(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のビデオピクチャを符号化する方法であって、
複数の順序値のうちの１つを用いて少なくとも１つの動きベクトルを算出するステップを有し、
各順序値は、２つのビデオピクチャ間のタイミング差を表し、第１ビデオピクチャと第２ビデオピクチャとの間のタイミング差は時間単位を規定し、前記複数の順序値の各々は前記時間単位の整数倍として規定され、
前記方法は、前記複数の順序値及び前記複数のビデオピクチャをビットストリームの中に符号化するステップを有し、
前記複数のビデオピクチャのうちの少なくとも１つは、前記算出された動きベクトルを用いて符号化され、
前記複数の順序値は、２の累乗の指数を用いて符号化される、
方法。
【請求項２】
前記複数のビデオピクチャは、ビデオピクチャのシーケンスを形成し、
前記第１ビデオピクチャ及び前記第２ビデオピクチャは、前記ビデオピクチャのシーケンスの中で連続したビデオピクチャである、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のビデオピクチャは、ビデオピクチャのシーケンスを形成し、
各順序値によって表される前記タイミング差は、前記ビデオピクチャのシーケンスの中の参照ビデオピクチャに基づく、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
各順序値は更に、ビデオピクチャが前記ビデオピクチャのシーケンスの中で取得される順序を規定する、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１ビデオピクチャと前記第２ビデオピクチャとの間の前記タイミング差は、前記第１ビデオピクチャが取得される第１時点と前記第２ビデオピクチャが取得される第２時点との間の差である、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記２の累乗の指数を表す整数を符号化するステップを更に有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数の符号化されたビデオピクチャと複数の符号化された順序値とを受信するステップを有する方法であって、
各順序値は、２つのビデオピクチャ間のタイミング差を表し、第１ビデオピクチャと第２ビデオピクチャとの間のタイミング差は時間単位を規定し、前記複数の順序値の各々は前記時間単位の整数倍として規定されると共に２の累乗の指数を用いて符号化されており、
前記方法は、
前記順序値を用いて少なくとも１つの動きベクトルを算出するステップと、
前記動きベクトルを用いて少なくとも１つのビデオピクチャを復号するステップと、
を有する、方法。
【請求項８】
前記複数のビデオピクチャは、ビデオピクチャのシーケンスを形成し、
前記第１ビデオピクチャ及び前記第２ビデオピクチャは、前記ビデオピクチャのシーケンスの中で連続したビデオピクチャである、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数のビデオピクチャは、ビデオピクチャのシーケンスを形成し、
各順序値によって表される前記タイミング差は、前記ビデオピクチャのシーケンスの中の参照ビデオピクチャに基づく、
請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
各順序値は更に、前記ビデオピクチャのシーケンスにおいてビデオピクチャが表示されるべき順序を規定する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１ビデオピクチャと前記第２ビデオピクチャとの間の前記タイミング差は、前記第１ビデオピクチャが取得される第１時点と前記第２ビデオピクチャが取得される第２時点との間の差である、
請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記２の累乗の指数を表す整数を受信するステップを更に有する、
請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つのプロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法を実装する命令セットを含む、
コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１４】
