JP2005525027A - 動き情報を用いてmpegトランスコーディングを行うシステム及び方法 - Google Patents

動き情報を用いてmpegトランスコーディングを行うシステム及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2005525027A
JP2005525027A JP2004502632A JP2004502632A JP2005525027A JP 2005525027 A JP2005525027 A JP 2005525027A JP 2004502632 A JP2004502632 A JP 2004502632A JP 2004502632 A JP2004502632 A JP 2004502632A JP 2005525027 A JP2005525027 A JP 2005525027A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
macroblock
frame
weight
bit rate
macroblocks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004502632A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005525027A5 (ja
Inventor
クリシュナマハリ,サンタナ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JP2005525027A publication Critical patent/JP2005525027A/ja
Publication of JP2005525027A5 publication Critical patent/JP2005525027A5/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/136Incoming video signal characteristics or properties
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/625Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding using discrete cosine transform [DCT]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/124Quantisation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/124Quantisation
    • H04N19/126Details of normalisation or weighting functions, e.g. normalisation matrices or variable uniform quantisers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/132Sampling, masking or truncation of coding units, e.g. adaptive resampling, frame skipping, frame interpolation or high-frequency transform coefficient masking
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/136Incoming video signal characteristics or properties
    • H04N19/137Motion inside a coding unit, e.g. average field, frame or block difference
    • H04N19/139Analysis of motion vectors, e.g. their magnitude, direction, variance or reliability
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/18Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a set of transform coefficients
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/30Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using hierarchical techniques, e.g. scalability
    • H04N19/37Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using hierarchical techniques, e.g. scalability with arrangements for assigning different transmission priorities to video input data or to video coded data
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/40Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using video transcoding, i.e. partial or full decoding of a coded input stream followed by re-encoding of the decoded output stream
