JP4898064B2

JP4898064B2 - ビデオ画像ストリームを記録する方法及びデコードする方法

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Publication number: JP4898064B2
Application number: JP2001588254A
Authority: JP
Inventors: アレクサンドレ，パトリス; シャテル，ジャン
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2021-05-09
Also published as: EP1302078B1; AU2001260387A1; FR2809573A1; EP1302078A1; US7733954B2; US20040101041A1; WO2001093594A1; JP2003535522A; FR2809573B1

Description

【０００１】
本発明は、画像ストリームを符号化する方法に関する。特に、本発明は、情報を減少させる圧縮アルゴリズムを利用する画像の反復的な符号化に関する。
【０００２】
ディジタルが画像ストリームの伝送には、スタジオ品質の画像では２７０Ｍｂ／ｓもの大きさの、非常に大きなビットレートを必要とする。現在、そのようなビットレートを許容する送信チャネルは、長距離用途には比較的高価である。より低い容量の送信チャネルを利用するために、画像圧縮アルゴリズムを利用することが知られている。
【０００３】
圧縮アルゴリズムの中でも、情報の損失を伴う又は伴わない圧縮アルゴリズムを利用することが知られている。無損失（ｌｏｓｓｌｅｓｓ）アルゴリズムは、各画像又は複数の画像の情報の冗長性に基づいて、符号化を実行する。無損失アルゴリズムは、信号品質を劣化させない利点を有するが、符号化される画像に依存する可変ビットレートを有することとなる欠点を有する。
【０００４】
損失を伴う符号化は、通常は見えないところの画像情報要素を除去し、送信する情報を減少させることを可能にする。損失を伴う符号化は、情報損失のレートを変化させることで、一定の又は限定されたビットレートを得ることを可能にする。
【０００５】
現在のところ、情報損失を伴う多数の画像圧縮アルゴリズムが知られている。非限定的な例として、ＩＴＵ−ＴＨ２６１及びＩＴＵ−ＴＨ２６３規格がテレビ電話用に存在し、ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２及びＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１規格がテレビ映像用に存在し、後者はいわゆるＭＰＥＧ（モーション・ピクチャ・エキスパート・グループ）として知られている。
【０００６】
例えば、現在のアプリケーションは主にＭＰＥＧ形式の符号か方法に準拠している。本発明はこれらの規格に限定されないが、後述の記載で主として参照される。
【０００７】
そのような圧縮の原理を以下に示す。
【０００８】
画像ＭＰＥＧ規格において、画像ディジタル信号の圧縮は、符号化される画像の空間的な冗長性及び時間的な冗長性を利用して行われる。
【０００９】
空間的な冗長性は、一連の３つの操作を利用することで主に評価される：すなわち、ＤＣＴと記され一般に離散コサイン変換と呼ばれる操作、ＤＣＴから導出される係数を量子化する操作、及びＤＣＴに起因する量子化された係数を記述するための可変長符号化操作である。
【００１０】
時間的な冗長性は、動き補償（ｍｏｔｉｏｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）操作によって分析され、それは、現在の画像の各ブロックを変換（ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）することで、参照画像中に位置する最も類似するブロックを探索するものである。時間的冗長性の分析は、一般に動きベクトル更には予測誤差と呼ばれる変換ベクトルのフィールドの決定を可能にし、予測誤差は、現在の画像の信号と、動き補償によって予測される画層の信号との間の差分である。予測誤差はその後に空間的な冗長性の原理に従って分析される。
【００１１】
ＭＰＥＧ符号化は、予測型のものである。関連付けられるデコードが、規則正しく再起動されることを要し、あるプログラムから別のプログラムへのデコーダのトグリング（ｔｏｇｇｌｉｎｇ）に起因する何らかの送信誤差又は信号欠陥に対して、信号を保護するようにする。
【００１２】
このため、ＭＰＥＧ規格は、画像が周期的に空間モード、すなわち空間的冗長性のみを利用するモードで符号化されることを要する。空間モードで符号化された画像は、イントラ（ＩＮＴＲＡ）画像又はＩ画像と呼ばれる。
【００１３】
時間的冗長性を利用して符号化された画像には、２種類ある：１つには、順方向予測に基づいて時間的に早期の画像との参照によって構築される画像があり、他方は、順方向予測及び逆方向予測に基づいて時間的に早い又は遅い２つの画像との参照によって構築される画像である。
