JP2628618B2 - スケーリング可能ディジタル・ビデオ解凍 - Google Patents

スケーリング可能ディジタル・ビデオ解凍

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JP2628618B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はデータ処理システム上で
ビデオ・セグメントを再生するためのビデオ・データの
解凍(圧縮解除)に関する。さらに詳細には、本発明はビ
デオ・データを解凍すると同時に再生プラットフォーム
によるビデオ・セグメントの再生のためのディスプレイ
出力解像度及びカラー深度のスケーリングを可能にする
システム及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオ信号は一連のフレームを含んでい
る。これらのフレームは所与の最小フレーム速度(例え
ばパーソナル・コンピュータで毎秒15乃至30フレーム)
で表示された場合、人間の観測者に対してモーションを
シミュレートする。パーソナル・コンピュータ・システ
ムではビデオ・イメージの各フレームがピクチャ要素即
ち「画素」のマトリックスを含んでいる。一般的なイメ
ージ・マトリックスは320列×240行の画素を有する。画
素とは、輝度を割り当てることができ、カラー・ビデオ
では色を割り当てることができるピクチャの最小単位で
ある。使用するデータ・フォーマットに応じて3バイト
程度のデータを使用して1つの画素の視覚情報を定義す
ることができる。フレーム全体のすべての画素の画素ご
とのカラー記述には、200Kバイトを上回るデータが必要
になることがある。イメージの空間解像度は画素の数を
増やせば増大する。
【０００３】ビデオ・セグメントを表示するには、その
ような全フレームを毎秒30フレームのフレーム速度で置
き換える場合、コンピュータは毎秒27Mバイトものデー
タを記憶域から回復しビデオ・メモリに書き込まねばな
らないことがある。現代の大容量データ記憶装置にはそ
のような量のデータを通過させるのに必要な帯域幅及び
直接記憶された数分間分のディジタル・データ情報を保
持するための記憶容量を併せもつものはほとんどない。
本明細書では、帯域幅とは補助記憶装置から回復できる
単位時間当たりのデータの量を意味する。リアルタイム
での再生のためにビデオ・セグメントを記憶し回復する
際に補助記憶装置を収容すると共にシステム・バス上の
トラフィックを削減するためにデータ圧縮を使用する。
【０００４】データ圧縮によりイメージ・セグメント又
はビデオ・セグメントを全フレーム再生に必要なよりも
大幅に少ないデータ・バイト数で伝送し記憶することが
できる。データ圧縮はディジタル化ビデオ・セグメント
中の各フレーム間の冗長情報を除去すること(時間的圧
縮)又は個々のフレーム中の各画素間の冗長情報を除去
すること(空間的圧縮)に基づいている。また、圧縮では
画素のブロック上のカラーを平均化しながら輝度の詳細
を維持することによって色の細部よりも輝度の細部に敏
感な人間の知覚力を利用することができる。
【０００５】フレーム差分圧縮方式は数瞬間離れて記録
された同じシーンのディジタル・ビデオ・フレーム間に
存在する時間冗長性を活用する。これによって各フレー
ムをコード化するのに必要なデータが減少する。一連の
ディジタル・モーション・ビデオ・フレームにおける2
つの連続フレームを領域ごとに比較する。比較プロセス
によって2つの対応する領域が同じかそれとも異なるか
を判定する。各領域のサイズ及び位置並びに比較の性質
は本発明の範囲外である。
【０００６】時間冗長性が存在する場合、1つのフレー
ムが必然的に別のフレームより後の時点を表す。フレー
ムの視野が変更されず、期間N−1におけるフレーム中の
領域がすでに分かっているならば、期間Nにおけるフレ
ームの領域はコード化も記憶も行う必要はない。変更が
発生したときは後のフレームの変更された領域をコード
化して記憶する必要がある。2つのフレームの各領域を
比較し後の期間の変更された領域をコード化して記憶し
た後、プロセスは次のフレーム対に進む。再生中、解凍
プロセスによって各期間の記憶された情報がコード化プ
ロセスとは論理的に逆のプロセスを使用してディスプレ
イ・メモリの現状態に追加される。これを条件付き補充
と呼ぶ。
【０００７】ディジタル・モーション・ビデオに時間冗
長性がほとんどないとき、この方式は失敗する。しか
し、毎秒30フレームで撮影された花の成長のモーション
・ビデオのシーケンスでは、フレームは大量の時間冗長
性を含みフレーム差分を使用してうまく圧縮される。同
様に、移動カメラを介して記録されたシーケンスは冗長
性をほとんど含まずモーション圧縮アルゴリズムを使用
しないと仮定した場合うまく圧縮されない。
【０００８】圧縮によってパーソナル・コンピュータ上
でのビデオ・セグメントの記憶及び再生が可能になる
が、関与するデータの量及びシステム中央プロセッサに
課される計算負荷のために多数の現代のパーソナル・コ
ンピュータ、特にインテル8086/88ファミリのマイクロ
プロセッサに基づくロー・エンド・コンピュータの容量
では依然として負担が大きい。アプリケーションのマル
チタスキング用に設計され、高度なビデオ・アダプタを
もつ大容量コンピュータは2つ以上のビデオ・セグメン
トを同時に再生する必要がない限りビデオ・セグメント
の時間処理が容易である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】異なる容量のコンピュ
ータ間で解凍されたデータの移植性を提供する方法はデ
ィスプレイ出力解像度及びカラー深度のスケーリング機
能を導入することである。ディスプレイ出力解像度スケ
ーリング機能は再生プラットフォームでディスプレイ出
力イメージ中の画素の数即ちディスプレイ出力解像度を
変更することを可能にする。一般的なディスプレイ出力
解像度は320×240画素のマトリックスである。他のディ
スプレイ出力解像度には640×480画素及び160×120画素
がある。ディジタル・ビデオ・システムにおいて、カラ
ー深度とはカラーを表現するために用いられる解像度を
指す。即ちこれはカラーを表すために用いられるビット
数を指す。例えば、カラー深度8のシステムでは256色の
カラーを表現できる。カラー深度スケーリングは表示さ
れるカラーのシェードの数を減少(又は増加)させるため
に使用される。再生プラットフォーム自体によってその
ようなスケーリングをサポートするように設定された圧
縮ビデオ・セグメントの認識及び復号に移植可能プロセ
スが利用できるならばそのようなスケーリングの使用が
改善される。
【００１０】ディスプレイ出力解像度及びカラー深度の
スケーリングをサポートするために3つの方法が使用さ
れている。3つの技法はすべて伝送チャネル・アプリケ
ーションで使用することを目的としている。これらのア
プリケーションでは圧縮されたビデオ情報を漸進的に伝
送して再構築することができる。
【００１１】1つの技法ではイメージ階層を使用する。
ビデオ・セグメントの各フレームを複数の空間解像度で
圧縮する。各レベルは1レベル高い解像度レベルの2×2
画素領域をサブサンプリングして得られた互いに異なる
圧縮レベルを表す。基本解像度レベルは生データ・フレ
ームと同じである。ディスプレイ出力解像度スケーリン
グは解凍プラットフォームで特定の解像度レベルを選択
することによって得られる。フレーム間の時間差分圧縮
がやはり行われるが、低い解像度レベルを選択すればロ
ー・エンド・コンピュータでもストリームを解凍するこ
とができる。
【００１２】当技術分野で周知の第2の技法はビット・
プレーン・スケーリング機能と呼ばれる。この場合、カ
ラー情報のビット・プレーンを個別にコード化すること
によってビデオ・セグメント中の各フレームを圧縮す
る。各ビット・プレーンは原イメージ・フレームと同じ
空間解像度をもつ。各圧縮ビデオ・フレームは最上位ビ
ット(MSB)プレーンから最下位ビット(LSB)プレーンへと
編成される。各フレームの圧縮された上位ビット・プレ
ーンを解凍して表示するだけでカラー・スケーリング機
能が得られる。
【００１３】当技術分野で周知の第3の技法はサブバン
ド・コード化と呼ばれる。サブバンド・コード化ではイ
