JPH08298464A - 圧縮されたビデオ信号を通信路へ適合させる方法及び装置 - Google Patents

圧縮されたビデオ信号を通信路へ適合させる方法及び装置

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JPH08298464A
JPH08298464A JP8097820A JP9782096A JPH08298464A JP H08298464 A JPH08298464 A JP H08298464A JP 8097820 A JP8097820 A JP 8097820A JP 9782096 A JP9782096 A JP 9782096A JP H08298464 A JPH08298464 A JP H08298464A
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ロバート カルマネック ジュニア チャールズ
Robert James Safranek
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A T and T I P M CORP
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮されたビデオ信号を通信路へ適合させる
方法及び装置 【解決手段】 本発明においては、圧縮ビットストリー
ム（ＢＳ）は、部分的に圧縮が解かれ、チャネル容量に
適合するため、ビットレートを低下させて、ＢＳが再成
される。特に、制御情報は復号化されるほか、エントロ
ピー符号化されて、量子化された周波数領域のデータに
ついては、エントロピー復号化が実行される。さらに、
量子化された周波数領域のデータは、結果としての圧縮
されたＢＳがチャネル容量のビットレートを越えないよ
うに、再量子化され、再エントロピー符号化がなされ
る。しかし、このレート変換プロセス全体は、先行技術
によりなされるように、周波数領域のデータを周波数領
域から外して（そして、再度戻す）変換するということ
なく、実行される。すなわち、周波数領域のデータは、
再量子化のプロセスにおいては、（周波数領域から外し
て）逆変換されることはない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオ信号符号化
の領域一般に関し、特に、符号化されたビデオ信号の圧
縮レベルを、所与の通信路の要件に適合させるという問
題に関する。
【０００２】
【従来の技術】これまで何年にもわたって、ビデオ信号
符号化の技術は、ビデオ信号の質が極めて僅か、あるい
は殆ど低下させることなく、実質的な圧縮率が得られる
ことが可能となる程度にまで進歩してきた。加えて、大
容量まで保存可能なデジタル保存媒体の出現により、そ
のような圧縮された形式で、膨大な量のデジタルビデオ
データ（例えば、映画のようなビデオプログラムを表
す。）を保存するということが実用的なものとなってき
た。これらの圧縮されて保存されたビデオプログラム
は、さらに引き続き、通信路を通じて、リクエストを出
している顧客の位置まで伝送され、そこで復号化（すな
わち、圧縮が解かれる。）されうる。その他の応用例の
中でも、このような技術は、顧客が、自らの必要な時
に、セレクトしたビデオプログラムを受信することを可
能とするために用いられ得るものである。通常、ビデオ
オンディマンドサービスとして知られる、そのような応
用例は、近い将来には相当ありふれたものとなることが
期待されている。事実、識者の一部によっては、そのよ
うなサービスの市場は、今日では巨大な規模であるビデ
オレンタル市場のレベルに匹敵するレベルへと近付くこ
とが期待されているのである。
【０００３】一方、もちろん、そういったサービスへ利
用されうる、様々な通信路の利用可能なバンド幅には、
何らの制限がないという訳ではない。さらに、チャネル
の特性（例えば、利用可能なバンド幅）については、元
のビデオプログラムが圧縮された（すなわち、符号化さ
れた）ときには、わかっていない場合もあろうし、当該
ビデオプログラムが符号化された時と当該プログラムが
伝送されることが望まれている時との間に、変化する場
合もあり得る。このようなことから、たとえ、ビデオの
画質を犠牲にすることなく達成されうる、実質的な圧縮
率が与えられたとしても、リクエストの時、適切な通信
路を介して、何らかの所与のリクエストされたビデオプ
ラグラムを伝送する、十分なチャネル容量が存在してい
るとは必ずしもあり得ないのである。
【０００４】バンド幅の限定という問題を解決する一つ
のアプローチは、知覚的に完全な画質よりもやや劣った
ビデオ信号を保存することで、最大限のビデオの画質と
チャネルバンド幅の最小限の使用という異なった目標を
妥協させることである。すなわち、ビデオプログラム
は、ビデオ信号の質に影響を及ぼさない率よりも、より
大きい率により圧縮がなされうることになる。たとえ、
結果としてのビデオの画質にある程度の低下が存在しう
るとしても、画質のレベルはなお、ほとんどの視聴者に
とって認識可能でないほど（あるいは、少なくとも受容
可能である程度）、十分なものであり得る。残念なこと
に、このようなアプローチでは、十分なチャネルバンド
幅が利用可能であるときでさえも、高い画質のビデオが
利用できなくなってしまうし、さらにその上、利用可能
なバンド幅が非常に限定されているときには、ビデオプ
ログラムの伝送そのものが全く許容されなくなってしま
うだろう。
【０００５】もう一つの考えられる解決法は、各ビデオ
プログラムについて複数のコピーを保存しておくという
ことである。各コピーについては、異なったビットレー
トで、すなわち、異なる圧縮率をもって、符号化されう
ることになろう。（典型的には、圧縮率は、データ量子
化器のステップサイズを変化させることにより変えられ
る。すなわち、より大きな量子化ステップサイズとする
ことで、結果的には、より大きな圧縮率となる。）ビデ
オプログラムを伝送するリクエストが受け取られると、
利用可能なチャネル容量よりも小さい（しかし、もっと
もそれに近い）ビットレートを有しているヴァージョン
が選択され、伝送される。このような解決法によって
は、必要とされているチャネル容量が利用可能であると
きには、高い画質のビデオが提供されるが、そうでない
ときには、低い画質のビデオが提供されることになる。
もっとも、このようなアプローチは、すべてのビデオプ
ログラムについての複数のコピーの保存を必要とすると
いう欠点を有しているのである。保存されるビデオプロ
グラム（例えば、映画）が何千もあるときには、このよ
うなアプローチは、全く実用的でないということはない
にしても、極めて不経済となるといえる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】よりよい解決法は、ビ
デオプログラムにつき、高い画質のヴァージョンを一つ
保存するということで、さらに、伝送時に、必要とされ
るビットレートに低下させるということである。伝送の
チャネルが、十分な容量（すなわち、保存されたビデオ
プログラムのビットレートよりも大きいか、あるいは、
それに等しい容量）を有しているとき、リクエストをし
ている顧客には、各自の位置で復号化を行うように、保
存されている高い画質のビデオプログラムが、直接に各
顧客の位置にまで伝送されることになるであろう。一
