(57)【要約】  本発明は、拡張信号についてのビデオデータストリームを形成する符号化方法に関する。ベース信号によって第１のビデオ品質レベルが表され、拡張信号によってベース信号と一緒に第２のビデオ品質レベルが表される。符号化の際に、ベース信号の第１のシンタクス要素とは異なる拡張信号の第２のシンタクス要素のみが考慮され、全ての第２のシンタクス要素を符号化することができ、且つ最も短いビデオデータストリームを形成する、ビデオ符号化方式の符号化モードが統計的な方法を使用して選択される。さらに本発明は、ビデオデータストリームから拡張信号を再構成する復号化方法並びに符号化装置および復号化装置にも関する。
2008521301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース信号（ＢＳ）によって第１のビデオ品質レベル（ＶＱ１）を表し、前記ベース信号（ＢＳ）と一緒に拡張信号（ＥＳ）によって第２のビデオ品質レベル（ＶＱ２）を表す、拡張信号（ＥＳ）についてのビデオデータストリーム（Ｖ）を形成する符号化方法において、
前記ベース信号（ＢＳ）に少なくとも１つの第１のシンタクス要素（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）を対応付け、前記拡張信号（ＥＳ）に少なくとも１つの第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３）を対応付け、
変更された拡張信号（ＥＳ＊）に、前記第１のシンタクス要素（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）とは異なる、前記拡張信号（ＥＳ）の第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）のみを割り当て、
前記変更された拡張信号（ＥＳ＊）の全ての第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）を符号化することができ、且つ最も短いビデオデータストリーム（Ｖ）を形成する、ビデオ符号化方式の符号化モードを統計的な方法を使用して選択し、
選択された符号化モードを用いて、前記変更された拡張信号（ＥＳ＊）の前記第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）を有するビデオデータストリーム（Ｖ）を形成することを特徴とする、符号化方法。
【請求項２】
前記拡張信号（ＥＳ）の少なくとも１つの第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）に、画像ブロックの少なくとも１つの変換係数の存在に関する情報、および／または少なくとも１つの変換係数を有する画像ブロックの画像領域の対応付けに関する情報、および／または画像ブロックの量子化パラメータ、および／または乗算係数、および／または少なくとも１つの変換係数を割り当てる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
画像ブロックの動きベクトルを表す第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）の符号化を排除している符号化モードを前記選択の際に考慮する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
ビデオ符号化方式として、標準、例えばＨ．２６１，Ｈ．２６３，Ｈ．２６４，ＭＰＥＧ１，ＭＰＥＧ２またはＭＰＥＧ４標準に準拠する方式を使用する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
ベース信号（ＢＳ）によって第１のビデオ品質レベル（ＶＱ１）を表し、前記ベース信号（ＢＳ）と一緒に拡張信号（ＥＳ）によって第２のビデオ品質レベル（ＶＱ２）を表す、例えば請求項１から４までのいずれか１項記載の方法により、ビデオデータストリーム（Ｖ）およびベース信号（ＢＳ）から拡張信号（ＥＳ）を再構成する復号化方法において、
少なくとも１つの第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）を有する変更された拡張信号（ＥＳ＊）を、ビデオ符号化方式の復号化モードを使用する前記ビデオストリーム（Ｖ）の復号化によって形成し、
前記変更された拡張信号（ＥＳ＊）を前記ベース信号（ＢＳ）の少なくとも１つの第１のシンタクス要素（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）で補完することにより、前記拡張信号（ＥＳ）の第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３）を形成することを特徴とする、復号化方法。
【請求項６】
ビデオ符号化方式として、標準、例えばＨ．２６１，Ｈ．２６３，Ｈ．２６４，ＭＰＥＧ１，ＭＰＥＧ２またはＭＰＥＧ４標準に準拠する方式を使用する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
第１のビデオ品質レベル（ＶＱ１）を表すベース信号（ＢＳ）と、該ベース信号（ＢＳ）と一緒に第２の品質レベル（ＶＱ２）を表す拡張信号（ＥＳ）とを用いて、該拡張信号（ＥＳ）についてのビデオデータストリーム（Ｖ）を形成する符号化装置（ＣＶ）において、
少なくとも１つの第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３）を前記拡張信号に対応付け、且つ前記ベース信号（ＢＳ）の第１のシンタクス要素（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）とは異なる第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）を、変更された拡張信号（ＥＳ＊）に割り当てる第１の手段（ＺＭ）を有し、