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51Motion estimation or motion compensation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/59Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial sub-sampling or interpolation, e.g. alteration of picture size or resolution
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

オープン・ループ・システム(12)及び圧縮ビデオ・データのストリーム(10)を所要低ビット・レート(26)にトランスコード化する方法。本発明は:該ストリームにおけるマクロブロック群毎に動きベクトルを検査する工程;該動きベクトルに基づいて該マクロブロック群各々の重みを判定する工程(16);及び該マクロブロック群におけるDCTブロックをビット・レートを低減するよう選択的に修正する工程(20);を有し、各DCTブロックに対する該修正は該マクロブロックの該判定重みに基づくものである。高係数破棄又は再量子化を利用し得る。

Description

本発明は、一般的に、圧縮データ・ストリームのトランスコーディングに関し、特に、オープン・ループ・システム、及び、動き情報を用いてMPEGデータのビット・レート・トランスコーディングを行う方法に関する。
MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263などのような、圧縮データ標準を利用するシステムの普及が拡大し続けるにつれて、圧縮データを効率的に処理し、通信する機能は積年の課題となっている。特に、1つの課題が生じるのは、圧縮データのストリームのビット・レートを低減することを、例えば、新たな伝送チャネルの所要帯域幅を充足するために、要する場合である。ビット・レートを低減する処理をトランスコーディングと呼び、特に、ビット・レート・トランスコーディングと呼ぶ。
圧縮ビデオ・データの各フレーム内部では、画像情報が、マクロブロックで、16x16の画素ブロックを有し、多数の8x8のDCT(離散コサイン変換)を有するもの、に格納される。
現行の技術では、MPEGストリームを低ビット・レートにトランスコード化するオープン・ループ・システム及びクローズド・ループ・システムが存在する。クローズド・ループ・システムはビットストリームを、復号化して(又は部分的に復号化して)、更に、低レートで再符号化することによって、動作する。クローズド・ループ・システムは一般に、良好な品質を備えるが、実施するには計算量が大きいものとなる。したがって、クローズド・ループ・システムは通常、多くのアプリケーションには費用がかかり過ぎるものとなる。
オープン・ループ・システムはビット・レート・トランスコーディングを完全に元のストリームを復号化することなく行う。むしろ、オープン・ループ・システムは圧縮データを操作して低ビット・レートを可能にする。公知のトランスコーディング手法でビット・レートを削減するものは:(1)離散コサイン変換(DCT)係数を大きな量子化装置によって再量子化する手法;及び(2)1つ又は複数の高周波係数を廃棄する手法;を有する。これらの手法は両方とも計算量の観点からはいくぶん単純であり、したがってクローズド・ループ・システムに対する、費用対効果を有する、代替策を備える。しかしながら、オープン・ループは、例えば、MPEG標準によって用いられる、動き補償符号化によるかなりのエラー・ドリフトを結果として生じ得る。特に、上記のオープン・ループ・ビット・レート低減方法で、基準フレームにおいて行われるもの、によってもたらされる如何なるエラーも別のフレームに伝播する。
したがって、オープン・ループ・トランスコーディングと通常関係するエラー・ドリフトを低減するオープン・ループ・ビット・レート・トランスコーディング・システムに対する必要性が存在する。
本発明は、上記の課題、更には別のものを、動き情報(例えば、動きベクトル)を検査して各マクロブロックの重みを判断するオープン・ループ・トランスコーディング・システムを備えることによって、解決するものである。重み情報は更に、エラー伝播を低減するために各マクロブロックにトランスコーディング・アルゴリズムを選択的に適用するのに用いられる。第1の特徴では、本発明は圧縮ビデオ・データのストリームを所要低ビット・レートに変換するシステムを備え、該システムは:該ストリームにおけるマクロブロック群各々の重みを判定するシステム;及び該マクロブロック群におけるDCTブロックを、各マクロブロックの判定重みに基づいて、選択的にビット・レート・トランスコード化するシステム;を有する。
第2の特徴では、本発明は、記録可能媒体上に格納されたプログラム・プロダクトで、圧縮ビデオ・データのストリームを所要低ビット・レートにビット・レート・トランスコード化するもの、を備え、該プログラム・プロダクトは:該ストリームにおけるマクロブロック群各々の重みを判定する手段;及び該マクロブロック群が有するブロックにおけるDCT係数を選択的に修正してビット・レートを低減する手段;を有し、各マクロブロックに対する修正がマクロブロックの判定重みに基づくものである。
第3の特徴では、本発明はマクロブロック・データのストリームを所要低ビット・レートにトランスコード化する方法を備え、該方法は:該ストリームにおけるマクロブロック群各々に対する動きベクトルを検査する工程;該マクロブロック群各々の重みを動きベクトルに基づいて判定する工程;及び該マクロブロック群が有するブロックにおけるDCT係数を選択的に修正してビット・レートを削減する工程;を有し、各マクロブロックに対する修正がマクロブロックの判定重みに基づくものである。
本発明のこれら及び別の特徴は、本発明の種々の特徴の以下の詳細説明、更には添付図面、から容易に分かるものである。
まず、添付図面を参照すれば、図1は、MPEGデータ10の入力ストリームのビット・レートを、入力ストリームの高ビット・レートから、低ビット・レートを有する出力ストリーム14に、低減するビット・レート・トランスコーディング・システム12に表す。例えば、ビット・レート・トランスコーディング・システム12はビット・レートを4メガビット/秒から2メガビット/秒で低減させ得るものであり、該ビット・レートは50%削減されるものである。ビット・レート低減量は所要ビット・レート低減量26で、如何なる方法でも入力/判定し得るもの、によって判定される、例えば、所要量26は所定レベルに設定し得るものであり、システム状態等に基づいて動的に変動し得る。本発明は如何なる種類の動き補償ベースのデータ・ストリームで、MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263などを有するもの、にも適用し得ることが分かる。