方、チャネル容量が不十分であるとすれば（すなわち、
保存されているビデオプログラムのビットレートよりも
小さい）、利用可能なチャネル容量に適合させるため
の、ビットレートを低下させる手段が幾つか、リアルタ
イムに提供されることが可能であろう。もちろん、その
ような場合には、リクエストをしている顧客は、知覚的
に完全であるよりも、やや劣った画質を有するビデオを
受信しうる。しかしながら、このような手法で、ビデオ
プログラムの単一の保存されたコピーが、変化する容量
を有する通信路へと送り込まれることが可能となろう。
【０００７】すでに符号化されたビデオ信号について、
そのようなビットレートの低下を実行するアプローチの
一つは、元のビデオデータを再構成するため、保存され
たビデオプログラムを復号化すること、さらに、チャネ
ル容量に適合するビットレートに、これらのデータを再
符号化すること、から構成される。しかし、多くのコー
デックス（codecs,符号器/復号器システム）について
は、符号器の複雑さは、復号器の複雑さよりも、数桁の
オーダーでより複雑でありうる。そのような複雑さにつ
いての非対称性は、符号器は、ビデオプログラムの情報
源においてのみ備えられなくてはならないが、復号器
は、各顧客の位置で（例えば、各テレビジョンにおい
て）、含まれていなくてはならないという点で、多くの
応用例において経済的な意味を成すのである。例えば、
the Motion Picture Experts Group（動画像専門家グル
ープ）により採択された、よく知られているビデオ符号
化標準である、ＭＰＥＧ−Ｉ及びＭＰＥＧ−ＩＩは、動
き補償、離散コサイン変換をベースにしたシステムを利
用しており、これらは、符号器が復号器よりもはるかに
複雑である。とはいえ、結果的には、保存されたビデオ
を復号化し、さらに、その結果を従来の符号器を用いて
再符号化するという技術は、ある程度の計算上の複雑さ
を被るものであり、その点は、経済的に、及び性能上の
見地から、という両方からも、ビデオオンディマンドサ
ービスには負の影響を及ぼしうる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の例示的な実施例
に従って、圧縮されたビデオ信号を通信路へ適合させる
方法及び装置が提供される。圧縮されたビットストリー
ムは、部分的に圧縮を解かれ、チャネル容量に適合す
る、低下されたビットレートをもって再びビットストリ
ームが生成される。とりわけ、制御情報は復号化され、
エントロピー復号化は、エントロピー符号化がなされ、
量子化された周波数領域のデータについて実行される。
それから、量子化された周波数領域のデータは、結果と
しての圧縮されたビットストリームがチャネル容量のビ
ットレートを越えないように、再量子化及び再エントロ
ピー符号化がなされる。しかしながら、このような全体
のレート変換プロセスは、先行技術によりなされるよう
に、周波数領域を外れて（さらに再度戻す）周波数領域
のデータを変換するということなしに実行される。すな
わち、周波数領域のデータは、再量子化のプロセスにお
いては、（周波数領域を外して）逆変換されることはな
い。このような手法で、圧縮されて保存されたビデオ信
号は、先行技術により必要とされているよりも、実質的
にはより少ない計算コストで、所与の通信路の制約に適
合させることが可能となるのである。
【０００９】
【発明の実施の形態】当該技術分野においてよく知られ
ているように、ビデオ信号は、固定ビットレート及び可
変ビットレートという、２つのモードのうちの一つで圧
縮がなされることが可能である。固定ビットレートによ
る圧縮については、固定された時間間隔にわたっての、
符号器の出力レートは、一定である。これは、符号器で
用いられる、量子化器のステップサイズを変化させ、符
号器及び復号器にチャネルバッファーを備えることによ
り実現される。これらのバッファーは、チャネルに対し
て及びチャネルから、それぞれ利用可能なデータが常に
存在することを保証するために用いられるのである。加
えて、符号器のチャネルバッファーの充足の程度は、符
号器の制御入力として用いられることが可能である。バ
ッファーが余りに速く充足されているということであれ
ば、量子化ステップサイズは増加されうるのであり、そ
の結果、量子化器からの出力レートはより低くなるので
ある。バッファーが余りに急に空になるということであ
れば、量子化ステップサイズは減少されうるのであり、
それにより、より多くのビットを生成するのである。
【００１０】このような通信路の形式により生じる、通
信路についての２つの制約が存在する。第一には、復号
器バッファーはアンダーフローが決して許容され得ない
ということである。復号器が、より多くのデータを必要
としているが、その入力バッファーには何も残されてい
ないときに、このような状況が生じる。このようなこと
が起こると、さらなるデータが到達するまで、復号器は
待機していなくてはならず、結果としての出力ビデオ映
像の凍結という結果となるのである。第二の制約は、復
号器バッファーは、オーバーフローが許容されてはなら
ないということである。データがチャネルから到達して
いるが、復号器バッファーが充足しているとき、このよ
うな状況が生じる。バッファー内に残された余地が存在
しないのであるから、データが失われてしまう。このよ
うな事の発生は、典型的には、結果としての出力ビデオ
映像に現れる誤りという結果となる。
【００１１】可変ビットレートシステムでは、ネットワ
ークにおいて、情報が損なわれたり、過度に遅延したり
しないように、符号器によりチャネルの伝送レートが制
御されることが必須であることを前提としている。例え
ば、非同期転送モード（ＡＴＭ）によるネットワークに
ついては、チャネルの特有な形式の一つは、leaky buck
etタイプのチャネルとして知られている。（当業者には
知られているように、ＡＴＭは、パケット交換ネットワ
ークプロトコールというカテゴリーにおける特定のプロ
トコールである。ＡＴＭネットワークを介しての通信
は、固定ビットレートか可変ビットレートかのいずれか
のモードで起こりうるものである。）特に、 leaky bu
cketタイプのチャネルは、ピークレート容量、持続可能
レート容量、及びバースト時間を有している。バースト
時間とは、損失や過度の遅延を生じることなしに、符号
器が、どの程度長く、ピークレートで伝送をしうるのか
を特定するものである。一方、持続可能レートでは、符
号器は制限なしに伝送しうることになる。
【００１２】可変ビットレートというアプローチでは、
符号器が伝送可能な平均レートに制限を加えるものであ
るが、限られた時間の間は、符号器がピークレートで伝
送することを許容するものである。仮にleaky bucketタ
イプのチャネルの制約が許容しうるよりも、希望の伝送
レートが高いとすれば、符号器は、固定ビットレートの
場合に類似する手法で、出力レートを低下させなくては
ならない（例えば、量子化器のステップサイズを増やす
ことにより）。以下のような、ａ）バッファーでのオー
バーフローが生じない、ｂ）これらのアプローチバッフ
ァーでのアンダーフローが生じない、ｃ）チャネルの制
約が適合している、という事項を保証するため、これら
のアプローチが充足する必要のある一連の条件は、当業
者によって知られているところであり、例えば、A.R.Re
