(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動き情報とビデオデータタイプ情報（ＭＶ＆ＭＢＴ）とが割当てられたビデオデータ（ＶＩＤ）を有するビットストリーム（ＰＢＳ）を第１データレートから第２データレートへ符号変換するための方法において、
第１データレートに対応する入力ビデオデータ（ＶＩＤ）を、該入力ビデオデータから得られる（ＢＵＰＡＲ）動き情報とビデオデータタイプ情報（ＭＶ＆ＭＢＴ）とを用いて少なくとも部分的に復号し（ＶＬＤ，ＱＤ−１，ＤＣＴＤ−１，ＡＤ，ＦＲＭＤ，ＭＣＰＩＤ）、入力ビデオデータから得られた前記動き情報とビデオデータタイプ情報とを使用して第２データレートに対応するビデオデータに符号化し（Ｓ，ＤＣＴ，Ｑ，ＶＬＣ，ＱＥ−１，ＤＣＴＥ−１，ＡＥ，ＦＲＭＥ）、
ここで、前記第２データレートに対応するビデオデータの標準は前記第１データレートに対応するビデオデータの標準と一致しており、
符号化のために動き補間と動き予測（ＭＣＰＩＥ）を実行し、
該動き予測において、予測のモードは、部分的な復号の際に入力ビデオデータの現予測モードから生成可能であり、かつ符号化の際に相応するビデオデータタイプに対して許可されるような予測モードに制限されていることを特徴とするビデオデータを有するビットストリームを符号変換するための方法。
【請求項２】
前記標準はＭＰＥＧ１またはＭＰＥＧ２規格である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
符号変換すべきビットストリーム（ＰＢＳ）は同様にオーディオデータ（ＡＵＤ）及び／またはシステムデータ（ＳＹＤ）を有しており、
前記オーディオデータ（ＡＵＤ）及び／またはシステムデータ（ＳＹＤ）は、同様に第２データレートに適合される、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
動き情報とビデオデータタイプ情報（ＭＶ＆ＭＢＴ）とが割当てられたビデオデータ（ＶＩＤ）を有するビットストリーム（ＰＢＳ）を第１データレートから第２データレートへ符号変換するための装置において、
ビデオデータから動き情報とビデオデータタイプ情報（ＭＶ＆ＭＢＴ）とを得るバッファメモリ手段及び分析手段（ＢＵＰＡＲ）と、
第１データレートに割当てられた後続のビデオデータ復号手段（ＶＬＤ，ＱＤ−１，ＤＣＴＤ−１，ＡＤ，ＦＲＭＤ）と、
第２データレートに割当てられた後続のビデオデータ符号化手段（Ｓ，ＤＣＴ，Ｑ，ＶＬＣ，ＱＥ−１，ＤＣＴＥ−１，ＡＥ，ＦＲＭＥ）とが設けられており、
前記第１データレートに割当てられた後続のビデオデータ復号手段（ＶＬＤ，ＱＤ−１，ＤＣＴＤ−１，ＡＤ，ＦＲＭＤ）は、第１データレートに対応するビデオデータを少なくとも部分的に復号するための動き予測手段及び動き補間手段（ＭＣＰＩＤ）を含み、
該動き予測手段及び動き補間手段（ＭＣＰＩＤ）は動き情報とビデオデータタイプ情報とによって制御され、
前記第２データレートに割当てられた後続のビデオデータ符号化手段（Ｓ，ＤＣＴ，Ｑ，ＶＬＣ，ＱＥ−１，ＤＣＴＥ−１，ＡＥ，ＦＲＭＥ）は、動き補間と動き予測とを用いて符号化する動き予測手段及び動き補間手段（ＭＣＰＩＥ）を有し、
前記動き予測において、予測のモードは、部分的な復号の際に入力ビデオデータの現在の予測モードから生成され、かつ符号化の際に相応するビデオデータタイプに対して許可されるような予測モードに制限されており、
第２データレートに対応するビデオデータの符号化標準は第１データレートに対応するビデオデータの標準と一致していることを特徴とするビデオデータを有するビットストリームを符号変換するための装置。
【請求項５】
前記標準はＭＰＥＧ１またはＭＰＥＧ２規格である、請求項４記載の装置。
【請求項６】
符号化の際に、符号化すべきビデオデータに動き情報とビデオデータタイプ情報（ＭＶ＆ＭＢＴ）を付加する、後続のバッファメモリ手段と挿入手段（ＢＵＰＡＣ）が設けられている、請求項４又は５記載の装置。
【請求項７】
ビデオデータ（ＶＩＤ）は、オーディオデータ（ＡＵＤ）及び／またはシステムデータ（ＳＹＤ）とともにデマルチプレクサ手段（ＤＭＸ）によって入力ビットストリーム（ＰＢＳ）から得られ、符号化の後、マルチプレクサ手段（ＭＸ）において結合され出力データストリームとして供給され、
その際、前記オーディオデータ（ＡＵＤ）及び／またはシステムデータ（ＳＹＤ）は同様に第１データレートから第２データレートへ適合される（ＡＤＰ，ＳＤＰ）、請求項４から６のいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、動き情報を含むビデオデータを有するビットストリームを符号変換する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
