(57)【要約】  本発明は、コード化されていないビデオデータからコーディングパラメタを抽出するための方法及びシステムに関する。符号化されたビデオデータはＭＰＥＧデコーダを用いて復号され、伸張されたビデオデータを生成する。ＤＣ計算動作が行われ、この伸張されたビデオデータからイントラＤＣ精度レベルを取り戻す。ここでイントラＤＣ精度レベルが第１の既定されるしきい値よりも低い場合、この伸張されたビデオデータはイントラ符号化ピクチャとして分類される。このイントラＤＣ精度レベルが第１の既定されるしきい値と等しい場合、離散コサイン変換（ＤＣＴ）が行われ、伸張されたビデオデータにおいて少なくとも１つのＡＣ周波数帯域に対するＤＣＴ係数の組を生成する。次に、平均的量子化ステップサイズがＡＣデータに基づいて計算され、この平均的量子化ステップサイズが第２の既定されるしきい値よりも大きい場合、処理されている伸張されたビデオデータは、イントラコード化ピクチャとして分類される。その後、伸張されたビデオデータのフレームの量子化マトリックスデータが抽出される。加えて、伸張されたビデオデータの各ブロックに対する量子化スケール及びＤＣＴ型式値が抽出される。
2005510149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化されたビデオデータからコーディングパラメタを抽出する方法において、
−ＭＰＥＧデコーダにおいて、前記符号化されたビデオデータの少なくともかなりの部分を復号し、伸張されたビデオデータを出力するステップ、
−ＤＣ計算動作を行い、前記伸張されたビデオデータからイントラＤＣ精度レベルを取り戻すステップ、及び
−前記イントラＤＣ精度レベルが第１の既定されるしきい値よりも小さい場合、処理されている前記伸張されたビデオデータは、イントラコード化ピクチャに対応していると決めるステップ
を有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
−前記イントラＤＣ精度レベルが前記第１の既定されるしきい値に等しい場合、離散コサイン変換を行い、前記伸張されたビデオデータにおいて少なくとも１つのＡＣ周波数帯域を生成するステップ、
−前記少なくとも１つのＡＣ周波数帯域に対する主要な平均量子化ステップサイズを計算するステップ、及び
−前記平均量子化ステップサイズが第２の既定されるしきい値よりも大きい場合、処理されている前記伸張されたビデオデータはイントラコード化ピクチャに対応していると決めるステップ
をさらに有する方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法において、
−前記伸張されたビデオデータのフレームの量子化マトリックスデータを抽出するステップ、及び
−前記伸張されたビデオデータの各ブロックに対する量子化スケール及びＤＣＴ型式値を抽出するステップ
をさらに有する方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記量子化スケールは、
【数１】
2005510149.tif 000007
のように、前記伸張されたビデオデータの各々における前記ＡＣ係数を平均化することにより計算され、Ｃi,jは現在のブロックにおける(i,j)番目のＡＣ係数を表し、
【数２】
2005510149.tif 000008
は正規化されたＡＣ係数を表し、Ｗi,jは(i,j)番目の量子化マトリックスを表している方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、前記伸張されたビデオデータの各々がブロックに分割される方法。
【請求項６】
請求項３に記載の方法において、前記量子化マトリックス、前記量子化スケール及び前記ＤＣＴ型式値は、前記符号化されたビデオデータにおいて事前に行われたコーディング動作に用いられるコーディングパラメタに略対応する方法。
【請求項７】
符号化されるデジタルビデオ信号からコーディングパラメタを抽出する方法において、
−ＭＰＥＧデコーダにおいて、前記符号化されたデジタルビデオ信号の符号化されるデータを入力し、それらデータから複数のブロックから成る復号されたビデオデータを生成するステップ、
−ＤＣ計算動作を行い、前記復号されたビデオデータからイントラＤＣ精度レベルを取り戻すステップ、
−前記イントラＤＣ精度レベルが第１の既定されるしきい値よりも小さい場合、前記復号されたビデオデータをイントラコード化ピクチャとして分類するステップ、
−前記イントラＤＣ精度レベルが前記第１の既定されるしきい値に等しい場合、前記復号されたビデオデータに離散コサイン変換を行い、少なくとも１つのＡＣ周波数帯域に対するＤＣＴ係数の組を生成するステップ、
−前記少なくとも１つのＡＣ周波数帯域に対する量子化ステップサイズを計算するステップ、及び