トランスコーディング・システム12は、入力マクロブロックの重みを、例えば動き情報に基づいて判定するマクロブロック重みシステム16を有する。特に、マクロブロック重みシステム16は入力MPEGストリーム10における動きベクトルを検査して各入力基準フレーム(すなわち、Pフレーム及びIフレーム)中の各マクロブロックの重みを算定するシステムを有し得る。重みは対象マクロブロックで、該対象マクロブロックに対して現行のマクロブロックが基準ブロックとして用いられるもの、の数を判定することによって算定される。マクロブロックは基準ブロックとして頻繁に用いられるほど、重みが大きいものとして識別される。例示的実施例では、各マクロブロックは重み係数が割り当てられ得る。
マクロブロック重みシステム16は重み係数をそのようなマクロブロック各々に対して如何なる所望の方法においても割り当て得る。単純な場合には、重み係数は現行のマクロブロックを参照する対象マクロブロックの数に等しいものであり得る。したがって、例えば、入力マクロブロックが基準マクロブロックとして4回用いられた場合、入力マクロブロックは4の重み係数が与えられる。代替として、入力マクロブロックは、範囲、例えば、低、中、高、が、該入力マクロブロックがどの程度頻繁に基準マクロブロックとして用いられたかに基づいて、割り当てられ得る。したがって、例えば、入力マクロブロックが基準マクロブロックとしてゼロ(0)回用いられた場合、該入力マクロブロックは低重み係数が割り当てられ得る;入力マクロブロックが基準ブロックとして1又は2回用いられた場合、該入力マクロブロックは中重み係数が割り当てられ得る;更に、入力マクロブロックが基準ブロックとして3回以上用いられた場合、該入力マクロブロックは高重み係数が割り当てられ得る。明らかに、別の変形を用い得る。
マクロブロック重みシステム16はPフレーム解析システム21;Iフレーム解析システム23;部分的マクロブロック解析システム25;間接解析システム27;及び残余解析システム29;を有し得る。Pフレーム解析システム21及びIフレーム解析システム23はPフレーム及びIフレーム各々にあるマクロブロックを検査してマクロブロック・データの相対的重みを判定する。特に、Pフレーム又はIフレームが解析された場合、システム21又は23が各マクロブロックを検査し、相対的重み係数がマクロブロック毎に算定される。上記のように、重みは現行マクロブロックが基準マクロブロック又は部分的基準ブロックとしての役割を果たす頻度に基づくものである。(本発明の目的で、本明細書及び特許請求の範囲の原文記載の語「reference macroblock」は完全な基準ブロック又は部分的な基準ブロックを有し得ることを特筆する。)
Pフレーム及びIフレームは前方予測及び後方予測に用いられるため、Pフレーム解析システム21及びIフレーム解析システム23は先行Bフレーム並びに後続Bフレーム、及び(該当する場合)後続Pフレームの動きベクトルを解析して、PフレームとIフレームとの何れかにおける現行マクロブロックが基準マクロブロックとして役割を果たす頻度を判定する。重み係数はPフレームとIフレームとの何れかにおける現行マクロブロックを参照する対象マクロブロックの数(すなわち、予測数)に基づいて判定される。この処理の例は図2及び3を参照して以下に表す(特定のPフレームにはIフレームが後続し、したがって、解析する後続Pフレームを有しないことを特筆する。)。
マクロブロック重みシステム16は、個々のマクロブロックをそれらの相対的な重みについて解析し得るか、マクロブロック群(例えば、フレーム全体又は画像群のようなフレーム群)を解析し得ることが分かる。マクロブロック群がそれらの重みについて解析される場合、マクロブロック重みシステム16は第1に、マクロブロック群を一緒に、所定の手法に基づいて、グループ化する。該群の重み係数は更に、該群におけるマクロブロック各々の重み係数を合成(すなわち、加算、重み付け、など)することによって判定される。優先度がこのように、例えば、群毎におけるマクロブロックの累積重みに基づいて判定される。
マクロブロック重みシステム16は更に、基準マクロブロックが、解析する現行マクロブロックと厳密に一致しない場合(すなわち、現行マクロブロックが部分的基準ブロックとしての役割を果たす場合)にマクロブロック重みを解析する部分的マクロブロック解析システム25を有し得る。特に、現行のマクロブロックの一部分のみが基準マクロブロックとして用いられる場合、部分的マクロブロック解析システム25は現行マクロブロックと基準マクロブロックとの間の重複を(画素換算で)計算する。例えば、256画素のうちの128の重複があった場合、重み係数は50%だけ縮小される。この例は図5に関して以下に表す。
Pフレームにおけるマクロブロックの重み係数を算定する例示的アルゴリズムは以下:
現行マクロブロックを読み取る(read);
(該現行マクロブロックの)重み_値(importance_value)=0 に設定する(set);
Bフレーム及び後続Pフレームにおける対象マクロブロックで、現行マクロブロックを参照するもの、を識別する(identify);
識別対象マクロブロック各々について(for)
相当する参照マクロブロックを検査する(examine);
該参照マクロブロックが厳密に該現行マクロブロックと一致する場合(if)、
その場合は(then)、重み_値(importance_value)=重み_値(importance_value)+1とする:
さもなければ(else)
画素重複(最大値は16x16=256である。)を算定する:
重み_値(importance_value)=重み_値(importance_value)+(画素重複/256)とする:
終わり(end)
の通りになる。
