JP3133113B2

JP3133113B2 - 圧縮動画データ伸長再生システム

Info

Publication number: JP3133113B2
Application number: JP28165991A
Authority: JP
Inventors: 浩之坂井; 剛裕山田; 智久小檜山; 正隆武者; 順二中田; 正巳山岸; 祐二木村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-10-28
Filing date: 1991-10-28
Publication date: 2001-02-05
Anticipated expiration: 2016-02-05
Also published as: JPH05122681A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は同一システム上で圧縮さ
れた動画データを伸長、再生時にさらに他の応用プログ
ラムを実行し、同一ディスプレイ上に表示することので
きる圧縮動画データ伸長再生システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧縮された動画データを伸長、再
生するシステムとしては、例えば、『ＮＩＫＫＥＩＢ
ＹＴＥ』／ＡＵＧＵＳＴ日経ＢＰ社１９８９３
０９頁〜３２１頁に記載の装置がある。

【０００３】上記従来技術を図２、図４および図６を用
いて説明する。図２は従来のシステム構成図、図４は従
来のシステムのＣＰＵ（Central Processing Unit)負荷
状態を示す図、図６はＣＰＵの負荷状態を処理別に示す
図である。

【０００４】図２において、システムバス１は共通バス
であり、ＣＰＵ２、表示制御回路３、動画伸長・再生部
４、動画ファイル５、入出力インターフェイス６、メモ
リ７およびプログラムデータファイル８が接続されてい
る。入出力インターフェイス６には、入力装置のキーボ
ード２０とマウス１９とが接続されており、動画再生等
の入力指示を受け付けてシステムバスに出力する。動画
ファイル５には、圧縮された動画データを蓄積してい
る。メモリ７には、伸長された動画データやプログラム
データファイル８のマイクロプログラムを展開して一時
的に蓄積したりする。プログラムデータファイル８は動
画の圧縮伸長の制御プログラムや、表計算やグラフ表
示、統計処理などのアプリケーションプログラム（応用
プログラム）のマイクロプログラムを記憶している。動
画伸長・再生部４は、動画ファイル５の圧縮された動画
データをプログラムデータファイル８のプログラムにし
たがって伸長再生して、動画出力１０と音声信号１４と
を出力する。ここで、通常の伸長再生方法を方式１とい
う。表示制御回路３は、ディスプレイ１３に出力する際
のレイアウトの指示や、他のアイコン表示、アプリケー
ション処理後のグラフや表の表示制御をして、表示出力
９を出力する。表示制御回路３から出力される表示出力
９と動画伸長・再生部４から出力される動画出力１０
は、表示重ね合わせ回路（ＭＩＸ）１１に入力される。
表示重ね合わせ回路１１から出力する表示信号１２はデ
ィスプレイ１３に入力される。動画伸長・再生部４から
出力される音声信号１４はスピーカー１５に入力され
る。ＣＰＵ２では、動画伸長・再生部４での起動指示、
メモリへのアクセス、制御プログラムのロード、レジス
タの設定、表示制御や、グラフ・表などのアプリケーシ
ョンプログラムの処理等を行う。

【０００５】説明の便宜上、ＣＰＵの負荷状態をわかり
やすくするために、図６のように各処理におけるＣＰＵ
の負荷を仮定する。実際にＣＰＵの負荷状態を知るに
は、割込み信号をカウントしたりシステムバス上のデー
タを監視したりする。図６において、図２のシステムが
作動状態であり、動画再生や他のアプリケーションを実
行していない場合を定常状態とし、定常状態におけるＣ
ＰＵ負荷を２０％±５％と仮定する。動画を伸長再生し
ているときのＣＰＵ負荷を６０％±５％（方式１の場
合）と仮定する。他アプリケーション実行時のＣＰＵ負
荷を３０％±５％と仮定する。

