JP5021167B2 - 複数記述符号化のための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、概してマルチメディアに関し、さらに詳細には、データの複数の記述を生成するための変換ベースの圧縮システムに関する。

通常、デジタル情報は、エンコーダによって事前に選択されたフォーマット又はプロセスを使用して圧縮される。しかしながら、高精細度テレビ（ＨＤＴＶ）、デジタルバーサタイルディスク又はビデオディスク（ＤＶＤ）、次世代テレビシステム委員会（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）（ＡＴＳＣ）、デジタルビデオ放送（ＤＶＢ）、デジタル衛星システム（ＤＳＳ）などの従来のデジタル消費者フォーマットは、多様な特殊解像度、フレーム速度及び／又はビットレートで動作する。したがって、多様なフォーマットに応じるためには、ビデオの複数の記述を生成できる圧縮技法が必要とされる。

複数の記述を提供する現在のビデオ圧縮規格は固有の形式で提供するか、あるいは個別のアプリケーションをターゲットとする。例えば、ジェイペグ（ＪＰＥＧ：Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）２０００は、ビデオの複数の記述を、前記ビデオを縮小することにより生成できる。しかしながら、フレーム内、且つウェーブレットベースであるため、ＪＰＥＧ２０００は本質的により低い解像度の画像を提供する。さらに、それは二進（ｄｙａｄｉｃ）であることに制限されている。つまり削減係数は２の倍数である。エムペグ（ＭＰＥＧ：Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）４も、インターネットビデオなどの制限された又は固定された帯域幅のアプリケーションをターゲットとする。この技法では、ビデオの基本的な形式が送信される。連続伝送は、ビデオの中の詳細（ビット）を強化するために行われる。この手法の主要な不利な点は、動き補償である。

したがって、ビデオ又はビデオシーケンスの複数の記述を生成できるさらに広用途で簡略且つ／又は効率的なシステムに対するニーズがある。

ここに開示されている実施形態は、ビデオの複数の記述を生成するためのシステムを提供することによって前述されたニーズに対処する。一実施形態では、圧縮されたデータの複数の記述を生成するための方法は、基準量子化ステップを使用して量子化されたビットストリームを生成することと、圧縮されたデータの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化することとを備え、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定される。圧縮されたデータの複数の記述を生成するための装置は、基準量子化ステップを使用して量子化されたビットストリームを生成するための手段と、圧縮されたデータの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化するための手段とを備え、前記第１の量子化ステップは、前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定される。前記実施形態では、前記量子化されたビットストリームは、圧縮されたデータの第２の記述を生成するために第２の量子化ステップを使用して再量子化されてよく、前記第２の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第２の必要とされるスケーリングに基づいて決定される。

別の実施形態では、圧縮データの複数の記述を生成するための装置は、入力データから変換係数を生成するように構成される変換モジュール、及び前記変換モジュールに結合される量子化モジュールを備え、前記量子化モジュールは基準量子化ステップを使用して前記変換係数を量子化し、圧縮データの複数の記述を生成するためにさまざまな量子化ステップを使用して前記量子化された変換係数を再量子化するように構成され、前記さまざまな量子化ステップのそれぞれは前記基準量子化ステップの必要とされるスケーリングに基づいて決定される。前記量子化モジュールは前記基準量子化ステップを使用して変換係数を量子化するように構成される第１の量子化モジュール、及び前記さまざまな量子化ステップを使用して前記量子化された変換係数を再量子化するように構成される第２の量子化モジュールを備えてよい。

他の実施形態では、圧縮データを生成するための方法は、基準量子化ステップを使用して生成された量子化ビットストリームにアクセスすることと、圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化することとを備え、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定される。圧縮データを生成するための装置は、基準量子化ステップを使用して生成された量子化ビットストリームにアクセスするための手段と、圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化するための手段とを備え、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定される。当実施形態では、量子化されたビットストリームは圧縮されたデータの第２の記述を生成するために第２の量子化ステップを使用して再量子化されてよく、前記第２の量子化ステップは、前記基準量子化ステップの第２の必要とされるスケーリングに基づいて決定される。

さらに別の実施形態では、圧縮データを生成するための装置は、基準量子化ステップを使用して生成された量子化ビットストリームを記憶するように構成される記憶媒体と、前記記憶媒体に結合され、圧縮データの複数の記述を生成するためにさまざまな量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化するように構成される量子化モジュールとを備え、前記さまざまな量子化ステップのそれぞれは、前記基準量子化ステップの必要とされるスケーリングに基づいて決定される。前記記憶媒体は、前記圧縮ビットストリームとしてアーカイバル圧縮ビットストリームを記憶するように構成されてよい。

