JPH07322269A - ビデオデータを有するビットストリームを符号変換する方法および装置 - Google Patents

ビデオデータを有するビットストリームを符号変換する方法および装置

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JPH07322269A
JPH07322269A JP7116204A JP11620495A JPH07322269A JP H07322269 A JPH07322269 A JP H07322269A JP 7116204 A JP7116204 A JP 7116204A JP 11620495 A JP11620495 A JP 11620495A JP H07322269 A JPH07322269 A JP H07322269A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 少ないハードウェア量で、データレートまた
は解像度を変換することのできるビットストリームを符
号変換する方法および装置を提供する 【構成】 入力ビデオデータを、動き情報およびビデオ
データのタイプ情報を用いて少なくとも部分的に復号化
し、同一の動き情報およびビデオデータのタイプ情報を
用いて、別のデータレートのビデオデータに符号化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動き情報を含むビデオ
データを有するビットストリームを符号変換する方法お
よび装置に関する。
【0002】
【従来の技術】関係のあるオーディオデータおよびまた
は他のデータを有するビデオデータの符号化または復号
化を、たとえば標準のISO/IEC11172(MP
EG1)またはISO/IEC13818(MPEG
2)に基づき実施することができる。時にはそのような
標準に基づいて符号化されたビットストリームを異なる
データレートを有するビットストリームに変換すること
が望まれる。標準のISO/IEC13818−2、従
節(subclause )7.8、”SNRスケーラビリティ”
から、この目的のために2つのレイヤを有するデータス
トリームを生成することが公知であり、対応するデコー
ダにより、低い解像度で1つのレイヤだけを処理し、ま
たは増加した解像度で両方のレイヤを処理する。この場
合第2レイヤはさらにDCT係数を含み、増加した空間
解像度を提供している。
【0003】しかしこの場合、符号化にあたって空間レ
イヤを既に生成していなければならず、得られた復号化
すべきビットストリームは、2つの可能性、つまり固定
のデータレートまたは解像度しか有さない。
【0004】他のデータレートも同様に許容するため
に、デジタルビデオのビットストリームの符号変換の期
間中に、1次ビットストリームの処理を、同時に高画質
を維持しつつ2次ビットストリームのより低いデータレ
ートを可能とする方法で実施するべきである。最良の画
質は、1次ビットストリームの復号化と、2次ビットス
トリームへの後続の符号化により達成される。しかし、
このために大規模のハードウェアが必要である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、動き
情報を含むビデオ情報を有するビットストリームを符号
変換する方法を提供することであり、出力側のデータレ
ートまたは解像度を広い範囲で変換することができ、少
ないハードウェア量しか必要としない。
【0006】本発明の別の課題は、本発明による方法を
用いる装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、第1デ
ータレートに対応する入力ビデオデータを、そこから得
られる動き情報およびビデオデータのタイプ情報を用い
て少なくとも部分的に復号化し、同一の動き情報および
ビデオデータのタイプ情報を用いて第2データレートに
対応するビデオデータに符号化し、動き予測および補間
を符号化に用い、可能な予測モードの数が各ビデオデー
タのタイプに対し許容される予測モードに制限される方
法により達成される。
【0008】本発明の別の課題は、ビデオデータから動
き情報およびビデオデータのタイプ情報を得るバッファ
記憶手段および分析手段と、動き情報およびビデオデー
タのタイプ情報により制御される動き予測および動き補
間手段を含み第1データレートに割り当てられた後続の
ビデオデータの復号手段と、同一の動き情報およびビデ
オデータのタイプ情報により制御される動き予測および
動き補間手段を含み、可能な予測モードの数が各ビデオ
データのタイプに対し許容される予測モードに制限され
第2データレートに割り当てられた後続のビデオデータ
の符号化手段とを有する装置により達成される。
【0009】ビデオ信号のためのデータ低減符号化方法
に、しばしば対応する動き補間と関連した動き予測が用
いられる。このために動きベクトルが、画素ブロックま
たは複数の画素ブロックをそれぞれ含むマクロブロック
に対し求められる。これらのブロックまたはビデオデー