前記変更された拡張信号（ＥＳ＊）の全ての第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）を符号化することができ、且つ最も短いビデオデータストリーム（Ｖ）を形成する、ビデオ符号化方式の符号化モードを選択する選択手段（ＡＭ）を有し、
選択された符号化モードを用いて、前記変更された拡張信号（ＥＳ＊）からビデオデータストリーム（Ｖ）を形成する第２の符号化モジュール（ＣＭ２）を有することを特徴とする、符号化装置（ＣＶ）。
【請求項８】
第１のビデオ品質レベル（ＶＱ１）を表すベース信号（ＢＳ）と、該ベース信号（ＢＳ）と一緒に第２のビデオ品質レベル（ＶＱ２）を表す拡張信号（ＥＳ）とを用いて、例えば請求項５または６記載の方法により、ビデオデータストリーム（Ｖ）およびベース信号（ＢＳ）から拡張信号（ＥＳ）を再構成する復号化装置（ＤＶ）において、
ビデオ符号化方式の復号化モードを使用して、前記ビデオストリーム（Ｖ）を少なくとも１つの第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）を有する変更された拡張信号（ＥＳ＊）に復号する第２の復号化手段（ＤＭ２）を有し、
前記変更された拡張信号（ＥＳ＊）の前記第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）および前記ベース信号（ＢＳ）の少なくとも１つの第１のシンタクス要素（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）から、前記拡張信号（ＥＳ）の前記第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３）を形成する第２の手段（ＥＭ）を有することを特徴とする、復号化装置（ＤＶ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の上位概念に記載されている、拡張信号についてのビデオデータストリームを形成する符号化方法に関する。さらに本発明は請求項５の上位概念に記載されている、ビデオデータストリームおよびベース信号から拡張信号を再構成する復号化方法に関する。さらに本発明は、請求項７の上位概念に記載されているビデオデータストリームを形成する符号化装置および請求項８の上位概念に記載されている拡張信号を再構成する復号化装置に関する。
【０００２】
多くの用途に関して、ディジタル視覚信号は複数の画像品質レベルで提供されるべきである。一方では、これらのディジタル視覚信号は種々の再生装置において、例えばテレビ受像機においてもモバイル端末機器（例えば携帯電話）においても復号化されて再生されるべきである。他方では、ディジタル視覚信号は多数の伝送チャネルを介して種々の機器に伝送されるべきである。つまりケーブルネットワークにおいては数メガビット／秒の伝送帯域幅が使用されるが、移動無線チャネルにおける伝送帯域幅はこれに対して最大で僅か数１０００ビット／秒でしかない。
【０００３】
ディジタル視覚信号が複数の品質レベルで提供されるコンセプトが既に公知である（参考文献［１，２］を参照されたい）。最も低い品質レベルを表すディジタル視覚信号はベース信号と称される。これに関して参考文献［１，２］においては、個々のディジタル視覚信号は相互に依存せずに符号化されるのではなく、相対的に高い品質レベルのディジタル視覚信号が相対的に低い品質レベルの１つまたは複数のディジタル視覚信号から導出される（差分符号化）。相対的に高い品質レベルの差分ディジタル視覚信号は拡張信号と称される。効率的な差分符号化を保証するために、種々の品質レベルの個々の符号化器が同期される（参考文献［３］を参照されたい）。この関係において同期とは、１つの画像の符号化に関する判定が一度だけ行われる、例えば動きベクトルの検出が一度だけ行われ、種々の品質レベルの符号化器に通知されることを意味している。
【０００４】
本発明が基礎とする課題は、拡張信号についてのビデオデータストリームの形成ないしビデオデータストリームからの拡張信号の再構成を簡単且つ効率的なやり方で実現する方法および装置を提供することである。
【０００５】
この課題は、請求項１ないし請求項５の上位概念から出発して請求項１ないし請求項５の特徴部分により解決される。さらにこの課題は、請求項７ないし請求項８の上位概念から出発して請求項７ないし請求項８の特徴部分により解決される。
【０００６】
ベース信号によって第１のビデオ品質レベルが表され、ベース信号と一緒に拡張信号によって第２のビデオ品質レベルが表される、拡張信号についてビデオデータストリームを形成する本発明による符号化方法においては、第１のビデオ品質レベルおよび第２のビデオ品質レベルを表すために、ベース信号に少なくとも１つの第１のシンタクス要素が対応付けられ、拡張信号に少なくとも１つの第２のシンタクス要素が対応付けられ、変更された拡張信号には、第１のシンタクス要素とは異なる拡張信号の第２のシンタクス要素のみが割り当てられ、変更された拡張信号の全ての第２のシンタクス要素を符号化することができ、且つ最も短いビデオデータストリームを形成するビデオ符号化標準の符号化モードが統計的な方法を使用して選択され、選択された符号化モードを用いて、変更された拡張信号の第２のシンタクス要素を有するビデオデータストリームが形成される。
【０００７】