少なくとも１つのプロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の方法を実装する命令セットを含む、
コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１５】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法の各ステップを実装する手段を含む、コンピュータシステム。
【請求項１６】
請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の方法の各ステップを実装する手段を含む、コンピュータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチメディア圧縮システムの分野に関連している。特に、本発明は可変精度
のピクチャ間タイミングを指定する方法及び装置を開示する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル式の電子媒体フォーマットはついに、アナログ式の電子媒体フォーマットに取
って代わるところまで来ている。デジタルコンパクトディスク（ＣＤ）はずっと以前にア
ナログ式のビニール製記録媒体に取って代わっている。アナログ式の磁気カセットテープ
は益々に減少してきている。第２及び第３世代のデジタルオーディオシステム（例えばミ
ニディスクやＭＰ３（ＭＰＥＧオーディオのレイヤ３）は今日では、第１世代のデジタル
オーディオフォーマットのコンパクトディスクに代わって市場を支配しつつある。
ビデオ媒体は、オーディオに比べゆっくりとデジタル式記録及び伝送フォーマットに移
行している。その大きな理由はデジタルフォーマットで正確にビデオ（画像）を表現する
ためには膨大な量のデジタル情報が必要だからである。ビデオを正確に表現・表示するた
めに膨大な量のデジタル情報が必要であるということは、非常に大容量のデジタル記録シ
ステムと高帯域伝送システムが必要であることを意味する。
【０００３】
しかし、ビデオは現在、急速にデジタル記録及び伝送フォーマットに移行している。よ
り早いコンピュータプロセッサ、高密度記録システム、並びに、新しい高効率圧縮及び符
号化アルゴリズムにより、デジタルビデオの価格は一般消費者が購入できるレベルになっ
た。デジタルビデオシステムであるＤＶＤは近年最もハイスピードで消費者に売れた電子
製品の１つである。ＤＶＤは、高い画像品質、とても優れた音声品質、利便性及び付加的
な機能を有しているので、予め記録されているビデオを再生するシステムとして選択され
るようになり、急速にビデオカセットレコーダ（ＶＣＲ）に取って代わってきた。旧式の
アナログＮＴＳＣ（米国のNational Television Standards Committee）ビデオ伝送シス
テムは現在、デジタルＡＴＳＣ（Advanced Television Standards Committee）ビデオ伝
送システムにその地位を奪われつつある。
【０００４】
コンピュータシステムは長年、色々な種類のデジタルビデオ符号化フォーマットを使用
してきた。コンピュータシステムにより使用されてきた最良のデジタルビデオ圧縮及び符
号化システムの中で、ＭＰＥＧ（Motion Pictures Expert Group）として一般に知られて
いるものによりサポートされているデジタルビデオシステムがある。ＭＰＥＧの３つの最
も良く知られ且つ広く使用されているデジタルビデオフォーマットはＭＰＥＧ−１、ＭＰ
ＥＧ−２及びＭＰＥＧ−４と称されている。ビデオＣＤ（ＶＣＤ）や初期の一般向けデジ
タルビデオ編集システムは初期のＭＰＥＧ−1形式のデジタルビデオ符号化フォーマット
を使用していた。ＤＶＤやディッシュネットワーク（Dish
Network）の直接放送衛星（DBS）テレビ放送システムは、より高い品質のＭＰＥＧ−２形
式のデジタルビデオ圧縮及び符号化システムを使用している。ＭＰＥＧ−４の符号化シス
テムは最新のコンピュータを用いたデジタルビデオエンコーダやこれに付随するデジタル
ビデオプレーヤに用いられることが多くなった。
【０００５】
ＭＰＥＧ−２形式やＭＰＥＧ−４形式では、一連のビデオフレームまたはビデオフィー
ルドを圧縮し、圧縮したフレームやフィールドをデジタルビットストリームに符号化して
