(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２フィールドで１フレームが構成されるインターレース方式で動画像を表示する表示手段に対して、表示すべきディジタル動画像データを補助記憶装置からフレームメモリに転送する転送手段を備えたディジタル動画像の転送方式において、
前記転送手段は１フィールドのディジタル動画像データを、前記表示手段の１フィールドの走査時間長よりも長く、かつ、前記表示手段の１フィールドの走査時間長の１．５倍よりも短い時間で前記フレームメモリに転送し、前回転送の第２フィールドの表示開始のタイミングで今回の第１フィールドの転送を開始し、前回転送の第２フィールドの表示終了のタイミングまでに今回の第１フィールド転送が終了しなかった場合は今回の第１フィールド転送終了に続けて今回の第２フィールドの転送を開始し、今回の第２フィールドの転送終了後の最初の第２フィールドの表示開始のタイミングで次回の第１フィールドの転送を開始すると共に、
前記フレームメモリは２フィールド分の前記ディジタル動画像データの記憶容量を持ち、前記今回の第２フィールドの転送終了後も前記今回の第１フィールドのディジタル動画像データを保持することを特徴とするディジタル動画像の転送方式。
【請求項２】
１フィールドのディジタル動画像データの転送時間が、前記表示手段の１フィールドの走査時間長よりも長い場合に、前記転送手段は前記補助記憶装置に記憶された前記ディジタル動画像データを１フレームおきに前記表示手段に転送することを特徴とする請求項１に記載のディジタル動画像の転送方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル動画像の転送方式に関し、特にインターレスデジタル動画像の滞らかな表示が可能な転送方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターレスのデジタル動画像の表示を行なう場合、データ・ストレージデバイス（メモリやハードディスクなど）からデータを表示用メモリに転送する際に、データ転送が間に合わなかったときにもその処理方法を通常の手順と変えないとすると、次のような問題点が発生することがあった。
表示に使用する画像と転送しようとする画像がメモリ内でアドレスとして追い越してしまい、その結果実際に目にみえる画像が途中で切れてしまう。これは、インターレス画像の基本単位である１枚のフィールド画面内で、上半分は新しい画像、下半分は古い画像というような内容になってしまった場合に起こる。
【０００３】
奇数、偶数フィールドで追い越しを起こさないようにするために、転送タイミングを待つという処理を行なうと、ペアとなっているフィールドの表示順番が変わってしまい、１フィールド古いペアの相手と同時に表示されてしまうため、時間軸として片側のフィールドだけ先に進んでしまうことになり、動きの激しい物体が表示されているときに、そのぶれが大きくなってしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、インターレスのデジタル動画像の表示手段の表示速度にデータ転送速度が追い付かないような場合、画像が途中で切れてしまったり、フィールドの組み合わせが変わってぶれが発生してしまう等の不都合が生まれる。
【０００５】
本発明はこの点を解決して、比較的簡単な方法で、１枚のフィールド画面内での画像の途中切れやフィールドの組み合わせの誤りを防止し、破綻の無い滑らかな表示が可能なディジタル動画像の転送方式の提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明は、２フィールドで１フレームが構成されるインターレース方式で動画像を表示する表示手段に対して、表示すべきディジタル動画像データを補助記憶装置からフレームメモリに転送する転送手段を備えたディジタル動画像の転送方式において、転送手段は１フィールドのディジタル動画像データを、表示手段の１フィールドの走査時間長よりも長く、かつ、表示手段の１フィールドの走査時間長の１．５倍よりも短い時間でフレームメモリに転送し、前回転送の第２フィールドの表示開始のタイミングで今回の第１フィールドの転送を開始し、前回転送の第２フィールドの表示終了のタイミングまでに今回の第１フィールド転送が終了しなかった場合は今回の第１フィールド転送終了に続けて今回の第２フィールドの転送を開始し、今回の第２フィールドの転送終了後の最初の第２フィールドの表示開始のタイミングで次回の第１フィールドの転送を開始すると共に、フレームメモリは２フィールド分のディジタル動画像データの記憶容量を持ち、今回の第２フィールドの転送終了後も今回の第１フィールドのディジタル動画像データを保持することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるディジタル動画像の転送方式を添付図面を参照にして詳細に説明する。
図１のように、インターレス動画像のデジタルデータをメモリやハードディスクから表示用のフレームメモリにリアルタイムに転送し動画として表示する場合を考える。
【０００８】
