に記録させて出力用画像メモリに格納するとともに、副画像ストリームの読み出し時に、副画像ストリームを取り出して副画像復号化手段に入力させるようになし、
さらに上記画素値逆写像手段で得られた主画像データに副画像復号化手段で復号化された副画像データを重ねる画像重畳手段を具備したことを特徴とするディジタル画像の再生装置。
【請求項６】
符号化された画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段と、
この画像復号化手段を制御するコントローラと、
上記画像復号化手段にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリおよび出力用画像データを格納する出力用画像メモリを有するメモリ手段と、
上記画像復号化手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数を減らす画素値写像手段と、
上記メモリ手段に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行うとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段と、
上記画素値写像手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に配置されるとともに上記コントローラからの指示に基づき出力用画像メモリに対して他の用途のデータの格納および取り出しを行うためのアクセス手段と、
このアクセス手段と上記コントローラとの間に設けられて当該コントローラからの他の用途のデータの符号値の範囲を減らすとともに、当該符号値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の符号値を１つの値に写像して使用ビット数を減らすデータ写像手段と、
上記アクセス手段とコントローラとの間に設けられて当該アクセス手段から写像符号データを入力して逆写像を行うとともに元の符号値の範囲に戻すためのデータ逆写像手段とを有し、
さらに上記アクセス手段においては、コントローラから他の用途のデータの格納指令があった場合に、上記画素値写像手段で使用ビット数が減じられた空き部分に、上記データ写像手段にて写像された写像符号データを一体に記録させて出力用画像メモリに格納するようになし、またコントローラから他の用途のデータの読出し指令があった場合に、当該読出し指令に係る出力用画像データを取り出すとともに写像符号データだけを読み出してコントローラに入力させるようにしたことを特徴とするディジタル画像の再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号化されたディジタル画像を復号化して再生する際に用いるディジタル画像の再生方法及び再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタル技術の本格的な実用化の時代を迎え、画像を記録再生装置、パソコン、ホームサーバーといった装置で記録・再生したり、インターネットをはじめとする通信網を用いて遠距離間を伝送することが可能になってきており、携帯電話などのディジタル移動体通信機器においても、その場で画像を撮影し、即座に他者にその画像を送ることができる。
【０００３】
また、放送の分野においても、テレビジョンをはじめとする動画像に対して、ディジタル技術を用いた伝送及び符号化方式が採用されている。
そして、ディジタル信号の画像信号や音声信号は、アナログ信号のまま処理する場合と比較して、柔軟な処理形態が採用できるため、高品質化、高機能化、高信頼性化が実現できるなどの特長を有し広く用いられている。
【０００４】
ところで、従来、ディジタル画像を再生する場合、符号化されたディジタルのデータストリームを復号化する際に、途中で得られた画像データを一旦メモリに格納しておき、後続の復号処理において、それを利用する再生方法があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
以下、図１５〜図１８を参照しながら、従来のディジタル画像の再生方法について説明する。
図１５は、従来のディジタル画像の再生方法を用いた再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【０００６】
図１５において、８００はデータストリームの入力端子、８１０は画像復号化手段、８５０はホストコントローラ、８４０はメモリ手段、８７０はスイッチ手段、８９０は画像の出力端子である。上記メモリ手段８４０には、参照用画像メモリ８４１，８４２、出力用画像メモリ８４５及びホスト用メモリ８４８が具備されており、これら参照用画像メモリ８４１，８４２、出力用画像メモリ８４５及びホスト用メモリ８４８は、同一のメモリ上にマッピングされている。
【０００７】
上記構成において、入力端子８００に与えられた画像のデータストリームは、後続の画像復号化手段８１０で復号化され、復元された画像を参照用画像メモリ８４１，８４２または出力用画像メモリ８４５に格納される。
【０００８】
この復号化方法は、一例として国際標準規格である通称MPEG2(Moving Picture Experts Group Phase2)と呼ばれる「インフォメーション・テクノロジー  ジェネリック・コーディング・オブ・ムービング・ピクチャーズ・アンド・アソシエーティッド・オーディオ・インフォメーション」("Information technology  Generic coding ofmoving pictures and associated audio information")であるISO/IEC 13818-2規格に記載の方法に準じた方法が用いられる。
【０００９】
ここで、MPEG2規格での画像の符号化方法について、その概要を説明する。
図１６に示すように、一続きの画像群は、そのフレームのデータのみで完全に復号可能なＩフレーム(Intra-coded frame)、他の１枚のフレーム（IまたはPフレーム）を用いて復号されるPフレーム(Predictive-coded frame)、他の最大２枚のフレーム（I及び／またはPフレーム）を用いて復号されるBフレーム(Bi-directionally predictive-coded frame)の３種類から成り、通常、規則正しいパターンで割り当てられる。図１６の場合、復号化は、I0，P3，B1，B2，P6，B4，B5，・・・の順番で行われる。
【００１０】
ここで、I0などの記号は、最初のIなどの記号がフレームの種別、0などの数字が表示順のフレーム番号をそれぞれ便宜上表したものである。
ここで、復号化の際の動作を考えると、P3フレームの作成にはI0フレームが必要であり、B1またはB2フレームの作成にはI0とP3フレームとが必要となるため、IまたはPフレームは後続の画像フレームの作成のために、仮に映像出力を終了したとしても、画像メモリ上に保存しておく必要がある。なお、これらIまたはPフレームを参照フレームと呼ぶ。
【００１１】
これに対して、Bフレームは一度作成されると他のフレームの作成時には一切参照されず、画像出力されるだけである。
以下、復号動作の実例について、図１８を用いて説明する。
【００１２】
図１８において、（Ａ）は各時刻での参照用画像メモリ８４１，８４２、（Ｂ）は出力用画像メモリ８４５、（Ｃ）は画像の出力端子８９０から出力される映像の様子を示している。
【００１３】