いる。ビデオフレームやフィールドをＭＰＥＧ−２やＭＰＥＧ−４形式で符号化する場合
、ビデオフレームやフィールドを複数のマクロブロックからなる長方形グリッドに分割さ
れる。各マクロブロックは独立して圧縮及び符号化される。
【０００６】
ビデオフレームやフィールドを圧縮するときは、ＭＰＥＧ−４形式では、フレームやフ
ィールドを１つタイプ（３つのタイプのうちの１つ）の圧縮フレームまたはフィールドに
圧縮する。３つのタイプとは、Ｉフレーム、順方向型のＰフレーム及び双方向型のＢフレ
ームである。Ｉフレームは独立したビデオフレームを、他のビデオフレームを参照するこ
となく、完全に独立に符号化する。Ｐフレームは前に表示されたビデオフレームを参照し
ながらビデオフレームを決める。Ｂフレームは現在のフレームの前に表示された（過去の
）ビデオフレームと現在のフレームの後に表示される（未来の）ビデオフレームとを参照
しながらビデオフレームを決める。ＰフレームとＢフレームは、ビデオ情報の冗長性を効
率良く使用しているので、通常、最も良い圧縮を行うことができる。
【発明の概要】
【０００７】
本明細書には、デジタルビデオ符号化処理における可変精度ピクチャ間タイミングを指
定する方法と装置が開示されている。特に本発明は近傍のビデオピクチャ同士の相対的タ
イミングを非常に効率良い手法で符号化することができるシステムを開示している。１つ
の実施例では、現在のビデオピクチャと近傍のビデオピクチャとの表示時間差が決められ
る。この表示時間差はその後、ビデオピクチャのデジタル表示に符号化される。好ましい
実施例では、上記近傍のビデオピクチャは、直前に伝送された記録ピクチャである。
符号化の効率アップのために、表示時間差は可変長符号化システムまたは算術符号化処
理を使用して符号化されてもよい。別の実施例では、表示時間差は伝送ビット数を減ずる
ために２のべき乗として符号化される。
本発明のその他の目的、特徴及び利点・効果は添付図面と以下の詳細な説明から明らかに
なるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の目的、特徴及び利点は、当事者であれば下記の詳細な説明から理解できるであ
ろう。以下の詳細な説明において、
【図１】デジタルビデオエンコーダシステムの１例を示すハイレベルブロック図である。
【図２】ピクチャ表示順に並べた一連のビデオピクチャを示しており、ピクチャとピクチャをつなぐ矢印は動き補償を使用した場合のピクチャ同士の従属性を表現している。
【図３】図２のビデオピクチャを好ましいピクチャ伝送順に並べた状態を示しており、ピクチャとピクチャをつなぐ矢印は動き補償を使用した場合のピクチャ同士の従属性を表現している。
【図４】互いに参照し合うビデオピクチャ同士の距離が２のべき乗で設定された場合のビデオピクチャを示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ここでは、マルチメディア圧縮及び符号化システムにおける可変精度ピクチャ間タイミン
グの指定方法及び装置が開示される。以下の詳細な説明において、本発明の理解のために
特定の用語等が使用されている。しかし、当事者であれば、下記の特定の形式、数値等は
本発明の実施に必ずしも必須のものでないことは理解できるであろう。例えば、本発明は
ＭＰＥＧ−４形式のマルチメディア圧縮及び符号化システムに関連して説明されているが
、同様な技術は容易に他の形式の圧縮及び符号化システムに適用することができる。
【００１０】
マルチメディア圧縮及び符号化処理の概要
図１は典型的なデジタルビデオエンコーダ１００のハイレベルブロック図であり、当該
技術分野では周知のものである。デジタルビデオエンコーダ１００は、入力ビデオフレー
ムストリーム１０５をブロック図の左において受信する。各ビデオフレームは離散コサイ
ン変換（ＤＣＴ）ユニット１１０により処理される。フレームは独立して処理されてもよ
いし（イントラフレーム符号化処理）、動き補償ユニットから受信される他のフレームか
らの情報を参照して処理されてもよい（インターフレーム符号化処理）。次に、量子化（
Ｑ）ユニット１２０がＤＣＴユニット１１０からの情報を量子化する。最後に、量子化さ
れたビデオフレームが、エントロピーエンコーダ（Ｈ）ユニット１８０により符号化され
、符号化されたビットストリームを生成する。エントロピーエンコーダユニット１８０は
可変長符号化（ＶＬＣ）システムを使用してもよい。