代替的実施例として、マクロブロック重みシステム16は更に、重みを判定するのに後の間接予測を検査する間接解析システム27を有し得る。間接解析システム27は、計算コストがかかる反面、高精度の評価手法を備える。例えば、MPEG符号化においては、IフレームにおけるマクロブロックはPフレーム・マクロブロックを「直接」予測するのに用いられ、該Pフレーム・マクロブロックは同様に、後続Pフレーム・マクロブロック及びBフレーム・マクロブロックを「間接的に」予測するのに用いられる、などとなる。このようにIフレーム・マクロブロック又はPフレーム・マクロブロックの重みを計算するうえで、マクロブロック重みシステム16は直接予測を検査するのみならず、後の間接予測を検査するのにも用い得る。したがって、IマクロブロックがPフレームにおけるマクロブロックに対する動き予測の基準としての役割を果たし(直接予測)、後に、Pフレーム・マクロブロックが後続Pピクチャ及びBピクチャにおける別のマクロブロックの基準としての役割を果たす(間接予測)場合、間接予測の重み係数を付加し得るものであるか、さもなければ、間接予測の重み係数を直接予測の重み係数が該直接予測の重み係数の1つとして有することになる。したがって、IフレームとPフレームとの両方におけるマクロブロック間の相対的重みを算定し得るものであり、優先度付けはそのような結果に基づくものであり得る。
更に別の実施例として、重み係数を残余解析システム29によって離散コサイン変換(DCT)残余値に基づいて、算定し得る(又は更に算定し得る)。残余は対象マクロブロックと基準マクロブロックとの間の差異である。したがって、残余が小さいほど、対象マクロブロックと基準マクロブロックとの照合度は近くなり、重みは大きくなる。したがって、残余解析システム29は識別対象マクロブロック各々の残余を検査し得るものであり、各残余の関数(例えば、係数の絶対和又は加重和)を算定し得る。現行マクロブロックの重み係数は更に、例えば、各対象マクロブロックからの残余算定の累積値に基づいて算定し得る。この実施例は本明細書及び特許請求の範囲記載の別の実施例と組み合わせ得るか、該実施例からは別個に用い得る。
例示的実施例では、Bフレームが予測符号化において基準として用いられないため、Bフレームにおけるマクロブロックは最低の重みが割り当てられる。Pフレームにおけるマクロブロックは更に、比較的高い重みが割り当てられ、個々のPフレーム・マクロブロック・データは上記の方法で評価される。最後に、Iフレームにおけるマクロブロックは最高の重みが割り当てられ、この場合もまた、マクロブロック・データは上記の方法に基づいて評価される。
次に図2を参照すれば、Pフレーム・マクロブロックに対する重み値を算定する方法の例を表す。MPEGビデオ・データ32のストリームで、一連のフレーム(P,B,B,P,B,B,P)を有するもの、を表す。上記の方法によって、Pフレーム33にあるマクロブロック・データがその重みについて解析される。特に、現行マクロブロック31が(矢印で表すように)検査されて、該現行マクロブロック31が、先行並びに後続Bフレーム70における対象マクロブロック、及び後続Pフレーム34における対象マクロブロック、の基準マクロブロックとしての役割を果たす頻度を判定する。現行マクロブロック31は(対角線のある正方形として表す)9つの対象マクロブロックの基準マクロブロックとしての役割を果たすことが分かる。対象マクロブロックは隣接フレーム70及び34における16x16ブロック(図示せず)の何れか1つであり得る。現行マクロブロック31と相当する基準マクロブロックとの間に厳密な一致があると仮定すれば、マクロブロックは9の重み値が割り当てられる。したがって、マクロブロック31は、この値に基づいた相対的な優先度で、Pフレーム33における別のマクロブロックと比較したもの、が割り当てられる。この場合には、後続Pフレーム34はPフレーム33に後続することを特筆する。別の場合(図示せず)では、Pフレーム33にIフレームが後続し、その場合には、後続Iフレームは対象マクロブロックについて解析されるものでない。
次に図3を参照すれば、重み値をIフレーム・マクロブロックについて算定する方法の同様な例を表す。この場合には、フレーム38のストリーム(P,B,B,I,B,B,P)を表し、Iフレーム36のマクロブロック・データが解析されてIフレーム36における各マクロブロックの相対的優先度が判定される。この場合もまた、対象マクロブロックが、後続Pフレーム及び隣接Bフレームにおける動きベクトルを検査することによって識別される。この場合には、現行マクロブロックによって予測される対象マクロブロックは8つある。現行マクロブロック35と相当する基準マクロブロックとの間の厳密な一致があると仮定すれば、8の重み値が現行マクロブロック35に割り当てられる。
次に、図4を参照すれば、重み値が、間接解析システム27を利用する別の実施例について、算定される例を表す。特に、フレーム40のストリーム(P,B,B,P,B,B,P)を表し、Pフレーム42におけるマクロブロック・データは相対的優先度を判定するよう解析される。現行マクロブロック41はBフレーム44とPフレーム46との両方における合計5つの対象マクロブロックに対する基準マクロブロックとしての役割を果たすことが分かる。更に、Pフレーム46における対象マクロブロック43は更に、Bフレーム48及びPフレーム50における合計5つの対象マクロブロックの基準マクロブロックとして役割を果たすことが分かる。更に、Pフレーム46における対象マクロブロック43は更に、Bフレーム48及びPフレーム50における計6つの間接対象マクロブロックの「間接」基準マクロブロックとしての役割を果たす。Pフレーム46における別の対象マクロブロックがないと仮定すれば、Pフレーム42の現行マクロブロック41に対する重み値は11となる。図示していないが、計算量の多い一連の間接算定を利用し得る。例えば、Pフレーム50における対象マクロブロックを、該対象マクロブロックが基準マクロブロックなどとしての役割を果たす頻度を判定するよう、更に、検査し得る。
次に図5を参照して、部分的基準ブロックが部分的マクロブロック解析システム25によって考慮される方法の例を表す。特に、フレーム52(例えば、I又はP)は現行マクロブロック54で、重みについて解析されるもの、現行マクロブロック54と厳密には一致しない基準マクロブロック56、及びマクロブロック54と基準マクロブロック56が一致する部分を表す重複部分60を有する。この例では、現行マクロブロック54における画素の25%のみが別のフレームにおける対象マクロブロックの基準マクロブロックとして用いられる。したがって、この特定のマクロブロックに対する重み値が(例えば、25%だけ)縮小されて該重複を補う。