【０００６】図４は、図２に示すのシステムが定常状態
から動画の再生を起動し、動画再生中にさらに他のアプ
リケーションを起動した場合のＣＰＵの負荷状態を示し
ている。図４において、ＣＰＵの負荷は、現在ＣＰＵが
行っている各処理に対する負荷が加算されるものとして
示している。定常状態ではＣＰＵには１５〜２５％の負
荷がかかっている。図２に示すシステムにおいて、入力
装置から動画の再生を起動すると、ＣＰＵ２は動画圧縮
ファイル５から圧縮された動画データを読みだし、動画
伸長・再生部４に入力する。動画伸長・再生部４では、
方式１に従ってデータを伸長、再生し、動画出力１０と
音声信号１４とを出力する。動画出力１０と、表示制御
回路３からの表示出力９とは、表示重ね合わせ回路１１
で重ね合わせて表示信号１２とし、ディスプレイ１３に
動画が表示される。また、音声信号１４は、スピーカー
１５に入力され、スピーカー１５が音声を出力する。こ
の動画伸長、再生時（方式１）で６０％±５％のＣＰＵ
負荷がさらにかかるので、図４に示すように全体で７０
〜９０％のＣＰＵ負荷状態となる。つぎに、他アプリケ
ーションを起動させる。図２において、キーボード２０
あるいはマウス１９等の入力装置は、他アプリケーショ
ンの起動指示を受け付けて、ＣＰＵ２は他アプリケーシ
ョンの起動を行う。ＣＰＵ２は、プログラムデータファ
イル８からプログラムデータを読みだし、メモリ７にプ
ログラムを展開する。ＣＰＵ２でプログラムにしたがっ
て処理を行い、表示制御回路３により表示を行い、ディ
スプレイ１３に表示する。このとき、ＣＰＵ２にはさら
に２５〜３０％の負荷が加わるので図４に示すように、
全体としては９５〜１２５％の負荷となり、ＣＰＵの負
荷状態が１００％を超えることになり（図４の斜線で示
す）、この時点で処理は正常に行われないことになる。
従来は、負荷状態を検出していないので、負荷状態が１
００％を超えると、動画の再生フレームレートが小さく
なったり、システム全体が停止したり、他の応用プログ
ラム処理が停止してしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、ある動画データを伸長、再生しているときに、動画
再生時のＣＰＵの処理負荷と、他の応用プログラムの実
行処理時のＣＰＵの処理負荷とが重なって、ＣＰＵにあ
る一定以上の処理負荷がかかると、ＣＰＵの処理能力の
限界を越えてしまう。このため、例えば、表計算やグラ
フ表示、統計処理等の他の応用プログラムを同時に実行
し、同じ表示画面上に同時に表示させるようにすると、
正常に動画が再生されず、動画の再生フレームレートが
小さくなったり、システム全体が停止したり、他の応用
プログラム処理が停止してしまう等の問題が生じること
がある。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するために、Ｃ
ＰＵの処理負荷を検知して、さらに、システム全体が停
止したりすることがないように、従来システムで使用し
ているＣＰＵを処理能力の高いものに変更せずに、ＣＰ
Ｕの処理負荷をおさえて、圧縮された動画データを伸
長、再生し、同時に他の応用プログラムを実行し、同一
画面上に表示することのできる圧縮動画データ伸長再生
システムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
させるために、データ圧縮された動画データの伸長・再
生をする伸長・再生部と、他のアプリケーションの処理
や伸長再生の起動指示をするＣＰＵとを有する表示画面
に動画表示を行うシステムにおいて、上記伸長・再生部
は、データ圧縮された動画データの伸長・再生をして相
対的に処理負荷が大きい従来の方式である第１の再生方
式とＣＰＵの処理負荷を低減させて伸長・再生をする第
２の再生方式との方式のうち少なくとも２以上の方式を
持ち、ＣＰＵの負荷状態を検出する検出手段と、検出手
段からのＣＰＵの負荷状態により上記伸長・再生部の方
式を切り換える切り換え部とを有する。