ibman及びB.G.Haskellによる、"Constraints on Variab
le Bit-Rate Video for ATM Networks," IEEE Trans-ac
tions on Circuits and Systems for Video Technolog
y,vol.2, No.4.pp.361-372,December 1992に記述されて
いる。
【００１３】図１は、圧縮されたビデオ信号が通信路へ
適合されうる、例示的な環境を示している。入力ビデオ
信号（ビデオ入力）は、符号器１２へと供給され符号化
されて、圧縮された形式で保存媒体１４に保存される。
符号化については、例えば、ビデオ信号の知覚上の質を
うまく維持する圧縮率を用いうる。それから、符号化さ
れたビデオ信号を伝送する、特定の顧客のリクエストに
応答して、チャネル適合サブシステム１６が、通信路の
制約（例えば、利用可能なビットレート）に適合するた
め、保存媒体１４（必要であれば）から取り出されたビ
デオ信号を、さらに圧縮する。最終的には、復号器１８
が、チャネルから符号化されたビデオ信号を受信して、
出力ビデオ信号（ビデオ出力）を作り出すため復号化す
る。
【００１４】例えば、図１の符号器１２は、図２に示さ
れた符号器によって実施されうる。このような符号器
は、例示的には、フレーム内符号化のみを実行するフレ
ーム内符号器である。当業者にはよく知られているよう
に、フレーム内符号化においては、所与のフレームは、
他のフレームの内容とは独立に符号化がなされる。一
方、フレーム間符号化においては、符号化されるべきデ
ータが、前のフレームからの対応するデータと比較さ
れ、両者の間の差異が符号化されるのである。
【００１５】特に、ビデオの各フレームは画素ブロック
（典型的には、８×８のサイズである）に分割され、さ
らに変換２０により周波数領域に変換される。変換２０
は、例示的には、よく知られている、離散コサイン変換
（ＤＣＴ）といったような線形変換を利用している。入
力ブロックは、ｆ（ｘ，ｙ）で表されうるものであり、
ここで、ｘ及びｙは、ブロック内の画素に対する空間の
指数を表している。線形変換の出力は、ここでは、入力
データブロックの周波数領域での表示を記述している、
Ｆ（ｕ，ｖ）として表示されるであろう。ここで、ｕ及
びｖは、ブロックの空間周波数の指数を表している。
【００１６】変換２０により作られた、結果としての周
波数領域の係数は、量子化プロセスにより係数のエント
ロピーを低下させるため、量子化器２２により、さらに
量子化される。このステップは、もちろん、情報の損失
とはなるが、システムにおけるデータレートの低下に備
えるものである。上で議論されたように、量子化プロセ
スには、例示的には、最終的に再構成がなされた（すな
わち、復号化された）ビデオの知覚上の質を低下させな
い程度で十分小さな、量子化ステップサイズを用いう
る。
【００１７】量子化器２２により実行された量子化プロ
セスは、例えば、各変換係数についての、対応する量子
化ステップサイズの値による除として定義されうる。有
利なことに、この値は、個々の係数についての量子化に
関する独立した制御及び全体の量子化レベルに関する利
便性のある制御（すなわち、全体の出力ビットレートの
スケーリング）に対して同時に備えるべく、ＭＱＵＡＮ
Ｔ及びＱＵＡＮＴ（ｕ，ｖ）という２つの項の積となり
うるものである。特に、ビットレートにおいて付随的な
低下を伴った、符号化された映像の画質を最大化するた
め、ＱＵＡＮＴ（ｕ，ｖ）は、知覚上の基準を元に選択
されうる。例えば、ＭＱＵＡＮＴが１（単位）という値
を有しているとすれば、符号化されたビデオ信号の再構
成されたものが、元のビデオ信号と知覚上は区別できな
い程度となるように、ＱＵＡＮＴ（ｕ，ｖ）は、選択さ
れうる。そのような量子化行列を見いだす手続は、当該
技術分野における当業者によく知られているところであ
る。（例として、H. Peterson,A.Ahumada及びA.Wats
onによる、"An Improved Detection Model for DCTCoef
ficient Quantization," Proc.of the International S
ociety for Optical Engineering,vol.1913,pp.191-20
1,February 1993を参照。）
【００１８】ＭＱＵＡＮＴに割り当てられた値は、有利
なことに、全体の出力ビットレートを調整するため用い
られ得る。例えば、ＭＱＵＡＮＴが増えると、それが量
子化器のステップサイズを増やすため、出力ビットレー
トを低下させることとなり、それによって、量子化器出
力のエントロピーを低下させることになる、ということ
は留意すべきである。同様に、ＭＱＵＡＮＴが減ると、
量子化器のステップサイズを低下させることにより、出
力ビットレートを増加させ、代わりに量子化されたデー
タのエントロピーが増加することとなる。上述したＭＰ
ＥＧ圧縮標準においては、例えば、ＭＱＵＡＮＴは、１
から３１までの範囲にある値を取ることが可能である。
このようにして、ここではＦQ（ｕ，ｖ）として表示さ
れる、量子化された周波数領域の係数の行列は、以下の
数１での式として、量子化器２２により計算がなされう
るのである。
【数１】 ここで、Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｒｏｕｎｄ関数とは、そのオ
ペランドの値に対してもっとも近い整数を算出するもの
である。
【００１９】図２の符号器において、ＭＱＵＡＮＴは、
レート制御２８により生成される。特に、レート制御２
８は、上で記述したように、チャネル入力バッファー２
６の充足の程度を元に、ＭＱＵＡＮＴを決定する。すな
わち、レート制御２８は、チャネル入力バッファー２６
の状態をモニターしており、バッファーがオーバーフロ
ーあるいはアンダーフローを起こすことなく、さらにチ
ャネルの制約が適合することを保証するように、ＭＱＵ
ＡＮＴを調節する。このような操作を実行するための多
くのアプローチは、当業者に知られているところであ
る。典型的には、バッファーの充足の程度、ＭＱＵＡＮ
Ｔの現在値、入力データに関する統計、及びチャネルの
制限を入力として取ることで操作を行う。これらの入力
を元に、次のデータブロックの量子化のために用いられ
る、ＭＱＵＡＮＴの最適値を決定することを試行するの
である。このような推定された最適値は、一般には、チ
ャネルの制約に適合する一方で、高い画質の出力映像を
作り出す値として定義されている。そのような技術の例
については、例えば、ReibmanとHaskellによる文献（上
記の引用を参照。）及び、K.Ramchandran,A.Ortega及
び、M.Vetterliによる、"Bit Allocation for Dependen
t Quantization with Applications to Multi-resolut
ion and MPEG Video Coders," IEEE Transactions on I
mage Process-ing,vol.3,no.5,September 1994に記述さ
れている。
【００２０】加えて、レート制御２８は、通信路そのも
のにより直接的に供給された情報を元に、ＭＱＵＡＮＴ
を決定しうる。（例えば、H.Kanakia,P.Mishra及び、A.