参照用画像メモリ８４１，８４２は２画面分（FM0，FM1）あり、IまたはPフレームの画像データが格納されている。一方が作成される際には他方が参照され、交互に更新される。一方、出力用画像メモリ８４５はFM2の１画面分であり、Bフレームの画像データが格納される。
【００１４】
まず、時刻Ｔ１では、IまたはPフレームである参照用画像メモリのFM0中に、現在表示中の映像の画像データが格納されているとする。
そして、FM0を参照して新たにPフレームがFM1に作成され格納されている状態とする。出力用画像メモリ（画像出力）はFM0の内容である。
【００１５】
次に、時刻Ｔ２では、Bフレームが復号されて出力されている様子を示しているが、画像復号化手段８１０がFM0とFM1の参照画像から予測して作成するBフレームの画像データはFM2に格納される。この画像データはすぐに画像出力として出力される。
【００１６】
次に、時刻Ｔ３では、時刻Ｔ２と同様に、次のBフレームが復号されて出力されている様子を示している。動作としては、時刻Ｔ２の場合と同様に、画像復号化手段８１０がFM0とFM1の参照画像から予測して作成するBフレームの画像データがFM2に格納される。この画像データはすぐに画像出力として出力される。
【００１７】
次に、時刻Ｔ４では、次のPフレームが復号化される様子を示しているが、時刻Ｔ１とは逆側のFM1が参照されて、新たにPフレームが作成されてFM0に格納されている状態である。画像出力は、FM1の内容である。
【００１８】
以上のようにして、I、P、Bフレームの種別に応じて、作成する画像の格納先及び画像出力の元画像の存在場所（ありか）を適宜決定しつつ復号動作を継続的に行うことで、ストリーム中で符号化された画像の再生を行うことができる。
【００１９】
なお、スイッチ手段８７０は、画像復号化手段８１０で得たフレームの種別を元に、参照用画像メモリ８４１，８４２または出力用画像メモリ８４５中の画像を、本来の出力する順番（表示順）で、画像が出力されるように選択する動作を行う。その結果は出力端子８９０に出力されて、画像が出力される。
【００２０】
また、ホストコントローラ８５０は、画像復号化手段８１０を統括するコントローラで、ユーザーからの再生指示にしたがって、通常再生や早送り再生、スロー再生などといった各種の再生動作を指示するとともに、復号動作を監視して異常が発生した場合、画像復号化手段８１０の初期化などを行い、正常な動作への復帰を指示する。
【００２１】
このとき、ホスト用メモリ８４８は、ホストコントローラ８５０の命令コードや各種動作パラメータの格納及びワークメモリとして使用される。
次に、参照用画像メモリ８４１，８４２及び出力用画像メモリ８４５について説明する。
【００２２】
復号化処理で扱う画像は、図１７（Ａ）に示すように、輝度Yと２つの色差信号Cb，Crで表される４：２：０画像である。NTSC方式の標準テレビジョンの場合、Yは横720画素、縦480ライン分の画素あたり８ビットのデータから成り、Cb／CrはそれぞれYの縦横の両方向ともに半分のサンプル数となっている。
【００２３】
これらを格納する画像メモリの典型例は、図１７（Ｂ）に示すように、画像メモリ上に連続してY，Cb，Crの３領域に分かれている。
以上のようにして、MPEG2の画像を再生するために、復号化の途中で得られた画像データ（I，Pフレーム）を一旦メモリに格納しておき、後続の復号化処理でそれを利用し、Bフレームの復号化を行って、本来ストリーム中に符号化された画像の再生が行われる。
【特許文献１】特開２０００−３２４４８４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかし、上記従来の構成では、画像の復号化処理時に出力用画像メモリとして、表示データ１画面分のメモリを必要とすることから、装置の価格が高くなるという課題があり、また動画像の復号用途以外にメモリを利用する場合、その用途に向けた専用のメモリ（一例としてホストコントローラ８５０用のホスト用メモリ８４８）を別途設ける必要があり、装置の価格が高くなるという課題もあった。
【００２５】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、必要な出力用画像メモリが表示データ１画面分より少なくて済むとともに、他用途に向けた専用メモリを不要にし得るディジタル画像の再生方法及び再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係るディジタル画像の再生方法は、
符号化された少なくとも画像ストリームの復号化を行い、
この復号化された画像データにおける画素値の範囲を減らした後、画素値を複数個ずつユニット化するとともにこのユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像することにより使用ビット数を減らして出力用画像メモリに格納し、
この出力用画像メモリから写像画像データを読み出して出力画像を得る際に、当該写像画像データに逆写像を行った後、元の画素値の範囲に戻す方法である。
【００２７】
また、上記課題を解決するため、本発明の請求項２に係るディジタル画像の再生装置は、
符号化された画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段と、
この画像復号化手段にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリおよび出力用画像データを格納する出力用画像メモリを有するメモリ手段と、
上記画像復号化手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数を減らす画素値写像手段と、
上記メモリ手段に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行うとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段とを具備したものである。
【００２８】
また、本発明の請求項３に係るディジタル画像の再生装置は、
符号化された画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段と、
この画像復号化手段を制御するコントローラと、
上記画像復号化手段にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリおよび出力用画像データを格納する出力用画像メモリを有するメモリ手段と、
上記画像復号化手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数を減らす画素値写像手段と、
上記メモリ手段に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行うとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段と、
上記画素値写像手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に配置されるとともに上記コントローラからの指示に基づき出力用画像メモリに対してデータの格納および取り出しを行うためのアクセス手段とを具備し、
さらにこのアクセス手段により、コントローラから他の用途のデータの格納指令があった場合に、上記画素値写像手段で使用ビットが減じられた箇所に当該他の用途のデータを一体に記録させて出力用画像メモリに格納するようになし、またコントローラから他の用途のデータの読出し指令があった場合に、当該読出し指令に係る出力用画像データを取り出すとともに当該他の用途のデータだけを読み出してコントローラに入力させるようにしたものである。