本発明の方法により、ベース信号の第１のシンタクス要素に既に存在する第２のシンタクス要素は拡張信号の符号化の際にもはや考慮されない。これによって、ベース信号によって再構成することができない第２のシンタクス要素のみを符号化すればよいことが保証される。これにより拡張信号の伝送すべきデータ量を低減することができる。さらに、拡張信号を符号化するために、変更された拡張信号の全ての第２のシンタクス要素も、この拡張信号についての最も短いビデオデータストリームも形成する符号化モードが検出される。この際、僅かなデータ容量の拡張信号が符号化され、この拡張信号を送信器から受信器に狭帯域の無線チャネルを介して伝送することができる。
【０００８】
有利には、拡張信号の少なくとも１つの第２のシンタクス要素に、画像ブロックが少なくとも１つの変換係数を包含するか否か、画像ブロックのどの画像領域が少なくとも１つの変換係数を有するか、および／または、画像ブロックの量子化パラメータを表すか、および／または、乗算係数をシグナリングするか、および／または、少なくとも１つの変換係数を有するかを表す少なくとも１つの情報が割り当てられる。これらの情報のうちの少なくとも１つを表すことによって、符号化モードの数が低減され、したがって本発明の符号化方法によって符号化モードをより高速に選択できることが保証される。
【０００９】
符号化モードの選択の際に、画像ブロックの動きベクトルを表す第２のシンタクス要素の符号化を排除する符号化モードのみが考慮される場合、該当する符号化モードを減らすことにより最適な符号化モードをより高速に検出することができる。
【００１０】
有利にはビデオ符号化方式として、殊にＨ．２６１，Ｈ．２６３，Ｈ．２６４，ＭＰＥＧ１，ＭＰＥＧ２またはＭＰＥＧ４標準に準拠する方式が使用される。これにより、前述の標準的な構成要素を符号化のために使用することができるので、本発明による方法を廉価に実現することができる。さらに前述の標準的な符号化システムを僅かな手間で本発明による符号化方法を実現できるように調整することができる。
【００１１】
ベース信号によって第１のビデオ品質レベルが表され、ベース信号と一緒に拡張信号によって第２のビデオ品質レベルが表される、ビデオデータストリームおよびベース信号から拡張信号を再構成する本発明の復号化方法によって、少なくとも１つの第２のシンタクス要素を有する変更された拡張信号が、ビデオ符号化方式の復号化モードを使用するビデオデータストリームの復号化により形成され、変更された拡張信号が少なくとも１つの第１のシンタクス要素で補完されることにより拡張信号の第２のシンタクス要素が形成される。
【００１２】
本発明の復号化方法によって、ビデオデータストリームから拡張信号を再構成することができる。ビデオデータストリームは本発明の符号化方法によって形成されている。
【００１３】
有利にはビデオ符号化方式として、殊にＨ．２６１，Ｈ．２６３，Ｈ．２６４，ＭＰＥＧ１，ＭＰＥＧ２またはＭＰＥＧ４標準に準拠する方式が使用される。これにより、前述の標準的な構成要素を復号化のために使用することができるので、復号化を廉価に実現することができる。さらに前述の標準的な復号化システムを僅かな手間で、本発明による復号化方法を実現できるように調整することができる。
【００１４】
さらに本発明は、第１のビデオ品質レベルを表すベース信号と、このベース信号と一緒に第２の品質レベルを表す拡張信号とを用いて、拡張信号についてのビデオデータストリームを形成する符号化装置に関し、この符号化装置は、少なくとも１つの第２のシンタクス要素を拡張信号に対応付け、且つベース信号の第１のシンタクス要素とは異なる第２のシンタクス要素を変更された拡張信号に対応付ける第１の手段を有し、変更された拡張信号の全ての第２のシンタクス要素を符号化することができ、且つ最も短いビデオデータストリームを形成する、ビデオ符号化方式の符号化モードを選択する選択手段を有し、選択された符号化モードを用いて、変更された拡張信号のビデオデータストリームを形成する第２の符号化モジュールを有する。本発明の符号化装置を用いることにより、本発明の符号化方法を例えば記録機器において実現することができる。
【００１５】
さらに本発明は、第１のビデオ品質レベルを表すベース信号と、このベース信号と一緒に第２の品質レベルを表す拡張信号とを用いて、ビデオデータストリームおよびベース信号から拡張信号を再構成する復号化装置に関し、この復号化装置は、ビデオ符号化方式の復号化モードを使用して、ビデオデータストリームを少なくとも１つの第２のシンタクス要素を有する変更された拡張信号に復号化する第２の復号化手段を有し、変更された拡張信号の第２のシンタクス要素および少なくとも１つの第１のシンタクス要素から拡張信号の第２のシンタクス要素を形成する第２の手段を有する。この復号化装置を用いて本発明による復号化方法を例えば再生機器において実施することができる。
【００１６】
本発明のさらなる詳細ならび利点を図１から図７に基づき詳細に説明する。ここで、
図１は第１の品質レベルを有するビデオデータベースストリームおよび第２の品質レベルを有する第２のビデオデータストリームを形成する符号化装置の実施例を示し、
図２はベース信号および拡張信号の複数のシンタクス要素の配置構成を示し、
図３はビデオ符号化方式の複数の符号化モードのそれぞれの用途における種々の符号化されたビデオストリームの構造を示し、
図４は符号化モードを考慮したビデオデータストリームの構造を示し、
図５は拡張信号を再構成するための復号化装置の例示的な構造を示し、
図６は符号化装置および復号化装置を備えた携帯可能な移動無線機器の形のモバイル装置を示し、
図７は複数のネットワーク要素と１つのネットワークユニットを備えたネットワークを示し、ネットワークユニットは符号化装置および復号化装置を包含する。
【００１７】
同一の作用および機能を有する要素には、図１から図７において同一の参照記号が付されている。
【００１８】
以下では［２］を参照して第１の実施例に基づき本発明の方法を詳細に説明する。図１は拡張信号ＥＳについてのビデオデータストリームＶを形成する例示的な符号化装置ＣＶを示す。
【００１９】