さらに別の実施形態では、圧縮データの複数の記述を生成するための方法は、基準量子化ステップを使用して量子化されたビットストリームを生成することと、前記量子化されたビットストリームを符号化することと、前記符号化された量子化ビットストリームを復号することと、圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して、前記復号された量子化ビットストリームを再量子化することとを備え、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定される。圧縮データの複数の記述を生成するための装置は、基準量子化ステップを使用して量子化されたビットストリームを生成するための手段と、前記量子化されたビットストリームを符号化するための手段と、前記符号化された量子化済みのビットストリームを復号するための手段と、圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記復号された量子化済みビットストリームを再量子化するための手段とを備え、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定される。当実施形態では、前記復号された量子化済みのビットストリームは、圧縮されたデータの第２の記述を生成するために第２の量子化ステップを使用して再量子化されてよく、前記第２の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第２の必要とされるスケーリングに基づいて決定される。

さらに他の実施形態では、圧縮データの複数の記述を生成するための装置は、基準量子化ステップを使用して量子化されたビットストリームを生成するように構成される量子化モジュールと、前記量子化モジュールに結合され、前記量子化されたビットストリームを符号化するように構成される符号化モジュールと、前記符号化された量子化済みビットストリームを復号するように構成される復号モジュールとを備え、前記量子化モジュールは圧縮データの複数の記述を生成するためにさまざまな量子化ステップを使用して前記復号された量子化済みビットストリームを再量子化するように構成され、前記量子化ステップのそれぞれは前記基準量子化ステップの必要とされるスケーリングに基づいて決定される。前記量子化モジュールは、前記基準量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを生成するように構成される第１の量子化モジュールと、圧縮データの前記複数の記述を生成するために前記さまざまな量子化ステップを使用して前記復号された量子化ビットストリームを再量子化するように構成される第２の量子化モジュールとを備えてよい。

さらに他の実施形態では、符号化された量子化ビットストリームに基づいて圧縮データを生成するための方法は、基準量子化ステップを使用して量子化により生成される圧縮ビットストリームにアクセスすることと、復号された量子化ビットストリームを生成するために圧縮ビットストリームを復号することと、圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記復号された、量子化済みのビットストリームを再量子化することとを備え、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定される。符号化された量子化済みのビットストリームに基づいて圧縮データを生成するための装置は、基準量子化ステップを使用して量子化により生成される圧縮ビットストリームにアクセスするための手段と、復号された量子化済みのビットストリームを生成するために圧縮されたビットストリームを復号するための手段と、圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記復号された量子化済みのビットストリームを再量子化するための手段とを備え、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定される。当実施形態では、前記復号された、量子化済みのビットストリームは、圧縮データの第２の記述を生成するために第２の量子化ステップを使用して再量子化されてよく、第２の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第２の必要とされるスケーリングに基づいて決定される。

さらに別の実施形態では、符号化された量子化済みのビットストリームに基づいて圧縮データの複数の記述を生成するための装置は、基準量子化ステップを使用して量子化により生成される圧縮ビットストリームを記憶するように構成される記憶媒体と、圧縮ビットストリームを復号するように構成される復号モジュールと、圧縮データの複数の記述を生成するためにさまざまな量子化ステップを使用して前記復号された圧縮ビットストリームを再量子化するように構成される量子化モジュールとを備え、前記量子化ステップのそれぞれは、前記基準量子化ステップの必要とされるスケーリングに基づいて決定される。前記記憶媒体は、前記圧縮ビットストリームとしてアーカイバル圧縮ビットストリームを記憶するように構成されてよい。

多様な実施形態が、同一の参照番号が同一の要素を指す以下の図面に関して詳細に説明される。

以下に述べる実施形態は、変換ベースの圧縮システムが、入力ビデオデータストリームから複数の記述又は圧縮データストリームを生成できるようにする。以下の説明では、特定の詳細は実施形態の徹底的な理解を提供するために示される。しかしながら、実施形態がこれらの特定の詳細なしに実践されてよいことは、当業者によって理解される。例えば、回路は、不必要に詳しくして実施形態を分かりにくくしない程度にブロック図に示されてよい。他の例では、周知の回路、構造及び技法は、実施形態を分かりにくくしない程度に詳細に示されてよい。

また、フローチャート、フロー図、構造図又はブロック図として描かれるプロセスとして実施形態が記述されてよいことに留意されたい。フローチャートは順次プロセスとして動作を記述してよいが、動作の多くは並行して又は同時に実行できる。さらに動作の順序は並べ替えられてよい。プロセスは、動作が完了すると終了する。プロセスは、方法、関数、プロシジャ、サブルーチン、サブプログラム等に相当してよい。プロセスが関数に相当するとき、この終了は前記関数の呼び出し関数又は主要関数への復帰に相当する。

さらに、ここに開示されるように、用語「ビデオ」はマルチメディアの視覚的な部分を指し、用語「画像」と同義的に使用される。記憶媒体は、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、及び／又は情報を記憶するための他の機械読み取り可能媒体を含む、データを記憶するための１台又は複数台のデバイスを表してよい。用語「機械読み取り可能媒体」は、携帯記憶装置又は固定記憶装置、光記憶装置、無線チャネル及び命令（複数の場合がある）及び／又はデータを記憶する、含む、又は搬送することができる多様な他の媒体を含むが、これらに限定されない。