重み係数が判定されれば、トランスコーディング・アルゴリズム20が入力ストリーム10の有効ビットレートを低減するよう1つ又は複数のマクロブロックに選択的に適用し得る。トランスコーディング・アルゴリズム20によって適用されるビット・レート低減量は一般に、マクロブロックに割り当てられる重み係数に反比例するか関連する。したがって、例えば、マクロブロックが高い重み係数を有する場合、マクロブロックにはビット・レート低減はほとんど適用されないか全く適用されない。代替として、マクロブロックが低い重み係数を有する場合、マクロブロックには高い量のビット・レート低減が適用され得る。
マクロブロック毎のビット・レート低減の実際量は更に、所要入力ビット・レート低減量26によってかわってくる。例えば、2メガビット/秒の所要ビット・レート低減量は1メガビット/秒の所要ビット・レート低減量よりも各マクロブロックに対する所要低減量が大きくなる。したがって、各マクロブロックに適用されるビット・レート低減量はマクロブロックに割り当てられる重み係数とMPEG入力ストリーム10をトランスコード化するのに要する所要ビット・レート低減量26との関数になる。
単純な例として、図6に表す4つのマクロブロックの場合を検討する。図6に表すように、マクロブロック82、84、86、88を有する群80が存在する。マクロブロック82は重み係数I=1(比較的低い)が割り当てられたものであり;マクロブロック84は重み係数I=2が割り当てられたものであり;マクロブロック86は重み係数I=3が割り当てられたものであり;マクロブロック88は重み係数I=4(比較的高い)が割り当てられたものである;と仮定する。更に、マクロブロック群80に適用される所要ビット・レート低減量「N」が入力されたものと仮定する。マクロブロック重みに比例する選択的方法でビット・レート低減を実現するよう、トランスコーディング・アルゴリズム20は、該低減の40%をマクロブロック82から来るものにさせ得るものであり;該低減の30%をマクロブロック84から来るものにさせ得るものであり;該低減の20%をマクロブロック86から来るものにさせ得るものであり;該低減の10%をマクロブロック88から来るものにさせ得るものである。明らかに、実際の実施、例えば、群80におけるマクロブロック数、ビット・レート低減率の配分など、は本発明の範囲から逸脱することなく如何なる方法によっても実施し得る。更に、マクロブロック毎のビット・レート低減を割り当てる割合の利用は単に、例示が目的であり、マクロブロックの中でビット・レート低減を割り当てる如何なる機構、測定、又は算定をも利用し得ることを認識するものである。
マクロブロック毎にビット・レート低減量が判定されると、トランスコーディング・アルゴリズム20は該マクロブロック・データが有するDCTブロックを如何なる方法においても、該低減を実現するよう、修正し得る。2つの例示的低減システムで、マクロブロック・データを修正するもの、は:(1)係数廃棄システム22;及び(2)再量子化装置24;である。係数廃棄システム22は高周波係数をマクロブロックから廃棄させて、マクロブロックの、容量、更にはしたがって所要帯域幅、を削減する。再量子化装置24はDCT係数を、例えば、大きな量子化装置によって、再量子化させる。既知のように、該量子化装置が増大される場合、DCT係数の精度、更にはしたがって所要帯域幅、が低減される。
該低減は選択的に適用される(すなわち、大きなビット・レート低減が重みの小さいマクロブロックに適用される)ので、オープン・ループ・トランスコーディングに関するエラー・ドリフトが大いに削減される。特に、基準マクロブロックとして最も頻繁に用いられるマクロブロックは低い量の削減を受けるので、エラー伝播の場合は少なくなる。
本明細書及び特許請求の範囲記載のシステム、機能、機構、方法、及びモジュールはハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにおいて実施し得ることが分かる。それらは本明細書及び特許請求の範囲記載の方法を実施するよう形成された如何なる種類のコンピュータ・システム又は別の装置によっても実施し得る。通常のハードウェアとソフトウェアとの組み合わせは、汎用コンピュータ・システムで、ロードされ、実行された場合、本明細書及び特許請求の範囲記載の方法を実施するように、該コンピュータ・システムを制御するコンピュータ・プログラムを有するもの、である。代替として、特定用途向コンピュータで、本発明の機能的タスクの1つ又は複数を実施する専用ハードウェアを有するもの、を利用し得る。本発明は更に、コンピュータ・プログラム・プロダクトに組み込み得るものであり、該コンピュータ・プログラム・プロダクトは本明細書及び特許請求の範囲記載の方法及び機能の実施を可能にする全ての特徴を有し、コンピュータ・プログラムにロードされた場合に、これらの方法及び機能を実行することが可能である。本明細書及び特許請求の範囲記載の、コンピュータ・プログラム、ソフトウェア・プログラム、プログラム、プログラム・プロダクト、又はソフトウェアは、情報処理機能を有するシステムに特定の機能を、直接か、以下:(a)別の言語、コード又は表記への変換;並びに/若しくは(b)異なる材質形態における再生;の、何れか若しくは両方、の後か、の何れかに、行わせることを意図する命令群の如何なる言語、コード又は表記における、如何なる表現をも表すものである。
本発明の上記好適実施例の上記記載は例示及び説明の目的で示している。それらは網羅的であることを意図するものでも、開示されたまさにその形態に本発明を限定することを意図するものでもなく、明らかに多くの修正及び変形が上記開示内容に鑑みて考えられる。そのような修正及び変形で、当業者に明らかなもの、は添付図面規定の本発明の範囲内に収まることを意図するものである。
本発明によるトランスコーディング・システムを表す図である。 本発明によるPフレーム解析を表す図である。 本発明によるIフレーム解析を表す図である。 本発明による間接解析を表す図である。 本発明による部分的基準ブロック解析を表す図である。 マクロブロック群での低減の例示的割り当てを表す図である。

