专利名称：集成电路(ic)芯片中实现的图象处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及图象处理设备。本发明涉及处理根据例如MPEG(活动图象专家组)标准编码的数据的技术。
背景技术：
在多媒体中的信息处理是巨量的，而且是多种多样的，因此，在把多媒体投入实际使用的规划过程中需要信息的快速处理。为了以高速度处理信息，数据的压缩和扩展变成必需的。“MPEG”方法是数据压缩和扩展技术中之一。在ISO(标准化国际组织)/IEC(国际电工技术委员会)下的MPEG委员会(ISO/IECJTC1/SC29/WG11)正在进行MPEG方法的标准化。把利用MPEG方法的图象处理设备构造成各种与图象有关的装置，诸如电影摄影机、静止摄像机、电视机、视频CD再现设备、DVD再现设备等等。
在MPEG中处理的视频数据与活动画面有关，例如，每秒30帧的多个静止画面或帧构成活动画面。如在
图1中所示，视频数据具有分层结构，并按次序包括6层，它们是序列层、GOP(画面组)层，画面层、切片层、宏模块层以及块层。构成单个画面的切片数目是不固定的，构成单个切片的宏模块的数目也是不固定的。在图1中省略宏模块层和块层。
此外，根据编码速率，主要在两种方法下，即，MPEG-1和MPEG-2，对MPEG进行分类。在MPEG-1中，一帧相应于一幅画面。然而，在MPEG-2中，也可以使帧或半帧相应于画面。两个半帧构成一帧。把相应于画面的帧的结构称为帧结构，而把相应于画面的半帧的结构称为半帧结构。
在MPEG中，使用被称为帧间预测的压缩技术。帧间预测根据帧中间的瞬时相关压缩帧间数据。在帧间预测中，执行双向预测。双向预测使用两种预测，从过去再现图象或画面预测当前再现图象的正向预测，以及从将来再现图象预测当前再现图象的反向预测。
这种双向预测使用三类画面，它们是I画面(内-画面)、P画面(预测-画面)以及B画面(双向预测-画面)。I画面是不管过去和将来再现图象而通过帧内编码处理独立产生的图象。为了执行随机访问，在GOP中需要至少一幅I画面。在I画面中的所有宏模块类型都是帧内预测画面(帧-内)。使用从过去I或P画面进行预测的正向预测，通过帧间编码处理产生P画面。在P画面中的宏模块类型包括帧内预测画面和正向预测画面(正向帧间)。
使用双向预测，通过帧间编码处理产生B画面。在双向预测中，通过下面三种预测中之一产生B画面。
(1)正向预测；从过去I画面或P画面进行预测。
(2)反向预测；从将来I画面或P画面进行预测。
(3)双向预测；从过去和将来I画面或P画面进行预测。
在B画面中的宏模块类型包括四类画面，它们是帧内预测画面、正向预测画面、反向预测画面(反向帧间)以及内插预测画面(内插帧间)。
分别对这些I、P和B画面进行编码。即，即使不可得到过去或将来画面时，也可以产生I画面。对比之下，没有过去画面不能产生P画面，而且没有过去或将来画面不能产生B画面。然而，当宏模块类型是P和B画面的内插预测画面时，即使没有过去或将来画面也能产生宏模块。
在帧间预测中，首先周期性地产生I画面。然后，在I画面前数帧处产生一个帧作为P画面。通过在从过去到当前方向上的预测，即，正方向上的预测，产生这个P画面。此后，产生位于I画面之前和P画面之后的一个帧作为B画面。当产生这个B画面时，从正向预测、反向预测和双向预测三个预测方法中选择最佳预测方法。一般，在连续运动画面中当前图象和它的前后图象是彼此相似的，它们只有一部分不同。因此，假设以前帧和下一帧是基本相同的。如果两帧之间有差异，则仅获取和压缩该差异。例如，如果以前帧是I画面而下一帧是P画面，则获取差异作为B画面数据。从而，根据各帧中间的瞬时相关可以对帧间数据进行压缩。把按照MPEG视频部分编码的视频数据的数据序列或位流称为MPEG视频流。
主要为诸如视频CD(光盘)或CD-ROM(CD只读存储器)之类的存储媒体设计MPEG-1。另一方面，不但为了诸如视频CD、CD-ROM、DVD(数字视频盘)以及VTR(录像机)之类的存储媒体，而且也为了传输媒体而设计MPEG-2，所述传输媒体一般包括诸如LAN(局域网)之类的通信媒体和诸如地面波广播、卫星广播和CATV(有线电视)之类的广播媒体。
在MPEG视频部分中使用的技术核心取决于活动补偿预测(MC)和离散余弦变换(DCT)。把组合MC和DCT的编码技术称为混合编码技术。在编码时刻，在MPEG视频部分中使用DCT(还称之为FDCT(正向DCT))，以致把图象的视频信号分解成待处理的的频率分量。此后，在解码时刻，通过使用反离散余弦变换(反DCT或IDCT)再次把频率分量恢复成视频信号。
MPEG可以高速处理巨量信息，而且MPEG使用称为帧间预测的压缩技术，如上所述。因此，为了对根据MPEG按时序方式编码和记录的画面搜索的目的，反向再现数据序列是极困难的，即，如同在通常的录像机中那样，在反向再现的情况下，通过简单地沿时间轴返回而再现记录数据序列是极困难的。因此，传统的执行是通过沿时间轴返回而再现单独分配在每个GOP中的I画面。由于I画面是通过帧内编码处理产生的图象，如上所述，可以独立地显示它而无需参考它前面和/或后面的画面。