【００１０】上記切り換え部は、検出手段からのＣＰＵ
の負荷状態と予め設定した閾値とを比較してＣＰＵの負
荷状態が閾値以上の過負荷の場合には、ＣＰＵの処理負
荷を押さえて伸長・再生をする第２の再生方式に切り換
えて、それ以外の場合には、第１の再生方式で再生する
ように伸長・再生部に指示する手段を備える。

【００１１】上記切り換え部の閾値は、２つ閾値を持つ
ヒステリシスの特性を有し、１の閾値以上の過負荷にな
ったときに第２の再生方式に切り換えて、その後、２の
閾値以下になったときに第１の再生方式に切り換えるこ
とができる。

【００１２】また、切り換え部は、閾値を記憶してお
き、設定・変更が可能な閾値テーブルを有してもよい。

【００１３】

【作用】ＣＰＵの負荷状態を検出手段により常時検出
し、動画を伸長・再生してさらに他の応用プログラムが
起動した場合などに、ＣＰＵの負荷が閾値を超えると、
切り換え手段により、動画を伸長・再生する方式をＣＰ
Ｕの処理を低減した第２の再生方式に切り換える。さら
に、切り換え手段の閾値を２つ持つヒステリシスの特性
を備えることで、１の閾値以上の過負荷になったときに
第２の再生方式に切り換えて、その後、２の閾値以下に
なったときに第１の再生方式に切り換える。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１を用いて説明す
る。図１は本実施例のシステム構成図である。図１にお
いて、システムバス１は共通バスであり、ＣＰＵ２、表
示制御回路３、動画伸長・再生部４ａ、動画ファイル
５、入出力インターフェイス６、メモリ７、プログラム
データファイル８が接続されている。入出力インターフ
ェイス６には、入力装置のキーボード２０とマウス１９
とが接続されており、動画再生等の入力指示を受け付け
てシステムバスに出力する。動画ファイル５には、圧縮
された動画データを蓄積している。動画データは、外部
から入力されることもできる。メモリ７には、伸長され
た動画データやプログラムデータファイル８のマイクロ
プログラムを展開して一時的に蓄積したりする。プログ
ラムデータファイル８は動画の圧縮伸長の制御プログラ
ムや、表計算やグラフ表示、統計処理などのアプリケー
ションプログラムのマイクロプログラムを記憶してい
る。動画伸長・再生部４ａは、動画ファイル５の圧縮さ
れた動画データをプログラムデータファイル８のプログ
ラムにしたがって伸長再生して、動画出力１０と音声信
号１４とを出力する。ここで、ＣＰＵの処理負荷を低減
した伸長再生方法を方式２という。方式２はＣＰＵの処
理負荷が方式１より低減するような方法ならばよく、予
め設定しておく。方式２は、例えば、コマ落としなどを
してデータ量を少なくしたり、フレームレートを下げた
り、表示解像度を粗くしたり、リファレンスだけを表示
したりする方式である。予め通常の伸長再生方法の方式