図１は、この場合の構成を示すブロック図で、１はＣＰＵ、２はメモリ、３はハードディスクなどの補助記憶装置、４は画像処理を行うグラフィックチップ、５は画像表示用のフレームメモリであるグラフィックメモリ、６は表示を行うモニタ装置、７はシステムバスである。
動画像のデータを十分に転送出来るだけのスピードがメモリ２、ＣＰＵ１、ハードディスク３およびバス７にそれぞれにあれば、図２のようなタイミングで転送を行い、表示を行なうことが可能である。
この図で、粗い網掛けの領域は、１ｓｔ（第１）フィールドの画像、細かい網掛けの部分は２ｎｄ（第２）フィールドの画像を表している。
表示用のメモリはシングルバッファ（表示に必要な１画面分のデータを格納できるだけの量を持っている）とする。
【０００９】
インターレス画像では、１ｓｔフィールド、２ｎｄフィールドの２画面、２回の走査で１画面を構成する方式である。この描画方式では、転送されてくるデータと描画に用いるデータとをアクセスするアドレスができるだけ表示メモリ５内で一致しないように、追い越さないようにする必要がある。表示に使用しているアドレス付近に転送し書き込みを行なうと、そのアドレスの前後でモニタ装置６に表示される画像が切れてしまうからである。
【００１０】
これを防止するため、多くの場合、１ｓｔフィールドの画像の転送は、２ｎｄフィールドが表示されている間に行なうようにし、２ｎｄフィールドの画像の転送は１ｓｔフィールドを表示しているときに行なうというように、転送と表示をそれぞれ逆の時間に処理させ、転送の操作がモニタテレビ上には見えないように工夫している。
【００１１】
図２は、この転送処理の様子を示すタイムチャートである。Ｖ同期信号（ａ）に対して、図２の（ｄ）に示すように１ｓｔ、２ｎｄのフィールドが交互に表示される。この表示タイミングの逆の時間帯は図２の（ｃ）に示すようにストレージデバイスからデジタルデータの転送が行われている。すなわち２ｎｄフィールドの表示開始タイミングで１ｓｔフィールドの転送を開始する。従って、転送したデータが実際に表示されるのは、１フィールド後の時刻になる。
図２では、転送の時間の方が表示に対して十分に速いため、各フィールドの転送タイミングは、それぞれ逆のフィールドの表示スタートを待って順に行なうことができている。
【００１２】
ここで、図３のように転送するデータ量が多く、１フィールド分の転送が１フィールドの時間を越えてしまうような場合を考える。
このような場合に、図２と同じように、転送するタイミングを逆のフィールドの表示を待って行なうとすると、図３（ｄ）のようになってしまう。このとき、ペアになっている１ｓｔ、２ｎｄの画像がメモリ内に格納され終わるまで、図３（ｄ）で（Ｂ）で示した部分に１フィールド古い画像が残ってしまい、結果としてペアが崩れる。インターレス画像の場合、動きが激しい画像だとこのような状態をモニタで見ると、大きくぶれた画像になってしまう。これは、本来時間的に進んだ位置であるにもかかわらず、古い画像が表示されてしまうためである。
【００１３】
そこで、本発明では、図４に示すような転送方式を開発した。なお、以下の議論は、画像データ１フィールドの転送にかかる時間が１フィールドの走査時間長（フィールド期間）より長く、かつ最大でも１フィールドの走査時間長の１５０％に収まるような場合に有効である。
この方式では、１ｓｔフィールドの画像を転送し終わった直後、表示のフィールドタイミングを読み取る。読み取ったタイミングを調べることで、フィールド内で転送ができたかどうかを知ることができる。
【００１４】
図４の場合、１ｓｔフィールドの画像を転送し終わった直後の図４（ｃ）の（Ｃ）時点では、すでに図４（ｂ）で奇数（１ｓｔ）の表示タイミングになっていて転送が間に合わなかったため、次のフィールドまで食い込んでしまったことがわかる。そこで、間に合わなかったと判断したときは、次のフィールドの開始を待たず、ペアとなる２ｎｄフィールドの転送をすぐに開始する。こうすることで、図３のように古い画像が表示されることがなくなるため、正しいペアでフィールドが連続されることになる。
このときに、転送するフィールドと、表示するフィールドが一致してしまうことになるが、描画を行なっている時間と、転送を行なうポイントがずれているため、追い越しなどの問題は起こらないようにすることができる。
【００１５】
図４のポイントＡにおけるタイミングの詳細を図５に示す。画面上のポイントＡという時間の走査のタイミングに対して、既に新しい画像は書き込まれてしまっているので、古い画像が出てしまうという追い越しの問題は生じない。転送する画像データは、２ｎｄフィールドが表示され終わる前にすべて転送が完了しているため、表示タイミングに追い付かれることはなく、常に新しい２ｎｄフイールドの画像がモニタに表示されることがわかる。
【００１６】
このような方法を採用した場合、ストレージデバイス（メモリやハードディスク等）からのデータの転送順序を考慮することで、２つの描画方式が考えられる。
画像データが図６（ａ）のように格納されていたとする。図４のように転送が間に合わなかったときに、図６（ｂ）のように格納されているデータを１フレーム（２フィールド）おきに飛ばす方法を採ると、用意された画像は飛び飛びになるが、記録されたときと同じ時間で画像が再生されることになる。
一方、図６（ｃ）のように格納されたデータの順序にすべてのデータを転送するとすると、記録された時間の２倍の時間がかかって１／２のスピードで表示されることになる。