【００２９】
また、本発明の請求項４に係るディジタル画像の再生装置は、
符号化された画像データおよび音声データからなる多重化ストリームを入力して画像ストリームと音声ストリームとに分離する分離手段と、
この分離手段にて分離された画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段と、
この画像復号化手段にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリおよび出力用画像データを格納する出力用画像メモリを有するメモリ手段と、
上記画像復号化手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数を減らす画素値写像手段と、
上記メモリ手段に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行うとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段と、
上記画素値写像手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に配置されて当該出力用画像メモリに対してデータの格納および取り出しを行うためのアクセス手段とを具備し、
さらに上記アクセス手段により、分離手段にて分離された音声ストリームを、上記画素値写像手段で使用ビット数が減じられた空き部分に一体に記録させて出力用画像メモリに格納するとともに、音声ストリームの読み出し時に、音声ストリームを取り出して音声復号化手段に入力させるようにしたものである。
【００３０】
また、本発明の請求項５に係るディジタル画像の再生装置は、
符号化された主画像データおよび副画像データからなる多重化ストリームを入力して主画像ストリームと副画像ストリームとに分離する分離手段と、
この分離手段にて分離された主画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段と、
この画像復号化手段にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリおよび出力用画像データを格納する出力用画像メモリを有するメモリ手段と、
上記画像復号化手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数を減らす画素値写像手段と、
上記メモリ手段に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行うとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段と、
上記画素値写像手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に配置されて出力用画像メモリに対してデータの格納および取り出しを行うためのアクセス手段とを有し、
且つ上記アクセス手段により、分離手段にて分離された副画像ストリームを、上記画素値写像手段で使用ビットが減じられた空き部分に一体に記録させて出力用画像メモリに格納するとともに、副画像ストリームの読み出し時に、副画像ストリームを取り出して副画像復号化手段に入力させるようになし、
さらに上記画素値逆写像手段で得られた主画像データに副画像復号化手段で復号化された副画像データを重ねる画像重畳手段を具備したものである。
【００３１】
さらに、本発明の請求項６に係るディジタル画像の再生装置は、
符号化された画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段と、
この画像復号化手段を制御するコントローラと、
上記画像復号化手段にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリおよび出力用画像データを格納する出力用画像メモリを有するメモリ手段と、
上記画像復号化手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数を減らす画素値写像手段と、
上記メモリ手段に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行うとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段と、
上記画素値写像手段とメモリ手段の出力用画像メモリとの間に配置されるとともに上記コントローラからの指示に基づき出力用画像メモリに対して他の用途のデータの格納および取り出しを行うためのアクセス手段と、
このアクセス手段と上記コントローラとの間に設けられて当該コントローラからの他の用途のデータの符号値の範囲を減らすとともに、当該符号値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の符号値を１つの値に写像して使用ビット数を減らすデータ写像手段と、
上記アクセス手段とコントローラとの間に設けられて当該アクセス手段から写像符号データを入力して逆写像を行うとともに元の符号値の範囲に戻すためのデータ逆写像手段とを有し、
さらに上記アクセス手段においては、コントローラから他の用途のデータの格納指令があった場合に、上記画素値写像手段で使用ビット数が減じられた空き部分に、上記データ写像手段にて写像された写像符号データを一体に記録させて出力用画像メモリに格納するようになし、またコントローラから他の用途のデータの読出し指令があった場合に、当該読出し指令に係る出力用画像データを取り出すとともに写像符号データだけを読み出してコントローラに入力させるようにしたものである。
【発明の効果】
【００３２】
上記ディジタル画像の再生方法および各再生装置の構成によれば、メモリ手段の出力用画像メモリに格納すべき画像などのデータを、画素値写像手段により、その使用ビット数を減らすことにより、表示データ１画面分よりも少ないビット数とすることができ、したがって装置の価格を安くすることができる。
【００３３】
また、出力用画像メモリを、動画などの復号化のための用途以外のデータを格納する際に、使用ビット数が減った残りの空き部分に格納するようにしたので、その用途専用のメモリを設ける必要がなくなり、したがって装置の価格を安くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。
［実施の形態１］
まず、本発明の実施の形態１に係るディジタル画像の再生方法及び再生装置を、図１〜図６に基づき説明する。図１は、ディジタル画像の再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【００３５】
図１において、１００は画像ストリーム（データ列）の入力端子、１１０は画像復号化手段、１２０は画素値写像手段、１４０はメモリ手段、１５０はホストコントローラ、１６０は画素値逆写像手段、１７０はスイッチ手段、１８０は画素値制限手段、１９０は画像の出力端子である。上記メモリ手段１４０には、参照用画像メモリ１４１，１４２及び出力用画像メモリ１４５が具備されており、これら参照用画像メモリ１４１，１４２及び出力用画像メモリ１４５は、同一のメモリ上にマッピングされている。
【００３６】