Reibmanによる、"An Adaptive Congestion Control Sch
eme for Real-TimePacket Video Transport," Proc.of
ACM SIGCOMM,September,1993.を参照。） 例えば、図２に示された例示的な符号器では、チャネル
入力バッファー２６の充足の程度と通信路から直接供給
された信号の両方が利用可能である。その他の実施例で
は、これらの機構の一方あるいは他方が、単独で用いら
れ得る。
【００２１】エントロピー符号器２４は、固定長で量子
化された変換係数を取り入れて、一組の可変長の通信路
符号を生成する。このプロセスでは、さらに情報の損失
が生じることはないが、より一般的に生じる値について
は、より少ないビット（数）をもって符号化することで
ビットレートを最小限にしている。とりわけ、エントロ
ピー符号器２４は、圧縮されたデータストリームを生成
し、そのレートは、量子化された変換係数のエントロピ
ーに近いものである。当該技術分野の当業者にとって熟
知されている、典型的なエントロピー符号化技術とし
て、ハフマン符号化及び算術符号化が含まれよう。
【００２２】最終的には、エントロピー符号器２４によ
り生成された可変長符号は、通信路を介しての伝送ある
いは、図１の環境におけるように、その後の利用を可能
とするべく、保存媒体１４における保存のために、チャ
ネル入力バッファー２６へ送り込まれる。チャネル入力
バッファー２６に蓄えられている、符号化データの様々
な形式としては、以下のような、（ａ）”ｓｔａｒｔ
（スタート）”及び ”ｍａｒｋｅｒ（マーカー）”と
いったようなビットストリーム同期情報、（ｂ）映像サ
イズ、フレームレート、符号化モード、量子化器スケー
ル（例えば、ＭＱＵＡＮＴの値）といったような制御情
報、（ｃ）可変長符号化（すなわち、エントロピー符号
化がなされた）が施された、量子化された変換係数自
体、を含む。例えば、固定レートチャネルについては、
同数のビットが、バッファーから取り出されて、各ビデ
オフレーム毎に（すなわち、各ビデオフレームにより表
された時間間隔にわたって）チャネルを通じて伝送がな
されるということに留意されたい。
【００２３】図３は、図２の符号器に対応する復号器を
示しており、例示的には、図１の復号器１８を実施する
ため用いられ得る。動作に際して、通信路から受信され
るデータはチャネル出力バッファー３０に蓄えられる。
例えば、固定レートチャネルについては、同数のビット
が到達し、各ビデオフレーム毎に（すなわち、各ビデオ
フレームにより表された時間間隔にわたって）チャネル
出力バッファー３０に蓄えられる。このデータは、復号
器により要求された際に、チャネル出力バッファー３０
から取り出される。さらに、同期情報及び制御情報は、
制御情報復号器３２により、そこから抽出される。特
に、ＭＱＵＡＮＴの値は制御情報の一部として抽出され
るということに留意されたい。
【００２４】可変長符号化が施された、量子化された変
換係数は、量子化符号ストリームを生成するエントロピ
ー復号器３４に供給される。これらの量子化符号は、さ
らに、逆量子化器３６により、変換係数の行列に変換さ
れ戻される。ここでは、ＦQ（ｕ，ｖ）として呼称され
る、この行列は、以下の数２の式として、ＭＱＵＡＮＴ
（ｕ，ｖ）及びＱＵＡＮＴ（ｕ，ｖ）による乗法を実行
することによって計算される。すなわち、
【数２】 である。
【００２５】最終的には、変換係数は、図２の符号器に
おける変換２０の結果に対して逆操作を実行する逆変換
３８により、空間領域へと変換され戻される。それか
ら、結果としての出力映像（個々のフレームに対する）
は、制御情報復号器３２により抽出された同期情報によ
り特定された時に、表示されうるのである。結果として
の全体の画像は、元のビデオ信号と比べて、知覚上、可
能な限り区別できない程度となることが望ましいのであ
る。
【００２６】上述したように、図１の環境におけるチャ
ネル適合サブシステム１６は、（ａ）復号化されたビデ
オ信号を生成するため、図３の復号器をもって入力ビッ
トストリームを処理する、及び（ｂ）新たなチャネルの
条件に向けてデータを再符号化する図２の符号器に、結
果としての復号化されたビデオ信号を供給する、という
プロセスにより実施されうる。選択的には、チャネル適
合サブシステム１６は、本発明の第一の例示的な実施例
に従い、図４のレート変換システムにより実施されう
る。特に、図４のシステムは、先行技術に比べて複雑さ
が低下されたシステムをもって、圧縮されたビデオ信号
を通信路に適合させることを可能とするものである。
【００２７】図４のレート変換システムは、次のように
動作する。第一に、入力ビットストリームが、チャネル
出力バッファー３０へ読み込まれる。制御情報及び同期
情報は、さらに制御情報復号器３２により抽出される。
次に、可変長符号化が施された変換係数は、エントロピ
ー復号器３４により復号化される。それから、再量子化
プロセスは、レート変換モジュール４０により、有利な
ことに、単一のプロセスとして実行される。さらに、こ
のプロセスは、例えば、図３の復号器の逆変換３８によ
りなされるように、変換係数を空間領域に（すなわち、
画素データに）変換して戻すことなしに、（あるいは、
その点につき、例えば、図２の符号器の変換２０により
なされるように、結果としての空間領域のデータを、再
度、周波数領域に変換し直すことなしに、）実行される
ということに留意すべきである。
【００２８】特に、変換係数の行列、ＦQ（ｕ，ｖ）
は、以下の数３の式として、レート変換モジュール４０
により計算される。
【数３】 ここで、ＯＬＤ＿ＭＱＵＡＮＴとは、保存されたビット
ストリームを符号化するため、前に用いられたＭＱＵＡ
ＮＴの値（すなわち、制御情報復号器３２により抽出さ
れたＭＱＵＡＮＴの値）であり、ＮＥＷ＿ＭＱＵＡＮＴ
は、新たな通信路の制約が適合することを保証するた
め、レート制御２８により決定される。図２の符号器の
場合のように、レート制御２８は、チャネル入力バッフ
ァー２６の充足の程度、あるいは通信路から受信した信
号を元にして、望ましい量子化レベル（この場合では、
ＮＥＷ＿ＭＱＵＡＮＴ）を生成する。
【００２９】最終的には、エントロピー符号器２４は、
レート変換モジュール４０により生成された、固定長の
量子化変換係数を取り入れ、新たな組み合わせの可変長
のチャネル符号を生成する。これらの符号は、通信路を
介しての伝送のため、（同期情報及び制御情報と共に）
チャネル入力バッファー２６へと送り込まれる。このよ
うな手法で、圧縮されたビデオ信号は、所与の通信路の
制約に適合するように、異なった量子化レベルで再符号
化がなされた。さらに、先行技術以上に複雑さを低下さ
せたシステムをもって、この点が達成されたことにな
る。
【００３０】本発明の例示的な実施例に従って、圧縮さ
れたビデオ信号を通信路へと適合させる、上に記述した
システムは、圧縮されたビデオ信号が、動き補償を用い
て符号化された場合にも拡張されることが可能である。
当業者にはよく知られていることであるが、動き補償と
は、符号化された信号を伝送するのに必要なビットレー
トを、さらに低下させるため、フレーム間ビデオ符号化
において用いられた技術である。フレーム間符号化技術
とは、典型的には、前に符号化されたフレームのブロッ
クから、現在のフレームのブロックに対する予測を生成
することにより動作するものである。さらに、符号化さ
れているフレームと生成された予測の間の差異のみが符
号化され、伝送されることを必要とする。有利なこと
に、前に符号化されたフレーム（実際上の前のフレーム
に対して）が、このような予測に利用されることから、
誤りが、時間を越えて伝播するということはない。
【００３１】動き補償では、前に符号化されたフレーム
から、符号化されるブロックについての最良の推定値を
提供するブロックの位置を決定することで、予測が生成
される。とりわけ、前に符号化されたフレームから選択
された、このようなブロックの位置は、動きベクトルの
利用を通じて符号化される。動きベクトルは、符号化さ
れる現在のブロックに関して、予測ブロックの相対的位
置を特定するものである。このように、現在のブロック
の符号化は、動きベクトルと差異（符号化されているブ
ロックと前に符号化されたフレームからの予測ブロック
の間の）に関する情報のみを含むものである。
【００３２】図５は、図１の環境において用いられ得
る、動き補償フレーム間符号化を有する、例示的なビデ
オ（信号）符号器を示している。符号化されるべきフレ
ームのブロックは、差異を生成する減算器５２により、