一般的には、入力デジタル情報は、基準量子化ステップを使用して量子化され、それぞれが別のターゲットアプリケーションの要求に応じる、圧縮ビットストリームの複数の記述を出力するために再量子化される。

図１は、デジタルシネマ、高精細度テレビ（ＨＤＴＶ）、標準テレビ（ＳＤＴＶ）、デジタル衛星システム（ＤＳＳ）及び異なる解像度及びビットレートの圧縮ビットストリームで動作するサムネールなどのいくつかのターゲットアプリケーションを示す。他のアプリケーションは、デジタルバーサタイルディスク又はビデオディスク（ＤＶＤ）、次世代テレビシステム委員会（ＡＴＳＣ）、デジタルビデオ放送（ＤＶＢ）を含むが、これらに限定されない。図示されるように、ソースデータは１０ビット４：４：４及び１９２０×１０８０×２４又はさらに高い解像度のフォーマットを有する可能性がある。デジタルシネマは解像度１９２０×１０８０×２４、フレーム速度１０ビット４：４：４またはそれ以上、及びビットレート３０から２００Ｍｂｐｓを必要とする。ＨＤＴＶは解像度１９２０×１０８０×２４、フレーム速度８ビット４：２：０、及びビットレート１５から１９Ｍｂｐｓを必要とする。ＳＤＴＶは、解像度７２０×４８６×２４、フレーム速度８ビット４：２：０、及びビットレート１．８から１５Ｍｂｐｓを必要とする。ＤＳＳは、解像度３５２×２４０×２４、フレーム速度８ビット４：２：０、及びビットレート３から７Ｍｂｐｓを必要とする。サムネールは解像度１１２×６４×２４、フレーム速度８ビット４：２：０、及びビットレート２００Ｍｂｐｓを必要とする。

図２は、複数記述圧縮システムに基づく画像シーケンスの生成及び再生のための例示のシステム２００を示す。一般的には、ハブ２１０は相対的に高解像度の圧縮ビットストリームを生成する。ここでは、前記圧縮ビットストリームは考えられる最高の解像度のためであってよく、以下でアーカイバル圧縮ビットストリームと呼ばれる。ハブ３１０は前記圧縮ビットストリームを分散センタ２２０に出力する。分散センタ２２０は、次に、それぞれが再生のために異なるターゲットアプリケーション又はプレゼンテーションシステム２３０の要求に応じるさらに低い解像度の多様な圧縮データを出力してよい。ハブ２１０及び分散センタ２２０がともに実現されてよいことが注意されなければならない。代わりに、ハブ２１０及び分散センタ２２０は、別個の構造として、又は別個の場所で実現されてよい。同様に、分散センタ２２０及びプレゼンテーションシステム２３０は、ともに実現されてよい。また、同様に、分散センタ２２０及びプレゼンテーションシステム３３０は、別個の構造として、又は別個の場所で実現されてよい。ハブ２１０及び分散センタ２２０が別個の場所で実現される場合、あるいは分散センタ２２０及びプレゼンテーションシステム２３０が別個の場所で実現される場合、データは無線媒体、非無線媒体、携帯記憶媒体、又はこれらの組み合わせを使用して送信されてよい。

さらに詳細には、ハブ２１０は、圧縮される、動画像などのデジタルビデオ情報の入力データを受信する図３に図示されるエンコーダ３００を含んでよい。エンコーダ３００は、入力データを圧縮データの複数の記述に圧縮できる。エンコーダ３００は、基準量子化ステップを使用して量子化されたビットストリームを生成するように構成される量子化モジュール３２０を備える。ここでは、前記基準量子化ステップはアーカイバル圧縮ビットストリームを生成するための量子化ステップであってよい。エンコーダ３００は、前記入力データを変換し、変換係数を生成するように構成される変換モジュール３１０も備えてよい。ここでは、例えば離散コサイン変換（ＤＣＴ）、アダマール変換及び整数変換などの多様な数学変換が変換モジュール３１０によって使用されてよい。例えば、変換モジュール３１０がＤＣＴを使用すると、変換モジュール３１０は入力データを空間ドメインから周波数ドメインに、及びＤＣＴ係数を生成するために変換するであろう。量子化モジュール３２０は、次に、前記量子化されたビットストリームを生成するために前記基準量子化ステップを使用してＤＣＴ係数を量子化する。

分散センタ４００は、圧縮データをプレゼンテーションシステム２３０に提供する図４に図示されるサーバ４００を備えてよい。サーバ４００は記憶媒体４１０及び量子化モジュール４２０を備えてよい。記憶媒体４１０は、ハブ３１０から受信される量子化されたビットストリームを記憶する。圧縮データの記述を生成するために、量子化モジュール４２０は、前記基準量子化ステップの必要とされるスケーリングに基づく量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化するように構成される。前記基準量子化ステップの前記必要とされるスケーリングは、前記ターゲットアプリケーションに依存してよい。圧縮データの前記生成された記述は次にプレゼンテーションシステム２３０での再生のために使用されてよい。