【００１７】
このどちらの方式を採用するかは、画像の性質によってユーザーが選択できるようするべきであろう。
たとえば、音声などのデータが付随している場合は、その同期をとるため、図６（ｂ）の方式を採用した方がよい。また、画像を用いて研究、解析などを行なう用途では、すべてのデータが表示される図６（ｃ）の方式で描画を行なう方が好ましいと考えられる。
【００１８】
このような方法は、特にコンピュータグラフィックス（ＣＧ）において、フレームレンダリングされた作品を描画する際に有効である。フレームレンダリングされた画像は、フレーム内では動きは固定されており、１ｓｔフィールドと２ｎｄフィールドの画像で位置のずれがないため、静止画にしたときにもインターレス画像特有のぶれがない奇麗な表示が可能である。
このレンダリング方式を採用したＣＧアニメーションを転送速度が遅いバス、デバイスで接続したときに本方式を採用することで、コマ落ちはするが、実用に耐える品位の動画アニメーションを表示することが可能になる。
【００１９】
また、図６（ｃ）のようにして１／２のスピードで表示したＣＧ動画像をＶＴＲに記録し、ＤＴ（ダイナミックトラッキング）機能を持つＶＴＲで２倍のスピードで再生することで、目的の時間で表示することも可能である。
【００２０】
現在、ハードディスクに格納されたフルサイズのアニメーション、動画像を高画質で再生するためには、使用されるハードディスク、転送バス、ＣＰＵ、メモリなどに高い転送スペックが要求されている。
しかし、本発明の手法を用いると、低い性能の処理装置でも、高品位な映像を得ることが可能になると考えられる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１の発明は、２フィールドで１フレームが構成されるインターレース方式で動画像を表示する表示手段に対して、表示すべきディジタル動画像データを補助記憶装置からフレームメモリに転送する転送手段を備えたディジタル動画像の転送方式において、転送手段は１フィールドのディジタル動画像データを、表示手段の１フィールドの走査時間長よりも長く、かつ、表示手段の１フィールドの走査時間長の１．５倍よりも短い時間でフレームメモリに転送し、前回転送の第２フィールドの表示開始のタイミングで今回の第１フィールドの転送を開始し、前回転送の第２フィールドの表示終了のタイミングまでに今回の第１フィールド転送が終了しなかった場合は今回の第１フィールド転送終了に続けて今回の第２フィールドの転送を開始し、今回の第２フィールドの転送終了後の最初の第２フィールドの表示開始のタイミングで次回の第１フィールドの転送を開始すると共に、フレームメモリは２フィールド分のディジタル動画像データの記憶容量を持ち、今回の第２フィールドの転送終了後も今回の第１フィールドのディジタル動画像データを保持することを特徴とする。これにより、転送が間に合うときは、各フィールド単位で描画と転送のフィールドをお互いが影響を受けないタイミングで処理され、転送が間に合わない場合でも、古い画像が表示されることがなく、正しいペアでフィールドが連続され、表示されるためフィールドの不連続や時間の逆行を生じることがなく、破綻の無い滑らかな表示が可能になる。
【００２３】
本発明の請求項２の発明は、１フィールドのディジタル動画像データの転送時間が前記表示手段の１フィールドの走査時間長よりも長い場合に、転送手段は補助記憶装置に記憶されたディジタル動画像データを１フレームおきに表示手段に転送することを特徴とする。これにより、ディジタル動画像データの転送時間が、走査時間長よりも長いときに画像データは飛び飛びになるが、記録されたときと同じ時間で画像を再生することができる。
【００２４】
本発明の請求項４の発明は、１フィールドのディジタル動画像データの転送速度が表示手段の１フィールドの表示速度よりも遅い場合に、ディジタル動画像データの転送をデータ損失なしに表示時間の２倍の時間で行うことを特徴とする。
これにより、ディジタル動画像データの転送速度が、表示速度よりも遅いときに表示速度は半分になるが、記録された画像データをロスなしに表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インターレス動画像のデジタルデータを転送して表示する際の構成を示すブロック図。
【図２】転送系に動画像のデータを十分に転送できる速度がある場合の転送のタイムチャート。
【図３】転送系に動画像のデータを十分に転送できる速度がなく不具合が発生する場合の転送のタイムチャート。
【図４】本発明の一実施の形態の転送のタイムチャート。
【図５】図４の実施の形態での走査位置と転送位置の関係を示す説明図。
【図６】本発明での蓄積データと表示データの関係を示す説明図。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、２…メモリ、３…補助記憶装置、４…グラフィックチップ、５…グラフィックメモリ、６…モニタ装置、７…システムバス。
【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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