−前記計算された量子化ステップサイズが第２の既定されるしきい値よりも大きい場合、前記復号されたビデオデータをイントラコード化ピクチャとして分類するステップ
を有する方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、
−前記復号されたビデオデータのフレームの量子化マトリックスデータを抽出するステップ、及び
−前記復号されたビデオデータの各ブロックに対する量子化スケール及びＤＣＴ型式値を抽出するステップ
をさらに有する方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、前記量子化スケールは、
【数３】
2005510149.tif 000009
のように、前記伸張されたビデオデータの各々における前記ＡＣ係数を平均化することにより計算され、Ｃi,jは現在のブロックにおける(i,j)番目のＡＣ係数を表し、
【数４】
2005510149.tif 000010
は、正規化されたＡＣ係数を表し、Ｗi,jは(i,j)番目の量子化マトリックスを表している方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法において、前記量子化マトリックス、前記量子化スケール及び前記ＤＣＴ型式値は、前記符号化されたビデオデータにおいて事前に行われたコーディング動作に用いられるコーディングパラメタに略対応する方法。
【請求項１１】
符号化されたビデオデータからコーディングパラメタを抽出するシステムにおいて、
−前記符号化されたビデオデータの少なくともかなりの部分を復号し、複数のブロックから成る復号されたビデオデータを生成するデコーダ、
−ＤＣ計算動作を行い、前記復号されるビデオデータからイントラＤＣ精度レベルを取り戻す計算ユニット、及び
−処理されている前記復号されたビデオデータがイントラコード化ピクチャに対応しているかを決める決定回路
を有するシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムにおいて、
−前記復号されたビデオデータにおいて、少なくとも１つのＡＣ周波数帯域に対する離散コサイン変換係数の組を生成する離散コサイン変換回路、及び
−前記少なくとも１つのＡＣ周波数帯域に対する量子化ステップサイズを決める量子化計算回路
をさらに有するシステム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のシステムにおいて、前記イントラＤＣ精度レベルが第１の既定されるしきい値よりも小さい場合、前記復号されたビデオデータはイントラ符号化ピクチャとして分類されるシステム。
【請求項１４】
請求項１１に記載のシステムにおいて、前記量子化ステップサイズが第２の既定されるしきい値よりも大きい場合、前記復号されたビデオデータはイントラ符号化ピクチャとして分類されるシステム。
【請求項１５】
請求項１１に記載のシステムにおいて、
−前記復号されたビデオデータのフレームの量子化マトリックスデータを抽出する第１の抽出器、及び
−前記復号されたビデオデータの各ブロックに対する量子化スケール及びＤＣＴ型式値を抽出する第２の抽出器
をさらに有するシステム。
【請求項１６】
請求項１２に記載のシステムにおいて、
−前記復号されたビデオデータのフレームの量子化マトリックスデータを抽出する第１の抽出器、及び
−前記復号されたビデオデータの各ブロックに対する量子化スケール及びＤＣＴ型式値を抽出する第２の抽出器
をさらに有するシステム。
【請求項１７】
請求項１５に記載のシステムにおいて、前記量子化マトリックス、前記量子化スケール及び前記ＤＣＴ型式値は、前記符号化されたビデオデータにおいて事前に行われたコーディング動作に用いられるコーディングパラメタに略対応しているシステム。
【請求項１８】
符号化されたデジタルビデオ信号からコーディングパラメタを抽出するシステムであって、
−コンピュータ読み取り可能コードを記憶するメモリ、及び
−前記メモリに動作するように結合されるプロセッサ、
を有するシステムにおいて、前記プロセッサは、
−前記符号化されたデジタルビデオ信号の符号化されるデータを入力し、復号されたビデオデータを生成するステップ、
−前記ＤＣ計算動作を行い、前記復号されたビデオデータからイントラＤＣ精度レベルを取り戻すステップ、
−前記イントラＤＣ精度レベルが第１の既定されるしきい値よりも小さい場合、前記復号されたビデオデータをイントラコード化ピクチャとして分類するステップ、
−前記復号されたビデオデータに離散コサイン変換を行い、前記イントラＤＣ精度レベルが前記第１の既定されるしきい値に等しい場合、少なくとも１つのＡＣ周波数帯域に対するＤＣＴ係数の組を生成するステップ、
−前記少なくとも１つのＡＣ周波数帯域に対する量子化ステップサイズを計算するステップ、及び