予測ブロックから減算される。この差異信号は、ここで
周波数領域へと変換され、図２の例示的な符号器の議論
において上述された技術を用いることで、それぞれ、変
換２０及び量子化器２２により量子化される。最終的に
は、量子化された情報と、予測を生成するために用いら
れた動きベクトルの両方が、エントロピー符号器２４に
よりエントロピー符号化され、上述のように、通信路を
介しての伝送か、あるいは、保存のために、チャネル入
力バッファー２６（同期情報及び制御情報とともに）に
送り込まれる。
【００３３】予測ブロックを生成するため、図５の例示
的な符号器は、以下のような手法で、対応する復号器の
挙動を模したサブシステムを含む。第一に、量子化され
た差異信号の再構成されたものを生成するため、量子化
された変換係数が、それぞれ、逆量子化器３６及び逆変
換３８により逆量子化され、逆変換される。さらに、こ
の信号は、加算器５４により、前のフレームからの予測
ブロックに対して加算され、フレームバッファー５６に
保存される。フレームバッファー５６は、さらに、予測
ブロックとして利用する（すなわち、減算器５２に供給
する）のに適切なデータを取り出すため、所与のブロッ
ク（動き推定器５８により決定された）に対する動きベ
クトルを用いる。とりわけ、動き推定器５８は、考えら
れる複数の動きベクトルを評価し、対応する予測の質を
元に、これらの一つを選択するのである。
【００３４】図６は、図５の例示的な符号器に対応し
た、動き補償フレーム間符号化を有する、例示的なビデ
オ（信号）復号器を示している。図３の例示的な復号器
におけるように、通信路から受信されるデータは、チャ
ネル出力バッファー３０に蓄えられている。このデータ
は、復号器により必要とされているとき、チャネル出力
バッファー３０から取り出され、そこから、制御情報復
号器３２により、同期情報及び制御情報が抽出される。
特に、ＭＱＵＡＮＴの値は、制御情報の一部として抽出
されるということは、再度留意すべきである。
【００３５】可変長符号化が施された、量子化された変
換係数及び動きベクトルは、量子化された符号ストリー
ム及び動きベクトルを生成するエントロピー復号器３４
へと供給されている。量子化された符号は、逆量子化器
３６により、再度、（量子化されていない）変換係数の
行列へと変換され戻される。さらに、変換係数は、逆変
換３８により、再度、空間領域へと変換され戻される。
しかしながら、図６の例示的な復号器においては（図３
の復号器と異なって）、これらの空間領域のデータは、
実際の画素データに対する、差異に関する情報を表して
いることに留意すべきである。
【００３６】動きベクトルは、予測ブロックを生成する
際に利用されるため、フレームバッファー５６（これ
は、前に復号化されたフレームを含む。）へと供給され
る。予測ブロックは、さらに、加算器５４により、差異
に関するデータに加算されて、出力ビデオ信号（ビデオ
出力）で用いられる、現在のフレームの所与のブロック
についての画素データを生成する。ここで、出力ビデオ
信号（ビデオ出力）のデータは、また、次のフレームに
対する予測ブロックを生成する際に用いられるため、フ
レームバッファー５６に戻されて保存される。
【００３７】図４の例示的な実施例に関連して、上述さ
れた手法に類似した方法で、図１の環境におけるチャネ
ル適合サブシステム１６は、以下のように、（ａ）復号
化されたビデオ信号を生成するため、図６の復号器をも
って入力ビットストリームを処理する、（ｂ）図５の符
号器に、結果としての復号化されたビデオ信号を供給す
る、ことによって実施されうるものであり、さらに同サ
ブシステムは、新たなチャネルの条件に対するデータを
再符号化する。しかしながら、選択的には、チャネル適
合サブシステム１６は、本発明の第二の例示的な実施例
に従い、図７の例示的なレート変換システムによっても
実施されうる。特に、図７のシステムは、動き補償フレ
ーム間符号化により符号化されている、圧縮されたビデ
オ信号を、先行技術のシステムに比べて、複雑さを低下
させたシステムをもって、通信路に適合させることを可
能とするものである。
【００３８】現在のフレームに対する量子化された差異
信号は、前に符号化されたフレームに依存していること
から、圧縮されたビデオ信号が、動き補償フレーム間符
号化を用いている場合と、上述のようにフレーム内符号
化のみを用いている場合の間には、レート変換の実行に
おいて、結果として一つの違いが生じる。一方、前に符
号化されたフレームは、さらにそれより前に符号化され
たフレーム及び当該前のフレームからの、量子化された
差異信号に依存している。従って、量子化された差異信
号が、再量子化プロセスの間におけるように、変化して
いるとすれば、誤りが、時間を越えて（経時的に）累積
する可能性がある。そのような問題を避けるために、所
与のフレームに対する、再量子化プロセスにより導入さ
れた付加的な誤りが、計算され、保存され、次のフレー
ムに対する量子化された差異信号に加算されなくてはな
らない。
【００３９】このようなことから、図７の例示的なレー
ト変換システムは、次のように動作する。図４の例示的
なシステムの場合におけるように、最初に、入力ビット
ストリームが、チャネル出力バッファー３０に読み込ま
れる。それから、同期情報及び制御情報が、制御情報復
号器３２により抽出される。次に、可変長符号化がなさ
れた変換係数及び動きベクトルは、エントロピー復号器
３４により復号化され、それぞれ、量子化された符号及
び動きベクトルを生成する。さらに、逆量子化器３６が
量子化された符号を変換係数の行列（差異を表してい
る）へと変換して戻す。とりわけ、逆量子化は、ＯＬＤ
＿ＭＱＵＡＮＴによる乗法を含むものであり、再構成さ
れた周波数領域での差異信号を生成する。しかしなが
ら、上に述べたような再量子化による誤りの累積をさけ
るため、有利なことに、このような差異信号が希望の量
子化レベルへと再量子化される前に、前のフレーム上で
実行された再量子化プロセスによる、伝播された誤り
は、加算器７０により、この差異信号に加算される。そ
れ故、この加算の結果は、誤り訂正された周波数領域の
差異信号となる。
【００４０】誤り訂正された周波数領域の差異信号は、
ここで、レート制御２８により決定されたＮＥＷ＿ＭＱ
ＵＡＮＴの値を元に、量子化器２２により再量子化がな
されうる。とりわけ、量子化器２２により実行された再
量子化は、ＮＥＷ＿ＭＱＵＡＮＴによる除を含むもので
ある。最終的には、エントロピー復号器３４によりエン
トロピー復号化がなされた動きベクトルとともに、レー
ト変換がなされた（すなわち、再量子化された）情報
は、エントロピー符号器２４により、（再）エントロピ
ー符号化がなされ、通信路を介しての伝送のために、チ
ャネル入力バッファー２６へ（同期情報及び制御情報と
ともに）送り込まれる。図４の例示的なシステムにおけ
るように、チャネル入力バッファー２６の充足の程度、
あるいは通信路から直接供給された信号は、ＮＥＷ＿Ｍ
ＱＵＡＮＴの適切な値を決定する、レート制御モジュー
ル２８への入力として用いられ得る。
【００４１】前のフレーム上で実行された再量子化プロ
セスによる、伝播された誤りを決定するため、量子化器
２２からのレート変換がなされた（すなわち、再量子化
された）結果は、第一に、ＮＥＷ＿ＭＱＵＡＮＴにより
逆量子化がなされる。（すなわち、乗法が演算され
る。）この操作は、逆量子化器７２により実行される。
このような手法で、再構成が施された（すなわち、逆量
子化が施された）、レート変換された差異信号が生成さ
れる。さらに、再構成が施された、レート変換されてい
ない差異信号を含む、逆量子化器３６の出力は、再量子
化（すなわち、レート変換）プロセスの結果生じた誤り
の程度を決定するため、逆量子化器７２の出力から減算
される。
【００４２】有利なことに、周波数領域のままで表され
ている、程度が決定されたこの誤りは、ここで、誤りフ
レームバッファー７６に保存される。しかしながら、レ
ート変換により伝播された誤りを生成するために、フレ
ームバッファー７６での周波数領域の情報は動き補償が
されなくてはならない。すなわち、適切な動きベクトル
の値によって変換されなくてはならないのである。その
ような結果を実現する、従来からのアプローチとして
は、フレームバッファー７６の前で逆変換を適用し、空
間領域で、従来からの動き補償を実行し、さらに、動き
補償の後に（先の）変換を適用するということになろ
う。しかしながら、当業者にはよく知られているよう
に、動き補償を含めた、ビデオ映像上の様々な操作は、
有利なことに、変換（すなわち、周波数）領域における
データについて直接実行されうるのである。例えば、B.