この再生装置は、符号化された画像ストリームを入力端子１００から入力して復号化（「復号する」ともいう）を行う画像復号化手段１１０と、この画像復号化手段１１０にて復号化された参照用画像データを格納（記憶）する参照用画像メモリ１４１，１４２および出力用画像データを格納する出力用画像メモリ１４５を有するメモリ手段１４０と、このメモリ手段１４０に格納された参照用画像データおよび出力用画像データを入力するとともに上記画像復号化手段１１０からの指示により、本来の画像の表示順にて画像データを画像の出力端子１９０に出力するためのスイッチ手段１７０と、上記画像復号化手段１１０とメモリ手段１４０の出力用画像メモリ１４５との間に設けられて出力用画像データの画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数（ビット量）を減らす画素値写像手段１２０と、上記メモリ手段１４０の出力用画像メモリ１４５に格納された写像画像データを取り出して（読み出して）逆写像を行い元のビット数に戻すとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段１６０と、上記スイッチ手段１７０から出力された画像データの画素値の範囲を制限する（画素値写像手段で画素値の範囲を減らしたのと同じ範囲に制限する）ための画素値制限手段１８０とから構成されている。
【００３７】
上記構成において、入力端子１００に与えられた画像ストリームは、後続の画像復号化手段１１０で復号され、この復元された画像はその種別（種類）に応じて参照用画像メモリ１４１，１４２または出力用画像メモリ１４５に格納される。この復号化方法としては、例えばMPEG2に準じた方法が用いられる。
【００３８】
このMPEG2により復号化を行うと、Iフレーム及びPフレームの画像データは参照用画像メモリ１４１、１４２に格納され、Bフレームの画像データは画素値写像手段１２０を経由して出力用画像メモリ１４５に格納される。
【００３９】
ここで、画像復号化手段１１０は、背景技術の箇所で説明した画像復号化手段８１０と同様の動作を行うものであり、またホストコントローラ１５０についても、背景技術の箇所で説明したホストコントローラ８５０と同様の動作を行うものである。
【００４０】
ところで、本発明の要旨は、或る種別の画像データ、例えばBフレームの画像データをメモリに格納する際に、その１画面分の表示データよりも少ないメモリサイズ（メモリ容量）で格納することにあり、以下、この少ないメモリサイズで格納できる原理を、図２に基づき説明する。
【００４１】
図２は、出力用画像メモリ１４５における画像メモリの構成を示したものである。なお、図２においては、輝度Yについて記述するが、色差については、縦横のサイズが共に１／２になっている以外は同様であり、その説明を省略する。
【００４２】
まず、図２（Ａ）に示すように、画像の左上から右下にラスタースキャン順に、横８画素、縦１ラインの画素群を一纏めにした画素群を作る。これを「ユニット」と呼ぶことにする。そして、このユニットを構成する各々の画素を、u(0)，u(1)，・・・，u(7)とする。なお、図２（Ｂ）に示すように、u(x)は、ユニット内で左から数えてx番目の画素の値を表すものとする。
【００４３】
各画素の値は８ビットで表されるため、本来、その値は０から２５５をとり得る。
図３（Ａ）は、u(x)のとり得る値を模式的に示したものである。
この図３に示すように、下限及び上限付近の画素値は、殆どの場合、全く用いられないか、また用いられるとしても、その画素の値を下限値１６及び上限値２３５にクリッピング処理しても、人間の視覚上、殆どその影響が目立たないものである。
【００４４】
そこで、画像値を例えば１６から２３５の値だけをとり得るように制限し、画素値から下限値である１６を減じたものを、u'(x)と定義する。
すなわち、図３（Ｂ）に示すように、画素値をシフトさせる。この操作を、画素値の値空間（値の範囲でもある）の変更と呼ぶことにする。値空間の大きさ（２３５−１６＋１＝２２０）は変化しないが、使用する値空間が０より始まるように変更される。
【００４５】
次に、図３（Ｃ）に示すような関数により、８つの画素値u'(x)を１つの値U(k)に写像する。ここで、kは画像フレーム中の、先頭から数えたユニットの番号である。
また、u'(x)に乗ぜられる累乗の底２２０は、画像データが取り得る値空間の大きさであり、任意のu'(x)が２２０以上の値をとらないため、複数のu'(x)の組が一つのU(k)に重複して写像されることはない（一対一の対応となる）。すなわち、u'(x)の組が与えられると、U(k)が一意に決定することができ、また逆に、U(k)が与えられるとu'(x)の組は一意に決定することができる。
【００４６】
図３（Ｄ）の（ａ）式にてU(k)は、図３（Ｃ）に示したU(k)を一般化したものである。但し、（ａ）式中、B(i)は（ｂ）式に示すように値空間の大きさbの累乗の関数である。
ここで、重要な点は、U(k)を表現するビット数が、u(x)及びu'(x)を表現するビット数の総数より少なくて済むことにある。
【００４７】
このことを、図４および図５に基づき説明する。
図４（Ａ）に示すように、任意の画素値u'(x)を表現するには、E(220)=7.78ビット（表現ビット数）を要する。したがって、１ユニット（N画素）を纏めた場合、図４（Ｂ）に示すように、１画素を８ビットで表現する場合より、0.219×Nビットだけ少なくなる。図４では、１ユニットN画素の場合のビット削減量をM(N)で表している。
【００４８】
したがって、ビット削減量は１ユニット８画素の場合は1.75ビット、37画素の場合は8.09ビットとなって、特に37画素の格納に８ビット（＝１バイト）以上の削減が可能となるため、３６バイト分で済むことになる。
【００４９】
具体的には、図５（Ａ）に示すように、１ユニット８画素の場合は、１ユニットの画像データの格納に６３ビット（7.875バイト）で済み、また図５（Ｂ）に示すように、１ユニット３７画素の場合は、１ユニットの画像データの格納に２８８ビット（３６バイト）で済むことになる。
【００５０】
上述したような原理で、Bフレームの画像データを１画面分の表示データ量より少ないメモリに格納することができる。
次に、U(k)からu'(x)への変換方法について、図６に基づき説明する。
【００５１】
図６（Ａ）に１ユニット８画素の場合の変換方法、すなわち画素値の逆写像を示す数式を示し、また一般化した画素の逆写像の求め方の数式を図６（Ｂ）に示す。
写像に用いた時と同じ画素数Ｎ、底bを用いて逆変換する。
【００５２】
さらに、u'(x)から値空間の変更の逆の操作を行うことによりu(x)を得ることができる。
以上のように、値空間の変更と画素値の写像を組み合わせることで、無劣化でBフレームの画像データを、より少ないメモリサイズにて格納することができる。このことは、値の取るべき範囲が制限されている場合、すなわち値空間をすべて使い切っていない場合において、全体のビット資源を再配分することに等しい。
【００５３】
次に、図１に戻って動作の説明を続ける。
画像復号化手段１１０で復号化されたBフレームの画像データは、画素値写像手段１２０にて、上述したようにu(x)からu'(x)への値空間の変更と、u'(x)からU(k)への写像とが行われる。出力用画像メモリ１４５へは、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すデータとして格納される。
【００５４】
格納されたBフレームの画像データは、画素値逆写像手段１６０にて、これも上述したようにU(k)からu'(x)に逆写像が行われた後、u(x)へ値空間の変更が行われる。