タのタイプ(たとえばフレーム、フィールドI、P、
B)に依存して、多数の予測モードが可能である。最適
な符号化を達成するために、これらのモード全てが考慮
される。
【0010】本発明による方法は、1次ビットストリー
ムの動き補償予測ベクトルを2次ビットストリームにお
いて再生利用することに基づいている。1次ビットスト
リームからの動きベクトルの情報内容は、2次ビットス
トリームでも有効であり、符号変換のために動きベクト
ルを再計算する必要はない。それどころか、2次ビット
ストリームの符号化を1次ビットストリームからの動き
ベクトルを用いて実施することができる。
【0011】この場合、2次ビットストリームの符号化
は制限を受けた予測モードで実施され、つまり2次ビッ
トストリームにおいては、1次ビットストリームの各ブ
ロックタイプまたは動き情報により決定される予測モー
ドだけが許容される。変更したデータレートのため同様
に変更される予測誤差の後置処理、たとえば量子化は、
所望のターゲットデータレートに適切に調整される。し
たがってより低いデータレートも実際に保証することが
できる。
【0012】また、ビットストリームの符号変換に必要
な処理時間による全体の信号の遅延は、完全な符号化/
復号化と比較して本発明により有利にも低減される。
【0013】そのビデオ信号は輝度信号および/または
クロミナンス信号を含むことができる。
【0014】原理的に、動き情報およびビデオデータの
タイプ情報が割り当てられ、第1データレートから第2
データレートへの、ビデオデータを有するビットストリ
ームを符号変換する本発明による方法において、第1デ
ータレートに対応する入力ビデオデータを、そこから得
られる動き情報およびビデオデータのタイプ情報を用い
て少なくとも部分的に復号化し、同一の動き情報および
ビデオデータのタイプ情報を用いて第2データレートに
対応するビデオデータに符号化し、可能な予測モードの
数が各ビデオデータのタイプに対し許容される予測モー
ドに制限される動き予測および補間を符号化に用いる。
【0015】本発明による方法の別の利点は実施態様か
ら明らかである。
【0016】原理的に、動き情報およびビデオデータの
タイプ情報が割り当てられ、第1データレートから第2
データレートへの、ビデオデータを有するビットストリ
ームを符号変換する本発明による装置は、ビデオデータ
から動き情報およびビデオデータのタイプ情報を得るバ
ッファ記憶手段および分析手段と、動き情報およびビデ
オデータのタイプ情報により制御される動き予測および
補間手段を含み第1データレートに割り当てられた後続
のビデオデータの復号手段と、同一の動き情報およびビ
デオデータのタイプ情報により制御される動き予測およ
び動き補間手段を含み、可能な予測モードの数が各ビデ
オデータのタイプに対し許容される予測モードに制限さ
れ第2データレートに割り当てられた後続のビデオデー
タの符号化手段とを有する。
【0017】本発明による装置の別の利点は実施態様か
ら明らかである。
【0018】
【実施例】次に本発明を添付図面を参照して説明する。
図1は本発明による符号変換器を示す。図1の符号変換
器は、第1データレートを有する1次ビットストリーム
PBSを受け取り、第2データレート(より低いデータ
レートが望ましい)を有する2次ビットストリームSB
Sを送出する。ビットストリームPBSは、デマルチプ
レクサDMXでシステムデータSYDと、オーディオデ
ータAUDと、ビデオデータVIDとに分割される。マ
ルチプレクサMXの出力側では逆の動作が行われる。必
要があればSYDおよび/またはAUDを、対応するシ
ステムデータプロセッサSDPまたはオーディオデータ
プロセッサADPでそれぞれ同様に第2データレートに
適合させることができる。1次ビットストリームPBS
は一部が復号され、その後に再符号化される。ビデオデ
ータVIDは、一部を復号するために、動き情報を区別
(たとえば動きベクトルおよびブロックタイプの情報M
V&MBTと、量子化パラメータQPD )するバッファ
および分析回路BUPARに供給され、バッファに記憶
されたビデオデータを、可変長デコーダVLDと、QP
D で制御される逆量子化器QD~1 と、逆DCT変換回路
DCTD~1 と、加算器AD と、フレーム記憶手段FRM
D とを介して、符号変換器のエンコーダ部に伝達する。
【0019】動き予測およびインターポレータMCPI
D を用いて、FRMD に記憶された画像信号を取り出
し、フレーム間符号化またはフィールド間符号化された
画素のブロック/マクロブロックに関して、加算器AD
でそこに入力する画像データに加えられる。復号された
入力ビデオ信号IDVはAD の出力側で利用することが
できる。動き予測およびインターポレータMCPID
は、動きベクトルおよびブロックタイプの情報MV&M
BTにより制御される。
【0020】エンコーダ部の入力信号は、減算器Sと、
DCT変換回路DCTと、量子化器Qと、可変長コーダ
VLCと、バッファおよびパケット形成回路BUPAC