先ず、第１の符号化モジュールＣＭ１と一緒に第１の符号化器Ｃ１を用いてビデオデータベースストリームＶＢが形成される。このビデオデータベースストリームＶＢは第１のビデオ品質レベルＶＱ１の符号化されたビデオ信号を表す。ビデオデータベースストリームＶＢはベース信号ＢＳから形成され、ベース信号ＢＳはまた第１のビデオ品質レベルＶＱ１を表す。
【００２０】
第２の符号化器Ｃ２、第１の手段ＺＭ、選択手段ＡＭおよび第２の符号化モジュールＣＭ２はビデオデータストリームＶを形成する。このビデオデータストリームＶは、ビデオデータベースストリームＶＢと一緒に第２の品質レベルＶＱ２を表す符号化されたビデオ信号である。ビデオデータストリームＶは拡張信号ＥＳから形成され、したがって拡張信号はまたベース信号ＢＳと一緒に第２のビデオ品質レベルＶＱ２を表す。
【００２１】
符号化装置ＣＶにはディジタル化された一連の入力画像ＶＩが供給される。先ず、第１の符号化器Ｃ１によって第１の部分符号化が実施される。つまり第１の符号化器Ｃ１は例えば運動評価方法を用いて、符号化すべき目下の画像ブロックに関する動きベクトルを求め、目下の画像ブロックの係数と、求められた動きベクトルによって表される画像ブロックの係数とから係数を使用して差分信号を形成し、この差分信号の変換、例えば離散コサイン変換を実施し、最後にこの変換された差分信号を量子化する。
【００２２】
以下では、変換および量子化された各差分信号を変換係数と称する。第１の符号化器Ｃ１によって形成される目下の画像ブロックの変換係数を第１の変換係数ＴＣＬ１と称する。第１の変換係数ＴＣＬ１の他に、第１の符号化器Ｃ１は第１の符号化パラメータＺ１０，Ｚ１１、例えば第１の量子化パラメータＺ１０＝ＱＰ１および１つまたは複数の動きベクトルＺ１１を供給する。したがってベース信号ＢＳは複数の第１のシンタクス要素Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２、例えば第１の量子化パラメータＱＰ１＝Ｓ１０＝Ｚ１０、１つまたは複数の動きベクトルＺ１１＝Ｓ１１および第１の変換係数ＴＣＬ＝Ｓ１２を包含する。
【００２３】
後続の処理ステップにおいては、第１のシンタクス要素Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２が第１の符号化モジュールＣＭ１に供給される。第１の符号化モジュールＣＭ１は、ベース信号ＢＳをビデオデータベースストリームＶＢに符号化するタスクを有する。例えば各第１のシンタクス要素Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２には、形成すべきビデオデータベースストリームＶＢにおける所定の位置が割り当てられ、圧縮技術、例えばハフマン符号化に基づきデータ低減が達成される。第１の符号化器Ｃ１および第１の符号化モジュールＣＭ１はビデオ符号化方式、殊にビデオ符号化標準Ｈ．２６１，Ｈ．２６３，Ｈ．２６４，ＭＰＥＧ１，ＭＰＥＧ２またはＭＰＥＧ４に準拠して動作することができる。第１の符号化器Ｃ１および符号化モジュールＣＭ１を単一の手段に収容することもできる。
【００２４】
ビデオデータベースストリームＶＢの形成に並行して、第２の符号化器Ｃ２、第１の手段ＺＭ、選択手段ＡＭおよび第２の符号化モジュールＣＭ２によって、拡張信号ＥＳについてのビデオデータストリームＶが形成される。このために先ずビデオ入力信号ＶＩが第２の符号化器Ｃ２に供給される。第１の符号化器Ｃ１とは異なり、第２の符号化器Ｃ２は制御信号ＳＳによって符号化規則が伝送される（＝同期化）。例えば、第２の符号化器Ｃ２が第２の暫定変換係数ＴＣＬ２*の形成の際に考慮しなければならない動きベクトルが通知される。例えば制御信号ＳＳによって第２の符号化器Ｃ２には考慮すべき動きベクトルが伝送された後に、第２の符号化器Ｃ２は符号化すべき目下の画像の係数と、求められた動きベクトルによって設定される画像領域によって表される係数とから係数を使用して差分信号を形成し、例えば離散コサイン変換を用いてこの差分信号を変換し、最後にこの変換された差分信号を第２の量子化パラメータＱＰ２を用いて量子化する。この変換および量子化された差分信号を第２の暫定変換係数ＴＣＬ２*と称する。このほかに第２の符号化器Ｃ２は複数の第２の符号化パラメータＺ２０，Ｚ２１を形成する。この第２の符号化パラメータは例えば第２の量子化値ＱＰ２＝Ｚ２０および動きベクトルＺ２１である。択一的に、１つまたは複数の動きベクトルを制御信号ＳＳによって設定することもできる。
【００２５】
参考文献［２］によれば、乗算係数α１を用いて、第２の暫定変換係数ＴＣＬ２*および第１の変換係数ＴＣＬ１を考慮して第２の変換係数ＴＣＬ２が形成される。以下の式は正確な関係を表す：
ＴＣＬ２＝ＴＣＬ２*−α１*ＴＣＬ１          （１）
この式（１）は係数を使用して適用される。
【００２６】
したがって拡張信号ＥＳは複数の第２のシンタクス要素Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３を包含する。ここでは、第２の量子化値ＱＰ２＝Ｓ２０、動きベクトル＝Ｓ２１、第２の変換係数ＴＣＬ２＝Ｓ２２および乗算係数α１＝Ｓ２３である。択一的な実施形態においては、乗算係数α１を第１の量子化値ＱＰ１および第２の量子化値ＱＰ２から、例えばα１＝ＱＰ２／ＱＰ１のように計算することができるので、この場合乗算係数を伝送する必要はない。
【００２７】