メージを異なる周波数帯域に分解し生成された各帯域の
空間解像度をダウンサンプリングし各周波数サブバンド
を適切な圧縮技術で独立に圧縮(例えばベクトル量子化)
する。圧縮された低域周波数帯域をロー・エンド・コン
ピュータで解凍し、アップサンプリングし、表示して漸
次ハイ・エンドのコンピュータを用いて漸次高域周波数
帯域を復号するだけでスケーリング機能が得られる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は一連のフレーム
を含むビデオ・セグメントを解凍するためのシステム及
び方法を提供する。再生プラットフォーム上で再生時に
行われるディスプレイ出力解像度及びカラー深度の選択
されたスケーリングはこのプロセスによって簡単にな
る。フレーム・ヘッダは複数の空間解像度及びカラー深
度でのフレームの解凍の複雑度を示すことができる。こ
れにより解凍機構はディスプレイ出力解像度用に1つの
スケールをまたカラー深度用に別のスケールを選択する
ことができる。解凍は圧縮ビデオ・ストリームから複数
の基本ユニット内にフレームを取り出すことによって進
行する。基本ユニットとは解凍すべきフレーム内の互い
に重畳しないように配列された長方形領域を指す。基本
ユニットは無変更タイプ、均質タイプ、パターン・タイ
プ及び所定パターン・タイプを含むディスプレイ・タイ
プによって特徴付けられる。無変更タイプの基本ユニッ
トが取り出された場合、ディスプレイ・バッファの出力
ポインタがディスプレイ出力解像度スケールでスケーリ
ングされた1基本ユニット分だけ動かされる。均質タイ
プの基本ユニットが取り出された場合、圧縮ビデオ・ス
トリームから取り出したカラーがディスプレイ出力解像
度スケールでスケーリングされた基本ユニットに対応す
るディスプレイ・バッファ中の領域に適用される。
【００１５】所定パターン・タイプの基本ユニットが取
り出された場合、パターン・テーブル中のパターンが圧
縮ビデオ・セグメントからインデックスを使って取り出
される。パターン用の2つのカラーも取り出されパター
ンに適用される。その結果がディスプレイ出力解像度ス
ケールでスケーリングされた基本ユニットに対応するデ
ィスプレイ・バッファ中の領域に書き込まれる。パター
ン・タイプの基本ユニットが取り出された場合、パター
ンが圧縮ビデオ・ストリームから取り出される。2つの
カラーが取り出されてパターンに適用され、結果がディ
スプレイ出力解像度スケールでスケーリングされた基本
ユニットに対応するディスプレイ・バッファ中の領域に
書き込まれる。
【００１６】
【実施例】図面、特に図1を参照すると、本発明の方法
に従って使用されるパーソナル・コンピュータ・システ
ム10が図示されている。パーソナル・コンピュータ・シ
ステム10はコンピュータ12を含み、IBMパーソナル・シ
ステム/2又は同様なシステムを使用して提供することが
好ましい。パーソナル・コンピュータ・システム10は一
般にビデオ・ディスプレイ14及びケーブル18によってコ
ンピュータ12と接続されたキーボード16を含む。ビデオ
・ディスプレイ14及びキーボード16はコンピュータ12へ
のユーザ入力を可能にしビデオ・セグメント20などのユ
ーザが知覚可能なメッセージを提供するために使用され
る。
【００１７】図2はパーソナル・コンピュータ・システ
ム10のブロック図である。コンピュータ・システム10は
その構成要素間でデータをやり取りするためのシステム
・バス22をベースとしている。システム・バス22に接続
された構成要素には中央演算処理装置(CPU)24がある。
中央演算処理装置24はインテル8086/88又はそれよりも
強力なマイクロプロセッサをベースとすることができ
る。CPU24はシステム・メモリ26に記憶されたプログラ
ムを実行し、システム・メモリ26に記憶されたデータを
処理する。ビデオ・セグメントはコンパクト・ディスク
読取り専用メモリ(CD-ROM)28上に圧縮した形で記憶する
ことができる。コンパクト・ディスク読取り専用メモリ
28はシステム・バス22に接続されたデバイス・コントロ
ーラ30を介してCPU24からアクセスされる。パーソナル
・コンピュータ・システム10の能力に応じてCD-ROM28上
に記憶されたビデオ・セグメントのフレームをシステム
・メモリ26に転送してCPU24で解凍し又はディスプレイ
・アダプタ32中のビデオ・バッファ36に転送して、ディ
スプレイ・アダプタ・コントローラ34でデータを解凍す
ることができる。システムに応じてビデオ・バッファ36
が利用可能なこともそうでないこともある。そのような
ビデオ・バッファのないロー・エンド・コンピュータで
はCPU24及びシステム・メモリ26を介してビデオ・セグ
メントを取り出し解凍する必要がある。従ってビデオ・
データはシステム・メモリ26又はビデオ・バッファ36か
らディスプレイ14上に表示することができる。
【００１８】図3は本発明の第1の実施例及び第2の実施
例によって復号される圧縮されたビデオ・データ・スト
リーム38用のプロトコルを示す。圧縮中、生ビデオ・シ
ーケンスの各フレームを基本ユニット(EU)と呼ばれる複
数の互いに重畳しない連続した長方形領域44、46、48、
50に分解することによって分析する。各基本ユニットは
X列×Y行の画素から成るマトリックスである。通常基本
ユニットはフレームの画素の4×4マトリックスである。
解凍プラットフォームは各フレームをそのような基本ユ
ニットのマトリックスとして扱う。コンピュータの能力
即ち圧縮ビデオ・セグメントの解凍に利用可能な1秒当
たりの命令の数に応じてコンピュータは圧縮ビデオ・ク
リップの基本ユニットからビデオ・フレームを再構築す
るための適切なスケーリング係数を選択する。解凍機構
は基本ユニットをロー・エンド・コンピュータでは小さ
なサイズにスケーリングする必要があり、ハイ・エンド
・コンピュータの場合は大きなサイズが使用可能であ
る。一般にビデオ・セグメント中のすべてのフレームを
解凍するのに同じスケーリング係数を使用する。しか
し、ビデオ・セグメント中の各フレーム又は連続するフ
レームの各組はそのフレーム又はフレームの組を複数の
ディスプレイ出力解像度又はカラー深度で解凍するのに
必要な動作の数を示す情報を含むことができる。この情
報はフレーム・ヘッダ40で利用可能になる。この情報が
利用可能なとき、解凍機構は一定のフレームのビデオ品
質がより高くなるようにスケーリング係数を適応的に変
更することができる。フレーム・ヘッダはまたフレーム
のサイズ及びフレーム・ヘッダに続く圧縮情報ブロック
中のバイト数に関する情報を含むことができる。
【００１９】ビデオ・セグメントが320×240画素で圧縮
されており、これを640×480画素又はその他のレベルで
表示したい場合、スケーリング用の適切なパラメータは
一連のフレームの解凍中に1回計算される。基本ユニッ
トのパラメータはフレーム又はセグメントごとに1回修
正される。
【００２０】1実施例では、各基本ユニットが無変更タ
イプ、均質タイプ、パターン・タイプ、所定パターン・
タイプの4つのタイプの1つに対応する。各基本ユニット
のタイプは圧縮されたビデオ・ストリーム中で指定され
る。本発明のすべての実施例でこれら4つのタイプの基
本ユニットが使用可能であり、他のタイプを追加するこ
とができる。再生プラットフォームはリアルタイム再生
中に各基本ユニットのサイズを調整するのに必要な計算
が不要になる又は最小になるように適切なスケーリング
に最適化される。
【００２１】本発明の各実施例では、基本ユニットの位
置を次の2つの方法のうちの1つで指定する。ストリーム
38のプロトコルでは、基本ユニットが(1) X方向に複数
の行に沿って順次発生する又は(2)基本ユニットの2×2
マトリックスの四分セクションとして発生する4つ組と
して編成される。この場合、最終出力ディスプレイにお
ける位置がストリーム38中の位置によって判定される。
フレーム・ヘッダ40の後に4つ組基本ユニット・グルー
プを定義するバイト・ヘッダ42が続く。バイト・ヘッダ
42は4つのダイアド44、46、48、50を含む。各ダイアド
は0乃至3の範囲の4つの値の1つに設定することができ
る。各値はそれぞれプロトコルで使用可能な基本ユニッ
トの4つのディスプレイ・タイプの1つに対応する。図で