在传统例子中，分配给每个GOP的I画面的数目是很少的。例如，在构成GOP的画面中，分配给每个GOP的I画面的数目最多是一个，而且当反向再现每15到30帧的画面时，不能得到如通常视频录像机中的平滑反向再现画面，以致难于在适当的定时处停止所需要的场面。
发明概要由于上述情况，已经产生了本发明，本发明的目的是提供能够得到平滑反向再现画面的图象处理技术。为了达到在本专利说明书中将变得清楚的这个目的和其它目的，本发明打算在原理上有关图象编码和解码处理的技术中解决问题。
根据本发明的较佳实施例与图象处理设备有关。这个设备整体地装备有第一模块，它包括对第一编码数据序列解码的前端解码器，和从前端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第一显示电路；第二模块，它包括将第一模块输出的图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路，和把视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器；第三模块，它包括对第二模块输出的第二编码数据序列解码的后端解码器，和从后端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第二显示电路。“整体地装备”(或装配在一个整体中，或整体地包括)在这里意味着例如所有组成部件都装配或组装在一个诸如主板的电路板上的状态。在这个电路板上配置或组装诸如集成电路(IC)芯片和存储器的部件。
对于上述第一模块、第二模块和第三模块中的至少一个模块，至少一个模块中包括的所有部件作为单个集成电路(IC)芯片的一部分被装配。因此，可以使用单芯片LSI形成电路板。第一模块例如可以是视频再现LSI，如VGA芯片，第二模块例如可以是视频记录LSI，与视频捕获等一同使用。第三模块可以是视频再现LSI。使用这些芯片的电路板设计有助于提高生产效率并降低成本。
根据本发明的另一个较佳实施例也涉及图象处理设备。这个设备整体上包括第一集成电路(IC)芯片，它包括对第一编码数据序列解码的前端解码器，和从前端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第一显示电路；第二IC芯片，它包括将第一IC芯片输出的图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路，和把视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器；第三IC芯片，它包括对第二IC芯片输出的第二编码数据序列解码的后端解码器，和从后端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第二显示电路，其中整体地装配第一IC芯片、第二IC芯片和第三IC芯片。
根据本发明的另一个较佳实施例也涉及图象处理设备。这个设备整体上包括第一模块，它包括对第一编码数据序列解码的前端解码器，和从前端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第一显示电路；第二模块，它包括将第一模块输出的图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路，和把视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器；第三模块，它包括对第二模块输出的第二编码数据序列解码的后端解码器，和从后端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第二显示电路，其中整体地装配第一模块、第二模块和第三模块，并且至少第二和第三模块中包括的所有部件作为单个集成电路(IC)芯片的一部分被装配，并且该单个IC芯片处理并控制图像数据的记录和再现。
根据本发明的另一个较佳实施例也涉及图象处理设备。这个设备整体地包括第一模块，它包括对第一编码数据序列解码的前端解码器，和从前端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第一显示电路；第二模块，它包括将第一模块输出的图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路，和把视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器；第三模块，它包括对第二模块输出的第二编码数据序列解码的后端解码器，和从后端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第二显示电路，其中整体地装配第一模块、第二模块和第三模块，并且至少第一和第二模块中包括的所有部件作为单个集成电路(IC)芯片的一部分被装配，并且该单个IC芯片处理并控制图像数据的记录和再现。