以下では図２を用いて第１の手段ＺＭの機能を詳細に説明する。図２はベース信号ＢＳないし拡張信号ＥＳについての個々のシンタクス要素、すなわち第１のシンタクス要素ないし第２のシンタクス要素を示す。この図２においては、例えば第１の変換係数ＴＣＬ１は第２の変換係数ＴＣＬ２とは異なることが分かるが、ベース信号ＢＳにおける動きベクトルも拡張信号ＥＳ*における動きベクトルも同一である、すなわちＳ１１＝Ｓ２１。後続の処理ステップにおいて第１の手段ＺＭは、第２のシンタクス要素Ｓ２０〜Ｓ２３のどのシンタクス要素が既にベース信号ＢＳ内に存在するか、すなわち１つまたは複数の第１のシンタクス要素Ｓ１０〜Ｓ１２と同一であるかを分析する。既にベース信号ＢＳ内に存在している全ての第２のシンタクス要素Ｓ２１は拡張信号から除去される。第１の手段ＺＭのこの処理ステップの結果は図２において変更された拡張信号ＥＳ*として示されている。動きベクトルが既にベース信号ＢＳ内に存在するので、すなわちＳ２１＝Ｓ１１であるので、この変更された拡張信号ＥＳ*においては第２のシンタクス要素Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３のみが包含されている。したがって、この処理ステップの後には第１の手段ＺＭによって変更された拡張信号ＥＳ*が供給され、この変更された拡張信号ＥＳ*はベース信号ＢＳ内に存在しない第２のシンタクス要素Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３のみを包含する。
【００２８】
後続の処理ステップにおいてはビデオデータストリームＶを形成するために、変更された拡張信号ＥＳ*の全ての第２のシンタクス要素Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３を符号化することができ、且つ最も短いビデオデータストリームＶを形成するビデオ符号化方式の符号化モードが選択手段ＡＭによって統計的な方法を用いて選択される。これを図３を用いて詳細に説明する。
【００２９】
図３は種々の符号化されたビデオストリームＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３の構造を示し、第１の符号化されたビデオストリームＶＳ１は第１の符号化モードを用いて形成されており、第２の符号化されたビデオストリームＶＳ２は第１の符号化モードを用いて形成されており、第３の符号化されたビデオストリームＶＳ３は第１の符号化モードを用いて形成されている。第１の符号化されたビデオストリームＶＳ１は例えば以下のデータフィールドを包含する：
−ヘッダフィールドＭＨ
例えば符号化すべき画像の高さおよび幅のような符号化パラメータの情報および一連の画像における画像数の情報。
−タイプＴＹ：
このフィールドにおいては、符号化されたビデオストリームがどの符号化モードに従い形成されたかを区別することができる。符号化されたビデオストリームがインター符号化モードを用いて符号化された場合には、例えば動きベクトルを従わせることができる。この実施例においては、動きベクトルが追従していないので、タイプＴＹ＝１はビデオストリームがイントラ符号化されたビデオストリームであることを示す。
−量子化パラメータＱＰ：
量子化パラメータＱＰは変換された差分信号の量子化に関する値を表す。
−係数ＴＣＬ：
このフィールドは量子化および変換された画像ブロックの係数を包含する。
−エクストラＥＸ：
メーカ固有に適用される可能性がある付加的なパラメータ、例えばコピーライト情報または著者情報が表される。
−終了フィールドＭＥ：
このデータフィールドは符号化されたビデオストリームの終了を表す。
【００３０】
第２の符号化されたビデオストリームＶＳ２は第１の符号化されたビデオストリームＶＳ１とほぼ同じフィールドを包含しているが、別のタイプＴＹ＝２によって付加的に動きベクトルＭＶが存在することが表される。
【００３１】
タイプＴＹ＝３の第３の符号化されたビデオストリームＶＳ３は動きベクトルＭＶおよび変換係数ＴＣＬを包含していない。例えば変換係数ＴＣＬを有していないことを示す、符号化されていないフィールドＮＴＣのみが付加的に存在する。
【００３２】
これら３つの符号化されたビデオストリームＶＳ１〜ＶＳ３は考えられる一実施例を表しているに過ぎない。例えばビデオ符号化標準Ｈ．２６４に準拠するような、具体的なビデオ符号化方式は、この例とは異なる複数の種々のデータフィールドを包含することができ、多数の符号化モードを有することもできる。
【００３３】
この実施例においては選択モジュールＡＭが変更された拡張信号ＥＳ*を分析し、少なくとも第２の量子化値ＱＰ２、第２の変換係数ＴＣＬ２および乗算ベクトルα１が、第１、第２または第３の符号化されたビデオストリームＶＳ１〜ＶＳ３を形成する、考えられる３つの符号化モードのうちの１つを用いて符号化されなければならないことを識別する。選択手段ＡＭは、第３の符号化モードによって形成された第３の符号化されたビデオストリームＶＳ３が、変更された拡張信号ＥＳ*の符号化すべき全てのシンタクス要素Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３を符号化できないことを識別する。したがって第１および第２の符号化モードのみがさらに考慮される。選択モジュールＡＭは、変更された拡張信号ＥＳ*の第２のシンタクス要素Ｓ２０〜Ｓ２３を考慮して、第１の符号化されたビデオストリームＶＳ１ないし第２の符号化されたビデオストリームＶＳ２を符号化するために必要とされるビットの数を計算する。選択手段ＡＭは、例えば符号化のために第１の符号化モードが１５３０ビットを必要とし、第２の符号化モードが２８６０ビットを必要とすることを求める。この結果に基づき、選択手段ＡＭは変更された拡張信号ＥＳ*の符号化のために最も短いビデオデータストリームＶを形成する符号化モードについての判定を行う。すなわちこの実施例において選択モジュールＡＭは第１の符号化モードを選択する。
【００３４】
最後の処理ステップにおいては第２の符号化手段ＣＭ２が変更された拡張信号ＥＳ*のビデオストリームＶを形成する。このビデオストリームＶは例示的に図４に示されている。ビデオデータストリームＶはヘッダフィールドＭＨ、タイプＴＹ＝１、量子化パラメータＱＰ＝ＱＰ２、第２の変換係数ＴＣＬ＝ＴＣＬ２、エクストラフィールドＥＸにおける乗算係数α１、また最後に終了フィールドＭＥを包含する。