はダイアドの下にある2進表現の数字で示されるよう
に、ダイアド44は0に、ダイアド46は1に、ダイアド48は
2に、ダイアド50は3に設定されている。シーケンス中の
ダイアドの位置は規約によって最終的なディスプレイ・
フィールド中の基本ユニットの位置にリンクされる。無
変更タイプの基本ユニットではストリーム38中にビデオ
・データを必要とせず、従って何も供給されない。従っ
てストリーム38中のデータ・ブロックがダイアド44に対
応しない。無変更タイプの基本ユニットのスケーリング
機能はスケーリングされた基本ユニットをスキップする
ことによって得られる。ストリーム38がイントラフレー
ムに使用される場合、値0のダイアドはない。イントラ
フレームとは時間的に圧縮されるのではなく空間的に圧
縮されたフレームである。イントラフレームは通常シー
ンを変更する際に発生する。
【００２２】ダイアド46は値1をもつ。値1はこのダイア
ドが均質タイプの基本ユニットに対応することを示す。
均質タイプの基本ユニットは単一のカラー値を特徴とす
る基本ユニットである。均質タイプの基本ユニットのス
ケーリング機能は出力ディスプレイ・フレーム中のスケ
ーリングされたサイズの基本ユニットの上に指定された
色を表示することによって達成される。ダイアド46の色
を指定する必要があるので、ストリーム38からのカラー
・ブロック52はダイアド46用の色を含む。色は、RGB8、R
GB16、RGB24フォーマット又はYUV16もしくはYUV24フォ
ーマットとしてコード化することができる。ダイアド48
は4つ組の第3の基本ユニットに対応し、所定パターン・
タイプの基本ユニットに対応する値2に設定されてい
る。ダイアドに値2が発生すると、再生プラットフォー
ムはストリーム38から次のブロックを回復する。このブ
ロックは解凍機構にアクセス可能なメモリ中に常駐する
所定パターン・テーブル56へのインデックス・ブロック
54となる。パターン・テーブル56は複数のビット・マッ
プを含んでいる。各パターン中のビット・マップは圧縮
時に使用されるスケーリングされたバージョンの基本ユ
ニットを表す。ビット・マップはそのパターン用に定義
された第1及び第2の色に対応する1及び0のパターンをも
つ。再生プラットフォームはカラー・ブロック58及び60
からそれらの色を回復しそれらの色をそれぞれパターン
・テーブル56から回復されたパターン中の値1のビット
及び値0のビットに適用する。所定パターン・タイプの
基本ユニットのスケーリングは各2進パターンのサイズ
が再構築されたフレーム中の基本ユニットのスケールの
サイズに等しいという条件を満たすパターン・テーブル
のバージョンを再生プラットフォームが呼び出すことに
よって実現される。基本ユニットを単一画素(即ち1×1
領域)にスケール・ダウンする場合、解凍機構はそのパ
ターンに対して指定された2つの色を平均化する。
【００２３】第4のダイアド50は3に設定される。値3は
基本ユニットがパターン・タイプであり、圧縮ストリー
ム38中にパターン・ブロックをもつことを示す。再生プ
ラットフォームはパターン・ブロック62を圧縮ストリー
ム38並びに2つのカラー・ブロック64及び66からスケー
リングされた出力基本ユニットの出力値として回復す
る。パターン・ブロック62の2進パターンは基本ユニッ
トのラスタ走査の順序に並べられる。
【００２４】パターン・タイプの基本ユニットは解凍機
構がスケーリングを行う際の最大計算負荷を表す。さら
に広い範囲のスケーリング機能を可能にするには、圧縮
ビデオ・セグメント中でのパターン・タイプの基本ユニ
ットの使用を省略又は制限する。パターン・タイプの基
本ユニットの数を制限する場合、パターン・タイプの基
本ユニットのスケーリング機能は次の条件を満たすスケ
ーリング係数で2進パターンをスケーリングすることに
よって達成される。(1)基本ユニットの平均カラーが指
定されたカラー値を修正せずにできるだけ厳密に保存さ
れる。(2)スケーリング前の2進パターンの傾斜の方向が
スケーリング後もできるだけ厳密に保存される。これら
の条件は本質的にパターン上の0及び1の比率をできるだ
け厳密に保存し、パターン上の0及び1の相対位置をでき
るだけ厳密に保存することを求めるものである。傾斜方
向はパターン中の2進値の下から上への変化のパターン
中の2進値の左から右への変化に対するアークタンジェ
ントによって指定される角度として定義される。傾斜方
向は垂直変化については、パターンの上半分の2進値の
合計から下半分の2進値の合計を引いた値として算出さ
れる。同様に、水平変化は右半分の2進値の合計から左
半分の2進値の合計を引いた値として算出できる。カラ
ー深度のスケーリングはカラー値を8ビットのパレット
化値ではなく16ビットのカラー値として記憶することに
よって得られる。コンピュータ再生プラットフォームの
ディスプレイ・アダプタが異なる16ビット・カラー・フ
ォーマットを必要とする場合、ルックアップ・テーブル
を使って変換が行われる。コンピュータ再生プラットフ
ォームのディスプレイ・アダプタがパレットへの8ビッ
トのインデックスを必要とする場合は1組の事前計算さ
れたルックアップ・テーブルによって行われる。
【００２５】パターン・テーブル56の数が制限されてい
る場合、テーブルへのある種のインデックスをエスケー
プ・コードとして指定することができる。バイト・ヘッ
ダ68に続くインデックス・ブロックの位置にエスケープ
・コード70が発生することが示されている。フォーマッ
トによってはバイト・ヘッダ68がエスケープ・コードを
示す8ビット値をもつこともできる。そのようなエスケ
ープ・コードは無変更タイプの基本ユニット又は均質タ
イプの基本ユニットのラン・レングスを含むものの数を
示すことができる。 エスケープ・コード・ブロックの
後に補助ラン・レングス・ブロック72を設けることがで
きる。
【００２６】本発明の第1の実施例による復号プロセス
を図4に示す。このプロセスはステップ74で開始され、
フレームが解凍を必要とするかどうか判定する。フレー
ムが存在しない場合、プロセスはN0分岐をとって終了す
る。ストリームに解凍すべきフレームが存在する場合、
ステップ76を実行してフレーム用のヘッダ情報を取り出
す。前述のようにそのようなヘッダ情報はフレームを解
凍に必要な命令ステップの数を示すことができ、それに
よって再生プラットフォームがどのスケーリング係数を
使うかを判定できるようにする。次にステップ78で1群
の連続する基本ユニット用のバイト・ヘッダを取り出
す。各バイト・ヘッダはそれぞれ連続するグループの基
本ユニットの1つに対応する4つのダイアドを含む。ステ
ップ80で次の(又は第1の)ダイアドを均質タイプの基本
ユニットに予約された値と比較する。均質値が示される
場合、YES分岐をとってステップ82に進み、圧縮データ
・ストリームからカラー・ブロックを取り出す。このブ
ロックはカラー・フォーマットに応じて1バイト、2バイ
ト又は3バイトのデータから構成することができる。ス
テップ84でそのカラーを解凍プロセスのためにカラー深
度にスケーリングする。カラーをスケーリングする単純
な方法は各カラー指定の最下位ビットを切り取ることで
ある。ステップ86でスケーリングされたカラー情報を出
力ビデオ・フレームに基本ユニットの所定のスケーリン
グされたサイズの上に書き込む。次に、ステップ88で最
後に調べたダイアドがバイト・ヘッダ中の最後のダイア
ドであったかどうか判定する。最後のダイアドでなかっ
た場合はステップ80に戻る。最後のダイアドであった場
合は、ステップ90に進み、フレームの終りに達したかど
うか判定する。フレームの終りに達していない場合はス
テップ78に戻る。フレームの終りに達した場合はステッ
プ74に戻って別のフレームを解凍する必要があるかどう
か判定する。
【００２７】ダイアドが均質タイプの基本ユニットに予
約された値以外の値に設定されている場合、ステップ80
からN0分岐をとってステップ83に進み、ダイアド値を所
定パターンに予約された値と比較する。所定パターンが
示される場合、ステップ83からYES分岐をとってステッ
プ85に進み、圧縮ビデオ・データからインデックス・バ
イトを取り出す。ステップ87でインデックス・バイトの
値をエスケープ・コード用に予約されたコードと比較す