また、上記スイッチ手段１７０は、参照用画像メモリ１４１、１４２または出力用画像メモリ１４５中の画像を、本来、出力される順番（表示順）で出力するように画像復号化手段１１０の指示に従って選択し得るように構成にされている。
【００５５】
さらに、スイッチ手段１７０からの画像データは、画素値制限手段１８０に入力され、ここで画素値が下限値１６〜上限値２３５の範囲の間となるように制限される。
すなわち、参照用画像メモリ１４１、１４２からIフレーム及びPフレームの画像データが取り出されて出力される場合においても、Bフレームの場合と同様に、同じ画素値の範囲で出力されることになり、フレームの種別によって異なる範囲の画素値として出力されることがなくなるため、黒レベル及び白レベルの画素がかすかに明滅するような現象を抑制することができる。
【００５６】
上記の構成によると、画像ストリームの復号化処理に用いる画像メモリのうち、予測に用いられないBフレーム用の出力用画像メモリを表示データ１画面分よりも少ないビット数とすることができるので、メモリサイズを削減でき、したがって装置の価格を安くすることがきる。
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２に係るディジタル画像の再生方法及び再生装置を、図７及び図８に基づき説明する。
【００５７】
本実施の形態２と上述した実施の形態１と異なる箇所は、Bフレームの出力用画像メモリのサイズの縮小（容量の減少）を行う代わりに、出力用画像メモリのサイズは表示データ１画面分と同じ量だけ設けるが、出力用画像メモリを２つの領域に分けて、一方の領域を出力用画像データU(k)用に、他方の領域を、その他の用途として、ホストコントローラ用のデータUh(k)用に割り当てるという点である。
【００５８】
図７は、本実施の形態２に係る画像データの再生装置の概略構成を示す。
図７において、１５０ａはホストコントローラ、１３０ａはアクセス手段であり、その他の構成部材については、実施の形態１にて説明したものと同一構成であるため、同一符号を用いて簡単に説明する。
【００５９】
すなわち、この再生装置は、符号化された画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段１１０と、この画像復号化手段１１０を制御するホストコントローラ１５０ａと、上記画像復号化手段１１０にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリ１４１，１４２および出力用画像データを格納する出力用画像メモリ１４５を有するメモリ手段１４０と、上記画像復号化手段１１０とメモリ手段１４０の出力用画像メモリ１４５との間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数（ビット量）を減らす画素値写像手段１２０と、上記メモリ手段１４０に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行い元のビット数に戻すとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段１６０と、上記画素値写像手段１２０とメモリ手段１４０の出力用画像メモリ１４５との間に配置されるとともにホストコントローラ１５０ａからの指示に基づき出力用画像メモリ１４５に対してデータの格納および取り出しを行うためのアクセス手段１３０ａとを具備し、さらにこのアクセス手段１３０ａにおいて、ホストコントローラ１５０ａから他の用途のデータの格納指令があった場合に、上記画素値写像手段１２０で使用ビット数が減じられて残った空き部分に当該他の用途のデータを一体に記録させて出力用画像メモリ１４５に格納するようになし、またホストコントローラ１５０ａから他の用途のデータの読出し指令があった場合に、当該読出し指令に係る出力用画像データを取り出すとともに当該他の用途のデータだけを読み出してホストコントローラ１５０ａに送るようにしたものである。
【００６０】
上記再生装置の基本的な動作についても、実施の形態１と同様であるため、異なる部分に着目して説明する。
ホストコントローラ１５０ａは、画像復号化手段１１０を統括するコントローラで、ユーザーからの再生指示にしたがって通常再生や早送り再生、スロー再生などといった各種の再生動作を指示するとともに、復号動作を監視して異常が発生した場合、画像復号化手段１１０の初期化などを行い、正常な動作への復帰を指示する。
【００６１】
アクセス手段１３０ａは、例えば図８（Ａ）に示すように1ユニット８画素（８バイト）の場合は上位の１ビット、または図８（Ｂ）に示すように1ユニット３７画素（３７バイト）の場合は上位の８ビットを、それぞれホストコントローラ用のデータUh(k)として専用に割り当て、画像データとは独立して用いることができるように、上位側のUh(k)と下位側のU(k)とを一括して出力用画像メモリ１４５に対し、書き込み（格納）及び読み出し（取り出し）ができるようにされている。
【００６２】
具体的には、一般に出力用画像メモリ１４５を擁するメモリ手段１４０は、ビット単位で書き込み及び読み出しを指定できるメモリではないため、ホストコントローラ１５０ａがデータUh(k)を読み出すときは、アクセス手段１３０ａでは、まず一括して全ビットを出力用画像メモリ１４５から読み出した後、Uh(k)部分だけをホストコントローラ１５０ａに渡し得るように構成されている。
【００６３】
また、ホストコントローラ１５０ａがデータUh(k)を書き込むときは、アクセス手段１３０ａでは、まず一括して該当する全ビット、すなわちUh(k)およびU(k)の両方を出力用画像メモリ１４５から読み出した後、Uh(k)部分だけをホストコントローラ１５０ａから与えられた値でもって置き換えた後、出力用画像メモリ１４５に一括して全ビットを書き込む。
【００６４】
こうすることで、メモリ手段１４０として、例えばバイト単位での読み書きしかできないDRAMのようなメモリの使用が可能となる。
この構成によれば、ホスト用のメモリ領域を、別途、メモリ手段１４０に設ける必要がなくなるため、装置の価格を安くすることが可能となる。
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３に係るディジタル映像の再生方法及び再生装置を、図９に基づき説明する。
【００６５】
本実施の形態３においては、Bフレームの出力用画像メモリのサイズの縮小（容量の減少）を行う代わりに、出力用画像メモリのサイズは表示データ１画面分と同じ量だけ設けるとともに、図８に示すように、出力用画像メモリ１４５を２つの領域に分けて用いる点で、上述した実施の形態２と同様である。
【００６６】
しかし、出力画像メモリ１４５の一方の領域を出力用画像データU(k)用として用いるが、他方の領域を、その他の用途として、音声ストリームを格納する音声ストリームバッファUh(k)に割り当てる点で異なる。すなわち、上記実施の形態２においては、その他の用途として、ホストコントローラ用のデータを格納したが、本実施の形態３では、音声ストリームを格納するようにしたものである。
【００６７】
すなわち、当該再生装置に入力されるストリームとして、符号化されたディジタル画像だけでなく、符号化されたディジタル音声信号も含むストリームが与えられる点で異なる。
【００６８】
このようなストリームは多重化ストリームと呼ばれ、例えばMPEG2規格では、プログラムストリーム及びトランスポートストリームが定義されており、１つ以上の画像、１つ以上の音声、及びその他データなどを多重化することができる。例えば、DVD規格では、ディスクに格納されるストリームとしてプログラムストリームが採用されている。