１と、方式２とを動画伸長・再生部４ａに設定してお
く。もしくは、プログラムデータファイル８に方式１と
方式２とのプログラムを格納しておいてもよい。表示制
御回路３は、ディスプレイ１３に出力する際のレイアウ
トの指示や、他のアイコン表示、アプリケーション処理
後のグラフや表の表示制御をして、表示出力９を出力す
る。表示制御回路３から出力される表示出力９と動画伸
長・再生部４ａから出力される動画出力１０は、表示重
ね合わせ回路（ＭＩＸ）１１に入力される。表示重ね合
わせ回路１１から出力する表示信号１２はディスプレイ
１３に入力される。動画伸長・再生部４ａから出力され
る音声信号１４はスピーカー１５に入力される。ＣＰＵ
２では、動画伸長・再生部４ａでの起動指示、制御プロ
グラムのロード、レジスタの設定、表示制御や、グラフ
・表などのアプリケーションプログラムの処理等を行
う。また、ＣＰＵ２ではＣＰＵの負荷状態を示すための
検出信号１６を出力する。ＣＰＵ２から出力される検出
信号１６は負荷検出手段１７に入力される。検出信号１
６は、例えば、割込み要求信号や、ＣＰＵ２からシステ
ムバス１上入出力情報や、メモリ７への書き込みおよび
読み出し信号などがある。検出信号１６は、上記のよう
な信号のいずれか１つもしくはそれらを組み合わせた信
号を検出できる。負荷検出手段１７では、上記のような
信号を監視して、一定期間に何回発生したかをカウント
して、予め定めた条件により負荷状態を検出する。例え
ば、システムバス１上の使用頻度や、メモリ７への書き
込みおよび読み出し頻度により負荷状態をわりだす。検
出した負荷状態は、ＣＰＵ負荷の割合（％）として切り
換え部１８に出力する。割合を出力する場合には、設定
条件とＣＰＵ負荷の割合との対応を示すテーブルを予め
持つこともできる。対応テーブルは、入力装置のキーボ
ード２０やマウス１９から指示を受け付けることができ
る。対応テーブルを参照することにより、検出信号１６
からの信号をカウントして予め定めた条件の時には、対
応するＣＰＵ負荷の割合を出力する。また、対応テーブ
ルの代わりに、一定期間に何回発生したかのカウント数
から、割合を算出するようにしてもよい。また、負荷検
出手段１７は、ＣＰＵ２から出力される検出信号１６の
かわりに、システムバス１上のデータを監視することに
よっても、負荷検出をすることができる。負荷検出手段
１７の出力は切り換え部１８に入力され、切り換え部１
８は、ＣＰＵ負荷状態とあらかじめ定めた閾値とを比較
することにより、ＣＰＵ負荷状態が閾値以上に過負荷の
場合には、動画伸長・再生部４ａに方式１と方式２とを
切り換えるように切り換え指示を出力することができ
る。切り換え部１８は、方式切り換えの閾値を設定する
閾値テーブルを有しており、入力装置のキーボード２０
やマウス１９から指示を受け付けることができる。切り
換えの閾値については、図３を用いて後述する。