Claims (19)

  1. 圧縮ビデオ・データのストリームを所要低ビット・レートに変換するシステムであって:
    該ストリームにおけるマクロブロック群各々の重みを判定するシステム;及び
    該マクロブロック群における離散コサイン変換(DCT)ブロックを各マクロブロックの該判定重みに基づいて選択的にビット・レート・トランスコード化するシステム;
    を有することを特徴とするシステム。
  2. 請求項1記載のシステムであって、該選択的にビット・レート・トランスコード化するシステムが更に、所要ビット・レート低減量に基づくものであることを特徴とするシステム。
  3. 請求項1記載のシステムであって、各マクロブロックの該重みが、対象マクロブロックで、該対象マクロブロックに対して該マクロブロック各々が基準マクロブロックとして用いられたもの、の数に基づくものであることを特徴とするシステム。
  4. 請求項3記載のシステムであって、各マクロブロックの該重みが該データのストリームにおける動きベクトルを検査することによって得られることを特徴とするシステム。
  5. 請求項4記載のシステムであって、該選択的にビット・レート・トランスコード化するシステムが低減ビット・レートを、高周波係数を該DCTブロックから該マクロブロックの該重みに基づいて廃棄することによって、実現することを特徴とするシステム。
  6. 請求項5記載のシステムであって、該選択的にビット・レート・トランスコード化するシステムが、重みの大きいマクロブロックの該DCTブロックからの高周波係数を破棄する数が、重みの小さいマクロブロックの該DCTブロックからの高周波係数を破棄する数に対して多いことを特徴とするシステム。
  7. 請求項5記載のシステムであって、特定マクロブロックにおけるDCTブロックから廃棄される高周波係数の数が該特定マクロブロックの重みに反比例することを特徴とするシステム。
  8. 請求項4記載のシステムであって、該選択的にビット・レート・トランスコード化するシステムがビット・レートを特定マクロブロックにおけるDCTブロックからのDCT係数を再量子化することによって低減することを特徴とするシステム。
  9. 請求項8記載のシステムであって、該DCTブロックに適用される再量子化の量が該特定マクロブロックの重みに基づくものであることを特徴とするシステム。
  10. 請求項8記載のシステムであって、小さい重みを有するマクロブロックほど大きな量の再量子化が与えられることを特徴とするシステム。
  11. 請求項1記載のシステムであって、該重みを判定するシステムが:
    Pフレーム解析システム;
    を有し、該Pフレーム解析システムは、先行Bフレーム並びに後続Bフレームからの動きベクトル、及び、後続Pフレームが存在する場合には、該後続Pフレームからの動きベクトル、を検査して、現行Pフレームにおける各マクロブロックが基準マクロブロックとしての役割を果たす頻度を判定することを特徴とするシステム。
  12. 請求項11記載のシステムであって、該重みを判定するシステムが、更に:
    間接解析システム;
    を有し、該間接解析システムは、該後続Pフレームにおいてマクロブロックが別のビデオ・フレームによって参照される頻度を判定することを特徴とするシステム。
  13. 請求項1記載のシステムであって、該重みを判定するシステムが:
    Iフレーム解析システム;
    を有し、該Iフレーム解析システムは、先行Bフレーム並びに後続Bフレームからの動きベクトル、及び、後続Pフレームからの動きベクトル、を検査して、現行Iフレームにおける各マクロブロックが基準マクロブロックとしての役割を果たす頻度を判定することを特徴とするシステム。
  14. 請求項13記載のシステムであって、該重みを判定するシステムが、更に:
    間接解析システム;
    を有し、該間接解析システムは、該後続Pフレームにおける対象マクロブロックが基準マクロブロックとしての役割を果たす頻度を判定することを特徴とするシステム。
  15. 請求項11記載のシステムであって、更に:
    部分的マクロブロック解析システム;
    を有し、該部分的マクロブロック解析システムは、現行マクロブロックと基準マクロブロックとの間の重複を算定し、重み値を該重複に基づいてスケール化することを特徴とするシステム。
  16. 請求項1記載のシステムであって、更に:
    残余解析システム;
    を有し、該残余解析システムは更に、各マクロブロックの該重みを該マクロブロックの複数残余離散コサイン変換(DCT)係数の値に基づいて判定することを特徴とするシステム。
  17. 記録可能媒体上に格納されて、圧縮ビデオ・データのストリームを所要低ビット・レートにビット・レート・トランスコード化する、プログラム・プロダクトであって:
    該ストリームにおけるマクロブロック群各々の重みを判定する手段;及び
    該マクロブロック群が有する離散コサイン変換(DCT)ブロックを選択的に修正してビット・レートを低減する手段;
    を有し、各DCTブロックに対する該修正が該マクロブロックの該判定重みに基づくものであることを特徴とするプログラム・プロダクト。
  18. 圧縮ビデオ・データのストリームを所要低ビット・レートにトランスコード化する方法であって:
    該ストリームにおけるマクロブロック群各々に対する動きベクトルを検査する工程;
    該マクロブロック群各々の重みを該動きベクトルに基づいて判定する工程;及び
    該マクロブロック群における離散コサイン変換(DCT)ブロックを選択的に修正してビット・レートを低減する工程;
    を有し、各DCTブロックに対する該修正が該マクロブロックの該判定重みに基づくものであることを特徴とする方法。
  19. 請求項18記載の方法であって、更に:
    Bフレーム・データに最低の相対的重みを割り当てる工程;
    を有することを特徴とする方法。
JP2004502632A 2002-05-06 2003-04-28 動き情報を用いてmpegトランスコーディングを行うシステム及び方法 Withdrawn JP2005525027A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/139,174 US20030206590A1 (en) 2002-05-06 2002-05-06 MPEG transcoding system and method using motion information