【００６９】
図９に、本実施の形態３に係るディジタル画像の再生装置の概略構成を示す。
図９において、１０５は多重化ストリームから画像ストリームと音声ストリームとに分離する分離手段、１１２は音声ストリームを入力して復号化する音声復号化手段、１４６はメモリ手段１４０に設けられた画像ストリームバッファ（メモリ）、１９１は音声の出力端子であり、その他の構成部材については、実施の形態１および２にて説明したものと同一構成であるため、同一符号を用いて簡単に説明する。
【００７０】
すなわち、この再生装置は、符号化された画像ストリームおよび音声ストリームからなる多重化ストリームを入力して画像ストリームと音声ストリームとに分離する分離手段１０５と、この分離手段１０５にて分離された画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段１１０と、この画像復号化手段１１０を制御するホストコントローラ１５０と、上記画像復号化手段１１０にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリ１４１，１４２および出力用画像データを格納する出力用画像メモリ１４５並びに上記分離手段１０５にて分離された画像ストリームを格納する画像ストリームバッファ１４６を有するメモリ手段１４０と、上記画像復号化手段１１０とメモリ手段１４０の出力用画像メモリとの間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数（ビット量）を減らす画素値写像手段１２０と、上記メモリ手段１４０に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行い元のビット数に戻すとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段１６０と、上記画素値写像手段１２０とメモリ手段１４０の出力用画像メモリ１４５との間に配置されるとともに上記分離手段１０５からの指示に基づき出力用画像メモリに対して音声ストリームの格納および取り出しを行うためのアクセス手段１３０ａとを具備し、且つこのアクセス手段１３０ａにおいて、分離手段１０５で分離された音声ストリームを、上記画素値写像手段１２０で使用ビット数が減じられて残った空き部分に一体に記録させて出力用画像メモリ１４５に格納するとともに、音声ストリームの読み出しタイミングに応じて（読み出し時に）、音声ストリームを取り出して音声復号化手段１１２に入力させて復号化を行い、そして音声の出力端子１９１から音声を出力するようにしたものである。
【００７１】
この再生装置の基本的な動作は、実施の形態２と同様であるため、異なる部分に着目して説明する。
すなわち、入力端子１００には、ディジタル画像とディジタル音声とが含まれた多重化ストリームが与えれるが、まず分離手段１０５で画像ストリームと音声ストリームとに分離される。
【００７２】
ここで、分離後におけるこれらのストリームは単一の画像及び単一の音声だけであり、元のストリームと区別するためにエレメンタリーストリームと呼ぶ。
分離手段１０５で分離された画像のエレメンタリーストリームは、メモリ手段１４０に設けられた画像ストリームバッファ１４６に格納される。
【００７３】
一方、音声のエレメンタリーストリームは、アクセス手段１３０ａを介して出力用画像メモリ１４５に格納される。
アクセス手段１３０ａでは、実施の形態２と同様に、例えば図８（Ａ）に示すように１ユニット８画素の場合は上位の１ビット、または図８（Ｂ）に示すように１ユニット３７画素の場合は上位の８ビットを、音声のエレメンタリーストリームのデータUh(k)として専用に割り当て画像データとは独立して用いることができるように、上位側のUh(k)と下位側のU(k)とを一括して出力用画像メモリ１４５に書き込み及び読み出しができるようにされている。
【００７４】
そして、出力用画像メモリ１４５に格納された音声のエレメンタリーストリームは、音声復号化手段１１２によってアクセス手段１３０ａ経由で適切なタイミングで読み出された後、復号化されて音声信号が音声の出力端子１９１から出力される。
【００７５】
この構成によれば、音声のエレメンタリーストリームを格納しておく音声ストリームバッファを、別途、メモリ手段１４０に設ける必要がなくなるため、装置の価格を安くすることができる。
［実施の形態４］
次に、本発明の実施の形態４に係るディジタル映像の再生方法及び再生装置を、図１０に基づき説明する。
【００７６】
本実施の形態４においては、Bフレームの出力用画像メモリのサイズの縮小（容量の減少）を行う代わりに、出力用画像メモリのサイズは表示データ１画面分と同じ量だけ設けるとともに、図８に示すように、出力用画像メモリ１４５を２つの領域に分けて用いる点で、上述した実施の形態２と同様である。
【００７７】
しかし、出力画像メモリ１４５の一方の領域を出力用画像データU(k)用として用いるが、他方の領域を、その他の用途として、音声ストリームデータではなく副映像ストリームを格納するストリームバッファUh(k)用として割り当てる点で異なる。
【００７８】
すなわち、当該再生装置に入力されるストリームとして、符号化されたディジタル画像だけでなく、符号化された副映像データ（副映像信号）を含む多重化ストリームが与えられる点で異なる。
【００７９】
ここで、副映像とは、メインの動画像に重ねて表示できる種々の映像、例えば映画の字幕、カーソル、オンスクリーンディスプレイやカラオケの歌詞表示などを指す。副映像の再生に対応するDVD規格では、副映像を単にメインの動画像に重ねて表示するだけでなく、色変化、強調表示を始めとする種々の画面効果を実現することができ、例えば３２本までの副映像を同時に1本の多重化ストリームに収容することができる。
【００８０】
図１０に、本実施の形態４を用いたディジタル映像の再生装置の概略構成を示す。なお、以下の説明においては、本来の映像であるディジタル画像については主画像ストリーム（主画像データ）と称するとともに、副映像については副画像ストリーム（副画像データ）と称する。
【００８１】
図１０において、１１４は副画像復号化手段（副映像復号化手段）、１８５は画像重畳手段であり、その他の構成部材については、実施の形態１および２にて説明したものと同一構成であるため、同一符号を用いて簡単に説明する。
【００８２】