関係のあるオーディオデータおよびまたは他のデータを有するビデオデータの符号化または復号化を、たとえば標準のＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２（ＭＰＥＧ１）またはＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８（ＭＰＥＧ２）に基づき実施することができる。時にはそのような標準に基づいて符号化されたビットストリームを異なるデータレートを有するビットストリームに変換することが望まれる。標準のＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２、従節（subclause ）７．８、”ＳＮＲスケーラビリティ”から、この目的のために２つのレイヤを有するデータストリームを生成することが公知であり、対応するデコーダにより、低い解像度で１つのレイヤだけを処理し、または増加した解像度で両方のレイヤを処理する。この場合第２レイヤはさらにＤＣＴ係数を含み、増加した空間解像度を提供している。
【０００３】
しかしこの場合、符号化にあたって空間レイヤを既に生成していなければならず、得られた復号化すべきビットストリームは、２つの可能性、つまり固定のデータレートまたは解像度しか有さない。
【０００４】
他のデータレートも同様に許容するために、デジタルビデオのビットストリームの符号変換の期間中に、１次ビットストリームの処理を、同時に高画質を維持しつつ２次ビットストリームのより低いデータレートを可能とする方法で実施するべきである。最良の画質は、１次ビットストリームの復号化と、２次ビットストリームへの後続の符号化により達成される。しかし、このために大規模のハードウェアが必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、動き情報を含むビデオ情報を有するビットストリームを符号変換する方法を提供することであり、出力側のデータレートまたは解像度を広い範囲で変換することができ、少ないハードウェア量しか必要としない。
【０００６】
本発明の別の課題は、本発明による方法を用いる装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、第１データレートに対応する入力ビデオデータを、該入力ビデオデータから得られる動き情報とビデオタイプ情報とを用いて少なくとも部分的に復号し、使用可能な動き情報とビデオタイプ情報とを使用して第２データレートに対応するビデオデータに符号化し、ここで、前記第２データレートに対応するビデオデータの標準は前記第１データレートに対応するビデオデータの標準と一致しており、符号化のために動き補間と動き予測を実行し、該動き予測において、動き予測のタイプは、部分的な復号の際に入力ビデオデータの現在の予測モードから生成可能であり、かつ符号化の際に相応するビデオデータタイプに対して許可されるような予測モードに制限されていることを特徴とするビデオデータを有するビットストリームを符号変換するための方法により達成される。
【０００８】
本発明の別の課題は、ビデオデータから動き情報とビデオデータタイプ情報とを得るバッファメモリ手段及び分析手段と、第１データレートに割当てられた後続のビデオデータ復号手段と、第２データレートに割当てられた後続のビデオデータ符号化手段とが設けられており、前記第１データレートに割当てられた後続のビデオデータ復号手段は、第１データレートに対応するビデオデータを少なくとも部分的に復号するための動き予測手段及び動き補間手段を含み、該動き予測手段及び動き補間手段は動き情報とビデオタイプ情報とによって制御され、前記第２データレートに割当てられた後続のビデオデータ符号化手段は、動き補間と動き予測とを用いて符号化する動き予測手段及び動き補間手段を有し、前記動き予測において、予測モードのタイプは、部分的な復号の際に入力ビデオデータの現在の予測モードから生成され、かつ符号化の際に相応するビデオデータタイプに対して許可されるような予測モードに制限されており、第２データレートに対応するビデオデータの符号化標準は第１データレートに対応するビデオデータの標準と一致していることを特徴とするビデオデータを有するビットストリームを符号変換するための装置により達成される。
【０００９】