根据本发明的另一个较佳实施例也涉及图象处理设备。这个设备整体地包括第一模块，它包括对第一编码数据序列解码的前端解码器，和从前端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第一显示电路；第二模块，它包括将第一模块输出的图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路，和把视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器；第三模块，它包括对第二模块输出的第二编码数据序列解码的后端解码器，和从后端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第二显示电路，其中整体地装配第一模块、第二模块和第三模块，并且至少第一和第三模块中包括的所有部件作为单个集成电路(IC)芯片的一部分被装配，并且该单个IC芯片处理并控制多个频道中图像数据的再现。
根据本发明的另一个较佳实施例也涉及图象处理设备。这个设备整体地包括对第一编码数据序列解码的解码器；从解码器解码的数据中产生图像视频信号的显示电路；输入显示电路产生的图像视频信号，并将产生的图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路；和把转换的视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器，其中整体地装配解码器、显示电路、图像输入电路和编码器。
根据本发明的另一个较佳实施例也涉及图象处理设备。这个设备整体地包括第一模块，它包括以时序方式对第一编码数据序列解码的前端解码器，和从前端解码器解码的数据中产生第一图像视频信号的第一显示电路；第二模块，它包括将第一模块输出的第一图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路，和把视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器；第三模块，它包括以反向时序方式对第二模块输出的第二编码数据序列解码的后端解码器，和从后端解码器解码的数据中产生第二图像视频信号的第二显示电路；和切换电路，它在作为正向再现的第一模块的第一图像视频信号输出和作为反向再现的第三模块的第二图像视频信号输出之间切换，其中整体地装配第一模块、第二模块、第三模块和切换电路，并且来自第一模块的第一图像视频信号还输入到第二和第三模块，并作为正向再现通过切换电路输出，以形成准备切换到反向再现的备用状态。
这里，应该注意到这里说明书中所用的术语“I画面”、“B画面”和“P画面”分别对应于并包含MPEG-4中“I-VOP(视频对象平面)”、“B-VOP”和“P-VOP”的概念。
在所述任何情况中，可以在组的预定单元中执行伴随这些情况的编码或解码以及处理。此外，每个实施例中的第一编码数据序列可以是根据如MPEG方法编码的数据序列。此外，在本发明中使用的，在方法、设备、系统、计算机程序、记录媒体等等之间转换的上述任意结构部件和处理过程等的不同组合以及表达式仍是有效的，并包含在本发明的实施例中。
此外，本发明概要没有必要描述所有必需的特征，以致所描述的这些特征的再一组合也可以是本发明。
附图简述图1示出MPEG视频流的分层结构；图2示出根据第一实施例的图象再现设备的电路框图；图3是示意框图，示出根据第一实施例的解码器；图4是示意框图，示出根据第一实施例的编码器；图5是示意框图，示出根据第一实施例的解码器；图6是流程图，示出根据第一实施例的图象再现设备的反向再现操作；图7是流程图，示出根据第一实施例的图象再现设备的正向再现操作；本发明的详述现在将根据较佳实施例来描述本发明，不打算以这来限制本发明的范围，只是作为本发明的示例。在实施例中描述的本发明的所有特征和组合对于本发明不都是必不可少的重要部分。
正向图象再现和反向图象再现是对于某些实施例通用的处理。为了便于描述，当包括图象的画面最终处于供显示的形式时，应该理解为在下列描述中的“正向”和“反向”以及它们的同义词按次序施加。因此，除非另行指出，画面的次序表示显示的状态。
如下所述，即使在反向再现中，首先以正向，即，按时序方式，对MPEG数据流的每个GOP中的画面进行解码。对它们进行再编码，并在接着的再解码阶段首次实现反向次序。因此，反向再现中的“反向”主要涉及第二解码。就I、P和B画面的次序而论，可以在多种组合中实现MPEG位流。