−前記第１の量子化ステップサイズが第２の既定されるしきい値よりも大きい場合、前記復号されたビデオデータをイントラコード化ピクチャとして分類するステップ
を有するように構成されるシステム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムにおいて、前記プロセッサはさらに、
−前記復号されたビデオデータのフレームの量子化マトリックスデータを抽出し、及び
−前記復号されたビデオデータの各ブロックに対する量子化サイズステップ及びＤＣＴ型式値を抽出する
ように構成されるシステム。
【請求項２０】
請求項１８に記載のシステムにおいて、前記量子化マトリックス、前記量子化スケール及び前記ＤＣＴ型式値は、前記符号化されたビデオデータにおいて事前に行われたコーディング動作に用いられるコーディングパラメタに略対応しているシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮されていないデジタルビデオデータからビデオ信号パラメタを抽出するための画像検出システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝送効率を向上させるために、大量のデータを含んでいる画像は通常は圧縮され、その後に伝送媒体を介してデコーダに送信され、このデコーダはコード化されたビデオデータを復号するように動作する。用いられる普通のコーディング方法は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）に基づいている。このＤＣＴ方法は、例えばＪＰＥＧ及びＭＰＥＧのような国際標準のコーディング方法に適している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
デジタルビデオ処理チェーンにおいて、圧縮されていない（又は復号された）デジタルビデオデータはさらに、ダウンストリーム処理、例えばアーチファクトの減少、品質の向上、再符号化及び編集を施す。しかしながら、事前に圧縮されたデジタルビデオを識別し、処理するのに多くの注意を払わなければならない。例えば、ＬＣＯＳ及びＬＣＤのような新しいディスプレイはアーチファクトの視認性に対するしきい値は低く、これにより、ビデオエンハンスメントアルゴリズム(video enhancement 
algorithms)は、アーチファクトを強調しないように慎重に同調されなければならない。従って、信頼性のある検出器は、復号されるビデオデータからある圧縮パラメタを抽出する必要があり、例えば、抽出された量子化パラメタは、ビデオの局所的部分をコーディング又は事前に圧縮されるビデオデータを再符号化若しくはトランスコーディング(transcoding)することにより、表示されるビデオの品質を改善するように調節されることが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、圧縮されたビデオビットストリームにアクセスを行わずに、圧縮されていないデジタルビデオデータからビデオ信号パラメタを抽出する方法及びシステムを述べている。
【０００５】
本発明は、符号化されたビデオデータからコーディングパラメタを抽出する方法を提案することである。この方法は、ＭＰＥＧデコーダにおいて符号化されたビデオデータの少なくともかなりの部分を復号し、伸張されたビデオデータを出力するステップ、ＤＣ計算動作を行い、伸張されたビデオデータからイントラＤＣ精度レベルを取り戻すステップ、及び前記イントラＤＣ精度レベルが第１の既定されるしきい値よりも小さい場合、処理されている伸張されたビデオデータがイントラコード化ピクチャに対応すると決めるステップ、を含む。このイントラＤＣ精度レベルが第１の既定されるしきい値に等しいか、又はそれよりも大きい場合、離散コサイン変換（ＤＣＴ）が行われ、伸張されたビデオデータにおいて、少なくとも１つのＡＣ周波数帯域に対するＤＣＴ係数の組を生成する。量子化ステップサイズが第２の既定されるしきい値よりも大きい場合、処理されている伸張されたビデオデータはイントラコード化ピクチャとして分類される。その後、伸張されたビデオデータのフレームの量子化マトリックスデータが抽出される。伸張されたビデオデータの各ブロックに対する量子化スケール及びＤＣＴ型式値も抽出される。