PCT/IB2003/001734 WO2003094527A2 (en) 2002-05-06 2003-04-28 Mpeg transcoding system and method using motion information

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005525027A true JP2005525027A (ja) 2005-08-18
JP2005525027A5 JP2005525027A5 (ja) 2006-06-15

Family

ID=29269521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004502632A Withdrawn JP2005525027A (ja) 2002-05-06 2003-04-28 動き情報を用いてmpegトランスコーディングを行うシステム及び方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20030206590A1 (ja)
EP (1) EP1506678A2 (ja)
JP (1) JP2005525027A (ja)
KR (1) KR20040106480A (ja)
CN (1) CN1653820A (ja)
AU (1) AU2003225491A1 (ja)
WO (1) WO2003094527A2 (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2864865A1 (fr) * 2004-01-07 2005-07-08 Thomson Licensing Sa Procede de codage d'une sequence d'images
CN100375533C (zh) * 2004-03-10 2008-03-12 浙江大学 具有多种转换功能的自适应视频转码网关
FR2875974A1 (fr) * 2004-09-28 2006-03-31 Thomson Licensing Sa Procede et dispositif de codage d'une sequence d'images sources
KR100681252B1 (ko) * 2004-10-02 2007-02-09 삼성전자주식회사 트랜스코딩을 위해 출력 매크로블록 모드와 출력움직임벡터를 추정하는 방법 및 이를 이용한 트랜스코더
CN101009838B (zh) * 2006-01-25 2010-06-16 松下电器产业株式会社 可抑制漂移误差的比特率转换编码方法,转换编码器,及集成电路
KR20080096768A (ko) * 2006-02-06 2008-11-03 톰슨 라이센싱 사용 가능한 움직임 정보를 비디오 인코딩을 위한 움직임추정 예측자로서 재사용하는 방법 및 장치
US8619865B2 (en) 2006-02-16 2013-12-31 Vidyo, Inc. System and method for thinning of scalable video coding bit-streams
AU2007214423C1 (en) * 2006-02-16 2012-03-01 Vidyo, Inc. System and method for thinning of scalable video coding bit-streams
FR2897741B1 (fr) * 2006-02-17 2008-11-07 Canon Kk Procede et dispositif de generation de donnees representatives d'un degre d'importance de blocs de donnees et procede et dispositif de transmission d'une sequence video encodee
EP1978743B1 (en) * 2007-04-02 2020-07-01 Vestel Elektronik Sanayi ve Ticaret A.S. A method and apparatus for transcoding a video signal
US8995522B2 (en) * 2007-04-13 2015-03-31 Apple Inc. Method and system for rate control
US8724698B2 (en) * 2007-04-13 2014-05-13 Apple Inc. Method and system for video rate control
US8507040B2 (en) 2008-05-08 2013-08-13 Air Products And Chemicals, Inc. Binary and ternary metal chalcogenide materials and method of making and using same
US8765223B2 (en) * 2008-05-08 2014-07-01 Air Products And Chemicals, Inc. Binary and ternary metal chalcogenide materials and method of making and using same
JP5064305B2 (ja) * 2008-06-05 2012-10-31 株式会社日立製作所 ビットレート変換装置及び変換方法
US8180166B2 (en) * 2008-09-23 2012-05-15 Mediatek Inc. Transcoding method
FR2933837A1 (fr) * 2008-12-10 2010-01-15 Thomson Licensing Procede de codage, procede et dispositif de transcodage et flux de donnees image codees.