【００１４】
順方向予測に基づいて構築された符号化画像は、予測画像又はＰ画像と呼ばれ、順方向予測及び逆方向予測に基づいて構築された符号化画像は、双方向画像又はＢ画像と呼ばれる。Ｉ画像はそれ自身以外の画像との参照なしにデコードされる。Ｐ画像は、それを予測するＰ又はＩ画像との参照を行うことによって、デコードされる。Ｂ画像は、それを予測するＩ又はＰ画像、及びそれに続くＩ又はＰ画像との参照を行うことによって、デコードされる。
【００１５】
Ｉ画像の周期性は、一般にＧＯＰ（グループ・オブ・ピクチャ）と記される画像グループを規定する。
【００１６】
１つ及び同一のＧＯＰの中で、Ｉ画像に含まれるデータ量は、Ｐ画像に含まれるデータ量より大きいのが一般的であり、Ｐ画像に含まれるデータ量は、Ｂ画像に含まれるデータ量より大きいのが一般的である。
【００１７】
当業者は、この形式の符号化を実現するための詳細について、ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２及びＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８を参照することが可能であろう。この符号化によって導入される画像の劣化は、視聴者の目に感知されない。しかしながら、画像シーケンスがいくつかのデコード／コード・サイクルを行う場合に、情報損失の蓄積は、その劣化が感知されるようにしてしまう。
【００１８】
テレビ放送はいくつかの符号化サイクルの影響を必要とする。特に、フィルム又はレポートの一部に関するスタジオ編集作業は、何回も符号化される画像シーケンスを符号化及びデコードすることを必要する。一般に、レポートの一部に対しては５ないし１０回の範疇にある。
【００１９】
複数のデコード及び符号化系列を接続する際に生じる問題は、情報損失の累積である。１０回のデコード／符号化サイクルの後に、画像は良くも悪くもない（ｍｅｄｉｏｃｒｅ）品質になる。
【００２０】
この問題に対処するため、記録支援データを利用することが知られている。当業者は、例えば、国際公開番号ＷＯ９５／３５６２８、ＷＯ９６／２４２２２及びＷＯ９８／０３０１７にて公開された国際特許出願、又は欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０６１８７３４を参照することが可能である。記録支援データの原理は、前回の符号化の際に使用された符号化パラメータに関する情報のデコードされた各画像との関連性であり、その画像の次の符号化の際にこれらの同一のパラメータを再利用しようとするものである。従って、最初の符号化の後に、画像情報損失が抑制され、良好な画像品質を維持しつつ、非常に多数のデコード／符号化サイクルを可能にする。
【００２１】
様々な実現化が可能であり、それらのいくつかは既にＳＭＰＴＥ３１９Ｍ、ＳＭＰＴＥ３２７Ｍ、及びＳＭＰＴＥ３２９Ｍ規格に包含されている。ＭＰＥＧ符号化に関し、非常に多くのパラメータを再利用することが可能である。再利用される主要なパラメータは、画像が、イントラ画像符号化、予測符号化又は双方予測符号化を経ているか否かを示すところの画像タイプであり、また、その画像がフレーム毎に又はフィールド毎に符号化されるか否かを示す符号化モードである。一般に使用される補足的なパラメータは、画像（又はレベル）の解像度、クロミナンス情報の分布（又はプロファイル）、動きベクトル、量子化ステップ・サイズ及び量子化行列である。当然ながら、使用される総ての符号化パラメータ（すなわち、ストリーム中で明示的に符号化された総てのパラメータ）が、再利用され得る。
【００２２】
記録支援データは、様々な手法で実現され得る。記録支援データを各画像に関連付けるために、チャネルとして、補助的音響経路、重要でない（ｎｏｎ−ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ）グレイ・レベル量子化ビット、又はフレーム及び／又は、アクロニム（ａｃｒｏｎｙｍｓ）ＶＢＩ及びＨＢＩ（ＶｅｒｔｉｃａｌＢｌａｎｋｉｎｇＩｎｔｅｒｖａｌａｎｄＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＢｌａｎｋｉｎｇＩｎｔｅｒｖａｌ）により知られているライン・ブランク・インターバルを利用することが知られている。
【００２３】
しかしながら、支援データを利用することは、いくつかの欠点を有する。画像ストリームが修正される場合に、支援データはそれに従って修正されない。実現化の手法によれば、記録支援データは、消去される、又は実行された処理に従って維持される。もしもその実現化が計画的に（ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ）支援データを消去するならば、そのいくつかが再利用可能であってもその情報を利用することはできない。例えば、画像タイプ及び符号化モードは、ロゴの挿入によらず維持されることが可能な情報項目である。実現化が支援データを削除しないならば、後者は、場合によっては、それらが無かった場合よりも多くの顕著な損失を生成し、画像ストリームが非常に圧縮される場合に、誤った動きベクトルを利用するとその損失を増加させてしまう。