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、符号化されたデジタルビデオ信号からコーディングパラメタを抽出する方法が提供されている。この方法は、ＭＰＥＧデコーダにおいて、符号化されたデジタルビデオ信号の符号化データを入力し、それらから複数のブロックから成る復号されるビデオデータを生成するステップ、ＤＣ計算動作を行い、復号されたビデオデータからイントラＤＣ精度レベルを取り戻すステップ、前記イントラＤＣ精度レベルが第１の既定されるしきい値よりも小さい場合、復号されたビデオデータをイントラコード化ピクチャとして分類するステップ、前記イントラＤＣ精度レベルが前記第１の既定されるしきい値に等しい場合、復号されたビデオデータに離散コサイン変換（ＤＣＴ）を行い、少なくとも１つのＡＣ周波数帯域に対するＤＣＴ係数の組を生成するステップ、少なくとも１つのＡＣ周波数帯域に対する量子化ステップサイズを計算するステップ、前記計算される量子化ステップサイズが第２の既定されるしきい値よりも大きい場合、復号されたビデオデータをイントラ符号化ピクチャとして分類するステップ、復号されたビデオデータのフレームの量子化マトリックスデータを抽出するステップ、及び復号されたビデオデータの各ブロックに対する量子化スケール及びＤＣＴ型式値を抽出するステップを含んでいる。ここで、量子化マトリックス、量子化スケール及びＤＣＴ型式値は、符号化ビデオデータにおいて事前に行われたコーディング動作に用いられるコーディングパラメタに略対応している。
【０００７】
本発明の態様によれば、符号化されたビデオデータからコーディングパラメタを抽出するシステムが提供されている。このシステムは、符号化されたビデオデータの少なくともかなりの部分を復号し、複数のブロックからなる復号されたビデオデータを生成するデコーダ、ＤＣ計算動作を行い、復号されたビデオデータからイントラＤＣ精度レベルを取り戻す計算回路、処理されている復号されたビデオデータがイントラコード化ピクチャに対応するかを決める決定回路、復号されたビデオデータにおいて、少なくとも１つのＡＣ周波数帯域に対するＤＣＴ係数の組を生成する離散コサイン変換（ＤＣＴ）回路、及び少なくとも１つのＡＣ周波数帯域に対する量子化ステップサイズを決める量子化計算回路を含んでいる。本システムはさらに、復号されたビデオデータのフレームの量子化マトリックスデータを抽出する第１の抽出器、及び前記復号されたビデオデータの各ブロックに対する量子化スケール及びＤＣＴ型式値を抽出する第２の抽出器を含む。
【０００８】
本発明の前述した及び他の特徴並びに利点は、様々な図において参照番号が同じ部分を述べている添付する図に説明されるように、好ましい実施例の以下のより詳細な説明から明らかとなるであろう。これら図は必ずしも一定の縮尺ではなく、本発明の原理を説明する場合に強調する例を設ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の説明において、限定ではなくむしろ説明を目的として、本発明の隅々までの理解を提供するために、例えば特定のアーキテクチャ、インタフェース、技術等の具体的な詳細を述べる。簡潔さ及び明瞭さを目的として、既知の装置、回路及び方法の詳細な説明は、不要な説明により本発明の説明を不明瞭にさせないために省略される。
【００１０】
本発明の理解を助けるために、ＭＰＥＧ２コーディングに関する予備情報が図１と共に説明される。図１に示されるように、ＭＰＥＧ規格に従うコード形式の階層構造が示される。この構造の最上層は、複数のＧＯＰ(groups of pictures)から成るビデオシーケンスを有する。ここで１ピクチャは１シートの画像に対応する。各ピクチャは複数のスライスに分割され、各スライスは左から右及び上から下へのラインに配列される複数のマクロブロックからなる。これらマクロブロックの各々は、６つの成分からなり、１６×１６画素のマクロブロックを構成する４つの８×８画素のブロックの輝度を表す４つの輝度成分Ｙ１からＹ４と、同じマクロブロックに対し８×８画素ブロックの異なる成分Ｃｂ及びＣｒを組成する２つの色（Ｕ，Ｖ）とである。最後に、８×８画素のブロックはビデオコーディングにおいて最小の単位である。
【００１１】
ＭＰＥＧ２コーディングは画像において、この画像をそれらに関連する別個の量子化スケールを各々持つ１６×１６画素のマクロブロックに分割することにより行われる。これらマクロブロックはさらに８×８画素のブロックに分割される。マクロブロックの８×８画素のブロックの各々は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）に左右され、そのブロック内に６４個の周波数帯域の各々に対するＤＣＴ係数を生成する。８×８画素のブロックにおけるこれらＤＣＴ係数は、次に対応するコーディングパラメタ、例えば量子化ウェイトにより分割される。所与の８×８画素のブロックに対する量子化ウェイトは、８×８の量子化マトリックスの式で表される。その後、追加の計算は、他の計算中に考慮するように、ＤＣＴ係数、すなわち量子化スケール値にもたらされ、これによりＭＰＥＧ２コーディングを完了する。他のコーディング技術、例えばＪＰＥＧ又は同様なものが本発明に用いられてよいことに注意すべきである。
【００１２】