在下列实施例中出现多种部件结构要素。就硬件而论，可以通过CPU、存储器和其它LSI(大规模集成电路)和组合电路来实现这些实施例。就软件而论，通过具有图象处理功能的存储器装载的程序等等实现这些实施例。下面的描述主要涉及结合如此的部件而实现的功能。因此，熟悉本技术领域的人员应该理解，可以通过只用硬件、只用软件或通过它们的组合等等多种形式来实现这些功能。图象再现设备是根据本发明的“图象处理设备”的一个例子。
第一实施例图2示出根据第一实施例的图象再现设备1的电路框图。把图象再现设备1结合到电影摄影机、静止摄像机、电视机、视频CD再现设备、DVD再现设备等等，它把MPEG视频流从传递媒体2输出到显示器3。传递媒体2包括存储媒体(视频CD、CD-ROM、DVD、VTR等等)、通信媒体(LAN等等)以及广播媒体(地面波广播、卫星广播、CATV等等)。此外，当来自存储媒体或广播媒体的数据不是根据MPEG视频部分编码的数据时，传递媒体还包括执行数字数据编码的MPEG视频编码器。当把图象再现设备1结合到电影摄影机或静止摄像机时，用诸如CCD之类的图象拾取装置及其信号处理电路来代替传递媒体2。
在图2中，图象再现设备1包括硬盘(HD)4、MPEG视频解码器5(此后还简称为“解码器5”)、MPEG视频编码器6(此后还简称为“编码器6”)、第二MPEG视频解码器7(此后还简称为“第二解码器7”)、第一帧存储器52、第二帧存储器62、第三帧存储器72、第一显示电路54、图象输入电路64、第二显示电路74、切换电路8和控制核心电路10。控制核心电路10控制解码器5、第二解码器7、编码器6以及图象再现设备1中每个部件的操作。包括磁盘的硬盘4存储从传递媒体2接连传递的视频流。在硬盘4中提供一个特殊存储区域4a。
解码器5、第一帧存储器52和第一显示电路54构成第一块50，而编码器6、第二帧存储器62和图象输入电路64构成第二块60。第二解码器7、第三帧存储器72和第二显示电路74构成第三块70。可以把图象再现设备1的全部或主要部分安装在单个LSI芯片上，而这个芯片也可以用于其它实施例。根据第一实施例，把第一块50、第二块60和第三块70的每一个安装在单个LSI芯片上。然而，可以理解，第一帧存储器52、第二帧存储器62和第三帧存储器72的每一个可以安装在外部。
把解码器5产生的再现图象数据序列临时存储在第一帧存储器52中，然后以有规律的顺序输入到第一显示电路54。第一帧存储器52用作显示缓冲器。第一显示电路54从解码器5传递的画面数据产生图象视频信号，并通过切换电路8把图象视频信号输出到连接到图象再现设备1的显示器3。
还把第一块50输出的图象视频信号输入到图象输入电路64。图象输入电路64把图象视频信号转换成视频数据序列，并把视频数据序列临时存储在第二帧存储器62中，然后以有规律的顺序通过编码器6进行再编码。第二帧存储器62用作缓冲器。
在把第二块60输出的编码数据序列存储在存储区域4a中之后，第二解码器7以反向时序读出它，并进行再解码。把再解码的视频数据序列临时存储在第三帧存储器72中，然后，通过第二显示电路74转换成图象视频信号。第三帧存储器72用作缓冲器。通过切换电路8把这些图象视频信号输出到连接到图象再现设备1的显示器3。
切换电路8根据控制核心电路10的控制把它自己的连接切换到第一节点8a侧或第二节点8b侧。当切换电路8连接到第一节点8a侧时，根据第一块50的输出执行正向再现。当切换电路8连接到第二节点8b侧时，根据第三块70的输出执行反向再现。
图3是框图，示出解码器5的结构。在图3中，解码器5包括霍夫曼解码电路14、反向量化电路15、IDCT(反向离散余弦变换)电路16、MC(活动补偿预测)电路17和ROM(只读存储器)18和19。要注意，在本发明中，解码器5是“前端解码器”的例子。
霍夫曼解码电路14根据存储在ROM 18中的霍夫曼表中所存储的霍夫曼代码对从硬盘4读出的画面执行可变长度解码。根据霍夫曼解码电路14解码的结果，根据存储在ROM 19中量化表中所存储的量化门限值，反向量化电路15通过执行反向量化而得到DCT(离散余弦变换)系数。IDCT电路16对于反向量化电路15获得的DCT系数执行IDCT。MC电路17根据IDCT电路16的处理结果执行MC(活动补偿预测)。
如此，解码器5通过对输入MPEG视频流进行解码，按时序方式连续产生再现图象数据序列。要注意，在本发明中，MPEG视频流是“第一编码数据序列”的一个例子。
图4是框图，示出编码器6的结构。在图4中，编码器6包括MC电路20、DCT电路21、量化电路22、霍夫曼编码电路23和ROM 24和25。要注意，在本发明中，编码器6是“编码器”的一个例子。
DCT电路21取得块单元中的解码器5输入的再现图象数据，并通过执行两维离散余弦变换产生DCT系数。量化电路22通过参考存储在ROM 24中的量化表中所存储的量化门限值而执行量化。要注意，ROM 19的作用也可以象ROM 24一样。