る。エスケープ・コードが存在しない場合、ステップ89
を実行してインデックス・バイトの値をスケーリングさ
れたパターンを含むパターン・テーブルのアドレスとし
て使用する。次に、圧縮ストリームから後続の2つのカ
ラー・ブロックを取り出し使用中のカラー深度にスケー
リングする。ステップ92でパターン・テーブルから取り
出したパターンにカラーを適用し、結果をビデオ・フレ
ームに記憶する。再度ステップ88に進み、さらに必要に
応じて90に進み、バイト・ヘッダ中の最後のダイアドが
検査されたかどうか及びフレームの終り条件に達したか
どうかを判定する。
【００２８】ステップ87に戻って、エスケープ・コード
が存在していた場合、YES分岐をとってステップ94に進
み、以下で図5に関連して説明するエスケープ・コード
処理ルーチンを呼び出す。処理後ステップ94に戻ってス
テップ88及び90を実行する。
【００２９】ダイアド値が均質タイプの基本ユニットの
値にも所定パターン・タイプの値にも一致しない場合、
ステップ80又は83からN0分岐をとってステップ96に進
み、ダイアド値がパターン用に予約された値と一致する
かどうか判定する。一致する場合、データ・ストリーム
中のパターン・ブロックからパターンを取り出し、次に
これを出力ビデオ・フレームの解像度用にスケーリング
する。さらに進んで、前述の場合と同様にステップ91及
び92を実行する。ダイアドの値がパターンを示すために
使用される値と一致しない場合、ステップ96からN0分岐
をとってステップ100に進む。これはダイアド値が無変
更タイプの基本ユニットの発生を示す場合に生じる。ス
テップ100でビデオ・フレームへの出力ポインタを出力
ビデオ・フレーム中で基本ユニットのスケール分だけ移
動する。言い換えると、スケーリングされた基本ユニッ
トがスキップされ、従ってビデオ・フレーム中の対応す
る位置にある値はどんなものでも変更されないままとな
る。次にステップ88及び90に進み、そのダイアドがバイ
ト・ヘッダ中の最後のダイアドであったかどうか及びフ
レームの終り条件が発生したかどうかを判定する。
【００３０】また、ステップ80、83、96、100のシーケ
ンスを最も確率の高い基本ユニット・タイプから最も確
率の低い基本ユニット・タイプに向う順序にして解凍機
構を最適化できることに留意されたい。例えば、図4で
は高度の時間冗長性が予想されるとき、ダイアドが無変
更タイプの基本ユニットに設定されているかどうかを最
初に検査することも可能である。
【００３１】図5はエスケープ・コード用のブロック94
の特殊処理に対応するサブプロセスを示す。プロセスは
ステップ102から開始し、コードがフレーム中の無変更
タイプの基本ユニットのランを示しているかどうか判定
する。YESの場合、ビデオ・バッファへの出力ポインタ
を対応する基本ユニット数だけ移動する。選択されたエ
スケープ・コードは圧縮ストリーム中の次のバイトが均
質タイプの基本ユニット又は無変更タイプの基本ユニッ
トのラン・レングス中の基本ユニットの数のカウントを
継続することを示す。解凍機構はラン・レングス中の基
本ユニットの数が判定された後に均質タイプの基本ユニ
ットのラン・レングス用の単一カラー値が発生するもの
と予想する。エスケープ・コード値が無変更タイプの基
本ユニットのランを指定するために予約された値と一致
しなかった場合、ステップ102からN0分岐をとってステ
ップ106に進み、均質タイプの基本ユニットのラン・レ
ングスが指定されているかどうか判定する。ステップ10
6からYES分岐をとってステップ108に進むと、カラーを
取り出し再生プラットフォームによって判定された深度
にスケーリングする。ステップ114でカラーをビデオ・
バッファ中のビデオ・フレームにスケーリング済みのサ
イズの基本ユニットの上に書き込み、処理が完了する。
ステップ106のN0分岐をとると、ステップ110に進む。ス
テップ110で2つのカラーを取り出し、それらのカラーを
深度にスケーリングし、それらのカラーを象限ごとに基
本ユニットに適用する。ステップ110は実際にパターン
を指定する方法の代りに使用される。
【００３２】また、インデックス・バイトが4つ組セッ
トの1番右側の基本ユニットにおける所定パターン・タ
イプの基本ユニットの非定型コード化を指定するために
予約されることにも留意されたい。非定型のコード化さ
れた所定パターン・タイプの基本ユニットのフォーマッ
トはコード化された4つ組セットのバイト・ヘッダ中の
対応するダイアド及びラン・レングス・エスケープ・コ
ード・バイトによって指定される。エスケープ・コード
値が16進ＦＦHEXである場合、ストリーム38からの次の
バイトがラン・レングス中の基本ユニットの数のカウン
トを継続することを示す。基本ユニットのラン・レング
スのカラー値がストリーム38から読み取られた後そのす
ぐ後の情報はパターン・テーブルへのインデックス・バ
イト値である現4つ組セットの1番右側の基本ユニットの
指定に関するものであり、この情報の後にこのパターン
の2つのカラー値が続く。
【００３３】カラー・ビデオ・グラフィクスのカラー情
報及び輝度情報は様々なRGB(赤、緑及び青)フォーマッ
ト又はYUVフォーマット(輝度及び2つの色差値)を使用し
てコード化される。均質タイプの基本ユニットのカラー
値をYUV24を使用して指定する場合、所定パターン・タ
イプの基本ユニット又はパターン・タイプの基本ユニッ
ト用の2つのカラー値は第1の輝度値情報用の8ビット、
第2の輝度値用の8ビット及び2つの色差値それぞれ用の8
ビットを使用して指定する。これによってRGBフォーマ
ットを上回る圧縮を得ることができる。
【００３４】パターン・タイプの基本ユニット及び所定
パターン・タイプの基本ユニットの指定はバイト・ヘッ
ダのダイアド中の同じ値で表すことができる。別個の値
を使用して所定パターン・タイプの基本ユニット及びパ
ターン・タイプの基本ユニットを指定するのでなく単一
の値を使用して両方のタイプの基本ユニットを指定する
ことが可能である。そのような場合、第5のタイプの基
本ユニットを指定するための値が解放される。さらに、
所定パターン・タイプの基本ユニット及びパターン・タ
イプの基本ユニットの区別は所定パターンのインデック
ス・バイトの第1ビットを0に拘束し、パターン・タイプ
の基本ユニット情報の2進パターンの第1ビットを1に拘
束することによって行われる。この場合、パターン・テ
ーブルは128個の所定の2進パターンに限定される。ビデ
オ圧縮時には、パターン・タイプの基本ユニットの2進
パターンの第1ビットを検査する。パターン・タイプの
基本ユニットの第1の値は2進パターン中の0のビットに
関連しており、第2のカラー値は2進パターンの1のビッ
トと関連しているので、圧縮時には次の手順が実行され
る。即ちパターンの第1ビットの値が0の場合、2進パタ
ーンは否定され、カラー値の順序がスワップされる。
【００３５】図6、7、及び8はビデオ・ストリーム定義
に大きな長方形領域の北西、北東、南西及び南東の基本
ユニットから成る親基本ユニットが含まれる論理プロセ
スを示す。コード化されたビデオ・フレームのフォーマ
ットはフレーム中に一連の重畳しない親基本ユニットが
すべて含まれ、各基本ユニットが後述のようにコード化
され、ビデオ・フレーム中の親基本ユニットの格子のラ
スタ走査の順序に並べられるというものである。通常基
本ユニットは4×4画素に等しい。従って、親基本ユニッ
トは8×8画素である。コード化された親基本ユニットは
対応する親基本ユニットがどのようにコード化されたか
又は親基本ユニットを形成する4×4画素に等しいサイズ
の4つの基本ユニットのそれぞれがどのようにコード化
されたかを指定するバイト・ヘッダ及びそれぞれに続く
コード化された親基本ユニット又は北西、北東、南西、
南東の順序に並べられた4つのコード化された基本ユニ
ットから構成されている。
【００３６】親基本ユニットを4×4画素に等しいサイズ
の4つの基本ユニットとしてコード化するときは、親基
本ユニット用のバイト・ヘッダは4つのダイアドから構
成される。これらのダイアドは上記と同じ順序で基本ユ
ニットのタイプを指定する。ダイアド値は無変更タイプ
の基本ユニットを示す0、均質タイプの基本ユニットを
示す1、パターン・タイプの基本ユニット(所定パターン