【００２４】
他の問題は、完全に異なる流れ（ｃｏｎｔｅｘｔ）の中で所定の符号化状態を認識する支援データを再利用する場合である。ＭＰＥＧ符号化は、数百Ｋｂ／ｓないし５０Ｍｂ／ｓまで変化する使用の範囲を提供する。データから最大限の恩恵を受けて記録するためには、記録するビットレートと当初の符号化のビットレートとの間のずれが、大きすぎないことを要する。例えば、２０Ｍｂ／ｓのような高いビットレートに対応する所定の符号化パラメータを利用することは、例えば２Ｍｂ／ｓのような低いビットレートの符号化を不可能にする。
【００２５】
本願課題は、支援データを選択的に再利用する手段を提供することである。このため、本発明は、符号化ストリームに、初期符号化に関連する少なくとも１つの符号化署名（ｃｏｄｉｎｇｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を使用する。符号化署名は、符号化ストリームに包含され、最初の符号化に関連する情報のトレース（ｔｒａｃｅ）を保存することを可能にし、この情報は、画像を表現する符号化ストリームに明示的に包含されないものである。
【００２６】
本発明による方法は、後続の記録に同一タイプの符号を利用する画像に関連する画像ストリームを符号化する方法であって、前記符号は符号化パラメータを利用する情報損失を伴う画像圧縮符号であり、当該方法は、符号化ストリームにおいて、画像ストリームの再構成を可能にする符号化パラメータを提供し、前記符号化ストリームに符号化署名を導入し、前記署名が、後続の記録に対して、画像に関して維持されるデータ項目として確認されることを特徴とする方法である。
【００２７】
好ましくは、符号化署名は符号化条件（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ）を表現する。符号化条件なる表現は、符号化の極端な場合の制限（ｅｘｔｒｅｍｅｌｉｍｉｔ）を示すために使用される。
【００２８】
本発明による方法は、後続の記録に同一の符号を利用する画像に関し、符号化署名を包含する符号化された画像ストリームをデコードする方法であって、前記符号は、符号化パラメータを利用する情報損失を伴う画像圧縮符号であり、当該方法は、デコードされる信号に、前記パラメータを以後再利用するために画像に関して前段の符号化の際に使用された符号化パラメータを包含させ、デコードの際に、符号化署名が、符号化パラメータにおけるデコードされる信号に組み入れられることを特徴とする方法である。
【００２９】
デコード後のストリームの修正に関連する問題に対処するため、本発明は、画像の完全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）に関する情報を利用する。デコードされた画像又はデコードされた画像のゾーンを表現するデコード署名（ｄｅｃｏｄｉｎｇｓｉｇｎａｔｕｒｅ）が、関連付けられる。デコード署名は、パラメータのデコードと共にデコードされる信号に設けられる。したがって、各画像又は画像のゾーンに対して、符号器は、画像に関するデコード署名に依存して、情報が依然として有効なことを判定することが可能である。支援データ内の画像ゾーンを表現するデコード署名を導入することは、そのゾーンが信頼できるか否かを確認し、支援データが有効であるか否かを確認することを可能にする。
【００３０】
特定の実施例によれば、デコード署名は、イメージ・ゾーンの輝度及びクロミナンス・レベルの全ビットの総和のモジュラ削減（ｍｏｄｕｌａｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）に対応するｎビットワードである。この形式の署名は、送信されたデータ・パケットの完全性を署名に表現させる通信の分野でよく知られており、いわゆるＣＲＣ（巡回冗長検査）としてよく知られている。
【００３１】
好ましくは、画像は複数のゾーンに分割され、画像の各ポイントが少なくとも１つのゾーンに所属し、各ゾーンがそれらに関連付けられた署名を有する。画像を複数のゾーンに分割することは、関連付けられた画像の修正をより精密にする。
【００３２】
また、本発明は、本発明の方法により得られる画像ストリームを処理する方法にも関連し、その画像ストリームは僅かに修正されるものである。処理の後に、デコード署名の新たな計算が実行され、デコード署名を各画像のゾーンに関連付けられたデコード署名に置換するようにする。デコード署名を新たに計算することは、処理装置の透明性を図ることを可能にする。画像をほとんど修正しない装置のみが、透明になる。特定の実施例によれば、透明にされる処理は、磁気媒体からのストリームを読み出す前に、磁気媒体における画像ストリームを記録するステップより成る手順である。
【００３３】