霍夫曼编码电路23通过参考存储在ROM 25中的霍夫曼表中所存储的霍夫曼代码，对量化DCT系数执行可变长度编码，而产生画面单元中的压缩图像数据。要注意ROM 18的作用也可象ROM 25一样。
如此，编码器6通过对按时序连续的再现图象数据序列进行再编码而产生MPEG视频流。要注意，在本发明中，MPEG视频流是“第二编码数据序列”的一个例子。
图5是框图，示出第二解码器7的结构。在图5中，第二解码器7包括霍夫曼解码电路26、反向量化电路27、IDCT电路28、MC电路29、以及ROM 30和31。要注意，在本发明中，第二解码器7是“后端解码器”的一个例子。
第二解码器7所具有的结构与解码器5的结构相似。因此，霍夫曼解码电路26、反向量化电路27、IDCT电路28和MC电路29所具有的结构分别与霍夫曼解码电路14、反向量化电路15、IDCT电路16和MC电路17的结构相似。还要注意，也可以使用ROM 30作为ROM 18或ROM 25，而ROM 31也可以作为ROM 19或ROM 24。
根据上述结构，将参考在图6中示出的流程图，说明根据本实施例的图象再现设备1中的反向再现的操作。在控制核心电路10的控制下执行图象再现设备1的操作。这里，假定MPEG视频流包括i单元的GOP(GOP0到GOPi-1)。
在反向再现中，沿时间轴的反方向从GOPi-1顺序地处理每个GOP。然而，对在每个GOP中的画面在解码器5处进行正向解码，即，按时序方式。在反向再现指令下，切换电路8连接到第二节点8b(S1)，从硬盘4的画面单元中读出相应于GOPi-1的MPEG视频流，并输入到解码器5，并且按时序顺序产生每幅画面的再现图象数据，并且第一显示电路54将它转换成图像视频信号(S2)。以视频数据序列的形式通过图像输入电路64将该信号输入到编码器6，然后把一个GOP的视频数据序列再编码成I画面等等(S3)。在硬盘4的存储区域4a中重写来自编码器6的一个GOP的再编码数据序列(S4)。
在完成存储区域4a的写入时，按反向时序方式(即，沿时间轴反方向)读出存储在存储区域4a中的再编码数据序列，然后第二解码器7对该数据序列顺序地解码，第二显示电路74将该解码序列转换成图像视频信号。在存储区域4a的写入结束时，发送写结束信号，把相应于下一个GOPi-2的MPEG视频流输入到解码器5，并执行从S2的处理。即，在S5中，在第二解码器7对一个GOP的数据序列进行解码的同时，解码器5正在对下一个GOP的数据序列进行解码。在显示器3上显示反向再现画面。
其次，将参考在图7中示出的流程图描述正向再现的操作。在正向再现中，从GOP0开始沿时间轴顺序地处理数据。当然，在解码器5处在正向方向上对在每个GOP中的画面进行解码。在正向再现指令下，把切换电路8连接到第一节点8a(S11)，从硬盘4一幅画面一幅画面地读出相应于GOP0的MPEG视频流，并输入到解码器5，而且以画面单元按时序顺序地产生再现图象数据，并且第一显示电路54将它转换成图像视频信号(S12)。并行地将该信号输出到第二模块60和显示器3，从而使正向再现画面显示在显示器3上(S14)。
另一方面，与显示电路9的处理平行的编码器6将从解码器5输入的一个GOP的再现图象数据序列再编码成I画面等等(S15)。在硬盘4的存储区域4a中重写再编码的数据序列(S16)。在完成GOP0的处理时，操作再次返回S12，并执行下一个GOP1的处理。换言之，在正向再现期间，平行的编码器6对相同的图象数据序列按GOP单元顺序地再编码成I画面等等。
如上所述，根据本实施例的图象再现设备1提供下列有特色的操作和有利效果(1)单芯片LSI可用于第一模块50、第二模块60和第三模块70中的任何一个。这有助于显著提高生产效率并降低成本。
(2)单芯片LSI可用于分别对应于第二模块60与第三模块70，第一模块50与第二模块60，第一模块50与第三模块70的组合的任一部分。这有助于进一步提高产生效率并降低成本。
(3)一旦第一模块50将视频数据序列转换成模拟信号，那么第二模块60将它再次转换成数据，并再编码。例如，可能的情况是按照图像质量在存储区域4a中以稍退化的状态对相对高清晰度的数据流再编码。因此，当普通磁带录像机记录TV广播时，可以加入措施用于数据流的版权保护。
(4)在执行正向再现期间，平行的编码器6按GOP单元为单位将相同的图像数据序列再编码成I画面等。即使在正向再现中间指令反向再现时，这也允许平滑的画面切换。
第二实施例第二实施例与第一实施例的不同之处在于在单芯片LSI上构造第二模块60和第三模块70。该单芯片例如是处理并控制图像数据记录和再现的LSI。同样，第一模块50和第二模块60可以用单个芯片形成，或者第一模块50和第三模块70可以用单个模块形成。在这些结构中，使用单芯片LSI提高了生产效率并降低了成本。