とを介して、SDPおよびADPの出力信号と共にマル
チプレクサMXに供給される。前記回路BUPACは量
子化器Qを制御し、かつ動きベクトルおよびブロックタ
イプの情報MV&MBTをビデオのビットストリームに
挿入する。
【0021】量子化器Qの出力信号は、逆量子化器QE~
1 と、逆DCT変換回路DCTE~1と、加算器AE と、
フレーム記憶手段FRME と、動き予測およびインター
ポレータMCPIE とを介して減算器Sの反転入力側に
伝達される。MCPIE の出力信号はさらに加算器AE
の第2入力側に供給される。動き予測およびインターポ
レータMCPIE も動きベクトルおよびブロックタイプ
の情報MV&MBTにより制御される。完全に符号化す
る場合に実際に必要な動き予測用のハードウェアは必要
ない。復号された出力ビデオ信号ODVはAE の出力側
で利用することができる。本発明によると、MCPIE
での動き予測において、1次ビットストリームの各ブロ
ックタイプの情報、つまり動き情報MV&MBTにより
表される予測モードだけが可能である。原則として変更
したデータレートのため変更される予測誤差は、相応に
変更されるQおよびQE~1 での量子化特性により所望の
ターゲットデータレートに適合される。
【0022】MPEG2の符号化が用いられる場合、以
下の関係が、たとえばMV&MBTと予測モードとの間
で適用される(P、I、およびBピクチャの定義に対し
てISO/IEC 13818−2、従節I.4.1.
1および6.1.2.4参照、画像タイプまたはブロッ
クタイプおよび予測モードに対してISO/IEC13
818−2、従節7.6参照)。つまり − フィールド画像 フレーム予測は適応されない − フレーム画像 16×8の予測は適応されない − IピクチャおよびBピクチャ 2つの優先度は設定されない。
【0023】− Pピクチャ、スキップされたマクロブ
ロック 予測しない(動きベクトルは0に設定される) − Bピクチャ、スキップされたマクロブロック 予測は不変のまま(対応する現行の動きベクトルは続け
て用いられる) デコーダ部を、たとえばMartin Bolton,"Chip, Chip hu
rra", Funkschau 24/1993,76−81ページと同様に、
MPEGデコーダチップ、STi3240とDCTプロ
セッサ、STV3208とを用いて構成することがで
き、STi3240およびSTV3208は両方ともS
GSトムソンから供給されている。MPEG/H.26
1デコーダ、STi3400、またはMPEG2/CC
IR601ビデオデコーダ、STi3500もデコーダ
チップとして用いることができる。
【0024】MPEG/H.261エンコーダ、STi
3230またはSTi3400をエンコーダ部に用いる
ことができる。
【0025】本発明を、たとえばデジタル画像再生装置
または画像記録装置、テレビ電話システム、テレビスタ
ジオ、テレビ信号供給システムにおいてケーブルネット
ワークに分配するために、または衛星通信システムに利
用することができる。
【0026】
【発明の効果】本発明により、出力側のデータレートま
たは解像度を広い範囲で変換することができ、少ないハ
ードウェア量しか必要としないビデオデータを有するビ
ットストリームを符号変換する方法および装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による符号変換器の構成図である。
【符号の説明】
BUPAR バッファおよび分析回路 VLD 可変長デコーダ QD~1 逆量子化器 DCTD~1 逆DCT変換回路 AD 加算器 MCPID 動き予測およびインターポレータ S 減算器 DCT DCT変換回路 Q 量子化器 VLC 可変長コーダ BUPAC バッファおよびパケット形成回路 MCPIE 動き予測およびインターポレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディルク アドルフ ドイツ連邦共和国 ロネンベルク ヴァル ブリンク 2 (72)発明者 ディートリッヒ ヴェスターカンプ ドイツ連邦共和国 ヘミンゲン アム リ ックリンガーホルツェ 27 (72)発明者 インゴ ヒュッター ドイツ連邦共和国 ツェレ テレフンケン シュトラーセ26 (72)発明者 カルステン ヘアペル ドイツ連邦共和国 ハノーヴァー グロー セ バーリンゲ 61

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動き情報およびビデオデータのタイプ情
    報(MV&MBT)が割り当てられ、第1データレート
    から第2データレートへの、ビデオデータ(VID)を
    有するビットストリーム(PBS)を符号変換する方法
    において、第1データレートに対応する入力ビデオデー
    タ(VID)を、そこ(BUPAR)から得られる動き
    情報およびビデオデータのタイプ情報(MV&MBT)
    を用いて少なくとも部分的に復号化し(VLD、QD~