C.SmithとL.Roweによる、"Algorithms for Manipulatin
g Compressed Images,"IEEE Computer Graphics and Ap
plications,pp.34-42,September1993、及びS-F. Chang
とD.E.Messerschmidtによる、"Manipuration and Compo
siting of MC-DCT Compressed Video,"IEEE Journal on
Selected Areas in Communications,vol.13,No.1.pp.1
-11,January 1995.を参照。これらの知識の観点から、
及び、エントロピー復号器３４により提供される動きベ
クトルを元に、周波数領域の動き補償７８は、有利なこ
とに、そのような操作を直接に、誤りフレームバッファ
ー７６に保存されたデータについて実行するのである。
その結果は、レート変換による、伝播された誤り信号で
ある。
【００４３】第一の例示的な実施例の場合（すなわち、
図４のシステム）におけるように、図７のシステムの全
体のレート変換プロセスは、変換係数を空間領域へと変
換して戻す（例えば、図６の復号器の逆変換３８によっ
てなされるように）こと、あるいは空間領域のデータ
（差異に関するデータのような）を周波数領域へと変換
する（例えば、図５の符号器の変換２０によってなされ
るように）ことなく、実行されている。このような手法
で、先行技術以上に、複雑さを低下させた技術を用いる
ことで、所与の通信路の制約に適合する異なった量子レ
ベルをもって、圧縮されたビデオ信号は再符号化され
る。
【００４４】本発明の一つの例示的な実施例に従い、ビ
デオプログラムのセグメントが、別のビデオプログラム
内に挿入されうる。例えば、ビデオプログラムのセグメ
ントとしては、通信の下流部分における広告放送があり
得るだろう。圧縮されたプログラムが、潜在的には多重
のチャネルを経由して、一つの位置から他の複数の位置
へと配給されているとき、そのような応用例は有用であ
り得よう。これらのチャネルの配給経路における幾つか
の点では、配給されたプログラムの一部を異なったプロ
グラムのセグメントで置き換えることが望ましいかもし
れない。例えば、ローカルテレビ局やケーブル（放送）
会社では、しばしば、ネットワークプログラムの提供の
中にローカルコマーシャルを挿入している。そのような
プロセスの結果は、図８において例示的に示されてい
る。この図から見られるように、元のプログラム８２の
一部、すなわち、時刻ＴSTARTと時刻ＴENDの間の部分、
は、挿入されたプログラムのセグメント８４に含まれた
データにより置き換えられることが可能である。
【００４５】図８において記述されたような挿入プロセ
スが、通信路を介しての結果としてのビデオの伝送を伴
っているとすれば、上述のような、チャネル及びバッフ
ァーの制約が適合させられる必要があろう。そういった
条件を保証するため、挿入されたプログラムのセグメン
トに対して用いられたビットレートは、元のプログラム
により設定された境界条件を元に、うまく調整されなく
てはならない。
【００４６】図９は、本発明の例示的な実施例に従っ
て、コマーシャル（広告放送）のようなビデオプログラ
ムのセグメントをビデオプログラムに挿入するシステム
を示している。例えば、レート変換モジュール７０が、
図９の例示的なシステムとなりうる。ＴSTARTよりも前
の時刻については、入力セレクター９０は第一の位置に
あり、それによって、適切なレート変換後の出力プログ
ラムが、レート変換モジュール７０により実行されるよ
うに、元のプログラム８２を供給している。時刻Ｔ
STARTと時刻ＴENDの間では、入力セレクター９０は、第
二の位置にあり、それによって、適切なレート変換後の
出力プログラムが、レート変換モジュール７０により実
行されるように、挿入されたプログラムのセグメント８
４を供給している。時刻ＴENDでは、入力セレクター
は、最初に位置に戻され、それによって、適切なレート
変換後の出力プログラムが、レート変換モジュール７０
により実行されるように、再度、元のプログラム８２を
供給する。このような手法で、コマーシャル（広告放
送）のような、圧縮されたビデオプログラムのセグメン
トは、圧縮された、別のビデオプログラムに挿入されう
るのであり、両方のプログラムのビットレートは、先行
技術以上に、複雑さを低下させたシステムを利用するこ
とで、通信路へ適合されうるのである。
【００４７】説明を明快にするため、本発明の例示的な
実施例では、個々の機能ブロックを含むものとして説明
されてきた。これらのブロックが表す機能は、ソフトウ
エアを実行可能なハードウエアに限られるものでもない
が、それを含めた、共有あるいは専用ハードウエアの利
用を通じて提供されうる。例えば、本図面において示さ
れた処理ブロックの機能は、単一の共有プロセッサーに
よって提供されうる。（プロセッサーという語の利用
は、ソフトウエアの実行可能なハードウエアのみを排他
的に呼称するものとして解されるべきではない。）例示
的な実施例では、ＡＴ＆Ｔ ＤＳＰ１６あるいはＤＳＰ
３２Ｃのような、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）
というハードウエア、ここで議論された操作を実行する
ソフトウエアを保存する読み出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）、及び、ＤＳＰの結果を保存するランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ）を含みうる。汎用ＤＳＰ回路と組み合
わせたカスタムＶＬＳＩ回路同様、超ＬＳＩ（ＶＬＳ
Ｉ）というハードウエアによる実施例もまた、提供され
うるだろう。
【００４８】例えば、上述の例示的な実施例は、それぞ
れの場合において、圧縮されたビデオ信号を含むもので
あったが、本発明の原理としては、圧縮された音声、オ
ーディオ、または映像信号、あるいは、その点について
は、量子化プロセスを用いることで圧縮されたデータを
含む、あらゆるその他の信号にも同様に適用されうる。
加えて、上で示された例示的な実施例は、ＡＴＭネット
ワークという文脈で記述されてきたが、本発明の原理
は、利用可能なバンド幅に潜在的な限定のある、あらゆ
る通信路に対しても同様に適用されうるのである。
【００４９】
【発明の効果】本発明によって、すでに符号化されたビ
デオ信号を復号化し、さらに、その結果を再符号化する
という技術において、先行技術におけるシステムに比
べ、計算上の複雑さを低減することが実現された。これ
により、先行技術により必要とされているよりも、実質
的には、圧縮されたビデオ信号を、より少ない計算コス
トで、所与の様々な制約のある通信路へ適合させること
が可能となるのである。また、将来的にも、極めて有望
であるビデオオンディマンドサービスにも、経済的に、
及び性能上の見地から大きな影響を及ぼしうる。なお、
本技術は、ビデオ信号のみにその適用が限定されるもの
ではないことに、留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の例示的な実施例に従って、圧
縮されたビデオ信号が通信路へ適合されうる環境を示し
ている。
【図２】図２は、図１の環境で用いられうる、例示的な
ビデオ符号器を示している。
【図３】図３は、図１の環境で用いられうる、例示的な
ビデオ復号器を示している。
【図４】図４は、本発明の第一の例示的な実施例に従っ
て、圧縮されたビデオ信号を通信路へ適合させる、レー
ト変換システムを示している。
【図５】図５は、図１の環境で用いられうる、動き補償
符号化を有する、例示的なビデオ符号器を示している。
【図６】図６は、図１の環境で用いられうる、動き補償
復号化を有する、例示的なビデオ復号器を示している。