・タイプの基本ユニット又はパターン・タイプの基本ユ
ニット)を示す2、サブサンプリングされた4×4領域を示
す3とすることができる。コード化されサブサンプリン
グされた4×4基本ユニットはバイト・ヘッダ中の対応す
るダイアド及び4つのカラー値で指定される。サブサン
プリングされた基本ユニットでは、基本ユニット中の各
2×2画素領域に1つのカラー値が適用される。スケーリ
ング機能は2×2画素領域のスケーリングされたサイズの
上に指定された各カラーを重ねて表示することによって
得られる。
【００３７】ビデオ圧縮プロセスでは、サブサンプリン
グされた4×4基本ユニット及びパターン化された基本ユ
ニットが同じ親ユニットに入るようにビデオ・クリップ
が圧縮されることはない。従って、そのような発生の結
果として、ダイアド・コード2がダイアド・コード3と同
じバイト・ヘッダ中に出現することはない。その代わ
り、そのような発生は親基本ユニットが8×8コード化領
域としてコード化されたか又は行の終り、フレームの終
り、均質タイプの親基本ユニットのラン・レングスもし
くは無変更タイプの親基本ユニットのラン・レングスを
示すエスケープ・コードが発生したことを示す。バイト
・ヘッダの4つのダイアド内で任意の順序での値2及び値
3の組合せでこれらの特殊動作の1つを指定することがで
きる。これはロー・エンド再生プラットフォームでリア
ルタイムのビデオ解凍及び再生に使用される。バイト・
ヘッダの各構成ごとに256個の最適化されたルーチンを
提供すると、ビデオ解凍機構が値2及び3の可能なあらゆ
る組合せについてバイト・ヘッダを検査する必要はなく
なり、その代わりにバイト・ヘッダ値を対応する最適化
されたルーチンのアドレスとして使用する。
【００３８】8×8領域としてコード化された親基本ユニ
ットは2に等しい少なくとも1つのダイアド及び3に等し
い別のダイアドを含むバイト・ヘッダから構成される。
ユニットが均質タイプの親基本ユニットである場合、バ
イト・ヘッダの後に単一のカラー値が続く。所定パター
ン・タイプの親基本ユニットである親基本ユニットは対
応する最適化されたルーチンの一部として含まれる特定
の所定パターンを固有に指定するバイト・ヘッダによっ
て指定され、このバイト・ヘッダの後にパターン用の第
1のカラー値及びパターン用の第2のカラー値が続く。パ
ターン化親基本ユニットである親基本ユニットは北西、
北東、南西、南東のシーケンスの順序に並べられた8×8
2進パターンのバイト・ヘッダによって指定される。
各象限はその象限のラスタ走査の順序に並べられ、その
後にパターン用の第1のカラー値及びパターン用の第2の
カラー値が続く。
【００３９】解凍プロセスは図6のステップ120で開始さ
れ、ビデオ情報のフレームが解凍を必要とするかどうか
判定する。ステップ120からYES分岐をとってステップ12
2に進み、親基本ユニットのバイト・ヘッダを取り出
す。ステップ124でバイト・ヘッダがエスケープ・コー
ドに対応するかどうか判定する。対応しない場合、N0分
岐をとってステップ126に進み、従来の処理を呼び出
す。従来の処理は図8のプロセスに対応するもので、図6
のプロセスのサブルーチンとして実行される。従来の処
理を実行した後ステップ122に戻る。バイト・ヘッダが
エスケープ・コードを含む場合、ステップ124からYES分
岐をとってステップ127に進む。ステップ127で親基本ユ
ニットがブロックとしてコード化されているかどうか判
定する。ブロックとしてコード化されていない場合、ス
テップ128に進み、エスケープ・コードが行の終りを示
しているかどうか判定する。YESの場合、この情報を使
用してビデオ・バッファへの出力ポインタを適切に位置
決めする。ステップ122に戻る。コードが行の終りを示
さない場合、ステップ130を実行してフレームの終りに
達したかどうか判定する。YESの場合、ビデオ・バッフ
ァへの出力ポインタをバッファの始めにリセットしステ
ップ120に戻る。
【００４０】ステップ130からN0分岐をとってステップ1
32に進み、均質タイプの親基本ユニットのランが存在す
るかどうか判定する。コードが均質タイプの親基本ユニ
ット用のコードと一致しない場合、N0分岐をとって図7
のステップ134に進む。ステップ134で無変更タイプの親
ユニットのカウントを取り出す。ステップ138で出力ポ
インタを対応する親基本ユニット数だけ移動する。次に
ステップ122に戻り別のバイト・ヘッダを取り出す。
【００４１】ステップ132からYES分岐をとって図7のス
テップ140に進み、変更済みの均質タイプの親基本ユニ
ットのカウントを取り出す。次にステップ142で親基本
ユニットのカラーを取り出し、所望のカラー深度にスケ
ーリングする。次に、ステップ148が実行され、均質タ
イプの親基本ユニットのランのスケーリングされたカラ
ーを出力ビデオ・バッファに書き込む。再度ステップ12
2に戻る。
【００４２】ステップ127に戻って、親基本ユニットが
ブロックとしてコード化されている場合、YES分岐をと
ってステップ150に進み、親基本ユニットが均質タイプ
であるかどうか判定する。均質タイプである場合、ステ
ップ150からYES分岐をとってステップ152に進み、カラ
ーを取り出し希望の深度にスケーリングする。次にステ
ップ154で出力ビデオ・フレーム中のスケーリングされ
た親基本ユニットの上にスケーリングされたカラーを書
き込む。次にステップ122に戻る。
【００４３】ステップ150からN0分岐をとってステップ1
58に進み、親基本ユニットが所定パターン・タイプの基
本ユニットであるかどうか判定する。所定パターン・タ
イプの基本ユニットである場合、ステップ160でバイト
・ヘッダの値をそのパターン用に最適化されたルーチン
のアドレスとして使用する。次にステップ162を実行し
て圧縮ビデオ・データ・セグメントから第1及び第2のカ
ラーを取り出し、それらのカラーを所望の深度にスケー
リングする。次にステップ164を実行してスケーリング
された第1及び第2のカラーをパターンに適用する。ステ
ップ156を実行してデータを出力フレームに書き込む。
【００４４】ステップ158で親基本ユニットが所定パタ
ーン・タイプの基本ユニットでないと判定された場合、
N0分岐をとってステップ166に進み、圧縮ビデオ・スト
リームから2進パターンを取り出す。ステップ168で圧縮
ビデオ・セグメントから第1及び第2のカラーを取り出し
所望の深度にスケーリングする。次にステップ170を実
行してスケーリングされたバージョンのパターンにカラ
ーを適用し、ステップ156で結果を出力ビデオ・フレー
ムに書き込む。
【００４５】図8は、図6のブロック126で表されるサブ
ルーチンを示す。プロセスはステップ182から開始さ
れ、最後のダイアドが検査されたかどうか判定する。検
査されていない場合、ステップ172を実行してダイアド
値が均質タイプの基本ユニット用の値に等しいかどうか
判定する。YESの場合、ステップ174を実行して圧縮され
たストリームからカラーを取り出す。ステップ176で、
取り出したカラーを所望の深度にスケーリングする。ス
テップ180で、スケーリングされたカラー深度をビデオ
・バッファ中のビデオ・フレームにスケーリングされた
基本ユニットの上に書き込む。次にステップ182に戻り
ダイアドがバイト・ヘッダ中の最後のものかどうか判定
する。最後のダイアドであった場合、処理は図6のステ
ップ122に戻る。
【００４６】他のすべての場合には、ステップ172からN
0分岐をとる。ステップ184でダイアドの値がパターン・
タイプの基本ユニットを示しているかどうか判定する。
YESの場合、ステップ185でストリーム中の次のバイトを
取り出し、ステップ186を実行してパターンが所定パタ
ーン・タイプであるかどうか判定する。所定パターン・
タイプである場合、YES分岐をとってステップ188に進み
取り出したバイトによってパターン・テーブルをアドレ
スする。次にステップ190でパターンの2つのカラーを圧
縮されたビデオ・セグメントから取り出し、所望のカラ
ー深度にスケーリングする。ステップ192でそれらのカ
ラーをスケーリングされたパターンに適用し、ビデオ・
バッファ中のフレームに記憶する。次にステップ182に
進みダイアドがバイト・ヘッダ中の最後のものであった