エンコーダ３００とサーバ４００のどちらか１つ又は両方とも他の要素を備えてよいことに留意されたい。図５は、入力データを圧縮データの複数の記述に圧縮できるエンコーダ５００の別の例を示す。エンコーダ３００と同様に、エンコーダ５００は、基準量子化ステップを使用して量子化されたビットストリームを生成するように構成される量子化モジュール５２０を備える。前記基準量子化ステップは、アーカイバル圧縮ビットストリームを生成するための量子化ステップであってよい。エンコーダ４００は、変換モジュール５１０及び符号化モジュール５３０も備えてよい。変換モジュール３１０として、例えば、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、アダマール変換及び整数変換などの多様な数学変換が、変換モジュール５１０によって使用されてよい。変換モジュール５１０は、したがって変換係数を生成する。量子化モジュール５２０は、量子化されたビットストリームを生成するために基準量子化ステップを使用して前記変換係数を量子化する。符号化モジュール５３０は、圧縮ビットストリームを生成するために、前記量子化されたビットストリームを符号化する。一実施形態では、符号化モジュール５３０は可変長エンコーダであってよい。しかしながら、ゴロムコーダ（Ｇｏｌｏｍｂ Ｃｏｄｅｒ）、ライスコーダ（Ｒｉｃｅ Ｃｏｄｅｒ）、ハフマンエンジン（Ｈｕｆｆｍａｎ ｅｎｇｉｎｅ）、又は他のエントロピーエンコーダ又はこれらの組み合わせなどの他のコーダも使用されてよい。

図６は、圧縮データをプレゼンテーションシステム２３０に提供するサーバ６００の別の例を示す。サーバ６００は記憶媒体６１０、復号モジュール６２０、及び量子化モジュール６３０を備えてよい。記憶媒体６１０はハブ２１０から受信される圧縮ビットストリームを記憶し、復号モジュール６２０は復号された量子化済みビットストリームを生成するために前記圧縮ビットストリームを復号する。圧縮データの記述を生成するためには、量子化モジュール６３０は、前記基準量子化ステップの必要とされるスケーリングに基づく量子化ステップを使用して、前記復号された量子化済みビットストリームを再量子化するように構成される。前記基準量子化ステップの前記必要とされるスケーリングは前記ターゲットアプリケーションに依存してよい。次に、圧縮データの前記生成された記述はプレゼンテーションシステム２３０での再生のために使用されてよい。

したがって、ハブ２１０及び分散センタ２２０は、圧縮データの複数の記述を生成できる。さらに詳細には、前記さまざまな量子化ステップのそれぞれは、前記基準量子化ステップの必要とされるスケーリングに基づいて決定される。例えば、量子化モジュール４２０又は６３０は、圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化してよい。量子化モジュール４２０又は６３０は、圧縮データの第２の記述を生成するために第２の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化してよい。

再び図３を参照すると、プレゼンテーションシステム３３０は、エンコーダ３００で使用される前記圧縮アルゴリズムと逆の解凍アルゴリズムを使用して前記受信された圧縮データを解凍するデコーダを備える。例えば、圧縮がＤＣＴ及び可変長符号化に基づく場合、画像は前記デジタル画像の表示を可能にするために、可変長復号、逆量子化、及び逆ＤＣＴによって処理される。

典型的なハブ２１０が、エンコーダ３００又は５００の１つ又は複数の要素を制御するためのプロセッサ（図示せず）などの他の要素を備えてよいことに留意されたい。このプロセッサは、別個に、又はそれぞれエンコーダ３００また５００の一部として実現されてよい。例えば、プロセッサはそれぞれ量子化モジュール３２０と５２０に前記適切な基準量子化ステップを提供してよい。同様に、プロセッサ（図示せず）は、サーバ４００又は６００の１つ又は複数の要素を制御するためにも実現されてよい。このようなプロセッサは、それぞれサーバ４００又は６００の一部として実現されてよく、あるいはそれぞれサーバ４００又は６００の外部で実現されてよい。ここでは、プロセッサは、例えば前記基準量子化ステップの前記必要とされるスケーリングを決定し、それぞれ量子化モジュール４２０及び６３０に前記適切な量子化ステップを提供してよい。

ハブ２１０は、量子化されたビットストリームを記憶するための記憶媒体（図示せず）を備えてもよく、前記量子化された圧縮済みビットストリームを再量子化するように構成される第２の量子化モジュールを備えてよい。さらに、ハブ２１０及び分散センタ２２０がともに実現される場合、量子化モジュール３２０及び４２０又は量子化モジュール５２０及び６３０はそれぞれともに実現されてよい。このようなケースでは、１つの量子化モジュールが基準量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを生成し、圧縮データの複数の記述を生成するためにさまざまな量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化するように構成されるだろう。代わりに、第１の量子化モジュール及び第２の量子化モジュールを備える１つの量子化モジュールが実現されてよく、前記第１の量子化モジュールは基準量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを生成し、前記第２の量子化モジュールは圧縮データの複数の記述を生成するためにさまざまな量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化する。