CN101795402B (zh) * 2009-02-04 2012-12-12 华为技术有限公司 宏块的划分方法及装置
US8687685B2 (en) 2009-04-14 2014-04-01 Qualcomm Incorporated Efficient transcoding of B-frames to P-frames
US10015506B2 (en) * 2013-05-20 2018-07-03 Cinova Media Frequency reduction and restoration system and method in video and image compression
US10462477B2 (en) 2015-02-25 2019-10-29 Cinova Media Partial evaluator system and method
US10460700B1 (en) 2015-10-12 2019-10-29 Cinova Media Method and apparatus for improving quality of experience and bandwidth in virtual reality streaming systems
US10944971B1 (en) 2017-05-22 2021-03-09 Cinova Media Method and apparatus for frame accurate field of view switching for virtual reality

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5243419A (en) * 1991-10-31 1993-09-07 At&T Bell Laboratories Soft coding for HDTV
US5726711A (en) * 1993-01-13 1998-03-10 Hitachi America, Ltd. Intra-coded video frame data processing methods and apparatus
US5933567A (en) * 1993-01-13 1999-08-03 Hitachi America, Ltd. Method and apparatus for controlling the position of the heads of a digital video tape recorder during trick play operation and for recording digital data on a tape
US5887115A (en) * 1993-01-13 1999-03-23 Hitachi America, Ltd. Method and apparatus for implementing a video tape recorder for recording digital video signals having either a fixed or variable data transmission rate
US5805762A (en) * 1993-01-13 1998-09-08 Hitachi America, Ltd. Video recording device compatible transmitter
MY129589A (en) * 1997-02-28 2007-04-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motion picture converting apparatus
JP3957937B2 (ja) * 1999-12-21 2007-08-15 キヤノン株式会社 画像処理装置及び方法並びに記憶媒体
JP3496613B2 (ja) * 2000-02-10 2004-02-16 日本電気株式会社 デジタルコンテンツのコピー制御方法及び装置
JP2002223443A (ja) * 2001-01-24 2002-08-09 Yamaha Corp トランスコーディング方法およびトランスコーディング装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040106480A (ko) 2004-12-17
CN1653820A (zh) 2005-08-10
WO2003094527A2 (en) 2003-11-13
AU2003225491A1 (en) 2003-11-17
EP1506678A2 (en) 2005-02-16
WO2003094527A3 (en) 2004-02-05
US20030206590A1 (en) 2003-11-06
AU2003225491A8 (en) 2003-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2005525027A (ja) 動き情報を用いてmpegトランスコーディングを行うシステム及び方法
US7023914B2 (en) Video encoding apparatus and method
JP4602670B2 (ja) Mpeg符号化ビデオのストリームベースのビットレートトランスコーダ
JP4601889B2 (ja) 圧縮ビットストリームを変換するための装置及び方法
KR100756596B1 (ko) 비디오 데이터 부호화 장치 및 비디오 데이터 부호화 방법
US8311095B2 (en) Method and apparatus for transcoding between hybrid video codec bitstreams
RU2313190C2 (ru) Способ и устройство для генерации масштабируемого кодированного видеосигнала из немасштабируемого кодированного видеосигнала
JP2008263660A (ja) 動画像復号装置
JP2004166183A (ja) 動画像符号化装置及び方法、動画像符号化方式変換装置及び方法
KR20000023276A (ko) 프레임 레벨 속도 제어 방법
US20080075164A1 (en) Motion picture encoding apparatus and method
US7373004B2 (en) Apparatus for constant quality rate control in video compression and target bit allocator thereof
KR100601615B1 (ko) 네트워크 대역폭에 적응적인 영상 압축 장치
KR100895270B1 (ko) 다중-우선순위 스트림들을 생성하기 위한 방법 및 시스템
JP2007521740A (ja) 変換ドメイン内のゼロを早期に発見する方法
KR20030014677A (ko) 비디오 코딩 방법 및 대응하는 인코딩 장치
JP2006295449A (ja) レート変換方法及びレート変換装置
JP2004040811A (ja) 動映像符号化のためのdct演算量調節方法及びその装置
US7254176B2 (en) Apparatus for variable bit rate control in video compression and target bit allocator thereof
JP2005012249A (ja) 画像処理装置および画像処理方法、情報処理装置、記録媒体、並びに、プログラム
JP4586340B2 (ja) 符号化装置、および、符号化方法、並びに、プログラム
JP3963296B2 (ja) 動画像の伝送レート変換装置
KR100335436B1 (ko) 양자화 스텝 사이즈 결정 방법_
JP2003264839A (ja) 符号化動画像データのビットレート変換装置
JP5276957B2 (ja) 動画像符号化方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060425

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060425

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20070731