【００１１】
インターフレーム符号化処理されたビデオフレームは他の近傍ビデオフレームを参照し
て決められるので、デジタルビデオエンコーダ１００は、インターフレームを符号化でき
るように、デコードされた各フレームがデジタルビデオデコーダの中でどのように現れる
かのコピーを作る必要がある。従って、デジタルビデオエンコーダ１００の下部は実際に
はデジタルビデオデコーダシステムである。つまり、逆量子化（Ｑ−１）ユニット１３０
がビデオフレーム情報の量子化結果の逆数を作り、逆ＤＣＴ（ＤＣＴ−１）ユニット１４
０がビデオフレーム情報の離散コサイン変換値の逆数を作る。全ての離散コサイン変換係
数がｉＤＣＴから復元された後、動き圧縮ユニットがこの情報を動きベクトルと共に使用
して、符号化フレームを復元する。復元された符号化フレームは、次のフレームの動き予
測の参照フレームとして使用される。
【００１２】
次に、デコードされたビデオフレームはインターフレーム（ＰフレームまたはＢフレー
ム）を符号化するのに用いられる。インターフレームはデコードされたビデオフレームの
情報に対応して決められる。つまり、動き補償（ＭＣ）ユニット１５０と動き予測（ＭＥ
）ユニット１６０は、動きベクトルを決定し、差分値を生成するのに使用される。動きベ
クトルと差分値は、インターフレームを符号化する際に用いられる。
【００１３】
レートコントローラ１９０はデジタルビデオエンコーダ１００の多くの部品から情報を
受け取り、当該情報を用いて各ビデオフレームにビット量を割り当てる。レートコントロ
ーラ１９０は、所定の規制に合った最高品質のデジタルビデオビットストリームが生成さ
れるようにビット量を割り当てなければならない。つまり、レートコントローラ１９０は
、バッファにオバーフロー（格納できる量を超えた情報を伝送することによりデコーダの
メモリの許容量を超えること）を起こさせることなく、あるいは、バッファにアンダーフ
ロー（デコーダに表示ビデオフレームが不足してしまうような遅い速度でビデオフレーム
を伝送すること）を起こさせることなく、最高品質の圧縮ビデオストリームを生成しよう
とする。
【００１４】
マルチメディア圧縮及び符号化処理の概要
幾つかのビデオ信号では、連続するビデオピクチャ（フレームまたはフィールド）の間
の時間は一定ではない（尚、本明細書では、ビデオピクチャという用語をビデオフレーム
またはビデオフィールドの意味で使用している）。例えば、幾つかのビデオピクチャは伝
送帯域制限により欠落させられる場合がある。また、ビデオタイミングも、カメラの不均
一性のため、あるいは、スローモーションやファーストモーション等の特殊な処理のため
に、一定ではない。幾つかのビデオストリームでは、もとのビデオソースが不均一なピク
チャ間時間を単に設計上の理由で有している場合もある。例えば、コンピュータグラフィ
ックアニメーション等の合成ビデオは、不均一なタイミングを有している。なぜなら、均
一なビデオ記録システム（例えば、ビデオカメラシステム）では任意のビデオタイミング
を作ることができないからである。フレキシブルなデジタルビデオ符号化システムは不均
一なタイミングで処理を行うことができなければならない。
多くのデジタルビデオ符号化システムはビデオピクチャを複数のマクロブロックからな
る長方形グリッドに分割する。ビデオピクチャの各マクロブロックは独立して圧縮され符
号化される。幾つかの実施例では、マクロブロックのサブブロック（画素ブロックとして
知られている）が用いられる。このような画素ブロックはそれ自身の動きベクトル（内挿
されたもの）を有することもある。本発明の教示はマクロブロックと画素ブロックに等し
く適用できるが、この明細書ではマクロブロックについて説明をする。
【００１５】
幾つかのビデオ符号化標準（例えば、ＩＳＯのＭＰＥＧ標準やＩＴＵのＨ．２６４標準
）は異なるタイプの予測マクロブロックを使用してビデオピクチャを符号化している。一
例を挙げると、マクロブロックは以下の３つのタイプのうちの１つになる。
１．Ｉマクロブロック。  イントラ（Ｉ）マクロブロックが符号化処理の際に他のビデ
オピクチャからの情報を全く使用しない。これは、完全な自己定義型である。
２．Ｐマクロブロック。  順方向型の予測（Ｐ）マクロブロックが１つの前のビデオピ
クチャからのピクチャ情報を参照する。
３．Ｂマクロブロック。  双方向型の予測（Ｂ）マクロブロックが１つの前の（過去の