【図７】図７は、本発明の第二の例示的な実施例に従っ
て、圧縮されたビデオ信号を通信路へ適合させる、レー
ト変換システムを示している。
【図８】図８は、本発明の例示的な実施例に従って、コ
マーシャル（広告放送）のようなビデオプログラムのセ
グメントをビデオプログラムに挿入する結果を示してい
る。
【図９】図９は、本発明の例示的な実施例に従って、ビ
デオプログラムのセグメントをビデオプログラムに挿入
するシステムを示している。
【符号の説明】
１２ 符号器 １４ 保存媒体 １６ チャネル適合サブシステム １８ 復号器 ２０ 変換 ２２ 量子化器 ２４ エントロピー符号器 ２６ チャネル入力バッファー ２８ レート制御 ３０ チャネル出力バッファー ３２ 制御情報復号器 ３４ エントロピー復号器 ３６ 逆量子化器 ３８ 逆変換 ４０ レート変換モジュール ５２ 減算器 ５４ 加算器 ５６ フレームバッファー ５８ 動き推定器 ７０ 加算器 （レート変換モジュール） ７２ 逆量子化器 ７４ 減算器 ７６ 誤りフレームバッファー ７８ 周波数領域動き補償 ８２ 元のプログラム ８４ 挿入されたプログラム（セグメント） ９０ 入力セレクター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート ジェームス サフラネック アメリカ合衆国，07974 ニュージャージ ー，ニュー プロヴィデンス，フェアモン ト ロード 20

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 通信路におけるビットレートの制約に
    適合する、第二の符号化された信号を生成するため、第
    一の符号化された信号を再符号化する方法において、 前記第一の符号化された信号と前記第二の符号化された
    信号それぞれが、共通な元の信号を表しており、前記第
    一の符号化された信号は量子化された周波数領域のデー
    タを含んでおり、前記量子化された周波数領域のデータ
    は、第一の量子化レベルに量子化されており、 （Ａ） 前記量子化された周波数領域のデータを、周波
    数領域から外して変換することなく、前記第一の量子化
    レベルとは異なった、第二の量子化レベルへと前記量子
    化された周波数領域のデータを再量子化するステップ
    と、前記第二の量子化レベルは、前記通信路におけるビ
    ットレートの制約に基つ゛いている、 （Ｂ） 再量子化された周波数領域のデータに基つ゛い
    て、前記第二の符号化された信号を生成するステップ
    と、 を含むことを特徴とする、前記第二の符号化された信号
    を生成するため、前記第一の符号化された信号を再符号
    化する方法。
  2. 【請求項２】 前記量子化された周波数領域のデータが
    エントロピー符号化されており、 （Ｃ） 前記（Ａ）の再量子化のステップに先だって、
    前記量子化された周波数領域のデータをエントロピー復
    号化するステップと、 （Ｄ） 前記再量子化された周波数領域のデータをエン
    トロピー符号化するステップと、 を含むことを特徴とする請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 周波数領域の変換を用いて非周波数領域
    のデータを周波数領域に変換することで、前記量子化さ
    れた周波数領域のデータが生成されることを特徴とする
    請求項１の方法。
  4. 【請求項４】 前記共通な元の信号が、画像情報を表し
    ており、前記非周波数領域のデータが、画素データを含
    むことを特徴とする請求項３の方法。
  5. 【請求項５】 前記周波数領域の変換が、離散コサイン
    変換を含むことを特徴とする請求項４の方法。
  6. 【請求項６】 前記共通な元の信号が、画像情報を表し
    ており、前記非周波数領域のデータが、動き補償フレー
    ム間での差異データを含むことを特徴とする請求項３の
    方法。
  7. 【請求項７】 前記周波数領域の変換が、離散コサイン
    変換を含むことを特徴とする請求項６の方法。
  8. 【請求項８】 前記共通な元の信号が、音声情報を表し
    ており、前記非周波数領域のデータが、信号振幅データ
    を含むことを特徴とする請求項３の方法。
  9. 【請求項９】 前記通信路に結びつけられたチャネル入
    力バッファーの充足の程度に基つ゛いて、前記通信路に
    おけるビットレートの制約を決定するステップ、 を含むことを特徴とする請求項１の方法。
  10. 【請求項１０】 前記通信路から受信した信号に基つ゛
    いて、前記通信路におけるビットレートの制約を決定す
    るステップを含むことを特徴とする請求項１の方法。
  11. 【請求項１１】 前記通信路が、パケット交換ネットワ
    ークのチャネルを含むことを特徴とする請求項１の方
    法。
  12. 【請求項１２】 前記パケット交換ネットワークが、非
    同期転送モード（ＡＴＭ）プロトコールを有するネット
    ワークを含むことを特徴とする請求項１１の方法。
  13. 【請求項１３】 前記第一の符号化された信号が、さら
    に、符号化された制御情報を含んでおり、 前記符号化された制御情報を復号化するステップを含
    み、 前記第二の符号化された信号を生成する前記ステップ
    が、前記復号化された制御情報に、さらに基つ゛いて、
    前記第二の符号化された信号を生成することを特徴とす
    る請求項１の方法。
  14. 【請求項１４】 前記通信路におけるビットレートの制
    約に適合する、第三の符号化された信号の一部を、前記
    第二の符号化された信号と置き換えるステップを含むこ
    とを特徴とする請求項１の方法。
  15. 【請求項１５】 前記共通な元の信号及び前記第三の符
    号化された信号それぞれが、画像情報を表しており、前
    記共通な元の信号により表された、前記画像情報がテレ
    ビコマーシャル（テレビの広告放送）を含むことを特徴
    とする請求項１４の方法。
  16. 【請求項１６】 ビットレートの制約を伴っている通信
    路を介して、元の信号を通信する方法において、 符号化された制御情報及び量子化された周波数領域のデ
    ータを含む、第一の符号化された信号を生成するため、
    前記元の信号を符号化するステップと、前記量子化され
    た周波数領域のデータは、第一の量子化レベルに量子化
    されている、 前記符号化された制御情報を復号化するステップと、 前記量子化された周波数領域のデータを、周波数領域か
    ら外して変換することなく、前記第一の量子化レベルと
    は異なった、第二の量子化レベルへと前記量子化された
    周波数領域のデータを再量子化するステップと、前記第
    二の量子化レベルは、前記通信路に伴う、ビットレート
    の制約に基つ゛いている、 前記符号化された制御情報、及び前記再量子化された周
    波数領域のデータに基つ゛いて、第二の符号化された信
    号を生成するステップと、 前記第二の符号化された信号を、前記通信路を介して目
    的地へと伝送するステップとを含むことを特徴とする、
    前記通信路を介して、前記元の信号を通信する方法。
  17. 【請求項１７】 前記第一の符号化された信号を保存装
    置に保存するステップを含み、 前記量子化された周波数領域のデータを再量子化する前
    記ステップが、前記量子化された周波数領域のデータ
    を、前記保存装置から取り出すことを特徴とする請求項
    １６の方法。
  18. 【請求項１８】 目的地において、前記第二の符号化さ
    れた信号を受信するステップと、 目的地において、前記第二の符号化された信号を復号化