すなわち、この再生装置は、符号化された主画像データおよび副画像データからなる多重化ストリームを入力して主画像ストリームと副画像ストリームとに分離する分離手段１０５と、この分離手段１０５にて分離された主画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段１１０と、この画像復号化手段１１０を制御するホストコントローラ１５０と、上記画像復号化手段１１０にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリ１４１，１４２および出力用画像データを格納する出力用画像メモリ１４５並びに上記分離手段１０５にて分離された主画像ストリームを格納する主画像ストリームバッファ（メモリ）１４６を有するメモリ手段１４０と、上記画像復号化手段１１０とメモリ手段１４０の出力用画像メモリ１４５との間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数（ビット量）を減らす画素値写像手段１２０と、上記メモリ手段１４０に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行いビット数を元に戻すとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段１６０と、上記画素値写像手段１２０とメモリ手段１４０の出力用画像メモリ１４５との間に配置されるとともに上記分離手段１０５からの指示に基づき出力用画像メモリ１４５に対してデータの格納および取り出しを行うためのアクセス手段１３０ａとを有し、且つこのアクセス手段１３０ａにおいて、分離手段１４０で分離された副画像ストリームを、上記画素値写像手段１２０で使用ビット数が減じられて残った空き部分に一体に記録させて出力用画像メモリ１４５に格納するとともに、副画像ストリームの読み出し時に、副画像ストリームを取り出して副画像復号化手段１１４に入力させるようになし、さらに上記画素値逆写像手段１６０で元の画像データに戻されるとともにスイッチ手段１７０を介して取り出された主画像に副画像復号化手段１１４で復号化された副画像を重ねる画像重畳手段１８５を具備したものである。
【００８３】
この再生装置の基本的な動作を、上述した実施の形態２と同様であるため、異なる部分に着目して説明する。
入力端子１００には、主画像（主映像）のディジタル画像と副画像（副映像）のディジタル画像とからなる多重化ストリームが与えれるが、まず分離手段１０５で主画像ストリームと副画像ストリームとに分離される。
【００８４】
分離手段１０５で分離された主映像のエレメンタリーストリームは、メモリ１４０中の副画像ストリームバッファ１４６に格納される。
一方、副画像のエレメンタリーストリームは、アクセス手段１３０ａを介して出力用画像メモリ１４５に格納される。
【００８５】
アクセス手段１３０ａでは、上述した実施の形態２と同様に、例えば図８（Ａ）に示すように１ユニット８画素の場合は上位の１ビットを、または図８（Ｂ）に示すように１ユニット３７画素の場合は上位の８ビットを、副画像のエレメンタリーストリームのデータUh(k)として専用に割り当てて、画像データとは独立して用いることができるように、上位側のUh(k)と下位側のU(k)とを一括して出力用画像メモリ１４５に書き込み及び読み出しができるようにされている。
【００８６】
そして、出力用画像面メモリ１４５に格納された副画像のエレメンタリーストリームは、副画像復号化手段１１４によってアクセス手段１３０ａを経由して適切なタイミングで読み出された後、復号化されて副画像データが得られる。
【００８７】
この副画像データは、画素値制限手段１８０から出力された主画像データとともに、画像重畳手段１８５で重畳された後、画像の出力端子１９０から出力される。
この構成によれば、副画像のエレメンタリーストリームを格納しておく副画像ストリームバッファを、別途、メモリ手段１４０上に設ける必要がなくなるため、装置の価格を安くすることができる。
［実施の形態５］
次に、本発明の実施の形態５に係るディジタル画像の再生方法及び再生装置を、図１１に基づき説明する。
【００８８】
本実施の形態５においては、Bフレームの出力用画像メモリのサイズの縮小（容量の減少）を行う代わりに、出力用画像メモリのサイズは表示データ１画面分と同じ量だけ設けるとともに、図８に示すように、出力用画像メモリ１４５を２つの領域に分けて用いる点は、上述した実施の形態２と同様である。
【００８９】
しかし、出力用画像メモリ１４５の一方の領域を出力用画像データU(k)用として用いるが、他方の領域を、その他の用途として、ホストコントローラ用のデータそのものではなく、写像されて使用ビット数（ビット量）が減らされたデータを割り当てる点が異なる。
【００９０】
すなわち、ホストコントローラ用のデータのうち、ASCIIコードなどのテキストデータなどは、その取りうる値の範囲が限定されているので、図３に示したのと同様に、値空間の変更及びデータの写像を行ってUh(k)を得るとともに、図８に示したのと同様に、U(k)とともに（バインドして）出力用画像メモリ１４５に格納するものである。
【００９１】
なお、値の写像Uh(k)については、図３（Ｄ）と同様に求めることができる。
図１２及び図１３に、それぞれ値空間の変更前後における対応表を示す。
この例では、３２〜１２６の間の文字を０〜９４に変更している。
【００９２】
Uh(k)の演算については、図３において、画素値を文字の符号値に、文字の符号値をu(x)、その値空間の変更後の値をu'(x)と、それぞれ読み替えれば、Bフレームの画像データと同様に、文字データについても写像を行うことができる。
【００９３】
但し、図３（Ｄ）の（b）式においては、b=95となる。
この場合、図１４（Ａ）に示すように、任意の文字の値u'(x)を表現するには、表現ビット数E(95)=6.57ビットを要する。したがって、１ユニットN文字を一纏めにした場合、図１４（Ｂ）に示すように、１文字８ビットで表現する場合より１．４３×Ｎビットだけ少なくて済む。
【００９４】
図１１に、本発明の第５の実施の形態に係るディジタル画像の再生装置の概略構成を示す。
図１１において、１２１はデータ写像手段、１６１はデータ逆写像手段であり、その他の構成部材については、実施の形態２で説明したものと同一構成であるため、同一符号を用いて簡単に説明する。
【００９５】
すなわち、この再生装置は、符号化された画像ストリームを入力して復号化を行う画像復号化手段１１０と、この画像復号化手段１１０を制御するホストコントローラ１５０ａと、上記画像復号化手段１１０にて復号化された参照用画像データを格納する参照用画像メモリ１４１，１４２および出力用画像データを格納する出力用画像メモリ１４５を有するメモリ手段１４０と、上記画像復号化手段１１０とメモリ手段１４０の出力用画像メモリ１４５との間に設けられて出力用画像データにおける画素値の範囲を減らすとともに、画素値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の画素値を１つの値に写像して使用ビット数（ビット量）を減らす画素値写像手段１２０と、上記メモリ手段１４０に格納された写像画像データを取り出して逆写像を行い元のビット数に戻すとともに元の画素値の範囲に戻すための画素値逆写像手段１６０と、上記画素値写像手段１２０とメモリ手段１４０の出力用画像メモリ１４５との間に配置されるとともに上記ホストコントローラ１５０ａからの指示に基づき出力用画像メモリ１４５に対してデータの格納および取り出しを行うためのアクセス手段１３０ａと、このアクセス手段１３０ａと上記ホストコントローラ１５０ａとの間に設けられて当該ホストコントローラ１５０ａからの他の用途のデータ（文字である）の符号値の範囲を減らすとともに、当該符号値を複数個ずつユニット化し且つこれらユニット化された複数個の符号値を１つの値に写像して使用ビット数（ビット量）を減らすデータ写像手段１２１と、上記アクセス手段１３０ａとホストコントローラ１５０ａとの間に設けられて当該アクセス手段１３０ａにより出力用画像メモリ１４５から取り出された写像符号データを入力して逆写像を行い元のビット数に戻すとともに元の符号値の範囲に戻すためのデータ逆写像手段１６１とを有し、さらに上記アクセス手段１３０ａにおいては、ホストコントローラ１５０ａから他の用途のデータの格納指令があった場合に、上記画素値写像手段１２０で使用ビットが減じられて残った空き部分に、上記データ写像手段１２１にて写像された写像符号データを一体に記録させて出力用画像メモリ１４５に格納するようになし、またホストコントローラ１５０ａから他の用途のデータの読出し指令があった場合に、当該読出し指令に係る出力用画像データを取り出すとともに写像符号データだけを読み出し逆データ写像手段１６１にて元に戻した後、ホストコントローラ１５０ａに入力させるようにしたものである。