【００１５】つぎに、本実施例の動作を図１、図３およ
び図５を用いて説明する。図３は切り換え部の特性図、
図５は本実施例のＣＰＵ負荷状態を示す図である。

【００１６】図１において、動画伸長・再生部４ａは、
動画伸長再生（方式１）に加え、動画伸長再生（方式
２）をもち、切り換え部１８の出力が０のときは方式
１、切り換え部１８の出力が１のときは方式２が選択さ
れ、二つの方式を切り換えるようになっている。動画伸
長再生（方式２）のＣＰＵ負荷状態は図６に示すように
３０％±５％と仮定する（方式１の１／２）。図１に示
す負荷検出手段１７の動作は、ＣＰＵ２から入力された
検出信号１６を用い、一定時間内における検出信号１６
の変化を計測することによってＣＰＵ２の負荷状態
（％）を出力するものである。切り換え部１８に入力さ
れたＣＰＵ２の負荷状態により、図３で示すような特性
で、切り換え部１８の出力は０または１となる。図３の
例では負荷が９５％を超えると切り換え出力が０から１
に変化し、負荷が６０％を下回ると切り換え出力が１か
ら０になる。このように、二つの閾値をＣＰＵ２の負荷
状態によりヒステリシスを持たせて、閾値テーブルを設
定しておく。この二つの閾値を図５に示すように破線で
表している。図５において、本実施例のシステムが、定
常状態のとき、ＣＰＵの負荷状態は１５〜２５％であ
る。この状態から、動画の再生を起動すると、図１に示
すシステムにおいて、ＣＰＵ２は動画圧縮ファイル５か
ら圧縮された動画データを読みだし、動画伸長・再生部
４ａに入力する。動画伸長・再生部４ａに入力された切
り換え部１８の出力は始めは０であるので、動画伸長・
再生部４ａでは、方式１に従ってデータを伸長・再生
し、動画出力１０と音声信号１４とを出力する。動画出
力１０と表示制御回路３からの表示出力９とは、表示重
ね合わせ回路１１で重ね合わせて表示信号１２とされ、
ディスプレイ１３に表示される。また、音声信号１４は
スピーカー１５に入力され、スピーカー１５から音声が
出力される。この動画伸長・再生時（方式１）で６０％
±５％のＣＰＵ負荷がかかるので図５に示すように全体
で７０〜９０％のＣＰＵ負荷状態となる。つぎに他アプ
リケーションを起動させる。図１において、キーボード
２０あるいはマウス１９等の入力装置が、他アプリケー
ションを起動させる指示を受付て、ＣＰＵが他アプリケ
ーションを起動させる。ＣＰＵは、プログラムデータフ
ァイル８からプログラムデータを読みだし、メモリ７に
プログラムを展開する。ＣＰＵ２でプログラムにしたが
って処理を行い、表示制御回路３により表示制御を行
い、ディスプレイ１３に画像およびアプリケーションの
処理データなどを表示する。図５に示すように、このと
きＣＰＵ２にはさらに２５〜３０％の負荷が加わるので
他アプリケーション起動後まもなく、負荷検出手段１７
において、ＣＰＵ負荷が閾値９５％を超えたことを検出
する。切り換え部１８は、ＣＰＵ負荷が閾値９５％を超
えたことを検知して、切り換え部１８の出力を０から１
にする。これにより、動画伸長・再生部４ａの方式が方
式１から方式２に切り換わる。したがってその後は、動
画伸長・再生部４ａでは、方式２に従ってデータを伸長
・再生し、これによるＣＰＵの負荷方式１に比べ３０％
低減されるので、他アプリケーションのＣＰＵ負荷とあ
わせても全体で６５〜９５％となり、ＣＰＵの負荷が１
００％を超えないので、ＣＰＵ処理が正常に続行可能で
ある。その後、他アプリケーションの処理を終了すると
まもなくＣＰＵ全体の処理負荷が閾値６０％を下回り、
切り換え部１８の出力が１から０に変化し、動画伸長・
再生部４ａにおける動画データの伸長・再生方式が方式
２から方式１に変化し、方式１に従ってデータを伸長・
再生する。このとき、ＣＰＵ全体の負荷状態は、他アプ
リケーションを起動する以前と同様に７０〜９０％とな
り、ＣＰＵの処理が正常に続行する。

【００１７】本実施例によれば、動画再生時にある一定
のＣＰＵ負荷がかかっているときに、さらに、他のアプ
リケーションを起動しても、負荷検出手段１７によりＣ
ＰＵ２の負荷状態を検出してＣＰＵ２の負荷が９５％を
超えないように切り換え手段１８で動画伸長・再生方式
を切り換えるので、他のアプリケーションを起動したこ
とによりシステムが正常に動作しなかったり、システム
が停止してしまうことはない。

【００１８】本実施例においては、処理別ＣＰＵ負荷状
態を図６のように仮定し、さらにＣＰＵの負荷状態はＣ
ＰＵが行っている各処理に対する負荷が加算されるもの
として説明したが、実際にはこの例とは必ずしも一致し
ないので、この場合、切り換え部１８の特性における閾
値テーブルの閾値を、入力装置より変更することによ
り、実際のＣＰＵ負荷状態に対処することができる。ま
た、負荷検出手段１７におけるＣＰＵ２からの検出信号
１６の変化を測定する一定期間の時間を調整することに
より対処する。この一定期間を短くすることにより、Ｃ
ＰＵ２の負荷変動の瞬間的な変化を検出でき、また、一
定期間を長くするとＣＰＵ２の平均的な負荷状態を検出
することができる。