实施例的一般检查和观察熟悉本技术领域的人员自然会理解，这里没有描述的实施例的任意组合也是可能的。例如，下列考虑或修改是可能的(a)编码器6对JPEG格式静态画面构成的运动JPEG或JPEG2000格式静态画面构成的运动JPEG2000的输入视频数据序列进行编码，代替I画面形成的编码数据序列。在这种情况下，第二解码器7对该运动JPEG或运动JPEG200解码。
(b)虽然在本实施例中分别用单个芯片构造第一模块50、第二模块60和第三模块70，但是可以用单个芯片构造这其中任意的任何一个或两个。
(c)作为硬盘4，使用磁-光盘、光盘等代替磁盘。
(d)作为硬盘4，使用诸如SDRAM(同步动态RAM)、DRAM或Rambus DRAM之类的可再写半导体存储器。
(e)独立地提供硬盘4和存储区域4a。这样，最好存储区域4a是可再写半导体存储器。
(f)不是从一个GOP而是在以后单元中从MPEG视频流取出数据序列。包括GOP的以后单元包括在组单元的概念中。
-从I画面开始的单元不作为GOP，但是，例如，取从P画面开始的单元作为GOP。
-无需遵守GOP的概念，数个画面的组成为组单元。
-一组一组地任意改变画面的数目。
(g)使用RAM(随机存取存储器)代替ROM 18、19、24、25、30和31。
(h)在图象再现设备中提供选择反向再现功能的操作键。
(i)根据键操作一帧一帧地执行反向再现。
(j)在上述每个实施例中，把编码器6产生的再编码数据序列中的画面按时序次序写入存储区域4a。然而，在把数据序列重新排列成反向时序次序的同时，可以把数据序列写入存储区域4a。这样就不需要第二解码器7按反向时序方式从存储区域4a读出再编码数据序列。
此外，在写入存储区域4a时，用被反向参考的B画面数据序列替换被正向参考的B画面数据序列，反之亦然。
(k)除了上述实施例之外，可得到下列模式作为应用，其中，在单个设备中提供两个编码和解码功能。因此，如果提供两个编码器，这些编码器可以作为公用。
(i)在电影摄影机的一种情况中，从不同的角度同时射中一个对象，在MPEG方法中对其上的数据进行压缩和扩展。
(ii)在电视的情况中，同时对多个节目进行解码，并且在屏幕上显示两幅画面。
(iii)在电视的情况中，同时对多个节目进行解码，并且无缝地进行频道切换。在使用MPEG的广播中，一旦频道切换等中断了解码，则在恢复下一次解码之前，需要一段短时间，或在检测到新的序列标头之前的0.5到2秒的时间周期。一般，在这个时间周期期间，画面冻结或受到消隐。对于解决这个问题，(iii)是有效的。
(iv)在与DVD、数字静止摄像机等连接的电视中，广播与DVD和数字静止摄像机一起同时再现。
(v)在再现节目期间的情况中，按活动画面或静止画面的状态记录不同频道上的节目或其它节目，同时，同时重叠和再现所记录的活动画面或静止画面和正在广播的节目。
(vi)在按某个时间间隔在JPEG系统中对再现图象编码并送入环形缓冲器的情况下，以致可以使用再现图像作为索引，用于跳转到在反向搜索中的邻近画面。
(l)对于反向再现，必需在存储区域4a中完全照原样存储一个GOP的图象数据。这是因为在GOP中的数据是只在正向方向上读出的，因此无需保留一个GOP的所有数据，在反向再现中不能够产生画面。为了这个原因，要求存储区域4a具有记录一个GOP的图象数据的容量。然而，如此的结构是投入有效使用的，以致在第一实施例和其它实施例中，即使在正向再现期间，也使编码器6自由运行，以致恒定地产生和保持一个GOP的反向再现数据。这种安排是为了实现从正向再现到反向再现的平滑切换。
虽然与没有自由运行时相比，这个方法能实现更平滑的再现方向切换，但是在切换处没有必要不具有时间滞后。这是因为当正在执行GOPn的反向再现时，解码器5必需读出并解码以前的GOPn-1中一个GOP的编码数据，因此存在一种可能性，在完成GOPn的反向再现之前要完成一系列的处理。如果没有完成，则将暂时停止反向再现。
作为对此的防范措施，如在第一实施例和其它实施例中所述，通过扩展一个GOP的图象数据的存储可以完全排除从正向再现到反向再现切换的时间滞后，因此存储最多约两个GOP的图象数据。相应地，在需要这种规格的情况下，这满足于采取这个防范措施。
当要减少象素的数目时，可以事先通过解码器7处的IDCT处理执行向下转换格式的解码。即，在正常情况下在例如8×8象素的正方形块上执行IDCT处理时，可以在8×4象素上执行IDCT，即，1/2大小的块。在该情况下，由于在图象再现中存储在帧存储器中的图象数据的容量变成1/2，因此可以使用空出的区域来存储上述两个GOP的画面。然而，执行这个向下转换，在高分辨率模式中的1960×1080象素的图象将变成980×1080象素。因此，在它们的再现中，要执行某些分辨率恢复处理，如每个象素在水平方向上显示两次。