ＤＣＴベースのコーディング方法の手段によりコード化されるビットストリーム（又はＭＰＥＧビットストリーム）から取り戻す従来のＤＣＴベースの画像は、図２を参照して説明される。図２は画像がＭＰＥＧコードに基づく画像コードから取り戻される方法を表している。これらコード又は入ってくるビットストリームの各々は、ヘッダ分析器２を用いて分析され、コードの型式を検出する。ＭＰＥＧコードにおいて、これらコードは３つの型式；
（１）イントラコード化ピクチャをＩピクチャと規定するイントラフレーム符号化コード、
（２）予測コード化ピクチャをＰピクチャとして構成するために、先行するフレームからだけで予測されるインターフレーム符号化コード、
（３）双方向予測コード化ピクチャをＢピクチャとして構成するために、先行及び後続するフレームから予測されるインターフレーム符号化コード、
に分割される。
【００１３】
検出されたコードがＩピクチャである場合、これら検出されたコードはデコーダ４を用いて復号され、次いで逆量子化６を用いて逆量子化される。その後、前記ピクチャが分割されたブロックにおける画素の値は、逆ＤＣＴ（ＩＤＣＴ）ブロック８を用いて処理を行う逆ＤＣＴにより計算され、その後、計算された値は、ピクチャを表示するために、ビデオメモリ１０に送られ、記憶される。検出されたコードがＰピクチャである場合、これら検出されたコードは復号され、逆量子化される。次いで前記ブロックの差が計算される。各差は順方向予測器１６により、先行するフレーム段階１２に記憶される先行するフレームの対応する動き補償ブロックに加えられ、次いで結果として生じる拡張ビデオデータは、画像を表示するためにビデオメモリ１０に書き込まれる。検出されたコードがＢピクチャである場合、これら検出されたコードは復号され、逆量子化される。これらブロックの差はＩＤＣＴ８を用いて計算される。このとき、各差は双方向予測器１８又は逆方向予測器２０により、先行するフレーム段階１２において記憶される先行するフレームの対応する動き補償ブロックと、後続するフレーム段階１４において記憶される動き補償ブロックとに加えられる。結果として生じる拡張ビデオデータは画像を表示するためにビデオメモリ１０に記憶される。
【００１４】
上述したように、国際標準のＭＰＥＧコードに従う如何なるビデオデータもＭＰＥＧコードから画像を取り戻すことができる。この復号処理の後、本発明は、復号されるビデオデータから圧縮パラメタを検出及び抽出するための機構を提供する。本実施例において、画像の統計的性質を分析することにより、この画像がＰ及びＢコード化又は非コード化とは対照的に事前にイントラコード化された場合に検出される。その後、マクロブロックをコード化するのに用いられるイントラＤＣ精度、量子化スケール及び（マクロブロック毎の）ＤＣＴ型式のパラメタは、圧縮されたビデオビットストリームにアクセスせずに、イントラコード化ピクチャから抽出され得る。本発明の鍵となる原理は、イントラコード化ピクチャがＰ及びＢコード化ピクチャ又は非圧縮のピクチャとは異なる特有の統計的性質を持っている事実を信頼している。例えば、イントラコード化ピクチャのＤＣ係数は、ＭＰＥＧパラメタに依存するあるモダリティ、すなわちイントラＤＣ予測を持ち、これは圧縮中にイントラＤＣ係数を表すのに用いられるビット数を表す。イントラＤＣ精度は、８、９、１０又は１１ビットの精度を夫々指定するためのバイナリ値００、０１、１０又は１１を持つように規定される２ビットの整数である。このパラメタは、イントラコード化ブロックのＤＣ係数を逆量子化するのに用いられる値を示す。ＤＣ  ＤＣＴ係数の特徴は、統計的差異に基づくイントラコード化ピクチャの有／無を検出するのに用いられる。
【００１５】
同様に、イントラコード化ピクチャのＡＣ  ＤＣＴ係数は、これらＡＣ  ＤＣＴ係数が圧縮される場合に制限された情報ビットで表される（量子化される）ので、Ｐ及びＢコード化又は非コード化ピクチャの係数とは異なる特有な統計を持つ。イントラＡＣ係数のこれら非コード化ピクチャとの統計的差異は、同じ出願人に付与された、発明の名称”System for Extracting Coding Parameters from Video Data”である米国特許番号6,101,278に記載され、これにより参照としてこれに含まれる。従って、イントラコード化ピクチャのＡＣ係数とＰ及びＢコード化ピクチャとの間の統計的差異は、（上述したような）抽出されたイントラＤＣ精度がピクチャ型式に関する情報を十分に与えていない場合、Ｐ及びＢコード化ピクチャからイントラコード化ピクチャを検出するのに用いられる。
【００１６】