かどうか判定する。ステップ186からN0分岐をとってス
テップ194に進みパターンを構成する圧縮ストリームか
ら追加のバイトを取り出す。パターンを取り出した後カ
ラーを取り出し所望の深度にスケーリングしそれらのカ
ラーを次にパターンに適用する。この処理はステップ19
0及び192に類似しているが、バッファ中のビデオ・フレ
ームのディスプレイ出力解像度を満たすようにパターン
をスケーリングする必要がある。
【００４７】ステップ184からN0分岐をとって196の判断
ステップに進む。ステップ196でダイアド値が4×4サブ
サンプリングを示すように設定されているかどうか判定
する。設定されている場合、YES分岐をとってステップ1
98に進み圧縮ビデオ・セグメントからカラー値を取り出
す。ステップ198に続いてステップ200を実行し、取り出
したカラーを所望の深度にスケーリングする。次にステ
ップ202で基本ユニットの2×2小象限にそれらのカラー
を適用する。ステップ204でビデオ・フレーム・バッフ
ァ中のスケーリングされた小象限にスケーリングされた
カラーを書き込む。次にステップ182に戻り最後のダイ
アドが実行されたかどうか判定する。
【００４８】ダイアドの値によって無変更タイプの基本
ユニットが示されているときは、ステップ196からN0分
岐をとる。ステップ206でビデオ・バッファへの出力ポ
インタを適当な基本ユニット数だけ移動する。次にステ
ップ182を実行して最後のダイアドが処理されたかどう
か判定する。
【００４９】図6、7及び8は各バイト・ヘッダ値に1つず
つ計256個の最適化されたルーチンを使って実行するこ
とが好ましい。そうすれば親基本ユニット中で基本ユニ
ットがどのようにコード化されているか又は親基本ユニ
ットがどのようにコード化されているかについての検査
が不要になる。
【００５０】本発明の第3の実施例は基本ユニット・タ
イプの類別化のためにカラー情報中の最下位カラー・ビ
ットを使用するビデオ・セグメント圧縮プロトコルの解
凍を提供する。無変更タイプの基本ユニットを含むフレ
ーム用の圧縮ビデオ・データ・セグメントの第1エンテ
ィティをフレーム差分ビット・マップと呼ぶ。フレーム
差分ビット・マップはビデオ・フレーム中の各基本ユニ
ットごとにビットを含む。ビットはそれが表す対応する
基本ユニットが比較された前のフレームと異ならなかっ
た場合、フレーム差分ビット・マップ中で偽である。フ
レーム差分ビット・マップ中の代表ビットはビデオ・フ
レーム中の基本ユニットの格子上でラスタ走査を実行す
ることによって順序付けられる。ビット・マップ中の1
ビットに対応する基本ユニットのシーケンスは変更され
た位置を示す。フレームは無変更タイプの基本ユニット
を含まない場合、イントラフレームと呼ばれる。イント
ラフレームはフレーム差分ビット・マップを含まない
が、基本ユニットの格子のラスタ走査の順序に並べられ
たフレーム中のすべての基本ユニットのシーケンスを含
む。図9及び図10はフレーム差分ビット・マップの生成
を示している。図9は均質背景214を背景として均質領域
212が順次フレーム中で位置211及び213の間を移動する
ディスプレイ・フレーム210を示している。図10はディ
スプレイ・ビデオ・フレーム210に対応するフレーム差
分ビット・マップ216である。ビット・マップのすべて
のビット位置は、領域の移動方向に垂直な均質領域212
の前縁及び後縁に沿った位置を除き0である。
【００５１】図11は本発明の第3の実施例で使用するプ
ロトコルによる圧縮ビデオ・ストリームを示す。圧縮さ
れたビデオ・セグメント220中のフレーム・ヘッダ222は
後続の情報がイントラフレームに関係するか、差分フレ
ームに関係するかを示す。図ではブロック222はイント
ラフレームに関係する。従って、ビデオ情報がフレーム
・ヘッダのすぐ後に続き、一連のカラー・ブロック、イ
ンデックス・バイト、エスケープ・コード・バイト及び
ラン・レングス・ブロック224乃至244から構成される。
ビデオ・セグメント220はまた差分フレームを示すフレ
ーム・ヘッダ246を含む。ブロック246の後に差分マップ
・ブロック248が続く。差分マップ・ブロックの後にコ
ード・バイト250乃至256中の分類されたビデオ情報が続
く。
【００５２】指定された色空間の最下位カラー・ビット
は基本ユニットをコード化する際に基本ユニットの様々
なタイプを示すために使用する。一部の色空間用の最下
位カラー・ビットの例を挙げると、5個の赤ビット、6個
の緑ビット及び5個の青ビットというフォーマットをも
つRGB16色空間では最下位緑ビット、RGB15ではいわゆる
「ドントケア・ビット」、YUV24フォーマットでは最下
位輝度ビットが使用される。一般に最下位カラー・ビッ
トは「ドントケア・ビット」に割り当てられ又は最も多
いビットをもつカラーに割り当てられる。カラー値がす
べて同数のビットをもつ場合は、青カラー値又は輝度値
に割り当てられる。
【００５３】コード化された基本ユニットの第1のエン
ティティは必ず指定された色空間のカラー値である。均
質タイプの基本ユニットは1に等しい最下位カラー・ビ
ットをもつ第1のカラー値によって指定される。所定パ
ターン・タイプの基本ユニットのフォーマットは2つの
カラー及びそれに続くインデックス・バイトによって指
定される。第1のカラー値の最下位カラー・ビットは0に
設定され第2のカラー値の最下位カラー・ビットは1に等
しく設定される。2つのカラー・ビットの後にインデッ
クス・バイトが続き、パターン・テーブルへのオフセッ
トを表す。この場合、第1のカラーはテーブルから取ら
れた2進パターン中の0のビットと関連し第2のカラーは1
のビットと関連する。前述の場合と同様に選択されたオ
フセットはエスケープ・コードとして予約することがで
きる。エスケープ・コードを使用して均質タイプの基本
ユニットのラン・レングス又は無変更タイプの基本ユニ
ットのラン・レングスを指定することができる。
【００５４】パターン・タイプの基本ユニットは圧縮ビ
デオ・セグメント中で2つのカラー値及びそれに続く2進
パターン・ブロックによって指定される。2進パターン
・ブロックの存在は第1のカラー値及び第2のカラー値の
両方の最下位カラー・ビットを0に設定することによっ
て示される。2進パターン・ブロックの2進パターンはや
はり基本ユニットのラスタ走査の順序に並べられる。第
1及び第2のカラーは0及び1のパターンで判定される2進
パターンに割り当てられる。
【００５５】第2のカラー値の最下位カラー・ビットは
前述のようにインデックス・バイト及び2進パターンの
第1ビットを0及び1に抑制することによってそれぞれ所
定パターン・タイプの基本ユニット及びパターン・タイ
プの基本ユニットをコード化することにより使用をやめ
ることができる。
【００５６】図12、13及び14は、図11のプロトコルで圧
縮ビデオ・セグメントを解凍するプロセスの論理フロー
チャートを示す。解凍プロセスはステップ260から開始
し、フレームが解凍のために提示されているかどうか判
定する。フレームが利用可能でない場合、処理はN0分岐
をとって終了する。フレームが解凍に利用可能な場合、
YES分岐をとってステップ262に進みフレーム・ヘッダを
取り出す。ステップ264でフレームがイントラフレーム
であるかどうか判定する。イントラフレームである場
合、ステップ266に進んで図13に関連して示した解凍ル
ーチンを呼び出す。イントラフレームの各基本ユニット
を解凍した後、処理は解凍ルーチンからステップ268に
戻る。イントラフレームのすべての基本ユニットが処理
されると、ステップ268からYES分岐をとってステップ26
0に戻る。イントラフレーム中に解凍を必要とする基本
ユニットが残っているかぎりステップ268からN0分岐を
とってステップ266に戻り解凍ルーチンを再度呼び出
す。フレームが差分フレームである場合、ステップ260
からN0分岐をとってステップ270に進む。ステップ270で
差分マップ・ブロックを、圧縮ビデオ・セグメントから
メモリに読み込む。ステップ272で差分マップ中の次の
(又は第1の)ビットを読み取る。次にステップ274を実行
してビット・マップが終わりになったかどうか判定す
る。終わりになった場合、YES分岐をとってステップ260
に戻り次のフレームを取り出す。ビット・マップが終わ