したがって、エンコーダ３００及びサーバ４００は、圧縮データの複数の記述を生成するために使用されてよい。さらに詳細には、図７は圧縮データの複数の記述を生成するための例示の方法７００を示す。方法７００では、基準量子化ステップを使用して、量子化されたビットストリームが生成される（７１０）。圧縮されたデータの特殊な記述を生成するために、前記量子化されたビットストリームは圧縮データの記述を生成するために量子化ステップを使用して再量子化され（７２０）、前記量子化ステップは前記基準量子化ステップの必要とされるスケーリングに基づいて決定される。

図８は、量子化されたビットストリームが事前に生成されるときに圧縮データを生成するための例示の方法８００を示す。方法８００では、基準量子化ステップを使用して生成される量子化されたビットストリームがアクセスされる（８１０）。前記量子化されたビットストリームは、次に、圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して再量子化され（８２０）、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定される。

図９は、量子化されたビットストリームが圧縮ビットストリームを生成するためにさらに符号化されるときに圧縮データの複数の記述を生成するための例示の方法９００を示す。方法９００では、量子化されたデータストリームは、基準量子化ステップを使用して生成される（９１０）。前記量子化されたビットストリームは、次に、圧縮ビットストリームを生成するために符号化される（９２０）。圧縮データの記述を生成するためには、前記圧縮ビットストリームは復号された量子化済みビットストリームに復号される（９３０）。前記復号された量子化済みビットストリームは、次に、圧縮データの記述を生成するために量子化ステップを使用して再量子化され（９４０）、前記量子化ステップは前記基準量子化ステップの必要とされるスケーリングに基づいて決定される。

図１０は、量子化されたビットストリームが事前に生成され、圧縮ビットストリームを生成するためにさらに符号化されるときに圧縮データを生成するための例示の方法１０００を示す。方法１０００では、基準量子化ステップを使用して量子化によって生成される圧縮ビットストリームがアクセスされる（１０１０）。前記圧縮されたビットストリームは、復号された量子化済みビットストリームを生成するために復号される（１０２０）。前記復号された量子化済みビットストリームは、次に圧縮データの記述を生成するために量子化ステップを使用して再量子化され（１０３０）、前記量子化ステップは前記基準ステップの必要とされるスケーリングに基づいて決定される。

したがって、圧縮データのさまざまな記述は、別の量子化ステップを使用する再量子化によって生成されてよい。さらに詳細には、基準量子化ステップＡは値ａに相当する。例えば、ターゲットアプリケーションが、値ｂに相当するさらに高い量子化ステップＢ又はステップＣに相当するさらに高い量子化値ｃを必要とする場合、前記再量子化のための前記量子化ステップは、前記基準量子化ステップの前記必要とされるスケーリングに基づいて決定されるであろう。ここでは、ｂ／ａ又はｃ／ａとなるであろう。別の例では、ターゲットアプリケーションは、前記基準量子化ステップを使用して生成される前記ビットストリームから生じる前記ビットストリームより低いビットレートを必要とする場合がある。前記必要とされるさらに低いビットが前記現在のビットレートの半分である場合には、再量子化のための前記量子化ステップは２／ａとなってよい。ここで他のスケール係数が使用されてよいことに留意されたい。スケール係数は、品質及びビットレートの要件を満たすために適応させることができる。

さらに、典型的なＤＣＴを使用する圧縮技法では、各データブロックのサイズは固定されている。画像信号の品質を保ちつつかなりの圧縮を提供できる１つの動的画像圧縮技法は、符号化されたＤＣＴ係数データの順応して拡大縮小されたブロック及びサブブロックを活用する。この技法は、以下で適応ブロックサイズ離散コサイン変換（ＡＢＳＤＣＴ）と呼ばれる。前記適応ブロックサイズは、画像データのフレーム内の情報のために存在する冗長性を利用するために選ばれる。前記技法は、「適応ブロックサイズ画像圧縮方法及びシステム（Adaptive Block Size Image Compression Method And System）」と題される米国特許第５，０２１，８９１号に開示される。ＤＣＴ技法は、「適応ブロックサイズ画像圧縮方法及びシステム（Adaptive Block Size Image Compression Method And System）」と題される米国特許第５，１０７，３４５号にも開示され、離散４分木変換技法と組み合わせた前記ＡＢＳＤＣＴ技法の使用は「適応ブロックサイズ画像圧縮方法及びシステム（Adaptive Block Size Image Compression Method And System）」と題される米国特許第５，４５２，１０４号に説明される。これらの特許に開示されるシステムはフレーム内符号化を活用し、画像シーケンスの各フレームが他のフレームのコンテンツに関係なく符号化される。