）ピクチャと１つの後の（未来の）ビデオピクチャからの情報を使用する。
【００１６】
もしビデオピクチャの全てのマクロブロックがイントラマクロブロック（Ｉマクロブロ
ック）であれば、ビデオピクチャはイントラフレーム（Ｉフレーム）である。もしビデオ
ピクチャが順方向の予測マクロブロック（つまり、イントラマクロブロック）しか含まな
いなら、このビデオピクチャはＰフレームとして知られているものである。もしビデオピ
クチャが双方向の予測マクロブロックを含むなら、このビデオピクチャはＢフレームとし
て知られているものである。説明を簡単にするために、この明細書ではピクチャ内の全て
のマクロブロックが同じタイプである場合を考える。
符号化されるビデオピクチャのシーケンスの一例は以下のようになる。
Ｉ１Ｂ２Ｂ３Ｂ４Ｐ５Ｂ６Ｂ７Ｂ８Ｂ９Ｐ１０Ｂ１１Ｂ１２Ｂ１３Ｉ１４．．．
ここで、Ｉ、Ｐ及びＢという文字は、ビデオピクチャがＩフレーム、Ｐフレーム及びＢフ
レームであることを意味し、数字はビデオピクチャシーケンスのビデオピクチャのカメラ
順序を示す。カメラ順序とは、カメラがビデオピクチャを記録する順であり、従って、ビ
デオピクチャが表示されるべき順序（表示順）でもある。
【００１７】
上記した一連のビデオピクチャの例が図２に図式的に示されている。図２では、記録ピ
クチャ（この例ではＩフレームまたはＰフレーム）からのマクロブロックを他のピクチャ
の動き補償予測に使用することを矢印で示している。
図２の場合、他のピクチャからの情報はイントラフレームビデオピクチャＩ１を符号化
する際に全く使用されていない。ビデオピクチャＰ５が、前のビデオピクチャＩ１からの
ビデオ情報を符号化の際に使用しているＰフレームであり、矢印がビデオピクチャＩ１か
らビデオピクチャＰ５に延びている。ビデオピクチャＢ２、ビデオピクチャＢ３及びビデ
オピクチャＢ４は全て、符号化の際、ビデオピクチャＩ１とビデオピクチャＰ５からの情
報を使用しており、矢印はビデオピクチャＩ１とビデオピクチャＰ５からビデオピクチャ
Ｂ２、ビデオピクチャＢ３及びビデオピクチャＢ４にそれぞれ延びている。上述したよう
に、ピクチャ間時間は一般に同一ではない。
Ｂピクチャは未来のピクチャ（後で表示されるピクチャ）からの情報を使用しているの
で、伝送順序は通常、表示順序と異なる。つまり、他のビデオピクチャを構成するのに必
要なビデオピクチャがまず伝送されなければならない。上記したシーケンスについて言え
ば、伝送順は以下のようになるだろう。
Ｉ１Ｐ５Ｂ２Ｂ３Ｂ４Ｐ１０Ｂ６Ｂ７Ｂ８Ｂ９Ｐ１２Ｂ１１Ｉ１４Ｂ１３．．．
【００１８】
図３は図２からのビデオピクチャの上記伝送順を模式的に示した図である。ここでも、
図中の矢印は記録ビデオピクチャ（この例ではＩフレームまたはＰフレーム）からのマク
ロブロックが他のビデオピクチャの動き補償予測に使用されていることを表している。
図３に示されるように、このシステムはまず、他のフレームに依存していないＩフレー
ムＩ１を伝送する。次に、このシステムは、ビデオピクチャＩ１に依存するＰフレームビ
デオピクチャＰ５を伝送する。ビデオピクチャＢ２はビデオピクチャＰ５の前に表示され
るものであるが、このシステムは、ビデオピクチャＰ５の後にＢフレームビデオピクチャ
Ｂ２を伝送する。その理由は、Ｂ２をデコードする時がきたとき、デコーダは、ビデオピ
クチャＢ２をデコードするのに必要なビデオピクチャＩ１とＰ５の中の情報をすでに受信
して格納していることになるからである。同様に、ビデオピクチャＩ１とＰ５を使用して
次のビデオピクチャＢ３とビデオピクチャＢ４をデコードする準備ができていることにな
る。レシーバ兼デコーダは、適正な表示ができるようにビデオピクチャシーケンスを記録
する。この動作において、Ｉピクチャ及びＰピクチャはしばしば記録ピクチャ（stored p
icture）と称される。
【００１９】
Ｐフレームピクチャの符号化は通常、動き補償を使用し、動きベクトルがピクチャの各
マクロブロックについて計算される。計算された動きベクトルを用いて、上記前のピクチ
ャ中の画素を移動させることにより予測マクロブロック（Ｐマクロブロック）を作ること
ができる。Ｐフレームピクチャの実際のマクロブロックと予測マクロブロックとの差が、
符号化されて伝送される。
各動きベクトルも、予測符号化処理により伝送してもよい。例えば、動きベクトル予測
は、近傍の動きベクトルを使用して行ってもよい。この場合、実際の動きベクトルと予測