【００９６】
この再生装置の基本的な動作については、上述した実施の形態２と同様であるため、異なる部分に着目して説明する。
すなわち、ホストコントローラ１５０ａは、メモリ手段１４０にデータとして文字情報を書き込む時には、データ写像手段１２１にて、上述したように値空間の変更と写像を行い、アクセス手段１３０ａを介して出力用画像メモリ１４５に文字情報を格納する。
【００９７】
逆に、メモリ手段１４０から文字情報を読み出す時は、データ逆写像手段１６１にて、データ写像手段１２１とは逆の写像と値空間の変更を行い文字情報を復元する。
この構成によれば、ホストコントローラ１５０ａ用のデータメモリの領域を、別途、メモリ手段１４０に設ける必要がなくなるため、装置の価格を安くすることができる。
【００９８】
ところで、上記各実施の形態において、Bフレームの画像データについて、１ユニットを８画素または３７画素から成るとしたが、一般にN画素(N≧2)から成る場合でも同様である。
【００９９】
また、上記各実施の形態において、u(x)の値空間の変更を行うに際し、u(x)の範囲を１６〜２３５、すなわちu'(x)の範囲を０〜２１９としたが、これに限定されるものではなく、任意の範囲に適用することができる。
【０１００】
また、上記各実施の形態において、ユニット内の画素並びの構成について、u(x)をxの昇順に配置したが、これに限定されるものでなく、xの降順に配置してもよく、さらにある定まった順番に配置してもよい。
【０１０１】
また、上記各実施の形態において、ユニット内の画素は、互いに画像フレーム内で隣接するものとしたが、これに限定されるものでなく、ある定まった規則にしたがって画像フレーム内から選ばれた１組の画像データ群であってもよい。
【０１０２】
また、上記各実施の形態において、ユニット内の画素のビットを８ビットとしたが、これに限定されるものでなく、任意のビット数の場合に適用することができる。
また、上記各実施の形態において、画像のストリームのデータがMPEG2規格にて符号化されたものに限定するものでなく、ある決められたアルゴリズムにしたがって復号化処理して出力を得る画像の再生方法に適用することができる。
【０１０３】
また、上記実施の形態３及び実施の形態４において、多重化ストリームが画像データと音声データの組合せ、または、画像データ（主画像）と副映像（副画像）の組合せである場合に適用できるディジタル画像の再生方法について述べたが、これらに限定されるものでなく、画像データ、音声データ、副映像データ、ホストコントローラ用データの任意の組合せに適用することができる。
【０１０４】
また、上記各実施の形態において、出力用画像メモリに書き込み及び読み出しする際に、６３ビット、６４ビット、２８８ビット、２９６ビットで一括して行う場合について述べたが、これらに限定されることはなく、任意のビット数に適用することができる。
【０１０５】
また、一括して書き込み及び読み出しを行う場合、出力画像データのビットU(k)と、他用途のデータのビットUh(k)のビット並びは、Uh(k)側を出力画像データの上位側に配置したが、これに限定されるものでなく、任意に配置することができる。
【０１０６】
さらに、上記各実施の形態において、画素値写像手段１２０、１２１及び画素値逆写像手段１６０、１６１において、写像の演算項のうち累乗の底b（図３の（Ｄ）の（ｂ）式及び図６（Ｂ）参照。）を、画素の値空間の大きさと一致させたが、前者が後者よりも大きくなるような値の関係である場合も同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明に係るディジタル画像の再生方法及びその再生装置は、装置の価格を安くできるという効果を有し、例えばDVDなどにおいて、符号化されたディジタル画像を復号化して再生する際に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るディジタル画像の再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同再生装置における出力用画像メモリのフレーム構成についての説明図である。
【図３】同再生装置における画素値、その値空間の変更及び写像についての説明図である。
【図４】同再生装置における写像後の出力画像用データU(k)のビット数の削減理由の説明図である。
【図５】同再生装置における１ユニットの出力画像用データU(k)の説明図である。
【図６】同再生装置における画素値の逆写像の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るディジタル画像の再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】同実施の形態２に係るディジタル画像の再生装置における１ユニットの出力画像用データU(k)の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係るディジタル画像の再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係るディジタル画像の再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態５に係るディジタル画像の再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】同再生装置における値空間の変更前に係る文字データの説明図である。
【図１３】同再生装置における値空間の変更後に係る文字データの説明図である。
【図１４】同実施の形態５の再生装置における写像後の出力画像用データU(k)のビット数の削減理由の説明図である。
【図１５】従来のディジタル画像の再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１６】MPEG2規格を説明するための図である。
【図１７】従来のディジタル画像の再生方法における画像データの構成を説明するための図である。
【図１８】従来のディジタル画像の再生方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１００      ストリーム入力端子
１０５      分離手段
１１０      画像復号化手段
１１２      音声復号化手段
１１４      副映像復号化手段
１２０      画素値写像手段
１２１      写像手段
１３０      アクセス手段
１４０      メモリ手段
１４１      参照用画像メモリ
１４２      参照用画像メモリ
１４５      出力用画像メモリ
１４６      ビデオストリームバッファ
１５０      ホストコントローラ
１５０ａ    ホストコントローラ
１６０      画素値逆写像手段
１６１      逆写像手段
１７０      スイッチ手段
１８０      画素値制限手段
１８５      画像重畳手段
１９０      画像の出力端子
１９１      音声の出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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