図３（ａ）は、コード化されていない画像のＡＣ周波数帯域に対するＤＣＴ係数のヒストグラムを示す一方、図３（ｂ）及び３（ｃ）は、ビデオデータが事前にコード化された同じＡＣ周波数帯域のヒストグラムを説明している。図３（ａ）から３（ｃ）に示されるように、ＡＣ  ＤＣＴ係数は、Ｐ／Ｂピクチャ又は非圧縮ピクチャの係数と比較して、高度に構成される。事前にコード化されたビデオデータに対するヒストグラムは、スパイク状(spike)の列を示し、これらはＡＣ周波数帯域のＤＣＴ係数に対する伸張レベルに対応する。これによりこれらスパイク間の空間は、ＡＣ周波数帯域をコード化するために事前に用いられた量子化ウェイトに関する情報を含んでいる。本実施例において、イントラコード化ピクチャの検出はこれにより、この統計的差異に関して行われる。
【００１７】
ここで、例としてＭＰＥＧビットストリームを扱う本発明に関する詳細な説明を行う。
【００１８】
図４は、本発明の実施例が施されたＭＰＥＧ通信システムのアーキテクチャを説明する簡略化されたブロック図である。本発明のシステムは、ビデオソース２２、エンコーダ２４、デコーダ２６及び検出器２８を含んでいる。前記ビデオソース２２は、如何なる型式のビデオ製造装置、例えば特定の画像に基づいてビデオデータを生成することが可能であるテレビジョンカメラ又は他のビデオ機器でもよい。エンコーダ２４及びデコーダ２６は、ＭＰＥＧ２ビデオデータを夫々符号化／復号する従来技術において知られる如何なる従来のエンコーダ及びデコーダでもよい。検出器２８は、復号されたビデオデータを処理し、例えばピクチャ型式、ＤＣ精度、フレームレベルにおける量子化マトリックス、並びにマクロブロックレベルでの量子化スケール／ステップ値及びＤＣＴ型式のような様々な圧縮パラメタを抽出する。これらパラメタは事前に圧縮されたビデオデータを強調、再コーディング及び／又はトランスコーディングするのに用いられる。例えば、コード化されたビットの数がＤＣ係数精度変数を調節することにより減少してもよく、量子化ステップサイズがブロック等の中のステップサイズを修正するのに用いられる。
【００１９】
図５は、本発明の例示的な実施例によるデコーダ２８の詳細な説明を示している。図５に示されるように、デコーダ２８は８×８ブロックＤＣ計算ブロック３１、ＤＣ精度計算ブロック３２、第１の決定ブロック３４、ＤＣＴ計算ブロック３６、平均量子化計算ブロック３８及び第２の決定ブロック４０を含んでいる。エンコーダ２４及びデコーダ２６はＭＰＥＧ２ビデオデータを夫々符号化／復号する従来技術において知られる如何なる従来型エンコーダ及びデコーダでもよい。
【００２０】
図６及び図７は、図５に示される検出器２８の動作ステップを示すフローチャートである。図６を参照してみると、ステップ１００において、デコーダ３０は既知の如何なる従来のデコーダを用いてビットストリームを復号し、その後、復号されたビデオフレームは８×８ブロックＤＣ計算３１に転送される。ステップ１２０において、この８×８ブロックＤＣ計算ブロック３１は、既知の如何なる従来の計算ブロックを用いて現在の画像又は画像のサブ領域の８×８ブロックのＤＣ  ＤＣＴ係数を計算する。あるブロックのＤＣを計算する１つの簡単な方法は、このブロックにおける画素値の平均を取ることである。このとき、ＤＣ精度計算は、ステップ１４０においてＤＣ精度計算ブロック３２を介して行われ、イントラＤＣ精度の値を決める。イントラＤＣ精度の起こり得る４つの値があり、８から１１の範囲におよぶ。イントラＤＣ精度の抽出の目的は、イントラＤＣ精度が先行するコーディング方式に用いられていたことを見つけ出すことである。イントラＤＣ精度ｐが先行する生成に用いられている場合、全てのＤＣ係数は最終（１１−ｐ）ビットが零を持つべきである。しかしながら、ＤＣＴミスマッチのせいで、幾つかのＤＣ係数はこの性質を持たない。これにより、本発明において、しきい値は、大部分のＤＣ係数が最終（１１−ｐ）ビットとして零を持つかの試験を行い、ｐを決定するのに用いられる。これは
【００２１】
【表１】
2005510149.tif 000003
のような説明で示される。
【００２２】
ここでＢはピクチャ画像又はピクチャ画像の関連するサブ領域におけるブロックの総数（Ｙ、Ｕ及びＶを含む）を表し、ＤＣbはｂ番目のブロックのＤＣ係数を表している。しきい値はビデオの解像度により決められる固定される整数である。しきい値に対する公称値は0.8*Bである。その後、ステップ１６０において、イントラＤＣ精度が１１よりも小さいと決められる場合、ステップ１８０において、現在のピクチャはイントラコード化ピクチャであると決められる。
【００２３】
図７を参照してみると、ステップ１６０において、イントラＤＣ精度が１１に等しい場合、ステップ２００において、現在のピクチャ画像のＤＣＴ計算又はこの現在のピクチャ画像のサブ領域のＤＣＴ計算が行われる。つまり、コード化されていないビデオフレームは、ビデオデータにＡＣ周波数帯域に対するＤＣＴ係数を生成するために、ＤＣＴ処理にかけられる。次いで、全ピクチャの第１のＡＣ係数に対する主要な量子化ステップサイズは、同じ譲受人に付与される、発明の名称“System for Extracting Coding Parameters form Video Data”である米国特許番号6,101,278において説明されるように、ステップ２２０において抽出され、これにより、参照としてここに含まれる。ステップ２４０において、見つかった主要な量子化ステップサイズが４よりも大きい場合、ステップ２６０において、現在のピクチャはイントラコード化されたと決められる。そうでなければ、現在のピクチャはコード化されていないと決められるか、又はステップ２８０においてＰ／Ｂコード化されたと決められる。