本発明に関連する方法は、本発明によるデコード方法に従って、事前にデコードされた映像ストリームを記録する方法であって、前記の記録が、事前に使用された符号と同じタイプの圧縮符号を利用して実行され、事前の符号化のパラメータが画像ストリームと共に送信され、記録に先立って、前記ストリームの画像に関連する符号化及び／又はデコード署名が確認され、前記署名に従ってパラメータの全部又は一部を有効に又は無効にすることを特徴とする方法である。
読み取り方法の特定の実施例によれば、ある群に固有の情報に基づいて、一軍の画像を記録するように、一群の画像につき符号化を行い、画像ストリームに関連する符号化署名が所定の記録パラメータと矛盾するならば、その群の総てのパラメータが無効になり再度計算される。
【００３４】
好ましくは、その記録方法は、一群の画像毎に符号化を行うコードを使用し、そのコードは、その群に固有の情報に基づいて一群の画像を符号化し、第１の符号化パラメータは、一群の画像に又は各画像に特有のものであり、第２パラメータは画像よりも小さなサイズの画像ブロックに特有のものである。このゾーン又はゾーンに依存する総ての第２パラメータは、画像ゾーンに関連するデコード署名が有効でなかった場合に、無効になり再計算される。
【００３５】
添付図面を参照する以下の詳細な説明により、本発明はより理解され、他の特徴及び利点が明白になるであろう。
【００３６】
図１は、当該技術分野における画像送信系列を示す。画像シーケンス１はディジタル化され、その後に例えばＭＰＥＧ型符号化器のような第１符号化器２に送信され、そこで圧縮されるようにする。画像シーケンス１を表すデータは、その後に第１送信チャネル３を通じて送信される。デコーダ４は、送信チャネル３から発するデータを受信し、それらをデコードするようにする。
【００３７】
デコーダ４は、例えば、ＭＰＥＧ型デコーダであり、一方に画像信号を、他方に支援データ（ｈｅｌｐｄａｔａ）を供給する。説明の便宜上、画像信号及び支援データ別々の経路をたどっているが、物理的に同一の伝送媒体を利用することも可能である。一般に、画像に使用される経路は高ビットレート・シリアル・リンクであり、処理がディジタル的に実行される場合に、ディスプレイに向けることの可能なスピードに速度調整される。
【００３８】
第２符号器５は、画像信号及び支援データを受信し、第２伝送チャネル６により画像シーケンスを送信するために、新たな符号化を実行するようにする。当業者に知られているように、支援データは、第２符号器５において、第１符号器２にて使用された符号化パラメータを再利用するために提供される。第１及び第２符号器２，５は、それぞれ、第１の制約である条件１及び第２の制約である条件２に委ねられ、それらは各符号器の符号化条件（ビットレート、ビットレートの形式、ＧＯＰ構造の制約等）を特定する。
【００３９】
上述したように、第１の制約である条件１と第２の制約である条件２との間に、不一致が生じ得る。
【００４０】
図２は、本発明により改善された送信系列を示す。第１及び第２符号器２，５が、第３及び第４符号器１２，１５に置換されている。デコーダ４は、デコーダ１４に置換されている。第１の制約の条件１を表現する符号化署名は、第３符号器１２によりチャネル３を通じて送信される。デコーダ１４は、符号化署名を確認し、それを第４符号器１５に送信し、後者のものが記録中にそれらを考慮できるようにする。画像信号、支援データ及び符号化署名は、３つの別々の経路に従うように描かれているが、当然ながら、同一の伝送媒体を利用することも可能である。
【００４１】
図３は、第３符号器１２の詳細を示す。第３符号器１２は、例えばＭＰＥＧ型符号器であり、少なくとも１つの音響エンコーダ回路１００、少なくとも１つの映像エンコーダ回路１０１及び少なくとも１つのパケット及びマルチプレクス回路１０３を有し、回路１００ないし１０３は、ＭＰＥＧ規格の既知の技術により設計及び作成される。この図において、音声信号は画像信号と分離されているが、これは、ＭＰＥＧ規格がそれらを別々に符号化させることに起因する；しかしながら、音声信号が登場しない場合の図では、後者は画像信号に包含されるものとして考えられる。
【００４２】
当該技術分野で知られているように、ＭＰＥＧ符号化は、多くの実現可能性を許容する符号化技術を規定する。第１の制約の条件１は、符号化が実行される限界を規定し、そのために、エンコーダ回路１００，１０１に供給される。第１の制約は、１つ又はそれ以上の以下のパラメータより成る：
_ 符号化ストリームのビットレートの性質、すなわちそれが固定された又は可変のビットレートであるかであり、このパラメータは、チャネル３の使用に関する条件に依存する，
_ 公称又は最大ストリームの値、すなわち符号器の要求されるビットレートであり、このパラメータはチャネル３の帯域に依存する，
_ 画像グループ構造の形式、それが固定又は可変の構造であるか否かであり、
_ 画像グループにおける、画像の公称数（固定ＧＯＰ構造に対して）又は最大数（可変ＧＯＰ構造に対して）、
_ 画像グループにおける予測された画像の公称又は最大数、
_ 画像グループにて双方向形式で予測される一連の画像の最大数であり、このパラメータは符号器１２の能力に依存する、
_ 一群の画像毎の最大ビット数、