動きベクトルの差が、符号化されて伝送される。
【００２０】
各Ｂマクロブロックは２つの動きベクトルを使用する。１つは上記前のビデオピクチャ
を参照する第１動きベクトルであり、もう１つは後の（未来の）ビデオピクチャを参照す
る第２動きベクトルである。これら２つの動きベクトルから、２つの予測マクロブロック
が計算される。そして２つの予測マクロブロックは所定の関数を利用して組み合わせられ
、最終的な予測マクロブロックが作られる。上記したように、Ｂフレームピクチャの実際
のマクロブロックと最終的な予測マクロブロックの差が符号化されて伝送される。
【００２１】
Ｐマクロブロックの場合と同じように、Ｂマクロブロックの各動きベクトル（ＭＶ）を
、予測符号化処理により伝送してもよい。つまり、この場合、予測動きベクトルは、近傍
の動きベクトルを使用して形成される。そして、実際の動きベクトルと予測動きベクトル
の差が符号化されて伝送される。
しかし、Ｂマクロブロックの場合、最も近い記録ピクチャマクロブロックの動きベクト
ルから動きベクトルを内挿する機会がある。このような内挿は、デジタルビデオエンコー
ダとデジタルビデオデコーダの双方で実行される。
この動きベクトル内挿は、カメラが静止背景にゆっくり近づいたり遠のいたりするとき
のビデオシーケンスのビデオピクチャに非常に有効である。事実、このような動きベクト
ル内挿はそれ単独で利用してもよいくらいである。つまり、これは、内挿を使用して符号
化される上記Ｂマクロブロック動きベクトルに関して、差分情報を計算したり伝送したり
する必要が無いことを意味する。
【００２２】
次の説明に進むために、上記の場合、ピクチャｉとピクチャｊの間のピクチャ間表示時
間をＤi,jと表現する。つまり、ピクチャの表示時間（時刻）がＴiとＴjであるとすると
、以下のようになる。
Ｄi,j  ＝  Ｔi  −  Ｔj
これから以下の式が導き出せる。
Ｄi,k  ＝  Ｄi,j  ＋  Ｄj,k
Ｄi,k  ＝  −Ｄk,i
但し、Ｄi,jは負の値であるときもある。
よって、もしＭＶ5，1がＩ１を参照するＰ５マクロブロックの動きベクトルであるなら
ば、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４の対応マクロブロックについては、Ｉ１とＰ５を参照する動きベ
クトルはそれぞれ以下のように内挿される。
ＭＶ2,1  ＝  ＭＶ5,1*Ｄ2,1/Ｄ5,1  
ＭＶ5,2  ＝  ＭＶ5,1*Ｄ5,2/Ｄ5,1  
ＭＶ3,1  ＝  ＭＶ5,1*Ｄ3,1/Ｄ5,1  
ＭＶ5,3  ＝  ＭＶ5,1*Ｄ5,3/Ｄ5,1  
ＭＶ4,1  ＝  ＭＶ5,1*Ｄ4,1/Ｄ5,1  
ＭＶ5,4  ＝  ＭＶ5,1*Ｄ5,4/Ｄ5,1  
尚、表示時間の比率が動きベクトル予測に使用されているので、表示時間の絶対値は不要
である。よって、相対的な表示時間をＤi,j表示時間値に使用することができる。
【００２３】
このようなモデル（筋書き）を、例えばＨ．２６４標準で一般化することができる。一般
化する場合、ＰピクチャまたはＢピクチャは前に伝送されてきたピクチャをその動きベク
トル予測に使用してもよい。従って、上記の場合、ピクチャＢ３はピクチャＩ１とピクチ
ャＢ２をその予測に使用してもよい。さらに、動きベクトルは外挿されてもよい（内挿に
限定されない）。この場合、以下のようになる。
ＭＶ3,1  ＝  ＭＶ2,1*Ｄ3,1/Ｄ2,1
このような動きベクトル外挿（または内挿）を、動きベクトルの予測符号化のための予
測プロセスに使用してもよい。
【００２４】
いずれせよ、ピクチャ間時間が不均一な場合の問題は、Ｄi,jの相対的な表示時間値を
レシーバに伝送することであり、これが本発明の中心課題である。本発明の１つの実施例
では、第１ピクチャ後の各ピクチャについて（毎に）、現在のピクチャと直前に伝送され
た記録ピクチャとの表示時間差が伝送される。エラー耐性のために、伝送はピクチャ内で
数回繰り返し行われることもある（例えば、Ｈ．２６４標準またはＭＰＥＧのいわゆるス
ライスヘッダで）。もし全てのスライスヘッダがなくなったならば、多分、情報を復号す
るためになくなったピクチャに依存する他のピクチャも、復号することができなくなるだ
ろう。
従って、上記の場合、以下のものを伝送する。
Ｄ5,1D2,5D3,5D4,5D10,5D6,10D7,10D8,10D9,10D12,10D11,12D14,12D13,14．．．