りになっていない場合、ステップ274からN0分岐をとっ
てステップ276に進む。ステップ276でビットが変更済み
の基本ユニットを示すかどうか判定する。変更済み基本
ユニットを示さない場合、N0分岐をとってステップ278
に進み、ビデオ・バッファへの出力ポインタを出力フレ
ーム中の基本ユニットのディスプレイ出力解像度スケー
ルだけ移動する。次にステップ272に戻って差分マップ
の次のビットを取り出す。ステップ276で変更済み基本
ユニットが示された場合、YES分岐をとってステップ280
に進み図13の解凍ルーチンを呼び出す。
【００５７】ブロック266及び280の解凍ルーチンを図13
の論理フローチャートによって示す。プロセスはステッ
プ282の実行によって開始される。ステップ282で圧縮ビ
デオ・データからカラー情報ブロックを取り出す。ステ
ップ284でカラー情報ブロックの最下位カラー・ビット
を検査して基本ユニットが均質タイプであるかどうか判
定する。YESの場合、ステップ286を実行してそのカラー
を解凍プラットフォーム用の所望の深度にスケーリング
する。次にステップ290を実行してバッファ中のビデオ
・フレームのスケーリングされた基本ユニットの上にス
ケーリングされたカラー情報を書き込む。次にステップ
280で適切な位置に戻る。
【００５８】ステップ284で最下位ビットが均質タイプ
の基本ユニット用の値に設定されていなかった場合、N0
分岐をとってステップ292に進み圧縮ビデオ・セグメン
ト中の次のカラー・ブロックを読み取る。ステップ294
で第2のカラー・ブロックの最下位カラー・ビットを検
査してそれが所定パターン用の値に設定されているかど
うか判定する。
【００５９】第2のカラー・ブロックの最下位ビットが
所定パターン用の値に設定されていない場合、ステップ
296を実行して圧縮ビデオ・セグメント中のブロックか
らパターン情報を読み取る。ステップ298でカラー情報
を所望の深度にスケーリングしそのパターンに適用す
る。次にステップ290を実行してビデオ・フレームにカ
ラー情報を書き込みその後図12の適切な位置に戻る。
【００６０】ステップ294で第2のカラー・ブロック中の
最下位ビットが所定パターン用の値に設定されていると
判定された場合、YES分岐をとってステップ302に進み、
圧縮ビデオ・セグメントからインデックス・バイトを読
み取る。ステップ304でインデックス・バイトがエスケ
ープ・コードに設定されているかどうか判定する。YES
である場合、ステップ306を実行してエスケープ・コー
ド処理を呼び出す。設定されていない場合、ステップ30
4からN0分岐をとってステップ308に進みパターン・テー
ブル中のパターンを取り出す。次にステップ310で第1及
び第2のカラー・バイトのカラーを所望の深度にスケー
リングし、そのパターンに適用する。次にステップ290
を実行してビデオ・バッファ中のビデオ・フレームに情
報を書き込む。
【００６１】図14は図13のブロック306に対応するエス
ケープ・コード処理の論理プロセスを示す。このプロセ
スはステップ312の実行によって開始する。ステップ312
で無変更タイプの基本ユニットのラン用のコードが提示
されたかどうか判定する。YESである場合、基本ユニッ
トのランのカウントを取り出し、出力ポインタをビデオ
・バッファ中で適切な位置数だけ移動する。次に図13の
適切な位置に戻る。コードが均質タイプの基本ユニット
のラン用のものであった場合、ステップ312からN0分岐
をとってステップ316に進み、均質タイプの基本ユニッ
トのカウントを取り出す。次にステップ318を実行して
カラーを取り出し、そのカラーをビデオ・ディスプレイ
用の所望のカラー深度にスケーリングする。次にステッ
プ320を実行してビデオ・フレームの対応する位置にあ
る基本ユニットのランの上にスケーリングされたカラー
情報を書き込む。処理は次に図13の適切な位置に戻る。
【００６２】
【発明の効果】本発明では、スケーリング可能な解凍さ
れたビデオ・ストリームをビット・ストリームではなく
バイト・ストリームとして提供することに留意された
い。これによって低容量の再生プラットフォーム上で実
施するための復号がずっと容易になる。本方法は様々な
ディスプレイ出力解像度、様々なカラー深度スケール又
はその両方において圧縮されたディジタル・ビデオ・セ
グメントを解凍する。スケールは再生プラットフォーム
に対する処理要求に応じてフレームごとに変えることが
できる。本方法はロー・エンド・パーソナル・コンピュ
ータ及びそれよりも精巧なワークステーション環境の両
方におけるマルチメディア・アプリケーションに特に適
している。
【図面の簡単な説明】
【図１】パーソナル・コンピュータの絵画図である。
【図２】ビデオ・セグメントの再生用のデータ処理シス
テムのブロック図である。
【図３】圧縮されたビデオ・セグメント用のプロトコル
の概略図である。
【図４】本発明の第1の実施例によるビデオ・データを
圧縮するプロセスの論理フローチャートである。
【図５】本発明の第1の実施例によるビデオ・データを
圧縮するプロセスの論理フローチャートである。
【図６】本発明の第2の実施例によるビデオ・データを
解凍するプロセスの論理フローチャートである。
【図７】本発明の第2の実施例によるビデオ・データを
解凍するプロセスの論理フローチャートである。
【図８】本発明の第2の実施例によるビデオ・データを
解凍するプロセスの論理フローチャートである。
【図９】ビデオ・データのフレーム用の差分ビット・マ
ップの導出を示す概略図である。
【図１０】ビデオ・データのフレーム用の差分ビット・
マップの導出を示す概略図である。
【図１１】本発明の第3の実施例による圧縮されたビデ
オ・セグメント用のプロトコルの概略図である。
【図１２】図11のプロトコルによって圧縮されたビデオ
・データを解凍するプロセスのフローチャートである。
【図１３】図12の論理フローチャートの続きである。
【図１４】図12の論理フローチャートの続きである。
【符号の説明】
10 パーソナル・コンピュータ・システム 12 コンピュータ 14 ビデオ・ディスプレイ 16 キーボード 18 ケーブル 20 ビデオ・セグメント 22 システム・バス 24 中央演算処理装置(CPU) 26 システム・メモリ 28 コンパクト・ディスク読取り専用メモリ(CD-ROM) 30 デバイス・コントローラ 32 ディスプレイ・アダプタ 34 ディスプレイ・アダプタ・コントローラ 36 圧縮ビデオ・データ・ストリーム 40 フレーム・ヘッダ 44 ダイアド 52 カラー・ブロック 54 インデックス・ブロック 56 パターン・テーブル 62 パターン・ブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク・アンドリュー・ピエトラス アメリカ合衆国33437、フロリダ州ボイ ントン・ビーチ、アシュリー・レイク・ ドライブ 5056 ナンバー ５−38 (72)発明者 スティーブン・マーシャル・ハンコック アメリカ合衆国33487、フロリダ州ボ カ・ラトン、レイントリー・テラス 17770 (72)発明者 ロバート・フランクリン・カントナー・ ジュニア アメリカ合衆国33434、フロリダ州ボ カ・ラトン、26コート、ノース・ウェス ト 3509 (72)発明者 チャールズ・トマス・ラザフォード アメリカ合衆国33445、フロリダ州デル レイ・ビーチ、レークビュー・ドライブ 3264 (72)発明者 レズリー・ロバート・ウィルソン アメリカ合衆国33486、フロリダ州ボ カ・ラトン、サード・ストリート、サウ ス・ウェスト 1384

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ディスプレイ出力解像度及びカラー深度
    の選択されたスケーリングを持つ一連のフレームを含む
    圧縮ビデオ・セグメントを再生プラットフォーム上での
    再生のために解凍する方法であって、 フレームに対するディスプレイ出力解像度スケールを生
    成するステップと、 圧縮ビデオ・セグメントからフレームを取り出し、該フ
    レームを互いに重畳しないように配列された複数の連続
    した長方形の基本ユニットに分割するステップと、 取り出されたフレームの各基本ユニットのディスプレイ