(m)还必须对于从反向再现到正向再现的切换考虑切换处的上述时间滞后。这样，也可以采用相同的步骤，即，存储约一到两个GOP的读入画面数据，以解决这种情况。假定现在正在对第n个GOPn执行反向再现的读入处理，然后保存这个GOPn的画面数据，直到反向再现的读出到达GOPn-2，GOPn-2是在GOPn之前两个GOP的GOP。即，通过保存某些GOP数据直到读出在它之前两个GOP的数据，即使切换到正向再现时也不会发生中断再现。
可以通过仅在解码器5处的处理进行从反向再现到正向再现的切换处理，时间滞后基本上比在上述(l)的情况下较小。因此，好象在实际应用中，用超过一个GOP一点点的数据来代替这里所述的两个GOP的数据将可以满足。然而，希望通过某个模型上的实验等来确定这个值，因为它可能随设备实施而改变。
通过实施根据本发明的本实施例，提供极有效的图象处理技术，通过该图象处理技术执行极平滑的反向再现。
虽然已经通过示例实施例的方法描述了本发明，但是应该理解，熟悉本技术领域的人员可以进行许多改变和替代而不偏离通过所附的权利要求书定义的本发明的范围。
权利要求
1.一种图像处理设备，其特征在于，它整体地包括第一模块，它包括对第一编码数据序列解码的前端解码器；和从前端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第一显示电路；第二模块，它包括将所述第一模块输出的图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路；和把视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器；和第三模块，它包括对所述第二模块输出的第二编码数据序列解码的后端解码器；和从后端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第二显示电路，整体地装配所述第一模块、第二模块和第三模块，其中对于所述第一模块、第二模块和第三模块中的至少一个模块，至少一个模块中包括的所有部件作为单个集成电路(IC)芯片的一部分被装配。
2.一种图像处理设备，其特征在于，它整体地包括第一集成电路(IC)芯片，它包括对第一编码数据序列解码的前端解码器；和从前端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第一显示电路；第二IC芯片，它包括将所述第一IC芯片输出的图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路；和把视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器；和第三IC芯片，它包括对所述第二IC芯片输出的第二编码数据序列解码的后端解码器，和从后端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第二显示电路，整体地装配所述第一IC芯片、第二IC芯片和第三IC芯片。
3.一种图像处理设备，其特征在于，它整体地包括第一模块，它包括对第一编码数据序列解码的前端解码器；和从前端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第一显示电路；第二模块，它包括将所述第一模块输出的图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路；和把视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器；和第三模块，它包括对所述第二模块输出的第二编码数据序列解码的后端解码器；和从后端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第二显示电路，整体地装配所述第一模块、第二模块和第三模块，其中至少所述第二和第三模块中包括的所有部件作为单个集成电路(IC)芯片的一部分被装配，并且所述单个IC芯片处理并控制图像数据的记录和再现。
4.一种图像处理设备，其特征在于，它整体地包括第一模块，它包括对第一编码数据序列解码的前端解码器；和从前端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第一显示电路；第二模块，它包括将所述第一模块输出的图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路；和把视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器；第三模块，它包括对第二模块输出的第二编码数据序列解码的后端解码器；和从后端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第二显示电路，整体地装配所述第一模块、第二模块和第三模块，其中至少所述第一和第二模块中包括的所有部件作为单个集成电路(IC)芯片的一部分被装配，并且所述单个IC芯片处理并控制图像数据的记录和再现。