_ 特定のフォーマットに対する順応性であり、その特定のフォーマットは、例えば規格にて定義可能であり、１つ又はそれ以上の先行するパラメータ及び選択的に単一ワードの支援とともに他のパラメータを規定する。
【００４３】
条件パラメータは、オペレータが把握しているハードウエア環境に応じて、及び通常符号化ストリームで形成される用途に応じて、オペレータにより固定される。これらのパラメータに関連する問題は、所与の場面の所与の時点でそれらが固定されていること、及びそのパラメータが、実際に符号化ストリームで形成される用途に対応する必要がないことである。
【００４４】
本発明によれば、署名計算回路１０４は、画像信号に対応する様々な符号化制約の条件１を受信し、所定のフォーマットに従う調整を行うようにし、調整された条件パラメータはその符号化署名に対応するものである。符号化署名を良好に利用するため、その調整は、全ての符号器の製造業者に認められる規格に従って行われるべきである。符号化署名計算回路は、無損失圧縮回路１０２に規則的に署名を供給し、符号化署名がユーザデータとして処理されるようにする。規則的にとは、例えばＧＯＰにつき少なくとも１回を意味する。
【００４５】
図４は、デコーダ１４の詳細を示す図である。デコーダ１４は、例えば、少なくとも１つの音響デコーダ回路１１０、少なくとも１つの映像デコーダ回路１１１、少なくとも１つの無損失圧縮解除回路１１２、及びパケットのデマルチプレクスと分離のための少なくとも１つの回路より成るＭＰＥＧ型のデコーダであり、回路１１０ないし１１３はＭＰＥＧ規格の既知の技術により設計及び作成される。当業者は、デコーダ１１３が、符号化署名に対応するどのディジタル・データが復元されるかに依存する、既存のデコーダに対応する点に留意を要する。簡単のため、符号化署名は他の信号とは独立の媒体上に示されている。当業者に知られているように、これらの符号化署名のディジタル・データは、例えば支援データのような他のディジタル・データとともにマルチプレクスされ得る。
【００４６】
図５は第４符号器１５の詳細を示す。第４符号器１５は第３符号器１２と同様の回路より成る：すなわち、少なくとも１つの音響エンコーダ回路１００、少なくとも１つの画像エンコーダ回路１０１、少なくとも１つの無損失補償回路１０２、少なくとも１つのパケット及びマルチプレクス回路１０３、及び署名計算回路１０４である。符号器１５は、さらに、条件を確認する回路１０５及び支援データを有効化する回路１０６を有する。
【００４７】
条件を確認する回路１０５は、一方にて第２制約の条件２を受信し、他方にて第１制約の条件１を表現する符号化署名を受信する。回路１０５は、第１及び第２符号化条件を比較し、支援データが利用可能であるか否かを判定するようにする。その比較は、同じにはなされない。例えば、因子３又はそれ以上でストリーム削減が実行されるならば、概して支援データはもはや記録条件に適切ではなく、それらの利用は低い実効性の記録になる、又は不可能になる。他のパラメータも符号化の非両立性を示し、第１制約の連続的なＢ画像の最大数が、符号器１５により管理され得る連続的なＢ画像の最大数を超えるならば、支援データは再利用されない。ストリームの性質についても関連性があり、ビットレートの変化がそのように許容するならば、支援データは再利用され得る。ＧＯＰ当りの画像数に加えて構造タイプは、ビットレートの比率がそのように許容するならば、所定の制限の範疇で異なり得る。
【００４８】
条件比較の機能として、条件を確認する回路１０５は、支援データ有効性情報項目を供給する。例えば、有効性情報項目は、全ての支援データを有効に又はキャンセルするために２進形式とすることが可能である。他の例によれば、支援データのキャンセルがより選択的であり、各画像のＩ，Ｐ又はＢタイプを維持する余地を与える。
【００４９】
条件を確認する回路は、第２制約、第１制約又は第１及び第２制約の混合のいずれかに対応する符号化制約情報を供給する。符号化制約情報は、符号化に利用され、影響される符号化の制約を表現する符号化署名を計算するところの署名計算回路１０４に送信される。
【００５０】
デコード署名に関連する本発明の第２形態を説明する。デコード署名の原理は、関連する支援データを再利用する前に、画像の完全性を確認することである。
【００５１】
図６は、画像送信系列の一部を表現する。デコーダ１４は、送信チャネル３からのデータを受信し、それらをデコードする。好ましくは、デコーダ１４は図４に説明したようなＭＰＥＧ型のデコーダである。簡単のため、支援データ及び符号化署名（ＤＡ＋ＳＣとも示される）は、１つ又は同一の経路上に示されている。一般に、画像及び支援データは同期している。第４符号器１５は、新たな符号化を実行するように画像信号及び支援データを受信し、上述したように第２伝送チャネル６を通じて画像シーケンスを送信する。
【００５２】
画像の完全性を確認することを可能にするため、デコード署名生成回路７がデコーダ１４の出力に付加される。生成回路は、画像に含まれる情報を表現するデコード署名を供給する。デコード署名確認回路８は、画像信号及び署名信号を受信し、第４符号器１５に署名確認情報項目ＶＡＬＩＤを供給し、それが支援データを考慮する又は無視するようにする。