【００１９】さらに、閾値にヒステリシスを持たせるこ
とにより、負荷状態が微妙に変動したときにも、方式１
と方式２とが短期間で切り換わることがない。これによ
り、方式１と方式２とによる再生画面が瞬時に切り換わ
ることが無くなる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、ＣＰＵの負荷状態を検
出するため、一定値を超えて過負荷になったときに、動
画を伸長・再生する方式をＣＰＵの処理を低減した方式
に切り換えることにより、ＣＰＵ全体の負荷を低減する
ことができる。すなわち、システムで使用しているＣＰ
Ｕを処理能力の高いものに変更することなしに、圧縮さ
れた動画データを伸長・再生し、さらに他の応用プログ
ラムを実行しても、システムが停止することなく、同一
画面上に動画と応用プログラムの処理結果とを表示する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のシステム構成図。

【図２】従来のシステム構成図。

【図３】切り換え部の特性図。

【図４】従来システムのＣＰＵ負荷状態を示す説明図。

【図５】本実施例のＣＰＵ負荷状態を示す説明図。

【図６】処理別ＣＰＵ負荷状態を示す説明図。

【符号の説明】

１…システムバス、２…ＣＰＵ、３…表示制御回路、４
…動画伸長・再生部、５…動画圧縮ファイル、９…表示
出力、１０…動画出力、１１…表示重ね合わせ回路、１
２…表示信号、１３…ディスプレイ、１４…音声信号、
１５…スピーカー、１６…検出信号、１７…負荷検出手
段、１８…切り換え部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小檜山智久神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マイクロエレクトロニクス機器開発研究所内 (72)発明者武者正隆神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マイクロエレクトロニクス機器開発研究所内 (72)発明者中田順二神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マイクロエレクトロニクス機器開発研究所内 (72)発明者山岸正巳神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マイクロエレクトロニクス機器開発研究所内 (72)発明者木村祐二神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マイクロエレクトロニクス機器開発研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】データ圧縮された動画データの伸長・再生
をする伸長・再生部と、他のアプリケーションの処理や
伸長再生の起動指示をするＣＰＵとを有する表示画面に
動画表示を行うシステムにおいて、上記伸長・再生部は、データ圧縮された動画データの伸
長・再生をして相対的に処理負荷が大きい第１の再生方
式とＣＰＵの処理負荷を低減させて伸長・再生をする第
２の再生方式との方式のうち少なくとも２以上の方式を
持ち、ＣＰＵの負荷状態を検出する検出手段と、検出手段から
のＣＰＵの負荷状態により上記伸長・再生部の方式を切
り換える切り換え部とを有することを特徴とする圧縮動
画データ伸長再生システム。
【請求項２】請求項１において、切り換え部は、検出手
段からのＣＰＵの負荷状態と予め設定した閾値とを比較
してＣＰＵの負荷状態が閾値以上の過負荷の場合には、
ＣＰＵの処理負荷を押さえて伸長・再生をする第２の再
生方式に切り換えて、それ以外の場合には、第１の再生
方式で再生するように伸長・再生部に指示する手段を備
えることを特徴とする圧縮動画データ伸長再生システ
ム。
【請求項３】請求項２において、切り換え部の閾値は、
２つ閾値を持つヒステリシスの特性を有し、１の閾値以
上の過負荷になったときに第２の再生方式に切り換え
て、その後、２の閾値以下になったときに第１の再生方
式に切り換えることを特徴とする圧縮動画データ伸長再
生システム。
【請求項４】請求項２または３において、切り換え部
は、閾値を記憶しておき、設定・変更が可能な閾値テー
ブルを有することを特徴とする圧縮動画データ伸長再生
システム。