【００２５】
動きベクトル予想のためのＤi,jの精度条件はピクチャにより異なる。例えば、２つの
ＰフレームピクチャＰ５とＰ７の中間に１つのＢフレームピクチャＢ６しかない場合、以
下のものをだけを伝送すれば十分である。
Ｄ7,5  ＝  ２  と  Ｄ6,7  =  −１
ここで、Ｄi,j表示時間値は相対的な時間値である。もしそうではなく、ビデオピクチャ
Ｂ６がビデオピクチャＰ５とビデオピクチャＰ７の距離の１/４しか離れていなければ、
伝送すべき適切なＤi,j表示時間値は以下のようになる。
Ｄ7,5  ＝  ４  と  Ｄ6,7  =  −１
尚、上記した２つの事例では、ビデオピクチャＢ６とビデオピクチャＰ７の間の表示時
間が表示時間の１単位（１表示時間単位）とし使用され、ビデオピクチャＰ５とビデオピ
クチャＰ７の間の表示時間差は４表示時間単位になる。
【００２６】
一般に、除数が２のべき乗であるなら、動きベクトル予想はあまり複雑にはならない。
このことは、図４に示されるように２つの記録ピクチャの間のＤi,j（ピクチャ間時間）
が２のべき乗とされるなら、本明細書の実施例で容易に達成できる。あるいは、予測の手
法として、全ての除数を２のべき乗に切り捨てたり、切り上げたりしてもよい。
ピクチャ間時間が２のべき乗である場合、もしピクチャ間時間の全ての値の代わりに２の
整数乗の値（べき数）だけが伝送されるとしたら、データビットの数を減らすことができ
る。図４はピクチャ同士の間の距離が２のべき乗とされた場合を図式的に示している。こ
の場合、ビデオピクチャＰ１とビデオピクチャＰ３の間のＤ3,1表示時間値の２は１とし
て伝送され（なぜなら２1＝２）、ビデオピクチャＰ７とビデオピクチャＰ３の間のＤ7,3
表示時間値の４は２として伝送される（なぜなら２2＝４）。
【００２７】
条件によっては、動きベクトル内挿は使用されない。しかし、ビデオピクチャの表示順を
レシーバ・プレーヤシステムに伝送して、レシーバ・プレーヤシステムがビデオピクチャ
を適正な順序で表示できるようにする必要はある。この場合、実際の表示時間に拘わらず
、Ｄi,jとしては単純な有符号整数値で十分である。幾つかの応用例では、符号だけでも
十分である。
ピクチャ間時間Ｄi,jは単に、単純な符号付整数値として伝送されることもある。しかし
、多くの方法を利用してＤi,j値を符号化して更なる圧縮をしてもよい。例えば、可変符
号長を伴う符号ビットは比較的簡単に実行でき、符号化効率も良い。
【００２８】
そのような可変長符号化システムの一例がＵＶＬＣ（universal variable length code）
として知られている。ＵＶＬＣ可変長符号化システムは下記のコード語により示される。
１  ＝    １
２  ＝  ０１０
３  ＝  ０１１
４  ＝  ００１００
５  ＝  ００１０１
６  ＝  ００１１０
７  ＝  ００１１１
８  ＝０００１０００
ピクチャ間時間を符号化する別の方法としては、算術符号化処理を利用するものがある。
典型的には、算術符号化処理は条件付確率を用いてデータビットを非常に高い圧縮度で圧
縮する。
【００２９】
従って、本発明は、ピクチャ間表示時間を符号化して伝送するシンプルだがパワフルな方
法を提案・提供している。ピクチャ間表示時間の符号化は、可変長符号化または算術符号
化を使用することにより非常に効率的に行うことができる。さらに、所望の精度を選択す
ることができ、ビデオデコーダの要求に応えられるようにすることができる。
上述の記載においては、マルチメディア圧縮及び符号化システムにおける可変精度ピクチ
ャ間時間指定システムを説明した。尚、当事者であれば、本発明の範囲から離れることな
く、本発明の構成要素の材料や構成等に変更を為すことができるであろう。
【符号の説明】
【００３０】
１００  デジタルビデオエンコーダ
１０５  入力ビデオフレームストリーム
１１０  離散コサイン変換（ＤＣＴ）ユニット
１２０  量子化（Ｑ）ユニット
１３０  逆量子化（Ｑ−１）ユニット
１４０  逆ＤＣＴ（ＤＣＴ−１）ユニット
１５０  動き補償（ＭＣ）ユニット
１６０  動き予測（ＭＥ）ユニット
１８０  エントロピーエンコーダユニット
１９０  レートコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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