【００３５】
第２の符号化器Ｃ２、第１の手段ＺＭ、選択手段ＡＭおよび第２の符号化モジュールＣＭ２を１つまたは複数のモジュールにおいて統合することができる。さらに第２の符号化器Ｃ２および第２の符号化モジュールＣＭ２はビデオ符号化方式、殊にビデオ符号化標準Ｈ．２６１，Ｈ．２６３，Ｈ．２６４，ＭＰＥＧ１，ＭＰＥＧ２またはＭＰＥＧ４に準拠してビデオデータストリームＶを形成することができる。
【００３６】
図１による実施例に示されているように、制御信号ＳＳによって例えば第２の符号化器Ｃ２による符号化のために使用されるべき動きベクトルが伝送される。したがって、同一の動きベクトルがビデオデータベースストリームＶＢによって伝送されるので、例えばビデオデータストリームＶを用いた動きベクトルの伝送は必要とされない。したがって択一的な実施形態においては、動きベクトルを符号化しない符号化モードのみを選択モジュールＡＭによる選択の際に考慮することは好適である。例えば、３つの異なる符号化モードが存在し、これらの符号化モードのうち第１の２つの符号化モードが異なるイントラ符号化、すなわち動きベクトルを必要としない符号化を実施する場合には、この択一形態によってこれら２つのイントラ符号化モードのうちの１つのみが考慮されることが保証される。
【００３７】
符号化モードの選択の際の択一形態が完全な画像の１つまたは複数のパラメータを考慮する以外に、好適には画像の各画像ブロックに対する符号化モードの選択を別個に実施することができる。
【００３８】
以下では図５に基づき、ビデオデータストリームＶからの拡張信号ＥＳの再構成を詳細に説明する。拡張信号ＥＳを再構成するための復号化装置ＤＶは第１の復号化手段ＤＭ１を包含し、この復号化手段ＤＭ１はビデオデータベースストリームＶＢから第１の変換係数ＴＣＬ１および第１のシンタクス要素Ｓ１０〜Ｓ１２を再構成する。ベース信号ＢＳは第１のシンタクス要素Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２を包含する。第１の復号化器Ｄ１を用いて第１のビデオ出力信号Ｖ１が形成され、この第１のビデオ出力信号Ｖ１を例えばモニタにより再現することができる。この第１のビデオ出力信号Ｖ１はビデオ入力信号ＶＩの第１の品質レベルＶＱ１を表す。
【００３９】
さらに第２の復号化手段ＤＭ２を用いてビデオデータストリームＶが、第２の復号化手段ＤＭ２の出力側に複数の第２のシンタクス要素Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３が提供されるように復号化される。符号化パラメータと第２のシンタクス要素の対応は図１の実施例に応じる。拡張手段ＥＭを用いることにより、第１の手段ＺＭによって事前に拡張信号ＥＳから除去された第２のシンタクス要素Ｓ２１が再び得られる。例えば動きベクトルＺ１１＝Ｓ１１が第２のシンタクス要素Ｓ２１にコピーされる。したがって、第２のシンタクス要素Ｓ２０＝Ｚ２０、Ｓ２１＝Ｚ２１、Ｓ２２＝ＴＣＬ２、Ｓ２３＝Ｌ１を包含する拡張信号ＥＳが再構成されている。第２のビデオ出力信号Ｖ２を第２の復号化器Ｄ２を用いて形成できるようにする前に、さらに第１の変換係数ＴＣＬ１が第２の変換係数ＴＣＬ２と結合されなければならない。このことは係数を使用して次式に従い表される：
ＴＣＬ２*＝α１*ＴＣＬ１＋ＴＣＬ２          （２）
【００４０】
したがって第１の変換係数ＴＣＬ１および第２の変換係数ＴＣＬ２を用いることにより、変更された第２の変換係数ＴＣＬ２*が形成される。第２のシンタクス要素Ｓ２０＝Ｚ２０、Ｓ２１＝Ｚ２１および変更された第２の変換係数ＴＣＬ２を用いて、第２の復号化器Ｄ２はビデオ入力信号ＶＩの第２の品質レベルＶＱ２を表す第２のビデオ出力信号Ｖ２を形成することができる。この第２のビデオ出力信号Ｖ２を例えばモニタに出力することができる。
【００４１】
図６による択一的な実施形態においては、符号化装置ＣＶおよび／または復号化装置ＤＣをモバイル装置ＭＧ、例えばＧＳＭ標準に準拠する移動無線機器において実施することができる。択一的にモバイル装置ＭＧは本発明による符号化方法および／または復号化方法を実施する手段を有することができる。したがって本発明を例えばＧＳＭ標準（GSM- Global System for Mobile）に準拠するモバイル装置ＭＧにおいて使用することができる。さらに符号化装置ＣＶおよび／または復号化装置ＤＶをコンピュータのような計算ユニットにおいて実施することができる。
【００４２】
別の択一的な実施形態では、ネットワークＮＺがネットワークモジュールＮＫ１，ＮＫ２およびネットワークユニットＮＥＴを包含し、この図７によるネットワークユニットＮＥＴにおいてはネットワークユニットＮＥＴが符号化装置ＣＶおよび／または復号化装置ＤＶを実現することができる。択一的にネットワークユニットＮＥＴは本発明による符号化方法および／または復号化方法を実施する手段を有することができる。ネットワークＮＺを例えばＧＳＭ標準および／またはＵＭＴＳ標準（UMTS - Universal Mobile Telecommuni-cations System）に準拠して構成することができる。さらに本発明を例えばマルチメディアにおいてＩＭＳ標準（IMS - IP Multimedia Subsystem）によるネットワークユニットを使用することができる。
【００４３】
参考文献リスト
［１］  K. Illgner, J. Pandel, "Effiziente Codierung von Videosignalen fuer skalierbare Multicast-Speicherung und -Uebertragung sowie zugehoeriger Codec"、刊行物DE 102 00 901 A1