一般的に、ルミナンス成分及びクロミナンス成分のそれぞれはブロックインタリーバ（図示せず）に渡される。１６×１６のブロックは、１６×１６ブロック内の画像サンプルにＤＣＴ分析のためにデータのブロック及び合成サブブロックを生成するように命令する。図１１Ａは、１つの１６×１６のＤＣＴが第１の順序付けに適用され、４つの８×８のＤＣＴが第２の順序付けに適用され、１６の４×４のＤＣＴが第３の順序付けに適用され、６４の２×２のＤＣＴが第４の順序付けに適用される例を示す。ＤＣＴ演算は、画像ソースに固有の空間冗長性を削減する。前記ＤＣＴが実行された後、画像信号エネルギーの大部分は２−３個のＤＣＴ係数に凝縮される傾向がある。

１６×１６ブロック及び各サブブロックの場合、変換された係数は、前記ブロック又はサブブロックを符号化するために必要とされるビット数を求めるために分析される。次に、符号化する最小数のビットを必要とする前記ブロック又はサブブロックの組み合わせが、画像セグメントを表現するために選ばれる。図１１Ｂは、２個の８×８サブブロック、６個の４×４サブブロック及び８個の２×２サブブロックが画像セグメントを表現するために選ばれる例を示す。前記選ばれたブロック又はサブブロックの組み合わせは、次に順序正しく適切に配列される。前記ＤＣＴ係数値は、次に量子化及び可変長符号化などであるが、それらに限定されないさらなる処理を受けてよい。したがって、一実施形態では、複数の記述を生成するためのＤＣＴベースの圧縮システムがＡＢＳＤＣＴアルゴリズムを使用してよい。

したがって、圧縮データの複数の層は、ターゲットアプリケーションの要件を満たすために生成される。それ以後、必要な層は、ターゲットアプリケーションのための圧縮データの特定の記述を提供するために複数の層から抽出又はクロップされる。

エンコーダ及び／又はサーバの要素が演算に影響を及ぼさずに配列し直されてよいことは当業者に明らかであるべきである。また、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード又はこれらの任意の組み合わせによって実現されてよい。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア又はマイクロコードで実現されるとき、必要なタスクを実行するためのプログラムコード又はコードセグメントは、それぞれ、機械読み取り可能媒体に、あるいは図示されていない別個の記憶装置（複数の場合がある）の中に記憶されてよい。コードセグメントは、プロシジャ、関数、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラス、又は命令、データ構造又はプログラム文の任意の組み合わせを表してよい。コードセグメントは情報、データ、引数、パラメータ又はメモリコンテンツを渡す及び／又は受信することによって別のコードセグメント又はハードウェア回路に結合されてよい。情報、引数、パラメータ、データ等は、メモリ共用、メッセージ通過、トークン通過、ネットワーク伝送等を含む任意の適切な手段を介して渡され、転送され、又は送信されてよい。

したがって、前記実施形態は例にすぎず、本発明を制限すると解釈されるべきではない。説明は実例となることを目的とし、請求項の範囲を制限することを目的としていない。したがって、本教示は他の種類の装置に容易に適用することができ、多くの代替案、変型及び変化が当業者に明らかになるであろう。

例示のターゲットアプリケーションを示す図である。 画像の生成及び再生のための複数記述圧縮システムの例を示す図である。 複数記述圧縮システムのための例示のエンコーダを示す図である。 複数記述圧縮システムのための例示のサーバを示す図である。 複数記述圧縮システムのための別の例示のエンコーダを示す図である。 複数記述圧縮システムのための別の例示のサーバを示す図である。 圧縮データの複数の記述を生成するための例示の方法を示す図である。 圧縮データの複数の記述を生成するための例示の方法を示す図である。 圧縮データの複数の記述を生成するための例示の方法を示す図である。 圧縮データの複数の記述を生成するための例示の方法を示す図である。 ＡＢＳＤＣＴのために順応して拡大縮小されたブロック及びサブブロックを示す図である。 ＡＢＳＤＣＴのために順応して拡大縮小されたブロック及びサブブロックを示す図である。

Claims (20)