    ・タイプを判定するステップと、 取り出されたフレームの基本ユニットが無変更タイプと
    判定された場合、ディスプレイ・バッファへの出力ポイ
    ンタをディスプレイ出力解像度スケールでスケーリング
    された1基本ユニット分だけ移動するステップと、 取り出されたフレームの基本ユニットが均質タイプと判
    定された場合、ディスプレイ出力解像度スケールでスケ
    ーリングされたディスプレイ・バッファ中の領域に圧縮
    ビデオ・セグメントから取り出されたカラーを適用する
    ステップと、 取り出されたフレームの基本ユニットがパターン・タイ
    プと判定された場合、圧縮ビデオ・セグメントからパタ
    ーンを取り出しディスプレイ出力解像度スケールでスケ
    ーリングされたディスプレイ・バッファ中の領域にその
    パターンを適用するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 取り出されたフレームの基本ユニットが
    所定パターン・タイプと判定された場合、圧縮ビデオ・
    セグメントから取り出されたインデックスを使用してパ
    ターン・テーブルからパターンを取り出しディスプレイ
    出力解像度スケールでスケーリングされたディスプレイ
    ・バッファ中の領域にそのパターンを適用するステップ
    を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記所定パターン・タイプ及び前記パタ
    ーン・タイプのパターンがそれぞれ2進ビット・マップ
    によってマップされ、 取り出された基本ユニットがパターン・タイプ又は所定
    パターンのタイプと判定された場合、圧縮ビデオ・セグ
    メントから取り出された第1及び第2のカラーをそれぞれ
    2進ビット・マップのオフ値及びオン値に適用するステ
    ップと、 圧縮ビデオ・セグメントからの取り出し時にカラー深度
    を設定するステップと、 を含むことを特徴とする、請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項４】 取り出した各基本ユニットのディスプレ
    イ・タイプを判定するステップは圧縮ビデオ・セグメン
    トから基本ユニットに対する第1のカラー情報ブロック
    を取り出すステップ、第1のカラー情報ブロック中のカ
    ラー値又は輝度値の最下位ビットから基本ユニットが均
    質タイプであるか否かを判定するステップ、基本ユニッ
    トが均質タイプではないとの判定に応じて基本ユニット
    の第2のカラー情報を取り出すステップ、及び第2のカラ
    ー情報ブロック中のカラー値又は輝度値の最下位ビット
    から基本ユニットが所定パターン・タイプであるか否か
    を判定するステップを含むことを特徴とする、請求項3
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】 基本ユニットが所定パターン・タイプで
    はないとの判定に応じて、圧縮ビデオ・セグメントから
    回復された、パターン・テーブルへのインデックスを使
    用してパターンを取り出すステップと、 基本ユニットがパターン・タイプではないとの判定に応
    じて圧縮ビデオ・セグメントからパターンを取り出すス
    テップと、 第1及び第2のカラー情報ブロックで定義されたカラーを
    パターンに適用するステップと、 を含むことを特徴とする、請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項６】 圧縮ビデオ・セグメントは変更された基
    本ユニットの位置を示すビット差分マップを含むことを
    特徴とする、請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項７】 ディスプレイ出力解像度及びカラー深度
    の選択されたスケーリングを持つ一連のフレームを含む
    圧縮ビデオ・セグメントを再生プラットフォーム上での
    再生のために解凍するためのデータ処理システムであっ
    て、 ディスプレイ・バッファと、 圧縮ビデオ・セグメントを供給する手段と、 フレームに対するディスプレイ出力解像度スケールを生
    成する手段と、 圧縮ビデオ・セグメントからフレームを取り出し、該フ
    レームを互いに重畳しないように配列された複数の連続
    した長方形の基本ユニットに分解する手段と、 取り出されたフレームの各基本ユニットのディスプレイ
    ・タイプを判定する手段と、 無変更タイプの基本ユニットの取出しに応じてディスプ
    レイ・バッファへの出力ポインタをディスプレイ出力解
    像度スケールでスケーリングされた1基本ユニット分だ
    け移動する手段と、 均質タイプの基本ユニットの取出しに応じてディスプレ
    イ出力解像度スケールでスケーリングされたディスプレ
    イ・バッファに記憶されたフレーム中の領域に圧縮ビデ
    オ・セグメントから取り出されたカラーを適用する手段
    と、 パターン・タイプの基本ユニットの取出しに応じて圧縮
    ビデオ・セグメントからパターンを取り出しディスプレ
    イ出力解像度スケールでスケーリングされたディスプレ
    イ・バッファ中の領域にそのパターンを適用する手段
    と、 を備えることを特徴とするデータ処理システム。
  8. 【請求項８】 所定パターン・タイプの基本ユニットの
    取出しに応じて圧縮ビデオ・セグメントから取り出され
    たインデックスを使ってパターン・テーブルからパター
    ンを取り出しディスプレイ出力解像度スケールでスケー
    リングされたディスプレイ・バッファ中の領域にそのパ
    ターンを適用する手段を含むことを特徴とする、請求項
    7に記載のデータ処理システム。
  9. 【請求項９】 前記所定パターン・タイプ及び前記パタ
    ーン・タイプのパターンがそれぞれ2進ビット・マップ
    によってマップされ、 パターン・タイプ又は所定パターン・タイプの基本ユニ
    ットの取出しに応じて圧縮ビデオ・セグメントから取り
    出された第1及び第2のカラーをそれぞれ2進ビット・マ
    ップのオフ値及びオン値に適用する手段と、 圧縮ビデオ・セグメントからの取り出し時にカラー深度
    を設定する手段と、を備えることを特徴とする、請求項
    8に記載のデータ処理システム。
  10. 【請求項１０】 前記ディスプレイ・タイプを判定する
    手段は基本ユニットに対する第1のカラー情報ブロック
    を圧縮ビデオ・セグメントから取り出す手段、第1のカ
    ラー情報ブロック内のカラー又は輝度値に対する最下位
    ビットから基本ユニットが均質タイプであるか否かを判
    定する手段、基本ユニットが均質タイプでないとの判定
    に応じて基本ユニットに対する第2のカラー情報ブロッ
    クを取り出す手段、及び第2のカラー情報ブロック内の
    カラー又は輝度値に対する最下位ビットから基本ユニッ
    トがパターン・タイプ又は所定パターン・タイプである
    か否かを判定する手段を含むことを特徴とする、請求項
    9に記載のデータ処理システム。
  11. 【請求項１１】 基本ユニットが所定パターン・タイプ
    であるとの判定に応じて圧縮ビデオ・セグメントから取
    り出されたインデックスを用いてパターン・テーブル中
    にパターンを取り出す手段と、 基本ユニットがパターン・タイプであるとの判定に応じ
    て圧縮ビデオ・セグメントからパターンを取り出す手段
    と、 第1及び第2のカラー情報ブロックにより定義されるカラ
    ーをパターンに適用する手段と、 を含む請求項10に記載のデータ処理システム。
  12. 【請求項１２】 圧縮ビデオ・セグメントは変更された
    基本ユニットの位置を示すビット差分マップを含むこと
    を特徴とする、請求項11に記載のデータ処理システム。
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