【００５３】
当業者は、図７及び図８に示されるように、装置９又は１０がデコーダ１４及び第４符号器１５の間に挿入される場合にも、本発明の恩恵が得られることを理解するであろう。例えば、図７の装置９は映像混合テーブルであり得る。実行される操作に従って、出力画像信号は、入力画像信号に一致する又は一致しない。確認回路８は、第４符号器１５が、修正された画像又は画像のゾーンを確認することを可能にする。従って、施された修正に応じて、符号器は支援データの全部又は一部を再利用することが可能になる。
【００５４】
混合テーブルのケースは、１つのレポートがスタジオで編集され、多くの画像シーケンスが不変に維持されるような特殊な場合に対応する。一方、画像が修正される場合には、確認回路は、画像のゾーンが変化して支援データの一部分のみが再利用可能であることを示す。
【００５５】
図８は装置１０を利用する場合に対応し、これは符号化段階における透明性に関する。透明性に関する装置は、非常に弱い手法で画像に作用し、画像を修正することを意図しない装置と考えられる。例えば、装置１０は、例えばＤＶＤＰＲＯフォーマットのレコーダにおけるスタジオ記憶装置である。一般にテープを利用するスタジオ記憶装置は、非常に少ない損失でディジタル信号の圧縮を実行し、その損失は、ＭＰＥＧのような送信符号化により引き起こされる損失に比較して無視することが可能である。
【００５６】
装置１０を完全に透明にするため、付加的な生成回路７ｂが付加され、装置１０による画像信号出力からデコード署名を再計算する。従って、画像にてほとんど修正されない画素はデコード署名を無効化しない。
【００５７】
好ましい変形例によれば、装置１０はＭＰＥＧ規格に従う映像補償を利用する。装置１０は、前段の符号化に起因する符号化署名ＳＣを確認し、それが導入する損失が、前段の符号化の結果の画像品質に比較して、実際に無視することができるかを確認する。
【００５８】
好ましい例では、図９に示されるように、生成回路７は画像を１２の画像のゾーンＺ１ないしＺ１２に分割する。ゾーンの１つに関連するデコード署名が有効でないならば、符号器はそのゾーンに関する支援データをアクティブにはしない。ＭＰＥＧ符号器に関する例として、符号器は、そのゾーンに対するリファレンスをなす過去又は将来の動きベクトルに加えて、そのゾーンのマクロブロックに対応する全ての動きベクトルを無視する。
【００５９】
画像のデコード署名の半分以上が有効でないならば、符号器はその画像に特有のパラメータを非アクティブ化する。ＭＰＥＧ符号化において、量子化ステップサイズ及びＤＣＴ重み付け行列は、各画像に特有のパラメータであり、修正されるゾーン数が非常に多ければ無効にされる。
【００６０】
画像シーケンス又は一群のグループに特有のパラメータに関し、これらのパラメータは、画像が変化する場合であっても維持されるべきである。具体的には、Ｉ画像のようにＢ画像の利用は、画像情報の損失の潜在的な源となるので、（Ｉ，ＰおよびＢ）画像タイプ情報は修正によらず維持される。
【００６１】
図１０は生成回路７の好適実施例を示す。生成回路７は、各々が入力及び出力を有する４つの計算回路２０を有し、その入力は互いに連結して画像信号を受信する。計算回路２０の各々は、制御キー計算回路の既知の形式のものであり、回路に到来するデータのモジュラ削減（ｍｏｄｕｌａｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を実行する。計算回路２０は、デコード署名を実行するゾーンに対応する画像信号中に画像データが存在する場合にのみアクティブになる。ゾーンの様々なラインに存在する全ての画像データが、計算回路２０に入力される場合に、回路２０は対応するデコード署名を直列に出力する。マルチプレクサ２１は計算回路の１つを選択し、署名信号におけるデコード署名を多重化するようにする。
【００６２】
図１１は署名確認回路８の好適実施例を示す。確認回路８は、４つの計算回路２２及びマルチプレクサ２３より成る計算構造を有し、生成回路７の機能と同様の機能を行う。２入力の排他的ＯＲ形式のゲート２４は、一方にてマルチプレクサ２３からの信号出力を受信し、他方にて生成回路７からの署名信号を受信し、信号間の比較を行い、画像のゾーンの完全性を表現するＶＡＬＩＤ信号を供給するようにし、送信されたデコード署名及び再計算されたデコード署名の間に差異が生じた場合に、ＶＡＬＩＤ信号はアクティブになる。
【００６３】
本発明は非常に多数の手法で実現可能である。一実施例によれば、符号化及びデコード署名は画像信号に包含される。図１２は直接的な表示を許容するフォーマットに従って伝送される画像を示す。当業者に知られているように、送信される画像は、実際の画像部分と、１つ又はそれ以上の同期用に付加された画像部分ＶＢＩ及びＨＢＩより成る。付加された画像部分ＶＢＩ及びＨＢＩは、陰極線管スポット時間を、ライン（水平間隔又はＨＢＩ）の原点に、又はスクリーンの原点（垂直間隔又はＶＢＩ）に復帰させることを可能にする。符号化及びデコード署名は、画像の付加期間に包含され、デコード署名が画像に同期し続けるようにする。