ビデオ信号のためのデータ低減符号化方法に、しばしば対応する動き補間と関連した動き予測が用いられる。このために動きベクトルが、画素ブロックまたは複数の画素ブロックをそれぞれ含むマクロブロックに対し求められる。これらのブロックまたはビデオデータのタイプ（たとえばフレーム、フィールドＩ、Ｐ、Ｂ）に依存して、多数の予測モードが可能である。最適な符号化を達成するために、これらのモード全てが考慮される。
【００１０】
本発明による方法は、１次ビットストリームの動き補償予測ベクトルを２次ビットストリームにおいて再生利用することに基づいている。１次ビットストリームからの動きベクトルの情報内容は、２次ビットストリームでも有効であり、符号変換のために動きベクトルを再計算する必要はない。それどころか、２次ビットストリームの符号化を１次ビットストリームからの動きベクトルを用いて実施することができる。
【００１１】
この場合、２次ビットストリームの符号化は制限を受けた予測モードで実施され、つまり２次ビットストリームにおいては、１次ビットストリームの各ブロックタイプまたは動き情報により決定される予測モードだけが許容される。変更したデータレートのため同様に変更される予測誤差の後置処理、たとえば量子化は、所望のターゲットデータレートに適切に調整される。したがってより低いデータレートも実際に保証することができる。
【００１２】
また、ビットストリームの符号変換に必要な処理時間による全体の信号の遅延は、完全な符号化／復号化と比較して本発明により有利にも低減される。
【００１３】
そのビデオ信号は輝度信号および／またはクロミナンス信号を含むことができる。
【００１４】
原理的に、動き情報およびビデオデータのタイプ情報が割り当てられ、第１データレートから第２データレートへの、ビデオデータを有するビットストリームを符号変換する本発明による方法において、第１データレートに対応する入力ビデオデータを、そこから得られる動き情報およびビデオデータのタイプ情報を用いて少なくとも部分的に復号化し、同一の動き情報およびビデオデータのタイプ情報を用いて第２データレートに対応するビデオデータに符号化し、可能な予測モードの数が各ビデオデータのタイプに対し許容される予測モードに制限される動き予測および補間を符号化に用いる。
【００１５】
本発明による方法の別の利点は実施態様から明らかである。
【００１６】
原理的に、動き情報およびビデオデータのタイプ情報が割り当てられ、第１データレートから第２データレートへの、ビデオデータを有するビットストリームを符号変換する本発明による装置は、
ビデオデータから動き情報およびビデオデータのタイプ情報を得るバッファ記憶手段および分析手段と、
動き情報およびビデオデータのタイプ情報により制御される動き予測および補間手段を含み第１データレートに割り当てられた後続のビデオデータの復号手段と、
同一の動き情報およびビデオデータのタイプ情報により制御される動き予測および動き補間手段を含み、可能な予測モードの数が各ビデオデータのタイプに対し許容される予測モードに制限され第２データレートに割り当てられた後続のビデオデータの符号化手段
とを有する。
【００１７】
本発明による装置の別の利点は実施態様から明らかである。
【００１８】
【実施例】
次に本発明を添付図面を参照して説明する。図１は本発明による符号変換器を示す。図１の符号変換器は、第１データレートを有する１次ビットストリームＰＢＳを受け取り、第２データレート（より低いデータレートが望ましい）を有する２次ビットストリームＳＢＳを送出する。ビットストリームＰＢＳは、デマルチプレクサＤＭＸでシステムデータＳＹＤと、オーディオデータＡＵＤと、ビデオデータＶＩＤとに分割される。マルチプレクサＭＸの出力側では逆の動作が行われる。必要があればＳＹＤおよび／またはＡＵＤを、対応するシステムデータプロセッサＳＤＰまたはオーディオデータプロセッサＡＤＰでそれぞれ同様に第２データレートに適合させることができる。１次ビットストリームＰＢＳは一部が復号され、その後に再符号化される。ビデオデータＶＩＤは、一部を復号するために、動き情報を区別（たとえば動きベクトルおよびブロックタイプの情報ＭＶ＆ＭＢＴと、量子化パラメータＱＰD ）するバッファおよび分析回路ＢＵＰＡＲに供給され、バッファに記憶されたビデオデータを、可変長デコーダＶＬＤと、ＱＰD で制御される逆量子化器ＱD~1 と、逆ＤＣＴ変換回路ＤＣＴD~1 と、加算器ＡD と、フレーム記憶手段ＦＲＭD とを介して、符号変換器のエンコーダ部に伝達する。
【００１９】