    し、前記元の信号を表す出力信号を生成するステップ
    と、 を含むことを特徴とする請求項１６の方法。
  19. 【請求項１９】 前記第一の符号化された信号を保存装
    置に保存するステップを含み、 前記量子化された周波数領域のデータを再量子化する前
    記ステップが、前記量子化された周波数領域のデータ
    を、前記保存装置から取り出すことを特徴とする請求項
    １８の方法。
  20. 【請求項２０】 通信路におけるビットレートの制約に
    適合する、第二の符号化された信号を生成するため、第
    一の符号化された信号を再符号化する装置において、前
    記第一の符号化された信号と前記第二の符号化された信
    号それぞれが、共通な元の信号を表しており、前記第一
    の符号化された信号は量子化された周波数領域のデータ
    を含んでおり、前記量子化された周波数領域のデータ
    は、第一の量子化レベルに量子化されており、さらに、
    以下の装置、すなわち、 前記量子化された周波数領域のデータを、周波数領域か
    ら外して変換することなく、前記第一の量子化レベルと
    は異なった、第二の量子化レベルへと前記量子化された
    周波数領域のデータを再量子化することに適応した量子
    化器と、前記第二の量子化レベルは、前記通信路におけ
    るビットレートの制約に基つ゛いている、 再量子化された周波数領域のデータに基つ゛いた、前記
    第二の符号化された信号についての信号発生器と、 を含むことを特徴とする、前記第二の符号化された信号
    を生成するため、前記第一の符号化された信号を再符号
    化する装置。
  21. 【請求項２１】 前記量子化された周波数領域のデータ
    がエントロピー符号化されており、 前記量子化された周波数領域のデータに適用されること
    に適応したエントロピー復号器と、 前記再量子化された周波数領域のデータに適用されるこ
    とに適応したエントロピー符号器とを含むことを特徴と
    する請求項２０の装置。
  22. 【請求項２２】 周波数領域の変換を用いて非周波数領
    域のデータを周波数領域に変換することで、前記量子化
    された周波数領域のデータが生成されることを特徴とす
    る請求項２０の装置。
  23. 【請求項２３】 前記共通な元の信号が、画像情報を表
    しており、前記非周波数領域のデータが、画素データを
    含むことを特徴とする請求項２２の装置。
  24. 【請求項２４】 前記周波数領域の変換が、離散コサイ
    ン変換を含むことを特徴とする請求項２３の装置。
  25. 【請求項２５】 前記共通な元の信号が、画像情報を表
    しており、前記非周波数領域のデータが、動き補償フレ
    ーム間での差異データを含むことを特徴とする請求項２
    ２の装置。
  26. 【請求項２６】 前記周波数領域の変換が、離散コサイ
    ン変換を含むことを特徴とする請求項２５の装置。
  27. 【請求項２７】 前記共通な元の信号が、音声情報を表
    しており、前記非周波数領域のデータが、信号振幅デー
    タを含むことを特徴とする請求項２２の装置。
  28. 【請求項２８】 通信路に結びつけられたチャネル入力
    バッファーと、 前記チャネル入力バッファーの充足の程度に基つ゛い
    て、前記通信路におけるビットレートの制約を決定する
    ことに適応したレート制御モジュールと、 を含むことを特徴とする請求項２０の装置。
  29. 【請求項２９】 前記通信路から受信した信号に基つ゛
    いて、前記通信路におけるビットレートの制約を決定す
    ることに適応したレート制御モジュール、 を含むことを特徴とする請求項２０の装置。
  30. 【請求項３０】 前記通信路が、パケット交換ネットワ
    ークのチャネルを含むことを特徴とする請求項２０の装
    置。
  31. 【請求項３１】 前記パケット交換ネットワークが、非
    同期転送モード（ＡＴＭ）プロトコールを有するネット
    ワークを含むことを特徴とする請求項３０の装置。
  32. 【請求項３２】 前記第一の符号化された信号が、さら
    に、符号化された制御情報を含んでおり、さらに、 前記符号化された制御情報に適用されることに適応した
    復号器、を含んでおり、 前記第二の符号化された信号についての信号発生器が、
    前記再量子化された周波数領域のデータ、及び前記復号
    化された制御情報の両方に基つ゛いて、前記第二の符号
    化された信号を生成することに適応していることを特徴
    とする請求項２０の装置。
  33. 【請求項３３】 第三の符号化された信号の一部を、
    前記第二の符号化された信号と置き換えることに適応し
    たスイッチ、 を含んでおり、また、前記第三の符号化された信号が、
    前記通信路におけるビットレートの制約に適合すること
    を特徴とする請求項２０の装置。
  34. 【請求項３４】 前記共通な元の信号及び前記第三の符
    号化された信号それぞれが、画像情報を表しており、前
    記共通な元の信号により表された、前記画像情報がテレ
    ビコマーシャル（テレビの広告放送）を含むことを特徴
    とする請求項３３の装置。
  35. 【請求項３５】 ビットレートの制約を伴っている通信
    路を介して、元の信号を通信する通信システムにおい
    て、 前記元の信号に適用されることに適応し、及び、符号化
    された制御情報及び量子化された周波数領域のデータを
    含む、第一の符号化された信号を生成することに適応し
    た符号器と、前記量子化された周波数領域のデータは、
    第一の量子化レベルに量子化されている、 前記符号化された制御情報に適用されることに適応した
    復号器と、 前記量子化された周波数領域のデータを、周波数領域か
    ら外して変換することなく、前記第一の量子化レベルと
    は異なった、第二の量子化レベルへと前記量子化された
    周波数領域のデータを再量子化することに適応した量子
    化器と、前記第二の量子化レベルは、前記通信路に伴
    う、ビットレートの制約に基つ゛いている、 前記符号化された制御情報、及び前記再量子化された周
    波数領域のデータの両方に基つ゛いた、第二の符号化さ
    れた信号についての信号発生器と、 前記通信路に結びつけられた送信器、なお、前記送信器
    は、前記第二の符号化された信号を、通信路を介して目
    的地へと伝送することに適応している、 を含むことを特徴とする、前記通信路を介して、前記元
    の信号を通信する通信システム。
  36. 【請求項３６】 前記第一の符号化された信号を保存す
    ることに適応した保存装置、を含んでおり、さらに、前
    記量子化器が、前記量子化された周波数領域のデータ
    を、前記保存装置から取り出すことに適応していること
    を特徴とする請求項３５のシステム。
  37. 【請求項３７】 目的地において、前記通信路に結びつ
    けられた受信器と、前記受信器は前記第二の符号化され
    た信号を受信することに適応している、 目的地において、前記第二の符号化された信号を復号化
    し、前記元の信号を表す出力信号を生成することに適応
    した復号器と、 を含むことを特徴とする請求項３５のシステム。
  38. 【請求項３８】 前記第一の符号化された信号を保存す
    ることに適応した保存装置、を含んでおり、さらに、前
    記量子化器が、前記量子化された周波数領域のデータ
    を、前記保存装置から取り出すことに適応していること
    を特徴とする請求項３７のシステム。
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