1. 入力データから圧縮された入力データである複数の記述を生成する方法において、各記述は各ターゲットアプリケーションにそれぞれ出力され、
   基準量子化ステップを使用して量子化されたビットストリームを生成し、前記生成は前記入力データを係数に変換し、この係数を前記基準量子化ステップを使用して量子化することを含み、
   圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化し、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第１の必要とされるスケーリングは第１のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定され、
   圧縮データの第２の記述を生成するために第２の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化し、前記第２の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第２の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第２の必要とされるスケーリングは第２のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定される方法。
2. 前記量子化されたビットストリームを生成することは、
   前記基準量子化ステップとして、アーカイバル圧縮ビットストリームを生成するための量子化ステップを使用することを備える、請求項１に記載の方法。
3. 入力データから圧縮された入力データである複数の記述を生成する装置において、各記述はターゲットアプリケーションにそれぞれ出力され、
   基準量子化ステップを使用して量子化されたビットストリームを生成するための手段と、前記量子化されたビットストリームは前記入力データを係数に変換し、この係数を前記基準量子化ステップを使用して量子化することにより生成され、
   圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化するための手段とを具備し、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第１の必要とされるスケーリングは第１のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定され、
   圧縮データの第２の記述を生成するために第２の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化するための手段をさらに具備し、前記第２の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第２の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第２の必要とされるスケーリングは第２のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定される装置。
4. 前記量子化されたビットストリームを生成するための手段は、
   前記基準量子化ステップとして、アーカイバル圧縮ビットストリームを生成するための量子化ステップを使用するための手段を備える、請求項３に記載の装置。
5. 入力データから圧縮された入力データである複数の記述を生成する方法において、各記述はターゲットアプリケーションにそれぞれ出力され、
   入力データから変換係数を生成するように構成される変換モジュールと、
   前記変換モジュールに結合され、基準量子化ステップを使用して前記変換係数を量子化し、圧縮データの複数の記述を生成するために異なる量子化ステップを使用して前記量子化された変換係数を再量子化するように構成される量子化モジュールとを具備し、前記異なる量子化ステップのそれぞれは、前記基準量子化ステップの必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記必要とされるスケーリングは所望のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定される装置。
6. 前記量子化モジュールは、
   前記基準量子化ステップを使用して前記変換係数を量子化するように構成される第１の量子化モジュールと、
   前記異なる量子化ステップを使用して前記量子化された変換係数を再量子化するように構成される第２の量子化モジュールと、
   を備える、請求項５に記載の装置。
7. 基準量子化ステップを使用して生成された量子化ビットストリームにアクセスし、前記量子化されたビットストリームは、入力データを係数に変換し、この係数を前記基準量子化ステップを使用して量子化することにより生成され、
   第１のターゲットアプリケーションに出力される圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化し、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第１の必要とされるスケーリングは第１のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定され、
   第２のターゲットアプリケーションに出力される圧縮データの第２の記述を生成するために第２の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化することをさらに含み、前記第２の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第２の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第２の必要とされるスケーリングは第２のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定される方法。
8. 入力データから入力データの圧縮データを生成する装置において、
   基準量子化ステップを使用して生成された量子化ビットストリームにアクセスするための手段と、前記量子化されたビットストリームは前記入力データを係数に変換し、この係数を前記基準量子化ステップを使用して量子化し、
   第１のターゲットアプリケーションに出力される圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化するための手段とを具備し、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第１の必要とされるスケーリングは第１のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定され、
   第２のターゲットアプリケーションに出力される圧縮データの第２の記述を生成するために第２の量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化するための手段をさらに具備し、前記第２の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第２の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第２の必要とされるスケーリングは第２のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定される装置。
9. 入力データから入力データの圧縮データを生成する装置において、
   基準量子化ステップを使用して生成された量子化ビットストリームを記憶するように構成される記憶媒体と、前記量子化されたビットストリームは、前記入力データを係数に変換し、この係数を前記基準量子化ステップを使用して量子化することにより生成され、
   前記記憶媒体に結合され、異なるターゲットアプリケーションに出力される圧縮データの複数の記述を生成するために異なる量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを再量子化するように構成される量子化モジュールとを具備し、前記異なる量子化ステップのそれぞれは前記基準量子化ステップの必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記必要とされるスケーリングは所望のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定される装置。
10. 前記記憶媒体は、前記量子化ビットストリームとしてアーカイバル圧縮ビットストリームを記憶するように構成される、請求項９に記載の装置。
11. 入力データから圧縮された入力データである複数の記述を生成する方法において、各記述はターゲットアプリケーションにそれぞれ出力され、
    基準量子化ステップを使用して量子化されたビットストリームを生成し、前記生成は前記入力データを係数に変換し、この係数を前記基準量子化ステップを使用して量子化することを含み、
    前記量子化されたビットストリームを符号化し、
    前記符号化された量子化ビットストリームを復号し、
    第１のターゲットアプリケーションに出力される圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記復号された量子化ビットストリームを再量子化し、前記第１の量子化ステップは、前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づき決定され、前記第１の必要とされるスケーリングは前記第１のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定され、