5.一种图像处理设备，其特征在于，它整体地包括第一模块，它包括对第一编码数据序列解码的前端解码器；和从前端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第一显示电路；第二模块，它包括将所述第一模块输出的图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路；和把视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器；第三模块，它包括对所述第二模块输出的第二编码数据序列解码的后端解码器；和从后端解码器解码的数据中产生图像视频信号的第二显示电路，整体地装配所述第一模块、第二模块和第三模块，其中至少所述第一和第三模块中包括的所有部件作为单个集成电路(IC)芯片的一部分被装配，并且该单个IC芯片处理并控制多个频道中图像数据的再现。
6.一种图像处理设备，其特征在于，它整体地包括对第一编码数据序列解码的解码器；从所述解码器解码的数据中产生图像视频信号的显示电路；输入所述显示电路产生的图像视频信号，并将产生的图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路；和把转换的视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器，整体地装配所述解码器、显示电路、图像输入电路和编码器。
7.一种图像处理设备，其特征在于，它整体地包括第一模块，它包括以时序方式对第一编码数据序列解码的前端解码器；和从前端解码器解码的数据中产生第一图像视频信号的第一显示电路；第二模块，它包括将所述第一模块输出的第一图像视频信号转换成视频数据序列的图像输入电路；和把视频数据序列编码成第二编码数据序列的编码器；第三模块，它包括以反向时序方式对所述第二模块输出的第二编码数据序列解码的后端解码器；和从后端解码器解码的数据中产生第二图像视频信号的第二显示电路；和切换电路，它在作为正向再现的第一模块的第一图像视频信号输出和作为反向再现的第三模块的第二图像视频信号输出之间切换，整体地装配所述第一模块、第二模块、第三模块和切换电路，其中来自所述第一模块的第一图像视频信号还输入到所述第二和第三模块，并作为正向再现通过切换电路输出，以形成准备切换到反向再现的备用状态。
8.如权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，所述第一模块和第三模块是视频再现LSI，所述第二模块是视频记录LSI。
9.如权利要求2所述的图像处理设备，其特征在于，所述第一IC芯片和第三IC芯片是视频再现LSI，所述第二IC芯片是视频记录LSI。
10.如权利要求3所述的图像处理设备，其特征在于，所述第一模块和第三模块是视频再现LSI，所述第二模块是视频记录LSI。
11.如权利要求4所述的图像处理设备，其特征在于，所述第一模块和第三模块是视频再现LSI，所述第二模块是视频记录LSI。
12.如权利要求5所述的图像处理设备，其特征在于，所述第一模块和第三模块是视频再现LSI，所述第二模块是视频记录LSI。
13.如权利要求7所述的图像处理设备，其特征在于，所述第一模块和第三模块是视频再现LSI，所述第二模块是视频记录LSI。
14.如权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，按照MPEG对第一编码数据序列编码。
15.如权利要求2所述的图像处理设备，其特征在于，按照MPEG对第一编码数据序列编码。
16.如权利要求3所述的图像处理设备，其特征在于，按照MPEG对第一编码数据序列编码。
17.如权利要求4所述的图像处理设备，其特征在于，按照MPEG对第一编码数据序列编码。
18.如权利要求5所述的图像处理设备，其特征在于，按照MPEG对第一编码数据序列编码。
19.如权利要求6所述的图像处理设备，其特征在于，按照MPEG对第一编码数据序列编码。
20.如权利要求7所述的图像处理设备，其特征在于，按照MPEG对第一编码数据序列编码。
全文摘要
当命令反向再现时,一旦对MPEG视频流进行解码,就通过第一显示电路将它转换成图像视频信号。之后,图像输入电路和MPEG视频编码器对图像视频信号再次进行再编码,以致它将被重写在硬盘中的存储区域上。MPEG视频解码器按反向时序方式读出这个再编码数据序列,并顺序地对它进行解码。然后第二显示电路将解码数据转换成图像视频信号,以显示在显示器上。
文档编号H04N7/30GK1390045SQ0212205
公开日2003年1月8日 申请日期2002年5月31日 优先权日2001年6月1日
发明者冈田茂之 申请人:三洋电机株式会社