【００２４】
図８は、本発明の他の実施例による符号化されるビデオデータから圧縮パラメタを抽出することが可能な検出器２８の詳細な説明を表している。図８に示されるように、第２の実施例の幾つかの構造及び動作は、第２の実施例がフレームレベルに対する量子化マトリックス抽出ブロック４２、並びにマクロブロックレベルに対する量子化及びＤＣＴ型式の抽出ブロック４４をさらに含んでいることを除けば、図５に関し上述されたものと本質的には同じである。従って、図５を参照して行われた同様の構成要素の説明は重複を避けるために省略される。これにより、分析されている現在のピクチャがイントラコード化ピクチャであると決めた後、量子化マトリックス抽出ブロック４２は、先行するコーディング動作に用いられるフレームに対応するフレーム各々に対する量子化マトリックスを抽出するようにさらに動作する。再び、この処理は、同じ譲受人に付与される、発明の名称“System for Extracting Coding Parameters form Video Data”である米国特許番号6,101,278において説明され、これにより、参照することでこれに含まれる。その後、量子化及びＤＣＴ抽出ブロック４４は、各マクロブロックに対する量子化ステップサイズ／スケールを抽出するように動作する。ＭＰＥＧ２圧縮ビデオに対しＤＣＴ型式を抽出する目的のために、フレームベース及びフィールドベースのＤＣＴは共にマイクロブロックにおいて行われ、フレームベースのＤＣＴが例えばＭＰＥＧ４及びＨ．２６Ｌのような他のフレームＤＣＴベースの圧縮方式に対し行われることに注意すべきである。ＭＰＥＧ２の場合、量子化マトリックスは、米国特許番号6,101,278に記載されるように、条件がi,j=0,1…7且つi,j≠(0, 0)であるウェイトＷijを得るために抽出される。このとき、各ＡＣ係数は、
【数５】
2005510149.tif 000004
に従って重み付け(weighed)される。
【００２５】
Ｃi,jは、現在のマクロブロックにおける(i, j)番目のＡＣ係数を表し、
【数６】
2005510149.tif 000005
は重み付け又は正規化されたＡＣ係数を表す。量子化マトリックスが利用されない、すなわち同じマクロブロックにおいて全てのＡＣ係数が同じステップサイズで量子化される他のＤＣＴベースの圧縮方式において、このステップはスキップされる。本発明の実施例によるＤＣＴ型式及び量子化スケールを見つける動作は、マクロブロックにおいて全ての正規化されるＡＣ係数、又は単にジグザグ走査順で最初の４つのＡＣ係数のような選択される係数の組に対する最大公約数(the largest common divider)ことはフレームＤＣＴデータ及びフィールドＤＣＴデータの両方に行われる。ここで、小さな量子化誤りを生じさせるＤＣＴ型式及び量子化スケールの組み合わせが選択される。
【００２６】
前記ＤＣＴデータが量子化されない場合、大きな量子化スケールは、大きな量子化歪みとなることに注意されたい。しかしながら、ＤＣＴデータが先に量子化されたこの場合、先行する量子化に用いられる小さな量子化スケールが大きな歪みを生じるであろう。それ故に、先行する量子化に用いられた量子化スケールを得るために、量子化スケールの増大につれて量子化歪みの異常な増大、又は量子化スケールの減少につれて量子化歪みの異常な減少を検索及び特定する必要がある。マクロブロックにおいて全ての正規化されたＡＣ係数に対する最大公約数を見つけることは、
【００２７】
【表２】
2005510149.tif 000006
のように処理をする。
【００２８】
上述される擬似コードにおいて、abs()は“絶対値”動作を表している。quantize()という用語は量子化手順を述べていて、これはビデオコーディング方式により特定される。しきい値に対する公称値は１．５である。next_lowe_qは、異なるコーディング方式により決められる。上記コードは本質的に、可能な量子化スケール値及びＤＣＴ型式を介して検索動作を行う。検索が始まる場合、フレームベースのＤＣＴがおそらくはＭＰＥＧ−２コード化ビデオに用いられるので、フレームＤＣＴに対するＤＣＴ型式が開始される。例えばＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−４及びＨ．２６３のような他のビデオコーディング規格又はＭＰＥＧ−２フィールドピクチャに対し、ＤＣＴ形式はフレームベースのまま残る。