    第２のターゲットアプリケーションに出力される圧縮データの第２の記述を生成するために第２の量子化ステップを使用して前記復号された量子化ビットストリームを再量子化し、前記第２の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第２の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第２の必要とされるスケーリングは前記第２のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定され方法。
12. 前記量子化されたビットストリームを生成することは、
    前記基準量子化ステップとして、アーカイバル圧縮ビットストリームを生成するための量子化ステップを使用することを備える、請求項１１に記載の方法。
13. 入力データから圧縮された入力データである複数の記述を生成する装置において、各記述は各ターゲットアプリケーションにそれぞれ出力され、
    基準量子化ステップを使用して量子化されたビットストリームを生成するための手段と、前記量子化されたビットストリームは前記入力データを係数に変換し、この係数を前記基準量子化ステップを使用して量子化することにより生成され、
    前記量子化されたビットストリームを符号化するための手段と、
    前記符号化された量子化済みビットストリームを復号するための手段と、
    第１のターゲットアプリケーションに出力される圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記復号された量子化済みビットストリームを再量子化するための手段とを具備し、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第１の必要とされるスケーリングは第１のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定され、
    第２のターゲットアプリケーションに出力される圧縮データの第２の記述を生成するために第２の量子化ステップを使用して前記復号された量子化済みビットストリームを再量子化するための手段をさらに具備し、前記第２の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第２の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第２の必要とされるスケーリングは第２のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定される装置。
14. 入力データから圧縮された入力データである複数の記述を生成する装置において、各記述はターゲットアプリケーションにそれぞれ出力され、
    前記入力データを係数に変換するように構成される変換モジュールと、
    基準量子化ステップを使用して量子化されたビットストリームを生成するように構成される量子化モジュールと、前記量子化モジュールは前記基準量子化ステップを使用して前記係数を量子化し、
    前記量子化モジュールに結合され、前記量子化されたビットストリームを符号化するように構成される符号化モジュールと、
    前記符号化された量子化済みビットストリームを復号するように構成される復号モジュールと、
    を備え、
    前記量子化モジュールは圧縮データの複数の記述を生成するために異なる量子化ステップを使用して前記復号された量子化済みビットストリームを再量子化するように構成され、前記量子化ステップのそれぞれは前記基準量子化ステップの必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記必要とされるスケーリングは所望のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定される装置。
15. 前記量子化モジュールは、
    前記基準量子化ステップを使用して前記量子化されたビットストリームを生成するように構成される第１の量子化モジュールと、
    圧縮データの前記複数の記述を生成するために前記異なる量子化ステップを使用して前記復号された量子化ビットストリームを再量子化するように構成される第２の量子化モジュールと、
    を備える、請求項１４に記載の装置。
16. 符号化された量子化ビットストリームに基づいて入力データから圧縮データを生成するための方法において、
    基準量子化ステップを使用して量子化により生成される圧縮ビットストリームにアクセスし、前記符号化された量子化ビットストリームは前記入力データを係数に変換し、この係数を前記基準量子化ステップを使用して量子化することにより生成され、
    復号された量子化ビットストリームを生成するために圧縮ビットストリームを復号することと、
    第１のターゲットアプリケーションに出力される圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記復号された量子化済みビットストリームを再量子化し、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第１の必要とされるスケーリングは第１のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定され、
    第２のターゲットアプリケーションに出力される圧縮データの第２の記述を生成するために第２の量子化ステップを使用して前記復号された量子化ビットストリームを再量子化することをさらに含み、前記第２の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第２の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第２の必要とされるスケーリングは第２のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定される方法。
17. 前記圧縮ビットストリームにアクセスすることは、
    前記基準量子化ステップとして、アーカイバル圧縮ビットストリームを生成するための量子化ステップを使用して生成されたアーカイバル圧縮ビットストリームにアクセスすることを備える請求項１６に記載の方法。
18. 符号化され量子化済みのビットストリームに基づいて、入力データから圧縮された入力データを生成する装置において、
    基準量子化ステップを使用する量子化により生成された圧縮され量子化済みのビットストリームにアクセスするための手段と、前記圧縮され量子化済みのビットストリームは前記入力データを係数に変換し、この係数を前記基準量子化ステップを使用して量子化することにより生成され、
    復号された量子化済みビットストリームを生成するために圧縮され量子化済みのビットストリームを復号するための手段と、
    第１のターゲットアプリケーションに出力される圧縮データの第１の記述を生成するために第１の量子化ステップを使用して前記復号された量子化済みビットストリームを再量子化するための手段と、前記第１の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第１の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第１の必要とされるスケーリングは前記第１のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定され、
    第２のターゲットアプリケーションに出力される圧縮データの第２の記述を生成するために第２の量子化ステップを使用して前記復号された量子化ビットストリームを再量子化するための手段をさらに具備し、前記第２の量子化ステップは前記基準量子化ステップの第２の必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記第２の必要とされるスケーリングは前記第２のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定される装置。
19. 符号化された量子化済みビットストリームに基づいて入力データから圧縮された入力データの複数の記述を生成するための装置において、各記述はターゲットアプリケーションにそれぞれ出力され、
    基準量子化ステップを使用して量子化により生成される圧縮され量子化済みのビットストリームを記憶するように構成される記憶媒体と、前記圧縮され量子化済みのビットストリームは、前記入力データを係数に変換し、この係数を前記基準量子化ステップを使用して量子化することにより生成され、
    前記圧縮され量子化済みのビットストリームを復号するように構成される復号モジュールと、
    圧縮データの複数の記述を生成するために異なる量子化ステップを使用して前記復号された圧縮ビットストリームを再量子化するように構成される量子化モジュールを具備し、前記量子化ステップのそれぞれは前記基準量子化ステップの必要とされるスケーリングに基づいて決定され、前記必要とされるスケーリングは所望のターゲットアプリケーションによって要求される量子化値に基づいて決定される装置。
20. 前記記憶媒体は、前記圧縮ビットストリームとしてアーカイバル圧縮ビットストリームを記憶するように構成される、請求項１９に記載の装置。

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