【００６４】
他の実施例は、デコード及び署名回路の各々に、符号化及びデコード署名の生成確認回路を包含させる。この構造において、符号化及びデコード回路のアーキテクチャは、メモリに接続された複数のマクロプロセッサより成り、符号化及びデコード署名生成回路又は署名確認回路機能を含めるためには、回路にインストールされるプログラムを修正することで十分である。さらに、画像の水平間隔及び垂直間隔は支援データに既に使用され、その間隔に署名信号を包含させることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、当該技術分野における送信系列を示す。
【図２】図２は、本発明による送信系列を示す。
【図３】図３ないし図５は、図２の送信系列の構成要素を示す。
【図４】図３ないし図５は、図２の送信系列の構成要素を示す。
【図５】図３ないし図５は、図２の送信系列の構成要素を示す。
【図６】図６ないし図８は、本発明の他の形態による送信系列の例を示す。
【図７】図６ないし図８は、本発明の他の形態による送信系列の例を示す。
【図８】図６ないし図８は、本発明の他の形態による送信系列の例を示す。
【図９】図９は、画像を画像のゾーンに分割する例を示す。
【図１０】図１０は、本発明によるデコード署名生成回路の例を示す。
【図１１】図１１は、本発明によるデコード署名確認回路の例を示す。
【図１２】図１２は、圧縮されていない画像の送信フォーマットを示す。

Claims

第１の符号化の制約を表す符号化署名とビデオ画像ストリームの再構成を可能にする符号化パラメータとを含むビデオ画像符号化ストリームの形式で生成されたビデオ画像ストリームを記録する方法であって、前記符号化署名は、後続の記録に対して画像とともに維持される前記ビデオ画像符号化ストリームにおけるデータ項目として決定され、前記の記録は以前に使用された符号化と同じタイプの圧縮符号化を利用して実行され、該符号化は符号化パラメータを利用する情報損失を伴う画像圧縮符号化であり、以前の符号化パラメータはビデオ画像ストリームと共に送信され、当該方法は、
前記ビデオ画像符号化ストリームをデコードされた信号にデコードするステップと、
以前の画像の符号化の際に使用した符号化パラメータを以後に再利用するために該符号化パラメータを前記デコードされた信号に含めるステップと、
前記デコードするステップによる前記デコードされた信号に、前記符号化パラメータとともに前記符号化署名を含めるステップと、
前記ビデオ画像ストリームの画像に関連する符号化署名を確認し、該符号化署名に従って前記符号化パラメータの全部又は一部を有効に又は無効にするステップと、
前記ビデオ画像ストリームを記録するステップと
を有する方法。
前記記録するステップにおいて、前記符号化が一群の画像毎に符号化の影響を与え、前記符号化により該群に固有の情報に基づいて一群の画像を符号化し、符号化のための第１パラメータが前記一群の画像又は各画像に固有のものであり、及び第２パラメータが画像よりもサイズが小さな画像ブロックに固有のものであり、画像のゾーンに関連するデコード署名が有効でない場合には、該ゾーン又は該ゾーンに関連するものの総ての第２パラメータが無効化及び再計算される、請求項１記載の方法。
前記符号化の制約が、
_ 符号化ストリームのビットレートの性質、
_ 公称又は最大ストリームの値、
_ 画像グループ構造のタイプ、
_ 画像グループ内の公称又は最大画像数、
_ 画像グループにおいて予測される公称又は最大画像数、
_ 画像グループにおいて双方向形式で予測される一連の画像の最大数、
_ 画像グループ当りの最大ビット数、及び
_ 規格で規定されている特定のフォーマットに従っていること
を示すパラメータの内の１つ又はそれ以上を含む、請求項１記載の方法。
第１の符号化の制約を表す符号化署名とビデオ画像ストリームの再構成を可能にする符号化パラメータとを含むビデオ画像符号化ストリームの形式で生成されたビデオ画像ストリームをデコードする方法であって、前記符号化署名は、同じタイプの符号化を使用する後続の記録に対して画像とともに維持される前記ビデオ画像符号化ストリームにおけるデータ項目として決定され、当該方法は、
ビデオデコーダを用いて、前記ビデオ画像符号化ストリームをデコードされた信号にデコードするステップと、
以前の画像の符号化の際に使用した符号化パラメータを以後再利用するために該符号化パラメータを前記デコードされた信号に含めるステップと、
前記デコードするステップによる前記デコードされた信号に、前記符号化パラメータとともに前記符号化署名を含めるステップと、
前記デコードするステップによりデコードされた前記ビデオ画像符号化ストリームの画像のうちの少なくとも１つのゾーンに少なくとも１つのデコード署名を関連付けるステップであって、前記デコード署名は画像のゾーンの輝度及びクロミナンス・レベルのビット全体の総和のモジュラ削減に対応するｎビットワードである、ステップと、
前記デコード署名を前記符号化パラメータとともに前記デコードされた信号に含めるステップと