動き予測およびインターポレータＭＣＰＩD を用いて、ＦＲＭD に記憶された画像信号を取り出し、フレーム間符号化またはフィールド間符号化された画素のブロック／マクロブロックに関して、加算器ＡD でそこに入力する画像データに加えられる。復号された入力ビデオ信号ＩＤＶはＡD の出力側で利用することができる。動き予測およびインターポレータＭＣＰＩD は、動きベクトルおよびブロックタイプの情報ＭＶ＆ＭＢＴにより制御される。
【００２０】
エンコーダ部の入力信号は、減算器Ｓと、ＤＣＴ変換回路ＤＣＴと、量子化器Ｑと、可変長コーダＶＬＣと、バッファおよびパケット形成回路ＢＵＰＡＣとを介して、ＳＤＰおよびＡＤＰの出力信号と共にマルチプレクサＭＸに供給される。前記回路ＢＵＰＡＣは量子化器Ｑを制御し、かつ動きベクトルおよびブロックタイプの情報ＭＶ＆ＭＢＴをビデオのビットストリームに挿入する。
【００２１】
量子化器Ｑの出力信号は、逆量子化器ＱE~1 と、逆ＤＣＴ変換回路ＤＣＴE~1 と、加算器ＡE と、フレーム記憶手段ＦＲＭE と、動き予測およびインターポレータＭＣＰＩE とを介して減算器Ｓの反転入力側に伝達される。ＭＣＰＩE の出力信号はさらに加算器ＡE の第２入力側に供給される。動き予測およびインターポレータＭＣＰＩE も動きベクトルおよびブロックタイプの情報ＭＶ＆ＭＢＴにより制御される。完全に符号化する場合に実際に必要な動き予測用のハードウェアは必要ない。復号された出力ビデオ信号ＯＤＶはＡE の出力側で利用することができる。本発明によると、ＭＣＰＩE での動き予測において、１次ビットストリームの各ブロックタイプの情報、つまり動き情報ＭＶ＆ＭＢＴにより表される予測モードだけが可能である。原則として変更したデータレートのため変更される予測誤差は、相応に変更されるＱおよびＱE~1 での量子化特性により所望のターゲットデータレートに適合される。
【００２２】
ＭＰＥＧ２の符号化が用いられる場合、以下の関係が、たとえばＭＶ＆ＭＢＴと予測モードとの間で適用される（Ｐ、Ｉ、およびＢピクチャの定義に対してＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８−２、従節Ｉ．４．１．１および６．１．２．４参照、画像タイプまたはブロックタイプおよび予測モードに対してＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８−２、従節７．６参照）。つまり
−  フィールド画像
フレーム予測は許可されない
−  フレーム画像
１６×８の予測は許可されない
−  ＩピクチャおよびＢピクチャ
デュアルプライム予測は許可されない。
【００２３】
−  Ｐピクチャ、スキップされたマクロブロック
予測しない（動きベクトルは０に設定される）
−  Ｂピクチャ、スキップされたマクロブロック
予測は不変のまま（対応する現行の動きベクトルは続けて用いられる）
デコーダ部を、たとえばMartin Bolton,"Chip, Chip hurra", Funkschau 24/1993,７６−８１ページと同様に、ＭＰＥＧデコーダチップ、ＳＴｉ３２４０とＤＣＴプロセッサ、ＳＴＶ３２０８とを用いて構成することができ、ＳＴｉ３２４０およびＳＴＶ３２０８は両方ともＳＧＳトムソンから供給されている。ＭＰＥＧ／Ｈ．２６１デコーダ、ＳＴｉ３４００、またはＭＰＥＧ２／ＣＣＩＲ６０１ビデオデコーダ、ＳＴｉ３５００もデコーダチップとして用いることができる。
【００２４】
ＭＰＥＧ／Ｈ．２６１エンコーダ、ＳＴｉ３２３０またはＳＴｉ３４００をエンコーダ部に用いることができる。
【００２５】
本発明を、たとえばデジタル画像再生装置または画像記録装置、テレビ電話システム、テレビスタジオ、テレビ信号供給システムにおいてケーブルネットワークに分配するために、または衛星通信システムに利用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、出力側のデータレートまたは解像度を広い範囲で変換することができ、少ないハードウェア量しか必要としないビデオデータを有するビットストリームを符号変換する方法および装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による符号変換器の構成図である。
【符号の説明】
ＢＵＰＡＲ  バッファおよび分析回路
ＶＬＤ      可変長デコーダ
ＱD~1       逆量子化器
ＤＣＴD~1   逆ＤＣＴ変換回路
ＡD         加算器
ＭＣＰＩD   動き予測およびインターポレータ
Ｓ          減算器
ＤＣＴ      ＤＣＴ変換回路
Ｑ          量子化器
ＶＬＣ      可変長コーダ
ＢＵＰＡＣ  バッファおよびパケット形成回路
ＭＣＰＩE   動き予測およびインターポレータ
【図１】
0003877234.tif 000002