［２］  P. Amon, G, Baese, J. Pandel, "Praediktion von Videosignalpegeln fuer skalierbare Multicast-Speicherung und -Uebertragung"、ドイツ連邦共和国特許明細書DE 101 46 220.4
［３］  P. Amon, K. Illgner, J. Pandel, "Verfahren zum Codieren und Decodieren von Videosequenzen und Computerprogrammprodukt"、刊行物DE 102 19 640 A1
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の品質レベルを有するビデオデータベースストリームおよび第２の品質レベルを有する第２のビデオデータストリームを形成する符号化装置の実施例。
【図２】ベース信号および拡張信号の複数のシンタクス要素の配置構成。
【図３】ビデオ符号化方式の複数の符号化モードのそれぞれの用途における種々の符号化されたビデオストリームの構造。
【図４】符号化モードを考慮したビデオデータストリームの構造。
【図５】拡張信号を再構成するための復号化装置の例示的な構造。
【図６】符号化装置および復号化装置を備えた携帯可能な移動無線機器の形のモバイル装置。
【図７】複数のネットワーク要素と１つのネットワークユニットを備えたネットワークを示し、ネットワークユニットは符号化装置および復号化装置。
【図１】
2008521301.tif 000003
【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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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年9月25日(2006.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ベース信号（ＢＳ）によって第１のビデオ品質レベル（ＶＱ１）を表し、前記ベース信号（ＢＳ）と一緒に拡張信号（ＥＳ）によって第２のビデオ品質レベル（ＶＱ２）を表す、拡張信号（ＥＳ）についてのビデオデータストリーム（Ｖ）を形成する符号化方法において、
前記ベース信号（ＢＳ）に複数の第１のシンタクス要素（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）を対応付け、前記拡張信号（ＥＳ）に複数の第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３）を対応付け、
変更された拡張信号（ＥＳ＊）に、前記第１のシンタクス要素（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）とは異なる、前記拡張信号（ＥＳ）の第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）のみを割り当て、
前記変更された拡張信号（ＥＳ＊）の全ての第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）を符号化することができ、且つ最も短いビデオデータストリーム（Ｖ）を形成する、ビデオ符号化方式の符号化モードを統計的な方法を使用して選択し、
選択された符号化モードを用いて、前記変更された拡張信号（ＥＳ＊）の前記第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）を有するビデオデータストリーム（Ｖ）を形成することを特徴とする、符号化方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
ベース信号（ＢＳ）によって第１のビデオ品質レベル（ＶＱ１）を表し、前記ベース信号（ＢＳ）と一緒に拡張信号（ＥＳ）によって第２のビデオ品質レベル（ＶＱ２）を表す、例えば請求項１から４までのいずれか１項記載の方法により、ビデオデータストリーム（Ｖ）およびベース信号（ＢＳ）から拡張信号（ＥＳ）を再構成する復号化方法において、
複数の第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）を有する変更された拡張信号（ＥＳ＊）を、ビデオ符号化方式の復号化モードを使用する前記ビデオストリーム（Ｖ）の復号化によって形成し、
前記変更された拡張信号（ＥＳ＊）を前記ベース信号（ＢＳ）の少なくとも１つの第１のシンタクス要素（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）で補完することにより、前記拡張信号（ＥＳ）の第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３）を形成することを特徴とする、復号化方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
第１のビデオ品質レベル（ＶＱ１）を表すベース信号（ＢＳ）と、該ベース信号（ＢＳ）と一緒に第２の品質レベル（ＶＱ２）を表す拡張信号（ＥＳ）とを用いて、該拡張信号（ＥＳ）についてのビデオデータストリーム（Ｖ）を形成する符号化装置（ＣＶ）において、
複数の第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３）を前記拡張信号に対応付け、且つ前記ベース信号（ＢＳ）の第１のシンタクス要素（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）とは異なる第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）を、変更された拡張信号（ＥＳ＊）に割り当てる第１の手段（ＺＭ）を有し、