この規格により許可される最高値に対する量子化スケールが開始される。例えば、ＭＰＥＧ−２において、この番号は、量子化スケールに用いられるコーディング方式に依存する６２又は１１２である。各量子化スケール値に対し、現在のマクロブロックに対する量子化歪みが計算される。計算される歪みは、先に計算され、記憶された歪みと比較される。これら２つの歪みの間の比に関する歪みの減少が（上記では１．５に設定される）あるしきい値を越える場合、現在の量子化スケールは抽出され及び戻される。そうでない場合、現在の歪みが記憶され、前記検索は規格又はコーディング方式により命令されるように、次に高い量子化スケールを用いて再び始められる。量子化スケールがフレームＤＣＴデータから抽出されない場合、このとき、同じ検索オプションがフィールドＤＣＴデータ上で行われる。代わりに、前記検索は、最も起こり得ない量子化スケールで開始することができ、続行するか、又はおそらくは量子化スケールで開始する。例えばＤＶＤビデオ又はＤＶＢビデオに対しては１０であり、低いビットレートビデオに対しては１０よりも高い。
【００２９】
従って、先行する段落に記載されたように、全ての正規化されたＡＣ係数に関する最大公約数が計算され、マクロブロック毎にＤＣＴ型式及び量子化スケールを決める。
【００３０】
これにより、圧縮を直接検出し、非圧縮のビデオデータから圧縮情報を抽出するためのシステム及び方法の好ましい実施例を説明する場合、このシステムのある利点が達成されることは当業者には明らかとなるべきである。本発明は、圧縮情報が横断しないビデオ処理機能内において、且つビットストリームにアクセスすること無く取り戻されるので、相互運用性(interoperability)の問題を解決する。これは、ビデオビットストリームが復号後に継承又は記憶されないシナリオ、すなわちＳＴＢとＴＶとの構成において大いに役立つ。その上、それは本発明を競争相手の製品と容易に識別する。本発明と競争相手の製品とが共に標準インタフェースを備えるデコーダを使用する場合、ディスプレイ、エンハンスメント、再コード化又は品質測定に用いられる本発明は、良好な品質又は更に正確な品質の測定を供給する。結果として、半導体製造業者は、（ビットストリームアクセス用の）一定のシステム設計に従わせることなく又は特定用途に修正されたデコーダを使用することなく、ビデオ処理用の良好なＩＰブロックを構築することができ、ディスプレイ部品の製造業者は、圧縮されないビデオに単独でアクセスする、ディスプレイ統合型ビデオ処理又は品質測定のモジュールを構築することができる。
【００３１】
本発明の好ましい実施例が説明及び記載される一方、様々な変更及び修正が行われてもよく、同等なものが本発明の本質的な範囲から外れることなく本発明の要素で置換されてもよいことを当業者は理解している。加えて、多くの修正が、中心的な範囲から外れることなく本発明の特定な状況及び教えに適合してもよい。これにより、本発明は、本発明を実行するのに予想される最高のモードとして記載される特定の実施例に制限されるのではなく、本発明が付随する請求項の範囲内にある全ての実施例を含んでいることを意味している。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ＭＰＥＧコードにおける階層構造を説明する図。
【図２】従来技術の装置を再生する動画のブロック図。
【図３ａ】コーディング動作に左右されないビデオデータのＡＣ周波数帯域に対するＤＣＴ係数を表す。
【図３ｂ】コーディング動作に事前に左右されないビデオデータのＡＣ周波数帯域に対するＤＣＴ係数を表す。
【図３ｃ】コーディング動作に事前に左右されないビデオデータのＡＣ周波数帯域に対するＤＣＴ係数を表す。
【図４】本発明の実施例が施されたコーディングシステムを説明する簡略化されたブロック図。
【図５】本発明の実施例による検出システムを説明する簡略化されたブロック図。
【図６】本発明の実施例によるコード化されていないビデオデータからピクチャ型式を検出する動作ステップを説明するフローチャート。
【図７】本発明の実施例によるコード化されていないビデオデータからピクチャ型式を検出する動作ステップを説明するフローチャート。
【図８】本発明の他の実施例による圧縮パラメタを抽出する復号システムを説明する簡略化されたブロック図。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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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【国際調査報告】
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