    1 、DCTD~1 、AD 、FRMD、MCPID )、同一
    の動き情報およびビデオデータのタイプ情報を用いて、
    第2データレートに対応するビデオデータに符号化し
    (S、DCT、Q、VLC、QE~1 、DCTE~1 、A
    E 、FRME )、動き予測および補間(MCPIE )を
    符号化に用い、可能な予測モードの数が各ビデオデータ
    のタイプ(MV&MBT)に対し許容される予測モード
    に制限されることを特徴とするビデオデータを有するビ
    ットストリームを符号変換する方法。
  2. 【請求項2】 入力ビデオデータ(VID)および生成
    されたビデオデータは、対応する動き情報およびビデオ
    データのタイプ情報(MV&MBT)が割り当てられる
    符号化された画素ブロックに基づくことを特徴とする請
    求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 少なくとも入力ビデオデータ(VID)
    の符号化は、標準のISO/IEC11172またはI
    SO/IEC13818に対応し、そのような複数の画
    素ブロックにより、それぞれ対応する動き情報およびビ
    デオデータのタイプ情報(MV&MBT)が割り当てら
    れるマクロブロックを形成することを特徴とする請求項
    2記載の方法。
  4. 【請求項4】 符号変換すべきビットストリーム(PB
    S)は、同様にオーディオデータ(AUD)および/ま
    たはシステムデータ(SYD)を含み、前記オーディオ
    データ(AUD)および/またはシステムデータ(SY
    D)を、同様に第2データレートに適合することを特徴
    とする請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
  5. 【請求項5】 動き情報およびビデオデータのタイプ情
    報(MV&MBT)が割り当てられ、第1データレート
    から第2データレートへの、ビデオデータ(VID)を
    有するビットストリーム(PBS)を符号変換する装置
    において、 ビデオデータから動き情報およびビデオデータのタイプ
    情報(MV&MBT)を得るバッファ記憶手段および分
    析手段(BUPAR)と、 動き情報およびビデオデータのタイプ情報により制御さ
    れる動き予測および動き補間手段(MCPID )を含み
    第1データレートに割り当てらた後続のビデオデータの
    復号化手段(VLD、QD~1 、DCTD~1 、AD 、FR
    D )と、 同一の動き情報およびビデオデータのタイプ情報により
    制御される動き予測および動き補間手段(MCPIE
    を含み、可能な予測モードの数が各ビデオデータのタイ
    プ(MV&MBT)に対し許容される予測モードに制限
    され、第2データレートに割り当てられた後続のビデオ
    データ符号化手段(S、DCT、Q、VLC、QE~1
    DCTE~1 、AE 、FRME )とを有するビデオデータ
    を有するビットストリームを符号変換する装置。
  6. 【請求項6】 符号化に関し、後続のバッファ記憶手段
    および挿入手段(BUPAC)を具備し、前記バッファ
    記憶手段および挿入手段(BUPAC)は、動き情報お
    よびビデオデータのタイプ情報(MV&MBT)を符号
    化されたビデオデータに加えることを特徴とする請求項
    5記載の装置。
  7. 【請求項7】 ビデオデータの復号化手段は、逆DCT
    変換のための手段(DCTD~1 )を有し、ビデオデータ
    の符号化手段は、DCT変換のための手段(DCT)と
    逆DCT変換のための手段(DCTE~1 )とを有するこ
    とを特徴とする請求項5または6記載の装置。
  8. 【請求項8】 ビデオデータ(VID)は、オーディオ
    データ(AUD)および/またはシステムデータ(SY
    D)と一緒に、入力ビットストリーム(PBS)からデ
    マルチプレクサ手段(DMX)により得られ、エンコー
    ド化された後にマルチプレクサ手段(MX)で結合され
    て出力データストリームを生成し、オーディオデータ
    (ADP)および/またはシステムデータ(SDP)は
    同様に第1データレートから第2データレートに適合さ
    れることを特徴とする請求項5から7までのいずれか1
    項記載の装置。
  9. 【請求項9】 デジタル画像再生装置、デジタル画像記
    録装置、テレビ電話システム、テレビスタジオ、テレビ
    信号供給システムにおいて、ケーブルネットワークに分
    配するために、または衛星通信システムのために利用さ
    れる請求項5から8までのいずれか1項記載の装置。
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