前記変更された拡張信号（ＥＳ＊）の全ての第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）を符号化することができ、且つ最も短いビデオデータストリーム（Ｖ）を形成する、ビデオ符号化方式の符号化モードを選択する選択手段（ＡＭ）を有し、
選択された符号化モードを用いて、前記変更された拡張信号（ＥＳ＊）からビデオデータストリーム（Ｖ）を形成する第２の符号化モジュール（ＣＭ２）を有することを特徴とする、符号化装置（ＣＶ）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
第１のビデオ品質レベル（ＶＱ１）を表すベース信号（ＢＳ）と、該ベース信号（ＢＳ）と一緒に第２のビデオ品質レベル（ＶＱ２）を表す拡張信号（ＥＳ）とを用いて、例えば請求項５または６記載の方法により、ビデオデータストリーム（Ｖ）およびベース信号（ＢＳ）から拡張信号（ＥＳ）を再構成する復号化装置（ＤＶ）において、
ビデオ符号化方式の復号化モードを使用して、前記ビデオストリーム（Ｖ）を複数の第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）を有する変更された拡張信号（ＥＳ＊）に復号する第２の復号化手段（ＤＭ２）を有し、
前記変更された拡張信号（ＥＳ＊）の前記第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）および前記ベース信号（ＢＳ）の少なくとも１つの第１のシンタクス要素（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）から、前記拡張信号（ＥＳ）の前記第２のシンタクス要素（Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３）を形成する第２の手段（ＥＭ）を有することを特徴とする、復号化装置（ＤＶ）。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ベース信号によって第１のビデオ品質レベルが表され、ベース信号と一緒に拡張信号によって第２のビデオ品質レベルが表される、拡張信号についてビデオデータストリームを形成する本発明による符号化方法においては、第１のビデオ品質レベルおよび第２のビデオ品質レベルを表すために、ベース信号に複数の第１のシンタクス要素が対応付けられ、拡張信号に複数の第２のシンタクス要素が対応付けられ、変更された拡張信号には、第１のシンタクス要素とは異なる拡張信号の第２のシンタクス要素のみが割り当てられ、変更された拡張信号の全ての第２のシンタクス要素を符号化することができ、且つ最も短いビデオデータストリームを形成するビデオ符号化標準の符号化モードが統計的な方法を使用して選択され、選択された符号化モードを用いて、変更された拡張信号の第２のシンタクス要素を有するビデオデータストリームが形成される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
ベース信号によって第１のビデオ品質レベルが表され、ベース信号と一緒に拡張信号によって第２のビデオ品質レベルが表される、ビデオデータストリームおよびベース信号から拡張信号を再構成する本発明の復号化方法によって、複数の第２のシンタクス要素を有する変更された拡張信号が、ビデオ符号化方式の復号化モードを使用するビデオデータストリームの復号化により形成され、変更された拡張信号が少なくとも１つの第１のシンタクス要素で補完されることにより拡張信号の第２のシンタクス要素が形成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
さらに本発明は、第１のビデオ品質レベルを表すベース信号と、このベース信号と一緒に第２の品質レベルを表す拡張信号とを用いて、拡張信号についてのビデオデータストリームを形成する符号化装置に関し、この符号化装置は、複数の第２のシンタクス要素を拡張信号に対応付け、且つベース信号の第１のシンタクス要素とは異なる第２のシンタクス要素を変更された拡張信号に対応付ける第１の手段を有し、変更された拡張信号の全ての第２のシンタクス要素を符号化することができ、且つ最も短いビデオデータストリームを形成する、ビデオ符号化方式の符号化モードを選択する選択手段を有し、選択された符号化モードを用いて、変更された拡張信号のビデオデータストリームを形成する第２の符号化モジュールを有する。本発明の符号化装置を用いることにより、本発明の符号化方法を例えば記録機器において実現することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
さらに本発明は、第１のビデオ品質レベルを表すベース信号と、このベース信号と一緒に第２の品質レベルを表す拡張信号とを用いて、ビデオデータストリームおよびベース信号から拡張信号を再構成する復号化装置に関し、この復号化装置は、ビデオ符号化方式の復号化モードを使用して、ビデオデータストリームを複数の第２のシンタクス要素を有する変更された拡張信号に復号化する第２の復号化手段を有し、変更された拡張信号の第２のシンタクス要素および少なくとも１つの第１のシンタクス要素から拡張信号の第２のシンタクス要素を形成する第２の手段を有する。この復号化装置を用いて本発明による復号化方法を例えば再生機器において実施することができる。
【国際調査報告】
2008521301.tif 000010
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