を有する方法。
前記画像が複数の画像のゾーンに分割され、画像の各ポイントが少なくとも１つのゾーンに所属し、ゾーンの各々は各自に関連付けられたデコード署名を有する、請求項４記載の方法。
請求項４又は５に記載の方法により得られるビデオ画像ストリームを処理する方法であって、前記画像ストリームがわずかに修正され、前記処理により、デコード署名の新たな計算が各画像のゾーンに関連する署名を置換するように実行される、方法。
前記処理が、磁気媒体にビデオ画像ストリームを記録した後に、前記磁気媒体から前記ビデオ画像ストリームを読み取る手順を含む、請求項６記載の方法。
以前に符号化されたビデオ画像ストリームをデコードして記録する方法であって、
ビデオ符号器を用いて、第１の符号化の制約に従って前記ビデオ画像ストリームを符号化されたストリームに符号化するステップと、
ビデオ画像ストリームの再構成を可能にする符号化パラメータを前記符号化されたストリームに含めるステップと、
前記第１の符号化の制約を表す符号化署名を前記符号化されたストリームに含めるステップと、
後続の記録に対して画像とともに維持されるデータ項目として前記符号化署名を決定するステップと、
ビデオデコーダを用いて、前記符号化されたストリームをデコードされた信号にデコードするステップと、
以前の画像の符号化の際に使用した符号化パラメータを以後に再利用するために該符号化パラメータを前記デコードされた信号に含めるステップと、
前記デコードするステップによる前記デコードされた信号に、前記符号化パラメータとともに前記符号化署名を含めるステップであって、前記の記録は以前に使用された符号化と同じタイプの圧縮符号化を利用して実行され、該符号化は符号化パラメータを利用する情報損失を伴う画像圧縮符号化であり、以前の符号化パラメータはビデオ画像ストリームと共に送信される、ステップと、
前記ビデオ画像ストリームの画像に関連する符号化署名を確認し、該符号化署名に従って前記符号化パラメータの全部又は一部を有効に又は無効にするステップと、
ビデオエンコーダを用いて、前記ビデオ画像ストリームを記録するステップと
を有する方法。
前記記録するステップにおいて、ビデオ画像ストリームが一群の画像毎に符号され、該群の画像は該群に固有の情報に基づいて符号化され、符号化のための第１パラメータが前記一群の画像又は各画像に固有のものであり、及び第２パラメータが画像よりもサイズが小さな画像ブロックに固有のものであり、
画像のゾーンに関連するデコード署名が有効でない場合には、該ゾーン又は該ゾーンに関連するものの総ての第２パラメータが無効化及び再計算される、請求項８記載の方法。
前記符号化の制約が、
_ 符号化ストリームのビットレートの性質、
_ 公称又は最大ストリームの値、
_ 画像グループ構造のタイプ、
_ 画像グループ内の公称又は最大画像数、
_ 画像グループにおいて予測される公称又は最大画像数、
_ 画像グループにおいて双方向形式で予測される一連の画像の最大数、
_ 画像グループ当りの最大ビット数、及び
_ 特定のフォーマットに従っていること
を示すパラメータの内の１つ又はそれ以上を含む、請求項８記載の方法。
以後の記録に対して同じタイプの符号化を用いてビデオ画像ストリームをデコードする方法であって、前記符号化は、符号化パラメータを利用する情報損失を伴う画像圧縮符号化であり、前記ビデオ画像ストリームは符号化ステップに従って以前に符号化されたものであり、該符号化ステップは、
ビデオ符号器を用いて、第１の符号化の制約に従って前記ビデオ画像ストリームを符号化されたストリームに符号化するステップと、
ビデオ画像ストリームの再構成を可能にする符号化パラメータを前記符号化されたストリームに含めるステップと、
前記第１の符号化の制約を表す符号化署名を前記符号化されたストリームに含めるステップと、
後続の記録に対して画像とともに維持されるデータ項目として前記符号化署名を決定するステップ
とを有し、当該方法は、
ビデオデコーダを用いて、前記ビデオ画像符号化ストリームをデコードされた信号にデコードするステップと、
以前の画像の符号化の際に使用した符号化パラメータを以後に再利用するために該符号化パラメータを前記デコードされた信号に含めるステップと、
前記デコードするステップによる前記デコードされた信号に、前記符号化パラメータとともに前記符号化署名を含めるステップと
前記デコードするステップによりデコードされた前記ビデオ画像符号化ストリームの画像のうちの少なくとも１つのゾーンに少なくとも１つのデコード署名を関連付けるステップであって、前記デコード署名は画像のゾーンの輝度及びクロミナンス・レベルのビット全体の総和のモジュラ削減に対応するｎビットワードである、ステップと、
前記デコード署名を前記符号化パラメータとともに前記デコードされた信号に含めるステップと
を有する方法。
前記画像を複数の画像のゾーンに分割し、前記画像の各ポイントが少なくとも１つのゾーンに所属するようにするステップをさらに有し、前記ゾーンの各々は各自に関連付けられたデコード署名を有する、請求項１１記載の方法。